许多监督装配线的工程师觉得不平衡是一件坏事。实际上,大多数运营管理教科书都投入整个章节来平衡。许多公司投入相当长的时间和努力来平衡他们的线条。但是,这是一个平衡的线条真的是你的生产设施最好的东西吗?

研究表明,不平衡的装配线实际上比平衡的装配线表现得更好。如果一条线路至少有一个站点故意慢于其他站点(瓶颈或约束站点),它可以比名义上平衡的线路获得更高的输出。

这是对高度受欢迎的“限制理论”的抑制,其中瓶颈被视为需求流动装配线的普遍特性。在理论下,管理层必须确定这些限制和直接额外的资源来消除它们,从而加强随时的交付和提供更可预测的性能。然而,在许多情况下,这些资源可能更好地指示其他地方。

在无节奏的装配线上,操作者可以自由地以自己的速度工作。在这种类型的线路中,操作者通常用手将零件传递到下一站,尽管在某些情况下可能会有一些有限形式的机械辅助。在每个在制品(WIP)工位之间通常有一些存储空间或缓冲区。这防止了由于操作员没有工件加工(饥饿)或无法释放工件,因为下一站没有空间(阻塞)而导致的工作停止。这些缓冲区是至关重要的,因为它们允许工作人员相互独立地处理项目。这种类型的产品称为“异步”。

无节奏的行通常是“不平衡的”。每个工作站平均需要不同的时间来完成给定的任务。这有几个原因。一个可能是工作的性质。由于优先级和技术限制,可能不可能将单个工作分解为一组离散的任务,每个任务需要相同的平均时间来完成。另一个原因是工人的人性。由于人们的技能、能力、胜任力、培训和动机水平不同,不同的操作人员完成同一项任务所需的时间永远不会完全相同。此外,一天中每个人完成某项重复性任务所需的平均时间也会有所不同。这被称为工人变异性,是无节奏线条的正常特征。在任何给定的时间内,单个作业者处理项目的速度有时会比平均产量慢66%。

不幸的是,最慢的车站将延迟所有前面的那些并遵循它。然而,具有讽刺意味的是,研究还发现,手动线比完全自动化线更有效地为25%至75%。这怎么可能?

安排装配工

利用软件模拟了5个、8个和10个车站的不同线路的行为。根据组装人员完成标准化任务的速度,他们被分配到几个类别。工人的速度从极慢到极快不等。

然后,我们将装配商定位在线上的各个站点,以查看哪个安排会产生最佳输出。最好把最快的工人放在线路前面还是结束?也许最快的工人应该在中间。我们看了四次工人安排:
  • 图案1:最快的工人放置在线的开头,然后逐步慢较慢的工人(升序)。
  • 图案2:最快的工作人员放置在逐步较慢的工人之前的末端(降序)。
  • 模式3:速度最快的工人处于中间位置,速度较慢的工人处于两个方向(碗状)。
  • 图案4:最慢的工人在两个方向(倒碗形状)中逐渐更快地分配给中间。
我们还在更加不平衡的程度,或最快的工人和最慢的任务时间的差异。我们考虑了四个不平衡水平:2%(轻微),5%,12%和18%(非常高)。最大缓冲级别设置为一个,两个,三个和六个单元,用于线路中的所有缓冲区。

我们的目标是找出与平衡线相比的工人分配模式将提供最大的提高。通过效率,我们的意思是两件事:减少空闲时间的总体量,或平均缓冲水平的减少。我们的一些结果令人惊讶,他们为如何提高线路效力提供一些有用的见解。

我们发现,用于减少空闲时间的最有效的模式是图案3,碗状布置,而最差的是图案2,下降顺序排列。在平衡线上获得的最大改进几乎减少了空闲时间的3.5%(对于八站线,缓冲水平的八站和2%的线的不平衡)。这可能看起来似乎不是很重要的,但是当拍摄线路的使用寿命时,输出的改善可能很大。

至于平均缓冲级别,我们发现图案2-空闲时间的最差配置 - 实际生成了最佳结果。

对于所有的线路长度,缓冲级别和我们进行的不平衡程度,在没有时间的情况下,平衡线的性能证明是优于最佳不平衡模式的性能。最糟糕的模式是模式1,升序配置。最佳模式导致平均缓冲水平的降低约为87%(对于具有六个缓冲水平的五站线和12%的不平衡程度)-A与平衡线相比显着的节省。

不幸的是,我们测试的任何配置都没有同时降低空闲时间和平均缓冲级别。

缓冲大小和不平衡程度在相反的方向上移动,就像空闲时间和平均缓冲级别一样。如果缓冲容量增加,则空闲时间下降,但平均缓冲级别升高。增加不平衡程度增加了闲置时间,但降低了平均缓冲水平。

我们观察到线长的增加导致空闲时间的相应增加。

此外,不平衡的程度可能会增加,有时相当大,导致闲置时间值与平衡线获得的值不远。例如,在最佳配置中,对于低到中等大小的缓冲区,不平衡程度可以提高到5%,只比平衡行的空闲时间稍高一点。

对空闲时间和平均缓冲级别的对不平衡装配线的影响最大的变量是缓冲容量。虽然不平衡程度对空闲时间的影响最大,但其对平均缓冲水平的影响得多不大。

无论做出何种选择,不平衡对性能的改善都是显著的。然而,不正确地平衡一条线将导致效率的大幅下降。这就出现了一个两难的局面。如果您想增加生产线的生产时间,就必须使用更多的在制品。如果您想要减少在制品,则需要增加总的空闲时间。

工程师必须决定在最大的利益可以实现哪里。最有可能的这一决定将是特定于行业的,取决于运行类型。在需求和运营商利用率高的扇区中,空闲时间的成本可能会大于库存成本,因此闲置时间应该是决策标准。另一方面,如果精益制造和短的交货时间很重要,则库存成本可能会大于空闲时间的成本,因此平均缓冲水平应该是决策标准。

许多工程师和管理人员缺乏关于如何最好地分配汇编程序,其中沿装配线具有不同的工作速度。通常,工人只是基于实用主义的原则。但是,因为无论如何大多数线都不平衡,这条线以最佳方式不平衡是有道理的。实际上,工程师根本不必重新排列或重新设计装配线,以减少空闲时间或平均缓冲级别。他们只需要适当地将汇编者分配给现有电台,这不需要任何关于资本或其他资源的进一步支出。

我们希望我们提供的指导方针将是改进您的工厂的实际援助,解锁可能已经存在于您的行中的储蓄,并允许贵公司变得更具竞争力。