節(jié)拍TT的計算方法

1、圖一:精益屋為消除企業(yè)的muda、mura、 muri等現(xiàn)象,大野耐一提出精益生產理論。精益生產理論的核心是“精益屋如圖一所示。精益屋的三大骨干(JIT,JIDOKA,HEIHUNKA)以Heijunka(平衡生產)為最基層應用, Heijunka box(生產均衡柜)說明了混排生產的生產平衡一種方法。也就是說要到達精益生產首先要先完成生產線平衡。所謂生產線的平衡，是指生產線工作地之間的生產時間都要趨于一致而到達沒有瓶頸工作地存在。生產平衡要到達以下三個目標:1、總數(shù)量平衡：這取決于生產線的產能,不管生產什么產品，什么數(shù)量都不能超過該生產線所能生產的最大數(shù)量。2、產品品種均衡：精益生產的生產線

2、大都是多任務生產線,所以生產線的平衡生產不僅是到達單一品種的均衡,也要到達多品種之間數(shù)量的均衡。3、混排生產：混排生產是多種產品同時生產時,要到達品種之間的混排,如某條生產線可以同時生產A,B,C,D四種品種產品,混排生產不是按A,B,C,D依序生產而是以A(2),B(2),D(1),C(3)為一循環(huán)的方式生產,混排生產不僅考慮客戶的需求品種,也要考慮品種之間的生產的相似度來到達客戶需求與生產效率的最大化。一、生產線平衡理論一節(jié)拍1、節(jié)拍計算節(jié)拍(takt time)是指連續(xù)完成相同的兩個產品或兩次效勞，或兩批產品之間的間隔時間。換句話說，即指完成一個產品所需的平均時間。節(jié)拍計算的公式:R=T

3、效/Q公式中: R節(jié)拍 (分/件)T效: 方案期有效工作時間 (分)Q: 方案期制品產量(件)方案期有效工作時間=方案期制度工作時間時間利用系數(shù)方案期制品產量: 除方案中規(guī)定的任務外,還包括不可防止的廢品如果R很小，且加工制品的體積小重量輕，不適于按件傳遞，那么可以按批傳遞。順序出產相鄰兩批同樣制品之間的時間間隔就稱為節(jié)奏。節(jié)奏的計算公式如下:即：Rg=Rn 其中 Rg: 節(jié)奏 n: 批量節(jié)拍的決定有以下三種方法:1依照客戶的需求來決定節(jié)拍在精益生產環(huán)境下,節(jié)拍計算是要依客戶的需求量來決定。例如：顧客每天需求900個產品，每天生產時間為450分鐘。生產節(jié)拍=450/900=0.5分鐘2根據設備

4、能力確定生產節(jié)拍。例如：顧客每天需求900個產品，但是，有一臺車床每天只能車540個產品。生產節(jié)拍=540/900=0.6分鐘3根據人員生產能力確定生產節(jié)拍。例如：顧客每天需求900個產品，但是，其中一道焊接工序要求很高，只有三名工人能夠完成這項操作，三人每天能加工630個產品。生產節(jié)拍=630/900=0.7分鐘2、節(jié)拍計算的影響節(jié)拍會因生產線只生產單一產品或生產多種產品或是混合生產多種產品的節(jié)拍計算會有所不同。3、單品種節(jié)拍計算例某制品流水線方案年銷售量為20000件，另需生產備件2000件，廢品率2%，兩班制工作，每班8小時，時間有效利用系數(shù)95%，求流水線的節(jié)拍。(年生產天數(shù)為：254

5、天)解T效 = 254826095% = 231648 分鐘Q = (20000+2000) / (12%) = 22449 件r = T效 / Q = 231648 / 22449 = 11(分/件這種節(jié)拍的計算方式是最簡單的一種,由于生產線只生產單一產品,所以節(jié)拍不是按流水生產線的產能就是按客戶的需求量來決定節(jié)拍。4、多品種拍計算設某種可變流水線加工A、B、C三種零件，其方案年產量分別為QA、QB、QC；流水線上加工各零件的單件時間定額為TA、TB、TC。節(jié)拍計算有兩種方法:1代表產品法代表產品法是在流水線所生產的制品中選擇一種產量大、勞動量大、工藝過程復雜的制品為代表產品，將其它產品按勞

6、動量換算為代表產品的產量，此后以代表產品來計算節(jié)拍。假設A為代表產品，那么：換算后的總產量為Q = QA+ QBe B+ QCe C其中：e B = TB/ TA，eC= TC/ TA那么各零件的節(jié)拍為：RA = T效 /Q= T效 / (QA+ QBe B+ QCe C)RB= RAe BRC= RAe C例設可變流水線加工A、B、C三種零件，其方案月產量分別為2000、1875、1857件；每種產品在流水線上各工序單件作業(yè)時間之和分別為40、32、28分鐘。流水線按兩班制生產，每月有效工作時間為24000分鐘。用代表產品法和勞動量比例法計算每種產品的節(jié)拍?！窘狻浚哼xA為代表產品，用A表示的

7、方案期總產量：Q = QA + QBe B + QCe C=2000+187532/40+1857 28/40=2000+1500+1300=4800(件)代表產品A的節(jié)拍:RA = T效 /Q=24000/4800=5(分/件)產品B的節(jié)拍:RB= RAe B=532/40=4(分/件)產品C的節(jié)拍:RC= RAe C= 528/40=3.5(分/件)2勞動量比重法勞動量比重法是指按各種制品在流水線上總勞動量中所占的比重來分配有效工作時間，然后據以計算各制品的節(jié)拍。設ABC的加工勞動量在總勞動量中的比重分別為A 、B、C，那么A = QATA/ (QATA+ QBTB+ QCTC)B= QB

8、TB / (QATA+ QBTB+ QCTC)C= QCTC / (QATA+ QBTB+ QCTC)三種零件的節(jié)拍分別為：RA=A T效 /QARB=BT效 /QBRC=C T效 /QC以上例為例,勞動量比重法的計算為:產品A勞動量占總勞動量的比重:A = QATA / (QATA + QBTB + QCTC)=200*4/(200*40+1875*32+1857*28)=41.67%產品B勞動量占總勞動量的比重:B = QBTB / (QATA + QBTB + QCTC)=1875*32/(200*40+1875*32+1857*28)=31.25%產品C勞動量占總勞動量的比重:C =

9、QCTC / (QATA + QBTB + QCTC)=1857*28/(200*40+1875*32+1857*28)=27.085、多品種混合流水線節(jié)拍計算流水線節(jié)拍計算以這種方式最為復雜, 因為生產線的平衡不僅要到達產量上的均衡，而且還要保證品種、工時和生產負荷的均衡。所以，它實際上是均衡生產的高級階段?！纠?設某混合流水線成組地生產A、B、C三種產品，方案產量分別為3000、2000、1000件。如何設計混合排產?排產的方法有很多種.有的用仿真排法,有的用制約排法,但最簡單的方法是用生產比倒數(shù)法,其規(guī)那么如下:(1)求取生產產品的最大公約數(shù)來確定一個循環(huán)流程的產量(2)計算各產品生產比

10、倒數(shù)mj,(3)按計算過程的順序逐行從全部品種中選出生產比倒數(shù)值最小的品種先投;如果有幾個品種的生產比倒數(shù)都同為相等的最小值,那么最晚出現(xiàn)生產比倒數(shù)最小值的品種先投,應盡量選擇與前次不重復的品種,以防某一品種連續(xù)投入.(4)更新生比倒數(shù)值mj,選定后續(xù)品種。在已經選定的品種的生產比倒數(shù)上,再加上一個該品種的生產比倒數(shù),形成該品種的新的mj值。將該新mj值與其他品種的mj值相比擬,并按前述規(guī)那么確定本輪應投入的品種。如此逐次逐行進行下去,直到將一個循環(huán)流程的產品全部安排完畢。【例】:設某混合流水線成組地生產A、B、C三種產品，方案產量分別為3000、2000、1000件。那么三種產品的混合生產順

11、序如何?1 確定生產比和構成找出三種產品產量的最大公約數(shù)，最大公約數(shù)即為零件組的組數(shù)。本例為1000。然后用組數(shù)去除各產品產量，得生產比。即：XA = 3000/1000 = 3; XB = 2000/1000 = 2; XC = 1000/1000 = 1。這樣即可確定一個零件組有6件產品，其中有3個A產品，2個B產 品，1個C產品。2 計算生產比倒數(shù)MA = 1/XA = 1/3, MB = 1/XB = 1/2, MC = 1/XC = 13 確定組內產品順序,如表一表一結果是按照ABABAC方式來混排生產二確定工作地確定工作地是工序同期化的一個很重要概念，工序的同期化是在決定多少工作地

12、讓工地間彼此的節(jié)拍趨于一致從而到達生產線的平衡。工作地與節(jié)拍息息相關，節(jié)拍長表工作地少，節(jié)拍短表示工作地多。理論工作地數(shù)=產品的總生產時間/節(jié)拍時間.如產品的總生產時間為130秒,節(jié)拍為30秒,那么理論上工作地(人或設備數(shù))=130/30=4.333,取整數(shù)為5個。1、工作地調整(ECRS)對于可變流水線可以透過以下方法來調整節(jié)拍與工作地的平衡。2、消除(elimination):可以將某工作地的任務轉給它工作去執(zhí)行,從而到達各工作地的節(jié)拍趨于一致。3、分派(reassign)可以將某工作地的部份工作重新分配給工作地或重新增加一個工作地去完成。4、簡化(simplicity)可以透過將某工作地

13、的任務予以簡化來減少該工作地的時間接近節(jié)拍。5、合并(combine)可以將兩個工作地的任務予以合并來減少工作地到達工作地的節(jié)拍趨于一致.三負荷率又稱流水線的負荷率,用來判段該流水線的節(jié)拍是否平衡的一個重要依據,平衡率越高,表示工作地節(jié)拍越趨于相同。計算公式為=理論工作地/實際工作地流水線設備負荷系數(shù)應在0.751.05內表示該生產線可以做為流水線生產,假設低于0.75以下,表示該生產現(xiàn)工作地之間有嚴重不平衡。四平衡率可以根據已經設計好的流水線來計算各工作地彼此之間的平衡度.計算公式為：各工作地的工時總和/(最大工作時間(瓶頸工作地)*工作地數(shù))*100%平衡損失: 各工作之間由于作業(yè)量的不公

14、平導致的作業(yè)要素時間的不均衡程度的比.計算公式為：(各工作地數(shù)*節(jié)拍-各工作地時間總合)/節(jié)拍時間*100%一般來說, 生產線平衡率在90%100%之間，為理想；生產線平衡率在80%90%，為良好；生產線平衡率在70%80%，需改善。二、生產線平衡設計步驟生產線平衡設計是生產線平衡重要工作,我以以下例子說明生產線平衡設計步驟【例】:生產某J型玩具小車要在一個傳送帶上組裝，每天需生產500輛。每天的生產時間為420分。表4-3列出了J型小車的裝配步驟及其定額時間，請根據節(jié)拍和作業(yè)次序的限制，求使工作站數(shù)量最少的生產線平衡方式線平衡釋例。步驟列出產品所有任務任務是最小的工作單元,任務要消耗時間的,

15、任務要注明先后之間關系表二:玩具車的作業(yè)任務2、繪制車的工藝流程圖圖二:玩具車的工藝流程圖3、計算節(jié)拍節(jié)拍=每天的工作時間量/每天產量=(6*430)/500=50.4秒(輛)4、計算理論工作地工作地:產品的生產總時間/節(jié)拍=195/50.4=45、選擇作業(yè)分配規(guī)那么研究說明，對于特定的問題有些規(guī)那么會優(yōu)于其他規(guī)那么。一般來說，首先安排有許多后續(xù)作業(yè)或者持續(xù)時間很長的作業(yè)，因為它們會限制裝配生產線平衡的實現(xiàn)。這種情況下，我們選用如下規(guī)那么：規(guī)那么一：按后續(xù)作業(yè)數(shù)量最多規(guī)那么優(yōu)先安排作業(yè)；規(guī)那么二：按作業(yè)時間最長規(guī)那么優(yōu)先安排作業(yè)；規(guī)那么三：按該項作業(yè)元素時間與后續(xù)作業(yè)元素時間的總和最大規(guī)那么優(yōu)

16、先安排作業(yè)階位法,從而盡量減少工作地數(shù)。6、平衡裝配生產線，將所有作業(yè)分配到各工作站平衡方案A：選用規(guī)那么一，按后續(xù)作業(yè)數(shù)量最多規(guī)那么來平衡裝配生產線。各項作業(yè)的后續(xù)作業(yè)數(shù)量如表所示。根據后續(xù)作業(yè)最多規(guī)那么給工作站1，2.安排作業(yè)，在規(guī)那么一遇到問題時，采用規(guī)那么二，直至所有作業(yè)安排完畢。表三: 各項作業(yè)的后續(xù)作業(yè)數(shù)量表四:按后續(xù)作業(yè)最多的規(guī)那么來平衡生產線結果7、計算流水線的負荷率負荷率= 195/(5*50.4)= 77.38%表五: 各工作地的負荷率77.38%的負荷率意味著該裝配線不平衡或閑置時間達22.62%有57秒閑置，最空閑的是工作站5.顯然有很大的改善空間。平衡方案B：如果我們

17、另外一種平衡方式, 選用規(guī)那么三階位法，即按該項作業(yè)元素時間與后續(xù)作業(yè)元素時間的總和階位值最大規(guī)那么優(yōu)先安排作業(yè)。表六:作業(yè)元素階位表表七:按階位表分配作業(yè)元素過程最后得到的工作地數(shù)為5個，與平衡方案A相同，負荷率為7738%，該裝配線平衡的效果仍然不夠理想。還是有很大的改善空間。平衡方案C：選用規(guī)那么二，按作業(yè)元素時間最長規(guī)那么安排作業(yè)，并用規(guī)那么一作為輔助規(guī)那么，以到達裝配生產線的平衡。表八:各項作業(yè)的后續(xù)作業(yè)表九: 按最長的作業(yè)時間先排表十:各工作地的負荷系數(shù)那么得到的結果,最大的工作地為4個,負荷率為 96.73%,是所有平衡方法中最接近節(jié)拍的生產線平衡設計。圖三:為XXX公司裝配流水

18、線的工作地與節(jié)拍之間的關系圖三三、ERP設計目前除了oracle的ERP軟件有類似流水線生產的模塊,市面上沒有看到全面的流水線的生產軟件,但Oracle軟件也有其缺陷。一解決場景一個好的流水線生產的軟件要能解決以下客戶常用的場景1、重復制造多批模式流水線生產制造；2、流水線生產制造混合模式流水線生產制造；3、精益制造生產單原的流水線生產制造；二系統(tǒng)流程圖4在此扼要說明每個子功能的目的1、流水線設計流水線的設計是一般的ERP制造軟件沒有的,我們傳統(tǒng)的就把產品依造工序順序來排列,在每個工序間輸入所須的固定與變動時間,就完成了工藝的設定,這在流水線生產是做不到的。流水線的設計是讓流水線列出產品的所有

19、任務及任務之間關系,透過產品的任務關聯(lián)圖計算理論工作地,及節(jié)拍得出實際工作地,并透過工作地排產規(guī)那么及ECRS技巧,來提高生產線的平衡率,使各工作地間節(jié)拍趨于一致,減少不平衡損失。這中間的活動含蓋了生產線階層設定,工步設定,如何透過排成規(guī)那么將工步分配到各生產在線,并得出各工作地數(shù),及節(jié)拍,盡量利用ECRS調整方法盡可能到達各流水線的工作地的節(jié)拍平衡。在流水線設計過程中要能提供產品的任務關聯(lián)圖,平衡率查詢,并能隨時依據ECRS來隨時計算工作地及節(jié)拍,平衡率,這在以按單生產的流水線或精益制造的環(huán)境里顯得相當重要。2、流水線的排程流水線的排程是將外在獨立需求經過MPS/MRP或直接由MRP排到流水

20、生產在線,依照需求排程所產生的實際節(jié)拍與生產線設計的理論節(jié)拍往往會有差異,這時要透過流水線的平衡調整來盡量到達理論與實際節(jié)拍的平衡,日本的豐田會在每周檢查實際與理論差異在15%的需求,并決定如何改善生產線的平衡。流水線的排程要能隨時查看平衡率的查詢,及生產線的平衡調整。在流水線排程要特別注意的是排程調整與輔線的同步排程,排程調整是指在流水在線去修改生產品種的數(shù)量及交期或將某部份的數(shù)量轉移給它流水線或它工廠或委外生產,這些調整都會影響輔線的平衡生產,輔線的同步排程是指流水線的生產調整能同步調整輔線的排程,這在生產線間的平衡生產是很重要的一環(huán)。3、流水線的平衡調整只要實際的節(jié)拍與理論的節(jié)拍超過10%以上都可透過流水線的平衡調整來調整節(jié)拍,特別是在裝配流水在線,工作地是可以依需調整,更是如此,如果實際節(jié)拍大于理論節(jié)拍,表示產能大于需求,這時可以透過減少工作地來加大理論節(jié)拍,如依照需求只要12.5分產出一個產品,但現(xiàn)有流水線是按5個工作地的10分節(jié)拍來設計的,這時可以減少一工作地,使理論節(jié)拍加大為12.5來滿足需求。流水線的平衡調整是在實現(xiàn)ECRS的應用來增加或檢少工作地或重安排工作地的任務或檢化任務的等活動。4、混排生產按單的流水線生產都會涉及多品種的混排生產,混排生產目前使用的有高級排程(A