用友黃義璋：節拍在生產排程中的應用
2025-02-13 13:08:24
精益生產的精髓就在「精」和「益」之中。所謂「精」，就是「少而精」，不投入多餘的生產要素，只是在適當的時間生產必要數量的市場急需產品(或下道工序急需的產品);所謂「益」，即所有經營活動都要有益有效，具有經濟效益。精益生產方式既是一種以最大限度地減少企業生產所佔用的資源和降低企業管理和運營成本為主要目標的生產方式，又是一種理念、一種文化。
當前製造業生產面臨的困難
21世紀對製造業而言是非常具有挑戰性的一年。眾所周知，當今的客戶需求與變化越來越多,產品越來越複雜,質量要求也越來越高,致使接單生產無法達到經濟效益，導致生產成本越來越高,浪費行為無所不在。顯然，尋找另外一種有效的生產組織模式刻不容緩。
精益生產的精髓就在「精」和「益」之中。所謂「精」，就是「少而精」，不投入多餘的生產要素，只是在適當的時間生產必要數量的市場急需產品(或下道工序急需的產品);所謂「益」，即所有經營活動都要有益有效，具有經濟效益。精益生產方式既是一種以最大限度地減少企業生產所佔用的資源和降低企業管理和運營成本為主要目標的生產方式，又是一種理念、一種文化。
著名的豐田生產方式創始人、有日本「生產管理的教父」之稱的大野耐一認為，企業最常犯以下三種毛病：
Muda(無駄)：簡言之就是浪費的意思,他認為製造業最容易犯下七種重要浪費(製造過多,庫存過多,不良品重修過多,無效動作過多,加工過多,等待過多,搬運過多);
mura(無穩)：無穩意為不規律化，如生產線的斷料造成生產不平穩;
muri(無理)：而無理意為勞累,未對員工加以訓練就給員工提出過分的要求等等。
:精益屋
為消除企業的muda、mura、 muri等現象,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)。精益屋的三大骨幹(JIT,JIDOKA,HEIHUNKA)以Heijunka(平衡生產)為最基層應用, Heijunka box(生產均衡櫃)說明了混排生產的生產平衡一種方法。也就是說要達到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於一致而達到沒有瓶頸工作地存在。生產平衡要達到下列三個目標:
1、總數量平衡：
這取決於生產線的產能,不管生產什麼產品，什麼數量都不能超過該生產線所能生產的最大數量。
2、產品品種均衡：
精益生產的生產線大都是多任務生產線,所以生產線的平衡生產不僅是達到單一品種的均衡,也要達到多品種之間數量的均衡。
3、混排生產：
混排生產是多種產品同時生產時,要達到品種之間的混排,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達到客戶需求與生產效率的最大化。
一、生產線平衡理論(一)節拍
1、節拍計算
節拍(takt time)是指連續完成相同的兩個產品(或兩次服務，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。
節拍計算的公式:
R=T效/Q
公式中: R—節拍 (分/件)
T效: —計劃期有效工作時間 (分)
Q: —計劃期製品產量(件)
計劃期有效工作時間=計劃期制度工作時間×時間利用係數
計劃期製品產量: 除計劃中規定的任務外,還包括不可避免的廢品
如果R很小，且加工製品的體積小重量輕，不適於按件傳遞，則可以按批傳遞。順序出產相鄰兩批同樣製品之間的時間間隔就稱為節奏。
節奏的計算公式如下:
即：Rg=R·n 其中 Rg: 節奏 n: 批量
節拍的決定有下列三種方法:
(1)依照客戶的需求來決定節拍
在精益生產環境下,節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。
生產節拍=450/900=0.5分鐘
(2)根據設備能力確定生產節拍。
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。
生產節拍=540/900=0.6分鐘
(3)根據人員生產能力確定生產節拍。
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。
生產節拍=630/900=0.7分鐘
2、節拍計算的影響
節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拍計算會有所不同。
3、單品種節拍計算
[例]某製品流水線計劃年銷售量為20000件，另需生產備件2000件，廢品率2%，兩班制工作，每班8小時，時間有效利用係數95%，求流水線的節拍。(年生產天數為：254天)
[解]
T效 = 254×8×2×60×95% = 231648 分鐘
Q = (20000+2000) / (1-2%) = 22449 件
r = T效 / Q = 231648 / 22449 = 11(分/件)
這種節拍的計算方式是最簡單的一種,由於生產線只生產單一產品,所以節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，其計劃年產量分別為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製品中選擇一種產量大、勞動量大、工藝過程複雜的製品為代表產品，將其它產品按勞動量換算為代表產品的產量，爾後以代表產品來計算節拍。
假設A為代表產品，則：換算後的總產量為
Q = QA+ QBe B+ QCe C
其中：e B = TB/ TA，eC= TC/ TA
則各零件的節拍為：
RA = T效 /Q
= T效 / (QA+ QBe B+ QCe C)
RB= RAe B
RC= RAe C
