制造生产

多工序并行怎么看瓶颈:产能比较要在同一时间尺度上

TL;DR · 读完你会得到

车间天天在赶,各工序看起来都满,但整体产出上不去。本文给出瓶颈识别的三个信号、产能折算口径与转移瓶颈的处理顺序。

来源:zerocod.cn · 100 人内企业数字化问答

每个工序都说自己忙,出货还是慢

一家做机加件的工厂有六道主要工序,每道工序负责人汇报时都说自己产能吃紧。

计划排产时发现,无论怎么调整顺序,总有一两个订单卡住,交期不断后延。

管理层要求各工序加开夜班,结果总产出只上升了一点点,而加班成本显著增加。

原因在于并非所有工序都是瓶颈。给非瓶颈工序增加产能,只会增加在制品堆积,不会提高出货量。

瓶颈是一个有限资源,它的产出决定整个系统的产出。识别瓶颈比盲目加产能重要得多。

而识别的难点在于各工序的产能口径不一致,有的按件、有的按工时、有的按设备台数,无法直接比较。

结论先行:把产能折算到同一时间尺度再比较

比较产能前要统一口径。推荐统一折算为「每小时可产出多少合格件」,再结合可用工时得到日产能。

计算时要扣除换型、保养、休息与不良损失,用有效产能而不是理论产能。

瓶颈通常不是单项产能最低的工序,而是负荷与产能比值最高的工序。两者含义不同。

瓶颈识别的三个信号

三个信号同时出现的位置,基本可以确定为瓶颈。

信号现场表现数据表现
前后工序在制品堆积该工序前待加工件明显多于其他位置在制品分布不均
该工序持续满负荷设备与人员利用率接近上限利用率显著高于其他工序
下游经常等料后道工序出现间歇性停工下游停机记录频繁

产能折算与瓶颈确认流程

1
第 1 步 · 统一产能口径

把各工序产能折算为每小时合格件数,明确所用设备、人数与班次假设。

2
第 2 步 · 扣除损失得到有效产能

扣除换型、保养、不良与计划停机,得到实际可用于产出的时间。

3
第 3 步 · 计算负荷产能比

用计划负荷除以有效产能,比值最高的工序即为当前瓶颈。

4
第 4 步 · 现场验证识别结果

到现场看三个信号是否与计算结果一致。不一致时先核查数据口径。

5
第 5 步 · 只对瓶颈做改善

改善动作针对瓶颈,非瓶颈工序保持与瓶颈同步即可,避免过度生产。

瓶颈改善的四个方向

第一个方向是减少瓶颈的无效占用。让瓶颈不因缺料、待检、待修而停工,是收益最快的一步。

具体做法包括:瓶颈工序前设少量缓冲、优先安排瓶颈所需物料、瓶颈设备保养安排在非生产时段。

第二个方向是把部分工作从瓶颈转移出去。例如把简单的加工内容拆分到同类设备上完成。

第三个方向是提高瓶颈的有效产出。改善节拍、减少换型时间、提升良率都能直接增加产出。

第四个方向才是增加瓶颈的产能,例如增加设备或班次。这是投入最大的一步,应放在后面。

顺序很重要。前三个方向通常投入很小,而第四个方向投入大且见效慢。很多工厂直接从第四个方向入手,性价比最低。

瓶颈会转移

瓶颈改善之后,原本的瓶颈产能提升,新的瓶颈会出现在其他工序。这是正常现象,也是持续改善的节奏。

因此产能提升是一个循环过程:识别瓶颈、改善瓶颈、重新识别,如此往复。

需要注意的是,改善瓶颈之后如果不同步调整排产,可能造成非瓶颈工序在制品积压增加。

排产应当以瓶颈的节奏为准。让瓶颈持续繁忙,其他工序按瓶颈需求供料,这是最有效的排产原则。

实践中可用一个简单规则:瓶颈工序不允许停工等料,非瓶颈工序不允许过量生产。

这条规则执行到位后,在制品总量通常会明显下降,而产出不降。

四个常见误区

误区后果更稳妥做法
各工序都加产能成本上升产出不变只改善瓶颈,其余同步
用理论产能比较结论偏离实际用扣除损失后的有效产能
找产能最低的工序可能不是瓶颈找负荷产能比最高的工序
非瓶颈过量生产在制品堆积,掩盖问题非瓶颈按瓶颈需求供料

瓶颈前后的在制品怎么控制

瓶颈的产出决定整体产出,因此瓶颈前后的在制品数量需要单独控制。

瓶颈前需要少量缓冲,目的是保证瓶颈不因缺料而停工。缓冲量按上游工序的波动与换型频率估算,通常够维持数小时产出即可。

瓶颈前缓冲过多反而有害。堆积的物料会掩盖上游的问题,也让现场难以判断进度,同时占用资金与场地。

瓶颈后不需要缓冲,因为瓶颈是产出最慢的环节,后续工序的产能都更充裕,堆积只会增加等待。

控制方法很简单:给瓶颈前设一个最大在制品数量,超过时上游停止生产。这是一个不需要系统也能执行的规则。

把这条规则与瓶颈设备利用率一起观察,通常能同时看到产出上升和在制品下降。

改善效果的验证方式

瓶颈改善之后,需要用数据确认效果,否则容易把正常波动当成改善成果。

建议在改善前后各取两周数据比较,观察出货量与在制品总量两个指标,同时记录瓶颈利用率。

如果出货量上升而在制品总量没有明显增加,说明改善是有效的,系统效率真正提升。

如果出货量没变而在制品增加,说明改善动作作用在了非瓶颈环节,需要重新识别瓶颈。

验证结果要写下来并归档,作为下一轮识别的基线。持续改善依赖的是可比较的历史数据。

常见问题

问题回答
订单种类多怎么算产能?按主要产品族分别折算,或用代表产品的折算系数简化处理。
瓶颈每天都在变怎么办?说明各工序产能接近。此时按产品族分别识别,不要用单一瓶颈思路。
加班算不算增加产能?算,但加班效率通常低于正常班次,折算时要打折扣。
瓶颈在厂外怎么办?外协环节同样可能是瓶颈。把外协周期纳入产能折算,否则会误判。
在制品缓冲设多少?按瓶颈换型与停工频率估算,通常够维持数小时即可,不宜过大。
改善瓶颈后怎么办?重新识别新瓶颈,进入下一轮循环,不要让改善停下。
怎么让车间接受只改一处?用数据说明改善前后产出变化,比讲道理更有效。
设备共用多条线怎么办?共用设备往往是隐性瓶颈,应按总负荷计算而不是按单条线计算。
瓶颈良率低怎么处理?优先改善瓶颈良率,因为瓶颈上的每一次报废都直接损失产出。
要不要做产能看板?有用。把负荷产能比按工序展示,识别过程会快很多。
怎么衡量改善效果?看出货量与在制品总量。出货上升而在制品下降是最理想的结果。
多久能见效?识别过程通常一到两周,瓶颈改善见效一般在一个月内。

参考投入与周期

以下为瓶颈识别与改善的参考区间,用于内部立项建立预期,不是合同报价。

范围参考投入参考周期说明
产能折算表 + 瓶颈识别(表格)0.2 到 0.8 万1 到 2 周改善方向明确
加瓶颈保护与缓冲设置1 到 3 万2 到 5 周瓶颈不停工,产出上升
加节拍与换型改善3 到 10 万6 到 12 周瓶颈有效产能提升
加设备或班次投入10 万以上3 到 6 个月产能结构性提升

下一步可以做什么

第一步是把主要工序的产能折算到同一口径,算出负荷产能比。这一步通常就能看出方向。

第二步是到现场核对三个信号,确认计算结果与实际情况一致。

第三步是列出瓶颈的三项停工原因,先解决最容易消除的那一项。

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