一、为什么要均衡化

为了回答这个问题，首先让我们来看看一个在许多企业经常发生的小故事。

场地：某企业第1会议室

场合：本企业产销协调会

角色：营业部 张部长，生产部 李部长

情景：营业部的张部长报告了最近市场客户下单的情况，品种由以往的十几种变为数十种，而且每种数量由以往的数万个降为数千个，更糟糕的是客户要求交货期也必须从二个月缩短为一个月。

听完了营业部的报告之后，李部长马上就批评道：“你们营业部，怎么搞的。最近尽接这种小单子，品种多数量少，根本就赚不到钱。我们的生产线如果老是接这种单子，我就做不下去了。请营业部多多努力接一些大单子好吗？”

营业部的张部长也开始抱怨了。

“我们已经想了许多办法，但客户说市场竞争激烈，没有人敢压太多的存货。现在几乎所有的客户下的订单都在变化，像以往的那种大数量的单子是少之又少，我们能够接到这种单子就算不错了。我还是吃了豹子胆先承诺我们可以在一个月内如期交货，对方才下订单给我们，否则现在连这种单子也接不到。李部长请务必想办法要在一个月内交货，否则客户恐怕会一个一个离我们而去了。”

李部长一听火冒三丈说道：“什么？！你们营业部也不事先商量一下，自己亲口答应别人，然后却又要我当你的替死鬼，承担你的责任，你来管管生产线看看，我倒要看看你如何能保证一个月交货。”

请各位读者仔细回想看看，诸如此类的争论是不是经常能够碰到呢？到底谁是谁非？很显然，从现场管理者的立场来看，希望品种越少越好，数量越大越好，因为容易管理与生产，当然也就难怪李部长会有如此强烈的反应。营业部没有事先商量固然不对，但是，对市场的变化视而不见，不去努力想办法应对这种变化，这样的生产管理者也应该说是自我意识太强了。以往是生产者为主导的生产形态，也就是卖方市场的时代。然而，现在的市场已步入买方市场，追求个性化而走入多品种少数量的时代。因此，必须采用及时生产方式，依据客户所需的产品品种及所需的数量，在尽可能短的交货期内完成交货，才能满足市场的需求。

如何才能做到这一点呢？除了前面所讲的生产同步化能缩短生产周期外，生产均衡化也是精益生产中十分重要的部分。所谓均衡化，就是要求物料流的运动完全与市场需求同步，即从采购、生产到发货各个阶段的任何一个环节都要与市场合拍。只有实现均衡化生产，才能大大减少以至消除原材料、外购件、在制品与成品的库存。显然，要做到各个阶段供给与需求完全同步，是十分困难的。均衡化是一种理想状态，要接近此种状态，必须实施或建立：混流生产、缩短切换时间、“一个流”、“一人流”、准时采购、品质保证（如：愚巧化、防错装置化、源流保证）等管理手段、方式、体系。

 生产均衡化的目的是尽量让生产与市场需求一致

二、生产均衡化之混合生产

在详细讲解什么是混合生产前，让我们看看传统的生产安排是如何做的。

假如有X、Y、Z三种产品，某月的生产要求分别为X：1000个、Y：600个、Z：400个，那么按照传统的生产安排方式，生产计划会按表7-6及图7-29所示进行安排。即先将品种X生产完毕，再生产品种Y，最后生产品种Z。以月为单位进行排程。这种生产安排也称之为分段生产。在品种较少的情况下，此种生产计划或许可行。但在当今市场需求多样化的时代，仍然长期坚持此种生产安排将使企业经营陷入困境。这种传统的大批量生产的方法，可以节省作业切换时间。但是，会与市场需求出现很大的差异。因为一个企业的产品一般都有多个用户，每个用户对产品的品种、规格、型号、式样以至颜色的要求不同，要求交货的具体时间也不相同。按照需求的这种特征，企业应该在尽可能短的时间内（比如一天）提供尽可能多的品种。大批量的方法势必造成一部分产品一时供大于求，销售不出去，造成积压。同时，另一部分产品一时生产不出来，供不应求，发生缺货。这两种情况都造成损失和浪费，使企业丧失销售时机，失去市场。另外，从企业内部组织生产来看，批量大固然给组织生产带来一定方便，但会造成资源浪费。由于面临多品种生产，企业必然配备多种设备与多种技能的工人，准备多种原材料。如果一段时间只生产一种产品，会造成忙闲不均。在生产某一种产品时，可能一部分车间和设备超负荷运行，部分工人加班加点，某些原材料和外购件一时供应不上。相反，另一部分车间和设备负荷不足，甚至空闲，工人无事可干，某些原材料和外购件出现积压，造成浪费。过了一段时间，生产另一种产品时，闲的可能变忙，忙的可能变闲。同样会造成浪费。从表7-6中可以看出，X品种的产品通常会导致较长时间的库存（不仅仅指工厂的成品仓库），Z品种的产品大半个月无货可供应市场。

图7-29 传统的生产排程示意图

为了解决上述生产安排所出现的问题，我们可以做出改进（假定每月工作日20天）。如果减少批量，每天生产X产品50台，Y产品30台，Z产品20台。一个月20天重复20次，情况就会好得多。对于顾客来讲，无论需要哪种产品，每天都可以得到，产品积压与短缺的情况将大大减少，企业内部资源利用情况也将好得多。但是，月生产频率为20，作业切换时间为原生产安排（月生产频率为1）的20倍。要避免这种损失，就要设法减少每次作业切换时间。如果每次作业切换时间降为原来的1/20，则可以补偿这种损失。此种生产的排程如表7-7及图7-30所示：

表7-7 改进型生产排程

这种生产排程以天为单位，与传统的以月为单位的排程相比，其库存与满足市场需求方面都有较大改善。但是，从图7-30可以看出，在每日的生产安排中，仍然是分段生产，先生产品种X 50个，再生产品种Y 30个，最后生产品种Z 20个。

如果进一步扩大生产频率，可以做到按“XXXXX-YYY-ZZ”这样的顺序轮番生产，1/10个工作日重复一次，一个月重复200次。这样，对顾客的服务与对企业资源的利用情况就会更好。当然，总的作业切换时间将会更多。

这样改进下去，可以达到一个极限，即按“X-Y-X-Z-X-Y-X-Z-X-Y”这样的顺序重复生产，这就满足了精益生产者倡导的以小时、分钟为单位进行排程的要求，达到了精益生产者提出的适时、适量、适物的要求，实现了混合生产。虽然仍然是1/10个工作日重复一次这个循环，但生产频率更大了。X品种每月重复生产1000次，Y品种重复生产600次，Z品种重复生产400次。它可以保证每隔9.6分钟向顾客提供一个X产品，每隔16分钟提供一个Y产品，每隔24分钟提供一个Z产品。此种混合生产的排程如表7-8所示：

表7-8 精益生产之生产排程

像这样减少批量，扩大生产频率，不仅提高了对顾客的服务水平，改进了制造资源的利用，而且还有以下好处：

（1） 使工人操作更容易熟练。

按大批量的做法，工人生产完1000台X产品之后，再生产600台Y产品，最后生产400台Z产品，每个月只重复一次。由于相隔时间长，可能在生产Z产品时，对X产品的作业方法已不太熟悉，会导致每次生产另一个品种的初期出现效率低、产品品质问题多发的现象。相反，按扩大频率、减少批量的方法，工人每天都在重复生产不同的产品，会对几种产品的操作越来越熟练。熟练有助于提高效率。

（2） 提高了对市场的反应速度。

当生产频率为1时，可能某顾客恰恰在1000件X产品生产完之后来订X产品，若没有存货，则该顾客要等到下个月再生产X产品时才能得到满足。相反，生产频率为100时，物流大大改善，顾客几乎随时都可以得到不同的产品。

（3） 降低了库存。

在制品库存量与生产批量成正比，当生产批量每减少1/2，在制品库存量就降低一半，成品库存也将大量减少。对于随时可得到货的高频率生产，没有必要专门设置一定的成品库存。

（4） 缩短了每台产品的制造周期。

批量生产加长了毛坯准备周期，零件加工周期和产品组装周期。批量越小，则每台产品的制造周期越短。

思考题：

   以下是3A公司顾问师在某外企辅导精益生产时一个实际的案例。该企业产品类别如表7-9所示：

表7-9 企业产品类别

三、如何实现混合生产

   为了达成生产计划，对管理者及作业者来说，知道“做一个产品要花多少时间”是一件很重要的事情。在批量生产的场合，其答案通常都是由设备的产能或人的作业能力所决定的，这种方式就是所谓的尽机器设备的能力而生产的方式，它会提前生产或过多生产，造成库存的浪费。

在精益生产中，做一个产品要花多少时间，不是由机器设备或作业者作业速度决定的，而是由市场的订单数量来决定的。所以，在精益生产方式中不会问“做一个产品要花多少时间？”，而是问 “多长时间做出一个产品才好？”，这就是前面提到过的“生产节拍”的概念。假如一天市场需要量是100个，工作时间是480分钟，那么就应该使生产线每隔4.8分钟做出一个产品。而不是连续做得越多越快越好。如果市场需要量增加为一天200个，那么就应该每隔2.4分钟生产出一个产品。反之，若需要量减少为一天50个，就应该每隔9.6分钟生产一个了。这就是及时生产，不多生产出库存产品。

一天要生产多种产品，具体要如何根据生产节拍来实施均衡化生产呢？以下的方式可供参考。

1、 求出生产周期与生产节拍：

我们仍以上述的X、Y、Z之生产排程为例。

                        负荷时间

1个产品生产周期=  ------------------------------

                     当日要求生产数

        X 生产周期= 480分钟/50个=9.6 分/个

        Y 生产周期= 480分钟/30个=16.0分/个

        Z 生产周期= 480分钟/20个=24.0分/个

生产节拍= 480分钟/（50+30+20）个=4.8分种/个 

2、 轮排图与自由位

所谓轮排图是生产中，品种及生产数的排列图，形象地描述了各品种的生产排列（图7-31）。

在品种X：Y：Z以 50%：30%：20%的比例进行生产时，在同一条流水线上可以使用图7-31所示的轮排图进行生产排程。这样的排程是理论上可行的，但在实际生产时，可能会发生延迟的情况，所以很呆板地按照这样的方式进行生产的话，一天未必能生产出100个。为了增加生产排程的灵活性，可以考虑设置“自由位”。所谓自由位，就是没有指定产品的含义。例如，在轮排表上增加1~2格，视情况安排1~2个调整位（图7-32）。

用自由位的时间来应对实际生产过程中的变动，每当一个循环的时间不能按期完成作业时，就利用自由位的时间来补救完成每一个循环所需要的产品数量。此外，自由位所占用的时间可以与正常的生产节拍不一致。有一点应该注意的是，因为每一个循环都必须分配给自由位的时间，整体有效时间也相应减少，生产节拍就会变短。

3、轮排表的应用案例之一：指定位方式

对使用挂架的电镀、喷涂等生产形式，采用指定位的生产方式（图7-33）有许多益处：

（b）指定位的排程方式

图7-33 轮排表的应用

（1） 前后工序间库存剧减

（2） 减少挂架的拿取放回工时

（3） 减少涂装后批量堆积搬运所造成的擦伤、碰伤、破损等不良发生。

（4） 能快速对应生产量的变动

4、接棒区方式与分支方式

对组装生产线来说，各工序作业工时平衡是非常重要的，否则会造成大量的人力浪费。尤其是多品种少量生产的混合生产线，如何进行工位安排来保证生产线平衡，及合理地进行零部件供应是必须考虑的要点。不过，对于混合生产的组装生产线，各作业人员的工时经常保持一定是有困难的。为了维持工位作业的平稳性，常采用接力区方式与分支方式。所谓接棒区方式就是与田径比赛中的400米接力赛有交接棒区一样，在组装线上的2名作业员之间也定有“接棒区”（缓冲区），从而扩大了交接范围（图7-34）。当前工序的作业员发现其产品已经流到“接棒区”的时候，就须告诉下工序作业人员，请求支援，帮助完成工作。所以，作业人员必须训练成多能工，并建立相互支援的共识，以此应对品种的变化。因此，即使进行品种切换时也能够保持生产线平衡。

所谓分支方式，就是对超出“正常生产排程”（相对通常的情况而言）的部分，通过设立分支组装线来进行消化的方式（图7-35）。例如：产品A有10个零件要进行组装，而产品B则需要组装18个零件，这两种产品的组装标准工时可能不一样，但是产距时间仍然必须相同，解决的方法就是设立分支组装线，将不同产品超多的作业量之作业分出来在分支组装线上进行生产，直到正常作业量部分再返回正常的生产线内。当然，在分支组装线上也必须配置作业人员来进行生产。如此，并没有对原来的生产线上的人员构成什么影响。即生产量的变化没有影响到原生产线的平衡状况。

四、生产均衡化案例

以下是出货与组装生产线的均衡化生产案例。此生产线生产X、Y、Z  3个品种，以前每天的生产安排是X（全部80个）→Y（全部40个）→Z（全部20个）的顺序排程，以“日”为单位每天出货一次（图7-36）。实施均衡化生产，将“日”为单位改为“小时”为单位的1天8次生产与出货后，库存减少至1/8，各准备工位与加工的“滞流”现象得以改善，在制品流动顺畅起来（图7-37、表7-12）。

图7-37 “小时”为单位出货

我们再来总结一下生产均衡化的好处：

1、 零部件的使用量安定

    因为在每一个循环内产品的种类及数量都一样，所以在组装线上所使用的零部件种类和数量也一定。如此一来向零部件仓库领取的类别及数量也一定，最后连向供应厂商指定交货的类别及数量，当然也都一定了。

2、 负荷安定化

    各个生产阶段所需求的种类及数量都一定，自然就会使各工序以及供应商的生产负荷也安定化，人力资源运用，机械设备的运用便于合理地、有效率地安排。

3、 库存减少

    可以减少工序间的许多在制品以及成品的库存。成品仓库要达到零库存的境界也就变成可能。

4、 应对市场变化能力提高

     小批量的流线生产及搬运的方式，可使产品的生产周期大幅缩短，对市场的需要变动幅度的适应性很高，也使接单之后才生产的可能性得以实现。

小批量生产加强了东芝公司的柔性

柔性的口号是：变化快、耗费低、对客户响应迅速——所有这些都意味着生产批量小型化。

柔性是东芝公司的一个明确目标。这家日本公司中的巨头拥有价值400亿美元种类丰富的产品，从计算机、电灯泡，到发电厂。公司总裁FUMIO SATO解释说，该公司的指导思想就是要推动东芝公司的24个厂能更迅速地应对市场的需求。“用户要求选择，他们希望能买到一台正好满足他们需要的洗衣机或电视机。我们需要多样性，而不是大批量生产。”SATO如是说。 

多样性的关键是找到更短的生产周期来赚钱。SATO敦促管理人员减少作业切换时间，压缩交货时间，并且利用相同的设备和人员生产出更多的产品。“批量再小点！”每次他巡视工厂时，总是这样告诫员工。

距东京30英里的东芝公司计算机工厂就是这样做的。工人们在同一条生产线上组装9种不同的文字处理器。在旁边另外一条生产线上，则可以组装20种不同的笔记本电脑。通常，他们能在转变型号之前生产20件的批量。并且，东芝公司还能将批量减少到10件。

计算机的产品生命同期现在是用月，而不是用年来计算。因此，灵活的生产线能使公司防止畅销的产品脱销，或者防止过多生产销量已经下降的产品。结果就是，存货减少了，用于存货的空间减少了。这样，存货减少，持有成本降低，公司就可以把精力集中于现在需求的产品上。