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双箱原理

周超,写于2011年,修改于2012年.

双箱的基本原理

双箱原理,是工业工程人员在布置“拉动式单元化平衡生产线”(CELL线,也称细胞线)

的过程中,在物料传递方面总结出的一种用于控制在制品(WIP)数量的方法。该方法只是

在工业工程人员中形成的一种行业性经验,并没有正式的出现在各种规范的工业工程刊物或

教课书上。

在介绍双箱原理前,先介绍一下何谓“单元化平衡生产线”。其与我们在车间常见的传

送带式的生产线有何不一样,在一般的装配生产线中,后面的操作工正好面对着前面的操作

工的后背,前后工序的物料是由传送带传送的。所以在这种生产线中用不到双箱。拉动式单

元化平衡生产线,其生产线布置一般分“直线型”“U”形或其它形状,没有自动式的传送

带,操作工前面是一排宽度一般是700mm左右的桌面,桌子形状是各式各样的,是根据工

艺、设备的需要设计的,物料在桌面上是按逆时针方向流动,操作工是肩并肩的分布在作业

台的两边。

拉动式单元化平衡生产线在生产中,希望每个工序的周期时间(Cycletime,简称C/T)

都是一样的长,也就是说,平衡率要100%。根据经验,单元线的平衡率达到75%已较高(原

SZBPack线只有35%),好的企业能做到85%。也就是说,实际生产中做不到100%,还是存

在不平衡的,既然存在不平衡,有的工序就生产的快,有的工序就生产的慢,生产转快的工

序后面就会产生WIP,物流的传递是强行的、是推式的,后面的工作站需不需要材料,前工

作站加工完成后也会传递,这也不符合拉动式的物料供应方式,“只在需要的时间供需要的

料”。如果该物料传递方式不加控制,WIP也将难以控制,整个单元的WIP可能会更多,

当然生产提前期(LeadTIME,可以理解为生产周期)将延长。

拉动式单元化平衡生产线中的操作工,都是左手进料经过手工或机器加工后,右手出料。

在两个有物流关系的操作工之间会放置一个周转盒,用来盛放两个操作工之间的在制品,以

缓冲周期时间(可以理解为作业时间)的不一致。如果该周转盒只有一个放置口,就会造成

前工作站操作工的右手与后工作站操作工的左手打架(相互干扰)的现象,这样在无形中增

加了员工的劳动强度(扭脖子或移动眼珠),产生时间浪费。如果周转盒有过多个放置口或

把面积设计的较大,可能就会造成该周转盒盛放很多的WIP增加,如果该单元线上的每个

周转盒里的WIP数量都较多,最终会使生产周期延长。

为了在两个操作工之间方便传递物料又能控制WIP数量,一般情况下我们就把该周转

盒设计成了两个放料入口,当然也就有两个出料口。至此我们给简单的周转容器赋予了控制

WIP的功能,这样经过专门设计的周转容器,我们称之为双箱,其控制WIP的原理,我们

称之为双箱原理。

控制WIP能缩短生产周期的原理

控制WIP就是控制生产周期,其原理是这样的。

10080120

222

甲乙丙丁

上图的生产线有四个工序,假设生产节拍是10秒。

在没有使用双箱时WIP数量为:100+80+120=300PCS,该生产线的生产周期是:10秒

*300=3000秒,合50分钟。

在使用双箱后,理想WIP数量为:2+2+2=6PCS,该生产线的生产周期是10秒*6PCS=60

秒,合1分种。

以上可以看出,控制WIP与不控制WIP的生产周期差异是很大的。一般的生产线或生

产系统远远不只有4个工序,可能会有几十个工序,放大后,生产周期就更长了,这个就是

控制WIP就能控制生产周期的原理,也是双箱能缩短生产周期的道理。

双箱是单元生产线看得见的节拍

用容器作WIP控制是一种生产管理的技巧性方法,因为容器方便于生产过程中的监督执

行和管理。品管一看就知道该工序的WIP是否超标,这叫方便监督;员工只要把容器放满了

就会停下操作,这叫方便执行;拉长一看容器一直是空的状态,就知道产生新瓶颈了,也

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