如何在精實製造中掌握線平衡？AI 驅動的成功案例

21 October 2024

什麼是線平衡（Line Balancing）？

線平衡（Line Balancing）是一種優化生產的策略方法，確保生產線中的每個工作站都能與節拍時間（Takt Time）保持同步——這是根據客戶需求，產品需要生產的速率。

線平衡的目標是讓操作人員、機器的工作時間同步，減少空閒期，縮短等待時間，並消除瓶頸。當一條生產線是平衡的時候，可以減少運營中的低效率、提高生產力，這讓產線平衡成為達到精實製造的一項關鍵要素。

往後閱讀–EMS 製造商用 AI 視覺實現生產線平衡的成功案例

精實製造：線平衡的好處

生產線平衡在精實製造中扮演著關鍵角色，幫助消除浪費，並最大限度地提高效率。缺乏適當的平衡會導致生產線中斷，進而產生瓶頸、不必要的等待時間和過多的庫存積壓。這些低效情形恐會導致更高的成本、更低的生產力和更長的交貨時間，最終影響企業利潤與客戶滿意度。

在工廠中實施生產線平衡，可以帶來以下多個好處：

◎防止瓶頸

平衡的生產線能夠保持穩定的工作流程，減少因工作站過載引起的延遲，確保更順暢的運作。

◎減少等待浪費

產線平衡最小化了機器和操作人員的空閒時間，確保資源得到有效利用，並排除不必要的停機時間。

◎降低庫存浪費

平衡的生產線有助於減少過多的庫存和在製品，釋放資金並使生產更緊密地與實際需求對接。

◎有效滿足客戶需求

透過保持線平衡，製造商可以及時滿足客戶需求，縮短交貨時間，提高總體滿意度。

◎增加靈活性

一個平衡良好的生產線，是工廠能快速應對需求變化的基礎前提，確保生產能高效地適應多變的生產環境。

◎提高利潤率

透過優化勞動力和設備的使用，生產線平衡降低運營成本，提高生產力和盈利能力，同時最小化浪費。

實現線平衡的步驟

要實現有效的線平衡，需採取有條理的方法。按照以下步驟，來實施生產線平衡：

1.計算節拍時間（Takt Time）

透過將可用工作時間除以客戶需求，來確定節拍時間，這是評估生產線性能的基準。

2.進行時間研究

使用人工方法或物聯網設備，來測量每個任務所需的時間。這些數據可提供任務時長變化的見解，並幫助識別發生不平衡的位置。

閱讀更多: 時間和動作研究（Time and Motion Study）

3.識別瓶頸和過剩產能

分析產線的時間研究數據，來發現超過節拍時間的瓶頸站點，以及過快完成任務的過剩產能區域。

4.重新分配資源

一旦發現低效率現象，重新分配任務和資源，平衡整條生產線的工作負荷。考慮任務的先後順序，確保工人和機器得到充分利用。

5.實施持續改進

精益技術如 5S、防錯防呆（Poka-yoke） 和可視化管理，有助於進一步減少變異，並在長期內保持生產線平衡。

閱讀更多：使用電腦視覺強化 Kaizen 和六西格瑪

 

AI 視覺技術如何提升生產線平衡？

AI 和數位工具已經通過實現即時檢視、數據分析和自動調整，徹底改變了生產線平衡的實施方式。AI 視覺系統是這項創新技術的前沿，為製造商提供了一種更精確且高效保持線平衡的解決方案。

AI 視覺擁有人工傳統方法無法企及的特性，AI 視覺有辦法全時段檢視作業，並且提供可操作的見解，允許製造商即時優化生產流程。

下面列出 AI 視覺可以幫助在生產車間提升線平衡的具體方式：

◎即時數據收集

AI 視覺系統搜集並分析來自生產車間的實時數據。由攝影機或各式感測器檢視每個工作站，跟踪任務進展、操作人員的動作以及機器的性能。

◎立即識別瓶頸

AI 視覺可以檢測特定工作站的低效或減速現象，當瓶頸發生時立即識別，方便管理者及時干預，以重新平衡生產線，保持產線順暢運行。

◎動態調節任務

AI 視覺技術使得動態分配資源成為可能。好比說今天有個工作站過載，而另一個有過剩產能，系統可以立即建議分配新任務和工人，確保整條生產線的工作負荷是平衡的。

◎工作站行為追蹤

AI 視覺系統檢視每個工作站的活動與運行狀況，紀錄延遲、低效或不一致的情況。這些數據提供了對工作流程的深入洞察，幫助針對性的優化改進，確保整條生產線運作更加順暢。

◎提高靈活性

AI 視覺使製造商能夠迅速應對需求變化或突發問題。該系統能夠適應波動的節拍時間，確保生產線在客戶需求或生產計劃變更時保持平衡。

AI 視覺帶到生產車間的好處

• 自動瓶頸檢測
  AI 視覺系統即時識別瓶頸，通知主管並建議採取糾正措施。
• 優化操作員效率
  系統追蹤作業行為表現，重新分配任務或提供反饋，以提高效率。
• 主動維護警報
  系統檢視機器性能，在故障發生前通知團隊，避免停機。
• 可視化工站生產效能
  AI 驅動的管理介面可視化生產指標，幫助管理者做出決策，維持生產線平衡。

案例研究：AI 視覺提升線平衡的實際應用

東南亞的一家 EMS 工廠因為缺乏持續的生產檢視，遲遲無法實現有效的生產線平衡。廠內的作業員經常離開工作站，去補充材料或是移除有缺陷的產品，造成生產中斷和低效的工作流程。

由於缺乏長期的生產數據，工廠難以評估工作站效率，優化人力和資源分配就變得非常困難。

導入 AI 視覺系統後，該工廠獲得即時數據和影像，了解生產狀態。AI 視覺系統識別出了幾個先前被忽略的關鍵問題：

• 操作人員提前離開工作站，尤其是在預定休息時間前的 15-20 分鐘，導致該時段的生產力下降。
• 螺栓鎖緊工具經常發生故障，造成操作人員得重複操作，甚至是暫停組裝來呼叫技術人員進行維修。
• 操作人員離開工作站，以便進行物料補充或移除有缺陷的產品，干擾了原有的工作流程。
• 來自前一站的產品狀況不一，導致當站的調整時間增加。
• 等待來自前一站的在製品（WIP），造成了接近 20% 的空閒時間。

通過 AI 視覺技術的全時段追蹤和即時數據分析，管理者能夠快速識別低效的根本原因，並優先處理最重要的問題。工廠透過任務重新分配、操作人員再培訓和主動工具維護等解決方案，來優化生產線。

結果是如何呢？這家工廠消除了管理盲點，提升單位每小時產量（UPH）5.2%。 生產流程更加流暢，工作流程平衡，空閒時間減少，並顯著提高了運營效率。

AI 視覺讓產線平衡更容易

要達到穩定高效的生產流程與持續優化，生產線平衡是必不可少的，而 AI 視覺技術為此提供了強大的支持。PowerArena 的 HOP 人因作業平台（Human Operation Platform） 利用 AI 視覺來理解生產線上的人員行為，準確捕捉周期時間（cycle time），並即時識別瓶頸。通過可視化生產操作，和追蹤作業行為表現，HOP 為製造商提供重要見解，讓管理者得以動態地重新分配任務、消除低效率肇因，並維持最佳的工作流程。這些能力不僅能實現生產線的良好平衡，還能減少浪費，持續提升生產力。

在當今競爭激烈的製造環境中，採用 AI 驅動的解決方案能確保敏捷的運營，提供即時、透明化和可操作的洞見。優化您的生產線平衡，就透過 AI 視覺。立即聯繫我們，預約 PowerArena AI 視覺的 demo，升級您的生產流程。