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1、生产与运作管理 Production and Operations Management,2,流水生产线 生产线平衡 单件生产与成批生产规划,第四讲 生产线及其平衡,生产与运作管理的知识体系,4,流水生产线（P57）,概念：,按产品或零部件生产的工艺顺序排列工作地，使其按一定的速度，连续、有节奏地经过各个工作地依次加工，直到成品；,一般以装配生产线居多；,某汽车总装和部件装配线； 电视机及电子装配生产线； 发动机加工生产线。,5,某企业摩托车发动机生产线,流水生产线,6,宝马生产过程 下料流水线 彩电生产全过程,流水生产线,7,流水生产线,特征：,工作地专业化程度高，品种较少，工作地工序固定；
2、 工艺过程封闭，按工艺顺序排列，制品单向移动； 每道工序的工作地数量同工序加工时间比例相一致； 每道工序都按统一的节拍进行生产。,节拍，指相邻两件制品的出产间隔时间。,8,流水生产线,分类：,按生产对象是否移动,固定流水生产线：生产对象固定，工人携带工具顺序地对生产对象进行加工；主要用于不便运输的大型制品的生产,如重型机械、飞机、船舶等的装配； 移动流水生产线：工人和设备的位置固定，生产对象顺序经过各道工序的工作地进行加工，常用。,9,流水生产线,分类：,按产品种类的多少,单一品种流水生产线：只固定地生产一种制品； 多品种流水生产线：生产两种或两种以上的制品。,10,流水生产线,分类：,按制品
3、的轮换方式（对于多品种流水生产线）,可变流水生产线：分批轮换地制造固定在流水生产线上的几个品种； 混合流水生产线：将生产作业方法大致相同的特定几个品种在流水生产线上混合连续地生产。,混合流水生产线,可变流水生产线,11,按生产连续程度,连续流水生产线：制品在一道工序加工完毕后，立即转到下道工序继续加工，中间没有停放等待时间； 间断流水生产线：完成一或几道工序后，下道工序开始前，存在停放等待时间，使生产过程有一定中断。,流水生产线,分类：,按实现节奏的方式,强制节拍流水生产线：准确按节拍生产制品的流水生产线，靠机械化运输装置来保证固定节拍； 自由节拍流水生产线：不要求严格按节拍生产，主要靠工人熟
4、练程度来保证节拍，生产速度可能波动。,12,按机械化程度,手工流水生产线：一般用于装配； 机械化流水生产线：应用最广的生产线； 自动化流水生产线：流水生产线的高级形式。,按运输设备种类,无专用运输设备流水线：手工或普通设备； 非机动专用运输设备流水线：靠制品重量，滑/滚道； 机械化运输设备流水线：传送带、循环悬吊器等。,流水生产线,分类：,13,皮带输送机,悬挂输送机,矿用型带式输送机,流水生产线,分类：,14,按工作方式（对于传送带）,分配式传送带：各工作地排列在流水线体的一边或两边，流水线体传送制品经过工作地时，工人从传送带取下制品在工作地加工；加工完毕再送回流水线体； 工作式传送带：工人
5、在传送带两边或一边，直接对传送带上制品加工，而不必从传送带上取下来再加工。,流水生产线,分类：,15,16,流水生产线,17,流水生产线 相关技术术语,作业站：指在一个工作位置上给定的生产作业，又称为作业工序或工位；,总作业量：一个制品的全部加工或装配作业量，即总作业量；,生产周期：完成总作业量所需的时间，仅仅包括直接作业时间。,18,流水生产线主要问题,人员问题：操作人员心理和生理与装配工作的特点（重复性、单调性和连续性），及其适应性；,生产周期问题：周期长短决定了规定计划周期内生产线的生产能力；,生产线平衡问题：如何将生产作业分配给沿线各作业站，同时又不违反作业元素执行的顺序限制，各作业站
6、总工作时间不超过选定的生产周期。,19,流水生产线 组织条件,良好工艺性和互换性，工艺规程稳定，以保证加工时间的稳定和产品质量；,产品的结构和工艺应相对稳定,以保证流水生产线各工作地有充分的负荷；,制品产量足够大,通过各种技术组织措施，调整或压缩，使各工序的单件时间定额等于流水线节拍或与节拍成整数倍比关系。,工序同期化,20,流水生产线 设计,工艺规程制定，专用设备及工装设计，专用夹具设计，运输传送装置的设计等，即流水线的“硬件”设计；,流水线的技术设计,节拍确定、设备需要量和负荷系数的计算；工人配备；工序同期化工作；制品传送方式的设计；流水线平面布置；流水线的工作制度和标准计划图表的制定；“
7、软件”设计；,流水线的组织设计,组织设计是技术设计的根据，技术设计应保证组织设计的实现；,21,流水生产线, 组织设计, 单一品种流水线,第一步，确定流水线节拍R；,22,流水生产线, 组织设计, 单一品种流水线,有效工作 时间：,第一步，确定流水线节拍R；,计划生产的时间，它可根据制度工作时间和时间有效利用系数求得；,计划期制 品产量：,包括计划产量（包括产品和提供的备件）和预计废品量；,23,解：R = T / Q = 250 7.2 60 60 / 400000 = 16.2秒/辆 如果采取两班制，则流水线节拍是32.4秒/辆； 如果采取三班制，则流水线节拍是44.55秒/辆。,流水生产
8、线, 组织设计, 单一品种流水线,第一步，确定流水线节拍R；,例：某轿车厂2008年计划生产轿车40万辆，单班制，每班有效工作时间7.2小时，一年按250个工作日；求该厂轿车生产的节拍？,24,流水生产线, 组织设计, 单一品种流水线,第二步，进行工序同期化；,使流水线各工序单件时间定额等于流水线节拍或节拍整倍数；工序同期化方法分手工作业和机器作业两种情况：,手工作业：,将工序分成更小组成部分，然后按同期化要求把各相邻部分重新组成工序，使之接近节拍或节拍整倍数；,合理调配劳动力，如组织相邻工序的工人协作，把熟练工人调到高负荷工序上去工作等；,机器作业：,采用更完善的设备和工具、改进工艺方法、提
9、高工人熟练程度以及改进劳动组织等；,25,流水生产线, 组织设计, 单一品种流水线,第三步，计算所需设备数；,为保证制品在流水线上连续移动，每道工序的设备（工作地）数应等于工序时间与流水线节拍之比：,Si = ti / R,Si 第i道工序所需设备数； ti 第i道工序的单件时间定额；,计算出的设备需要量若非整数，则采用设备数Sei应取接近于计算数Si的整数，一般应Sei Si。,26,流水生产线, 组织设计, 单一品种流水线,第四步，计算设备负荷系数；,设备负荷系数是表明设备利用程度的指标：,Ki = Si / Sei,Ki 第 i 道工序的设备负荷系数； Si 第 i 道工序的计算设备数量
10、； Sei 第 i 道工序的实际设备数量。,27,当 Km 0.75，宜组织间断流水生产线； 当 Km 0.75，宜组织连续流水生产线。,流水生产线, 组织设计, 单一品种流水线,工序数量为 m 的流水线的总设备负荷系数 Km 为：,设备负荷系数决定了流水生产线的连续程度：,28,流水生产线, 组织设计, 单一品种流水线,第五步，计算工人人数；,分以手工劳动为主的和以设备加工为主的流水线：,手工劳动：,Pi = Sei g W,Pi 第 i 道工序所需的工人人数； g 每日工作班次； W 第 i 道工序同时工作的人数。,整条流水生产线的工人人数是所有工序工人人数之和。,29,流水生产线, 组织
11、设计, 单一品种流水线,第五步，计算工人人数；,设备加工：,P 流水线工人总人数； b 考虑缺勤等因素的后备工人百分比； g 每日工作班次； fi 第 i 道工序每个工人的设备看管定额。,30,流水生产线, 组织设计, 单一品种流水线,第六步，确定流水线节拍的性质；,流水线采用节拍的原则：工序同期化程度和加工对象的重量、体积、精度、工艺性等特征；,工序同期化程度较高、工艺性良好、制品重量、精度和其它技术条件要求容许严格按节拍出产制品时，应采用强制节拍；,否则就采用自由节拍；,31,流水生产线, 组织设计, 单一品种流水线,第七步，运输工具的选择；,强制节拍流水线，为保证严格的出产速度，一般用机
12、械化传送带作为运输工具；,采用机械化传送带，分工作式和分配式两类，需要计算传送带的速度和长度。,自由节拍流水线，由于工序同期化水平和连续性较低，一般采用连续式运输带、滚道、滑道或其它运输工具；,32,流水生产线, 组织设计, 单一品种流水线,第七步，运输工具的选择；,采用工作式传送带时的速度：,V = L0 / R,L0 传送带分区（两相邻工位）单位长度； V 传送带速度。,V 不能太大，以便工人安全顺利完成作业；,工作式传送带间歇运动时，每隔一个节拍移动一次。,注意：,33,流水生产线, 组织设计, 单一品种流水线,第七步，运输工具的选择；,工作式传送带工作部分的总长度：,L 传送带长度；
13、Li 第 i 道工序工作地的长度； Lg 传送带后备长度。,34,流水生产线, 组织设计, 单一品种流水线,第七步，运输工具的选择；,采用分配式传送带：,分配式传送带在流水线上起运输和分配制品的作用； 为实现分配式传送带分配制品的作用，必须在传送带上做号码标记，按号码标记将制品分配给工人加工； 分配式的速度应和流水线节拍相配，长度计算与工作式相同。,按号码标记将制品分配给工人加工：,36,流水生产线, 组织设计, 单一品种流水线,第八步，流水线的平面布置；,流水线平面布置的原则：,应有利于工人操作，制品运输路线最短，生产面积充分利用； 要考虑流水线之间的相互衔接，尽量做到零件加工完毕处，恰好是
14、部件装配开始处，部件装配完毕处，正是总装开始处。,流水线所需操作面积 M作 = L B 流水线所需规划面积 Mi =（3 5）M作,第八步，流水线的平面布置；,38,流水生产线, 组织设计, 单一品种流水线,第八步，流水线的平面布置；,工位间距 Li 的确定：小制品 1.2 2m；中等体积制品 2 4m；大型制品 4 6m； 流水线所需操作面积 M作 = L B ； B 的尺寸一般已经标准化：1.5m ； 流水线所需规划面积 Mi =（3 5）M作 。,39,习题1 某流水生产线采用一班8小时工作制，班内有两次停歇时间，每次15分钟，每班生产零件100件，试计算流水生产线的节拍。若A工序的单件
15、时间定额为8分钟，求A工序所需设备数量和A工序的设备负荷系数。,流水生产线, 组织设计, 单一品种流水线,40,习题2 某制品流水线计划年销售量为20000件，另需生产备件1000件，废品率2%，两班制工作，每班8小时，年工作日为254天，时间有效利用系数95%，求流水线的节拍。 解 T效 = 254826095% = 231648 分钟 Q = (20000+1000) / (12%) = 21429 件 R = T效 / Q = 231648 / 21429 = 11(分/件）,流水生产线, 组织设计, 单一品种流水线,41,习题3 欲使有17项作业的生产线平衡。作业时间最长的为1.2mi
16、n，所有作业的时间之和为18min。该生产线每天工作540min。 （1）可能的最小和最大的节拍分别是多少？ （2）从理论上看该生产线的产量范围是什么？ （3）如果要求达到最大的产量，最少所需工作地数是多少？ （4）如果保证产量为125单位时节拍是多少？ （5）下列情况下产量各是多少？节拍为9min，节拍为15min。,流水生产线, 组织设计, 单一品种流水线,42,流水生产线, 组织设计, 多品种可变流水线,多品种可变流水生产线的特点：,不同产品的结构与工艺基本相同； 不同产品轮番上场的时间间隔较长； 不同产品的实际生产节拍允许不同； 客户需要不同的货品的时间间隔较长； 企业的库存具有较强的缓冲能力。,43,流水生产线, 组织
