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1、Cell与Line生产模式比较 质量工艺 工业工程部2008 Aug 20 大规模的生产 流水线一直是现代工业生产的主要特征 大规模生产方式是以标准化 大批量生产来降低生产成本 提高生产效率的 大规模流水生产在生产技术以及生产管理史上具有极为重要的意义 社会进入了一个市场需求向多样化发展的新阶段 相应地要求工业生产向多品种 小批量的方向发展 单品种 大批量的流水生产方式的弱点就日渐明显了 为了顺应这样的时代要求 Cell生产方式便应运而生 Cell带来更高的生产柔性 更灵活的生产组织形式 以及更高生产效率 1 前言 附件 Cell与Line生产模式比较 内容提纲 前言流水线的特点及使用环境流水
2、化作业的设计要点流水线作业的计划与管理Cell生产方式的特点及使用场合Cell的设计要点Cell作业计划与管理Cell及Line的比较选择要点附件 案例研究与比较 2 Line的特点及使用环境 2 1流水线的概念 流水线是指加工对象按照一定的工艺过程和生产节拍 连续地从前道工序流到后道工序加工的生产作业方式 流水线的特点 流水线上固定生产一种或少数几种产品 零件 工作地专业化程度高流水线上每个工作地按照产品工艺过程 零件 顺序安排 产品按单向运输路线移动工艺过程是封闭的 工作地按工艺顺序安排为索链形式 劳动对象在工序间作单向流动 自成系统 便于管理和控制生产具有明显的节奏性 生产具有较高连续性
3、流水线上各工序之间的生产能力是平衡的 成比例的 2 Line的特点及使用环境 2 2流水线的分类 2 Line的特点及使用环境 2 3流水线的评价 流水线的优点 产品的生产过程较好地符合连续性 平行性 比例性以及均衡性要求生产率较高 缩短生产周期 减少在制品的占用量和运输工作量作业内容较单一 对作业员技能要求相对较低 加速资金周转简化生产管理工作 柔性差 工人工作单调 紧张 易疲劳 不利于提高工人生产技术水平需要一定量来支持流水化作业 流水线的缺点 2 Line的特点及使用环境 2 4流水线的生产组织条件 华为PCBA按流水线组织生产的符合度为60 要发挥流水作业的优势 需要满足必要的条件 3
4、 流水化作业的设计要点 3 1流水生产线的技术设计 工艺路线 工艺规程的制定 操作指导书设计专用设备的设计设备改装设计专用工夹具设计运输传送装置设计信号装置设计即硬件设计设施布局设计 3 流水化作业的设计要点 3 2流水生产线的组织设计 流水线节拍和生产速度的确定设备需要量和负荷的计算工序同期化设计工人配备运输传送方式的设计流水线平面布置的设计流水线工作制度生产服务工作组织和标准计划图表的制定 3 流水化作业的设计要点 3 2 1节拍设计 概念 流水线上连续产出两个或者两批制品的时间间隔计算公式 r F N Q F Fo Kr 节拍 F 计划期有效工作时间 N 计划期产品产量 F0 制度工作时
5、间 K 时间利用率 Q 批量 附件 思考题 流水线节拍设计 某产品生产工艺流程和标准时间如下图所述 要求老化与装配 测试和装在同一流水线上生产 假设良品率为95 要求每天工作8小时 最少产出170台合格成品 请设计一条流水线 该流水线节奏时间是多少 3 流水化作业的设计要点 3 2 2工序同期化 主要主要措施 适当分解和合并工序 配置力量 采用高效率工具 同期化指通过采取技术组织措施调整工序时间 使之尽可能与节拍相等或成整数倍关系的过程 4 流水线生产作业计划及实施管理 4 1连续流水线标准工作指示图 中间休息设置点 4 流水线生产作业计划及实施管理 4 2在制品占用量 定额 在制品 指从原材
6、料投入生产到成品入库为止 处于生产过程各工艺阶段尚未完成的各种制品的总称在制品定额 在一定时间 一定工艺阶段和生产环节 在一定生产组织条件下 为保证生产连续 均衡进行所规定的在制品数量标准流水线内在制品的定额 工艺在制品定额Z1 工序间周转流动在制品定额Z2 运输在制品定额Z3 保险在制品定额Z4 流水线间在制品定额 周转在制品定额Z5 运输在制品储备量Z6 保险在制品定额Z7 厂级生产作业计划的编制 企业生产管理部门编制年度 季度和月度厂生产作业计划 确定车间的生产任务和生产进度 确定车间生产任务的方法 如对象专业化车间 工艺专业化车间车间内部生产作业计划的编制 车间计划调度组和工段的计划人
7、员编制工段月生产作业计划 工段旬生产作业计划 工段轮班计划 工作地轮班计划 4 流水线生产作业计划及实施管理 4 3生产作业计划的编制 主 对象专业化车间 如部件 总测 工艺专业化车间 如SMT 涂覆 老化 生产日程管理要点 全面协调好生产过程七要素 人 设备工装 材料 工艺 资金 生产组织 信息 使不同作业计划的车间能连续地 同步地 均衡地进行生产 有效地进行产品的投入控制 质量控制 产出控制 使生产活动过程良好的运行 包括日程计划 企业生产信息系统 日程管理的组织系统 物流组织系统 设备点检系统 现场管理 包括实行标准作业 建立以生产线操作工人为主体的劳动组织 彻底消除无效劳动 目视管理
8、作业组织的改善 增强设备的自动检测能力 建立安全 文明生产保证体系 4 流水线生产作业计划及实施管理 4 4生产实施管理 单元化生产是精益思想的实践方式之一 是精益生产的重要组成部分 单元化即是将设备和厂房以特定的顺序安排 使材料和零件以最小的搬运完成部分或者全部生产过程 5 Cell生产方式特点及应用场合 5 1单元化 Cell 生产的概念 Cell的特点 产品不固定 Cell工位专业化程度低 可以灵活转换生产其他产品 工艺过程封闭 单元内工位可以按工艺顺序安排为流水形式 也可以一个工位独立完成所有工序 单元内可以有很短小的流水线 生产没有明显的节奏性 可以间断 可以连续 由于Cell可以独
9、立完成产品 因而Cell之间的生产能力是不平衡的 相互之间没有牵制 大大提高了适应多品种小批量的能力 5 Cell生产方式特点及应用场合 5 2单元化 Cell 模式分类 独立作业岛按成组技术的原理 根据零件的分类编号把零件划分为不同零件族 再把一组适合加工若干族零件的机床集中在一起 形成加工过程相对封闭的单元 U形线生产线U形排列 把操作者的行走路线缩短到最短程度 设备一字摆开 工人从第一台设备到最后一台设备就需要走动很远的距离 它仍以生产节拍为周期 进行多机作业组合的单元 5 Cell生产方式特点及应用场合 5 3单元化 Cell 生产的优点 减少库存 降低成本因为操作工人较少 零部件随时
10、供应 Cell的弹性较大可以随时改做其他产品 周期短 投资少 减少动作上的浪费传统流水线有大量的重复性工作 如抓取物料 装夹定位等 而Cell模式则大大减少 减少不良品率传统流水线大量重复同样的动作 单调疲倦 容易分神 而cell则可以避免这种单调 使人始终处于一种对新工作的注意之中 减少设备投入单元化作业强调尽可能使用简单的设备满足生产需求 因而减少大量的流水线设备投资 Cell不是彻底颠覆流水化作业 也不是传统的单件加工的重复 而是强调个性化和多变需求的一种适应变化 使得企业能够对很小的订单也能很快组织起高效的生产 5 4Cell生产的组织条件 华为PCBA按流水线组织生产的符合度为83
11、要发挥Cell作业的优势 需要满足必要的条件 5 Cell生产方式特点及应用场合 6 Cell生产模式的设计要点 6 1生产单元化的技术设计 Cell生产方式不值得象传统流水线那样进行较为复杂得工具装备设计 工艺路线 工艺规程的制定 操作指导书设计 简易专用工夹具设计简易装载运输工具设计设施布局设计看板设计 6 Cell生产模式的设计要点 6 2生产单元化的组织设计 U型线节拍和生产速度的确定简易仪器和设备需要量和负荷的计算工序同期化设计工人配备Cell平面布置的设计流水线工作制度生产服务工作组织和标准计划图表的制定 附件 Cell布局案例 7 Cell生产模式的计划与管理 7 1Cell生产
12、模式的计划 拉式生产计划 把生产计划下达到最后一道工序 最后一道工序对其上游工序提出所需物料的要求一直延续到采购部门 7 Cell生产模式的计划与管理 7 2Cell生产模式的计划调整 当前的市场变化是非常快的 企业应该采用拉动式的生产方式 根据订单的增减情况随时对生产计划做出修订 从而适应市场的需求 如图2 3所示 由于在5月2日接到客户的通知 原来5月3日要出货的产品 暂时不要出货 这时候企业就应该改变原订的生产计划 优先生产5月4号需要出货的产品 7 Cell生产模式的计划与管理 7 3设置合理的库存 在JIT生产方式下 企业可以根据自身的具体情况 制定合理的库存上限和下限 确保合理的最
13、小库存量 在图2 4中 有0 2个月的市场安全对应库存 0 25个月的工厂在库以及0 25个月的流通在库 因此下限值为0 7个月 如果上限值设定为0 3个月 那么仓库里最多只能存储一个月的货 最少要存0 7个月的货 由此可见 JIT虽然追求零库存 但不一定要做到零库存 完全可以根据企业情况设定最小库存 7 Cell生产模式的计划与管理 生产日程管理要点 全面协调好生产过程七要素 人 设备工装 材料 工艺 资金 生产组织 信息 使不同作业计划的车间能连续地 同步地 均衡地进行生产 有效地进行产品的投入控制 质量控制 产出控制 使生产活动过程良好的运行 包括日程计划 企业生产信息系统 日程管理的组
14、织系统 物流组织系统 设备点检系统 现场管理 包括实行标准作业 建立以生产线操作工人为主体的劳动组织 彻底消除无效劳动 目视管理 作业组织的改善 增强设备的自动检测能力 建立安全 文明生产保证体系 7 4Cell生产实施管理 8 Cell与Line的比较选择 流水线的产生在于大批量的生产需求 Cell的产生在于多变的小批量的生产需求 Cell与Line各有优长 如不考虑其他因素 选择Cell与Line的生产方式 其核心的考量指标应该是最小批量 流水线上线运行必须有一个最小的批量才能维持合理的收益 否则生产成本会很大 超过最小批量则LINE模式更合理 低过成本批量则Cell模式更合理 换线时间要
15、足够短 换线时间长则损失大 不符合精益思想 经济批量法是确定批量和生产间隔期时常用的一种以量定期方法 生产费用与批量之间存在着函数关系 批量主要通过两方面因素影响生产费用 一是生产准备费用 这部分费用随生产批次增减而变化 二是保管费用 即在制品在存储保管期间所发生的费用 如仓库管理费用 资金呆滞损失 存货的损耗费用等 这些费用与批量大小和存储时间长短有关 对流水线而言 假设计划需求为D 生产批量为Qs 则 D Qs 为生产次数 其准备成本主要由换线准备时间Ts确定和在此段时间内受影响的人数 工位数W 如果每小时费用为K1 则 F1 K1 Ts W D Qs在制品保管费用主要由周期Tc Qs C
16、p 和存量Qs 2决定 Cp为产能 如果每件每小时保管费用为K2 那么 F2 K2 D Qs Qs Cp Qs 2F Q K1 Ts W D Qs K2 D Qs Qs Cp Qs 2对Q求导可以获得 流水最小线运行批量 附件 经济批量分析 某产品生产工艺流程和标准时间如下图所述 要求老化与装配 测试和装在同一流水线上生产 假设良品率为95 要求每天工作8小时 最少产出170台合格成品 请设计一条流水线 该流水线节奏时间是多少 需求产能 170 95 178 9 180PCS Day设 节奏时间T 老化批量Q 有如下关系式成立 8 60 T Q 2 30 Q 180和 8X60 30 T Q T 180 解方程得Q 12 86T 2 33分钟 附件 流水作业案例研究 1 如何选择Q和T将会直接影响效率 附件 流水线案例研究 2 产量越大 流水线的效率越高 工位分解越细 平衡率越高 效率越高 但需要较大的产量支持 本案例较好的选择应该是节奏2分钟 批量15台 某产品生产工艺流程和标准时间如下图所述 要求老化与装配 测试和装在同一流水线上生产 假设良品率为95 要求每天工作8小时 最少产出
