Chapter4设置布置之方法

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1、例子例子假设某零件的加工共有假设某零件的加工共有5 5道工序，单件工序时间道工序，单件工序时间 定额分别定额分别t1=10t1=10分钟分钟,t2=5,t2=5分钟分钟,t3=20,t3=20分钟分钟,t4=15,t4=15分分 钟，钟，t5=5t5=5分钟。分钟。问题问题1 1：如果每一工序的作业不能再分解，也不：如果每一工序的作业不能再分解，也不 能合并，每一工序仅占用一个工作地（即每一工序能合并，每一工序仅占用一个工作地（即每一工序 的生产能力不能增加）。每一工作日采取两班制生的生产能力不能增加）。每一工作日采取两班制生 产，每班有效工作时间为产，每班有效工作时间为6 6小时。小时。请问

2、：每一工作日请问：每一工作日 的最大产量为多少，零件如何在工序件移动？的最大产量为多少，零件如何在工序件移动？问题问题2 2：如果生产能力能够增加，每日计划产量：如果生产能力能够增加，每日计划产量 为为144144件。如何组织工艺流程方能保证计划的完成？件。如何组织工艺流程方能保证计划的完成？1231 2 31231231 2 3（1 1）顺序移动方式）顺序移动方式假设某零件的加工批量为假设某零件的加工批量为3 3，共有，共有5 5道工序，单件工序时间定额分别道工序，单件工序时间定额分别 t1=10t1=10分钟分钟,t2=5,t2=5分钟分钟,t3=20,t3=20分钟分钟,t4=15,t4

3、=15分钟，分钟，t5=5t5=5分钟。分钟。顺序移动方式示意图加工周期加工周期n n（t1t1t2t2tmtm）式中，n：待加工零件的批量ti：零件在第I道工序的加工时间m：工序数 上例中，顺序移动的加工周期3（10520155）165（分）顺序移动方式的特点：管理工作简单；会出现加工零件在工序上等待加工 ，而下道工序停工等待的现象；加工周期长，适宜批量不大 和工序时间较短的零件加工。123123123123123（2 2）平行移动方式）平行移动方式平行移动方式示意图平行移动方式示意图加工周期 +（n1）t 最长式中，式中，n n：待加工零件的批量待加工零件的批量titi：零件在第零件在第i

4、 i道工序的加工时间道工序的加工时间m m：工序数工序数 上例中，平行移动的加工周期（上例中，平行移动的加工周期（10105 5202015155 5）（）（ 3 31 1）20209595（分）。（分）。平行移动方式的特点：不会会出现加工零件成批等待平行移动方式的特点：不会会出现加工零件成批等待 加工的现象，但由于前后工序的加工时间不等，零件在工序加工的现象，但由于前后工序的加工时间不等，零件在工序 之间仍会有等待和停顿，从而会使设备和工人发生停歇现象之间仍会有等待和停顿，从而会使设备和工人发生停歇现象 ，并且这些停歇时间是分散的，不能使用；加工周期短，适，并且这些停歇时间是分散的，不能使用

5、；加工周期短，适 宜产量大和工序工序同期化程度高的产品的生产。宜产量大和工序工序同期化程度高的产品的生产。1231 2 31231231 2 3（3）平行顺序移动方式平行顺序移动方式示意图 （n1）( ) 式中，n：待加工零件的批量ti：零件在第i道工序的加工时间m：工序数：所有较大工序之时间和：所有较小工序之时间和加工周期= n （n1）t 两两比价较小者上例中，平行顺序移动的加工周期 3（10520155）（31）（55155）105（分） 或：（10520155）（31）（10205） 105（分）。 平行顺序移动方式的特点：下道工序能连续加工；在一定程 度上保持了平行和顺序加工的特点；

6、适于大量生产。（二）生产线平衡 1、生产线平衡的含义。产品原则的优点在于它把要做的工作分解成可由 技术不高的工人或专用机器快速而又机械地完成的基本作业。完成这些基 本作业时间从几秒钟到几十分钟不等，或更多。由于时间短，以至于一个 工人只分派一个作业是不实际的，或者是一个工人长期从事一项工作会产 生厌倦。通常将作业以作业包的形式分派到每一个工作地。决定如何将作 业分派到每个工作地的这一过程称为生产线平衡。 生产线平衡的目的是使各个工作地的加工时间大致相等，提高设备的利 用率。 生产线完全平衡的障碍： （1）由于对设备的要求不同或作业间的不相容，不能把不同的作业分配 到一个作业包； （2）基本作业

7、的时间差异通过作业分解解决不了； （3）作业的技术顺序要求，也会阻碍生产线完全平衡。下图中，擦污和 烘干不能合并。擦污：2分钟冲洗：4分钟烘干：2分钟2、作业分组、节拍和工作地的确定基本作业组合成作业包，称为作业分组，涉及节拍和工 作地的确定问题。 例子：假如某加工过程有如下图所示的5个基本作业。 0.1分钟0.7分钟1.0分钟0.5分钟0.2分钟该例子中，最小的节拍为最长的那个作业的时间：1分钟。 如果利用5个工作地，一分钟即为可能最小的节拍。可能最 大的节拍是各作业的时间之和（0.1+0.7+1.0+0.5+0.2=2.5分钟 ）。如果所有的作业都安排在一个工作地，则节拍就是2.5分 钟。

8、最小的节拍和最大的节拍确定了可能的产量范围。产量计划期的有效工作时间/节拍，从而，一天（8小时 ，480分钟，没有平行作业，如两条生产线）的最大产量为： 480/1.0480单位，最小产量为：480/2.5192单位。 作为一种法则，节拍是由计划期的产量决定的。 节拍=计划期有效工作时间/计划期的产量。假如计划期 的产量为480个单位，则节拍为：480分钟/480个单位1.0分钟/每单位 最少所需的工作地数为各作业的时间之和/节拍（取 最接近的整数）。 3、进行生产线平衡的方法进行生产线平衡的工具是作业先后顺序图。0.1分钟1.0分钟0.7分钟0.2分钟0.5分钟abcde进行生产线平衡的方法

9、：没有最佳的方法，一般采 用启发式法。目前采用较多的启发式方法有如下两个。（1）先分配后续作业数最多的作业；（2）先分配位置权数最大的作业。位置权数等于该 作业及其所有后续作业的时间之和。4、进行生产线平衡的步骤（1）确定节拍及最少所需的工作地数；（2）从工作地1开始，按顺序给工作地分配作业；（3）在每一分配前，用下列标准确定哪些作业能分配到一个 工作地：a、所有先行作业都被分配；b、该作业的时间不能超过该作业的剩余时间（4）如果出现两个作业情况都一样，如下解决：a、分配加工时间最长的作业b、分配后续作业最多的作业（5）继续下去，直到所有的作业都分配完毕。（6）计算反映分配情况的指标，如闲置时

10、间百分比，效率。生产线闲置百分比每节拍每一工作地闲置时间之和/(实际 工作地数节拍)100效率100闲置时间百分比 例子：将下图所示的作业进行分配。节拍为1分钟。0.1分钟1.0分钟0.7分钟0.2分钟0.5分钟abcde工作地剩余时间够资格分配的作业分配作业工作地闲置时间12 31.0 0.9 0.2 1.0 1.0 0.5 0.3a,c c 无 b d e a c b d e 0.2 0.00.3 0.5闲置时间百分比（0.5/(31.0)）100%=16.7%; 效率10016.783.3。 练习题：假如一天工作8小时，一天计划产量400个单位。 作业之间的关系如下表。请进行生产线平衡。

11、作业紧后作业作业时间/分a b c d e f g hb e d f f g h 结束0.2 0.2 0.8 0.6 0.3 1.0 0.4 0.3 总计：3.8解：（1）画出作业先后顺序图。因为a和c没有进紧前作业，故从a，c开始。 作业先后顺序图如下图所示。acbedfgh（2）计算节拍和工作地数节拍480/400=1.2分钟/每单位工作地数作业时间和/节拍3.8/1.23.17，取为4。 （3）从工作地1开始。结果如下图所示。 acbedfgh工作地1工作地2工作地3工作地45、进行生产线平衡要注意的问题： v要考虑不同作业的技术要求。如果作业的技术要求不同或不相容而把它们分配到一个工作

12、地是不行的。 v要考虑到人员因素（如疲劳、厌倦、缺席等情况）及设备和空间要求。 v某些情况下可考虑使用平行工作地。考虑如下例子。例：一份作业包含四个作业，作业时间分别为：1分钟，1分钟，2分钟 和1分钟。该生产线的节拍为2分钟，每小时的产量为30单位。对第三个作业采用两个平行的工作地将使生产线地节拍降为1分钟。 如下图所示。1分钟1分钟2分钟1分钟30/小时瓶 颈30/小时30/小时30/小时1分钟1分钟2分钟1分钟60/小时60/小时2分钟30/小时30/小时30/小时30/小时数据：五个工作地，单件时间分别为10、5、20、15、5分钟，节拍为5分钟/ 件。1 2 3 4 5 6 7 8

13、9 10111213141516171819202113759111315171921248610121416182022151391721 2614101822 3715111923 4816122024141071316 251181417 3612915181 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718192021工作地1 2 3 45 6 7 8910 11（三）产品原则布置生产示意图五、对工艺原则(工艺专业化)布置的设计工艺原则布置地主要问题是如何确定工作中心（部门）的相对位 置。要确定一个合理高效的布置的主要困难是可供选择的方案过多 。某些情况下（如加油站

14、、超市、快餐连锁店的设施布置）可采用 标准的方法，但大多数工艺原则布置问题涉及的是单一的而非多重 的地点布置。特有的要素组合决定了没有标准的方法可以采用，须 根据具体情况来设计。一般借助于启发式方法找出满意答案。主要 采用来两种方法：运输费用最小或运输距离最短发、相互关系法（ 接近程度）法。（一）运输费用最小或运输距离最短法工艺原则布置的主要优点是柔性高，可满足多种产品生产的需 要。由于不同的产品或顾客在系统中的加工要求不同，可能运输费 用很高或运输距离很大。所以工艺原则布置最常见的目标是：运 输费用最小或运输距离最短。在这种情况下，常利用从至表。 为了讨论方便，假定运输费用和运输距离是线行关

15、系。下面举例说明该方法的运用。例1：假设有三个部门和三个地点（位置），设备布置的任务是把三 个部门分配到三个位置，使运输的费用最低。三个位置相互关系如下 图，运费及运输距离如下表。ACB位置间的距离表(单位：米）至 从位置 ABC A2040 B2030 C4030至 从部门 123 11080 22030 39070部门间的工作流量（每天的物料流量）采用启发式法。 解：部门分配原则：按工作流量最大和距离最近分别对部门进行分配。 1、确定工作部门间的物料流量物料流向物料流量部门间流量和 3190 17013803270 1002330 2120 301210部门1部门2部门3ACB2.按运输成本最低运则 进行布置位置间的距离表(单位：米）从 至位置 ABCA2040 B2030 C4030部门1和3的物料流量最高， 为170；部门2和3次之。所以要 把部门1和3排在距离最短的位 置。位置A和B的之间的距离为 20米，考虑部门2和3的物料流 量，作出如下图所示的布置。3、计算总运输费用假设运输单位物料每米的费用为1元。总运输费用的计算如下表所示。部门位置运输费用从至运量从至距离物料量距离 1210AC404001380AB201 600 2120CA408002330CB309003190BA