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1、流水生产组织概述(PPT 68页)8/21/2024目录流水生产线组织流水生产线组织流水生产线的基本特征和形式单一对象流水生产线的组织设计多品种流水生产线的设计多品种小批量生产本章重点内容. .流水生产的概念、特征和分类流水生产的概念、特征和分类；. .单一品种流水线的组织设计单一品种流水线的组织设计和有关计算和有关计算；. .多品种可变流水线的组织设计多品种可变流水线的组织设计和有关计算和有关计算；. .多品种混合流水线的组织设计多品种混合流水线的组织设计和有关计算和有关计算；流水生产线的基本特征和形式1流水生产的基本特征1流水生产是指劳动对象按照一定的工艺路线，顺序地通过各个工作地，并按照
2、一定的生产速度(节拍)完成工艺作业的连续重复生产的一种生产组织形式。8/21/2024流水生产线的形式1流水生产线的形式1多品种流水线1可变流水生产线：是轮换地、分批地生产固定在流水生产线上 的几个对象。在可变流水线上生产的对象，虽然在结构和工艺上基本相似，但工艺过程的组成及零件的加工尺寸可以不同。当变换对象时，要相应地调整设备和工艺装备。 ABC图 6-1（a）可变流水生产线可变流水生产线：是轮换地、分批地生产固定在流水生产线上 的几个对象。在可变流水线上生产的对象，虽然在结构和工艺上基本相似，但工艺过程的组成及零件的加工尺寸可以不同。当变换对象时，要相应地调整设备和工艺装备。 多品种流水线
3、1混和流水线: 是指在同一时间内混和连续的生产多个对象。它也固定生产几种对象，但不是轮番成批地生产，而是按照成组加工工艺规程和使用专门的成组加工设备即工艺装备，成组地生产，因此可以同时或顺序地进行生产，更换生产对象时也基本上不需要重新调整设备和工艺装备 。ABCABCABC图 6-1（b）混和流水生产线多品种流水线13) 按生产的连续程度分类： 连续流水生产线 ：指生产对象在一道工序上加工完毕后， 立即转到下一道工序上继续加工，中间没有停放等待时间。 间断流水生产线：生产对象在完成一道工序或几道工序后，在下道工序开始前，存在停放等待时间，使生产过程有一定程度的中断。 连续流水线通常应用于大量生
4、产中，是一种较为完善的流水线形式。组织连续流水线的条件是所有工序的加工时间等于流水线的节拍或其整倍数。 产生间断的原因，主要是由于流水生产线上各道工序的加工时间不相等或不成倍比关系。多品种流水线14) 按流水线的节奏性程度分类可以分为：强制节拍流水线自由节拍流水线粗略节拍流水线5) 按流水线的机械化程度分类：手工流水线：多用于机器或仪器或仪表的装配； 机械化流水线：应用最为广泛；自动化生产线：是流水线的高级形式，因投资大，应用受到 一定的限制。 多品种流水线16) 按运输设备种类可以分为：无专用运输设备的流水生产线：在该流水生产线上，加工对象 或由工人自己用手传送给下一个工作地，或采用普通运输
5、工具运送。非机动专用设备的流水生产线：在该流水生产线上，加工对象 主要靠本身的重力来运输，一般采用的运输设备有斜面滑道、 滚道等。机械化运输设备的流水生产线：在该生产线上，通常采用传送 带、循环悬吊运送器等。流水生产线1 传送带按照工作方式，可以分为分配式和工作式两种：分配式传送带：采用该传送带时，各工作地是排列在传送带的 一边或两边，传送带传送加工对象经过各工作地时，工人就从传送带上取下加工对象，在工作地上加工，加工完毕后，再送回传送带上。图 6-2（a）分配式传送带传送带工作地加工对象运动路线流水生产线1工作式传送带：采用该传送带时，不必从传送带上取下制品， 工人在传送带两旁或者一旁，对传
6、送带上的加工对象进行加工。传送带工人工人加工对象运动路线图 6-2（b）工作式传送带流水生产的基本特征1（1 1）工作地专业化程度高；）工作地专业化程度高；（2 2）节奏性强；）节奏性强；（3 3）各道工序的工作地）各道工序的工作地( (设备设备) )数量与各工数量与各工序单件工时的比值相一致；序单件工时的比值相一致；（4 4）工艺封闭（成链索形式）工艺封闭（成链索形式 ）；）；（5 5）高度的连续性）高度的连续性 。流水生产方式的优缺点11. 1. 流水生产方式的主要优点流水生产方式的主要优点 能能使使产产品品的的生生产产过过程程较较好好地地符符合合连连续续性性、平行性、比例性以及均衡性的要
7、求。平行性、比例性以及均衡性的要求。 2. 2. 流水生产方式的主要缺点流水生产方式的主要缺点 不够灵活。不够灵活。 组织流水生产必须具备以下条件1（1 1） 品种稳定；品种稳定；（2 2） 产品结构比较先进，设计基本定型；产品结构比较先进，设计基本定型；（3 3） 原材料、协作件必须是标准和规格化的；原材料、协作件必须是标准和规格化的；（4 4） 机器设备完好；机器设备完好；（5 5） 检验与生产同步进行。检验与生产同步进行。单一对象流水生产线的组织设计28/21/2024流水线设计的内容2 1、流水线的设计包括技术设计和组织设计流水线的设计包括技术设计和组织设计 技术设计技术设计是流水线是
8、流水线“硬件硬件”方面的设计，包方面的设计，包括工艺路线、工艺规程的制定；括工艺路线、工艺规程的制定； 组织设计组织设计是流水线是流水线“软件软件”方面的设计，方面的设计，包括流水线的节拍和生产速度的确定；设备需包括流水线的节拍和生产速度的确定；设备需要量及负荷的计算；工序同期化设计；工人配要量及负荷的计算；工序同期化设计；工人配备备 8/21/2024单一品种流水线的设计2 1 1 确定流水线的节拍确定流水线的节拍 1 1）节拍：节拍：节拍：节拍：是一种重要的期量标准，是指流水是一种重要的期量标准，是指流水线上连续出产两个相同制品之间的时间间隔。它决定线上连续出产两个相同制品之间的时间间隔。
9、它决定了流水线的生产能力、生产速度和效率。了流水线的生产能力、生产速度和效率。 确定节拍的依据是计划期的产量和有效工作确定节拍的依据是计划期的产量和有效工作时间。即：时间。即： : : : : 节拍节拍节拍节拍 : : : : 计划期有效工作时间计划期有效工作时间计划期有效工作时间计划期有效工作时间 : : : : 设备开动率设备开动率设备开动率设备开动率 : : : : 计划期制品产量（包括废品）计划期制品产量（包括废品）计划期制品产量（包括废品）计划期制品产量（包括废品）式中：式中：式中：式中：8/21/2024单一品种流水线的设计2例：某流水线设计日产量为1000件，每日制度工作时间为8
10、小时，其中上午和下午各用20分钟检修设备，废品率为5%，试计算流水线的节拍。解：= 0.418分分/件件8/21/2024单一品种流水线的设计22 2 2 2）节奏：节奏：如果如果R R很小，且体积重量也很小，不适于很小，且体积重量也很小，不适于按件传递，则可以实行批传递。顺序出产按件传递，则可以实行批传递。顺序出产相邻两批同样制品之间的时间间隔就称为相邻两批同样制品之间的时间间隔就称为节奏。节奏。 即：即： 其中其中 : :节奏节奏 批量批量 8/21/2024单一品种流水线的设计22 2 计算设备数量和设备负荷系数计算设备数量和设备负荷系数 1 1）各工序设备数量）各工序设备数量 其中：其
11、中： 第第 i i 道工序所需设备数。道工序所需设备数。 第第 i i 道工序单件时间定道工序单件时间定额额 2 2）各工序设备负荷系数：）各工序设备负荷系数： 3 3）流水线的负荷系数：）流水线的负荷系数：8/21/2024单一品种流水线的设计2流水线的负荷系数讨论流水线的负荷系数讨论当K 0. 85时，宜组织强制节拍流水线。当0. 75 K = 0. 85时，宜组织自由流水线。当K=0. 75时，宜组织间断流水线。 理想的情况下。 （i=12、，m) 的值应比较接近，极差（ ）应尽可能小，这样整个流水线的负荷比较均匀，有利于流水线的组织。如果负荷系数波动较大，则应通过工序同期化措施加以调整
12、。8/21/2024单一品种流水线的设计23 3 工序同期化工序同期化（组织流水线的重要环节）（组织流水线的重要环节） 工序同期化工序同期化 是指通过各种可能的技术、组织措施是指通过各种可能的技术、组织措施来调整各工作地的单件作业时间，使它们来调整各工作地的单件作业时间，使它们等于流水线的节拍或者与流水线节拍成倍等于流水线的节拍或者与流水线节拍成倍比关系。比关系。8/21/2024单一品种流水线的设计2进行工序同期化的措施有：（1）提高设备的生产效率（2）改进工艺装备（3）改进工作地布置和操作方法，减少辅助作业时间（4）提高操作工人的熟练程度（5）详细地进行工序的合并和分解 工序同期化后，应根
13、据新的工序时间定额计算设备（工作地）需要量和设备负荷系数。下表5-15-1是工序同期化的一个例子。 8/21/2024单一品种流水线的设计24 4 计算各工序工人人数计算各工序工人人数式中：式中： 第第第第i i i i道工序的工人人数道工序的工人人数道工序的工人人数道工序的工人人数 每日工作班次每日工作班次每日工作班次每日工作班次 第第第第i i i i道工序每一工作地同时工作人道工序每一工作地同时工作人道工序每一工作地同时工作人道工序每一工作地同时工作人数（人数（人数（人数（人/ / / /台台台台. . . .班）班）班）班）第工序设备数第工序设备数第工序设备数第工序设备数8/21/20
14、24单一品种流水线的设计25 5 确定流水线节拍的性质确定流水线节拍的性质依据：依据：工序同期化程度和加工对象的重量、工序同期化程度和加工对象的重量、体积、工艺性等特征。体积、工艺性等特征。 当同期化程度高、重、大、工艺性好，当同期化程度高、重、大、工艺性好，且要求严格按节拍出产产品时，选强且要求严格按节拍出产产品时，选强制节拍。制节拍。否则选自由节拍。否则选自由节拍。不同性质的节拍决定着选择不同形式不同性质的节拍决定着选择不同形式的流水线运输装置。的流水线运输装置。8/21/2024单一品种流水线的设计26 6 设计运输工具设计运输工具流水线上采取何种运输方式主要取决于加工对象的重流水线上采
15、取何种运输方式主要取决于加工对象的重量和外形尺寸、流水线的类型和实现节拍的方法。量和外形尺寸、流水线的类型和实现节拍的方法。强制节拍流水线上一般采用连续式工作传送带、间强制节拍流水线上一般采用连续式工作传送带、间歇式工作传送带、分配传送带歇式工作传送带、分配传送带自由节拍流水线上一般采用连续式运输带或滚道、自由节拍流水线上一般采用连续式运输带或滚道、平板运输车等运输装置；平板运输车等运输装置；粗略节拍流水线上一般采用滚道、重力滑道、手推粗略节拍流水线上一般采用滚道、重力滑道、手推车、叉车等运输工具。车、叉车等运输工具。8/21/2024单一品种流水线的设计2链条输送机悬吊输送机（连续式工作传送
16、带）8/21/2024单一品种流水线的设计2带式输送机(Belt Conveyor)8/21/2024单一品种流水线的设计2链条输送机拖索输送机8/21/2024单一品种流水线的设计2输送机螺旋输送机8/21/2024单一品种流水线的设计2链条输送机辊式输送机（滚道）滚道）8/21/2024单一品种流水线的设计2链条输送机轮式输送机（滚道）滚道）8/21/2024单一品种流水线的设计2输送机气压输送机8/21/2024单一品种流水线的设计2补充：装配线平衡补充：装配线平衡 装配线平衡装配线平衡又称又称工序同期化工序同期化，就是根据流水，就是根据流水线节拍的要求，采取各种技术、组织的措施来线节拍
17、的要求，采取各种技术、组织的措施来调整各工作地的单件作业时间，使它们等于节调整各工作地的单件作业时间，使它们等于节拍或节拍的整数倍。拍或节拍的整数倍。 对装配线实行平衡技术，其对装配线实行平衡技术，其目的目的是使所设是使所设计的装配线所需工作地数最少，同时使各工作地计的装配线所需工作地数最少，同时使各工作地作业间尽可能接近节拍，减少忙闲不均的现象，作业间尽可能接近节拍，减少忙闲不均的现象，并符合高效率和按节奏生产的要求。并符合高效率和按节奏生产的要求。8/21/2024单一品种流水线的设计2一、为什么要进行装配线时间平衡一、为什么要进行装配线时间平衡 例：例： 某装配线有6道工序，其作业顺序和
18、工序时间如下： （节拍为5分钟/件）3232.81.51缺点：缺点：1 浪费了时间资源。浪费了时间资源。 2 出现了忙闲不均的现象。出现了忙闲不均的现象。 3 浪费了人力资源。浪费了人力资源。 为了解决以上问题，必须对装配线的工作为了解决以上问题，必须对装配线的工作进行新的组合分析，重新组合工作地。进行新的组合分析，重新组合工作地。8/21/2024单一品种流水线的设计2二二 、 进行装配线平衡的内容进行装配线平衡的内容(原则原则)1 按工序先后顺序，合理地把作业分配给每一个工作地;2 每个工作地综合作业时间要尽量接近节拍，并使装配 线所设计工作地最少3 各工作地空闲时间要少，工作地之间负荷均
19、匀，以保证流水线时间损失最低3232.81.51重新组合后只有三个工作地： 4.8分钟 4.5分钟 4分钟8/21/2024单一品种流水线的设计2三、三、 装配流水线节拍装配流水线节拍节拍：节拍： 流水线上连续出产两件相同制品的时间间隔，一般用r表示。r= =计划期有效工作时间计划期内计划产量FeN 例：某流水线计划日产量为150件，采用两班制生产，每班规定有21分钟停歇时间，计划不合格品率为2%，计算流水线节拍。r=FeN=8*2*60-（21*2）150*（1+2%）=6（分/件）8/21/2024单一品种流水线的设计2四、四、 进行装配线平衡的步骤进行装配线平衡的步骤 1。确定装配流水线
20、节拍， 2。计算装配线需要的最少工作地数Smin，设ti为工序I的工作时间。3。 组织工作地。 （1）保证各工序之间的先后顺序 （2）每个工作地的工序时间之和工作地的工序时间之和工作地的工序时间之和工作地的工序时间之和（Tei）不能大于节拍(Teir) （3）各工作地的时间尽量接近或等于节拍(Teir) （4）应使工作地数目最少Smin=tir8/21/2024单一品种流水线的设计2 对装配线进行平衡，要使时间损失系数尽可能小。对装配线进行平衡，要使时间损失系数尽可能小。 4。计算工作地时间损失系数8/21/2024单一品种流水线的设计2时间损失示意图工作地时间节拍124538/21/2024
21、单一品种流水线的设计2五、五、 装配线平衡的方法装配线平衡的方法 1 试凑法试凑法 对于工艺过程比较简单，装配关系不复杂的装配线，可以直观判断，组合工作地。2 2 穆迪穆迪- -扬法（扬法（Moodie-YoungMoodie-Young）（1） 试凑组合工作地，使工作地的工序时工作地的工序时工作地的工序时工作地的工序时间之和间之和间之和间之和:Teimax,Teir,工作地数工作地数工作地数工作地数Sijmin（2） 在不违反工序优先顺序的前提下，找出Temax中与Temin中单个工序之间的所有可能的交换，并使Temax的减少和Temin的增加均小于(Temax-Temin) (3)重复步骤
22、（2）8/21/2024单一品种流水线的设计2装配线平衡方法3 3 分支定界法它是运用分支定界并寻求最新活动节点的原理，先求出可行的工序组合方案，然后一面依靠返回检查，消除明显的不良工序组合方案，一面求出能使装配工序数为最少的工序组合方案。8/21/2024单一品种流水线的设计23 3。 分支定界法步骤分支定界法步骤4610575641步骤步骤1 1 列出所有可能作列出所有可能作为第一工作地的工序组为第一工作地的工序组合方案。合方案。例：装配关系如图例：装配关系如图节拍节拍 r = 16r = 16分钟分钟方案方案1-11-1： , , Te11=15minTe11=15min方案方案1-21
23、-2： , , Te12=16minTe12=16min最少工作地数：最少工作地数：Smin=T/r=38/21/2024单一品种流水线的设计23 3 分支定界法分支定界法步骤步骤2 2 求出第一工作地各编组方案对装配线所求出第一工作地各编组方案对装配线所需最少工作地数，公式为：需最少工作地数，公式为：式中：Sij-根据第i 个工作地中第j 个编组方案计算的所需最少工作地. Teij- 已分配和正在分配编组的各工序定额时间 . T-所有工序定额时间之和。8/21/2024单一品种流水线的设计2步骤步骤3 从各编组方案中，找出从各编组方案中，找出Sij最小的值，该最小的值，该值所在的编组方案即为
24、分支点。值所在的编组方案即为分支点。 当各方案的当各方案的Sij相等时，选取相等时，选取Teij较大的编组方案作为分支点。较大的编组方案作为分支点。 本例中，取方案本例中，取方案2。步骤步骤 4 顺序进行第二个工作地编组，重复上述步骤。方案2-1： , Te21=16min方案2-2： , Te22=15min46105756413 3 分支定界法分支定界法8/21/2024单一品种流水线的设计2根据以上原则，应取方案根据以上原则，应取方案1。接着进行第三工作地的组合，剩余的工序只有接着进行第三工作地的组合，剩余的工序只有一个方案组合。即方案一个方案组合。即方案3-1 ： 4610575641
25、Te31=168/21/2024单一品种流水线的设计2例2 ：J型玩具马车要在一个传送带上组装，每天需生产500辆。每天的生产时间为420分钟，表2中列出了玩具马车的组装步骤及其时间。请根据节拍和作业次序的限制，求使工作站数量最少的平衡方式8/21/2024单一品种流水线的设计2J型玩具马车的装配步骤及时间作业秒/ /件描述必须提前的作业A A4545安装后轴支架，拧紧四个螺母B B1111插入后轴A AC C9 9拧紧后轴支架螺栓B BD D5050安装前轴，用手拧紧四个螺母E E1515拧紧前轴螺母D DF F1212安装1#1#后车轮，拧紧轮轴盖C CG G1212安装2#2#后车轮，拧
26、紧轮轴盖C CH H1212安装1#1#前车轮，拧紧轮轴盖E EI I1212安装2#2#前车轮，拧紧轮轴盖E EJ J8 8安装前轴上的车把手，拧紧螺栓和螺钉F F，G G，H H，I IK K9 9上紧全部螺栓和螺钉1951958/21/2024单一品种流水线的设计2解（1）画出流程图。ADBCFGEHIJK45秒秒50秒秒11秒秒15秒秒9秒秒12秒秒12秒秒12秒秒12秒秒8秒秒9秒秒8/21/2024单一品种流水线的设计2（2）计算节拍。必须把时间单位换算为秒，因为作业时间是以秒表示的。 r=每天的工作时间/每天的产量 =60（秒）420/500（辆） =50.4秒/辆（3）工作站数
27、量的理论最小值（实际可能大些）Smin=T/r=195秒/50.4秒=3.87=4（取整）多品种流水生产线的设计38/21/2024多品种流水线的设计3可变流水线可变流水线混合流水线混合流水线不同点不同点成批轮番生产成批轮番生产均匀混合流送均匀混合流送品种更换，调整设备品种更换，调整设备品种更换，不需要调整相同点相同点产品工艺相似产品工艺相似工序负荷大致相当工序负荷大致相当8/21/2024多品种流水线的设计3多品种可变流水线的特征：多品种可变流水线的特征： （1 1）成批轮番生产多种产品，更换产）成批轮番生产多种产品，更换产品时，需调整，但调整不大。品时，需调整，但调整不大。 （2 2）每种
28、产品在流水线所有工序上的）每种产品在流水线所有工序上的设备负荷系数应大致相同。设备负荷系数应大致相同。 （3 3）整个计划期内成批轮番的生产多）整个计划期内成批轮番的生产多种制品，但在计划期的各段时间内种制品，但在计划期的各段时间内只生产一种制品。只生产一种制品。8/21/2024多品种流水线的设计3混合流水线的组织设计混合流水线的组织设计要求计算：1、节拍r；2、最小工作地数Sminmin；3、流水线负荷系数，损失系数和损失时间4、确定投产顺序5、一个连锁的生产周期8/21/2024多品种流水线的设计3 1. 1. 确定混合流水线的节拍确定混合流水线的节拍式中：F计划期有效工作时间； Ni第
29、i种产品计划期产量； n品种数。8/21/2024多品种流水线的设计3例4某混合流水线上有A、B、C三种产品，平均日产量分别为40台、10台、30台，一个工作日一班，不考虑停工时间，求该混合流水线的节拍? 解： （分/台）8/21/2024多品种流水线的设计3例5某混合流水线上生产A、B、C三种产品，其作业顺序图如图84，试求混合流水线上各产品的总作业时间：求得： TA A= 37(分)；TB B= 35(分)；TC C= 40(分)2. 计算混合流水线最小工作地数(工序数)Ni i=40=40、1010、3030件件 T Ti i =37=37、3535、40 40 分分8/21/2024多
30、品种流水线的设计33、求流水线的K、D、B8/21/2024多品种流水线的设计3混合流水生产的组织混合流水生产的组织混合流水生产的组织主要工作之一就是最优化投混合流水生产的组织主要工作之一就是最优化投产顺序。常用的方法产顺序。常用的方法生产比倒数法。生产比倒数法。生产比倒数法：主要考虑的是产量，不把作业时生产比倒数法：主要考虑的是产量，不把作业时间考虑进去的一种编排投产顺序的方法。间考虑进去的一种编排投产顺序的方法。混流生产的循环流程：如果生产连锁是按某一周混流生产的循环流程：如果生产连锁是按某一周期反复进行时，则每一周期的连锁称之为一个生期反复进行时，则每一周期的连锁称之为一个生产循环流程。
31、产循环流程。8/21/2024多品种流水线的设计3选取投产对象规则：（1）按计算过程的顺序逐行从全部品种中选出生产比倒数最小的品种。选定后表上识别记号“*”，并把选定品种计入连锁览内。（2）每次选定品种后，要对被选中的品种的生产比倒数值进行更新，其余品种的生产比大叔值照抄于下一行。更新方法是将记有“*”号的数值加上原倒数值并将更新后的数值记入下一行。（3）在具有多个最下小值的情况下，应选出品种识别记号出现较晚的一个。即第二次出现的那个产品，以防止连续投入。8/21/20243生产比倒数法计算过程表生产比倒数法计算过程表 项目过程品种连 锁ABC11/4 *11/3A21/211/3*A C31
32、/2 *12/3A C A 43/412/3*A C A C53/4 *11A C A C A6111 *A C A C A C71 *1A C A C A C A 81 *A C A C A C A B按上述规则将一个连锁的全部品种选定为止。本例中，编排的投产顺序为：得到一个循环流程ACACACAB多品种小批量生产48/21/2024多品种小批量生产4多品种小批量生产的特点多品种小批量生产的特点 多品种小批量生产；是在规定的生产期间内，作为生产对象的产品种类较多，而每种产品生产数量较少的一种生产方式。 特点： 1.产品品种繁多，而批量与交货期各不相同。 2.生产过程复杂。 3.对生产能力适应性要求高。 4.环境条件多变。 5.生产计划的困难性。 6.生产管理的动态性。8/21/2024多品种小批量生产4 2 多品种小批量生产的适应范围 订货生产 订货装配 混合流水生产线等等3 实施多品种小批量生产的必要性 适应市场需要 产品更新换代加快 企业竞争的需要4 提高多品种小批量生产的途径 提高产品的设计水平 提高工艺水平 建立柔性制造系统
