生产与运作管理

第三章流水生产线的组织 流水生产线简介流水生产线的组织设计多品种小批量生产方式 第一节流水生产线简介 定义它是按照产品 零部件 生产的工艺顺序排列工作地 使产品 零部件 按照一定的速度 连续和有节奏地经过各个工作地依次加工 直到生产出成品 对比我们上节课讲的设施布置的基本类型 特征 工作地专业化程度高 工艺过程是封闭的每道工序的加工时间同各道工序的工作地数量比例相一致 每道工序都按统一的节拍进行生产 优点 整个生产过程平行连续 协调均衡 有利于机器设备和人力的充分利用 最大限度地缩短生产周期 由于工作地专业化程度高 能采用专业设备和工具 有利于提高劳动生产率 一 现代流水生产起源于1914年 1920年的福特制 福特制的主要内容 1 在科学组织生产的前提下谋求高效率和低成本 因而实施产品 零件的标准化 设备和工具的专用化以及工场的专业化 唯一最佳的 单一产品原则 2 创造了流水线的生产方法 建立了传送带式的流水生产线 二 内容和形式上的变化1 内容上 产品的装配 零件的机械加工 锻压 铸造 热处理 电镀 焊接 油漆以及包装等2 形式上 单一产品流水线 可变流水线 混合流水线 成组流水线 半自动化线 自动化线 流水生产的发展过程 1 按生产对象的移动方式 固定流水向线和移动流水线2 按生产对象的数目 单品种流水线和多品种流水线多品种流水线按产品的轮换方式 可变流水线和混合流水线3 按连续程度 连续流水线和间断流水线4 按节奏性程度 强制节拍流水线 自由节拍流水线和粗略节拍流水线5 按机械化程度 手工流水线 机械化流水线和自动线6 按运输设备种类 无专业运输设备 具有非机动专业设备 机械化运输设备 流水线生产的形式 一 品种稳定单一 产量足够大 长期供货 单位劳动量大 保证设备足够负荷 二 产品结构和工艺相对稳定1 先进性2 良好的工艺性和互换性3 标准化程度高 三 工艺过程能既可划分为简单的工序 又可以相互合并 四 原材料和协作件的标准化 规格化 且按时供应 五 机器设备始终处于完好状态 严格执行计划预修制度 六 工作必须符合质量标准 七 厂房和生产面积适合安装流水线 组织流水生产线的条件 一 单一产品流水线的组织设计 一 确定流水线的节拍节拍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时间 即 R T效 QR 节拍T效 计划其有效工作时间Q 计划期制品产量有效工作时间是指计划生产的时间 是指制度工作时间减去必要的停歇时间 也可以根据制度工作时间和时间有效利用系数求得 节奏 如果R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 顺序出产相邻两批同样制品之间的时间间隔就称为节奏 即 Rg R n其中Rg 节奏n 批量 第二节流水生产线的组织设计 二 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比关系 这是各工序按节拍进行工作的重要保证 手工作业 把工序分成更小的组成部分 按照同期话要求进行重新组织工序 或者合理调配劳动力 机器作业 采用更完善的设备和工具 改进工艺方法 提高工人的数量程度 例 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 时间有效利用系数95 求流水线的节拍 解 T效 365 8 2 60 95 332880分钟Q 20000 1000 1 2 21429件R T效 Q 332880 21429 15 5 分 件 流水生产线的编配组合 流水线编制组合一般采用列举法 这种方法是从低一个作业工步开始 按照其先后顺序的要求 将能和第一个作业工步结合之后的作业时间之和等于或者接近于节拍的各个作业工步编制为一组 作为一个工作地 在此基础上再进行第二个工作地的编制 一直进行到把所有的作业工步都组合完 例 某流水生产线节拍为10min 全部作业分解为12个作业工步 如图所示 产品总装配时间为47min 计算最小工作地数目Nmin T R 47 10 4 7 5 例 假设某流水线的节拍为8分钟 由13道小工序组成 单位产品的总装配时间为44分钟 各工序之间的装配顺序和每道工序的单件作业时间如图 解 1 计算流水线上的最少工作地数Nmin T R 44 8 5 5 62 组织工作地需满足的条件 1 保证各工序之间的先后顺序 2 每个工作地的作业时间不能大于节拍 3 每个工作地的作业时间应尽量相等和接近节拍 4 应试工作地的数目最少 分配和平衡方法 列举 消去法 1 设备数量Si ti R其中 Si 第i道工序所需设备数ti 第i道工序单件时间定额2 设备负荷系数 表明设备利用程度的指标 Ki Si Sei其中 Ki 第i道工序的设备负荷系数 三 计算设备数量和设备负荷系数 每道工序的设备 工作地 数量应该等于工序时间与流水生产线节拍之比 设备符合系数决定了流水生产线的连续程度 若k值在0 75一下 宜组织间断流水生产线 若k值在0 75以上 则宜组织连续流水生产线 四 计算工人人数Pi Sei g Wi其中 Pi 第i道工序的工人人数g 每日工作班次Wi 第i道工序每一工作地同时工作人数 人 台班 整条流水生产线的工人人数是所有工序工人人数之和 五 确定流水线节拍的性质依据 工序同期化程度和加工对象的特性强制节拍或自由节拍强制节拍 采用机械化的传送带自由节拍 采用连续式运输带等 传送带参数确定 1 传送带速度其中L0为传送带分区单位长度2 传送带长度L为传送带长度 Li为第i到工序工作地长度 Lg为后备长度 七 流水线的平面布置有利于工人操作制品运输路线最短生产面积充分利用流水生产线之间的相互衔接 一 可变流水线多品种可变流水线的特征 1 成批轮番生产多种产品 更换产品时 需调整 但调整不大 2 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 3 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只生产一种制品 多品种流水线的组织设计 1 节拍的计算1 代表产品法 将各种产品的产量按加工劳动量折合为某一种代表产品的产量 然后据以计算节拍 设某种可变流水线加工A B C三种零件 其计划年产量分别为NA NB NC 流水线上加工各零件的单件时间定额为TA TB TC 首先选定代表产品 假定为A 再将产品B和C的产量换算为A的产量 则总产量N为 假设A为代表产品 则 换算后的总产量为 N NA NBEB NCEC其中 EB TB TA EC TC TA则各零件的节拍为 RA T效 N T效 NA NBEB NCEC RB RAEBRC RAEC 2 加工劳动量比重法 按各种制品在流水线上加工总劳动量中所占的比重来分配有效工作时间 然后据以计算各制品的节拍 设ABC的加工劳动量在总劳动量中的比重分别为 A B C 则 A NATA NATA NBTB NCTC B NBTB NATA NBTB NCTC C NCTC NATA NBTB NCTC 三种零件的节拍分别为 RA AT效 NARB BT效 NBRC CT效 NC 例 设在可变流水生产线上生产ABC三种产品 其计划月产量分别为200018751857件 每种产品在流水生产线上各工序单件作业时间之后分别为40min 32min 28min 流水生产线按两班制工作 每月有效工作时间为24000min 现在选择A为代表产品 用上述两种方法计算各产品的节拍 以代表A计算的总产量 2000 1875 32 40 1857 28 40 件 4800件A产品的节拍 24000 4800 5min 件B产品的节拍 5 32 40 4min 件C产品的节拍 5 28 40 3 5min 件 A产品的劳动力比重 2000 40 2000 40 1875 32 1857 28 100 41 47 同理B产品的劳动力比重为31 25 C产品的劳动力比重为27 08 A的节拍为 24000 41 67 2000 5min 件同理B的节拍为4min 件C的节拍为3 5min 件 2 计算设备需要量及要求分别按不同的制品计算各工序的设备需要量 公式和前面单一品种流水线一样 Si Ti R 算出SAi SBi Sci等等要求 SAi SBi SCi 指的是在同一条流水线上按照固定顺序同时生产多品种产品 实现了多品种小批量大规模生产的方式 多品种混合流水线的特点 1 成组移动 2 组内顺序加工 3 零件转换不需设备调整两个需要解决的问题 1 工序同期化问题 2 产品的加工顺序问题 二 混合流水线 产品加工顺序的确定 生产比倒数法是从各种计划产量中找出最大公约数 计算各品种的生产比倒数 再按照一定的规则确定投产顺序 在流水线上传送的顺序称作连锁 例 设某混合流水线成组地生产A B C三种产品 计划产量分别为3000 2000 1000件 1 计算产量比找出三种产品产量的最大公约数 本例为1000 然后各品种产量的最大公约数去除各品种的产量数 本例即 XA 3000 1000 3 XB 2000 1000 2 XC 1000 1000 1 生产比总和为6 表示其中有3个A产品 2个B产品 1个C产品构成一个循环流程 2 计算生产比倒数MA 1 XA 1 3 MB 1 XB 1 2 MC 1 XC 13 编制投产顺序 1 生产比倒数最小的产品先投 如有多个最小生产比倒数 则安排最小生产比倒数晚出现的产品先投 采用这一规则时 如出现连续投入同一品种时 应排除这个品种 再按此规则排序 2 对已经选定的生产比倒数表上星号 并更新生产比倒数 及在所选定的产品的生产比倒数上再加上该产品的生产比倒数 3 重复上述过程 直到排得的连锁中各品种的数目分别等于它们的生产比时 则表明投产顺序已经确定 就可以停止排序 第三节多品种小批量生产 定义 多品种小批量生产是指在规定的生产期间内 作为生产对象的产品种类 规格 形状 尺寸 型号 色彩等 较多