第四章 大量流水生产的组织和控制.ppt

1、2020/7/26,管理学院 姜文杰,1,现代流水生产方式的历史发展沿革,流水生产的基本特征,流水生产方式的优缺点,流水线的分类,组织流水生产必须具备的条件,单一对象流水线的组织设计,多品种流水线的组织设计,作业,2020/7/26,管理学院 姜文杰,2,源于福特制,亨利福特(Henry Ford)是美国福特汽车公司的创始人，他于上世纪20年代创立了汽车工业的流水生产线。,2020/7/26,管理学院 姜文杰,3,福特制的主要内容,2020/7/26,管理学院 姜文杰,4,流水线应用的发展,2020/7/26,管理学院 姜文杰,5,2020/7/26,管理学院 姜文杰,6,流水生产的含义,劳动

2、对象按照一定的工艺路线(Process Sequence)，顺序地通过各个工作地，并按照一定的生产速度(节拍，Rhythm)完成工艺作业的连续重复(Continuous and Repetitive Production Process) 生产的一种生产组织形式。,流水生产的基本特征,工作地专业化程度高，在流水线上固定地生产一种或几种制品，而在每个工作地上固定完成一道或几道工序；,生产具有明显的节奏性，即按照节拍进行生产。所谓节拍，是指流水线上出产相邻两件制品的时间间隔。,2020/7/26,管理学院 姜文杰,7,各道工序的工作地（设备）数量与各该工序单件工时的比值相一致。即，如设流水线上各道

3、工序的工作地（设备）数分别为s1、s2、s3、s4、sm；各工序的工时定额为t1、t2、t3、t4、tm；流水线的生产节拍为，则： t1/s1=t2/s2=t3/s3=tm/sm= 上述公式所表明的关系，是保证生产过程的比例性和平行性的要求所决定的。,工艺过程是封闭的，并且工作地（设备）按工艺顺序排列成链索形式，劳动对象在工序间作单向移动；,2020/7/26,管理学院 姜文杰,8,劳动对象如同流水般地从一个工序转到下一个工序，消除或最大限度地减少了劳动对象的耽搁时间和机床设备加工的间断时间，生产过程具有高度的连续性。,2020/7/26,管理学院 姜文杰,9,将一定的设备、工具、传送装置和人

4、员按照上述特征组织起来的生产线称为流水线。如果工作地（设备）是按工艺过程顺序排列，但未满足或未完全满足上述特征要求的，就只能称之为作业线或生产线，而不能称为流水线。,优缺点比较,2020/7/26,管理学院 姜文杰,10,2020/7/26,管理学院 姜文杰,11,产品结构和工艺相对稳定,工艺过程能划分为简单的工序，又能根据工序同期化的要求把某些工序适当合并和分解，各工序的工时不能相差太大,产品产量(市场需求)足够大，单位劳动量也较大，以保证流水线各工作地（设备）有足够的负荷,2020/7/26,管理学院 姜文杰,12,技术设计(Techniques Design)：工艺规程(Process

5、Regulations)、专用设备(Special Facilities)、专用工夹具、运输传送装置(Transportation Devices),流水线设计的内容,组织设计(Organization Design)：节拍(Rhythm)、设备数量( Number of Facilities)、人工配备( Allocating Labors)、传送方式( Transmission)、布置( Layout)、工作制度(Working Regulation)、标准计划图表的制订(Standard Planning Diagram)等,2020/7/26,管理学院 姜文杰,13,单一对象流水线的组

6、织设计与计算,2020/7/26,管理学院 姜文杰,14,例,某厂生产计划中规定变速齿轮的日产量为56 件，每日工作8小时，时间利用系数为0.95，废品率为2%，试求该齿轮的平均节拍。,解：r=Fe/N= =7.99(分/件) 8(分/件),当流水线上加工的零件小，节拍只有几秒或几十秒时，零件就要采取成批运输，此时顺序生产两批相同制品之间的时间间隔称为节奏，它等于节拍和运输批量的乘积。,2020/7/26,管理学院 姜文杰,15,计算设备(工作地)(Workstation)数量和设备负荷系数(Facility Load Factor),2020/7/26,管理学院 姜文杰,16,计算设备(工作

7、地)(Workstation)数量和设备负荷系数(Facility Load Factor),： i工序设备负荷系数。如果计算出的设备数不为整数，而采用的设备数只能是整数，那么设备负荷必然出现不足的情况。反映此情况的指标称为设备负荷系数。,2020/7/26,管理学院 姜文杰,17,组织工序同期化，流水线平衡,是组织连续流水线(Continuous flow line)的必要条件,采取可能的技术、组织措施，使 成为 的整数倍。,组织工序同期化的基本方法是将整个作业任务细分为许多小工序(或称作业元素)，然后将有关小工序组合成大工序，并使这些大工序的单件作业时间等于节拍或节拍的整数倍数。,劳动分工

8、越细，工人操作的内容越简单，小工序的数量越多。,工序的分解与合并，在以手工操作为主的装配流水线上比较容易实现；而在以机器工作为主的流水线上则较难实现，因为后者受机器设备的制约，不能随意分解和合并。,2020/7/26,管理学院 姜文杰,18,方法,列举消去法,分枝定界法,2020/7/26,管理学院 姜文杰,19,例,假设某单一品种装配流水线的节拍为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下图，为合理利用人力，组织工序同期化，求得流水线平衡。,圆圈中的数字表示工序号；圆圈上方的数字表示该工序的单件作业时间；有箭头的连线表示装配的

9、先后关系；没有箭头的连线表示没有先后装配关系。,2020/7/26,管理学院 姜文杰,20,解：,计算流水线上需要的最少工作地数,最少工作地数=单位产品总装配时间/流水线节拍 “ ”表示大于或等于“单位产品总装配时间/流水线节拍”的最小整数。,则最少工作地数： =44/8=5.5=6,组织工序同期化，保证流水线的平衡,列举-消去法,从第一道工序开始，根据工序先后顺序的要求，将能和第一道工序组合在一起的、作业之和等于或接近于节拍的工序编为一组，分配给一个工作地。在列举各种编组方案时，消去明显不合理的编组。如发现有作业时间相同的多个编组时，则可保留一个，消去其余的。在列出第一个工作地的编组方案基础

10、上，按上述列举-消去法的步骤进行第二个工作地的编组。如此反复进行直至把所有的工序都分配完为止。,2020/7/26,管理学院 姜文杰,21,应用列举消去法，该装配流水线平衡的结果为：,2020/7/26,管理学院 姜文杰,22,分枝界线法（分支定界法）,是利用分支定界并寻找最新活动结点的原理，首先求出可行的工步组合方案，然后，一面依靠回溯检查，消除明显不良的工步组合方案，一面求出能使装配工序数为最小的工步组合方案。,例,2020/7/26,管理学院 姜文杰,23,解：,列出可作为第一工序的工步组合方案,即：方案1-1:；方案1-2:。,分别计算两方案的流水线上可能的最少工作地数,方案1-1的流

11、水线上可能最少工作地数=1+(46-9)/10=5,方案2-2的流水线上可能最少工作地数=1+(46-10)/10=5,从各方案组合中，找出工作地数最少的的方案作为分支节点。当各方案的最少工作地数相等时，选取工序时间值大的方案。本例中方案1-2工序时间值大(109),2020/7/26,管理学院 姜文杰,24,第2工序的工步组合方案为：,方案2-1:；方案2-2:；方案2-3:,计算各方案在流水线上可能的最少工作地数。为相等，即：,方案2-1=2+(46-10-6)/10=5；方案2-2=5；方案2-3=5,比较各方案工序时间值：选方案2-2为下一个分支节点。,以下以此类推,发现，以方案2-2

12、为分支节点往下分支，流水线需要6个工作地，而整个流水线可能的最少工作地数为5，显然，以方案2-2为分支节点不合理。则进行相后的回溯。,经上计算可知，在流水线上可能最少工作地数小于6的、还未试验过的方案有方案1-1，方案2-1和方案2-3，由于方案1-2较方案1-1合理，且方案2-3较方案2-1工序作业时间值大，所以决定由方案2-3的节点分支，再寻求可行解。,2020/7/26,管理学院 姜文杰,25,2020/7/26,管理学院 姜文杰,26,计算流水线的负荷系数,2020/7/26,管理学院 姜文杰,27,流水线的时间损失和时间损失系数,2020/7/26,管理学院 姜文杰,28,计算所需作

13、业人数,在以手工劳动和使用手工工具为主的流水线上，工人人数按下式计算,第i道工序所需工人人数=流水线上实际采用的设备数第i工序每一工作地同时工作人数（人/台班）每日工作班次,整个流水线的工人人数，就是所有工序的工人人数之和。在这种流水线上可以不考虑后备工人。,2020/7/26,管理学院 姜文杰,29,2020/7/26,管理学院 姜文杰,30,确定流水线节拍的性质,流水线采用的节拍的性质主要取决于流水线的连续程度。,连续流水线那么就应当在工序同期化的基础上确定选用强制节拍还是自由节拍。,在间断流水线上，通常采用自由节拍或粗略节拍。,流水线节拍的性质决定了流水线的运输方式,2020/7/26,

14、管理学院 姜文杰,31,确定流水线的运输方式,强制节拍流水线(Forced Rhythm Flow Line),分配式传送带 连续式工作传送带 间歇式(脉动式)工作传送带,2020/7/26,管理学院 姜文杰,32,滚道、平板运输车、滑道等,粗略节拍流水线(Rough Rhythm Flow Line),滚道、重力滑道、吊车、手推车等,2020/7/26,管理学院 姜文杰,33,2020/7/26,管理学院 姜文杰,34,2020/7/26,管理学院 姜文杰,35,流水线平面布置原则,有利于工人操作方便； 在制品运动路线最短； 有利于流水线之间的自然衔接； 有利于生产面积的充分利用。,流水线各

15、种平面布置的适用条件,单列直线形流水线，多在工序数少，每道工序的工作地也少的条件下采用。当工序与工作地的数量较多而空间的长度不够时，可采用双列直线排列,当工序或工作地更多时，可采用直角形、U形及S形布置；山字形通常用于零件加工与部件装配相结合的情况；环形多用于工序循环。,2020/7/26,管理学院 姜文杰,36,根据各种产品的结构与工艺相似程度，以及流水生产组织 的具体方法的不同，多品种大批生产流水线可以分为可变流水线和混合流水线。,成批生产类型包含大批、中批、小批三部分。大批生产组织归于大量流水生产类型，故将大批生产组织整合在本部分学习。,在成批生产企业中，虽然产品品种、规格较多，但是有许

16、多零件在结构上和工艺上是相同或相似的，这就可能组织多对象流水线进行生产。,2020/7/26,管理学院 姜文杰,37,可变流水线的组织设计,主要特征,流水线上加工的若干种加工对象在结构上和工艺上是相近似的,每种加工对象是成批轮番地在流水线上进行生产,流水线上每更换一次品种，全线要重新调整一次设备，在加工具体某一批产品时，流水线的状况与单一流水线相同,每种加工对象在流水线所有工序上设备负荷系数大致相同,2020/7/26,管理学院 姜文杰,38,设计步骤,确定节拍,设可变流水线加工A、B、C三种零件，其计划期产量分别为NA,NB,NC;在流水线上加工各零件的单件时间定额分别为TA,TB,TC；则

17、计算流水线生产节拍的方法有以下两种：,2020/7/26,管理学院 姜文杰,39,代表零件法,将各种零件的产量按加工劳动量折合为一种零件产量，然后据以计算节拍,首先，选定代表零件。假定为A，然后将其它零件的产量按劳动量的比例关系换算成代表零件的产量，则计划期流水线加工零件的总产量N的计算公式为：,2020/7/26,管理学院 姜文杰,40,加工劳动量比重法,按各种产品在流水线上加工总劳动量中所占的比重分配有效工作时间，然后据以计算各种产品的节拍,设A、B、C三种产品的加工劳动量在总劳动量中所占比重分别为a、 b、 c，则：,2020/7/26,管理学院 姜文杰,41,例 设可变流水线上生产A、

18、B、C三种产品，其计划月产量 分别为2000、1875和1857件，每种产品在流水线上各工序单 件作业之和为40、32和28分，流水线按两班制生产，每月有 效工作时间为24000分，现分别用代表零件法和加工劳动量比 重法计算该可变流水线各品种节拍。,2020/7/26,管理学院 姜文杰,42,各工序设备数量及设备负荷系数的确定,先分别按不同的加工对象计算各工序的设备需要量。 计算时仍然利用,则A零件在流水线第i道工序上的设备需要量 为：,2020/7/26,管理学院 姜文杰,43,依此类推，可计算出其它零件在流水线各道工序的设备需要量，然后将各种零件在各道工序上的设备需要量列成表进行对比分析。

19、一般要求各种零件在某一定工序上的计算设备需要数相等或近于相等，即：,只有这样才能使流水线的设备和工人满负荷工作，并且便于组织管理。,2020/7/26,管理学院 姜文杰,44,2020/7/26,管理学院 姜文杰,45,2020/7/26,管理学院 姜文杰,46,对于可变流水线来说，为了使每批零件在各工序上加工时间成比例，不影响其连续性，还应对各种零件在工序上的设备负荷比进行检查,所谓零件在各工序上的设备负荷比，是指每种零件在各工序的设备总负荷中所占的比重。如果用公式来表示，则在可变流水线上加工的第j种产品在第i道工序的设备负荷比 为:,只有零件在所有工序上的设备负荷比都相等或近似相等，才能保

20、证各种零件的加工在流水线的各道工序上在大致相同的时间间隔内进行。因为每种零件是按此负荷比分配计划期的工作时间，如果这个比值在各个工序上不同，就意味着不同工序在计划期内所分配的工作时间不一样，势必造成各种零件在工序生产时间上出现矛盾。在这种情况下，应采取措施，使工序同期化。,计算和配备工人，确定流水线节拍的性质，选择运输工具和运输方式，进行流水线平面布置，编制标准计划图表,2020/7/26,管理学院 姜文杰,47,概念,特点,生产的品种要均匀混合流送，组织相间性的投产。(减少流水线上生产能力的浪费和在制品的占用量。),产品的品种虽然不同，但它们在结构上必须是相似的；工艺、尺寸也必须是相近的，区

21、别很大的产品是无法组织混合流水线生产的。,混合流水线是指在基本上不改变现有生产手段、生产条件和生产能力的条件下，通过改变生产组织的方法，在一条流水线上进行多品种搭配，制定科学的投产顺序，有序地生产多种产品的大批流水生产组织形式。,2020/7/26,管理学院 姜文杰,48,优点,混合流水线可以适应市场需求的各种变化，在同一条生产线上生产出批量小、型号或品种多的系列产品，这样可以大幅度降低成本，在最短时间内最大限度地满足不同消费者的不同需求,组织条件,品种设计结构要系列化、标准化和通用化,加工装配工艺能够实行快速调换工、模、夹具,有严密的生产计划管理体系，编制出可行的混流生产计划,各个生产环节衔接协调，实行生产过程的同步化生