流水化生产组织

第六章流水生产组织第一节流水生产的基本概念一、流水生产的概念流水生产方式起源于美国的福特汽车装配线。由于采用流水生产，使汽车的装配时间从12小时28分减少为2小时28分，汽车成本由2800多美元，降为800多美元，从而使汽车成为大众化交通工具。流水生产就是劳动对象按照预定的工艺顺序、统一的速度，连续不断地通过各个工作地，完成相应加工内容的一种生产组织形式。二、流水生产的特征1）工作地专业化程度高；2）生产按规定节拍进行；3）生产单位按对象专业化形式组成；4）各工序的比例性程度高；5）物料采用平行移动方式。三、流水线的种类1）按生产过程对象移动与否固定式流水线移动式流水线2）按流水线上加工对象的品种数单一品种流水线多品种流水线3）按生产过程的对象转换方式可变流水线混合流水线(成组流水线)4）按流程连续程度连续式流水线间断式流水线5）按流水线节拍性质强制节拍自由节拍粗略节拍6）按流水线机械化程度手工式流水线机械化流水线自动式流水线四、组织流水生产的条件1）产品需求稳定，产量和劳动量足够大；2）产品结构和工艺先进而稳定；3）产品标准化程度高。第二节单对象流水线组织设计流水线设计包括硬件设计和软件设计。硬件设计是指流水线的技术设计，包括工艺设计、工艺装备设计、专用设备设计、运输装置设计等。软件设计包括流水线的节拍确定、设备数和工人数的确定、工序同期化、流水线平面布置、流水线标准计划图表。一、单对象流水线组织设计1、确定流水生产节拍(r）节拍是指流水线上连续出产相邻两件同种制品的时间间隔。节拍是决定流水线硬件和软件设计的重要参数，同决定了流水线的生产速度和生产能力。用如下公式计算：NFNFre0Fe=计划期有效工作时间；F0=计划期制度工作时间；η=时间利用有效系数(0.9~0.96)；N=计划期产量；节拍(R)：流水线上连续出产相邻两个同种制品运输批的时间间隔。当制品的单件加工时间短、体积小、工序之间的距离较大时，为节省制品运输时间，而采用按一定批量在工序间转移。R=r×n’n’=转移批量2、确定流水线及各工序设备数和负荷率设Si=i工序需要的设备数(工作地数)，rtSii当Si不为整数时，必须进行取整，即：Sei=[Si]，[]=取整号，取大于和接近于Si的整数。当实取设备数不等于计算的设备数时，还须计算工序的设备负荷率：eiiisskmieimiissk11设工序数为m,则流水线总的负荷率：设备负荷率，决定了流水线运行过程的连续程度，当kα=0.85~1.05时，可组织连续流水线，而当kα小于0.85时，应重新进行工序同期化，若经过同期化，kα仍然小于0.85，0.75-0.85一般组织间断流水线。3、工序同期化（生产线平衡）工序同期化就是通过技术组织措施来调整流水线各工序的时间，使其与节拍相等或与节拍成整数倍。工序同期化是流水生产组织设计的重要一环，同期化程度的高低，决定了流水线的负荷率和连续程度设备加工为主的同期化措施1）对影响同期化的关键工序，可通过设备和工装的改进、加工工艺的改造等手段和措施加予实现。2）加大切削用量、减少加工工时；3）改进工作地布置和操作方法，减少辅助时间。4）提高工人的操作水平和熟练程度。手工操作为主的工序同期化措施1）重新分解和组合工序；2）合理调配工人；3）采用高效工具；组织工序同期化的方法例：某产品的生产节拍为10分钟，其装配工作可分为11个工步，各工步的时间定额和工步顺序如下图示：123456781091162571263545重组工序原则：1）组合工序的工时不大于节拍；2）组合工序内的工步符合工步顺序原则；步骤：1）列出所有可能作为第i工序的工步组合方案；2）求出各编组方案后剩余时间可能组成的最少工作地数；][1rtTiSixxkiSki=第i工序，第K编组方案的可能最少工作地数；T=工步时间总和；ti=第一组合工序时间；[]=取整号；3）当工序编组方案有多个时，取min{Ski}方案为分支节点；4）当min{Ski}有多个时，取组合工序时间最大的方案，作为分枝节点；5）从剩余工步中列出可作为下道工序的所有工步编组方案，并计算最小可能工序数值：6）以上过程重复进行,直到所有工步组合完。从最后一个节点向前回溯，寻求且可能工序数更小的未分支的节点，进行分支。直至找到所有节点的可能最小工序数均等于或大于现有最小工序数。对上例进行工步重组如下：第一组合工序方案1：1、2、5；S11＝[1＋(46-9)/10]=5；方案2：1、2、6；S12＝[1＋(46-10)/10]=5；最小工作地数相同，选组合工时最大的方案，即(1、2、6)为第一组合工序，从该方案进行节点分枝，列出第二组合工序的所有方案：第二组合工序方案1：3、5；S21＝[2＋(46-10-6)/10]=5;方案2：4、5；S22＝[2＋(46-10-8)/10]=5方案3：5、7；S23＝[2＋(46-10-7)/10]=5最小可能工作地数相等，取组合工序工时最大方案：4、5；以其为分枝节点，进入第三工序组合。第三组合工序：方案1：3、8；S31＝[3＋(46-10-6-8)/10]=5;方案2：7；S32＝[3＋(46-10-6-6)/10]=6;取方案：3、8分枝：第四组合工序：方案1：7：S41＝[4＋(46-10-10-6-8-6)/10]=6;方案2：11：S42＝[4＋(46-10-10-6-8-5)/10]=6;第五组合工序：S51＝[5＋(46-10-10-6-8-6-10)/10]=6第六组合工序：11至此全部工步一组合完，得到共6道工序组合方案。回溯，寻找未被分枝、可能工作地数小于6的节点进行分枝；当满足条件的分枝有多个时，取组合时间最大的节点：按上述条件，取节点进行分枝：最后得到最小可能工序数为5个，结果如图示。全部工步1、2、51、2、63、54、55、73、877109、10113、944、810、1159510568557586651051059766661064654、计算流水线所需配备的工人数手工操作流水线，i工序上所需的工人数：Pi=SeiWig其中：Sei第i工序需要的设备数Wi=i工序每一工作地上需同时工作的人数；g=流水线每天工作班数；整条流水线所需人数：Pα=∑Pi设备加工为主的流水线：miieifgsbp1)1(P=设备加工流水线工人总数b=考虑缺勤等因素的流水线后备工人的百分比；fi=第i工序每个工人的设备看管定额；5、确定运输方式和装置强制节拍流水线：有机械装置实现节拍；连续式、脉动式和分配式传送带，保证严格按照节拍生产。自由节拍：连续式运输带；滚道、滑道、平板运输车，这类运输装置容许工序间储存一定的在制品；粗略节拍：重力滑道；各种吊车、手推车、平板车等。当采用传送带运输时，必须确定传送带长度、速度：传送带速度：V=l/r(米/分）l=分区单位长度；r=流水线节拍；工作式传送带每隔一个节拍移动一次分配式传送带的速度要和节拍相符6、流水线平面布置：7、流水线标准工作指示图表规定工作起止时间，统一休息时刻；第三节多品种流水线组织设计1）可变流水线的组织设计：(1)计算节拍：代表产品法：在所生产的产品中，选择一种产量大、劳动量大、结构和工艺较有代表性的产品为代表产品。以其单位产品劳动量为代表来计算产品的生产节拍。做法：将各种产品的产量按照加工劳动量折合为代表产品的产量，然后据以计算节拍。一条生产线上轮番生产多种产品例：某可变流水线上生产A、B、C三种产品，其计划月产量分别为2000、1875、1857件，每种产品在流水线上各工序单件作业时间之和分别为40、32、28分，流水线两班制工作，每月有效工作时间为24000分，试确定可变流水线上各种产品的生产节拍。(设A为代表产品).以代表产品表示的产量：Q=QA+QBεB+QCεC=2000+1875×32/40+1857×28/40=4800(件)其中：εi=ti/t代表2）求代表产品的节拍：rA=24000/4800=5(分/件)；3）求其它产品的节拍：rB=rAεB=5×(32/40)=4(分/件)；rc=rAεB=5×(28/40)=3.5(分/件)；加工劳动量比重法：1）求各产品劳动量比重：niiiCCCniiiBBBniiiAAAtQtQtQtQtQtQ111；；2）分配各产品占用有效工作时间：；；；eCCeBBeAAFFFFFFCCCBBBAAANFrNFrNFr；；3）计算各产品节拍：仍用上例计算各产品劳动量比重2708.02818573218754020002818573125.02818573218754020003218754167.0281857321875402000402000CBA计算各产品节拍：；分钟；分钟；分钟)(5.320002708.01857)(420003125.01875)(520004167.024000CBArrr(2)确定工序设备数及计算设备负荷率eijiijijijijijFStQjrtSmjniSSj,,,,,1,1max工序设备负荷率：；其中：；，；，工序所需设备数：2）混合流水线组织设计(1)计算混合流水线平均节拍：产品品种数；nQFRniie1例：某混合流水线上生产A、B、C三种产品，计划其产量分别为3000，2000，1000件，计划起作业时间为12000分钟，其平均节拍为：R=12000/(3000+2000+1000)=2(分/件)同一流水线上按照固定顺序同时生产多种产品(2)计算流水线最小可能工作地数：计算流水线在计划期内的总劳动量：ipiQtL1计算流水线可能的最小工作地数：piiipiieQRtQFLS11min(3)绘制综合工艺路线图包含所有产品工艺路线的综合工艺路线。1258410912138A产品工艺路线图125769121410B产品工艺路线图83125749121311产品综合工艺顺序图8310614(4)混合流水线的平衡(工步组合)单一对象流水线按节拍进行工步组合，而混合流水线要按每一工序在计划期承担的劳动量和计划期有效工作时间进行平衡。组合工序的原则：符合工艺顺序；组合工序年工作量不大于年有效工作时间；pijiiitQL1,(5)确定各产品投产顺序混合流水线上产品的投产顺序称为“连锁”，当连锁按周期性反复时，每一周期的连锁称为“循环流程”。生产比倒数法：例：某混合流水线上生产A、B、C三种产品，计划产量分别为：3000，2000，1000，用生产比倒数法求投产顺序。计算生产比xi及其倒数mixa:xb:xc=3000:2000:1000=3:2:1一个循环流程内的产量=∑xi=3+2+1=6步骤：①取生产比倒数值最小者先投产，对被选产品进行标识；②更新生产比倒数值：被选产品生产比倒数值加上其原生产比倒数值，其余产品生产比倒数值不变；③按更新的生产比倒数值选最小者先投产；④当最小生产比倒数值有多个，取识别记号较晚出现的产品先投产；ma=1/3;mb=½;mc=1确定循环流程内的投产顺序步骤产品品种投产顺序(连锁)ABC11/3*1/21A22/31/2*1AB32/3*11ABA411*1ABAB51*-1ABABA6--1*ABABAC第四节生产线平衡（linebalancing）生产线平衡的概念生产线平衡的步骤平衡算法和软件1、生产线平衡的基本概念节拍（CycleTime，CT;TaktTime，TT）又叫产距时间，生产线上产出相同的两个产品的间隔时间节拍等于当天实际的作业时间与当天生产产品的必要数的比值。CT=当天实际的作业时间/当天的需求量（计划产量）例如：某