流水线规划ppt课件
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生产与运作管理 2,2 流水线规划 为了使生产过程各阶段、各工序在空间上和时间上有机结合,企业必须根据自己的特点,全面考虑技术上、经济上的条件,选择最优的生产组织形式。,1,2.1 流水生产线的特征、 形式和组织条件,2.1.1 流水生产线的特征 流水生产线是一种先进的生产组织形式。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,连续地和有节奏地经过各个工作地依次加工,直到产出成品。这种生产组织形式具有以下特征:,2,(1)工作地专业化程度高。在流水生产线上固定地生产一种或少数几种制品,每个工作地固定完成一道或几道工序。 (2)工艺过程是封闭的。工作地按工艺顺序排列,劳动对象在工序间作单向移动。 (3)每道工序的工作地数量同各道工序的加工时间比例相一致。 (4)每道工序都按统一的节拍进行生产。所谓节拍是指相邻两件制品的出产间隔时间。,3,流水生产线的上述特征,决定了它有以下的优点: (1)整个生产过程平行连续,协调均衡; (2)有利于机器设备和人力的充分利用; (3)最大限度地缩短生产周期; (4)缩短运输路线,工序间的在制品数量很少; (5)由于工作地专业化程度高,能采用专用设备、工具,有利于提高劳动生产率。 总之,流水生产线能满足合理组织生产过程的要求,使企业许多技术经济指标得到改善。,4,2.1.2 流水生产线的形式,流水生产线的具体形式多种多样,可按不同标志予以分类。 (1)按生产对象是否移动,可分为固定流水生产线和移动流水生产线。前者是指生产对象固定,工人携带工具顺序地对生产对象进行加工;后者是指工人和设备的位置固定,生产对象顺序经过各道工序的工作地进行加工。,5,(2)按生产品种数量的多少,可分为单一品种流水生产线和多品种流水生产线。前者只固定地生产一种制品;后者生产两种或两种以上的制品。在多品种流水生产线条件下。由于加工的制品不仅一种,因此,就存在一个制品的轮换方式问题。从制品的轮换方式看,多品种流水生产线可分为可变流水生产线和混合流水生产线。 可变流水生产线是分批轮换地制造固定在流水生产线上的几个品种;混合流水生产线是将生产作业方法大致相同的特定几个品种在流水生产线上混合连续地生产。,6,可变流水生产线 混合流水生产线,7,(3)按生产连续程度分。可分为连续流水生产线和间断流水生产线。前者是制品在一道工序上加工完毕后,立即转到下一道上序继续加工;中间没有停放等待时间;后者是制品在完成一道或几道工序后,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。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。,8,(4)按实现节奏的方式。可分为强制节拍流水生产线和自由节拍流水生产线。前者是准确地按节拍生产制品的流水生产线,它靠机械化运输装置来保证固定的节拍。 在自由节拍流水生产线上,不要求严格按照节拍生产制品,节拍主要靠工人的熟练程度来作保证的,因而生产速度可能产生波动。,9,(5)按机械化程度分,可分为手工、机械化和自动化三种流水生产线。手工流水生产线一般用于装配;机械化流水生产线应用最广;自动流水生产线是流水生产线的高级形式。 (6)按运输设备种类可分为无专用运输设备的流水生产线、具有非机动专用运输设备的流水生产线和机械化运输设备的流水生产线。,10,在无专用运输设备的流水生产线上,制品或由工人自己用手传送给下一个工作地,或用普通运输工具运送。 在非机动专用运输设备的流水生产线上,制品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。 在机械化运输设备的流水生产线上,通常采用流水线体、循环悬吊运送器等。 按照工作方式,流水线体可分为分配式和工作式两种。采用分配式传送带时,各工作地是排列在流水线体的一边或两边,流水线体传送制品经过各工作地时,工人从传送带上取下制品,在工作地上加工。加工完毕后,再送回到流水线体。,11,分配式传送带,工作式传送带,12,13,14,2.1.3 组织流水生产线的条件,组织流水生产线的条件主要是: (1)产品的结构和工艺应相对稳定。在产品的结构方面,要能反映现代科学技术成就并基本定型,有良好的工艺性和互换性,以保证加工时间的稳定。在工艺方面,要求工艺规程能稳定地保证产品质量。采用先进的经济合理的工艺方法、设备和工具。产品的结构和工艺的先进性是稳定性的前提。产品的结构和工艺落后,很快被淘汰,所组成的流水生产线也会随之淘汰,造成浪费。,15,(2)制品要有足够大的产量,以保证流水生产线各工作地有充分的负荷。 (3)制品加工的各工序能细分和合并,各工序的时间定额应与流水生产线节拍相等或成倍数关系,即同期化。 工序同期化是保证连续生产、充分利用设备和人力的必要条件。,16,2.1.4 流水生产线的组织设计,建立流水生产线之前,必须作好流水生产线的设计。设计正确与否,对流水生产线投产以后能否顺利运行和取得良好经济效益关系极大。流水生产线的设计,包括技术设计和组织设计两个方面。本课程主要研究流水生产线的组织设计。 组织设计的内容一般有:流水线节拍的确定,设备需要量和负荷系数的计算;工序同期化工作;工人配备;制品传送方式的设计;流水生产线的平面布置;流水生产线的工作制度和标准计划图表的制定等等。,17,1. 单一品种流水生产线的组织设计,(1)确定流水生产线的节拍 流水生产线的节拍是指流水生产线上连续出产两个相同制品的间隔时间。它是流水生产线最重要的工作参数,是设计流水生产线的基础。,18,(1)流水生产线节拍的计算,生产节拍R的计算公式如下: R = T / Q,19,式中: R流水生产线(目标)节拍; T计划期内有效工作时间; Q计划期制品产量。 有效工作时间是计划生产的时间,它可以根据制度工作时间和时间有效利用系数求得。 计划期制品产量包括计划产量(包括产品和提供的备件)和预计的废品量。,20,例:上海轿车厂2005年计划生产轿车40万辆, 单班制生产,每班有效工作时间为7.2小时。 问:该厂轿车生产的节拍是多少? 解:R = T / Q =2507.2 60 60/400000 =16.2秒/辆 附:两班制生产的节拍是32.4秒/辆 三班制生产的节拍是45秒/辆 40万辆,单班制生产,每班工作时间7.2小时。 则轿车生产的节拍8.1秒/辆,21,(2)进行工序同期化,工序同期化是使流水生产线各工序的单件时间等于节拍或节拍的整倍数。 在手工作业中。实现工序同期化一般采用的方法是:把工序分成更小的组成部分(作业单元),然后,按照同期化的要求把各个相邻的组成部分重新组成工序。使之接近于节拍或节拍的倍数;也可以合理调配劳动力,如组织相邻工序的工人协作,把熟练工人调到高负荷工序上去工作等。 在机器作业中,实现工序同期化的方法主要有:采用更完善的设备和工具、改进工艺方法、提高工人熟练程度以及改进劳动组织等。,22,(3)计算所需设备数和设备负荷系数 为了保证制品在流水生产线上连续移动,每道工序的设备(工作地)数量应等于工序时间与流水生产线节拍之比。 某工序所需设备数S : 与流水线同步完成加工: S = t / R 式中: S第道工序所需设备数; t第道工序的单件时间定额。,23,与流水线节拍不同步完成(设定完成时段) S =工序工时(分)*产量/7.2*60*班次* 所设时段内有效工作日 计算出的设备需要量若不是整数,则采用的设备数S应取接近于计算数S的整数。 合并“同类项”(所有车间共需同种设备),即可得某种设备的总数(可设不同时段)。 同理:可得各种设备的总数 工作地的数量可用同样方法求得。,24,设备负荷系数计算 设备负荷系数是表明设备利用程度的指标,其计算公式如下: K= S / Se 式中: K第道工序的设备负荷系数 S 第道工序的实际设备数量 Se 第道工序的计算设备数量,25,工序数为m的流水生产线的总设备负荷系数K等于 K = S / Se 设备负荷系数决定了流水生产线的连续程度。当K值在O.75以下,宜组织间断流水生产线;当K值在O.75以上,宜组织连续流水生产线。,m i=1,m i=1,26,(4)计算工人人数 在以手工劳动为主的流水生产线上,工人人 数可按下式计算: P = Se gW 式中: P 第 道工序的工人人数; g 每日工作班次; W 第 道工序同时工作人数。 整条流水生产线的工人人数是所有工序工人 人数之和。,27,在以设备加工为主的流水生产线上,工人人数可按下式计算: P = (1+b) 式中: P流水线工人总数; b 考虑缺勤等因素的后备工人百分比; f 第 道工序每个工人的设备看管定额。,m i=1,Seg f,28,(5)确定流水生产线节拍的性质,流水生产线采用什么样的节拍,主要根据工序同期化的程度和加工对象的重量、体积、精度、工艺性等特征。当工序同期化程度很高、工艺性良好、制品的重量、精度和其它技术条件要求容许严格地按节拍出产制品时,应采用强制节拍,否则就采用自由节拍。,29,(6)运输工具的选择,在强制节拍流水生产线上,为了保证严格的出产速度,一般采用机械化的传送带作为运输工具。在自由节拍流水生产线上,由于工序同期化水平和连续性较低,一般采用连续式运输带、滚道、滑道或其它运输工具。,30,在采用机械化传送带时,需要计算传送带的速度和长度。 在工作式传送带连续运动时,传送带速度V,可按下式计算: V L0 / R 式中: L0传送带分区(例相邻工位)单位长度。 工作式传送带的速度不能太快,以便工人安全顺利地完成工序作业。 在工作式传送带间歇运动时、每隔一个节拍移动一次。,31,工作式传送带工作部分的总长度可按下式计算: L=L +L0 式中: L传送带长度; L第 道工序工作地长度; L0后备长度。 在分配式传送带流水生产线上,传送带起运输和分配制品的作用。 分配式传送带的速度应该和流水生产线的节拍相配合,其长度计算方法与工作式传送带相同。 为使分配式传送带起分配制品的作用,必须在传送带上做号码标记。按号码标记将制品分配给工人加工。例见表2一l。,m =1,32,33,(7)流水生产线的平面布置,流水生产线的平面布置应当有利于工人操作,制品运输路线最短,生产面积充分利用。同时,要考虑流水生产线之间的相互衔接,尽可能做到零件加工完毕处,恰好是部件装配开始处,部件装配完毕处,正是总装开始处。从而使所有流水生产线的布置符合产品生产过程的流程。,34,流水线所需操作面积M作=LB 流水线所需规划面积Mi =(3 5)M作,35,2. 多品种可变流水生产线的组织设计,(1) 流水生产线节拍的计算 可变流水生产线的节拍应分别按每个品种计算。其具体计算方法有如下几种: 代表零件法 代表零件法是将各种零件的产量按加工劳动量折合为某一种代表零件的产量,然后据以计算节拍。,36,设某可变流水生产线上加工A、B、C三种零件,其计划产量分别为NA、NB、NC,工时定额分别为TA、TB、TC。首先选定代表零件,假定为A,再将零件B和C换算为A的产量,则总产量N为:,37,N = NA+ NB 1 + NC 2 式中: 1 = TB / TA 2= TC / TA 则各零件的节拍RA、RB、RC可用下式计算: RA=T效/(NA+NB 1+NC 2) RB= RA 1 RC= RA 2,38, 加工劳动量比重法,加工劳动量比重法是按各种零件在流水生产线加工总劳动量中所占的比重分配有效工作时间,然后计算各种零件节拍的方法。 (前题)设A、B、C三种零件的加工劳动量在总劳动量中所占的比重分别为A、B、C,则: A =NATA /(NATA+NBTB+NCTC) 则各零件的节拍RA、RB、RC可按下式计算: RA = A T效 / NA ; RB = B T效 / NB RC = C T效 / NC,39,(2)确定各工序的设备数量及计算设备负荷系数,工序设备数量可按下式计算: Si =ti / R 上例中 SAi=tAi /RA SBi=tBi /RB SCi=tCi /RC 为了使可变流水生产线上的设备及人员充分负荷,且便于对流水生产线的组织管理。一般要求使: SA1=SB1=Sc1 SA2 =SB2 =Sc2 SAm=SBm=Scm,单件工时 节拍,机床数,40,在计算和确定设备数量的过程中,同样要进行工序同期化,尽可能提高设备的负荷系数。各工序的设备负荷系数可按下式计算: Ki=(NAtAi+NB tBi+ +Nj tji ) / SeiT效 = Nj tji / Sei T效 式中: Ki 第i道工序的设备负荷系数; tji 第j号零件第?道工序的零件工作定额; Nj 第j号零件的计划产量; q 零件种数。,q j=1,41,流水生产线总的设备负荷系数Ka可按下式计算: Ka= NjTj / Se T效 式中: Tj 第j号零件在流水生产线上的加工劳动量; Se 流水线设备总数。 各工作地、各设备负荷率应尽量接近。,q j=1,42,各工序设备数量确定后 配备工人 确定流水线节拍的性质 选择运输工具 进行流生产水线的平面布置,43,(3)多品种可变流水线的特点 不同产品的结构与工艺基本相同 不同产品轮番上场的时间间隔较长 不同产品的实际生产节拍允许不同 客户要不同的货的时间间隔较长 企业的库存具有较强的缓冲能力,44,3. 多品种混合流水生产线的组织设计,(1)确定混合流水生产线的节拍 混合流水生产线的节拍可按下式计算: R = 式中: Ni 计划期 p 种品种的产量。,P i=1,45,(2)计算混合流水生产线上的最小作业工序数 混合流水生产线上的最小作业工序数可按下式计算: Nmin=L / T效 式中: L流水生产线上生产一定数量的p种产品总劳动量。 L=NiTi 式中: Ni第 i 品种的本期计划产量; Ti第 i 品种的加工工时。,P i=1,46,(3)计算混合流水生产线的效率 混合流水生产线的效率可按下式计算: Ni Ti = NR Ni 式中: N实际采用的作业工序数。,P i=1,P i=1,47,(4)确定投产顺序 在混合流水生产线上,应科学地安排投产顺序。 编排投产顺序的方法视各种产品的产量相同与否而有所不同。 各种产品的产量相同时的投产顺序 例如:生产两种产品A和B,产量各为10件,则投产顺序的安排可以有三种情况: 第一种情况:先生产A产品10件,后生产B10件。 笫二种情况:AB两种产品有规律性的穿插投产。 如: A A A A A B B B B B A A A A A B B B B B 第三种情况:AB两种产品相间地投产。 如:A B A B A B A BA B A B,48,当各种产品的产量不等时,确定投产顺序的方法较复杂。一般采用逻辑运算法和生产比倒数法。 逻辑运算法确定产品投产顺序 设混合流水生产线上生产60台A产品,40台B产品。用逻辑运算法确定投产顺序的步骤如下: a. 基本逻辑分析 根据A、B产品的产量A与B的生产比为 NA : NB=60 : 40=3 : 2 以循环流程的总产量N为3+2=5。,49,b. 编制逻辑顺序安排表(见表22)。,表22 逻辑运算法。,50,上表第二栏和第三栏每行各有四个数字。 第一个数为原比值乘选取次数; 第二个数为该产品已被选取的次数; 第三个数为循环流程总产量乘已被选取的次数; 第四个数为第一个数与第三个数之差。 根据第四个数的大小来决定投产对象。 选择第二个投产对象时,将各比值均乘以2 在选取第三个投产对象时,将各原比值乘以3 依次类推,进行第四、第五个投产对象的选取。 c. 绘制逻辑顺序投产图(见图26)。 ABABAABABA,51,生产比倒数法确定产品投产顺序,设某一混合流水生产线上生产A、B、C三个 品种的产品。其产量分别为3000、2000、1000台,用生产比倒数法确定产品投产顺序的步骤如下: a. 计算生产比 3000 : 2000 : 1000=3 : 2 : 1 则循环流程的总产量为 N=3+2+l=6 b. 计算生产比倒数 mA= 1/NA =1/3 mB= 1/NB =1/2 mC= 1/NC =1,52,c. 选定品种 按下述规则,选出循环流程的第一号投产的品种: 规则一:从全部品种中选出生产比倒数中最小值的品种; 规则二:在具有最小值的品种有多个的情况下,选出品种的识别记号较晚的一个,即第二次出现的那个品种。,53,d. 更新mi的值 方法是在选出的品种i上,再加上标有星号值中被选出的品种mi ,。本例中l/3+1/3=2/3,填人第二栏内(见表23),而在其它品种栏内,将上行栏内所记的照抄过来。 e. 再选定品种 按下述规则选出第二号品种: 规则一:选第二行各品种值最小者。 规则二:在最小值有多个的情况下,选出品 种识别记号(*)较晚的一个,即第二 次出现的那个品种。 f.其余类推,直至选出全部循环流程产量。,54,根据生产比倒数法编排的投产顺序计算过程如下表,55,4. 流水生产线的平衡,为了尽可能避免瓶颈以保证流水生产线的连续性、充分利用设备和劳动力,就必须实现工序同期化。流水生产线的平衡问题实质上就是研究工序同期化的问题。 为了完成所需生产的制品,制定了以工序为基础构成的工艺规程,而工序通常是由许多更细微的作业元素组成的。完成作业元素所需的标准时间可作为流水线平衡的最基本的作业时间。,56,从生产过程的工艺程序看,在细微的作业元素之间,存在着先后关系。这种作业元素之间的先后关系可用图示之(见图27),此图可称为先后顺序图。,图27 作业元素先后顺序图,57,生产线平衡的方法有标准法、启发式和位置加权法三种方法。 (1)标准法 标准法的歩骤: 将各工序进一步细分为作业单元,按工艺要求的逻辑顺序排列; 用有关科学方法确定各作业单元的时间定额; 根据流水线的节拍,将作业单元重新组合成工序; 有可能须确定某些工序将分解为数个工位,或可能利用跑工位组成某一工序。,58,59,60,61,(2)启发式方法(Heuristic Mmhod),启发式方法是根据作业元素组成及先后顺序图,以节拍为基准,列表计算探索求解的方法。 例:发某产品的装配由21个作业元素组成,作业元素的先后顺序和工时如图2-8所示。 图2-8上方有I、表示列。各列之间的箭头说明作业元素的先后顺序。对应每一列有一些作业元素,这些作业元素之间不能有箭头,说明作业元素之间无先后顺序关系。例如,作业元素 、 、 排在第一列,它们之间无先后顺序关系;作业元素、, 、由于和 、 、 有先后顺序关系,故只能排在第二列,余类推。,62,节拍:36,63,工作地作业元素安排,64,(3)位置加权法(Ranked Positional Weights Method) Pasional,位置加权法是根据制品作业元素的组成及顺序,求出每个作业元素的位置加权数。然后根据位置加权数的大小进行作业元素组合。权数大者先组合,权数小者后组合,组合工序时以节拍为基础。 例:某产品的装配共有1 1个作业元素,其先后顺序和工时定额如图29所示。,65,图29 作业元素先后关系图,66,表26 作业元素位置权数,67,5. 自动线的组织,自动线是流水生产线的高级形式。它是按工艺顺序排列若干动设备,并且用一套自动装卡、传送装置和自动控制装置联系起来的自动作业线。自动线的特点主要是: (1)自动线的生产过程具有高度的连续性和节奏性。 (2)自动线的生产过程是完全自动进行的。所有基本工序以及上料、检验、卸下、运输、控制等工作是完全自动化的。工人的工作由直接操作的职能,转变为监视和调整的职能。,68,自动线的上述特点决定了自动线比一般流水生产线具有更高的技术经济效果。生产过程高度的连续性和节奏性,消灭了停歇,缩短了生产周期,减少了在制品,加快了资金周转,节省了生产面积。生产过程的自动进行,减少了工人的数量,消除了笨重的体力劳动和单调重复的操作,大大提高了劳动生产率。生产过程由机械、电气装置或电子计算机控制,使生产过程更加稳定,有利于产品质量的提高。,69,自动线的应用是有条件的。除了组织一般流水生产线的条件外,还有其特殊要求。例如,在加工对象方面,要求具有很高的标准化、通用化水平,零件的结构便于自动装夹定位、运输和加工;在工艺方面,必须采用先进的工艺方法和设备,采用的工艺规程应尽量减少装夹次数;在劳动组织方面,要求工人具有相当高的技术水平,以及诊断、排除设备故障及调整机器、工装的技能;在生产管理、原材料供应、设备维修、环境卫生、刀具更换方面,提出了更严格的要求。(结束),70,- 配套讲稿:
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