研究生生产管理第八章大量生产.ppt

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8大量流水生产的计划、组织和控制8.1流水线的特征和分类流水生产的基本特征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。

流水生产的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，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。

流水线上各工序之间的生产能力是平衡的，成比例的，即各道工序的工作地（设备）数量与该工序单件作业时间的比值相一致。

这是为保证生产过程的比例性和平行性的要求所决定的。

设流水线上各道工序的工作地（设备）数分别为s1,s2,sm,各道工序的单件作业时间分别为t1,t2,tm,流水线节拍为r，为使流水线各工序之间的生产能力保持平衡，必须工艺过程是封闭的，并且工作地（设备）按照工艺顺序成链状排列，劳动对象在工序之间作单向移动。

配备了生产该劳动对象所需要的全部或大部分设备和工种的工人。

这就是说流水生产具有封闭性和顺序性。

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器设备加工的间断时间。

生产过程具有高度的连续性。

将一定的设备、工具、传送装置和人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，就只能称为生产线或作业线。

利用和发挥流水线的优势仍然是改善生产线的努力方向。

组织流水生产的条件：

-具有长期的、大量的需求，且产品品种稳定-产品结构和工艺稳定，具有良好的工艺结构性（产品的结构便于工艺制造，有利于采用经济、有效地加工方法）-原材料必须标准化，并能保质保量按时供应-机器设备必须经常处于完好状态，有严格的设备维修制度-具有完善的质量保证体系分类标志流水线对象移动方式产品固定流水线产品移动流水线对象数目单一品种流水线多品种流水线对象轮换方式不变流水线可变流水线混合流水线连续程度连续流水线间断流水线节奏性强制节拍流水线自由节拍流水线运输方式有专用运输设备的流水线无专用运输设备的流水线机械化程度自动化流水线机械化流水线手工流水线8.2单一对象流水线的组织设计流水线的设计包括技术设计和组织设计。

技术设计是流水线“硬件”方面的设计，包括工艺路线、工艺规程的制定，专用设备的设计，设备改装设计，专用工装设计，运输传送装置的设计，信号装置的设计等。

组织设计是流水线“软件”方面的设计，包括流水线的节拍或生产速度的确定，设备需要量和负荷的计算，工序同期化设计，工人配备，运输方式设计，设备平面布置设计，流水线工作制度和标准计划图表的设计等等，是进行技术设计的根据和前提。

单一对象流水线组织设计的内容和方法1.确定流水线的节拍流水线的节拍就是顺序出产两件相同制品之间的时间间隔。

节拍表明流水线生产速度的快慢和生产效率的高低，是流水线最重要的参数。

流水线的组织设计一般从确定节拍开始。

节拍有平均节拍（计划节拍）和工作节拍之分。

平均节拍是由生产任务决定的，即为完成计划期所规定的生产任务数量，流水线应具有的生产速度。

它是流水线组织设计的主要依据。

r流水线的平均节拍（分/件）Fe计划期有效工作时间（分）N计划期产品产量（件）Fo计划期制度工作时间（分）k时间有效利用系数，一般取0.9-0.96Nplan计划产量（件）预计废品率例生产计划规定某产品年产量为10000台，其中A零件台用量2件，计划外销A零件1000件，预计废品率为2%。

日工作15.5小时，时间利用系数取0.95。

则生产A零件的流水线的平均节拍如果计算出来的节拍值很小，同时制品的体积、重量也很小不便按件运输时，则需要成批运输。

这时，顺序出产同样两批制品之间的时间间隔称为节奏，它等于节拍与运输批量的乘积。

rg=rn流水线采用按批运送制品时，应正确规定运送批量。

批量的确定，既要考虑运输成本，还要考虑在制品占用情况。

流水线运输批量的参考值零件在一道工序上平零件在一道工序上平均加工劳动量（分）均加工劳动量（分）单件重量（斤）单件重量（斤）0.10.20.51.02.05.010运输批量值1.01005020105211.0-2.0502020105212.0-5.020201052215.0-10.01010522112.确定各工序所需的工作地（设备）数为了使制品在流水线各工序间平行移动，必须使制品在各工序上的加工时间相等或成整倍数，或者说，使制品在各工序上的加工时间等于节拍或与节拍成整数倍关系。

说明第i工序用a台设备才能在平均节拍时间内完成一件制品的一道工序工作量，即在r时间内第i工序出产一件制品。

则有两种情况：

显然是最理想的，可以组织连续流水线；则设备有停歇，负荷不充足，只能组织间断流水线。

rHi称为第i工序的工作节拍，也就是实际出产产品的节拍。

为了组织连续流水线，必须使rHi=r或尽可能地接近，也就是使工作节拍尽可能接近平均节拍。

它们相差越大，损失越大。

3.工序同期化为了使rHi=r或尽可能地接近，也就是使工作节拍尽可能接近平均节拍，就必须进行工序同期化。

所谓工序同期化，就是通过技术组织措施来调整流水线各工序的时间定额,使它们尽可能等于流水线的平均节拍或与其成整数倍关系.工序同期化实际上就是流水线工序间的同步化，它是组织流水线的必要条件。

工序同期化一般分两步进行。

首先是粗略同期化，主要是找出影响工序同期化的关键，问题解决这些关键问题，使各工序的工作节拍与流水线的平均节拍之比，基本上达到0.85-1.05的范围内。

然后是精确同期化，使工作节拍与平均节拍尽可能接近。

可以采取一些技术组织措施来解决，也可以在流水线的调整过程中进行。

工序同期化的技术组织措施在关键工序上采用高效率的设备或改装原设备以提高效率；采用高效率的工艺装备，减少安装时间和更换刀具的时间；改进工作地布置及工人操作方法，减少辅助时间消耗；改进加工方法，减少机动时间，如改变切削用量等；合理配备工人，提高工人操作的熟练程度和工作效率；在无法达到同期化的某些工序之间建立在制品储备；改变零件的结构；对于装配作业，最主要的方法：

通过对工序的分解与合并来达到工序同期化。

装配线平衡技术：

工序的分解与合并装配线平衡就是在已知节拍和装配线各个作业元素及其相互关系的情况下（具体平衡时作为两个约束条件），确定完成装配作业的最少工作地数及每个工作地应完成的作业元素，使得各工作地负荷均衡，时间损失率最小。

解决这样问题的方法很多，如简单装配作业的直接观察法、分支定界法（列举消去法）、启发式方法、位置加权法等。

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所示。

为合理地利用人力,组织工序同期化,求得流水线平衡。

131012947621311852582232413327解

（1）计算流水线上需要的最少工作地数T单位产品总装配时间r流水线节拍高斯符号，即表示取大于或等于其内数值的最小整数

（2）按同期化的要求，将各工序分配到工作地所谓同期化的要求，是指：

保证各工序之间的先后顺序关系每个工作地分配到的工序作业时间之和不能大于节拍各工作地的单件作业时间应尽量等于或接近节拍应使工作地的数目最少具体方法为分支定界法（列举消去法）工作地顺序号工作地顺序号工序号工序号工序单件作业工序单件作业时间时间工作地单件作工作地单件作业时间业时间工作地空闲时工作地空闲时间间11278-7=12523888-8=034288-8=05284410778-7=156388-8=07293611168-6=2122133（3）计算流水线的负荷系数一般机器工作流水线的负荷系数不应低于0.75，以手工为主的装配流水线的负荷系数应在0.85-0.90。

流水线的时间损失和时间损失系数（4）配备工人在以手工劳动和使用手工工具为主的流水线上Pi第i道工序工人需用量Sei第i道工序设备采用量Wi每一工作地同时工作人数g每日工作班次m流水线上工序数在以设备加工为主的流水线上b后备人员百分比（考虑缺勤等因素）fi第i工序每个工人的设备看管台数（5）流水线运输装置的选择流水线采用的节拍性质主要取决于流水线的连续程度，流水线的运输方式取决于流水线的节拍和加工对象的特征。

对于连续流水线，如果工序同期化程度高，工艺性良好，制品的重量、精度和其他技术条件允许，就应当采用强制节拍；如果有困难，就采用自由节拍。

对于间断流水线，采用自由节拍或粗略节拍。

强制节拍流水线的出产节拍是用机械化的运输装置来保证的。

自由节拍流水线的出产节拍主要是通过工人的熟练操作并借助运输装置来实现。

粗略节拍流水线因其工序同期化程度很低，一般不采用机械化的运输装置。

流水线可采用的运输装置类型很多，典型的是带式运输装置，此外还有吊运式装置、旋转工作台、重力滑道、专用小车等。

在强制节拍流水线上，为了保证严格的出产速度，可采用三种类型的传送带，即分配式传送带、连续式工作传送带和间歇式（脉动式）工作传送带。

分配式传送带用于工序之间传送加工对象，允许各工序的工时有很少的波动，用保险在制品保证强制节拍，适用于产量较大的小型产品的生产。

连续式工作传送带，严格按节拍速度运动，产品一般都装在传送带上加工或装配，用于产量较大的大型产品的装配。

间歇式（脉动式）工作传送带，也是严格按节拍速度运动，产品一般都装在传送带上加工或装配，适用于工序时间较长，产量不太大，精度较高的产品的加工或装配。

在自由节拍流水线上，一般采用连续式运输带、滚道（辊道）、滑道、运输箱、平板运输车等。

这些运输装置的共同特点是允许工序间储存一定数量的在制品，用于调节节拍的摆动。

粗略节拍流水线，一般采用滑道、各种吊车、手推车等传送带是流水线比较普遍选用的一种运输装置。

制件放在传送带上，通常互相保持相等的距离。

正确地确定传送带的速度和传送带的大小是非常重要的。

工作式传送带，工人和传送带一起沿着自己的工作站范围长度移动，当作业结束后回到起始的地方，然后再登上传送带，开始下一个制品的加工装配。

在工作式传送带上，工人必须在规定的定额时间内，或者说在他自己的工序工作范围的界限内，完成自己的工序作业，这时，工作式连续传送带的速度为合理速度一般为0.3-0.8米/分如果节拍要求传送带速度很慢（小于0.2米/分），则最好用脉动式传送带。

脉动式传送带是每隔一个节拍（节奏）往前移动一次，每次移动的距离等于传送带上两件制品间的中心距离。

工作式传送带的工作长度Lr工作站后备长度Lo传送带分区传送带分区单位长度单位长度,即制即制品之间的距离品之间的距离分配式传送带，工人固定在工作地上完成作业，传送带起运送制品的作用。

传送带的速度是传送带在一个节拍内所经过的路程，等于分区单位长度（传送带的跨距Lo），合理的速度值范围是2-2.5米/分。

分配式传送带的长度（6）流水线的平面布置流水线平面布置的形状，一般有直线形、直角形、开口形、山字型、环形和蛇形。

排列工作地时，又有单列式与双列式之分。

单列式是将工作地布置在传送带的一侧，双列式是将工作地布置在传送带的两侧。

（7）流水线标准计划指示图表的编制流水线标准计划指示图表反映流水生产的各项期量标准，是编制作业计划的重要依据。

（8）流水线的经济效果评价8.3多对象流水线的组织设计8.3.1可变流水线的组织设计1.可变流水线的特征加工的对象是若干种,各加工对象在结构和工艺上是相似的;每个加工对象在流水线上是成批轮番地进行生产;流水线更换加工对象时,设备和工装要做相应的调整;每种加工对象在流水线所有工序上的负荷比大致相同。

就计划期而言，可变流水线的加工对象有若干种；但在计划期的各段时间内，流水线如同单一对象流水线一样地工作。

2.可变流水线组织设计步骤

（1）确定流水线的节拍在可变流水线上，每种制品都按自己的节拍进行生产，在同一条流水线上出产各种制品的节拍是可以不相等的。

一般有两种计算方法。

代表制品法。

它是将各种制品的产量按劳动量的比例关系折合成某一代表制品的产量，然后以此来确定平均节拍。

设可变流水线加工A、B、C三种零件，其计划年