1、第第4 4章章 流水生产线的设计流水生产线的设计一、流水生产线定义一、流水生产线定义n流水生产线简称流水线，是一种先进的生产组织形式，指劳动对象按照一定的工艺路线,顺序的通过各个工作地，并按照统一的生产速度（节拍）完成工艺作业的连续的重复的生产过程。二、流水线的形式二、流水线的形式分类标志分类标志对象移动方式对象移动方式对象数目对象数目对象变换方式对象变换方式连续程度连续程度节奏性节奏性机械化程度机械化程度流水线流水线固定流水线固定流水线移动流水线移动流水线单一品种流水单一品种流水线线多品种流水线多品种流水线不变流水线不变流水线可变流水线可变流水线成组流水线成组流水线混合流水线混合流水线连续流
2、水线连续流水线间断流水线间断流水线强制节拍流水线强制节拍流水线自由节拍流水线自由节拍流水线粗略节拍流水线粗略节拍流水线自动线自动线机械化流水线机械化流水线手工流水线手工流水线 固定流水线：加工对象固定,生产工人携带工具移动.移动流水线：加工对象移动,工人和设备固定。132固定流水线移动流水线2.2.按加工对象数目按加工对象数目单一品种流水线：单一品种流水线：指流水线上只固定生产一种制品。要求制指流水线上只固定生产一种制品。要求制品的数量足够大，以保证流水线上的设备品的数量足够大，以保证流水线上的设备有足够的负荷有足够的负荷多品种流水线：多品种流水线：将结构、工艺相似的两种以上制品，统一将结构、
3、工艺相似的两种以上制品，统一组织到一条流水线上生产。组织到一条流水线上生产。3 3、按产品的轮换方式分：、按产品的轮换方式分：可变流水线可变流水线：集中轮番地生产固定在流水线上的几个对集中轮番地生产固定在流水线上的几个对象，当某一制品的批制造任务完成后，相应地调整设备象，当某一制品的批制造任务完成后，相应地调整设备和工艺装备，然后再开始另一种制品的生产。和工艺装备，然后再开始另一种制品的生产。成组流水线：成组流水线：在一定时间内顺序生产固定在流水线上的在一定时间内顺序生产固定在流水线上的几种制品，在变换品种时基本上不需要重新调整设备和几种制品，在变换品种时基本上不需要重新调整设备和工艺装备。工
4、艺装备。混合流水线：混合流水线：是在流水线上同时生产多个品种，各品种是在流水线上同时生产多个品种，各品种均匀混合流送，组织相间性的投产。一般多用于装配阶均匀混合流送，组织相间性的投产。一般多用于装配阶段生产。段生产。4.4.按流水线连续程度分：按流水线连续程度分：连续流水线：连续流水线：u制品从投入到产出在工序间是连续进行的没有等待和间断时间。间断流水线：间断流水线：u由于各道工序的劳动量不等或不成整数倍关系，生产对象在工序间会出现等待停歇现象，生产过程是不完全连续的。5.5.按节奏性程度：按节奏性程度：强制节拍流水线强制节拍流水线:要求准确地按节拍出产要求准确地按节拍出产制品制品.自由节拍流
5、水线自由节拍流水线:要求工作地在规定的时要求工作地在规定的时间间隔内的生产率应符合节拍要求间间隔内的生产率应符合节拍要求.粗略节拍流水线粗略节拍流水线:只要求流水线每经过一只要求流水线每经过一个合理的时间间隔，生产等量的制品，而个合理的时间间隔，生产等量的制品，而每道工序并不按节拍进行生产。每道工序并不按节拍进行生产。（一）流水线组织设计和技术设计（一）流水线组织设计和技术设计1、组织设计：n流水线节拍的确定、设备需要量和设备负荷系数的计算、工序同期化、人员配备、生产对象传送方式的设计、流水线平面布置设计、流水线工作制度、服务组织和标准计划图表的制定等等。2、技术设计：n工艺规程的制定、专用设
6、备的设计、设备改装设计、专用工夹具的设计、运输传送装置的设计等（二）（二）单一品种流水线设计单一品种流水线设计 1.1.确定流水线的节拍确定流水线的节拍 节拍指流水线上连续出产两个相同制品之间的时间间隔。R=T效/Q 式中:R节拍 (分/件)T效计划期有效工作时间(分)Q 计划期制品产量(件)例题例题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=254 2 8 6095%=231648 分钟 Q=(20000+1000)/(12%)=21429 件 R=T效/Q=231648/21429=1
7、1(分/件）2 2、确定设备、确定设备(工作地工作地)数数Si=ti/R 其中：Si 第 i 道工序所需设备数量 ti 第 i 道工序单件时间定额注意:n当计算所得的工作地数不是整数时，实际采用的工作当计算所得的工作地数不是整数时，实际采用的工作地数应取大于或等于计算值的最小整数。即地数应取大于或等于计算值的最小整数。即:Sei=Si 3 3、计算工作地负荷系数、计算工作地负荷系数n计算所得设备数与实际采用数的比值称该工作地的负荷系数，表明该工作地的负荷程度。Ki=Si/Sei流水线的负荷系数 =设备需要数/设备实际采用数n当流水线负荷系数在0.75以下时，宜组织间断流水线。4.4.工序同期化
8、工序同期化n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。n措施:(1)分解与合并工序，需满足的条件：保证各工序之间的先后顺序。每个工作地的作业时间不能大于节拍。每个工作地的作业时间应尽量相等和接近节拍。应使工作地的数目最少。(2)经过改装机床、改变加工用量、改进工艺装备、合理布置工作地等错施，缩短工序机动时间和辅助时间。5.5.计算工人人数计算工人人数n要保证各工作地都能正常工作，还要考虑缺勤率（病、事假等），为流水线准备一部分后备工人。(1)1)以手工操作为主的生产线以手工操作为主的生产线 Pi=Sei Pi=Sei c c
9、Wi Wi其中：PiPi 第i道工序的工人人数 c c 每日工作班次 WiWi 第i道工序每台设备同时工作人数（人/台班）(2)(2)以设备加工为主的生产线以设备加工为主的生产线 流水线工人总数=工序设备数(台)工人平均设备看管定额(台/人)(1+后备工人百分比)班次6 6、设计运输工具、设计运输工具(1)强制节拍流水线 采用分配式、连续式或间歇式传送带。(2)自由节拍流水线 采用连续式传送带、滚道、滑道等工具。(3)粗略节拍流水线 常用滚道、重力滑道、手推车、叉车、吊车等工具。7 7、流水线的平面布置、流水线的平面布置（1）流水线布置的形状，一般有直线形、直角形、形、形、形和其他不规则形状等
10、。直线形 直角形S形O形U形山字形（2 2）流水线排列方式）流水线排列方式n单列式：是将工作地布置在传送带的一侧。工序、工作地少。n双列式：是将工作地布置在传送带的两侧。工序、工作地数目多，车间面积小。要求：要求：流水线应根据加流水线应根据加工、部件装配及总工、部件装配及总装配所要求的顺序装配所要求的顺序进行安排，布置符进行安排，布置符合产品的总流向。合产品的总流向。流水线平面布置设计流水线平面布置设计（流水线单列直线布置示意图）（流水线单列直线布置示意图）传送带传送带流水线平面布置设计流水线平面布置设计（流水线双列直线布置示意图）（流水线双列直线布置示意图）传送带传送带(a)流水线平面布置设
11、计流水线平面布置设计（流水线双列直线布置示意图）（流水线双列直线布置示意图）传送带传送带(b)(b)1.1.可变流水线组织设计可变流水线组织设计特征：特征：成批轮番生产多种产品，更换产品时，需调 整，但调整不大。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。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。可变流水线的组织设计可变流水线的组织设计n节拍的计算节拍的计算(可变流水线节拍应分别按 n 每种制品计算)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QA、QB、QC；流水线上加工各零件的单件时间定额为TA、TB、TC。有两种方法计算节拍：选择
12、产量大、劳动量大产量大、劳动量大、工艺过程复杂的制品为代表产品，将其它产品按劳动量换算为代表产品的产量，以代表产品来计算节拍。假设A为代表产品，则：换算后的总产量为 Q=QA+QB B+QC C 其中：B =TB/TA C=TC/TA 则各零件的节拍为：RA=T效/Q RB =RA B RC =RA Cn按各产品劳动量比重分配有效工作时间，然后据以计算各产品的节拍。设各产品总劳动量为Q，劳动量比重分别为ABC 则：A=QATA/Q B=QBTB/Q C=QCTC/Q 其中：Q=QATA+QBTB+QCTC 各产品节拍分别为：RA=A T效/QA RB=B T效/QB RC=C T效/QC(2)
13、(2)计算设备需要量计算设备需要量分别按不同制品计算各工序设备需要量 SAi=TAi/RA；SAei=SAi 同理可算出:SBei 与 Scei按工序同期化要求：SAei=SBei=Scei设备负荷系数的计算与单一品种方法相同例题 设可变流水线加工A、B、C三种零件，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分别为40、32、28分钟。两班制生产，每月有效工作时间为24000分钟。用代表产品法和劳动量比重法计算每种产品的节拍。解法一：代表产品法：解法一：代表产品法：解：选A为代表产品，用A表示总产量：Q=2000+187532/40+185728/4
14、0 =2000+1500+1300=4800(件)各产品节拍:RA=T效/Q=24000/4800=5(分/件)RB=RA B=5 32/40=4(分/件)RC=RA C=528/40=3.5(分/件)解法二、劳动量比重法A、B、C劳动量比重分别为:200040200040+187532+185728=41.67%=31.25%=27.08%200040+187532+185728200040+187532+185728187532185728RA=A T效/QA =2400041.67%/2000=5(分/件)RB=B T效/QB =24000 31.25%/1875=4(分/件)RC=C
15、T效/QC =2400027.08%/1857=3.5(分/件)产品产品A A、B B、C C的节拍分别为的节拍分别为:定义：将工艺流程、生产作业方法基本相同的若干品种，在一条流水线上编排投产顺序，实行有节奏、按比例地混合连续流水生产方式。特点特点：成组移动成组移动 组内顺序加工组内顺序加工 零件转换不需设备调整零件转换不需设备调整（1 1）确定零件组的节拍）确定零件组的节拍 Rg=T效/Qi Qi：零件组数量，即各制品计划期产量之和（2 2）计算流水线的最少工作地数）计算流水线的最少工作地数 Nmin=L/T效 其中：L=QiTi （L为计划期内总劳动量）（3 3）确定投产排序）确定投产排序
16、第一步，计算生产比；第一步，计算生产比；找出各产品产量的最大公约数最大公约数，用最大公约数去除各产品产量即为各产品生产比,各产品生产比之和即为生产比产量。第二步，计算生产比倒数第二步，计算生产比倒数；即产品生产比的倒数值。第三步，选定投产对象第三步，选定投产对象n选生产比倒数最小的产品；选生产比倒数最小的产品；n在具有最小值的产品有多个的情况下，选出产品识别号较晚的一个；在具有最小值的产品有多个的情况下，选出产品识别号较晚的一个；第四步，第四步，更新生产比倒数值；更新生产比倒数值；给已选产品此时的生产比倒数值，加上该产品的初始生产比倒数值。给已选产品此时的生产比倒数值，加上该产品的初始生产比倒
17、数值。第五步，再选取投产对象第五步，再选取投产对象 重复三、四步骤，直到各产品被选取的次数与生产比相等时，结束。重复三、四步骤，直到各产品被选取的次数与生产比相等时，结束。设某混合流水线生产设某混合流水线生产A A、B B、C C三种产品，计划产量分别三种产品，计划产量分别为为30003000、20002000、10001000件。试确定投产顺序。件。试确定投产顺序。1.1.确定生产比及产量。确定生产比及产量。XA=3000/1000=3;XA=3000/1000=3;XB=2000/1000=2;XB=2000/1000=2;XC=1000/1000=1 XC=1000/1000=1。即生产
18、比产量为即生产比产量为6 6，其中，其中3 3个个A A，2 2个个B B，1 1个个C C。2.2.计算生产比倒数计算生产比倒数 MA=1/XA=1/3,MA=1/XA=1/3,MB=1/XB=1/2,MB=1/XB=1/2,MC=1/XC=1 MC=1/XC=1例题例题过过 程程产产 品品 品品 种种顺顺 序序备备 注注ABC11/31/21A22/31/21AB32/311ABA4111ABABB标号较晚标号较晚511ABABAA标号较晚标号较晚61ABABAC（四）工序同期化（四）工序同期化n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指通过各种可能的技术、组织措施来调整各
19、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。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。n措施措施:(1):(1)分解与合并工序分解与合并工序，需满足的条件：，需满足的条件：保证各工序之间的先后顺序。保证各工序之间的先后顺序。每个工作地的作业时间不能大于节拍。每个工作地的作业时间不能大于节拍。每个工作地的作业时间应尽量相等和接近节拍。每个工作地的作业时间应尽量相等和接近节拍。应使工作地的数目最少。应使工作地的数目最少。(2)(2)经过改装机床、改变加工用量、改进工艺装备、合理布置工作经过改装机床、改变加工用量、改进工艺装备、合理布置工作地等错施，缩短工序机
20、动时间和辅助时间地等错施，缩短工序机动时间和辅助时间（四）工序同期化（四）工序同期化n工序同期化的目标工序同期化的目标（1 1）使工作地和工人数量最少）使工作地和工人数量最少（2 2）使分配到各作业地的时间大致相等）使分配到各作业地的时间大致相等（3 3）使生产线上的闲置时间最少，提高设备利用率）使生产线上的闲置时间最少，提高设备利用率（四）工序同期化（四）工序同期化n工序同期化的步骤工序同期化的步骤（1 1）画出作业顺序图）画出作业顺序图（2 2）确定流水线节拍）确定流水线节拍（3 3）计算最小工作地数）计算最小工作地数（4 4）分配作业，组织工作地）分配作业，组织工作地（四）工序同期化（四
21、）工序同期化n运用位置加权法进行工序同期化运用位置加权法进行工序同期化（1 1）原理原理：根据作业元素的组成及顺序，求出每个作业元：根据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，权数大的先组合，权数小的后组合，组合工元素组合，权数大的先组合，权数小的后组合，组合工序时以节拍为基础。序时以节拍为基础。（2 2）位置加权数）位置加权数 =作业元素工时作业元素工时 +直接后作业元素工时直接后作业元素工时 +间接后作业元素工时间接后作业元素工时（四）工序同期化（四）工序同期化 例例 某产品的装配流水线共
22、有某产品的装配流水线共有1111个作业元素，其先个作业元素，其先后顺序和工时定额如下所示，节拍后顺序和工时定额如下所示，节拍R=0.55R=0.5531679101124580.10.20.230.20.050.320.10.30.10.050.32作业元素作业元素 工时工时直接后作业元素直接后作业元素 间接后作业元素间接后作业元素位置加权数位置加权数1 10.320.323 36 6、7 7、8 8、9 9、1010、1111P P1 1=1.72=1.722 20.10.13 3、4 45 5、6 6、7 7、8 8、9 9、1010、1111P P2 2=1.65=1.653 30.20
23、.26 67 7、8 8、9 9、1010、1111P P3 3=1.40=1.404 40.050.055 59 9、1010、1111P P4 4=0.87=0.875 50.10.19 91010、1111P P5 5=0.82=0.826 60.230.237 7、8 89 9、1010、1111P P6 6=1.20=1.207 70.20.29 91010、1111P P7 7=0.92=0.928 80.050.0510101111P P8 8=0.45=0.459 90.320.3210101111P P9 9=0.72=0.7210100.10.11111P P1010=0.
24、40=0.4011110.30.3P P1111=0.30=0.30（四）工序同期化（四）工序同期化（四）工序同期化（四）工序同期化工作地 作业元素分配工作地时间定额节拍11、2、40.470.5523、6、50.5337、90.5248、10、110.45 作业作业n某可变流水线加工某可变流水线加工A A、B B、C C三种制品，三种制品的产量及工艺资三种制品，三种制品的产量及工艺资料如上表所示。料如上表所示。n若设备修理及流水线调整的时间占若设备修理及流水线调整的时间占10%10%，年制度工作时间，年制度工作时间300300天，天，两班制，每班两班制，每班8 8小时，试确定：（小时，试确定：（1 1）各个制品的节拍（）各个制品的节拍（2 2）各工）各工序设备需要量及实际采用量（序设备需要量及实际采用量（3 3）各设备负荷系数及流水线总负）各设备负荷系数及流水线总负荷系数荷系数
