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1、第4章 流水生产线的设计,一、流水生产线定义,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,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。,1.按加工对象移动方式,固定流水线,移动流水线,2.按加工对象数目,单一品种流水线：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有足够的负荷多品种流水线：将结构、工艺相似的两种以上制品，统一组织到一条流水线上生产。,3、按产品的轮换方式分：,
2、可变流水线：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，相应地调整设备和工艺装备，然后再开始另一种制品的生产。成组流水线：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工艺装备。混合流水线：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。一般多用于装配阶段生产。,4.按流水线连续程度分：,连续流水线：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：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.按节奏性程度：,强制节拍流水线:要求准
3、确地按节拍出产制品.自由节拍流水线: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.粗略节拍流水线: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1、组织设计：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：工艺规程的制定、专用设备的设计、设备改装设计、专用工夹具的设计、运输传送装置的设计等,三、流水线的设计,（二）单一品种流水线设计,1.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
4、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,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=11(分/件）,2、确定设备(工作地)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: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
5、大于或等于计算值的最小整数。即:Sei=Si,3、计算工作地负荷系数,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/设备实际采用数当流水线负荷系数在0.75以下时，宜组织间断流水线。,4.工序同期化,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。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
6、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.计算工人人数,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)以手工操作为主的生产线 Pi=Sei c Wi其中：Pi 第i道工序的工人人数 c 每日工作班次 Wi 第i道工序每台设备同时工作人数（人/台班）(2)以设备加工为主的生产线 流水线工人总数=,6、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、流水线的平面布置,（1）流水线布置
7、的形状，一般有直线形、直角形、形、形、形和其他不规则形状等。,（2）流水线排列方式,单列式：是将工作地布置在传送带的一侧。工序、工作地少。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：流水线应根据加工、部件装配及总装配所要求的顺序进行安排，布置符合产品的总流向。,1.可变流水线组织设计特征：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。,(三)多品种流水线设计,可变流水线的组织设计,节拍的计算(可变流水线节拍应分别按 每种制
8、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 C,代表产品法：,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=QBT
9、B/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,劳动量比重法,(2)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
10、量比重法计算每种产品的节拍。,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+185728/40=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:,RA=A T效/QA=2400041.67%/2000=5(分/件)RB=B T效/QB=24000 31.25%/1875=4(分/件)RC=C T效/QC=2400027.08%/1857=3.5(分/件
11、),产品A、B、C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：成组移动 组内顺序加工 零件转换不需设备调整,2、混合流水线的组织设计,混合流水线组织设计：,（1）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）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）确定投产排序,第一步，计算生产比；找出各产品产量的最大公约数，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；
12、即产品生产比的倒数值。,第三步，选定投产对象,选生产比倒数最小的产品；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，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。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。,设某混合流水线生产A、B、C三种产品，计划产量分别为3000、2000、1000件。试确定投产顺序。1.确定生产比及产量。XA=3000/1000=3;XB=2000/1000=2;XC=1000/1000=1。即生产比产量为6，其中3个A，2个B，1个C。2.计算生产比倒数 MA=1/XA=1/
13、3,MB=1/XB=1/2,MC=1/XC=1,例题,3.确定组内产品顺序,（四）工序同期化,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。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,（四）工序同期化,工序同期化的目标（1）使工作地和工人数量最少（2）使分配到各作业地的时间大致相等（3）使生产线上的闲置时间最少，提
14、高设备利用率,（四）工序同期化,工序同期化的步骤（1）画出作业顺序图（2）确定流水线节拍（3）计算最小工作地数（4）分配作业，组织工作地,（四）工序同期化,运用位置加权法进行工序同期化（1）原理：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。（2）位置加权数=作业元素工时+直接后作业元素工时+间接后作业元素工时,（四）工序同期化,例 某产品的装配流水线共有11个作业元素，其先后顺序和工时定额如下所示，节拍R=0.55,（四）工序同期化,（四）工序同期化,作业,某可变流水线加工A、B、C三种制品，三种制品的产量及工艺资料如上表所示。若设备修理及流水线调整的时间占10%，年制度工作时间300天，两班制，每班8小时，试确定：（1）各个制品的节拍（2）各工序设备需要量及实际采用量（3）各设备负荷系数及流水线总负荷系数,
