流水線規(guī)劃ppt課件

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生產與運作管理 2,2 流水線規(guī)劃 為了使生產過程各階段、各工序在空間上和時間上有機結合，企業(yè)必須根據自己的特點，全面考慮技術上、經濟上的條件，選擇最優(yōu)的生產組織形式。,1,2.1 流水生產線的特征、 形式和組織條件,2.1.1 流水生產線的特征 流水生產線是一種先進的生產組織形式。它是按照產品(零部件)生產的工藝順序排列工作地，使產品(零部件)按照一定的速度，連續(xù)地和有節(jié)奏地經過各個工作地依次加工，直到產出成品。這種生產組織形式具有以下特征：,2,(1)工作地專業(yè)化程度高。在流水生產線上固定地生產一種或少數(shù)幾種制品，每個工作地固定完成一道或幾道工序。 (2)工藝過程是封閉的。工作地按工藝順序排列，勞動對象在工序間作單向移動。 (3)每道工序的工作地數(shù)量同各道工序的加工時間比例相一致。 (4)每道工序都按統(tǒng)一的節(jié)拍進行生產。所謂節(jié)拍是指相鄰兩件制品的出產間隔時間。,3,流水生產線的上述特征，決定了它有以下的優(yōu)點： (1)整個生產過程平行連續(xù)，協(xié)調均衡； (2)有利于機器設備和人力的充分利用； (3)最大限度地縮短生產周期； (4)縮短運輸路線，工序間的在制品數(shù)量很少； (5)由于工作地專業(yè)化程度高，能采用專用設備、工具，有利于提高勞動生產率。 總之，流水生產線能滿足合理組織生產過程的要求，使企業(yè)許多技術經濟指標得到改善。,4,2.1.2 流水生產線的形式,流水生產線的具體形式多種多樣，可按不同標志予以分類。 (1)按生產對象是否移動，可分為固定流水生產線和移動流水生產線。前者是指生產對象固定，工人攜帶工具順序地對生產對象進行加工；后者是指工人和設備的位置固定，生產對象順序經過各道工序的工作地進行加工。,5,(2)按生產品種數(shù)量的多少，可分為單一品種流水生產線和多品種流水生產線。前者只固定地生產一種制品；后者生產兩種或兩種以上的制品。在多品種流水生產線條件下。由于加工的制品不僅一種，因此，就存在一個制品的輪換方式問題。從制品的輪換方式看，多品種流水生產線可分為可變流水生產線和混合流水生產線。 可變流水生產線是分批輪換地制造固定在流水生產線上的幾個品種；混合流水生產線是將生產作業(yè)方法大致相同的特定幾個品種在流水生產線上混合連續(xù)地生產。,6,可變流水生產線 混合流水生產線,7,(3)按生產連續(xù)程度分。可分為連續(xù)流水生產線和間斷流水生產線。前者是制品在一道工序上加工完畢后，立即轉到下一道上序繼續(xù)加工；中間沒有停放等待時間；后者是制品在完成一道或幾道工序后，在下道工序開始前，存在停放等待時間，使生產過程有一定程度的中斷。產生間斷的原因，主要是由于流水生產線上各道工序的加工時間不相等或不成倍比關系。,8,(4)按實現(xiàn)節(jié)奏的方式?？煞譃閺娭乒?jié)拍流水生產線和自由節(jié)拍流水生產線。前者是準確地按節(jié)拍生產制品的流水生產線，它靠機械化運輸裝置來保證固定的節(jié)拍。 在自由節(jié)拍流水生產線上，不要求嚴格按照節(jié)拍生產制品，節(jié)拍主要靠工人的熟練程度來作保證的，因而生產速度可能產生波動。,9,(5)按機械化程度分，可分為手工、機械化和自動化三種流水生產線。手工流水生產線一般用于裝配；機械化流水生產線應用最廣；自動流水生產線是流水生產線的高級形式。 (6)按運輸設備種類．可分為無專用運輸設備的流水生產線、具有非機動專用運輸設備的流水生產線和機械化運輸設備的流水生產線。,10,在無專用運輸設備的流水生產線上，制品或由工人自己用手傳送給下一個工作地，或用普通運輸工具運送。 在非機動專用運輸設備的流水生產線上，制品主要靠本身的重力來運輸，一般采用的運輸設備有斜面滑道、滾道等。 在機械化運輸設備的流水生產線上，通常采用流水線體、循環(huán)懸吊運送器等。 按照工作方式，流水線體可分為分配式和工作式兩種。采用分配式傳送帶時，各工作地是排列在流水線體的一邊或兩邊，流水線體傳送制品經過各工作地時，工人從傳送帶上取下制品，在工作地上加工。加工完畢后，再送回到流水線體。,11,分配式傳送帶,工作式傳送帶,12,13,14,2.1.3 組織流水生產線的條件,組織流水生產線的條件主要是： (1)產品的結構和工藝應相對穩(wěn)定。在產品的結構方面，要能反映現(xiàn)代科學技術成就并基本定型，有良好的工藝性和互換性，以保證加工時間的穩(wěn)定。在工藝方面，要求工藝規(guī)程能穩(wěn)定地保證產品質量。采用先進的經濟合理的工藝方法、設備和工具。產品的結構和工藝的先進性是穩(wěn)定性的前提。產品的結構和工藝落后，很快被淘汰，所組成的流水生產線也會隨之淘汰，造成浪費。,15,(2)制品要有足夠大的產量，以保證流水生產線各工作地有充分的負荷。 (3)制品加工的各工序能細分和合并，各工序的時間定額應與流水生產線節(jié)拍相等或成倍數(shù)關系，即同期化。 工序同期化是保證連續(xù)生產、充分利用設備和人力的必要條件。,16,2.1.4 流水生產線的組織設計,建立流水生產線之前,必須作好流水生產線的設計。設計正確與否，對流水生產線投產以后能否順利運行和取得良好經濟效益關系極大。流水生產線的設計，包括技術設計和組織設計兩個方面。本課程主要研究流水生產線的組織設計。 組織設計的內容一般有：流水線節(jié)拍的確定，設備需要量和負荷系數(shù)的計算；工序同期化工作；工人配備；制品傳送方式的設計；流水生產線的平面布置；流水生產線的工作制度和標準計劃圖表的制定等等。,17,1. 單一品種流水生產線的組織設計,（1）確定流水生產線的節(jié)拍 流水生產線的節(jié)拍是指流水生產線上連續(xù)出產兩個相同制品的間隔時間。它是流水生產線最重要的工作參數(shù)，是設計流水生產線的基礎。,18,（1）流水生產線節(jié)拍的計算,生產節(jié)拍R的計算公式如下： R = T / Q,19,式中： R——流水生產線(目標)節(jié)拍； T——計劃期內有效工作時間； Q——計劃期制品產量。 有效工作時間是計劃生產的時間，它可以根據制度工作時間和時間有效利用系數(shù)求得。 計劃期制品產量包括計劃產量（包括產品和提供的備件）和預計的廢品量。,20,例：上海轎車廠2005年計劃生產轎車40萬輛， 單班制生產，每班有效工作時間為7.2小時。 問：該廠轎車生產的節(jié)拍是多少？ 解：R = T / Q =250?7.2 ?60 ?60/400000 =16.2秒/輛 附：兩班制生產的節(jié)拍是32.4秒/輛 三班制生產的節(jié)拍是45秒/輛 40萬輛，單班制生產，每班工作時間7.2小時。 則轎車生產的節(jié)拍8.1秒/輛,21,（2）進行工序同期化,工序同期化是使流水生產線各工序的單件時間等于節(jié)拍或節(jié)拍的整倍數(shù)。 在手工作業(yè)中。實現(xiàn)工序同期化一般采用的方法是：把工序分成更小的組成部分(作業(yè)單元)，然后，按照同期化的要求把各個相鄰的組成部分重新組成工序。使之接近于節(jié)拍或節(jié)拍的倍數(shù)；也可以合理調配勞動力，如組織相鄰工序的工人協(xié)作，把熟練工人調到高負荷工序上去工作等。 在機器作業(yè)中，實現(xiàn)工序同期化的方法主要有：采用更完善的設備和工具、改進工藝方法、提高工人熟練程度以及改進勞動組織等。,22,（3）計算所需設備數(shù)和設備負荷系數(shù) 為了保證制品在流水生產線上連續(xù)移動，每道工序的設備(工作地)數(shù)量應等于工序時間與流水生產線節(jié)拍之比。 某工序所需設備數(shù)S? ： ①與流水線同步完成加工： S? = t? / R 式中： S?——第?道工序所需設備數(shù)； t?——第?道工序的單件時間定額。,23,②與流水線節(jié)拍不同步完成（設定完成時段） S? ={工序工時（分）*產量}/{7.2*60*班次* 所設時段內有效工作日} 計算出的設備需要量若不是整數(shù)，則采用的設備數(shù)S?應取接近于計算數(shù)S?的整數(shù)。 合并“同類項”（所有車間共需同種設備），即可得某種設備的總數(shù)（可設不同時段）。 同理：可得各種設備的總數(shù) 工作地的數(shù)量可用同樣方法求得。,24,③設備負荷系數(shù)計算 設備負荷系數(shù)是表明設備利用程度的指標，其計算公式如下： K?= S? / Se? 式中： K?——第?道工序的設備負荷系數(shù) S? ——第?道工序的實際設備數(shù)量 Se? ——第?道工序的計算設備數(shù)量,25,工序數(shù)為m的流水生產線的總設備負荷系數(shù)K等于 K = ∑S? / ∑Se? 設備負荷系數(shù)決定了流水生產線的連續(xù)程度。當K值在O.75以下，宜組織間斷流水生產線；當K值在O.75以上，宜組織連續(xù)流水生產線。,m i=1,m i=1,26,（4）計算工人人數(shù) ①在以手工勞動為主的流水生產線上，工人人 數(shù)可按下式計算： P? = Se? ×g×W 式中： P? —— 第 ? 道工序的工人人數(shù)； g —— 每日工作班次； W —— 第 ? 道工序同時工作人數(shù)。 整條流水生產線的工人人數(shù)是所有工序工人 人數(shù)之和。,27,②在以設備加工為主的流水生產線上，工人人數(shù)可按下式計算： P = （1+b）∑ 式中： P——流水線工人總數(shù)； b ——考慮缺勤等因素的后備工人百分比； f? ——第 ? 道工序每個工人的設備看管定額。,m i=1,Se?×g f?,,28,（5）確定流水生產線節(jié)拍的性質,流水生產線采用什么樣的節(jié)拍，主要根據工序同期化的程度和加工對象的重量、體積、精度、工藝性等特征。當工序同期化程度很高、工藝性良好、制品的重量、精度和其它技術條件要求容許嚴格地按節(jié)拍出產制品時，應采用強制節(jié)拍，否則就采用自由節(jié)拍。,29,（6）運輸工具的選擇,在強制節(jié)拍流水生產線上，為了保證嚴格的出產速度，一般采用機械化的傳送帶作為運輸工具。在自由節(jié)拍流水生產線上，由于工序同期化水平和連續(xù)性較低，一般采用連續(xù)式運輸帶、滾道、滑道或其它運輸工具。,30,在采用機械化傳送帶時，需要計算傳送帶的速度和長度。 在工作式傳送帶連續(xù)運動時，傳送帶速度V，可按下式計算： V ? L0 / R 式中： L0——傳送帶分區(qū)(例相鄰工位)單位長度。 工作式傳送帶的速度不能太快，以便工人安全順利地完成工序作業(yè)。 在工作式傳送帶間歇運動時、每隔一個節(jié)拍移動一次。,31,工作式傳送帶工作部分的總長度可按下式計算： L=∑L? +L0 式中： L——傳送帶長度； L?——第 ? 道工序工作地長度； L0——后備長度。 在分配式傳送帶流水生產線上，傳送帶起運輸和分配制品的作用。 分配式傳送帶的速度應該和流水生產線的節(jié)拍相配合，其長度計算方法與工作式傳送帶相同。 為使分配式傳送帶起分配制品的作用，必須在傳送帶上做號碼標記。按號碼標記將制品分配給工人加工。例見表2一l。,m ?=1,32,33,（7）流水生產線的平面布置,流水生產線的平面布置應當有利于工人操作，制品運輸路線最短，生產面積充分利用。同時，要考慮流水生產線之間的相互銜接，盡可能做到零件加工完畢處，恰好是部件裝配開始處，部件裝配完畢處，正是總裝開始處。從而使所有流水生產線的布置符合產品生產過程的流程。,34,流水線所需操作面積M作=L×B 流水線所需規(guī)劃面積Mi =（3 ~ 5）M作,35,2. 多品種可變流水生產線的組織設計,（1） 流水生產線節(jié)拍的計算 可變流水生產線的節(jié)拍應分別按每個品種計算。其具體計算方法有如下幾種： ① 代表零件法 代表零件法是將各種零件的產量按加工勞動量折合為某一種代表零件的產量，然后據以計算節(jié)拍。,36,設某可變流水生產線上加工A、B、C三種零件，其計劃產量分別為NA、NB、NC，工時定額分別為TA、TB、TC。首先選定代表零件，假定為A，再將零件B和C換算為A的產量，則總產量N為：,37,N = NA+ NB ? ε1 + NC ? ε2 式中： ε1 = TB / TA ε2= TC / TA 則各零件的節(jié)拍RA、RB、RC可用下式計算： RA=T效/（NA+NB ? ε1+NC ? ε2） RB= RA ? ε1 RC= RA ? ε2,38,② 加工勞動量比重法,加工勞動量比重法是按各種零件在流水生產線加工總勞動量中所占的比重分配有效工作時間，然后計算各種零件節(jié)拍的方法。 （前題）設A、B、C三種零件的加工勞動量在總勞動量中所占的比重分別為αA、αB、αC，則： αA =NA?TA /（NA?TA+NB?TB+NC?TC） 則各零件的節(jié)拍RA、RB、RC可按下式計算： RA = αA ? T效 / NA ； RB = αB ? T效 / NB RC = αC ? T效 / NC,39,（2）確定各工序的設備數(shù)量及計算設備負荷系數(shù),工序設備數(shù)量可按下式計算： Si =ti / R 上例中 SAi=tAi /RA SBi=tBi /RB SCi=tCi /RC 為了使可變流水生產線上的設備及人員充分負荷，且便于對流水生產線的組織管理。一般要求使: SA1=SB1=Sc1 SA2 =SB2 =Sc2 ?? SAm=SBm=Scm,單件工時 節(jié)拍,機床數(shù),40,在計算和確定設備數(shù)量的過程中，同樣要進行工序同期化，盡可能提高設備的負荷系數(shù)。各工序的設備負荷系數(shù)可按下式計算： Ki=(NAtAi+NB tBi+ ??+Nj tji ) / SeiT效 =∑ Nj tji / Sei T效 式中： Ki ——第i道工序的設備負荷系數(shù)； tji ——第j號零件第?道工序的零件工作定額； Nj ——第j號零件的計劃產量； q ——零件種數(shù)。,q j=1,41,流水生產線總的設備負荷系數(shù)Ka可按下式計算： Ka=∑ NjTj / Se T效 式中： Tj —— 第j號零件在流水生產線上的加工勞動量； Se—— 流水線設備總數(shù)。 各工作地、各設備負荷率應盡量接近。,q j=1,42,各工序設備數(shù)量確定后 配備工人 確定流水線節(jié)拍的性質 選擇運輸工具 進行流生產水線的平面布置,43,（3）多品種可變流水線的特點 不同產品的結構與工藝基本相同 不同產品輪番上場的時間間隔較長 不同產品的實際生產節(jié)拍允許不同 客戶要不同的貨的時間間隔較長 企業(yè)的庫存具有較強的緩沖能力,44,3. 多品種混合流水生產線的組織設計,（1）確定混合流水生產線的節(jié)拍 混合流水生產線的節(jié)拍可按下式計算： R = 式中： ∑ Ni ——計劃期 p 種品種的產量。,P i=1,45,（2）計算混合流水生產線上的最小作業(yè)工序數(shù) 混合流水生產線上的最小作業(yè)工序數(shù)可按下式計算： Nmin=L / T效 式中： L——流水生產線上生產一定數(shù)量的p種產品總勞動量。 L=∑NiTi 式中： Ni——第 i 品種的本期計劃產量； Ti——第 i 品種的加工工時。,P i=1,46,（3）計算混合流水生產線的效率 混合流水生產線的效率η可按下式計算： ∑ Ni Ti η = N?R?∑ Ni 式中： N——實際采用的作業(yè)工序數(shù)。,P i=1,P i=1,,47,（4）確定投產順序 在混合流水生產線上，應科學地安排投產順序。 編排投產順序的方法視各種產品的產量相同與否而有所不同。 ①各種產品的產量相同時的投產順序 例如：生產兩種產品A和B，產量各為10件，則投產順序的安排可以有三種情況： 第一種情況：先生產A產品10件，后生產B10件。 笫二種情況：AB兩種產品有規(guī)律性的穿插投產。 如： A A A A A B B B B B A A A A A B B B B B 第三種情況：AB兩種產品相間地投產。 如：A B A B A B A B……A B A B,48,當各種產品的產量不等時，確定投產順序的方法較復雜。一般采用邏輯運算法和生產比倒數(shù)法。 ② 邏輯運算法確定產品投產順序 設混合流水生產線上生產60臺A產品，40臺B產品。用邏輯運算法確定投產順序的步驟如下： a. 基本邏輯分析 根據A、B產品的產量．A與B的生產比為 NA : NB=60 : 40=3 : 2 以循環(huán)流程的總產量N為3+2=5。,49,b. 編制邏輯順序安排表(見表2—2)。,表2—2 邏輯運算法。,50,上表第二欄和第三欄每行各有四個數(shù)字。 第一個數(shù)為原比值乘選取次數(shù)； 第二個數(shù)為該產品已被選取的次數(shù)； 第三個數(shù)為循環(huán)流程總產量乘已被選取的次數(shù)； 第四個數(shù)為第一個數(shù)與第三個數(shù)之差。 根據第四個數(shù)的大小來決定投產對象。 選擇第二個投產對象時，將各比值均乘以2 在選取第三個投產對象時，將各原比值乘以3 依次類推，進行第四、第五個投產對象的選取。 c. 繪制邏輯順序投產圖(見圖2—6)。 A—B—A—B—A—A—B—A—B—A,51,③生產比倒數(shù)法確定產品投產順序,設某一混合流水生產線上生產A、B、C三個 品種的產品。其產量分別為3000、2000、1000臺，用生產比倒數(shù)法確定產品投產順序的步驟如下： a. 計算生產比 3000 : 2000 : 1000=3 : 2 : 1 則循環(huán)流程的總產量為 N=3+2+l=6 b. 計算生產比倒數(shù) mA= 1/NA =1/3 mB= 1/NB =1/2 mC= 1/NC =1,52,c. 選定品種 按下述規(guī)則，選出循環(huán)流程的第一號投產的品種： 規(guī)則一：從全部品種中選出生產比倒數(shù)中最小值的品種; 規(guī)則二：在具有最小值的品種有多個的情況下，選出品種的識別記號較晚的一個，即第二次出現(xiàn)的那個品種。,53,d. 更新mi的值 方法是在選出的品種i上，再加上標有星號值中被選出的品種mi ，。本例中l(wèi)/3+1/3=2/3，填人第二欄內(見表2—3),而在其它品種欄內，將上行欄內所記的照抄過來。 e. 再選定品種 按下述規(guī)則選出第二號品種： 規(guī)則一：選第二行各品種值最小者。 規(guī)則二：在最小值有多個的情況下，選出品 種識別記號(*)較晚的一個，即第二 次出現(xiàn)的那個品種。 f.其余類推，直至選出全部循環(huán)流程產量。,54,根據生產比倒數(shù)法編排的投產順序計算過程如下表,55,4. 流水生產線的平衡,為了盡可能避免瓶頸以保證流水生產線的連續(xù)性、充分利用設備和勞動力，就必須實現(xiàn)工序同期化。流水生產線的平衡問題實質上就是研究工序同期化的問題。 為了完成所需生產的制品，制定了以工序為基礎構成的工藝規(guī)程，而工序通常是由許多更細微的作業(yè)元素組成的。完成作業(yè)元素所需的標準時間可作為流水線平衡的最基本的作業(yè)時間。,56,從生產過程的工藝程序看，在細微的作業(yè)元素之間，存在著先后關系。這種作業(yè)元素之間的先后關系可用圖示之(見圖2—7)，此圖可稱為先后順序圖。,圖2—7 作業(yè)元素先后順序圖,57,生產線平衡的方法有標準法、啟發(fā)式和位置加權法三種方法。 （1）標準法 標準法的歩驟： 將各工序進一步細分為作業(yè)單元，按工藝要求的邏輯順序排列； 用有關科學方法確定各作業(yè)單元的時間定額； 根據流水線的節(jié)拍，將作業(yè)單元重新組合成工序； 有可能須確定某些工序將分解為數(shù)個工位，或可能利用跑工位組成某一工序。,58,,,59,60,61,（2）啟發(fā)式方法(Heuristic Mmhod),啟發(fā)式方法是根據作業(yè)元素組成及先后順序圖，以節(jié)拍為基準，列表計算探索求解的方法。 例：發(fā)某產品的裝配由21個作業(yè)元素組成，作業(yè)元素的先后順序和工時如圖2-8所示。 圖2-8上方有I、Ⅱ、Ⅲ……Ⅺ表示列。各列之間的箭頭說明作業(yè)元素的先后順序。對應每一列有一些作業(yè)元素，這些作業(yè)元素之間不能有箭頭，說明作業(yè)元素之間無先后順序關系。例如，作業(yè)元素① 、 ② 、 ③ 排在第一列，它們之間無先后順序關系；作業(yè)元素④、⑤、⑥、⑦， ⑧、由于和① 、 ② 、 ③有先后順序關系，故只能排在第二列，余類推。,62,節(jié)拍：36,63,工作地作業(yè)元素安排,64,（3）位置加權法(Ranked Positional Weights Method) Pasional,位置加權法是根據制品作業(yè)元素的組成及順序，求出每個作業(yè)元素的位置加權數(shù)。然后根據位置加權數(shù)的大小進行作業(yè)元素組合。權數(shù)大者先組合，權數(shù)小者后組合，組合工序時以節(jié)拍為基礎。 例：某產品的裝配共有1 1個作業(yè)元素，其先后順序和工時定額如圖2—9所示。,65,圖2—9 作業(yè)元素先后關系圖,66,表2—6 作業(yè)元素位置權數(shù),67,5. 自動線的組織,自動線是流水生產線的高級形式。它是按工藝順序排列若干動設備，并且用一套自動裝卡、傳送裝置和自動控制裝置聯(lián)系起來的自動作業(yè)線。自動線的特點主要是： (1)自動線的生產過程具有高度的連續(xù)性和節(jié)奏性。 (2)自動線的生產過程是完全自動進行的。所有基本工序以及上料、檢驗、卸下、運輸、控制等工作是完全自動化的。工人的工作由直接操作的職能，轉變?yōu)楸O(jiān)視和調整的職能。,68,自動線的上述特點決定了自動線比一般流水生產線具有更高的技術經濟效果。生產過程高度的連續(xù)性和節(jié)奏性，消滅了停歇，縮短了生產周期，減少了在制品，加快了資金周轉，節(jié)省了生產面積。生產過程的自動進行，減少了工人的數(shù)量,消除了笨重的體力勞動和單調重復的操作,大大提高了勞動生產率。生產過程由機械、電氣裝置或電子計算機控制，使生產過程更加穩(wěn)定，有利于產品質量的提高。,69,自動線的應用是有條件的。除了組織一般流水生產線的條件外，還有其特殊要求。例如，在加工對象方面，要求具有很高的標準化、通用化水平，零件的結構便于自動裝夾定位、運輸和加工；在工藝方面，必須采用先進的工藝方法和設備，采用的工藝規(guī)程應盡量減少裝夾次數(shù)；在勞動組織方面，要求工人具有相當高的技術水平，以及診斷、排除設備故障及調整機器、工裝的技能；在生產管理、原材料供應、設備維修、環(huán)境衛(wèi)生、刀具更換方面，提出了更嚴格的要求。(結束),70,