第八章、大量流水生产的组织和控制.ppt

1、1,第八章 大量流水生产的组织和控制,Operations Management,Chapter 8,2,流水生产的特征,流水生产：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基本特征：工作地专业化程度高生产具有明显的节奏性各道工序的工作地数量与各该工序单件工时的比值相同（节拍相同）r=t1/s1=t2/s2=tn/sn工艺过程是封闭的生产过程具有高度流程性,3,1、按生产对象的移动方式产品固定不动流水线：劳动对象固定不变，由工人携带工具按节拍轮流到各产品上完成任务。常见于造船、建筑等行业。产品移动流水线：劳动对象是

2、移动的，而工人、设备、工具是固定的。常见于服装、制鞋等行业2、按流水线上生产对象的数目单一品种流水线多品种流水线：同一流水线上生产结构工艺大体相似的不同品种的产品。,流水线的分类,4,3、按对象的轮换方式不变流水线（大量流水线）：只生产一种产品，工作地完全专业化，适用大量生产。可变流水线（成批流水线）：固定成批地轮流生产几种产品，适用多品种成批生产。混合流水线（成组流水线）：在一定时间内同时生产几种产品，品种变换时不需变换工装和设备4、按生产过程的连续程度连续流水线：间断流水线：,5,5、按流水线节拍的方法分类强制节拍流水线：工人必须在规定的时间内完成自己的工作。自由节拍流水线：工人可自行控制

3、节拍。6、按产品的运输方式分类无专用运输设备流水线：直接由操作工人或辅助工人进行制品的传送有专用运输设备流水线：有专门的运输设备，如传送带等。分配式传送带：工人从传送带上将制品取下，在工作地上完成加工后，再放在传送带上将其运到下个工序。工作式传送带：工人站在传送带旁直接在传送带上完成产品的加工。,6,7、按流水线的机械化程度手工流水线机械化流水线自动化流水线流水线的分类图 P153,7,流水线的评价：,优点：1、产品的生产过程较好地符合连续性、平行性、比例性以及均衡性要求；2、生产率较高；3、缩短生产周期，减少在制品的占用量和运输工作量，加速资金周转；4、简化生产管理工作。缺点：1、柔性差；2

4、、工人工作单调、紧张、易疲劳，不利于提高工人生产技术水平。,8,单一品种流水线的设计,技术设计：“硬件”方面的设计工艺路线、工艺规范的制定。专用设备的设计 设备改装设计 专用工夹具设计 运输传送装置设计 信号装置设计,组织设计：“软件”方面的设计 设备需要量和负荷的计算 工序同期化设计 工人配备 运输传送方式的设计 流水线平面布置的设计 流水线工作制度 生产服务工作组织和标准计划图表的制定,9,1、组织设计的步骤（1）计算流水线的节拍r=F/N式中：r流水线节拍（分/件）F计划期内有效工作时间（分）N计划期的产品产量（件）,10,当流水线上加工的零件小，节拍只有几秒或几十秒，零件要采用成批运输

5、，此时顺序生产两批同样制品间的时间间隔称“节奏”rR=QN/r式中：rR流水线节奏 r流水线节拍 QN运输批量对劳动量大，制作重量大，价格高的产品应采用较小运输批量，反之则扩大运量。P155,11,（2）确定各工序所需的工作地（设备）数，计算设备负荷系数工作地数目：Si=ti/r 式中：Si流水线第i道工序所需工作地（设 备）数（台）ti流水线第i道工序的单件时间定额（分/件）r流水线节拍注：工序单件时间定额应包括工人把加工对象从传送带上取走和放上的时间。,12,计算出的设备数若为整数，直接确定为设备数，若非整数，采用的设备数Sei Si。该情况下，工序在加工制品后发生间断tei=r ti/S

6、ei式中：tei第i道工序加工每件制品后的间断时间 设备负荷系数（Ki）决定流水作业连续程度Ki=Si/Sei工序数为m的流水线总设备负荷系数（Ka）Ka=Si/Sei（1i，eim）当Ka值小于0.75时宜采用间断流水生产线,13,（3）、组织工序同期化，流水线的平衡问题工序同期化：根据流水线节拍的要求，采取各种技术的、组织的措施来调整各工作地的单件作业时间，使它们等于节拍或是节拍的倍数。基本方法：将整个作业任务细分为许多小工序将小工序合并为大工序，使大工序的单件作业时间接近与节拍或节拍的倍数。注意：对工序的合并和分解，在以操作为主的装配流水线上较容易实现，而在以机器工作为主的流水线上较难实

7、现。,14,工序同期化除了进行工序的分解合并以外，还可以采用以下措施：提高设备的生产效率采用新设备、改造旧设备；改进工艺装备如采用快速安装的夹具；改进工作地布置；提高工人的技术熟练程度，改进操作方法。,15,4、计算流水线的负荷系数负荷系数越大，表明流水线的生产效率越高。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0.85-0.9以上。负荷系数：Ka=T/Sr 式中：Ka流水线负荷系数 T单位产品总装配时间 S流水线平衡后实际采用的工作地数,16,流水线的空闲时间和时间损失系数空闲时间:B=S r T 式中:S 流水线平衡后实际采用的工作地数 r 流水线节

8、拍 T 单位产品总装配时间时间损失系数：D=B/S r=1-T/S r=1-Ka 式中:T 单位产品总装配时间 Ka 流水线负荷系数,17,5、配备工人以手工操作为主流水线：每个工作地需要工人数=工作地上同时工作的工人人数工作班次以机器工作为主流水线：考虑配备后备工人的必要性及工人实行多设备看管和兼作的可能性6、设计运输工具常见运输工具为传送带，传送带长度：传送带长度=2 流水线上各工作地长度之和+技术上需要的长度 其中，工作地长度包工作地本身长度和相邻两工作地间的距离。,18,传送带移动方式：a、连续移动方式b、脉动移动方式：每隔一个节拍往前移动一次，移动距离等于传送带上两制品间的中心距离。

9、传送带速度=流水线上两件产品（制品）间的中心距离（米）/节拍（分）,19,平面布置形式：直线型：山字型：直角型：环型：蛇型：开O型：工作地排列形式：单列 双列,7、进行流水线的平面布置利于工人操作制品运动路线最短，衔接要好场地充分利用,20,生产平衡,Example,生产时间,任务,紧前任务,A,18,B,11,A,C,11,A,D,15,C,E,10,C,F,5,C,G,17,D E F,H,16,B,I,10,G H,日生产时间,日需求量,200分,400单位,21,1、确定节拍，并求出最少所需工作地数。,2、从工作地1开始，按顺序给各工作地分配作业。,3、在分配前，用以下标准确定哪些作业

10、够资格分配到一工作地。,a 所有先行作业都已被分配,b 该作业时间不超过该工作地的剩余时间,22,3、在分配前，用以下标准确定哪些作业够资格分配到一工作地。,A 所有先行作业都已被分配,先行作业：沿顺序图上的所有路径前进直至起点所遇到的所有作业,后续作业：,a 的后续作业：,23,3、在分配前，用以下标准确定哪些作业够资格分配到一工作地。,A 所有先行作业都已被分配,a,b,c,e,f,d,0.2分,0.8,0.2,0.2,0.2,0.2,先行作业：沿顺序图上的所有路径前进直至起点所遇到的所有作业,后续作业：,a 的后续作业：b、e、d、f,24,3、在分配前，用以下标准确定哪些作业够资格分配

11、到一工作地。,A 所有先行作业都已被分配,先行作业：沿顺序图上的所有路径前进直至起点所遇到的所有作业,后续作业：,a 的后续作业：b、e、d、f,e 的先行作业：,25,3、在分配前，用以下标准确定哪些作业够资格分配到一工作地。,A 所有先行作业都已被分配,B 该作业时间不超过该工作台的剩余时间,a,b,c,e,f,d,0.2分,0.8,0.2,0.2,0.2,0.2,先行作业：沿顺序图上的所有路径前进直至起点所遇到的所有作业,后续作业：,a 的后续作业：b、e、d、f,e 的先行作业：a、b、c,26,Example,a 所有先行作业都已被分配,b 该作业时间不超过该工作台的剩余时间,A+C

12、,B+H,平衡方案,工作台1：,工作台2：,工作台3：,工作台4：,A+B,C+H,27,8.3 多品种流水线的设计,1、可变流水线的组织设计可变流水线特征：P160可变流水线组织设计步骤：（1）确定流水线的节拍：a、代表制品法：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，确定节拍。假定有A、B、C三种产品，以A为代表 总产量 N=NA+NBk1+NCk2 k1=TB/TA k2=TC/TA式中：Nii产品的计划产量 Tii产品的单件时间定额 F流水线在计划期的有效工作时间 k代表产品的换算系数,28,各产品节拍为：rA=F/N=F/NA+NBK1+NCK2 rB=rAK1 r

13、C=rAK2 式中：F流水线在计划期的有效工作时间b、加工劳动量比重法：按各产品在流水线上加工总劳动量所占比重分配有效工作时间，然后计算节拍。A、B、C产品加工劳动量在总劳动量中所占比重分别是A B C A=NATA/NATA+NBTB+NCTC B=NBTB/NjTj C=NCTC/NjTj,rA=A F/NArB=B F/NBrC=C F/NC,29,（2）各工序设备数量及设备负荷系数的确定Sij=tij/ri 式中：Siji产品在j工序上的设备需要量 tiji产品在j工序上的单件工时定额 rii产品的节拍各工序设备的负荷系数：Ki=Nj tji/SciF整个流水线设备负荷系数:Ka=Nj

14、 Tj/ScF 式中：Scii工序上的设备数量 tjij产品在i工序上的单件工时定额 Njj产品的计划产量 Tjj产品的单件时间定额 Sc流水线采用的设备总数,30,（3）计算和配备工人，确定流水线节拍性质，选择运输工具和运输方式，进行流水线平面布置。注：流水线平衡问题（工序同期化），使产品在所有工序上设备负荷比都相等或相近。j产品在i工序上的设备负荷比 Kji=Njtji/SciF 式中：Scii工序上的设备数量 Njj产品的计划期产量 tjij产品在i工序上的单件工时定额 F流水线在计划期内有效工作时间（4）编制可变流水线标准计划图表。,31,混合流水线的组织设计,特点：在一定时间内同时生

15、产几种结构相似、工艺尺寸相尽的产品。设计步骤：1、确定混合流水线的节拍 r=F/Ni 式中：F计划期内的有效工作时间 Ni第i种产品计划期产量2、编制混合流水线上每种制品作业顺序图 若将工艺分解为k个作业元素，则制品的总作业时间Ti=t作 式中：i混合流水线上的品种序号 t作作业元素的作业时间,32,3、计算混合流水线最小工作地数（工序数）指在计划期内为完成各品种的产品产量所需要的总作业量，所必须占用混合流水线内的最低限度工作地数。总作业量L=NiTi（1i n）式中：Nii产品在计划期内的计划产量 Tii产品的计划期内的作业时间最小工作地数 Smin=L/F=NiTi/r Ni 式中：F有效

16、工作时间,33,4、编制混合流水线上各产品的综合作业顺序图P165由流水线上各个品种的作业顺序图进行汇总而得5、计算综合作业顺序图中各作业元素在计划期内所分担的作业量。注：在进行混合流水线中的工序同期化时，不是以流水线的节拍为单位来平衡各工序的工作能力，而是以计划期为时间单位来进行平衡的。,在单一品种或可变流水线中，在每个节拍中各道工序都完成相同数量的制品，按节拍来平衡各工序的生产能力即可实现工序同期化；在混合流水线中，节拍是各个产品的平均节拍，各种产品在各道工序上实际的工作节拍不等，导致每个节拍中各工序完成的品种和产量不同，不能用节拍来平衡。在一个计划期内，流水线各道工序所完成的品种产量能实

17、现一致，所以可按一个计划期来实现工序能力的平衡。,34,品种i的作业元素k，在计划期内应完成的作业量：i=Ni i t作 式中：Ni品种i的计划期产量 t作作业元素的作业时间 i品种选择记号。作业元素k为品 种i的元素时取i=1，否则i=06、编排产品投入顺序编排三种方法：生产比倒数法、逻辑顺序法和启发式编排法 P166,35,大量生产期量标准的制定,1、生产作业计划：是生产计划工作的继续，是企业年度生产计划的具体执行计划。根据年度生产计划规定的产品品种、数量及大致的交货期的要求对每个生产单位（车间、工段、班组等），在每个具体时期（月、旬、班、小时等）内的生产任务做出详细规定，使年度生产计划得

18、到落实。特点：1）计划期短。生产计划的计划期常常表现为季、月，而生产作业计划详细规定月、旬、日、小时的工作任务；2）计划内容具体。生产计划是全厂的计划，而生产作业计划则把生产任务落实到车间、工段、班组、工人；3）计划单位小。生产计划一般只规定完整产品的生产进度，而生产作业计划则详细规定各零部件，甚至工序的进度安排,36,生产作业计划任务：1）组织职工完成生产计划；2）组织企业均衡生产；3）提高企业管理水平；4）充分利用人力、物力、财力、提高企业经济效益注：编制生产作业时，在数量和期限上都要依据一些标准，这些标准即为“期量标准”。2、期量标准，又称作业计划标准，就是经过科学分析和计算，对加工对象

19、在生产过程中的运动所规定的一组时间和数量标准。是编制生产作业计划的重要依据。,37,期量标准期量标准是有关生产期限和生产数量的标准，因而企业的生产类型和生产组织形式不同时，采用的期量标准也就不同，具体而言：1）、大量流水线生产的期量标准有节拍、节奏、流水线工作指示图表、在制品定额等。2）、成批生产的期量标准有批量、生产间隔期、生产周期、生产提前期、在制品定额、交货期等。3）、单件生产的期量标准有生产周期、生产提前期等。期量标准随产品品种、生产类型、生产组织形式而有所差别，但制定期量标准时都应遵循科学性、合理性和先进性的原则。,38,大量生产在制品占用量的计算,在制品：指从原材料开始加工到成品合

20、格入库为止，处于生产过程中尚未完工的所有毛坯、零件、部件和产品的总称。在制品占用：在一定时间、地点和具体的生产技术组条件下，为保证生产有节奏地进行和产品均衡生产所必要的在制品数量。在制品占用分类按存放地点分车间（生产线）之间或车间（生产线）内部的储备量。按性质、用途分工艺占用量、运输占用量、工序间占用量、保险储备量、库存流占用量、车间之间运输占用量和库存保险储备量七种。,39,1、车间（生产线）内部在制品占用量（Z内）（1）工艺占用量Z1指正在流水线各道工序每个工作地上加工、装配或检验的制品数量。Z1=Sigi 该工艺占用量在连续流水线中是不变的，在间断流水线在是可变的。（2）运输占用量Z2指

21、正在各生产线之间运输的制品。Z2=L/IP 式中：L运输装置长度（米）I 两批制品在运输线上相隔距离（米）P运输批量,40,（3）工序间流动占用量Z3在规定的间隔期内，为保证上下工序或生产线正常工作而存放的储备量。注：在连续流水线内部没有工序间占用量 正值表示：相邻两工序之间在该工作时间结束时形成的最大储备量 负值表示：相邻两工序之间在该工作时间开始时，必须准备的周转储备量,41,(4)保险储备量Z4为整个流水线设置的储备量常集中在生产线末端,预防产生废品和工作地发生故障而造成的零件供应中断;为工作地专用而设置的储备量,弥补某一工序实际工作效率与规定节拍失调，产生废品或设备临时故障。车间（生产

22、线）内部在制品用量公式：Z内=Z1+Z2+Z3+Z4,42,2、车间（生产线）之间在制品占用量Z库（1）库存流动占用量Z5保证车间或生产线之间协调生产而设立的毛坯、零件数量。前后车间或生产线的班次和生产效率都不同Z5=BL（S1-S2）式中：BL生产率低的生产线每班产量 S1生产率低的生产线开动班次 S2生产率高的生产线开动班次前后车间工作班次相同，但生产效率和起止时间不同，采用工序间流动占用量最大Z3的公式计算,43,（2）车间之间运输占用量Z6计算与生产线内部运输占用量Z2相同（3）库存保险储备量Z7因车间（生产线）生产速度增加，不能按时提供在产品，为保证车间（生产线）正常进行工作而设置的

23、在制品数。Z7=UC/r式中：UC供应车间（生产线）在前后间隔期内零件入库可能延迟的时间r流水线节拍车间或生产线之间在制品占用量Z库Z库=Z5+Z6+Z7,44,在制品结构图,45,在制品定额法,在制品定额法，是指运用在制品定额，结合在制品实际结存量的变化，按产品反工艺顺序，从产品出产的最后一个车间开始，逐个往前推算各车间的投入，出产任务。在制品定额法用在制品定额作为调节生产任务量的标准，以保证车间之间的衔接，这种编制生产作业计划的方法主要适用于大量大批生产企业。1、某车间出产量计算公式：某车间出产量=后车间的投入量+本车间半成品计划外销量+（中间库半成品定额-中间库半成品期初预计存量）2、某

24、车间投入量计算公式：某车间投入量=本车间的出产量+本车间计划允许废品数量+（本车间在制品定额-本车间在制品期初预计存量）,46,流水线标准工作指示图表,反映流水线生产的期量标准、工作制度和工作程序、编制生产作业计划的依据。连续流水线标准工作指示图表，规定了每条流水线轮班内的工作中断次数、中断时刻及每次中断时间等内容，即规定了流水线的工作程序和制度。间断流水线标准工作指示图表，是按事先规定的流水线看管期（流水线上的工人依次在其所操纵设备上生产规定数量制品所需间隔的最大值，在看管期内，每道工序生产相同数量的制品），分别对每一道工序规定工作班内的工作制度。,47,工作时间,间断时间,连续流水线标准工作指示图表的示意图,48,间断流水线标准工作指示图表编制步骤,（1）确定看管期及看管期产量 看管期：工人在所看管的设备上巡回操作一 遍的时间 看管期产量：看管期内生产的产量 r：节拍（2）确定各工序在看管期内的工作连续时间 第i道工序连续工作时间：（3）绘制标准图表,确定各工作地工作起止时间（4）确定流水线工人人数及劳动组织形式,T看：看管期,49,间断流水线标准工作指示图表的示意图,