1、第六章第六章流水生產線與流水生流水生產線與流水生產線的平衡產線的平衡目錄n流水生產線的基本特征和形式流水生產線的基本特征和形式n單一對象流水生產線的組織設計單一對象流水生產線的組織設計一、流水生產的基本概念、特征和形式n1、流水生產的概念（生產對象專業化） 流水生產方式起源于美國的福特汽車裝配線。由于采用流水生產，使汽車的裝配時間從12小時28分減少為2小時28分，汽車成本由2800多美元，降為800多美元，從而使汽車成為大眾化交通工具。 流水生產就是勞動對象按照預定的工藝順序、統一的速度，連續不斷地通過各個工作地，完成相應加工內容的一種生產組織形式。 n2、流水生產的特征 1）工作地專業化程

2、度高，生產有明確的節奏性； 2）工藝過程是封閉的，具有高度的連續性； 3）各工作地的加工時間同其設備數量的比值相等或相近。 n3、流水線的形式 1）按生產對象移動與否 固定式流水線固定式流水線 移動式流水線移動式流水線 2） 按流水線上加工對象的品種數 單一品種流水線單一品種流水線 多品種流水線多品種流水線 3） 按生產過程的對象轉換方式 可變流水線可變流水線 混合流水線混合流水線( (成組流水線成組流水線) ) 4）按流程連續程度 連續式流水線連續式流水線 間斷式流水線間斷式流水線 5）按流水線節拍性質 強制節拍強制節拍 自自由由節拍節拍二、單一對象流水生產線的組織設計二、單一對象流水生產線

3、的組織設計流水線設計包括硬件設計和軟件設計。硬件設計流水線設計包括硬件設計和軟件設計。硬件設計是指流水線的技術設計，包括工藝設計、工藝是指流水線的技術設計，包括工藝設計、工藝裝備設計、專用設備設計、運輸裝置設計等。裝備設計、專用設備設計、運輸裝置設計等。軟件設計包括流水線的節拍確定、設備數和工軟件設計包括流水線的節拍確定、設備數和工人數的確定、工序同期化、流水線平面布置、人數的確定、工序同期化、流水線平面布置、流水線標準計劃圖表流水線標準計劃圖表。 單一對象流水生產線的設計過程n根據作業內容確定產品裝配圖根據作業內容確定產品裝配圖n確定流水線的節拍確定流水線的節拍n確定需要的工作地數確定需要的

4、工作地數n進行流水平衡進行流水平衡n確定各工序的設備數確定各工序的設備數,計算設備負荷系數計算設備負荷系數n配備工人配備工人n選擇傳送設備選擇傳送設備n確定平面布置確定平面布置例假設生產一種產品需要設計一條流水生產線，該產品假設生產一種產品需要設計一條流水生產線，該產品生產過程由生產過程由8項作業組成。該產品需要每天生產項作業組成。該產品需要每天生產360件，生產件，生產線計劃每天運行線計劃每天運行450分鐘。該產品的作業時間和順序如下：分鐘。該產品的作業時間和順序如下：作 業作業時間/s緊前作業作 業作業時間/s緊前作業A30-E25CB35AF65CC30AG40E,FD35BH25D,C

5、ABCDEFGH裝配網絡圖裝配網絡圖1、繪制裝配圖、繪制裝配圖2、確定流水生產節拍(r） n 節拍是指流水線上連續出產相鄰兩件同種制品的時間間隔。節拍是決定流水線硬件和軟件設計的重要參數，決定了流水線的生產速度和生產能力。用如下公式計算： NFNFre0Fe= 計劃期有效工作時間；F0=計劃期制度工作時間；= 時間利用有效系數(0.90.96)；N= 計劃期產量；Fe= 計劃期有效工作時間；F0=計劃期制度工作時間；= 時間利用有效系數(0.90.96)；N= 計劃期產量；n節奏(R )：流水線上連續出產相鄰兩個同種制品運輸批的時間間隔。當制品的單件加工時間短、體積小、工序之間的距離較大時，為

6、節省制品運輸時間，而采用按一定批量在工序間轉移。3、確定流水線各工作地數確定流水線各工作地數 rTS 4、進行流水線平衡、進行流水線平衡需要的最少工作地數各項作業的作業時間總和需要的最少工作地數各項作業的作業時間總和/流水生產線的節拍流水生產線的節拍注意：若括號中的數不是整數，則注意：若括號中的數不是整數，則取大于該數的最小整數。取大于該數的最小整數。原則：原則：1)不違反作業先后順序不違反作業先后順序2)各工作地的單件作業時間不大于生產節拍各工作地的單件作業時間不大于生產節拍3)使工作地數盡可能少使工作地數盡可能少4)先分配后續作業數多的作業先分配后續作業數多的作業5)先分配后續作業時間長的

7、作業先分配后續作業時間長的作業【例例】作為一工程主要革新項目的一部分，工業工程部作為一工程主要革新項目的一部分，工業工程部門被要求對已修改過的流水線進行平衡，以實現每天門被要求對已修改過的流水線進行平衡，以實現每天產量為產量為240單位、日工作時間單位、日工作時間8小時的目標。各作業的小時的目標。各作業的時間和先后順序如下表：時間和先后順序如下表：作 業作業時間/min緊后作業作 業作業時間/min緊后作業A0.2BE1.2GB0.4C，FF1.2GC0.2GG1.-D0.4E請按后續作業數最多的作業優先分配的方法對該流請按后續作業數最多的作業優先分配的方法對該流水線進行平衡處理。水線進行平衡

8、處理。解解 ：abdcfeg節拍節拍r=（8*60）/240=2min最少所需工作地數最少所需工作地數=（0.2+0.4+0.2+0.4+1.2+1.2+1.0）/2=3（取整）（取整）作業分配表如下表：作業分配表如下表：工作地待分配作業剩余時間/min可能的后續作業選擇的作業1A B D C1.81.41.00.8B，DC，D，FCBDC2E0.83F0.84G1.0效率效率=作業時間總和作業時間總和/（節拍（節拍*實際工作地數）實際工作地數）=4.6/（2*4）=57.5%分支界定法分支界定法分支界定法是利用分支界定并尋找最新活動節點的原理，求出可行的作業組合方案，然后，一方面依賴回溯檢查

9、，消除明顯不良的作業組合方案，一方面求出能使裝配工序數最小的作業組合方案。n例：某產品的生產節拍為10分鐘，其裝配工作可分為11個工步，各工步的時間定額和工步順序如下圖示：123456781091162571263545n原則：n組合工序的工時不大于節拍；n組合工序內的工步符合工步順序原則； 步驟：1）列出所有可能作為第i工序的工步組合方案； 2）求出各編組方案后剩余時間可能組成的最少工作地數； 1rtTiSixxkiSki = 第i工序，第K編組方案的可能最少工作地數；T = 工步時間總和；ti = 第一組合工序時間； =取整號；3）當工序編組方案有多個時，取min Ski 方案為分支節點；

10、4）當min Ski有多個時，取組合工序時間最大的方案，作為分枝節點；5）從剩余工步中列出可作為下道工序的所有工步編組方案，并計算最小可能工序數值：6）以上過程重復進行, 直到所有工步組合完。 從最后一個節點向前回溯，尋求且可能工序數更小的未分支的節點，進行分支。直至找到所有節點的可能最小工序數均等于或大于現有最小工序數。對上例進行工步重組如下：n第一組合工序方案1：1、2、5；S111(46-9)/10=5；方案2：1、2、6；S121(46-10)/10=5； 最小工作地數相同，選組合工時最大的方案，即(1、2、6)為第一組合工序，從該方案進行節點分枝，列出第二組合工序的所有方案：n第二組

11、合工序方案1：3、5；S212(46-10-6)/10=5;方案2：4、5；S222(46-10-8)/10=5方案3：5、7；S232(46-10-7)/10=5最小可能工作地數相等，取組合工序工時最大方案：4、5；以其為分枝節點，進入第三工序組合。n第三組合工序第三組合工序：方案1：3、8； S313(46-10-8-8)/10=5;方案2：7； S323(46-10-8-6)/10=6; 取方案：3、8分枝：n第四組合工序：第四組合工序：方案1：7： S414(46-10-8-8-6)/10=6;方案2：10：S424(46-10-8-8-5)/10=6;最小可能工作地數相等，取組合工序

12、工時最大方案：7；以其為分枝節點，進入第五工序組合。n第五組合工序：第五組合工序：唯一方案：9、10；S515(46-10-8-8-6-10)/10=6n第六組合工序第六組合工序：11； 至此全部工步一組合完，得到共6道工序組合方案。n回溯，尋找未被分枝、可能工作地數小于6的節點進行分枝；當滿足條件的分枝有多個時，取組合時間最大的節點：n按上述條件，取節點： 進行分枝：最后得到最小可能工序數為5個，結果如圖示。 ；5、7全部工步1、2、51、2、63、54、55、73、8 77109、10113、944、810、1159510568557586651051059766661064655、計算流

13、水線所需配備的工人數手工操作流水線，i 工序上所需的工人數： Pi =Sei Wi g其中：Wi =i工序每一工作地上需同時工作的人數； g = 流水線每天工作班數；整條流水線所需人數：P= Pi 6 6、確定運輸方式和裝置、確定運輸方式和裝置強制節拍流水線強制節拍流水線由機械裝置實現節拍：由機械裝置實現節拍： 連續式工作傳送帶；連續式工作傳送帶； 脈動式工作傳送帶；脈動式工作傳送帶； 分配式工作傳送帶；分配式工作傳送帶；自由節拍自由節拍連續式運輸帶；滾道、滑道、平板運輸連續式運輸帶；滾道、滑道、平板運輸車，這類運輸裝置容許工序間儲存一定的在制品，用車，這類運輸裝置容許工序間儲存一定的在制品，用以調節節拍的擺動；以調節節拍的擺動；粗略節拍粗略節拍重力滑道；各種吊車、手推車、平板車重力滑道；各種吊車、手推車、平板車等。等。當采用傳送帶運輸時，必須確定傳送帶長度、