生产运营管理第六章流水生产组织

当产品体积小、重量轻、单件工时小、工序之间距离较大时，流水 线各工序之间可按批运送产品。这时，相邻两个运输批的时间间隔 称为节奏，节奏等于节拍与运输批量的乘积：
( n运输批量)。
设上例中运送批量为5件，则该流水线的节奏为:
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6.2单一对象流水线组织设计
6.2.2 工序同期化
6.2.2 工序同期化
生产运营管理第六章流 水生产组织
2020年6月2日星期二
6.流水生产组织
6.1流水生产的基本原理
6.1.1 流水生产的特点
6.1.2 流水线的分类及特点
6.1.3 组织流水生产的条件
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6.1流水生产的基本原理
6.1.1 流水生产的特点
6.1流水生产的基本原理
流水生产——劳动对象按照预定的工艺流程和统一的生产速度(节拍)，连 续不断地通过各个工作地，完成产品加工的一种生产组织形式。流水生产 组织将对象专业化的空间组织模式和产品的平行流转的时间组织方式有机 地结合在一起，使生产过程达到高度的合理化。
➢⑴ 产品结构和工艺相对稳定。 ➢⑵ 产品产销量足够大。
一般地说，组织流水生产的产量(Q )应满足以下条件：
式中： Q=计划期产品产量； =计划期流水线有效工作时间；t=流 水线产品工序平均工时定额。
产量足够大，则可保证单位产品分担的固定费用较小。反之，则可 能导致单位产品的成本过高。 ➢⑶ 工艺过程能进行适当的分解与重组。
6.2单一对象流水线组织设计
6.2.2 工序同期化
根据流水线的节拍要求和工步的装配顺序，对工步进行重组，组合 规则如下：
采用分支定界法工序组合步骤：
① 列出所有可能作为第i工序的作业组合方案；
② 求各组合工序方案可能的最少工作地数；
其计算公式如下：
选择可能最小组合工序数较小的方案进行分枝；
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B
1.0
安装开关
A
C
3.25
安装配电动机(P11)
---
D
1.2
安装电动机
A、C
E
0.5
配风扇叶片
D
F
1.0
安装安全护罩
E
G
1.0
接上电线
B
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1.4
测试
F、G 14
6.2单一对象流水线组织设计
6.2.2 工序同期化
解：① 绘出产品工步顺序图
图 6-1 工艺流程分解图
② 确定生产节拍
流水线的机械化程度
手工流水线 机械流水线 自动化流水线
① 强制节拍流水线严格按节拍出产产品。 ② 自由节拍流水线上，各工序实际时间允许在节拍时间的基础上 有
一定的波动。 ③ 粗略节拍流水线的特点是各工序时间与流水线节拍相差较大，流水
线难于满足连续运行要求。
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6.1流水生产的基本原理
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6.2单一对象流水线组织设计
6.2.4 确定流水线配备工人数
6.2.4确定流水线配备工人数
以手工劳动为主的流水生产线，工人数的计算公式为：
由于工人存在病事假缺勤的情况，流水线实际人数还要加上一定比 例的后备工人数。
以设备加工为主的流水线，所需工人数的计算公式：
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第6章 流水生产组织
6.1 流水生产的基本原理 6.2 单一对象流水线组织设计 6.3 多对象流水线组织设计
思考与练习题
6.2单一对象流水线组织设计
6.2.1 确定流水线节拍
6.2单一对象流水线组织设计
➢ 流水线设计包括技术设计和组织设计，对应设计内容为硬件设计和软件 设计。流水线的组织设计包括：确定流水线的节拍、节奏、工序同期化、 设备数、负荷率、流水线工人数，流水线设备布置等，组织设计的结果是 技术设计的依据。
流水线工作地双行平行布置多用于多工艺路线并行作业的情况，而品字 形布置形式适用于一条工艺路线串行作业的情况。双行布置形式可缩短流 水线的总长，节省传送带长度和占地面积。
6.1.1 流水生产的特征
➢⑴ 生产过程连续程度高。 ➢⑵ 工作地专业化程度高。 ➢⑶ 工艺过程封闭。 ➢⑷ 各工序按统一节拍 (r) 生产。 ➢⑸ 各工序的同期化程度高。
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6.1流水生产的基本原理
6.1.2 流水线的分类及特点
6.1.2 流水线的分类及特点
流水线有多种形式，可以按不同的标志进行分类。
6.2.2 工序同期化
2．通过人员配置和动态调配实现工序同期化
当工艺过程各工序主要由手工作业组成时，除了通过工序分解和重组 的方法进行工序同期化外，还可以通过人员的合理配置和动态调配达到 工序同期化的要求。
例6-5：某产品工艺流程由六道工序组成，各工序时间如图6-5所示 (图中时间为每人完成每件的时间)，设产品生产节拍为2.5分钟/件，试按
接着进行第二工序的组合：按上述原则，第二工序可能的组合方案 有：(4、5)；(3、5)和(5、7)；计算三个组合方案可能的最小组合工序
数：
三个节点的可能最小组合工序数相等，故选择组合时间较大的(4、5) 节点进行分枝。重复上述过程直至把所有作业组合完毕，得到组合工序 数为6个。
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6.2单一对象流水线组织设计
例6-4 某手工装配流水线的平均节拍为10分钟/件，装配工序分解为11 个工步，各工步之间的时间定额及工步顺序关系如图6-3。试用工序同期 化方法进行工序组合及计算装配流水线工作地数。（时间单位：分钟）
12345867916572134 01
图6-3 产品工步顺序图
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图6-3 产品工步顺序图
式中： =实取工作地数, =取整号。
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6.2单一对象流水线组织设计
6.2.3 确定工作地（设备）数和工序负荷率
各工序工作地数确定后，接着计算各工序的工作地/设备负荷率， 工序工作地/设备负荷率用 表示：
设流水线负荷率为 ，则 ：
式中： m=流水线的工序数。
流水线的负荷率越接近1，流水线的时间损失就愈小，一般要求连 续式流水线的负荷系数达到0.85～1.05，当流水线的工作地/设备负 荷率在0.75～0.85之间时，以组织间断流水线为宜。
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6.2单一对象流水线组织设计
6.2.2 工序同期化
上例中，第一道工序的可能组合方案有两个，分别由作业1、2、5 组成和作业1、2、6组成(图6-4)；计算两方案可能的最小工序/工作地 数：
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6.2单一对象流水线组织设计
6.2.2 工序同期化
当多个节点的可能最小组合工序数相同时，选择组合工序时间较大 的结点进行分枝，上例中两个节点可能最小组合工序数相等，故来自百度文库择(1 、2、6)节点进行分枝。
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6.2单一对象流水线组织设计
6.2.2 工序同期化
③. 确定理论最少工作地数
④ 进行工序组合
作业组合的先后顺序：先组合后续作业最多的作业，若后续作业数
相同时，则先组合时间最大的作业。
表6-4 各作业后续作业数及作业时间
作业内容 后续作业数
作业时间
A
6
2
C
4
3.25
G
3
1.2
B
2
6.1.2 流水线的分类及特点
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表6-1 流水线分类
6
6.1流水生产的基本原理
6.1.3 组织流水生产的条件
流水生产效率高，成本低，以机械设备加工为主的流水线多采用专用 设备和工艺装备，需要投入较大的建设投资，因而固定成本总额较大； 为了确保各工序的设备利用率和人员的工作效率，组织流水线需要细致 的工序同期化，因而组织机械加工流水线必须满足如下的条件。
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6.2单一对象流水线组织设计
6.2.2 工序同期化
例2：电扇装配线每天有效工作时间为420分钟，计划要求每天组装100台电 扇。资料如表6-3所示，要求按工序同期化的要求，进行装配线的重组。
表6-3 电扇装配中的作业时间及紧前作业
作业 时间（分钟）
描述
紧前作业
A
2.0
装配框架
---
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6.2单一对象流水线组织设计
6.2.3 确定工作地（设备）数和工序负荷率
6.2.3 确定工作地/设备数和工序负荷率
经过工序同期化后，接着计算和确定各工序的工作地/设备数 ，计 算公式如下：
式中： =工作地数计算值； =第i道工序的单件时间。
当计算的工作地数不为整数时，一般应取大于或等于计算值的整数：
按生产对象是否移动
固定流水线 移动流水线。
按产品品种的多少
单一对象流水线 多对象流水线
对象转换方式的不同
变流水线 可变流水线 混合流水线
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流水线运行连续程度 连续式流水线 间断式流水线
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6.1流水生产的基本原理
6.1.2 流水线的分类及特点
实现节拍的方式
强制节拍流水线 自由节拍流水线 粗略节拍流水线
6.2单一对象流水线组织设计
6.2.5 选择运输方式及运输装置
6.2.5 选择运输方式及运输装置
流水线可采用的运输模式和运输工具种类很多，主要取决于加工 对象的重量、外形尺寸、流水线类型和实现节拍的方法等。在连续 流水线上，通常采用传送带运输，传送带的长度 和传送速度 可 用下式计算：
传送带的传送速度可按下式计算：
1
E
2
0.5
F
1
1
G
1
1
2020/6/2 H
0
1.4
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6.2单一对象流水线组织设计
6.2.2 工序同期化
根据上述原则和步骤，从第一道工序作业组合开始 ，得到如图6-2组合方案：
工序1
工序2
H
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6.2单一对象流水线组织设计
6.2.2 工序同期化
（2）分支定界法
运用分枝定界法，可确保得到最优工序组合方案。
工序同期化要求确定各工序人员数。
5分钟
9分钟
6分钟
8分钟
9.25分 钟
7.5分钟
工序1
工序2
工序3
工序4
工序5
工序6
2人
3.6人
2.4人
3.2人
3.7人
3人
图6-5 产品工序顺序图
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6.2单一对象流水线组织设计
6.2.2 工序同期化
计算各工序需要人数：
根据计算结果：工序2固定配置3人，工序3固定配置2人，另配置1人60% 的时间用于工序二作业，40%的时间用于工序三的作业；同理工序4固定配 置3人，工序5固定配置3人，另配置1人20%的时间用于工序4，70%的时间 用于工序5，尚有10%的空闲时间。当然，负责两道工序作业的工人必须经 过多岗位操作培训，以适应多岗操作的需要。
6.2.1确定流水线的节拍
流水线的节拍是指流水线上连续出产相邻两件同种制品的时间间隔。组 织设计时，流水线节拍可用下式计算：
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6.2单一对象流水线组织设计
6.2.1 确定流水线节拍
例6-1：某产品流水线，计划日产量为1000件，制度工作时间为每天 16小时，时间损失率为5％，废品率为3％，试求该产品的生产节拍。
式中： =分区单位长度，即相邻两件制品之间的间距。该间距取决于 产品的尺寸和工人操作所需场地大小。
在自由节拍和粗略节拍流水线上，可选择采用辊道式、滑道式、手 推车、搬运小车、吊车等常规的运输装置。
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6.2单一对象流水线组织设计
6.2.6 确定流水线的平面布置
6.2.6 确定流水线的平面布置
工序同期化是指通过技术组织措施，调整流水线各工序的时间，使 其与节拍相等或成整数倍。
提高工序同期化程度，利于提高流水线运行过程的连续程度，减少 设备和人员的等待时间，利于提高劳动生产率和降低生产成本。
工序同期化措施主要有如下几个方面：
改 工T进 装ex设 和t 备 工、 艺 方法
加大切削用 量T、ex减t 少加
工工时
改 作T进 方ex工 法t 人 ，操 减 少辅助时间
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6.2单一对象流水线组织设计
6.2.2 工序同期化
1．工序分解和重组方法
⑴ 启发式方法。启发式法先对产品工艺流程进行分解，把其分解成 一项项小的作业单元，然后按节拍要求、进行工序重组，重组工 序的原则是：
① 组合到一个工序的作业总时间小于或等于节拍； ② 组合到一个工序的各项作业必须符合先后顺序要求； ③ 组合工序数尽可能少
流水线的平面布置应有利于工人操作，使在制品的运输线路中最短，流 水线之间合理的衔接以及有效地利用厂房面积等。
流水线的总体形状，一般有直线形、直角形、开口形、山字形、环形、 蛇形等。
图6-6 流水线整体布置形状
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6.2单一对象流水线组织设计
6.2.6 确定流水线的平面布置
流水线的工作地布置形式可布置成单行或双行,如图6-7,6-8,6-9所示：
例6-2.某产品的装配工作原来有七道工序，工艺流程分解结果如 表5-2，该产品装配流水线节拍为5.2分钟/件，现按工序同期化的要 求对产品装配过程进行分解和重组，计算同期化后的工序时间，工 作地数及设备负荷系数。
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6.2单一对象流水线组织设计
6.2.2 工序同期化
表6-2 工艺过程的工序分解和重组