第四章工业工程生产线平衡

第四章工业工程生产线平衡
第二节 流水生产线平衡设计的方法
三Байду номын сангаас 单品种流水线平衡方法
● 流水线平衡
最少工作地数只是一种理想情况。在生产中，有许多 因素限制着作业元素的分配。一种是工艺顺序的约束，即 作业元素的分解合并必须遵循装配过程的要求，不能任意 插补或颠倒。一种是技术上的约束，即为保证技术要求， 必须防止工序之间的干扰。当然，还有一个基本的约束， 即任何工作地的含量时间不能大于节拍。
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第二节 流水生产线平衡设计的方法 六、 生产线平衡与“一个流”生产
● “一个流”所追求的理念
➢ 尊重人性的生产方式 ➢ 最大限度地适应市场变化（柔性生产作业管理）
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第三节 流水生产线平衡实例分析
一、玩具小车生产线平衡实例 二、 重型汽车总装配流水线平衡设计实例 三、焊接生产线平衡实例
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第三节 流水生产线平衡实例分析
表4-1 J型小车的装配步骤及其时间
作业 时间（秒）
描述
A B C D E F G H I J K 合计
45
安装后轴支架，拧紧4个螺母
11
插入后轴
9
拧紧后轴支架螺栓
50
安装前轴，用手拧紧4个螺母
15
拧紧前轴螺栓
12
安装1#后车轮，拧紧轮轴盖
12
第四章工业工程生产线平衡
第二节 流水生产线平衡设计的方法
一、流水生产线平衡设计应解决的若干基本问题 二、 流水线平衡设计的准备工作 三、 单品种流水线平衡方法 四、 多品种流水生产的平衡设计 五、 生产线平衡的改善原则与方法 六、 生产线平衡与“一个流”生产
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第二节 流水生产线平衡设计的方法 一、 流水生产线平衡设计应解决的若干基本问题
● 确定流水生产线上的基本作业并制定相应的作 业标准
● 确定完成基本作业的先后次序，并绘制基本作 业顺序图
● 确定流水生产线的循环时间(节拍) ● 把基本作业按一定的准则分配到各工位上去
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第二节 流水生产线平衡设计的方法 二、 流水线平衡设计的准备工作
● 进行产品和零件的分类 ● 改进产品和零件的结构，使之适合流水生产 ● 审查和修改工艺规程 ● 收集整理设计工作所需要的资料
● 实施时可遵循以下方法。
➢ 首先应考虑对瓶颈工序进行作业改善 ➢ 将瓶颈工序的作业内容分担给其他工序 ➢ 适当增加各作业人员 ➢ 合并相关工序，重新排布生产工序 ➢ 分解作业时间较短的工序，把该工序安排到其
他工序中去
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第二节 流水生产线平衡设计的方法 六、 生产线平衡与“一个流”生产
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第三节 流水生产线平衡实例分析
一、玩具小车生产线平衡实例
某J型玩具小车要在一个传送带上组装，每天需生 产500辆。每天的生产时间为420分。表4-3列出了J型小 车的装配步骤及其定额时间，请根据节拍和作业次序的 限制，求使工作站数量最少的生产线平衡方式。
1. 绘制装配生产线的流程图 图4-4给出了表4-1中的次序关系（表示作 业次序关系，箭头长度无实际意义）。
混合流水线节拍的确定 ● 混合流水线的生产组织方式是，在同一时间内
多种产品混合编组在一条流水线上进行生产。 ● 它具有如下的特点：
➢ 按固定的混合产品组组织生产 ➢ 产品组在各工作地的作业含量时间与流水线节拍 应相等或成倍比关系 ➢ 生产中转换品种时，不需要对设备或工艺装备重 新调整
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混合流水线节拍的确定 ● 产品组产量N组与产品组的构成及各产品的计
划产量有关。它需分别对下面不同情况来加以 确定：
➢固定于流水线上生产的产品产量相等。
➢流水线上生产的若干种产品的计划期产量成 较小的整数比(如1:2:3 或2:3:4等)。
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第二节 流水生产线平衡设计的方法 四、 多品种流水生产的平衡设计
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第一节 流水生产线概述
二、 生产线平衡的概念及意义
● 平衡生产线的意义
通过平衡生产线可以达到以下几个目的： ⑴ 提高作业人员及设备工装的工作效率。 ⑵ 减少单件产品的工时消耗，降低成本（等同提高人均 产量）。 ⑶ 减少工序在制品，真正实现“一个流”。 ⑷ 在平衡的生产线基础上实现单元生产，提高生产应变 能力，对应市场变化实现柔性生产系统。 ⑸ 通过平衡生产线可以综合应用程序分析、动作分析、 布置分析，搬动分析、时间分析等工业工程方法，提高 全员综合素质。
● 多品种流水生产的基本形式
➢ 一种是可变流水线，又称转换流水线。它的基 本特征是，在一条流水线上轮番生产几种产品。 ➢ 另一种是混合流水线。是指在同一时间内，在 同一条流水线上按固定顺序混合地生产多种品种产 品。
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第二节 流水生产线平衡设计的方法 四、 多品种流水生产的平衡设计
➢ 产量要足够大，单位产品的劳动量也比较大 ➢ 制造的工艺过程能划分成简单的工序，又能根据工序
同期化的要求把某些工序适当的合并和分解，使各工 序的作业时间基本相等或成整数倍 ➢ 产品结构和制造工艺相对稳定 ➢ 必要的厂房条件
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第一节 流水生产线概述
一、 流水生产的基本概念
● 流水生产线的分类
第四章工业工程生产线 平衡
2020/11/28
第四章工业工程生产线平衡
第一节 流水生产线概述
一、流水生产的基本概念 二、生产线平衡的概念及意义
第四章工业工程生产线平衡
第一节 流水生产线概述 一、 流水生产的基本概念
● 流水生产的原理
➢ 流水生产是在“分工”和“作业标准化”的原理 上发
展起来的 ➢ 流水生产方式的诞生 ➢ 必须依赖加工技术的支撑 ➢ 流水生产方式的基础是流水生产线
● 多品种流水线主生产节拍的确定
➢ 可变流水线节拍的确定 ➢ 混合流水线节拍的确定
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第二节 流水生产线平衡设计的方法 四、 多品种流水生产的平衡设计
可变流水线节拍的确定 ● 代表产品换算法
就是在生产的产品中，选择一种产量大、劳动量 大、工艺过程比较复杂的产品作为代表产品，然后将 其它产品按劳动量比例关系换算成代表产品的产量， 按换算后的代表产品的总产量计算每种产品的节拍。
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第二节 流水生产线平衡设计的方法 三、 单品种流水线平衡方法
● 流水线平衡的评价与再平衡
用下面的公式计算流水线负荷率，以评价流水线平衡 后的效率：
式中 E ── 流水线负荷率 S ── 采取平衡措施后的流水线工作地数。
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第二节 流水生产线平衡设计的方法 四、 多品种流水生产的平衡设计
安装2#后车轮，拧紧轮轴盖
12
安装1#前车轮，拧紧轮轴盖
12
安装2#前车轮，拧紧轮轴盖
8
安装前轴上的车把手，拧紧螺栓和螺钉
9
上紧全部螺栓和螺钉
195
必须提前的作业
— A B — D C C E E F，G，H，I
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第三节 流水生产线平衡实例分析
F
B
C
A
G
D
E
H
J
K
I 图4-4 J型小车的流程图
● 确定流水生产的节拍
若按批运输时，则流水线节拍为
式中 Q——运输批量。
(4-9)
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第二节 流水生产线平衡设计的方法 三、 单品种流水线平衡方法
● 计算最少工作地数
在给定了节拍时间后，最少工作地数应为： (4-10)
式中的[ ]符号表示大于或等于W/C的最小整数。 流水线的最少工作地数可以作为衡量流水线利用程 度的一个标准，用来检查工作地任务分工组织的合 理性。
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第二节 流水生产线平衡设计的方法 四、 多品种流水生产的平衡设计
混合流水生产的平准化 ● 生产平准化具有如下的特点：
➢ 同一条流水线上有多种产品在同一时间内循环 变换生产
➢ 为达到均衡生产，应减少批量，增加批次 ➢ 合理选择各种品种的投产顺序
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第二节 流水生产线平衡设计的方法 五、 生产线平衡的改善原则与方法
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第二节 流水生产线平衡设计的方法 四、 多品种流水生产的平衡设计
可变流水线节拍的确定 ● 劳动量比例分配法
此法是将计划期有效工作时间按各种产品 的劳动量比例进行分配，然后根据产品分得的 有效工作时间和产量计算生产节拍。
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第二节 流水生产线平衡设计的方法 四、 多品种流水生产的平衡设计
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第三节 流水生产线平衡实例分析
2. 计算节拍
3. 工作站最小值（理论上）
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第三节 流水生产线平衡实例分析
4. 选择作业分配规则
于是，应在工艺与技术的约束下，按流水线的节拍要 求，为每个工作地分配作业任务，使它们的负荷尽可能地 充分而均衡，这就是流水线平衡。
装配流水线平衡的方法很多，这里介绍一种简便而又 能取得满意效果的方法——阶位法。
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第二节 流水生产线平衡设计的方法 阶位法的工作步骤如下
① 作图表示装配工艺过程中各作业元素的先后关系，并 标明每项作业元素的时间。 ② 从作业元素先后关系图找出每项作业元素的后续作业 元素，计算它们的时间总和，即每项作业元素的阶位值。 ③ 按阶位值的大小，由大到小，将作业元素排队，制成 作业元素阶位表。 ④ 从阶位值最高的作业元素开始，向工作地分配作业要 素。每分配一项作业元素，计算一次在节拍时间内的剩 余时间。若剩余时间足够安排另一项作业元素，从阶位 表中找出阶位值次高的作业元素分给该工作地。若剩余 时间不够安排其它作业元素，就向下一个工作地分配， 直到全部作业要素都被安排入工作地为止。
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第二节 流水生产线平衡设计的方法 三、 单品种流水线平衡方法
● 确定流水生产的节拍
当流水线的运输批量等于1的情况下，节拍按下式计算： (4-8)
式中 C——流水线节拍； Fe——计划期有效工作时间； N——计划期应完成的产量。
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第二节 流水生产线平衡设计的方法 三、 单品种流水线平衡方法
第二节 流水生产线平衡设计的方法 四、 多品种流水生产的平衡设计
混合流水线节拍的确定
● 混合流水线的节拍是按产品组计算的。其计算 公式为：
式中
（4-14） ----混合流水线的平均节拍； ----计划期内产品组的产量。
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第二节 流水生产线平衡设计的方法 四、 多品种流水生产的平衡设计
第四章工业工程生产线平衡
第一节 流水生产线概述 一、 流水生产的基本概念 ● 流水生产的特点
➢ 工作的专业化程度高 ➢ 生产按节拍进行 ➢ 工艺过程是封闭的 ➢ 生产对象在工序间作单向移动 ➢ 工作地之间有传送装置连结
第四章工业工程生产线平衡
第一节 流水生产线概述 一、 流水生产的基本概念
● 组织流水生产的必要条件
➢单人单产品式 ➢单产品固定式 ➢多产品固定式 ➢自由流水式 ➢连续传动流水式 ➢ 间歇传动流水式 ➢分组式
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第一节 流水生产线概述 二、 生产线平衡的概念及意义
● 生产线平衡的概念 生产线平衡就是对生产的全部工序进行均衡化，调整
作业负荷，以使各作业时间尽可能相近的技术手段与方法。 它是生产流程设计及作业标准化中最重要的方法。生产线 平衡的目的是通过平衡生产线使现场更加容易理解“一个 流”的必要性及生产作业控制的方法。
一般，流水线负荷率在75%以上即可认为满 意。若达不到这个比率，则需设法改进，重新对 流水线进行平衡。用同样办法，也可计算每工作 站的负荷率，通过工作站负荷率可检查负荷分配 的均衡性。若负荷分布不均衡，也需重新调整作 业元素的分配，即使总的负荷率略有降低，也是 值得的，因为这有利于今后产量的提高，也有利 于员工积极性的调动。
多品种流水生产线的平衡 ● 包括三项工作：
➢ 编制综合的作业元素顺序图
➢ 选择平衡工作地作业量的时间周期
➢ 计算作业元素在平衡周期内的作业时间
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第二节 流水生产线平衡设计的方法 四、 多品种流水生产的平衡设计
混合流水生产的平准化
做好流水线平衡是混合流水线设计的一个步骤。 要在生产中真正实现均衡化，还需做好产品混合生产 的计划和组织工作。应合理搭配产品品种，不但保证 生产按节拍，不间断地进行，达到产量均衡，而且还 必须保证工时和品种的均衡。这样的一种组织生产的 方法称为生产的平准化。