流水线设计例子讲解
流水线设计的思想介绍与设计实例
流水线设计的思想介绍与设计实例
流水线设计
流水线概述
如下图为工厂流水线，工厂流水线就是将一个工作（比如生产一个产品）分成多个细分工作，在生产流水线上由多个不同的人分步完成。
这个待完成的产品在流水线上一级一级往下传递。
图片来自网络
比如完成一个产品，需要8道工序，每道工序需要10s，那么流水线启动后，不间断工作的话，第一个产品虽然要80s才完成，但是接下来每10s就能产出一个产品。
使得速度大大提高。
当然这也增加了人员等资源的付出。
对于电路的流水线设计思想与上述思想异曲同工，也是以付出增加资源消耗为代价，去提高电路运算速度。
流水线设计实例
这里以一个简单的8位无符号数全加器的设计为实例来进行讲解，实现
assign {c_out,data_out [7:0]} = a[7:0] + b[7:0] +c_in
c_out 为进位位。
（源码链接：https://pan.baidu/s/1-imO5A51dJ_pfWpRfOYcHg 提取码：dx0k ）
如果有数字电路常识的人都知道，利用一块组合逻辑电路去做8位的加法，其速度肯定比做2位的加法慢。
因此这里可以采用4级流水线设计，每一级只做两位的加法操作，当流水线一启动后，除第一个加法运算之外，后面每经过一个2位加法器的延时，就会得到一个结果。
整体结构如下，每一级通过in_valid,o_valid信号交互，分别代表每一级的输入输出有效信号。
工程设备流水线设计方案
工程设备流水线设计方案一、前言随着科技的不断发展和工业生产的提高，工程设备流水线的应用越来越广泛。
流水线可以有效提高生产效率和降低生产成本，因此在各种工业领域得到了广泛的应用。
本文将针对工程设备流水线的设计方案进行详细的介绍和分析。
二、流水线设计的重要性1. 提高生产效率：流水线可以实现生产自动化，减少人工操作，提高生产效率。
2. 降低生产成本：流水线可以降低生产过程中的能耗和材料损耗，实现生产成本的降低。
3. 优化生产流程：通过流水线的设计，可以优化生产流程，减少生产浪费，提高生产质量。
因此，流水线的设计对于提高生产效率、降低生产成本和优化生产流程具有重要的意义。
三、工程设备流水线设计方案1. 设备选型首先需要根据生产需求和产品特性，选择合适的设备进行流水线的设计。
设备选型应考虑到设备的生产能力、适用范围、稳定性、易维护性等因素。
例如，对于生产装配线，需要选择高性能的机械手臂和传动设备；对于生产包装线，需要选择高速包装机和自动封箱机等设备。
2. 设备布局设备布局是流水线设计的重要环节。
合理的设备布局可以确保生产流程的顺畅进行，减少设备之间的交叉影响，提高生产效率。
设备布局应考虑设备之间的连线、通道宽度、作业空间、设备维修等因素。
通过合理的设备布局，可以实现生产过程的自动化、高效化。
3. 输送方式流水线的输送方式包括链式输送、辊道输送、皮带输送、气浮输送等多种方式。
输送方式的选择应根据产品特性、生产速度、生产场地等因素进行综合考虑。
例如，对于重型产品的生产线，可以选择链式输送方式；对于高速生产线，可以选择辊道输送方式。
通过合理的输送方式的选择，可以保证产品的顺畅流动，提高生产效率。
4. 安全设施在流水线设计中，安全设施是不可忽视的重要环节。
流水线设计应该设置应急停车系统、防护罩、警示标识等安全设施，确保生产过程中人员和设备的安全。
5. 自动化控制流水线的自动化控制是提高生产效率的关键。
通过PLC控制系统、传感器检测系统、计量系统等自动化控制设备，可以实现生产过程的智能化管理，提高生产效率。
生产流水线设计范文
生产流水线设计范文一、引言生产流水线是一种高效率的生产方式，通过将生产过程分解成不同的环节，并由不同工人负责各自环节的操作，从而实现高速连续生产。
本文将就生产流水线的设计进行详细说明，包括流水线布局、工位数量与配置、工人与设备的安排等方面。
二、流水线布局1.布局类型2.工位分布根据产品的加工过程和工序的先后顺序，确定各个工位的位置和数量。
合理的工位分布可以减少物料和工人的移动距离，从而提高生产效率。
三、工位数量与配置1.工位数量确定生产流水线的工位数量需要考虑到生产需求和生产节拍。
根据产品的加工时间、生产周期和目标产量确定每个工位的工作内容和工作时长。
2.工位配置根据产品的加工流程确定各个工位之间的排列顺序。
相邻工位之间的匹配需要考虑到生产过程中物料的流转和工序之间的协调性。
四、工人与设备的安排1.工人数量与技能根据生产流水线的设计，确定所需的工人数量和技能水平。
根据各个工位的工作内容和难易程度，确定不同工人在不同工位的分配比例。
2.设备选择与安装根据生产流水线的要求，选择合适的设备。
设备的性能和质量对整个流水线的效率和稳定性有重要影响。
严格按照设备的安装要求进行安装和调试。
五、生产效率的提高与控制1.定时维护与保养定期对设备进行维护和保养，确保设备的正常运转。
定期更换磨损严重的零部件，避免设备故障对生产造成影响。
2.生产过程的监督与管理建立严格的生产管理制度，监督生产过程中各个环节的运行情况。
对生产情况进行及时记录和分析，及时发现问题并采取措施进行调整和优化。
六、风险与安全措施在设计生产流水线的过程中，需要考虑到生产过程中可能出现的风险和安全隐患，并采取相应的安全措施，确保工作人员的身体健康和生产环境的安全。
七、总结本文介绍了生产流水线的设计要点，包括流水线布局、工位数量与配置、工人与设备的安排等方面。
通过合理的设计和管理，生产流水线可以提高生产效率，降低生产成本，提高产品质量。
同时，需要注意安全风险和工人健康的保障，确保生产过程的可持续发展。
A21模块化生产流水线设计
A21模块化生产流水线设计
各种流水线的设计均包括确定流水线节拍、人员数、工位数、设备种类及数量、流水线平面布置图等。
一确定流水线的节拍
流水线的节拍就是连续生产前后两件产品的时间间隔。
节拍是流水线最重要的工作参数，它表明了流水线生产速度的快慢。
为男衬衫生产工序分析图，共分为60 道工序，每道工序的标准作业时间在图上已经标出，男衬衫的平均流水线节拍：r = 20.05 s。
二所需人数及工位数
领子模块所需人数为13.07 人，需安排13 个工位。
袖子模块所需人数为11.97 人，需安排12 个工位。
同理组合模块所需人数为13.19 人，需安排13 个工位。
大身模块所需人数为11.89 人，需安排12 个工位。
整烫包装模块所需人数为7.53 人，需安排8 个工位。
三流水线平面布置图
网络定制男衬衫模块化生产流水线平面图采用综合式布局。
目的是为了适应多品种、小批量生产，满足网络定制
服装的快速变化需求。
此种布置按作业模块及流程将机器设备进行组合排列，所有模块都以烫台为中心，按左循环方式配置机器设备。
当男衬衫款式变化时，流水线只是局部模块的个别工序的变化，生产流水线的整体不需要进行大的改变，能非常好的适应服装产品变化的需要。
网络定制男衬衫模块化生产流水线的设计可以帮助服装企业规模化生产的同时，进行差异化生产。
同一批产品之间在细节上的差别，就能展现出不同的服装风格，帮助服装生产企业进行产品的差异化生产。
同时也可以帮助传统服装生产企业尽快适应网络经济时代的快速反应。
学习生活中的流水线例子
学习生活中的流水线例子[案例1]某机床公司的成组生产单元实例某机床公司生产多种系列工业用机床，公司用1050台机床加工大约70000种零件。
为了使生产适应精确的短期顶测，公司正在建立一个单元生产系统。
通过将前置时间从最长18个月降到平均6个月，减少库存和在制品，改进生产方法，使适应批量更小的经济生产的机床得到更充分地利用，企图使这个生产系统柔性更好，以符合市场需求。
公司决定做的第一件工作就是在划分零件族之前对一个厂的40000个零件进行编码。
根据公司制定的分类编码系统，将事先制成缩微胶片的零件图进行了分类编码，然后将每个零件的描述数据，连同它在预测生产纲领中的年需要量一起输入计算机，由计算机打印出顺序排列的可供初步划分零件族的资料。
根据产品知识，某些零件（如床身、床头箱、上滑板等）很容易按照它们的功能名称分族；而另一些零件（如齿轮），则是根据它们所需的特殊加工方法（如切齿）归入一类；其余零件是根据其形状和尺寸分类的。
这样，总共分成50个零件族。
这个分析的结果之一，就是突出地发现了多年积累下来的零件设计的大量不必要的多样化。
挡圈类零件直径l至2英寸，长度小于1英寸的有896种；衬套类零件直径和长度在1至2英寸之间的有289种；螺钉长度在1英寸或以下的有347种；盖板类零件10英寸见方1英寸厚或以下的有74种，这些盖板每种都要求不同的木模和钻模。
于是，公司进行了零件标准化的工作。
建立了推荐的尺寸和公差，设计了标准的钻模、夹具和刀具装置。
据估计，使零件多样化减少25%，就可以使通过生产单元的零件批数减少，批量增大，从而增加生产10%。
例如，有15种盖板可以立即用5种代替，这五种盖板只需用5个木模和4个钻模。
接下来，公司制定了一个计算机程序利用现有生产数据来分析各个初步划分的零件族中每个零件的工艺流程，打印出矩阵表，表示出每个零件的工艺流程、所用机床以及每台机床的年负荷量。
打印出来的资料表明：公司多年来设计了大量多种多样的工艺过程。
流水线设计——精选推荐
目的：女装产业是杭州市纺织服装工业的重要组成部分，2003年围绕打造“中国女装之都”的战略目标，在总量规模、经济运行质量、影响力等方面再上台阶，整个产业快速发展。
全市有服装企业2122个，总资产82亿元，从业人员12万人，职业或半职业的服装设计师6000余人。
其中民营服装生产企业2000个，年销售规模超过100亿元。
全年女装产业完成工业总产值149亿元，比上年增长22%；产品销售收入139亿元，增长26.3%；出口交货值92亿元，增长28.2%。
利税总额10.5亿元，增长33.9%；实现利润6亿元，增长26.9%。
其中规模以上企业291个，完成工业总产值98亿元，产品销售收入94亿元，利税总额8亿元，其中利润5亿元，分别增长24.9%、27.9%、33.3%和36.9%。
杭州女装产业影响力扩大。
据中国服装协会统计，2003年全国30个服装产业集聚地中，杭州服装企业个数居第9位、服装销售总量列第11位，杭州与大连、青岛、北京、上海、宁波、温州、石狮、广州、东莞、深圳等城市形成了中国服装业的黄金线。
杭州女装在业内被称为杭派女装，与京派、粤派、汉派、沪派服装齐名，“中国女装看杭州”的口号已具有一定影响。
从省内看，浙江服装业杭、甬、温三足鼎立，服装销售额均超过100亿元，宁波、温州以男装为主，杭州以女装见长。
女装的特点就是少批量多品种，大批量生产的服装有点是成本低而缺点是服装大小是按照标准的尺寸去做的，而每一个人的身材都是不尽相同的，大部分人穿大规模生产的服装都不是十分合适，世界上每个女孩子都希望自己穿的衣服和身体最合体，同时希望自己穿的衣服是独一无二的，可是按照以前的个人裁缝的做法成本太高，而且质量没有办法保证，这就要求我们服装厂能够个性的为顾客解决服装问题，一般的服装厂大批量生产某些产品比较容易，可是个性化生产服装会面临很多问题，第一个就是设备利用率，不同的服装面料需要不同的生产工艺，一般制衣设备都是在一个固定的位置，操作者也是做固定的工序，当工序经常改变时，操作工会无所适从。
流水线的形式与设计介绍课件
率和管理水平。
环形流水线
环形流水线是一种闭合的流水线形式。
它由多个工作站按环形布置组成，物料或工件在 一个闭环路径上连续流动。
环形流水线适合于需要循环加工的工序和大型生 产系统。
03
流水线的设计要素
工艺流程选择
确定产品加工顺序
根据产品类型和生产需求，选择 合适的工艺流程，明确生产加工 的顺序及各工序之间的衔接方式
流水线的形式与设计 介绍课件
目 录
• 流水线的基本概念 • 流水线的形式 • 流水线的设计要素 • 流水线的应用场景与案例 • 流水线的优化与改进建议 • 总结与展望
01
流水线的基本概念
定义与分类
定义
流水线是一种将生产过程划分为多个连续的阶段，每个阶段都负责完成特定的任务或操作，从而形成 一条生产线。
流水线生产可以实现大规模、 批量生产，从而降低单位产品 的生产成本。
质量保证
流水线生产过程中，每个环节 都有严格的质量控制，有助于 确保产品质量。
灵活响应市场需求
通过调整流水线的配置和参数 ，企业能够灵活响应市场需求
的变化。
未来流水线的发展趋势与挑战
智能化 柔性化 绿色环保 应对供应链风险
随着工业4.0和物联网技术的发展，未来流水线将更加智能化， 实现实时监控、数据分析和自适应优化。
优化生产计划与调度
制定合理的生产计划
根据市场需求、产能和资源状况制定合理的生产计划。
优化排产顺序
根据产品特性和关键资源需求，优化排产顺序，提高生产效率。
实时监控与调整
对生产过程进行实时监控，及时调整计划和调度，确保生产顺利 进行。
采用先进生产管理方法与技术
引入精益生产理念
月饼制作流水线分析设计
1 流水线背景图 2 月饼制作流程图 3 原始流水线 4 5W1H分析 5 改善后流水线
目录
背景介绍
月饼制作流程图
• 本车间月饼制作过程采用传统的粗 略节拍流水线，各工序的加工时间 与节拍相差很大，为充分地利用人 力、物力，只要求流水线每经过一 个合理的时间间隔，生产等量的制 品，而每道工序并不按节拍进行生 产。
减少等待时间
加工 团面、捏合、称重三道工序是否可以合并
搬运
团馅、团面是否可以更换顺序以减少搬运距 离
检查 是否能提高工人技术减少称重次数
储存
是否可以增加散热器以减少晾晒时间，缩短 储存时间
改善方案
• 通过研究分析： 1、改变了工厂的布局； 2、改变流水线的形状为U型，增加一条流水
线； 3、合并了捏合、称重两道工序； 4、增加一台烤箱，以减少等待时间。
改善后流水线各工序时间（车）
• 进行工序的改进之后，再分析工序3、4、5、6、7、8、9 的节拍。
• 一条流水线的计划日产量为10车，一班制工作，每班10小 时，计划废品率为3%，时间有效利用系数为90%。
• 1、流水线的节拍为： r=FK/N=10*60*90%/[10/(1-3%)]=52.38（mi水线的负荷系数： • K3=S3/Se3=0.095 • K4=S4/Se4=0.478 • K5=S5/Se5=0.351 • K6=S6/Se6=0.153 • K7=S7/Se7=0.086 • K8=S8/Se8=0.057 • 则整个流水线的负荷系数为：
8流水线的设计
环型：
s型：
U型：
●
5. 流水线的平面布置
工作站排列：单排列、双排列
1 2 3 4
1
3
5
7
2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
4
6
8
练习
某复印机装配流水线的各项 作业如下表 作业 工厂规定每天的工作时间为 a 480分钟，每天的产量40台。b 试求 c （1）作业顺序图 d e （2）流水线节拍 f （3）最少工作站数 g （4）进行流水线平衡 （5）流水线的总负荷率 h i 和闲置率
LOGO
企业管理
第8讲
3.2 生产/服务设施选址与布置
一 设施选址 二 设施布置 三 布置的设计 四 流水线的设计
四、流水线设计
1. 流水生产的发展过程 现代流水生产起源于1914年—1920年的福特制。 在科学组织生产的前提下谋求高效率和低成本。因而实施 产品、零件的标准化、设备和工具的专用化以及工场的专 业化。惟一最佳的“单一产品原则” 创造了流水线的生产方法，建立了传送带式的流水生产线。 内容和形式上的变化 内容上：产品的装配、零件的机械加工、锻压、铸造、热 处理、电镀、焊接、油漆以及包装等。 形式上：单一产品流水线----可变流水线----混合流水线-----半自动化线----自动化线
（6）计算流水线传送带的速度和长度
传送带运行速度 v＝c/r （米/分钟） c——制品间隔距离 r——流水线节拍 流水线传送带长度
L Bi x
m——流水线工序数 B——工序间隔距离 x——传达带两端附加量
i 1
m
例：单一品种流水线的设计
（1）绘出作业顺序图 （2）假设每天工作8小时， 每月工作20天，计算月产 量为8000台的流水线节拍 （3）最少工作站数 （4）进行流水线平衡 （5）计算流水线总负荷率
流水线设计例子
，因此决定采用方案2-2。
5
方案3-1组合（③，⑧),
6
10
7
5 9
Te31 5 3 8
1
5
5
Sk31 3 46 10 8 8/10 5
2
3
11
方案3-2组合（⑦），
6
3
5
8
8
10
Te32 6
4
Sk32 3 46 10 8 6/10 6
Si ti R
各工序设备负荷系数计算公式为：
Ki Si Sei
总设备负荷系数计算公式为：
K Si Sei 4.6/ 5 0.92
I
II
III
设备数Si
1
0.7
1
实际设备数Sei
1
1
1
IV
V
1
0.9
1
1
设备利用率
1
0.7
1
1
0.9
2020/3/2
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4．安排合适员工人数
在流水生产线上安排员工时主要考虑以下几方面 因素：每个岗位工作时同时所需要人数、工作班次、 检验人员数、管理人员和辅助人员数，整条流水生 产线的员工人数是所有岗位员工人数之和。
2020/3/2
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6．流水生产线的平面布置
流水生产线的平面布置应当有利于员工操作，制品运输路线 最短，生产空间充分利用。同时，要考虑流水生产线之间的相互 衔接，从而使所有流水生产线的布置符合产品生产过程的流程。
2020/3/2
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• 练习
– 一装配线计划每小时装配50件产品，每小时用于生 产的时间是53分钟。
生产流水线设计方案
生产流水线设计方案1. 引言生产流水线是一种高效的生产工艺，它可以将一个复杂的制造过程分解为多个简单的工序，并通过流水线的传送带使得产品在各个工序之间连续流动，从而大大提高生产效率和产品质量。
本文将介绍一个生产流水线的设计方案，包括流程规划、设备选择、工序安排等内容。
2. 流程规划在设计生产流水线之前，我们首先需要对生产过程进行流程规划。
这包括确定产品的生产步骤、每个工序的工作内容和先后顺序等。
2.1 产品生产步骤我们以汽车生产为例，假设汽车的生产步骤包括：车身焊接、油漆喷涂、总装等。
2.2 工序工作内容在每个工序中，我们需要确定具体的工作内容，以便后续进行设备选择和工序安排。
例如，在车身焊接工序中，需要确定焊接接缝的位置、焊接方法等。
2.3 工序先后顺序确定各个工序之间的先后顺序是非常重要的，以确保整个生产过程的顺畅进行。
例如，在汽车生产中，车身焊接应该在油漆喷涂之前进行，以避免焊接对油漆的影响。
3. 设备选择在生产流水线中，设备的选择对整个生产过程的效率和质量有着重要的影响。
在选择设备时，我们需要考虑以下几个方面：3.1 自动化程度自动化程度高的设备可以减少人工操作，提高生产效率，并减少人为错误的发生。
在汽车生产的例子中，可以选择自动化的焊接机器人来代替人工焊接。
3.2 设备的稳定性和可靠性稳定性和可靠性是设备选择的重要考虑因素。
不稳定的设备容易导致生产出现中断，而不可靠的设备可能需要大量的维修和维护，增加生产成本。
因此，在选择设备时，我们需要对设备的质量和性能进行充分的评估。
3.3 设备的适用性设备的适用性是指设备是否能够满足具体的生产需求。
在选择设备时，我们需要考虑生产的规模、产品的特点以及工艺的要求等因素。
4. 工序安排在确定了流程规划和设备选择之后，我们需要对各个工序进行合理的安排，以便实现高效的生产。
4.1 平衡生产速度在生产流水线中，不同工序的处理速度可能存在差异。
为了避免生产过程中的积压或拖延，我们需要对生产速度进行平衡。
流水线参考1
• 流程的“节拍”（Cycle time）
• 是指连续完成相同的两个产品（或两次服 务，或两批产品）之间的间隔时间。换句 话说，即指完成一个产品所需的平均时间 。
• 节拍通常只是用于定义
• 一个流程中某一具体工序或环节的单位产 出时间。如果产品必须是成批制作的，则 节拍指两批产品之间的间隔时间。在流程 设计中，如果预先给定了一个流程每天（ 或其它单位时间段）必须的产出，首先需 要考虑的是流程的节拍。
体目标来定量，另外还要根据员工的生产 能力进行定量。因此定量为500件，生产14 天。
名单上找出做这些工序的人员名字和数量。 • 先估算出员工做这些关键工序的产量，并使这些
工序的产量达到平衡，然后以这个产量为基础， 对其他各个工序的产量进行计算和预估。
• 例如：开袋人员有2人，每日可开袋200件 ；绱拉链人员有1人，每日可绱250件；套 里人员有2个，每日可套180件，此时可把 产量定为200件，让绱拉链的人员兼做套里 ，从而使几个关键工序的产量达到平衡。
• 5.作业员的多能工化 • 具有操作多制程作业能力的作业员,称为多能工
.在流线化生产上,作业员的 “多能工”化是极为 重要的.只有这样才能达到少人化的境界. • 6.边走边做的走动作业 • SPS的作业方法是,作业员的姿态必须符合一人 多制程的作业方式的要求,即一面走动一面进行加 工的 “走动作业”而不是站在原地不动.所以管理 者必须有充分的认识.并能对员作耐心的解释,使其 了解走动作业的目的,而且,全公司都要有一致的认 识,否则是不宜成功的.
• 7.机器设备的小型化
• 机器设备要选择速度不快.但品质很稳定,故障 率也底才是好的设备.
• 8.生产线布置的U行化
• 为了避免直线式排列的空手走回的动作浪费,就 必须把投入点和取出点尽可能的靠近,这就叫 “IO”一致的原则,为了达到这个原则,将生产线的 布置排成U行.所以,也称U行生产线.
生产与运作管理-第九章 流水线设计
机械化程度
自动线
机械化流水线
图1 流水线的9 类型
手工流水线
9.1 基本概念
三、流水线涉及的相关概念 1、工序
工序（process）是指一个工人或一组工人在同一工作地上对同 一劳动对象进行加工的生产环节。 ➢ 工序是组成生产过程的最小单元。若干个工序组成工艺阶段。 ➢ 同一工序的操作者、工作地和劳动对象是固定不变的，如果有一 个要素发生变化，就构成另一道新工序。
39
9.2 流水线设计
2、可变流水线的组织设计 可变流水线的组织设计与单一对象流水线的程序基本相同，只
是节拍的计算要做一些改变。 节拍的计算
可变流水线节拍应分别按每种制品计算。设某种可变流水线加 工A、B、C三种零件，其计划年产量分别为QA、QB、QC；流水线 上加工各零件的单件时间定额为TA、TB、TC。有两种方法计算节拍：
6
9.1 基本概念
按生产对象品种数目的多少，分为单品种流水线和多品种 流水线
单品种流水线：又称不变流水线，是指流水线上只固定生产 一种制品。
多品种流水线：生产两种或两种以上制品。
按制品的轮换方式
将生产作业方式大致相同 的特定几个品种在流水线
上混合、连续地生产
可变流水线
混合流水线 可变流水线：
分批轮换地制造固定在 流水线上的几个品种
13
9.1 基本概念
四、组织流水线生产的必要条件 1、产品结构和工艺相对稳定； 2、制品加工的各工序能细分或合并，各工序的时间定额应 与流水生产线节拍相等或成倍数关系。 3、制品产量足够大，以保证流水生产线各工作地有充分的 负荷。
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五、流水线的经济效益和缺点
(1)流水线的经济效益
1）.具有交高的经济效益 2）.缩短生产周期，加速资金流动周转 3）.减少在制品量，降低了生产成本 4）.保证和提高了加工质量 5）.便于生产管理
4-流水线设计模型
一、
问题提出
某缝纫机厂要设计一条生产流 水线，流水线有两条直道和两 条半圆形的弯道构成（见左 图），流水线上等距地安装随 传送带运动的工作台，在工作 台上安放工件，在流水作业中 完成生产过程。现在的问题是： 如何设计弯道和如何布置工作 台，使得工件在流水线上运动 时不发生碰撞。
二、问题化简和假设
（1）碰撞的位置分析： 满足H2的所有两工件发生碰撞时的情形：共有7种可能 (a-f)见下图，但是(c-f)都是不可能发生的
上面是满足H2的所有两工件发生碰撞时的情形。但有后面 分析，(c)-(f)都是不可能发生的
对情形(c),取弯道中心为原点，设接触时弯 道中心与进入弯道工件中心C1的连线SC1和弯 道中心与弯道入口E的连线SE的夹角为 ,容 易得到该工件左上角D的坐标为 x D a cos (r b) sin (2) y D a sin (r b) cos 若发生碰撞，应有
)
综合各种情形建立模型
综合前面的讨论，不碰撞条件是下述各式同时满足
l L1 ( r )
2 2 L2 ( r ), b r a b l L4 ( r ) 2 2 L ( r ), r a b 1 2 2 L3 ( r ), b r ( a b ) / 2b l 2 2 a r , r ( a b ) / 2b 不难证明 a r L1 ( r )
工件的形状可能比较复杂，但从流水线上方俯视，它总是位于以工 作台中心为中心的一个矩形之内。我们假设如下。
H1: 工件的俯视图是长2a、宽2b的矩形，在流水线的直道上，矩形工件 的边分别平行或垂直于流水线。 H2: 工件中心进入弯道后工件绕弯道作刚体运动，运动时，工件上每一 点和弯道中心的距离保持不变。如上图，r表示弯道半径， l 表示两相 邻工作台中心的距离。问题化为：已知a, b，如何选取r和l，使工件 在流水线上运动时不会碰撞。 显然应该有l>2a,若r<b,必然发生碰撞，因此有。 H3: l >2a, r>b
流水线的组织及其平面布局讲义(PPT59张)
（5）按照“设计程序”要求，给出工作地作业分配表；
工作地作业分配表
工作地 1
剩余时间 （分钟） 够资格分 配的作业 适合分配 的作业 作业分配 （时间） 闲置时间 （分钟）
2
3 4
1.2 1.0 0.2 0 1.2 0.6 0.3 1.2 0.2 1.2 0.8 0.5
a ，c c ，b b ，d e ，d e ，d e f f g g h
该作业的最小可能节拍为
1.0（分/件），按此节拍
8小时产量可达到480件，
超过了所需400件的产量要
求。因此生产该产品可行。
（2）依据作业表，画出作业顺序图：
a c
b d
e f g h
（3）计算生产节拍：R=F/N=8×60/400=1.2（分/件） （4）计算最少所需工作地数量： a、作业总时间：0.2+0.2+0.8+0.6+0.3+1.0+0.4 +0.3= 3.8（分） b、工作地数量：3.8/1.2=3.17=（取整数）= 4（个）
F F e 0 r N N 1) 0 /(
流水线节拍的计算
• 例1 某产品计划产量3000件，计划期工作时间为4周， 每周工作5天，采用两班制，每班工作8小时，时间利用 系数为0.95，废品率为3%，试计算流水线节拍。 • 解：
F F 5 4 8 2 0 . 9 5 6 0 e 0 r 5 . 9 (/ 分 件 N N / ( 1 ) 3 0 0 0 / ( 1 3 % ) 0
5）计算工作地的时间损失系数εL。 S×r－∑ti ε L= ———— ×100% S×r 工作地的时间损失系数或设备负荷率，决定了流 水线运行过程的连续程度。
流水线案例
流水线案例最开始的流水线是由工业革命时期的汽车制造业所引入的，它极大地改变了生产方式和效率。
而现如今，流水线已经成为了现代工业生产的基础。
以下将以手机生产流水线为例，介绍流水线的工作原理和特点。
手机生产流水线一般由多个工作站组成，每个工作站负责手机生产过程中的不同环节。
首先，原材料会通过自动化车间被按照所需比例组装成手机的各个部件，如手机壳、电池、屏幕等。
然后，这些部件会被传送至下一个工作站，进行组装和连接。
最后，手机会进行测试、包装和质检，最终成品会放入到出货区域。
流水线的特点之一就是生产效率高。
由于各个工作站专注于自己的环节，流水线能够一次性处理多个手机。
而且，由于工人只需要完成特定的任务，而不需要关注整个生产过程，他们可以更好地掌握自己的技能和工作效率。
此外，流水线还可以通过自动化设备和机器人的使用，进一步提高生产效率。
另一个特点是生产质量稳定。
在流水线上，每个工作站都有特定的质量要求和检验程序。
工人只需集中注意力在特定的环节上，能够更准确地进行检查和测试。
如果在任何一个环节出现了问题，可以立即发现并解决，以确保下一站的生产质量稳定。
此外，流水线也非常适合大规模工业生产。
由于每个工作站只负责一小部分任务，流水线能够应对大量的订单。
而且，流水线的设计适应性非常高，能够根据不同的需求和产品进行调整和改进。
这使得厂商可以根据市场变化快速调整生产线，以满足客户的需求。
然而，流水线也存在一些问题。
首先，流水线的设置和调整需要一定的成本和时间投入，包括设备购买、工位调整和员工培训等。
此外，由于每个工人只负责特定的部分，工作的单一性和重复性可能会导致工人的动力下降和工作疲劳。
因此，厂商需要关注员工的培训和激励措施，以确保他们的工作积极性和效率。
综上所述，流水线是一种非常高效的生产模式，能够提高生产效率和质量稳定性。
通过合理的设置和调整，流水线能够适应不同的产品和需求。
然而，厂商也需要关注员工的培训和激励，以确保流水线的顺利运作。
流水线的形式与设计介绍(ppt 35页)
混合流水线：是在流水线上同时生产多个品种，各品种 均匀混合流送，组织相间性的投产。一般多用于装配阶 段生产。
4 .按流水线连续程度分：
连续流水线：
制品从投入到产出在工序间是连续进行的 没有等待和间断时间。 间断流水线：
混合流水线
连续程度
连续流水线
间断流水线
节奏性 机械化程度
强制节拍流水线 自由节拍流水线
自动线
机械化流水线
粗略节拍流水线 手工流水线
1 .按加工对象移动方式分：
123
固定流水线
移动流水线
固定流水线：加工对象固定,生产工人携带工具移动. 移动流水线：加工对象移动,工人和设备固定。
2 .按加工对象数目分：
RA =α A T效/QA =24000×41.67%/2000=5(分/件)
RB =α B T效/QB =24000 ×31.25%/1875=4 (分/件)
RC =α C T效/QC =24000×27.08%/1857=3.5 (分/件)
2、混合流水线的组织设计
定义：将工艺流程、生产作业方法基本 相同的若干品种，在一条流水线上编排投 产顺序，实行有节奏、按比例地混合连续 流水生产方式。
流水生产组织
一、流水线含义
指劳动对象按照一定的工艺 路线,顺序的通过各个工作 地，并按照统一的生产速 度（节拍）完成工艺作业 的连续的重复的生产过程。
二、流水线的形式
分类标志
流水线
对象移动方式 对象数目
对象变换方式
固定流水线 单品种流水线 不变流水线
移动流水线 多品种流水线 可变流水线 成组流水线
十大基本功之流水线设计
第一，什么是流水线流水线设计就是将组合逻辑系统地分割，并在各个部分（分级）之间插入寄存器，并暂存中间数据的方法。
目的是将一个大操作分解成若干的小操作，每一步小操作的时间较小，所以能提高频率，各小操作能并行执行，所以能提高数据吞吐率（提高处理速度）。
第二，什么时候用流水线设计使用流水线一般是时序比较紧张，对电路工作频率较高的时候。
典型情况如下：1）功能模块之间的流水线，用乒乓buffer来交互数据。
代价是增加了memory的数量，但是和获得的巨大性能提升相比，可以忽略不计。
2）I/O瓶颈，比如某个运算需要输入8个数据，而memroy只能同时提供2个数据，如果通过适当划分运算步骤，使用流水线反而会减少面积。
3）片内sram的读操作，因为sram的读操作本身就是两极流水线，除非下一步操作依赖读结果，否则使用流水线是自然而然的事情。
4）组合逻辑太长，比如(a+b)*c，那么在加法和乘法之间插入寄存器是比较稳妥的做法。
第三，使用流水线的优缺点：1）优点：流水线缩短了在一个时钟周期内给的那个信号必须通过的通路长度，增加了数据吞吐量，从而可以提高时钟频率，但也导致了数据的延时。
举例如下：例如：一个2级组合逻辑，假定每级延迟相同为Tpd，1.无流水线的总延迟就是2Tpd，可以在一个时钟周期完成，但是时钟周期受限制在2Tpd；2.流水线：每一级加入寄存器（延迟为Tco）后，单级的延迟为Tpd+Tco，每级消耗一个时钟周期，流水线需要2个时钟周期来获得第一个计算结果，称为首次延迟，它要2*（Tpd+Tco），但是执行重复操作时，只要一个时钟周期来获得最后的计算结果，称为吞吐延迟（Tpd+Tco）。
可见只要Tco小于Tpd，流水线就可以提高速度。
特别需要说明的是，流水线并不减小单次操作的时间，减小的是整个数据的操作时间，请大家认真体会。
2）缺点：功耗增加，面积增加，硬件复杂度增加，特别对于复杂逻辑如cpu的流水线而言而言，流水越深，发生需要hold 流水线或reset 流水线的情况时，时间损失越大。
流水生产线平衡实例分析
流水生产线平衡实例分析 -(I)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。
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0-1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6-1 给出了表6-1中的次序关系（表示作业次序关系，箭头长度无实际意义）。
表6-1 J型小车的装配步骤及其时间图6-1 J型小车的流程图2.计算节拍3.工作站最小值（理论上）4.选择作业分配规则研究表明，对于特定的问题有些规则会优于其他规则。
一般来说，首先安排有许多后续作业或者持续时间很长的作业，因为它们会限制装配生产线平衡的实现。
这种情况下，我们选用如下规则：规则一：按后续作业数量最多规则优先安排作业；规则二：按作业时间最长规则优先安排作业；规则三：按该项作业元素时间与后续作业元素时间的总和最大规则优先安排作业（阶位法）。
5.平衡装配生产线，将所有作业分配到各工作站(1)平衡方案A：选用规则一，按后续作业数量最多规则来平衡装配生产线。
各项作业的后续作业数量如表6-2所示。
根据后续作业最多规则给工作站1，2安排作业，在规则一遇到问题时，采用规则二，直至所有作业安排完毕。
表6-3列出了实际的安排。
表6-2 各项作业的后续作业数量计算流水线负荷率77.38%的负荷率意味着该装配线不平衡或闲置时间达22.62%（有57秒闲置），最空闲的是工作站5。
表6-4所示的工作地5的负荷率仅为17.86%。
那么我们能否得到更好的平衡方案呢？下面我们给出平衡方案B。
表6-4 平衡方案A中各工作地负荷率表6-6 按阶位法分配作业元素过程。
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2021/4/2
8
8
10
Te32 6
4
Sk32 3 46 10 8 6/10 6
5
由于 Sk31 ＜ Sk32 ，因此决定采用方案3-1。
2021/4/24
6
方案4-1组合（⑦），
10
1
Te41 6
2
Sk41 4 46 10 8 8 6/10 6 6
最小工序数超过5，说 明此时继续走下去不是 很合适。需要尝试新途 径。
解：①计划期内有效的工作时间为：
T 有效时间 300 2 8 0.95 60 273600 （分钟）
计划期节拍为：
R T有效时间 273600 7.3
Q
36000
（分/件）
2021/4/24
1
R
2．工序同期化
工序同期化是通过技术组织措施调整流水线各工序时间， 使各工序时间与节拍相等或成倍数。它是组织连续流水线的必 要条件。
4.6
5
第一步：计算重新组合安排第1个工序
方案1-1 组合（①，②，⑤）， Te11 6 2 1 9
Sk11 1 46 9/10 5
方案1-2 组合（①，②，⑥）， Te12 6 2 2 10
Sk12 1 46 10/10 5
Sk11 Sk12 Te11 Te12 因此决定采用方案1-2。
2021/4/24
4
方案2-1组合（③，⑤）
6
10
7
5 9
Te21 5 1 6
1
5
5
Sk21 2 46 10 6/10 5
2
3
11
方案2-2组合（④，⑤）， 6
7
3
5
4
8
10
Te22 7 1 8
1
Sk22 2 46 10 8/10 5
5
方案2-3组合（⑤，⑦），
Te23 6 1 7
14
3．计算设备（工作地）数量和设备负荷系数
为了保证制品在流水生产线上连续移动，每道工序的设备（工作地）数量 应等于工序时间与流水生产线节拍之比：
Si ti R
各工序设备负荷系数计算公式为：
Ki Si Sei
总设备负荷系数计算公式为：
K Si Sei 4.6/ 5 0.92
I
II
III
2021/4/24
16
5．确定流水生产线运输工具的选择
流水生产线采用什么样的节拍，主要根据工序同期化的程 度和加工对象的重量、体积、精度、工艺性等特征而定。按运输 设备将流水生产线划分为无专业运输设备的流水生产线、具有非 机动专用运输设备的流水生产线和机械化运输设备的流水生产线。 按照流水生产线传送方式可分为分配式传送和工作式传送两种。
k
Sk k T ti / R i1
式中，ti 为每个工步的工时，T 为所有工步时间之和，k 为重新组合工序已安排
到第 k 个工序，Sk 公式中方括号[X]为大于等于 X 最小整数。
若出现预期工序数与最少工序数Smin 相等只有一个方案，则按该方案继续探索； 若出现预期工序数都比最少工序数 Smin 多，则回逆寻找出现预期工序数与最少 工序数 Smin 相等的前述方案，然后放弃原来路线继续应用公式4-3来寻找最佳 方案；
2021/4/24
2
现通过举例来说明处理过程。
【例】节拍为10分/件，各工步之间的关系见图4-10；试 开展工序同期化处理。
2021/4/24
3
解： 11
T ti 6 2 5 7 1 2 6 3 5 5 4 46 i 1
最少工序数为：
S min
T R
46 10
5
方案2-3组合（⑤，⑦），
Te23 6 1 7
Sk23 2 46 10 7/10 5
尝试采用方案2-3。
2021/4/24
8
7
方案3-1组合（③，⑨）， 10
7
5
Te31 5 5 10
1
Sk31 3 46 10 7 10/10 5 2
5
方案3-2组合（④），
6
3
7
Te32 7
2021/4/24
17
6．流水生产线的平面布置
流水生产线的平面布置应当有利于员工操作，制品运输路线 最短，生产空间充分利用。同时，要考虑流水生产线之间的相互 衔接，从而使所有流水生产线的布置符合产品生产过程的流程。
2021/4/24
18
• 练习
– 一装配线计划每小时装配50件产品，每小时用于生 产的时间是53分钟。
4
Sk32 3 46 10 7 7/10 5
由于 S k31 = S k32 Te32 ＜ Te31，因此决定采用方案3-1。
5
5
9
11
3
5
8
10
2021/4/24
9
方案4-1组合（④，⑧），
10
Te41 7 3 10
1
Sk41 4 46 10 7 10 10/10 5 2
具体装配线平衡处理步骤如下：首先确定装配流水线节拍R， 再者计算装配线上需要的最少工作地数Sm，最后重新组织安排 工序；在对工步进行重新组合安排工序时应按以下规则进行分 配：①保证个工步之间的先后顺序。②每个工序分配到的工步 作业时间不能大于节拍。③各工序的作业时间应尽量接近或等 于节拍。④应使工序数目S尽量少。⑤在相同工序数时以新安 排工序时间越接近节拍为优先选择。⑥全部工步合理组合划分 为工序，且各工序的时间损失最少和比较均匀。
2021/4/24
13
若出现预期工序数与最少工序数Smin相等不只是一个方案， 则转入下一步骤处理；
（3）计算重新组合后第 k 个工序时间 Tekj 和节拍 R 的比较，选择第 k 个工序时间 Tekj 愈接近节拍 R
的方案为优选方案，然后依据上述安排工序重新组合 规则判断新组合工序的合理性。
2021/4/24
工序 A
B
C
D
E
F
G
H
I
工时 0.69 0.55 0.21 0.59 0.70 1.10 0.75 0.43 0.29
紧前 工序
A
B
B
B
B
CDE GF H
求:1)画出装配工序先后顺序图；2）该装配线的节拍是多少?3)计算每小时 装配50件的最小工作地数；4）进行装配线平衡，使时间损失最小。
（节拍0.25分钟/件，最小工作地数为5，重新组合地工作地为（A,B） (CDE)(FG)(HI)(J)(KL),效率为83.3%
例题4-2 某流水线计划年产某产品36000件，该流水线 每天工作两班，每班8小时，全年工作天数为300天， 每天工作时间有效利用系数为0.95。（1）试计算该流 水生产线的节拍。（2）若在加工工艺上尚存在某些质 量问题，目前在生产过程中仍有一定的废品发生；如 果把废品率定为5.0%，则该流水生产线的节拍应是多 少？
④，⑤
5
8
⑤，⑦
57
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③，⑧
5
8
⑦
66
③，⑨
5 10
④
67
④，⑧
5 10
⑩，⑾
59
12
工序同期化小结：
（1）计算处理工序同期化安排的最少工序数为：
Smin T R
式中，方括号T R 为大于等于T / R 最小整数
（2）通过采用公式4-3计算预期工序数，并与最少工序数 Smin 比较：
设备数Si
1
0.7
1
实际设备数Sei
1
1
1
IV
V
1
0.9
1
1
设备利用率
1
0.7
1
1
0.9
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15
4．安排合适员工人数
在流水生产线上安排员工时主要考虑以下几方面 因素：每个岗位工作时同时所需要人数、工作班次、 检验人员数、管理人员和辅助人员数，整条流水生 产线的员工人数是所有岗位员工人数之和。
Sk23 2 46 10 7/10 5
Sk 21 Sk 22 Sk 23 Te21 Te23 Te22
2021/4/24
，因此决定采用方案2-2。
5
方案3-1组合（③，⑧),
6
10
7
5 9
Te31 5 3 8
1
5
5
Sk31 3 46 10 8 8/10 5
2
3
11
方案3-2组合（⑦），
6
5
7
9
5
8 3
8
8
4
11 5
10
5
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7
方案2-1组合（③，⑤）
6
10
7
5 9
Te21 5 1 6
1
5
5
Sk21 2 46 10 6/10 5
2
3
11
方案2-2组合（④，⑤）， 6
7
3
5
4
8
10
Te22 7 1 8
1
Sk22 2 46 10 8/10 5
6
7 7
5 5
10
11
3
3
5
8
10
9
7 4
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10
方案5-1由 第10工步和第11工步组合而成，计算
Te5 为9和 Sk5 为5。
7
7
10
5 1
4
10
11
2
10
4
5
6
3
8
10
9
以上整个解决问题的过程都可以用以下图来表示：