生产运作与管理6 第6章 流水生产线组织
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下面通过一个例题来说明生产比倒数法的应用！
一条混合流水生产线生产A、B、C三种产品，计 划产量分别为3000件、2000件、1000件，试用 各产品比倒数法确定投产顺序。
（1）计算生产比Xi：用各产品产量的最大公约数去 除各产品的产量。最大公约数为1000！
XA=3000/1000=3 XB=2000/1000=2 XC=1000/1000=1
第四步，进行流水生产线的平衡
第一个工作地分配方案为A和C（30+30=60s) ，整个流水生产线最少需要的工作地数S1k
第一个工作地的作业时间
S1k=1+[（T-T1k)/r]=1个+[（285-30-30）/75] =1个+[225/75]=4 个
第二个工作地分配方案为B和E（35+25=60s) S2k=2个+[（285--60-60）/75]=5 个
率
流水生产线的形式——按生产对象是否移动
固定流水生产线 移动流水生产线
流水生产线的形式——按生产品种数量多少
单一品种流水生产线 多品种流水生产线
流水生产线的形式——按生产连续程度
连续流水生产线 间断流水生产线
流水生产线的形式——按生产节奏
强制节拍流水生产线 自由节拍流水生产线
A、B、C三种产品的加工劳动量在总劳动量所占 的比重：
αA=NATA/(NATA+NBTB+NCTC)
αB=NBTB/(NATA+NBTB+NCTC)
αC=NCTC/(NATA+NBTB+NCTC)
A、B、C三种产品的节拍计算公式： rA=αAT有效/NA rB=αBT有效/NB rC=αCT有效/NC
（2）计算各工序设备的数量
计算公式仍为S=T/r
先分别对每个加工对象计算各工序的设备需要量： 如SAi、SBi、SCi。
然后将各产品在各工序设备需要数量列表分析。 满足：
SA1=SB1=SC1 SA2=SB2=SC2 .......... SAm=SBm=SCm
2、混合流水生产线
《生产运作与管理》课件（6）
（张 群）
第6章 流水生产线组织
【2018-2019学年第2学期】
第6章 流水生产线组织
6.1 流水生产线的基本特征和形式 6.2 单一对象流水生产线的组织设计 6.3 多品种流水生产线的设计 6.4 多品种小批量生产
6.1 流水生产线的基本特征和形式
流水生产线：按照产品生产的工艺顺序 布置工作地，使产品连续地、协调地、 均衡地在各个工作地进行加工或装配， 直到生产出成品的一种生产组织形式。
总和/（节拍×工作数）=285/（75×5）=76%
第五步和第六步，根据流水生产线的平衡 结果，确定各工作地需要的设备数。并确 定流水线上的工人人数。
工序设备数=[工序单件加工时间/生产节拍]。
流水线上的工人人数要根据设备以操作工人人数 的要求来确定。
一般情况下，人数确定后，还要增加10%左右 的后备人员，以满足生产系统不确定性的需要。
工作地 1
2
3 4 5
流水线平衡过程
已分配作业 A C B E D F G H
剩余时间/s 45 15 40 15 40 10 35 10
可能的后续作业 B、C —— D、E —— —— —— H ——
选择作业 C
—— E
—— —— ——
H ——
该平衡方案的设备利用率=装配网络图上各项作业时间
组织流水生产线的条件
产品设计已定型 产品需求量大，需求旺盛期长 生产产品的工艺过程可划分为简单的工序，可
按生产线组织要求进行分解和合并
第6章 流水生产线组织
6.1 流水生产线的基本特征和形式 6.2 单一对象流水生产线的组织设计 6.3 多品种流水生产线的设计 6.4 多品种小批量生产
、环形等平面布置结构； 如果流水线建在多层结构的厂房里，还可以建成
立体布置的流水线。
第6章 流水生产线组织
6.1 流水生产线的基本特征和形式 6.2 单一对象流水生产线的组织设计 6.3 多品种流水生产线的设计 6.4 多品种小批量生产
6.3 多种流水生产线的设计
只有产品在结构上、工艺上相同或相似时，才有 可能组织多品种流水生产。
生产比总和为6，表示3个A产品、2个B产品、1 个C产品构成一个循环流程。
（2）计算生产比倒数mj
mA=1/XA=1/3 mB=1/XB=1/2 mC=1/XC=1
（3）确定投产顺序
确定投产顺序的规则
生产比倒数最小的产品先投产，如有多个最小生 产比倒数，则安排最小生产比倒数晚出现的产品 先投产。
流水生产线的特征
工作地专业化程度高，生产有明确的节奏性 工艺过程是封闭的，具有高度的连续性 各工作地的加工时间同其设备数量的比值相等
或相近
流水生产线的优点
整个生产过程平行连续、协调均衡 有利于机器设备和人力的充分利用 最大限度地缩短生产周期 缩短运输路线，工序间的在制品数量很少 可采用专业设备和工具，有利于提高劳动生产
αC=NCTC/(NATA+NBTB+NCTC)=1857×28/191996=27.08%
A、B、C三种产品的节拍： rA=αAT有效/NA=41.67%×24000/2000=5min件 rB=αBT有效/NB=31.25%×24000/1875=4min件 rC=αCT有效/NC=27.08%×24000/1857=3.5min件
第七步，选择传送装置
在选择传送装置时，主要的参考依据是流水生产 线的效率。
效率大于70%，可以采用自动传送装置，如传 送带，建立强制节拍流水线；
效率小于70%，则可以选择手动辊道等装置， 建立自由节拍流水线。
第八步，确定流水生产线的平面布置方案
需要考虑的主要问题是建设流水线的场地限制。 根据具体情况，可以选择直线形、曲线形、弧形
目前采用可变流水生产线和混合流水生产线两种 生产组织形式。
可变流水生产线
代表产品法 加工劳动量比重法
1、可变流水生产线
可变流水生产线的特征：在一条流水一上轮番生 产多种产品，当由一种产品转换为另产品时，流 水线需要作少量调整。
轮番生产的时间间隔可长可短，根据市场对各种 产品的需求来决定。
给已选定的生产比倒数mj标上“*”号，并更新 mj值，即在所选定产品的mj*上再加上该产品的 mj。
重复以上过程，直至得到的连锁中各产品的数量 分别等于它们的生产比。
用生产比倒数法确定投产顺序
计算次数 1 2 3 4 5 6
A产品 1/3* 2/3 2/3*
1 1*
B产品 1/2 1/2*
在生产某种产品时，流水线如同单一对象流水线 生产线那样工作。
（1）节拍的计算
1）代表产品法：将各种产品的产量按加工劳动时折 合为某一种代表产品的产量，然后计算代表产品节 拍。
在可变流水生产线生产A、B、C有三各产品，假 定A为代表产品。
总产量N=NA+ε1NB+ε2NC
ε1、ε2是产品B、C的单件时间定额与产品A的单件 时间定额的比值。
产品品种繁杂 生产过程复杂 对生产能力适应性要求高 环境条件多变 生产计划困难 生产管理具有动态性
多品种小批量生产的适用范围
订货生产 订货装配
多品种小批量生产的必要性
适应市场的需求 产品寿命周期不断缩短 企业间竞争激烈
提高多品种小批量生产效率的途径 提高产品的设计水平：产品的系列化、标准化、 通用化、模块化。 提高工艺水平：采用典型工艺、成组技术。 建立柔性制造系统
结束
第三个工作地分配方案为D（35s) S3k=3个+[（285-60-60-35）/75]=5 个
第四个工作地分配方案为F（65s) S4k=4个+[（285-60-60-35-65）/75]=5 个
第五个工作地分配方案为G和H（40+25=65s) S5k=5个+[（285-60-60-35-65-65）/75]=5 个
6.2 单一对象流水生产线的组织设计
单一流水生产线的设计过程
1.根据作业内容确定产品装配网络图 2.确定流水线的节拍 3.确定需要的工作地数 4.进行流水线平衡 5.确定各工序的设备数 6.配备工人 7.选择传送装置 8.确定平面布置
算例
产品360件/天，生产线计划450min。
该产品的作业及各作业时间和紧前作业
用加工劳动量比重法计算上例
总劳动量 =NATA+NBTB+NCTC=2000×40+1875×32+1857×28 =191996
αA=NATA/(NATA+NBTB+NCTC)=2000×40/191996=41.67%
αB=NBTB/(NATA+NBTB+NCTC)=1875×32/191996=31.25%
总产量N=NA+ε1NB+ε2NC =2000+1875×32/40+1857×28/40 =4800件
rA=T有效/（NA+NBε1+NCε2）=24000/4800=5min/件
rB=rAε1=5×32/40=4min/件
rC=rAε2=5×28/40=3.5min/件
2）加工劳动量比重法：按各种产品在流水生产线加 工的总劳动量中占的比重分配有效工作时间，然后 计算各种产品节拍。
混合流水生产线在同一条流水线上按固定的顺序 同时生产多种产品的方式，是现代汽车企业普遍 采用的生产方式。
要求产品是结构和工艺相似的系列产品。
解决产品的加工顺序的问题——生产比倒数法： 从各产品计划产量中找出最大公约数，计算各产 品的生产比倒数，再按一定的规则确定生产顺序。
在流水线上传送的顺序称为连锁。
ε1=TB/TA
ε2=TC/TA
如用于生产的有效时间为T有效，则各种产品的 节拍分别为
rA=T有效/（NA+NBε1+NCε2） rB=rAε1 rC=rAε2
假设在可变流水生产线上生产A、B、C有一种产品，其 计划月产量分别为2000件、1875件、1857件，每种产 品在流水线上各工序单件作业时间分别为40min、 32min、28min，流水生产按两班制工作，每月有效工 作时间为24000min，选择A为代表产品，则
1 1*
C产品 1 1 1 1 1 1*
连锁 A AB
ABA ABAB ABABA ABABAC
备注 选B
第6章 流水生产线组织
6.1 流水生产线的基本特征和形式 6.2 单一对象流水生产线的组织设计 6.3 多品种流水生产线的设计 6.4 多品种小批量生产
6.4 多品种小批量生产
多品种小批量生产的特点
第三步，计算需要的最少工作地数
S=[T/r]
装配图上各项作业时间的总和
=[（30+35+30+35+25+65+40+25）/75]
=[285/75]=4 个
取等于或大于得数的最小整数
第四步，进行流水生产线的平衡
流水生产线的平衡原则： 不违反作业的先后顺序 各工作地的单件作业时间不大于生产节拍 使工作地数尽可能少 先分配后续作业多的作业 先分配后续作业时间长的作业。
作业
作业时间/s 紧前作业
作业 作业时间/s 紧前作业
A
30
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
——
E
25
C
B
35
A
F
65
C
C
30
A
G
40
E、F
D
35
B
H
25
D、G
解答
第一步，根据给定条件，画出该产品 的装配网络图。
Ⓑ
Ⓓ
Ⓐ
Ⓗ
Ⓒ
Ⓔ
Ⓖ
Ⓕ
第二步，确定流水生产线的生产节拍 生产节拍r=工作时间/计划产量
=450/360=75s/件
一条混合流水生产线生产A、B、C三种产品，计 划产量分别为3000件、2000件、1000件，试用 各产品比倒数法确定投产顺序。
（1）计算生产比Xi：用各产品产量的最大公约数去 除各产品的产量。最大公约数为1000！
XA=3000/1000=3 XB=2000/1000=2 XC=1000/1000=1
第四步，进行流水生产线的平衡
第一个工作地分配方案为A和C（30+30=60s) ，整个流水生产线最少需要的工作地数S1k
第一个工作地的作业时间
S1k=1+[（T-T1k)/r]=1个+[（285-30-30）/75] =1个+[225/75]=4 个
第二个工作地分配方案为B和E（35+25=60s) S2k=2个+[（285--60-60）/75]=5 个
率
流水生产线的形式——按生产对象是否移动
固定流水生产线 移动流水生产线
流水生产线的形式——按生产品种数量多少
单一品种流水生产线 多品种流水生产线
流水生产线的形式——按生产连续程度
连续流水生产线 间断流水生产线
流水生产线的形式——按生产节奏
强制节拍流水生产线 自由节拍流水生产线
A、B、C三种产品的加工劳动量在总劳动量所占 的比重：
αA=NATA/(NATA+NBTB+NCTC)
αB=NBTB/(NATA+NBTB+NCTC)
αC=NCTC/(NATA+NBTB+NCTC)
A、B、C三种产品的节拍计算公式： rA=αAT有效/NA rB=αBT有效/NB rC=αCT有效/NC
（2）计算各工序设备的数量
计算公式仍为S=T/r
先分别对每个加工对象计算各工序的设备需要量： 如SAi、SBi、SCi。
然后将各产品在各工序设备需要数量列表分析。 满足：
SA1=SB1=SC1 SA2=SB2=SC2 .......... SAm=SBm=SCm
2、混合流水生产线
《生产运作与管理》课件（6）
（张 群）
第6章 流水生产线组织
【2018-2019学年第2学期】
第6章 流水生产线组织
6.1 流水生产线的基本特征和形式 6.2 单一对象流水生产线的组织设计 6.3 多品种流水生产线的设计 6.4 多品种小批量生产
6.1 流水生产线的基本特征和形式
流水生产线：按照产品生产的工艺顺序 布置工作地，使产品连续地、协调地、 均衡地在各个工作地进行加工或装配， 直到生产出成品的一种生产组织形式。
总和/（节拍×工作数）=285/（75×5）=76%
第五步和第六步，根据流水生产线的平衡 结果，确定各工作地需要的设备数。并确 定流水线上的工人人数。
工序设备数=[工序单件加工时间/生产节拍]。
流水线上的工人人数要根据设备以操作工人人数 的要求来确定。
一般情况下，人数确定后，还要增加10%左右 的后备人员，以满足生产系统不确定性的需要。
工作地 1
2
3 4 5
流水线平衡过程
已分配作业 A C B E D F G H
剩余时间/s 45 15 40 15 40 10 35 10
可能的后续作业 B、C —— D、E —— —— —— H ——
选择作业 C
—— E
—— —— ——
H ——
该平衡方案的设备利用率=装配网络图上各项作业时间
组织流水生产线的条件
产品设计已定型 产品需求量大，需求旺盛期长 生产产品的工艺过程可划分为简单的工序，可
按生产线组织要求进行分解和合并
第6章 流水生产线组织
6.1 流水生产线的基本特征和形式 6.2 单一对象流水生产线的组织设计 6.3 多品种流水生产线的设计 6.4 多品种小批量生产
、环形等平面布置结构； 如果流水线建在多层结构的厂房里，还可以建成
立体布置的流水线。
第6章 流水生产线组织
6.1 流水生产线的基本特征和形式 6.2 单一对象流水生产线的组织设计 6.3 多品种流水生产线的设计 6.4 多品种小批量生产
6.3 多种流水生产线的设计
只有产品在结构上、工艺上相同或相似时，才有 可能组织多品种流水生产。
生产比总和为6，表示3个A产品、2个B产品、1 个C产品构成一个循环流程。
（2）计算生产比倒数mj
mA=1/XA=1/3 mB=1/XB=1/2 mC=1/XC=1
（3）确定投产顺序
确定投产顺序的规则
生产比倒数最小的产品先投产，如有多个最小生 产比倒数，则安排最小生产比倒数晚出现的产品 先投产。
流水生产线的特征
工作地专业化程度高，生产有明确的节奏性 工艺过程是封闭的，具有高度的连续性 各工作地的加工时间同其设备数量的比值相等
或相近
流水生产线的优点
整个生产过程平行连续、协调均衡 有利于机器设备和人力的充分利用 最大限度地缩短生产周期 缩短运输路线，工序间的在制品数量很少 可采用专业设备和工具，有利于提高劳动生产
αC=NCTC/(NATA+NBTB+NCTC)=1857×28/191996=27.08%
A、B、C三种产品的节拍： rA=αAT有效/NA=41.67%×24000/2000=5min件 rB=αBT有效/NB=31.25%×24000/1875=4min件 rC=αCT有效/NC=27.08%×24000/1857=3.5min件
第七步，选择传送装置
在选择传送装置时，主要的参考依据是流水生产 线的效率。
效率大于70%，可以采用自动传送装置，如传 送带，建立强制节拍流水线；
效率小于70%，则可以选择手动辊道等装置， 建立自由节拍流水线。
第八步，确定流水生产线的平面布置方案
需要考虑的主要问题是建设流水线的场地限制。 根据具体情况，可以选择直线形、曲线形、弧形
目前采用可变流水生产线和混合流水生产线两种 生产组织形式。
可变流水生产线
代表产品法 加工劳动量比重法
1、可变流水生产线
可变流水生产线的特征：在一条流水一上轮番生 产多种产品，当由一种产品转换为另产品时，流 水线需要作少量调整。
轮番生产的时间间隔可长可短，根据市场对各种 产品的需求来决定。
给已选定的生产比倒数mj标上“*”号，并更新 mj值，即在所选定产品的mj*上再加上该产品的 mj。
重复以上过程，直至得到的连锁中各产品的数量 分别等于它们的生产比。
用生产比倒数法确定投产顺序
计算次数 1 2 3 4 5 6
A产品 1/3* 2/3 2/3*
1 1*
B产品 1/2 1/2*
在生产某种产品时，流水线如同单一对象流水线 生产线那样工作。
（1）节拍的计算
1）代表产品法：将各种产品的产量按加工劳动时折 合为某一种代表产品的产量，然后计算代表产品节 拍。
在可变流水生产线生产A、B、C有三各产品，假 定A为代表产品。
总产量N=NA+ε1NB+ε2NC
ε1、ε2是产品B、C的单件时间定额与产品A的单件 时间定额的比值。
产品品种繁杂 生产过程复杂 对生产能力适应性要求高 环境条件多变 生产计划困难 生产管理具有动态性
多品种小批量生产的适用范围
订货生产 订货装配
多品种小批量生产的必要性
适应市场的需求 产品寿命周期不断缩短 企业间竞争激烈
提高多品种小批量生产效率的途径 提高产品的设计水平：产品的系列化、标准化、 通用化、模块化。 提高工艺水平：采用典型工艺、成组技术。 建立柔性制造系统
结束
第三个工作地分配方案为D（35s) S3k=3个+[（285-60-60-35）/75]=5 个
第四个工作地分配方案为F（65s) S4k=4个+[（285-60-60-35-65）/75]=5 个
第五个工作地分配方案为G和H（40+25=65s) S5k=5个+[（285-60-60-35-65-65）/75]=5 个
6.2 单一对象流水生产线的组织设计
单一流水生产线的设计过程
1.根据作业内容确定产品装配网络图 2.确定流水线的节拍 3.确定需要的工作地数 4.进行流水线平衡 5.确定各工序的设备数 6.配备工人 7.选择传送装置 8.确定平面布置
算例
产品360件/天，生产线计划450min。
该产品的作业及各作业时间和紧前作业
用加工劳动量比重法计算上例
总劳动量 =NATA+NBTB+NCTC=2000×40+1875×32+1857×28 =191996
αA=NATA/(NATA+NBTB+NCTC)=2000×40/191996=41.67%
αB=NBTB/(NATA+NBTB+NCTC)=1875×32/191996=31.25%
总产量N=NA+ε1NB+ε2NC =2000+1875×32/40+1857×28/40 =4800件
rA=T有效/（NA+NBε1+NCε2）=24000/4800=5min/件
rB=rAε1=5×32/40=4min/件
rC=rAε2=5×28/40=3.5min/件
2）加工劳动量比重法：按各种产品在流水生产线加 工的总劳动量中占的比重分配有效工作时间，然后 计算各种产品节拍。
混合流水生产线在同一条流水线上按固定的顺序 同时生产多种产品的方式，是现代汽车企业普遍 采用的生产方式。
要求产品是结构和工艺相似的系列产品。
解决产品的加工顺序的问题——生产比倒数法： 从各产品计划产量中找出最大公约数，计算各产 品的生产比倒数，再按一定的规则确定生产顺序。
在流水线上传送的顺序称为连锁。
ε1=TB/TA
ε2=TC/TA
如用于生产的有效时间为T有效，则各种产品的 节拍分别为
rA=T有效/（NA+NBε1+NCε2） rB=rAε1 rC=rAε2
假设在可变流水生产线上生产A、B、C有一种产品，其 计划月产量分别为2000件、1875件、1857件，每种产 品在流水线上各工序单件作业时间分别为40min、 32min、28min，流水生产按两班制工作，每月有效工 作时间为24000min，选择A为代表产品，则
1 1*
C产品 1 1 1 1 1 1*
连锁 A AB
ABA ABAB ABABA ABABAC
备注 选B
第6章 流水生产线组织
6.1 流水生产线的基本特征和形式 6.2 单一对象流水生产线的组织设计 6.3 多品种流水生产线的设计 6.4 多品种小批量生产
6.4 多品种小批量生产
多品种小批量生产的特点
第三步，计算需要的最少工作地数
S=[T/r]
装配图上各项作业时间的总和
=[（30+35+30+35+25+65+40+25）/75]
=[285/75]=4 个
取等于或大于得数的最小整数
第四步，进行流水生产线的平衡
流水生产线的平衡原则： 不违反作业的先后顺序 各工作地的单件作业时间不大于生产节拍 使工作地数尽可能少 先分配后续作业多的作业 先分配后续作业时间长的作业。
作业
作业时间/s 紧前作业
作业 作业时间/s 紧前作业
A
30
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
——
E
25
C
B
35
A
F
65
C
C
30
A
G
40
E、F
D
35
B
H
25
D、G
解答
第一步，根据给定条件，画出该产品 的装配网络图。
Ⓑ
Ⓓ
Ⓐ
Ⓗ
Ⓒ
Ⓔ
Ⓖ
Ⓕ
第二步，确定流水生产线的生产节拍 生产节拍r=工作时间/计划产量
=450/360=75s/件