企业 柔性生产线及动态平衡改善法

企业柔性生产线及动态平衡改善法

柔性生产线定义

２．

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２．１．１装配组织形式与装配线的类型

装配生产是多数制造业中重要的组成部分小至手表电子元器件大至汽车

飞机制造业从部件装配到总装配装配生产处处可见在ＭＲＰ（物料需求计划）

ＪＩＴ（准时化生产）等各种现代化的生产管理方式中ＭＲＰＩＩ（制造资源需求

计划）

都以装配生产的某些指标作为组织生产订贷及安排工厂活动的重要依据因此

装配生产在整个生产系统中具有举足轻重的地位

装配生产的目的是在最大限度地满足市场需求的前提下用较少的人力物

力生产出高质量低成本的产品好的装配线是实现这一目标的必要条件根据产品特点产量大小装配生产大致可分为以下几类

１单人单产品式一个人完成一件产品操作者要完成所有作业这种装

配方式操作者对作业不易熟练装配周期长生产管理混乱

２单产品固定式将基础件固定在特定的位置上按规定的顺序将其它零

部件或总成与基础件联接固定最后形成产品这种方式适用于单件生产的产

品如飞机船舶大型锅炉等

３多产品固定式将若干个相同的基础件固定在特定的位置上每个或每

最后完成产品装配这种

组工人按规定的顺序分别对每个产品完成相同的作业

方式适用于批量不大的重型产品如重型汽车等

４自由流水式产品在装配过程中不遵守严格的节拍工位间可以积存

在制品以防止工位之间由于装配速度不同而造成的等待现象这种方式具有一

定的柔性但在制品数量较多一般用于小型产品或某些产品的总成装配５连续传动流水式装配件在装配过程中随传送装置一起处于运动状态

工人在各自的工位上在节拍时间内完成该工位所规定的作业内容接着完成下一

这种方式适用于大批量生产如大批量生产的轿车

个装配件的相同作业内容

载重车摩托车等

６间歇传动流水式在工人进行装配操作肘传送装置及装配件不动在

所有该工位的作业都完成之后传送装置带着装配件移动一个工位这种方式适

用于批量不九节拍较长的装配生产如批量不大的各种车辆等

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７分组式按照产品构成分成若干个装配组在装配组之间可设置在制品用来消除由于各装配组的装配速度不同而造成的等待现象使装配生产均衡地进行每一装配组可视具体情况组成各种形式的装配线这种组织方式便于管理在生产上具有一定的柔性已受到了普遍重视

另外按一条装配线上所完成的产品类型数量可分为

１２３单产品装配线只装配一种产品

多产品装配线装配多种产品各种产品的投产间隔较长混产品装配线装配多种产品各种产品的投产间隔较短

２．１．２柔性化生产线产生的背景

流水生产方式在１９１３年产生于美国福特汽车

公司

最初用于汽车装配使生产效率大大提高随着流水生产组织技术的不断改进完善和运用到零件的机械加工过程福特汽车公司的生产效率远远超过其他工厂使福特的汽车价格在

１０年间从２０００美元以上逐步降到２６

３美元

使汽车进入了普通百姓家庭这

种规范化设计大批量生产的模式很快为各大汽车制造厂所采用汽车生产的规模经济原则某种车型只有达到一定的规模批量性产品才有市场竞争力

但事物的发展总带有两面性采用大批量生产方式的厂家并逐步发展成为其生产才有经济

用的是昂贵的专

用设备适用单一品种产品的不间断生产由于投入高因此企业总是尽可能延长产品的生存期因为一旦产品改型就需在金钱和时间上重新大量投入此外

在生产组织上企业还得考虑最大限度库存量较高的废品率和配备技能单一的

［４］大量熟练半熟练操作工显然这种传统的生产模式难以适应今天的形势

在目前的经济形势下为了适应快速变化的市场需求汽车制造公司必须生产多型号多品种多配置的汽车增加快速响应市场的能力如果每次更新产品设备与工装必须全部随之更新的话新产品就可能因投入过多而难以投产在这种情况下柔性化生产的概念应运而生

２．１．３柔性化生产线的定义

柔性化生产线是指在一定时间内在一条生产线上生产出多种不同型号和配置的产品产品的品种和数量可以随顾客需求的变化而变化柔性生产极大地提高了线上的工时利用率和生产效率

所造成的工时空耗和空线现象

弥补了单一产品生产时由于缺件倒线同时柔性化生产也是基于计算机辅助生产的一种方式相对于过去手工的

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［５］

机械的生产方式 柔性化生产更强调计算机软件的基础 灵活性 调整方便以及 人性

化

的

空

间 据

国

外

统

计 柔

性

制

造

生

产

系

统

可

提

高

生

产

设

备

的

利

用

率

［６］

５０％－１００％ 减少设备占用面积 ４０％－６０％

节省操作人员 ２０％－４０％ 柔性生产线包括三个方面的内容 生产线对新产品的适应性 同一生产线

的多品种通过性 柔性生产线

装配工时的弹性 能同时具备上述三方面内容的生产线 即为

例如 在丰田汽车厂的 Ｃｏｒｏｎａｓ 生产线上 可以生产 ４０ 多种类型的汽车

每种车型的发动机 变速箱 加速器 空调 车门或其他部件不同 ８ 小时单班 生产 ２５０ 辆 ｓｅｄａｎ １２５ 辆 ｈａｒｄｔｏｐ １２５ 辆 ｗａｇｏｎ 当前 上海通用汽车公司 ＳＧＭ 能集中高档轿车 旅行车 紧凑型轿车实现同一条生产线生产 是 ＧＭ 全球范围 内柔性最强的生产线之一 在世界汽车制造业也是屈指可数

一般来说 柔性生产线具有以下一些特征 １ 靠自动化的传输来保证固定的节拍 工艺过程是封闭的 并且工作地 或 设备 按工艺顺序排列成链索形式 产品在工序间单向移动

２ 在一条流水线上成批的生产几种型号的产品 变化的

产品的产量与产品配比是 ３

每个工位的操作内容 用料以及设备工装是相对独立的 且针对不同的 产品 可能具有不同的操作时间以及设备材料的需求 操作工在对不同 产品进行操作时具有工时弹性

第一点说明 一旦产品开始生产 生产节拍是固定的 这是流水线生产方式 与 JOB-SHOP 生产方式的最大区别 在汽车的柔性生产中 不同的产品被固定 在不同的夹具上 再由同一条输送链从头至尾的经过各个装配工位 每个工位必 须在固定的节拍时间内完成所有的工序 否则 传送的连续性就会被打破

第二点说

明 生产

线的柔性

以及需求

的变化增加

了生产的

复杂性和

不确定

性 这对于生产线的平衡问题而言 意味着必须随着需求的改变和产品配比的变 化随时调整生产线的平衡 这就是上面提到过的动态的概念 在实际生产中 生 产线的改善是一项持续不断的工作 而人们往往忽略动态平衡的重要性 那是因 为以前的生产线并非是柔性的 这就无所谓产品配比的变化 只要在生产之初进 行平衡 以后便可一劳永逸了 但是引入柔性化生产之后 我们必须把持续的改 善工作与动态平衡结合在一起 才能够跟上生产的需要

第三点说明 针对不同的产品 生产线改善及平衡的方案应该是有所区别的 但是 它们同属于一条流水线 这些方案之间又必然存在着联系 例如 不可能 将一种车型的安装轮胎工作安排在某个工位 而将另一种车型的轮胎安装安排在 其他工位 这是不合理的 因此 在考虑方案时 既要考虑每种车型的不同 又 要考虑设备 物料 场地等多方面的限制因素 这也正是柔性生产线区别于单线

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