Cell与Line生产模式比较

1、Department: Department: 工程部工程部Senior IE Engineering:王改過王改過 2013.July.22013.July.27 7大规模的生产，流水线一直是现代工业生产的主要特征。大大规模的生产，流水线一直是现代工业生产的主要特征。大规模生产方式是以标准化、大批量生产来降低生产成本，提规模生产方式是以标准化、大批量生产来降低生产成本，提高生产效率的。大规模流水生产在生产技术以及生产管理史高生产效率的。大规模流水生产在生产技术以及生产管理史上具有极为重要的意义。上具有极为重要的意义。社会进入了一个市场需求向多样化发展的新阶段，相应地要社会进入了一个市场需求向

2、多样化发展的新阶段，相应地要求工业生产向多品种、小批量的方向发展，单品种、大批量求工业生产向多品种、小批量的方向发展，单品种、大批量的流水生产方式的弱点就日渐明显了。为了顺应这样的时代的流水生产方式的弱点就日渐明显了。为了顺应这样的时代要求，要求，CellCell生产方式便应运而生。生产方式便应运而生。CellCell带来更高的生产柔性、更灵活的生产组织形式、以及更带来更高的生产柔性、更灵活的生产组织形式、以及更高生产效率。高生产效率。1. 前言前言l附件附件CellCell与与LineLine生产模式比较生产模式比较内容提纲内容提纲 1.1. 前言前言2.2. 流水线的特点及使用环境流水线的

3、特点及使用环境3.3. 流水化作业的设计要点流水化作业的设计要点4.4. 流水线作业的计划与管理流水线作业的计划与管理5.5. CellCell生产方式的特点及使用场合生产方式的特点及使用场合 6.6. CellCell的设计要点的设计要点7.7. CellCell作业计划与管理作业计划与管理8.8. CellCell及及LineLine的比较选择要点的比较选择要点 附件：案例研究与比较附件：案例研究与比较 2. Line的特点及使用环境的特点及使用环境2.1 2.1 流水线的概念流水线的概念流水线 是指加工对象按照一定的工艺过程和生产节拍，连续地从前道工序流到后道工序加工的生产作业方式。流水

4、线的特点：流水线上固定生产一种或少数几种产品（零件），工作地专业化程度高流水线上每个工作地 按照产品工艺过程（零件）顺序安排，产品按单向运输路线移动工艺过程是封闭的，工作地按工艺顺序安排为索链形式，劳动对象在工序间作单向流动，自成系统，便于管理和控制生产具有明显的节奏性，生产具有较高连续性 流水线上各工序之间的生产能力是平衡的，成比例的；2. Line的特点及使用环境的特点及使用环境2.2 2.2 流水线的分类流水线的分类分类标志对象移动方式对象数目对象轮换方式连续程度节奏化机械化程度流流水水线线流流水水线线固固定定流流水水线线固固定定流流水水线线移移动动流流水水线线移移动动流流水水线线单单一

5、一对对象象流流水水线线单单一一对对象象流流水水线线多多对对象象流流水水线线多多对对象象流流水水线线不不变变流流水水线线不不变变流流水水线线可可变变流流水水线线可可变变流流水水线线成成组组流流水水线线成成组组流流水水线线连连续续流流水水线线连连续续流流水水线线间间断断流流水水线线间间断断流流水水线线强强制制节节拍拍流流水水线线强强制制节节拍拍流流水水线线自自由由节节拍拍流流水水线线自自由由节节拍拍流流水水线线粗粗略略节节拍拍流流水水线线粗粗略略节节拍拍流流水水线线自自动动生生产产线线自自动动生生产产线线机机械械化化流流水水线线机机械械化化流流水水线线手手工工流流水水线线手手工工流流水水线线混混合

6、合流流水水线线混混合合流流水水线线分类标志对象移动方式对象数目对象轮换方式连续程度节奏化机械化程度流流水水线线流流水水线线固固定定流流水水线线固固定定流流水水线线移移动动流流水水线线移移动动流流水水线线单单一一对对象象流流水水线线单单一一对对象象流流水水线线多多对对象象流流水水线线多多对对象象流流水水线线不不变变流流水水线线不不变变流流水水线线可可变变流流水水线线可可变变流流水水线线成成组组流流水水线线成成组组流流水水线线连连续续流流水水线线连连续续流流水水线线间间断断流流水水线线间间断断流流水水线线强强制制节节拍拍流流水水线线强强制制节节拍拍流流水水线线自自由由节节拍拍流流水水线线自自由由节

7、节拍拍流流水水线线粗粗略略节节拍拍流流水水线线粗粗略略节节拍拍流流水水线线自自动动生生产产线线自自动动生生产产线线机机械械化化流流水水线线机机械械化化流流水水线线手手工工流流水水线线手手工工流流水水线线混混合合流流水水线线混混合合流流水水线线分类标志对象移动方式对象数目对象轮换方式连续程度节奏化机械化程度流流水水线线流流水水线线固固定定流流水水线线固固定定流流水水线线移移动动流流水水线线移移动动流流水水线线单单一一对对象象流流水水线线单单一一对对象象流流水水线线多多对对象象流流水水线线多多对对象象流流水水线线不不变变流流水水线线不不变变流流水水线线可可变变流流水水线线可可变变流流水水线线成成组

8、组流流水水线线成成组组流流水水线线连连续续流流水水线线连连续续流流水水线线间间断断流流水水线线间间断断流流水水线线强强制制节节拍拍流流水水线线强强制制节节拍拍流流水水线线自自由由节节拍拍流流水水线线自自由由节节拍拍流流水水线线粗粗略略节节拍拍流流水水线线粗粗略略节节拍拍流流水水线线自自动动生生产产线线自自动动生生产产线线机机械械化化流流水水线线机机械械化化流流水水线线手手工工流流水水线线手手工工流流水水线线混混合合流流水水线线混混合合流流水水线线分类标志对象移动方式对象数目对象轮换方式连续程度节奏化机械化程度流流水水线线流流水水线线固固定定流流水水线线固固定定流流水水线线移移动动流流水水线线移

9、移动动流流水水线线单单一一对对象象流流水水线线单单一一对对象象流流水水线线多多对对象象流流水水线线多多对对象象流流水水线线不不变变流流水水线线不不变变流流水水线线可可变变流流水水线线可可变变流流水水线线成成组组流流水水线线成成组组流流水水线线连连续续流流水水线线连连续续流流水水线线间间断断流流水水线线间间断断流流水水线线强强制制节节拍拍流流水水线线强强制制节节拍拍流流水水线线自自由由节节拍拍流流水水线线自自由由节节拍拍流流水水线线粗粗略略节节拍拍流流水水线线粗粗略略节节拍拍流流水水线线自自动动生生产产线线自自动动生生产产线线机机械械化化流流水水线线机机械械化化流流水水线线手手工工流流水水线线手

10、手工工流流水水线线混混合合流流水水线线混混合合流流水水线线2. Line的特点及使用环境的特点及使用环境2.3 2.3 流水线的评价流水线的评价流水线的优点 产品的生产过程较好地符合连续性、平行性、比例性以及均衡性要求 生产率较高，缩短生产周期，减少在制品的占用量和运输工作量 作业内容较单一，对作业员技能要求相对较低； 加速资金周转简化生产管理工作； 柔性差，工人工作单调、紧张、易疲劳， 不利于提高工人生产技术水平 需要一定量来支持流水化作业流水线的缺点：2. Line的特点及使用环境的特点及使用环境2.4 2.4 流水线的生产组织条件流水线的生产组织条件序号序号流水化作业的条件流水化作业的条

11、件1品种稳定；产品结构基本定型并标准化2原材料、协作件标准化，能保证及时供应；3机器设备处于完好状态；4产品检验能也在流水线上进行；5有一定的生产量支持流水线运作；华为华为PCBAPCBA符合程度符合程度3. 流水化作业的设计要点流水化作业的设计要点3.1 3.1 流水生产线的技术设计流水生产线的技术设计 工艺路线、工艺规程的制定、操作指导书设计 专用设备的设计 设备改装设计 专用工夹具设计 运输传送装置设计 信号装置设计即硬件设计 设施布局设计3. 流水化作业的设计要点流水化作业的设计要点3.2 3.2 流水生产线的组织设计流水生产线的组织设计流水线节拍和生产速度的确定设备需要量和负荷的计算

12、工序同期化设计 工人配备运输传送方式的设计流水线平面布置的设计流水线工作制度生产服务工作组织和标准计划图表的制定3. 流水化作业的设计要点流水化作业的设计要点3.2.1 3.2.1 节拍设计节拍设计概念：流水线上连续产出两个或者两批制品的时间间隔计算公式：r rF F(N(N Q), F=Q), F=FoFoK Kr: 节拍，F: 计划期有效工作时间，N: 计划期产品产量，F0 :制度工作时间 ，K: 时间利用率,Q:批量。l附件：思考题附件：思考题流水线节拍设计流水线节拍设计 某产品生产工艺流程和标准时间如下图所述，要求老化与装配、测试和装在同一流水线上生产。假设良品率为 95%, 要求每天

13、工作8 小时，最少产出170台合格成品。请设计一条流水线，该流水线节奏时间是多少？装配装配 (5 分钟分钟) 测试测试 (4 分钟分钟) 老化老化 (30 分分) 包装包装 (3.5分分)3. 流水化作业的设计要点流水化作业的设计要点3.2.2 3.2.2 工序同期化工序同期化主要主要措施：适当分解和合并工序，配置力量，采用高效率工具工作地顺序工作地顺序工序号工序号工序时间工序时间工位时间工位时间WS11、2、66、2、2 10WS25、71、67WS33、95、510WS44、87、310WS510、115、49同期化 指通过采取技术组织措施调整工序时间，使之尽可能与节拍相等或成整数倍关系的

14、过程。4. 流水线生产作业计划及实施管理流水线生产作业计划及实施管理4.1 4.1 连续流水线标准工作指示图连续流水线标准工作指示图中间休息设置点420606焊接、热处理420606机械产品（周期短）440404机械产品（周期长）450303装配复杂产品460202装配简单产品工作时间工作时间(min)间断时间间断时间(min)间断次数间断次数8765 中中 间间 休休 息息4321工作小时工作小时 流水线特点流水线特点4. 流水线生产作业计划及实施管理流水线生产作业计划及实施管理4.2 4.2 在制品占用量（定额）在制品占用量（定额）在制品：在制品：指从原材料投入生产到成品入库为止，处于生产

15、过程各工艺阶段尚未完成的各种制品的总称 在制品定额：在制品定额：在一定时间、一定工艺阶段和生产环节、在一定生产组织条件下，为保证生产连续、均衡进行所规定的在制品数 量标准流水线内在制品的定额流水线内在制品的定额: 工艺在制品定额 Z1 /工序间周转流动在制品定额 Z2 / 运输在制品定额Z3 / 保险在制品定额Z4.流水线间在制品定额流水线间在制品定额: 周转在制品定额Z5 /运输在制品储备量Z6 / 保险在制品定额Z7厂级生产作业计划的编制：厂级生产作业计划的编制：企业生产管理部门编制年度、季度和月度厂生产作业计划。确定车间的生产任务和生产进度。确定车间生产任务的方法,如对象专业化车间、工艺

16、专业化车间车间内部生产作业计划的编制：车间内部生产作业计划的编制：车间计划调度组和工段的计划人员编制工段月生产作业计划/工段旬生产作业计划/工段轮班计划/工作地轮班计划4. 流水线生产作业计划及实施管理流水线生产作业计划及实施管理4.3 4.3 生产作业计划的编制生产作业计划的编制主：对象专业化车间：如部件、总测；工艺专业化车间：如主：对象专业化车间：如部件、总测；工艺专业化车间：如SMT、涂覆、老化、涂覆、老化生产日程管理要点： 全面协调好生产过程七要素（人、设备工装、材料、工艺、 资金、生产组织，信息），使不同作业计划的车间能连续地、同步地、均衡地进行生产； 有效地进行产品的投入控制、质量

17、控制、产出控制，使生产活动过程良好的运行；包括日程计划/企业生产信息系统 /日程管理的组织系统 /物流组织系统 /设备点检系统；现场管理： 包括实行标准作业、建立以生产线操作工人为主体的劳动组织、彻底消除无效劳动、目视管理 、作业组织的改善、增强设备的自动检测能力、建立安全、文明生产保证体系；4. 流水线生产作业计划及实施管理流水线生产作业计划及实施管理4.4 4.4 生产实施管理生产实施管理单元化生产 是精益思想的实践方式之一，是精益生产的重要组成部分。单元化即是将设备和厂房以特定的顺序安排，使材料和零件以最小的搬运完成部分或者全部生产过程.5. Cell生产方式特点及应用场合生产方式特点及

18、应用场合5.1 5.1 单元化（单元化（CellCell）生产的概念）生产的概念Cell的特点：产品不固定、Cell工位专业化程度低，可以灵活转换生产其他产品；工艺过程封闭，单元内工位可以按工艺顺序安排为流水形式，也可以一个工位独立完成所有工序。单元内可以有很短小的流水线。生产没有明显的节奏性。可以间断，可以连续。由于Cell可以独立完成产品，因而Cell之间的生产能力是不平衡的，相互之间没有牵制。大大提高了适应多品种小批量的能力。5. Cell生产方式特点及应用场合生产方式特点及应用场合5.2 5.2 单元化（单元化（CellCell）模式分类）模式分类独立作业岛按成组技术的原理，根据零件的

19、分类编号把零件划分为不同零件族，再把一组适合加工若干族零件的机床集中在一起。形成加工过程相对封闭的单元。U形线生产线U形排列，把操作者的行走路线缩短到最短程度，设备一字摆开，工人从第一台设备到最后一台设备就需要走动很远的距离，它仍以生产节拍为周期，进行多机作业组合的单元。5. Cell生产方式特点及应用场合生产方式特点及应用场合5.3 5.3 单元化（单元化（CellCell）生产的优点）生产的优点减少库存，降低成本 因为操作工人较少，零部件随时供应。Cell的弹性较大 可以随时改做其他产品，周期短、投资少。减少动作上的浪费 传统流水线有大量的重复性工作，如抓取物料，装夹定位等。而Cell模式

20、则大大减少。减少不良品率 传统流水线大量重复同样的动作，单调疲倦；容易分神。而cell则可以避免这种单调。使人始终处于一种对新工作的注意之中。减少设备投入 单元化作业强调尽可能使用简单的设备满足生产需求，因而减少大量的流水线设备投资。Cell不是彻底颠覆流水化作业，也不是传统的单件加工的重复。而是强调个性化和多变需求的一种适应变化，使得企业能够对很小的订单也能很快组织起高效的生产.5.4 Cell5.4 Cell生产的组织条件生产的组织条件序号序号CellCell生产的条件生产的条件1品种多变；但结构定型并标准化2原材料、协作件标准化，能保证及时供应；3机器设备处于完好状态；4产品检验能也在单

21、元内进行；5换线快捷6无固定的生产需求量且批量较小华为华为PCBAPCBA符合程度符合程度5. Cell生产方式特点及应用场合生产方式特点及应用场合6. Cell生产模式的设计要点生产模式的设计要点6.1 6.1 生产单元化的技术设计生产单元化的技术设计Cell生产方式不值得象传统流水线那样进行较为复杂得工具装备设计 工艺路线、工艺规程的制定、操作指导书设计； 简易专用工夹具设计 简易装载运输工具设计 设施布局设计 看板设计6. Cell生产模式的设计要点生产模式的设计要点6.2 6.2 生产单元化的组织设计生产单元化的组织设计U型线节拍和生产速度的确定简易仪器和设备需要量和负荷的计算工序同期

22、化设计 工人配备Cell平面布置的设计流水线工作制度生产服务工作组织和标准计划图表的制定l附件附件CellCell布局案例布局案例7. Cell生产模式的计划与管理生产模式的计划与管理7.1 Cell7.1 Cell生产模式的计划（拉式生产计划）生产模式的计划（拉式生产计划）把生产计划下达到最后一道工序，最后一道工序对其上游工序提出所需物料的要求一直延续到采购部门月度月度市场营业部市场营业部主生产计划主生产计划其它部门其它部门1月 20日发布计划 1月定单 2月定单在21日确定月计划提供1月计划（）提供2月计划（） 21日月计划必须接受并执行 评估1月、2月的生产任务，自己部门能否承担 若1月

23、能力不足，必须在月月底前解决 若2月能力不足，结合1月调整，待1月21日后再详细讨论与对策月 月20日发布计划 2月定单 3月定单在月21日确定1月生产计2月生产计划（）3月计划（）对应方法同上7. Cell生产模式的计划与管理生产模式的计划与管理7.2 Cell7.2 Cell生产模式的计划调整生产模式的计划调整当前的市场变化是非常快的，企业应该采用拉动式的生产方式，根据订单的增减情况随时对生产计划做出修订，从而适应市场的需求。如图23所示，由于在5月2日接到客户的通知，原来5月3日要出货的产品暂时不要出货。这时候企业就应该改变原订的生产计划，优先生产5月4号需要出货的产品。7. Cell生

24、产模式的计划与管理生产模式的计划与管理7.3 7.3 设置合理的库存设置合理的库存在在JITJIT生产方式下，企业可以根据自身的具体情况，生产方式下，企业可以根据自身的具体情况，制定合理的库存上限和下限，确保合理的最小库存量。制定合理的库存上限和下限，确保合理的最小库存量。在图24中，有02个月的市场安全对应库存、025个月的工厂在库以及025个月的流通在库，因此下限值为07个月。如果上限值设定为03个月，那么仓库里最多只能存储一个月的货，最少要存07个月的货。由此可见，JIT虽然追求零库存，但不一定要做到零库存，完全可以根据企业情况设定最小库存。7. Cell生产模式的计划与管理生产模式的计

25、划与管理生产日程管理要点： 全面协调好生产过程七要素（人、设备工装、材料、工艺、 资金、生产组织，信息），使不同作业计划的车间能连续地、同步地、均衡地进行生产； 有效地进行产品的投入控制、质量控制、产出控制，使生产活动过程良好的运行；包括日程计划/企业生产信息系统 /日程管理的组织系统 /物流组织系统 /设备点检系统；现场管理： 包括实行标准作业、建立以生产线操作工人为主体的劳动组织、彻底消除无效劳动、目视管理 、作业组织的改善、增强设备的自动检测能力、建立安全、文明生产保证体系；7.4 Cell7.4 Cell生产实施管理生产实施管理8. Cell与与Line的比较选择的比较选择 流水线的产

26、生在于大批量的生产需求，Cell的产生在于多变的小批量的生产需求。Cell与Line各有优长。 如不考虑其他因素，选择Cell与Line的生产方式，其核心的考量指标应该是最小批量。流水线上线运行必须有一个最小的批量才能维持合理的收益，否则生产成本会很大。 超过最小批量则LINE模式更合理；低过成本批量则Cell模式更合理。 换线时间要足够短。换线时间长则损失大，不符合精益思想。经济批量Qs生产成本管理成本数量成本经济批量法是确定批量和生产间隔期时常用的一种以量定期方法。生产费用与批量之间存在着函数关系，批量主要通过两方面因素影响生产费用：一是生产准备费用，这部分费用随生产批次增减而变化；二是保

27、管费用，即在制品在存储保管期间所发生的费用，如仓库管理费用、资金呆滞损失、存货的损耗费用等。这些费用与批量大小和存储时间长短有关。对流水线而言，假设计划需求为D，生产批量为Qs，则(D/Qs)为生产次数。其准备成本主要由换线准备时间Ts确定和在此段时间内受影响的人数（工位数W）。如果每小时费用为K1，则：F1F1K1K1TsTsW WD/QsD/Qs在制品保管费用主要由周期Tc(Qs/Cp) 和存量Qs/2决定（Cp为产能）。如果每件每小时保管费用为K2，那么，F2F2K2K2(D/Qs)(D/Qs)(Qs/Cp) (Qs/Cp) Qs/2Qs/2F(Q)= K1F(Q)= K1TsTsW W

28、D/Qs + K2D/Qs + K2(D/Qs)(D/Qs)(Qs/Cp) (Qs/Cp) Qs/2Qs/2对Q求导可以获得，流水最小线运行批量：l附件附件经济批量分析经济批量分析Qs 2CpK1TsW/K2Qs 2CpK1TsW/K2某产品生产工艺流程和标准时间如下图所述，要求老化与装配、测试和装在同一流水线上生产。假设良品率为 95%, 要求每天工作8 小时，最少产出170台合格成品。请设计一条流水线，该流水线节奏时间是多少？装配装配 (5 分钟分钟) 测试测试 (4 分钟分钟) 老化老化 (30 分分) 包装包装 (3.5分分) 需求产能170 95%178.9 180 PCS/Day

29、设：节奏时间T，老化批量Q，有如下关系式成立,(860TQ2)30Q = 180 和 (8X60-30-TQ)T =180,解方程得 Q=12.86 T=12.86 T=2.33 分钟分钟 l附件附件流水作业案例研究流水作业案例研究(1)(1)如何选择Q和T将会直接影响效率l附件附件流水线案例研究流水线案例研究(2)(2)T T（节拍（节拍) ) 装配工位装配工位测试工位测试工位老化批量老化批量包装工位包装工位线平衡线平衡产能产能效率效率2.3077 3213280.21%18270.18%2.0000 2.0000 3 32 215152 290.63%90.63%21021079.30%7

30、9.30%1.6667 3318385.00%25274.38%1.5000 4320384.85%28074.24%1.3043 4423388.19%32277.17%1.2000 5425387.82%35076.84%1.0714 5428490.48%39279.17%1.0000 5430496.43%42084.38% 产量越大，流水线的效率越高。 工位分解越细，平衡率越高。效率越高。但需要较大的产量支持。 本案例较好的选择应该是节奏2分钟，批量15台。某产品生产工艺流程和标准时间如下图所述，要求老化与装配、测试和装在同一流水线上生产。假设良品率为 95%, 要求每天工作8 小时，最少产出170台合格成品。请按Cell模式