第4章补充流水线生产

1、流水线的组织及其流水线的组织及其平面布局平面布局 流水生流水生产产方式方式是指劳动对象按照一定的工艺路线顺序是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）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。完成工艺作业的连续的重复的生产过程。 特特别别是在大量生是在大量生产产企企业业中，流水生中，流水生产产方式占有十分重要的地方式占有十分重要的地位。位。 现现代流水生代流水生产产方式起源于方式起源于福特制福特制。 。 福特（福特（HFord）在）在19141920年年创创立了汽立了汽车车工工业业的流的流水生水生产线产线。 。（一）

2、流水（一）流水线线生生产产的的发发展展序：现代流水生产的起源序：现代流水生产的起源 1914年年1920年的福特年的福特制制福特福特T型车：一款改变了世界型车：一款改变了世界的汽车的汽车 售价售价 ：从：从2000多美元逐多美元逐步降低到步降低到263美元；美元； 产量：第一年，达产量：第一年，达10,660辆，创下了汽车辆，创下了汽车行业的记录。到了行业的记录。到了1921年，产量已占世界汽车年，产量已占世界汽车总产量的总产量的56.6% ； 我们要庆祝的与其说是一款车，不如说是我们要庆祝的与其说是一款车，不如说是一种概念，一种为普通百姓提供个人出行工具一种概念，一种为普通百姓提供个人出行工

3、具的概念。我的曾祖父不仅有这样的远见，而且的概念。我的曾祖父不仅有这样的远见，而且坚持了他的远见。在福特汽车公司的头坚持了他的远见。在福特汽车公司的头5年时年时间里，他就是这么做的，想当年他曾按字母顺间里，他就是这么做的，想当年他曾按字母顺序试遍了各种车型，最终找到了苦苦追寻的序试遍了各种车型，最终找到了苦苦追寻的T型车。之后型车。之后19年间，他坚持生产高质量低成本年间，他坚持生产高质量低成本汽车的目标，不断改善产品和工艺。汽车的目标，不断改善产品和工艺。艾德赛尔艾德赛尔.福特二世福特二世(亨利亨利.福特的曾孙福特的曾孙) 福特制的主要内容福特制的主要内容 在科学组织生产的前提下谋求高效率和

4、低成本，在科学组织生产的前提下谋求高效率和低成本，因而实施产品的标准化，零件的标准化，设备因而实施产品的标准化，零件的标准化，设备及工具的专用化和工场专业化。及工具的专用化和工场专业化。 创造了流水作业的生产方法，建立了传送带式创造了流水作业的生产方法，建立了传送带式的流水生产线。的流水生产线。福特制的特点福特制的特点 把生产管理工作和生产技术的发展与完善密切把生产管理工作和生产技术的发展与完善密切结合起来结合起来; ; 把管理工作从单纯对人的管理，发展到把人和把管理工作从单纯对人的管理，发展到把人和机器联系起来机器联系起来; ; 从整体的观点协调各项作业、各道工序。从整体的观点协调各项作业、

5、各道工序。 因此，福特制大大提高了生产过程的连续性和因此，福特制大大提高了生产过程的连续性和节奏性。节奏性。流水线的基本原理流水线的基本原理1、劳动分工思想（亚、劳动分工思想（亚当当斯密）斯密）2、标准化思想（泰勒）、标准化思想（泰勒）亨利亨利福特的应用福特的应用 把汽车装配工作分解成许多工序把汽车装配工作分解成许多工序 制定每道工序的操作标准，使时间尽量相等制定每道工序的操作标准，使时间尽量相等 按照工序顺序布置动作地，依序对产品依次按照工序顺序布置动作地，依序对产品依次加工加工发展：泰勒强调单个工人的操作标准化，福特发发展：泰勒强调单个工人的操作标准化，福特发展为生产过程的标准化。展为生产

6、过程的标准化。流水流水线线生生产产的的发发展展 流水线开始出现时，采取了单一对象流水线的流水线开始出现时，采取了单一对象流水线的形式，以后又出现了多对象的可变流水线和成形式，以后又出现了多对象的可变流水线和成组流水线。组流水线。 五十年代以后，建立和发展了自动化、半自动五十年代以后，建立和发展了自动化、半自动化的流水线。化的流水线。 电子计算机和自动控制技术的发展，极大地促电子计算机和自动控制技术的发展，极大地促进了生产过程的自动化，不仅建立了各种类型进了生产过程的自动化，不仅建立了各种类型的自动线，而且出现了自动化的车间和工厂。的自动线，而且出现了自动化的车间和工厂。发展：发展： 日本丰田汽

7、车公司：日本丰田汽车公司：JIT生产方式生产方式（二）流水（二）流水线线生生产产的特征、分的特征、分类类和和组织组织条件条件夏利汽车生产线夏利汽车生产线原材料填充缝制身体粘贴五官安装发声装置包装制成品缝制外衣玩具娃娃生玩具娃娃生产线产线流水流水线线固定流水固定流水线线移移动动流水流水线线单单一一对对象流水象流水线线多多对对象流水象流水线线不不变变流水流水线线可可变变流水流水线线混合流水混合流水线线连续连续流水流水线线间间断流水断流水线线粗略粗略节节拍流水拍流水线线自由自由节节拍流水拍流水线线强强制制节节拍流水拍流水线线手工流水手工流水线线机械化流水机械化流水线线自自动线动线分分类标类标志志对对

8、象移象移动动方方 式式 对对象数目象数目对对象象轮换轮换方方 式式连续连续程度程度节节奏性奏性机械化机械化程程 度度流水线的分类流水线的分类 1固定流水线和移动流水线固定流水线和移动流水线l固定流水线固定流水线是指生产对象固定，工人携带工是指生产对象固定，工人携带工具沿着顺序排列的生产对象移动，经过一个具沿着顺序排列的生产对象移动，经过一个循环完成一批产品的加工或装配。循环完成一批产品的加工或装配。l移动流水线是指工人和生产设施不动，生产移动流水线是指工人和生产设施不动，生产对象对象产品的加工或装配。产品的加工或装配。2单一对象流水线单一对象流水线和和多对象流水线。多对象流水线。l单一对象流水

9、线又称为不变流水线，它只固单一对象流水线又称为不变流水线，它只固定生产一种制品。定生产一种制品。l多对象流水线生产两种或两种以上的制品，多对象流水线生产两种或两种以上的制品，因而它们在生产中有一个转换方式问题。因而它们在生产中有一个转换方式问题。可变流水线可变流水线混合流水线混合流水线不同点不同点成批轮番生产成批轮番生产均匀混合流送均匀混合流送品种更换，调整设备品种更换，调整设备品种更换，不需要调整品种更换，不需要调整相同点相同点产品工艺相似产品工艺相似工序负荷大致相当工序负荷大致相当多对象流水线多对象流水线l 可变流水线可变流水线是轮流地、成批地生产固定在流水线上的是轮流地、成批地生产固定在

10、流水线上的几个对象，当变换对象时，要相应地调整设备和工艺几个对象，当变换对象时，要相应地调整设备和工艺装备。在可变流水线上生产的对象，在结构和工艺上装备。在可变流水线上生产的对象，在结构和工艺上基本相似，但工艺过程的组成及零件的加工尺寸可以基本相似，但工艺过程的组成及零件的加工尺寸可以不同。不同。l 混合流水线混合流水线也是固定生产几种对象，但不是轮番成批也是固定生产几种对象，但不是轮番成批地生产，可以同时或顺序地进行生产，更换生产对象地生产，可以同时或顺序地进行生产，更换生产对象时基本上不需要重新调整设备和工艺装备。时基本上不需要重新调整设备和工艺装备。3 3连续流水线连续流水线和和间断流水

11、线间断流水线。l连续流水线是指生产加工对象在流水线上的加工是连续不断进行的，没有等待停歇现象。连续流水线通常用于大量生产中，是一种较为完善的流水线形式。4 4强制节拍流水线强制节拍流水线、自由节拍流水线自由节拍流水线和和粗略节粗略节拍流水线。（拍流水线。（节拍节拍 指流水线上连续出产指流水线上连续出产两件相同产品的时间间隔）两件相同产品的时间间隔）l强制节拍流水线一般用在大量生产，特别是中强制节拍流水线一般用在大量生产，特别是中型或大型机械产品的装配线上。型或大型机械产品的装配线上。l自由节拍流水线上，不要求严格按节拍出产产自由节拍流水线上，不要求严格按节拍出产产品，生产节拍主要是靠工人的熟练

12、操作来保证，品，生产节拍主要是靠工人的熟练操作来保证，因而可能有波动。自由节拍流水线一般在大量因而可能有波动。自由节拍流水线一般在大量生产或成批生产的装配车间和机械加工车间中生产或成批生产的装配车间和机械加工车间中采用。采用。l粗略节拍流水线的特点是各个工序的加工时间粗略节拍流水线的特点是各个工序的加工时间与流水线节拍相差很大，如果按节拍组织生产，与流水线节拍相差很大，如果按节拍组织生产，就会使机床设备和工人处在时断时续工作的状就会使机床设备和工人处在时断时续工作的状态。态。5按流水线的机械化程度来分，可分为手工流按流水线的机械化程度来分，可分为手工流水线、机械化流水线和自动生产线。手工流水水

13、线、机械化流水线和自动生产线。手工流水线多用于机器或仪器、仪表的装配。线多用于机器或仪器、仪表的装配。组织组织流水生产的必要条件流水生产的必要条件 1)企企业业要具有要具有稳稳定的定的产产品方向，品方向，产产品品种要品品种要稳稳定，定， 而且是而且是长长期大量需要的期大量需要的产产品；品；2)产产品的品的结结构和工构和工艺艺相相对对要要稳稳定；定；3)原材料要原材料要标标准化、准化、规规格化，并能保格化，并能保质质保量按保量按时时供供应应； ；4)机器机器设备设备必必须经须经常常处处于完好状于完好状态态，有，有严严格的格的设备设备维维修修制度；制度；5)工作必工作必须须符合符合质质量量标标准，

14、能准，能实现实现在在线检测线检测。 。 技技术设计术设计包括：包括：1)工工艺艺路路线线工工艺规艺规 程的制定程的制定2)专专用用设备设备的的设计设计3)设备设备改装改装设计设计4)专专用用夹夹具的具的设计设计5)运运输输装置的装置的设计设计6)信号装置的信号装置的设计设计等等 组织设计组织设计包括：包括：1)确定确定节节拍或生拍或生产产速度速度2)设备设备需要量和需要量和负负荷的荷的计计算算3) 工序同期化工序同期化设计设计4) 工人配工人配备备5)运运输输方式方式设计设计6)流水流水线线平面布置平面布置设计设计； ；7)流水流水线线工作制度和工作制度和标标准准计计 划划图图表表设计设计8)

15、流水流水线线的的经济经济效果效果计计算算 流水生流水生产线产线的的设计设计包括技包括技术设计术设计和和组织设计组织设计第二第二节节 流水生流水生产线产线的的组织设计组织设计确定流水线节拍确定流水线节拍节拍：节拍：重要的期量标准，指重要的期量标准，指流水线上连续出产两个相同流水线上连续出产两个相同制品之间的时间间隔制品之间的时间间隔它决定了流水线的生产能力、它决定了流水线的生产能力、生产速度和效率生产速度和效率确定节拍的依据是计划期的确定节拍的依据是计划期的产量和有效工作时间。即：产量和有效工作时间。即：00/(1)eFFrNN流水流水线节线节拍的拍的计计算算 例例1 某某产产品品计计划划产产量

16、量3000件，件，计计划期工作划期工作时间为时间为4周，周，每周工作每周工作5天，采用两班制，每班工作天，采用两班制，每班工作8小小时时， ，时间时间利用利用系数系数为为0.95， ，废废品率品率为为3%， ，试计试计算流水算流水线节线节拍。拍。 解：解：005 4 8 2 0.95 605.9(/)/(1)3000/(1 3%)eFFrNN 分 件流水流水线节线节拍的拍的计计算算 当当r的的值值很小，或制品的体很小，或制品的体积积小、重量小、重量轻轻，不便于，不便于按件运按件运输时输时，可考，可考虑虑按按组组运运输输。 。这时这时，流水，流水线线上上相相邻邻两批相同制品出两批相同制品出产时间

17、间产时间间隔称隔称为为运运输输批批节节拍或拍或节节奏，其奏，其计计算公式算公式为为： ：grrn工序同期化工序同期化1 1、工序同期化的含义、工序同期化的含义 通过技术和组织措施，使各工作地的单件作业时间尽可能等于节拍或节拍的整数倍。l在给定节拍条件下，寻求工作地和岗位工人数量最少的方案l给定工作地数量，寻求流水线节拍最小2 2、作用、作用 克服各工序的忙闲不均现象 消除资源浪费，提高资源利用率 创造良好工作环境，提高产品质量机械加工工序同期化的措施：机械加工工序同期化的措施： 对关键工序，通过改装设备、增加附件、同时对关键工序，通过改装设备、增加附件、同时加工多个零件等方法提高生产速度；加工

18、多个零件等方法提高生产速度； 采用高效专用的工艺设备，减少辅助操作时间；采用高效专用的工艺设备，减少辅助操作时间； 改变工作地布局改变工作地布局和操作方法，减少辅助作业时和操作方法，减少辅助作业时间；间； 改变切削量，减少机器作业时间改变切削量，减少机器作业时间 提高工人的操作熟练程度和工作效率提高工人的操作熟练程度和工作效率工序同期化的步骤基本思路：基本作基本思路：基本作业业的适当合并的适当合并 1 1）用流程）用流程图图表示作表示作业业先后关系；先后关系； 2 2）求）求节节拍；拍； 3） ）计计算算满满足足节节拍的最少拍的最少 的工作地数的工作地数Smin。 。 4 4） ）组织组织工作

19、地。工作地。 向工作地分配小工序的要求：向工作地分配小工序的要求：l保保证证各工序之各工序之间间的先后的先后顺顺序。序。l各工作地分配到的小工序作各工作地分配到的小工序作业时间业时间之和不能大于之和不能大于节节拍。拍。l各工作地的作各工作地的作业时间应业时间应尽量接近或等于尽量接近或等于节节拍拍r r。 。l应应使工作地数目使工作地数目S S尽量少。尽量少。S Sminmin= = ti r5） ）计计算工作地的算工作地的时间损时间损失系数失系数L。 。u 工作地的时间损失系数或设备负荷率，决定了流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。水线运行过程的连续程度。向工作

20、地分配小工序的方法向工作地分配小工序的方法l目视法l按照以下规则向工作地分配作业（工步）： 规则1：优先安排后续作业数量多的作业 规则2：优先安排作业时间最长的作业（工步）L L= =SrtiSr100%评评价作价作业业分配的效率分配的效率 生生产线闲产线闲置置时间时间百分比（百分比（闲闲置率）置率） 生生产线产线效率效率生产线闲置率每节拍内的闲置时间（实际工作地数生产线闲置率每节拍内的闲置时间（实际工作地数节拍）节拍）生产线效率生产线效率1生产线闲置率生产线闲置率示例示例2 例例 假设某流水线的节拍为假设某流水线的节拍为8 8分钟，由分钟，由1313道小工道小工序组成，单位产品的总装配时间为

21、序组成，单位产品的总装配时间为4444分钟，各分钟，各工序之间的装配顺序和每道工序的单件作业时工序之间的装配顺序和每道工序的单件作业时间如图。间如图。1124109118531376225 82 3 2 7243123 解解 1 1。计算流水线上的最少工作地数。计算流水线上的最少工作地数 N Nminmin=T/R=44/8=5.5=6=T/R=44/8=5.5=6 2 2。组织工作地。组织工作地工作地顺序号工序号工序单件作业时间工作地单件作 业 时 间工作地空闲时 间1122578 7 = 123888 8 = 0345822488 8 = 0410778 7 = 1567932388 8

22、= 0611121312368 6 = 2AECDB0.1分分钟钟1.0分分钟钟0.7分分钟钟0.5分分钟钟0.2分分钟钟例：假定某例：假定某产产品的制造可分解品的制造可分解为为5 5项项基本作基本作业业, ,各作各作业业所需所需时间时间和和作作业顺业顺序如下序如下图图所示。所示。计计划每天生划每天生产产480480件，每天工作件，每天工作8 8小小时时（ （480480分分钟钟），），试进试进行装配行装配线线平衡。平衡。1.计计算算节节拍拍 r = 1.0（分（分/件）件）S Sminmin= = ti r= 2.5/1.0 = 2.5 =33.组织组织工作地：工作地： 目目视视法法31.0

23、2.5L L= =31.0100%4.4.计计算工作地的算工作地的时间损时间损失系数失系数L L=16.7%2.计计算算S Sminmin 例：例：某装配线一天工作某装配线一天工作8小时，每天装配小时，每天装配400件产品，件产品，利用下列资料，完成下列各项任务：利用下列资料，完成下列各项任务：（1）画出作业先后顺序图；（）画出作业先后顺序图；（2）求该装配线节拍；）求该装配线节拍；（3）计算最少工作地数；）计算最少工作地数； （4）进行装配线平衡。）进行装配线平衡。作业作业紧后作业紧后作业作业时间（分钟）作业时间（分钟）AB0.2BE0.2CD0.8DF0.6EF0.3FG1.0GH0.4H

24、-0.3合计合计3.8解：（解：（1） ）画作画作业业先后先后顺顺序序图图= 3.8/1.2 = 3.17 =4（ （4） ）组织组织工作地。工作地。（ （5 5） ）计计算工作地的算工作地的时间损时间损失系数失系数L L41.23.8L L= =41.2100%=20.8%（ （3） ）计计算算S Sminmin （ （2） ）计计算算节节拍拍 r = 480/400=1.2（分（分/件）件）BGDFE0.30.21.00.4CAH0.20.80.60.3S Sminmin= = ti r作业时间(秒)描述紧前作业A45安装后轴支架，拧紧四个螺母/B11插入后轴AC9拧紧后轴支架螺栓BD50

25、安装前轴，用手拧紧四个螺母/E15拧紧前轴螺栓DF12安装1#后车轮，拧紧轮轴盖CG12安装2#后车轮，拧紧轮轴盖CH12安装1#前车轮，拧紧轮轴盖EI12安装2#前车轮，拧紧轮轴盖EJ8安装前轴上的车把手，拧紧螺栓和螺钉F、G、H、IK9上紧全部螺栓和螺钉J（ （4） ）组织组织工作地。工作地。规则1：优先安排后续作业数量多的作业规则2：优先安排作业时间最长的作业（工步）工作站作业 作业时间后续作业数量剩余时间可安排后续作业后续作业数最多的作业时间最长的作业1A4565.4/2D5050.4/3B11539.4C,EC,EEE15424.4C,H,ICC9415.4F,G,H,IF,G,H,

26、IF,G,H,IF1223.4/4G12238.4H,IH,IH,IH12226.4II12214.4JJ816.4/5K9041.4/（5）装配流水线负荷率=195/(550.4)=77.4% 进行流水线的平面布置设计时应遵循这样一些进行流水线的平面布置设计时应遵循这样一些原则：原则：有利于工人操作方便；在制品运动路线最有利于工人操作方便；在制品运动路线最短；有利于流水线之间的自然衔接；有利于生产面短；有利于流水线之间的自然衔接；有利于生产面积的充分利用。积的充分利用。 流水线的形状，一般有直线形、直角形、流水线的形状，一般有直线形、直角形、U U形、山字形、形、山字形、S S形以及环形，每

27、种形状的流水线在形以及环形，每种形状的流水线在工作地的布置上，又有单列与双列之分。工作地的布置上，又有单列与双列之分。三、流水线的平面布置设计三、流水线的平面布置设计 123456工作地工作地传传送送带带10864297531工作地工作地传传送送带带工作地工作地12468103579传传送送带带流流水水线线示示意意图图 单列直线型单列直线型流水线，多在工序数少、每道工序流水线，多在工序数少、每道工序的工作地也少的条件下采用。这种平面布置的主要的工作地也少的条件下采用。这种平面布置的主要优点是：安装和拆卸设备方便；容易供应毛坯、容优点是：安装和拆卸设备方便；容易供应毛坯、容易取下成品；容易清除残

28、料、切屑；工作地同流水易取下成品；容易清除残料、切屑；工作地同流水线的配合比较简单。线的配合比较简单。 当工序与工作地的数量较多而空间的长度不够当工序与工作地的数量较多而空间的长度不够大时，可采用大时，可采用双列直线排列双列直线排列，当工序或工作地更多，当工序或工作地更多时，可采用直角形、时，可采用直角形、U U形以及形以及S S形布置。山字型布置形布置。山字型布置通常用于零件加工与部件装配相结合的情况。环形通常用于零件加工与部件装配相结合的情况。环形布置多采用于工序循环的情况下。布置多采用于工序循环的情况下。 流水线内工作地的排列流水线内工作地的排列，首先应符合工艺路，首先应符合工艺路线，其

29、次当每道工序的工作地为两个或两个以上线，其次当每道工序的工作地为两个或两个以上时，就应当考虑同类工作地排列方法的问题。如果时，就应当考虑同类工作地排列方法的问题。如果有两个、四个同类工作地时，一般将它们分别列在有两个、四个同类工作地时，一般将它们分别列在在制品运输路线的两侧；如果有三个同类工作地在制品运输路线的两侧；如果有三个同类工作地时，可考虑采用三角形排列。当几台设备由一名工时，可考虑采用三角形排列。当几台设备由一名工人看管时，应考虑工人作业的方便和巡回路线最短人看管时，应考虑工人作业的方便和巡回路线最短的问题。的问题。 流水线的位置以及流水线之间的衔接，应根据流水线的位置以及流水线之间的

30、衔接，应根据加工、部装和总装的系统图所要求的顺序安排，尽加工、部装和总装的系统图所要求的顺序安排，尽可能使零件加工的完结处，恰好是部件装配的开始可能使零件加工的完结处，恰好是部件装配的开始处，而部件装配的完结处正是该部件进入总装的开处，而部件装配的完结处正是该部件进入总装的开始处，从而使所有流水线布置符合产品生产过程的始处，从而使所有流水线布置符合产品生产过程的总流向。总流向。 物料流物料流缺点：操作者相互分开，没有缺点：操作者相互分开，没有机会相互交流工作机会相互交流工作优优点：操作者可以交点：操作者可以交换换工作，可以增工作，可以增加或减少操作人数。操作者加或减少操作人数。操作者经过训经过

31、训练练可以自可以自动动平衡不同的生平衡不同的生产产速度。速度。物料流物料流流水线布置形式优缺点：流水线布置形式优缺点：缺点：操作者被包缺点：操作者被包围围起来，起来，没有机会通没有机会通过过第三个操作第三个操作者来提高者来提高产产量。量。优优点：操作者可以互点：操作者可以互相帮助，可以通相帮助，可以通过过第三个操作者来提第三个操作者来提高高产产量量物料物料缺点：直缺点：直线线型生型生产线产线很很难难平衡平衡优优点：点：5个操作者可以减个操作者可以减为为4个个四、编制流水线标准计划图表四、编制流水线标准计划图表 由于流水线的每个工作地都是按一定的由于流水线的每个工作地都是按一定的节拍重复完成规定

32、的工序，所以有可能为流节拍重复完成规定的工序，所以有可能为流水线制订标准计划指示图表。流水线标准计水线制订标准计划指示图表。流水线标准计划指示图表将反映流水线各项期量标准，工划指示图表将反映流水线各项期量标准，工作制度和工作程序。作制度和工作程序。 流水线作业指示图表是根据已确定的流流水线作业指示图表是根据已确定的流水线节拍和工序时间定额，在科学计算的基水线节拍和工序时间定额，在科学计算的基础上编制的。由于工序同期化程度不同，流础上编制的。由于工序同期化程度不同，流水线的连续程度也不同，故流水线有连续流水线的连续程度也不同，故流水线有连续流水线作业指示图表和间断流水线作业指示图水线作业指示图表和间断流水线作业指示图表之分。表之分。流水流水线线特点特点一班共一班共计计小小 时时装配装配简单产简单产品品装配复装配复杂产杂产品品机械加工机械加工（使用耐用期（使用耐用期长长的工具）的工具）焊焊接、接、热处热处理等理等中间休息机械加工机械加工（使用耐用期短（使用耐用期短的工具）的工具）12345678间断次数间断时间（min）工作时间（min）202460433040450440660420660420工作工作时间时间间间断断时间时间连续连续流水流水线线作作业业指示指示图图表的示意表