物流系统规划5设施布置与设计ppt课件

1、1第5章 设备布置与设计Facility Layout Design2引导案例日本爱新精机安城工厂消费床垫、工业用缝纫机、气体加温泵及冷气机。床垫消费空间紧凑，并不比一所中学的篮球馆来得大，但却有7条单元消费线，每天消费750张不同颜色、款式和大小的床垫。除了床褥机器外，每一条消费线所运用的机器，都是按照工艺流程顺序陈列，主要的机器设备有弹簧圈成形机、弹簧圈、装配机、多针头床褥机、切割机、凸缘缝纫机、床垫机、边缘缝纫机、贴边缘机和包装机。每部机器都与下一流程的机器衔接起来，不允许多余的空间放置半废品。每条消费线都采用“一个流消费，任务时允许一件产品在流动。床褥机每一次仅制造一个床垫的布料。每一

2、工件在任务站间挪动时，顺便就完成加工动作，在编织机开场编织床罩20分钟后，床垫就已做好，预备出货至日本2 000家家具仓库的客户手中，以效力该公司的经销商。对于群众化的床垫，那么在每一条消费线的终端地点，有一小间贮藏室保管340件的规范床垫废品(其规范库存数量根据每日销售量而定)。每一床垫都放置在某一指定位置，并贴上看板标签。每收到一件订单时，就出货一件，并将附在其上的看板取下，送回消费线的起点，当做消费指示单。这样的系统可以确保这些群众化的床垫，仅保管最少必要的存量。对非规范的床垫，那么不设立库存，而是根据家具仓库所下的订单，直接由消费线消费，直接出货至家具商。这就是爱新精机的JIT消费方式

3、和单元消费线。 本 章 主 要 内 容 设备布置概述设备布置的内容、设备布置的原那么。 根本布置类型定位式布置、产品原那么布置、工艺原那么布置、成组单元布置。 流动方式与空间需求流动方式、人员与空间需求。 流水线平衡与设计流水线相关概念、流水线平衡、流水线设计。 单元式布置精益消费与单元式布置、单元的构成、单元消费线的三种类型、单元消费线布置与设计。45.1 设备布置概述设备布置与设计是决议企业长期运营效率重要的决策。设备布置设计对消费系统极为重要，据测算，物料搬运和布置有关的本钱占工厂消费总运营本钱2050% 。采用有效的布置方法，可以使这些本钱降低30%，甚至更多。消费系统设备布置要处理的

4、主要问题是：是根据企业的运营目的和消费纲领，在已确定的空间场所内，按照从原资料的接纳、零件和产品的制造，到废品的包装、发运的全过程，将人员、设备、物料所需求的空间做最适当的分配和最有效的组合，以便获得最大的消费经济效益。不仅有形的消费和效力设备会碰到布置和重新布置的问题，即使是非物质消费的效力系统，如商店、宾馆、餐馆也同样面临此问题。55.1.1 设备布置的内容在进展设备布置决策要思索的内容主要有以下几个方面：物流和物料搬运设备。确定物流的重要性和方式，采用何种设备，是传送带、起重机、自动仓库还是自动小车来发送和存储物料。并思索物料在不同任务单元间挪动的本钱。容量和空间要求。只需先确定了人员、

5、机器和设备的要求后，才干进展布置，为每一作业单位分配合理的空间，并思索通道、洗手间、餐厅、楼梯等附属设备的要求。环境和美学。布置决策也要求确定窗户、分隔高度、室内植物等环境要素，以降低噪音、改善空气流通和提供隐密性等。信息流。通讯交流对公司都是很重要的，布置必需方便交流，在办公室布置中尤其重要。设备布置工厂设计 工厂总体布置+车间布置。工厂总体布置设计消费车间、辅助消费车间、仓库、动力站、办公室、露天作业场地等各种作业单位和运输线路、管线、绿化和美化设备的相互位置物料的流向和流程、厂内外运输的联接及运输方式。车间布置设计各消费工段任务站、辅助效力部门、储存设备等作业单位及任务地、设备、通道、管

6、线之间和相互位置物料搬运的流程及运输方式。7“作业单位 Activity 是指布置图中各个不同的任务区或存在物，是设备的根本区划。作业单位的最高层次是要设计的设备(Facility)，它包括一系列部门(Departments)，部门可以是车间或其他机构。而部门由任务中心(Work Center)组成，假设是工厂这些任务中心可以是工段或班组，如车床工段；也可以是柔性制造单元(FMS)。通常部门级的布置指的是块状布置图(Block Layout)，任务中心级的布置是详细布置图(Detailed Layout)。任务中心由任务站(Workstation)组成。任务站也称任务地，是最小作业单位，它普通

7、由一台机器和/或一个作业人员组成。任务地布置是整个布置的根底，任务站面积大小和外形对上面几个层次的布置影响很大，普统统过人机工程、任务丈量和机器本身的尺寸和输入输出要求来确定任务地的面积和其他要求。9作业单位的层次设备部门部门部门部门任务中心任务中心任务中心任务地任务地任务地块状布置图详细布置图任务地布置宏观微观工厂总平面布置图车间布置图设备布置图宏观-微观的多次轮回105.1.2 设备布置的原那么设备布置的好坏直接影响整个系统的物流、信息流、消费运营才干、工艺过程、灵敏性、效率、本钱和平安等方面，并反映一个组织的任务质量、顾客印象和企业笼统等内涵。设备布置任务不但在新设备设计时要做，在原有设

8、备重新设计改造时也需求。企业运营总会面临内部条件和外部市场的各种变化，从而会出现当初布置设计时思索不到的问题，都能够会要求重新布置消费或效力系统。11设备布置设计要思索的根本原那么：整体综合原那么。设计时应将设备布置有影响的一切要素都思索进去，以到达优化的方案。挪动间隔最小原那么。产品搬运间隔的大小，不仅反映搬运费用的高低，也反映物料流动的通畅程度，因此，应以搬运间隔最小原那么选择最正确方案。流动性原那么。良好的设备布置应使在制品在消费过程中流动顺畅，消除无谓停滞，力求消费流程延续化。空间利用原那么。无论是消费区域或储存区域的空间安排，都应力求充分有效地利用空间。柔性原那么。在进展厂房设备规划

9、布置前，应思索各种要素变化能够带来的布置变卦，以便于以后的扩展和调整。平安原那么。应思索使作业人员有平安感，方便、温馨。12最早的设备规划与设计是工厂设计阅历的总结，难以满足消费运营的要求。随着工厂和效力设备布置设计的开展和研讨的深化，加上系统工程、运筹学、计算机技术的开展运用，出现一些先进的设计方法。理查德缪瑟 (Richard Muther)的系统布置设计System Layout Planning, SLP方法，使工厂布置设计由定性阶段开展到定量阶段，广泛运用于各种消费系统与效力系统。135.2 根本布置类型可按设备类别分为消费设备和效力设备两大类，再来细分布置方式。消费设备的四种根本的

10、布置方式：定位式布置产品原那么布置工艺原那么布置成组单元布置效力设备的三种根本的布置方式：零售店布置办公室布置仓库布置顺应市场变化：不同的消费类型生产类型少种类大批量消费多种类小批量消费中种类批量消费定制消费按产品预测程度分订货消费存货消费按产品产量分设备布置的根本型式产品在制造过程中的位置能否变化挪动式布置成组单元布置工艺原那么布置产品原那么布置定位式布置设备布置165.2.1 定位式布置定位式布置 (Fixed-Position Layout) 也称工程布置，它主要是工程工程和大型产品消费所采用的一种布置方式。它的加工对象位置，消费工人和设备都随加工产品所在的某一位置而转移。之所以要固定，

11、是由于加工对象大而重，不易挪动。如工程建立、飞机厂、造船厂、重型机器厂等。 1718固定式布置问题还没有很益处理，问题有三：场地空间有限；不同的任务时期，物料和人员需求不一样，这给消费组织和管理带来较大困难；物料需求量是动态的。因此普通不采用固定式布置，即使采用，也尽量将大的加工对象先期分割，零部件规范化，尽能够分散在其他位置和车间批量消费，以降低消费组织管理难度。如工程建立的预制件消费和大型机器设备的部件消费。固定式布置是人类最早的消费布置方式，用于农业种植、房屋建造、道路建立和采掘开矿等方面。随着技术的提高和工业化消费，便有了产品原那么布置和工艺原那么布置。195.2.2 产品原那么布置产

12、品原那么布置(Product Layout)，又称流水线布置Assembly Line Layout或对象原那么布置。当消费产品种类少批量大时，该当按照产品的加工工艺过程顺序来配置设备，构成流水消费线或装配线布置 。Ford首创流水线消费，受屠夫启发。现代化工业大消费的标志2021产品原那么布置的根底是规范化及作业分工。整个产品被分解成一系列规范化的作业，由专门的人力及加工设备来完成。以汽车装配线为例，对于一条装配线而言，其车型根本不变或变化不大，整个装配顺序固定不变，这样，经过作业分工将汽车装配分解为假设干规范化的装配作业，各个任务站配备有公用的装配设备来完成固定的装配作业，不同任务站间的运

13、输采用公用的、途径固定的运送设备。在效力系统中，效力对象的个性千差万别，流水线布置的运用相对较少。但可以分解为一系列规范作业的效力也可以采用这种布置方式，如自助餐厅效力线及汽车的自动清洗效力等。产品原那么布置的优缺陷优点：产品产出率高，单位产品本钱低，公用设备投资也因产量大而摊薄；每一产品都按本人的工艺流程布置设备，因此加工件经过的路程最直接、最短，无用的停滞时间也最少；由于操作人员只做一种产品的一个工序，效率高且所需培训少；消费管理和采购、库存控制等任务也因变化少而相对简单。缺陷：主要在于但它要求较多的公用设备；对产品种类及产量变化、设备缺点等情况的呼应较差；线上任务反复单调乏味，缺乏提升时

14、机，能够会导致工人的心思问题或职业损伤；为了防止停产，设备备用件的库存能够比较大。235.2.3 工艺原那么布置工艺原那么布置Process Layout，又称功能布置Functional Layout。将功能一样或类似的一组设备排布在一同。如在机械加工车间中，数台车床被陈列在一同组成车床组，钻床陈列在一同组成钻床组，铣床组成铣床组、磨床组成磨床组，因此，工艺原那么布置在机加工车间中还被称作机群式布置。加工工艺需求这些设备的工件按工艺道路成批进入这些班组。不同的产品需求不同的工艺道路。为了顺应多种加工对象及工艺道路，需求采用可变运输道路的物料搬运设备，如叉车、手推车等。 24工艺原那么布置优缺

15、陷优点：机器利用率高，可减少设备数量设备和人员柔性程度高，更改产品和数量方便操作人员作业多样化，有利于提高任务兴趣和职业满足感 缺陷：由于流程较长，搬运道路不确定，运费高消费方案与控制较复杂，要求员工素质的提高库存量相对较大26工艺原那么布置在效力业中也很常见，此时称为过程原那么布置。例如综合医院的布置普通是将功能类似的检查设备，如牙齿的X射线检查仪、内脏的X射线检查仪等及相应的医护人员组成放射科，或将效力功能类似的医生，如外科医生、精神科医生等分别组成外科、精神科。此外，汽车修缮间、航空公司和公共图书馆都属于这一类。 小型模具修缮厂布置 工艺原那么285.2.4 成组单元布置工艺原那么布置和

16、产品原那么布置代表了小批量消费到延续大规模消费的两个极端。制造商在产品原那么布置的根底之上向工艺原那么靠拢。系统既灵敏又有效，单位消费本钱低。单元制造、成组技术和柔性制造单元就代表了这种方向。是当代最新、最有效的消费线设置方式，为日本和欧美企业所广泛采用在小批量多种类消费的残酷环境下，这种消费线放弃了传送带，但却是到达了甚至超越了大量消费条件下传送带流水线的效果，因此被誉为“看不见的传送带。 成组单元布置在制造业中又称单元制造Cellular Manufacturing，是一种较为先进的布置方法。顺应顾客需求的多样化，多种类、少批量消费方式。成组技术就是识别和利用产品零部件的类似性，将零件分类

17、。一系列类似工艺要求的零件组成零件族。针对一个零件族的设备要求所构成的一系列机器，为制造单元。产品原那么布置+工艺原那么布置，经过分组，其加工时间较短、物流效率较高、在制品较低、预备时间较短，同时又具有工艺原那么原那么布置的柔性特点，因此是一种具有开展潜力的布置方式。302、成组消费单元成组消费单元 (work cell) 是为一个或几个工艺过程类似的零件族组织成组消费而建立的消费单位。在成组消费单元里配备了成套的消费设备和工艺配备以及相关工种的工人，以便能在单元里封锁地完成这些零件的全部工艺过程。成组消费单元是一种灵敏的布置，会根据产品设计和产量的改动，而相应改动。虽然成组原那么布置概念来自

18、于制造业，但是其思想对效力业也同样存在。例如，大型火车站中，按车次目的地的不同方向来布置候车室等，可以提高保送旅客的效率。 案例：有机器人的自动化成组制造单元FMS 柔性制造系统 成组布置的新开展36布置类型比较实践布置常为混合布置四种根本布置方式是理想的模型，实践布置设计常有几种方式的组合。例如一些机械工厂从大面上看是工艺原那么布置，但不排除部分车间采用产品原那么布置。医院总的来说也是工艺过程原那么布置，但手术室等那么为固定式布置。工艺原那么布置和产品原那么布置代表了小批量消费到延续大模型消费的两个极端。 以下图包括产品原那么布置、工艺原那么布置和成组单元布置. A combination

19、of group layout in manufacturing cells, product layout in assembly area, and process layout in the general machining and finishing section is used.385.3 流动方式与空间需求 布置问题的定量分析最常见的目的是降低物流本钱，这时就要对设备内的流动方式(Patterns of Flow) 作出分析。流动方式可以分为程度和竖直的，如是单层设备，就只用思索程度流动方式，多层设备布置时还要思索竖直方式。但总的来说，程度方式是最根本的。不论布置对象的大小是工

20、厂级、车间级，还是任务单元级；也不论采用何种原那么布置，都要思索物料的流动方式。但同时工厂消费离不开职工，职工的活动也是一种流动，因此合理的物流流动方式也要思索人员的流动情况。 39选择流动方式时主要思索收发口、场地和建筑物的限制、消费流程和消费线的特点、通道和运输方式等。实践设备布置的流动规划经常是上述几种方式的组合。如组合成分枝和脊柱式，最适用于离散制造中部件和产品的装配，分枝为部件装配，主干为总装，两边对称的分枝就是脊柱式。好的设备布置要仔细进展流动规划，使之有效合理。物流合理化的一个重要原那么是防止物流途径交叉。 流动方式: 任务站内思索任务站内的流动方式要用动作分析和人因工程。任务站

21、内的流动该当：Simultaneous同时: 协调手、手臂和脚的动作coordinated use of hands, arms and feet.Symmetrical对称: 协调身体两边的动作Natural自然: 挪动是延续的、曲线式的并利用运动惯量Rhythmical and Habitual节拍性和习惯性: 挪动该当方法得当且有先后次序，要减少手、眼和肌肉的负担与疲劳流动方式: 部门内部门内的流动方式取决于部门的类型对产品原那么布置和成组单元布置，流动方式就是产品流前流End-to-end、背流Back-to-back、折返流Front-to-front、环流Circular和角流Od

22、d-angle 1 machine/operator1 machine/operator2 machines/operator1 machine/operatorMore than 2 machines /operatorEND-TO-ENDBACK-TO-BACKFRONT-TO-FRONTCIRCULARODD-ANGLE对工艺原那么布置，任务站间的流动该当尽量少，流动该当在任务站和通道之间AisleAisleAisleDependent on interactions among workstations available space size of materialsUncommon

23、AisleAisleOne wayOne wayPARALLELPERPENDICULARDIAGONAL435种根本的流动方式 部门间直线形是最简单的流动方式，它将入口和出口分开。L形适用于设备或建筑物不允许直线流动的情形。U形最大的益处是收发口在同一位置，有利于物料搬运，人员、搬运设备和站台都可以只建一个，构成既不占很大空间又具有高速度的消费线。它能减少工人数量，还是一种有利于JIT布置的物流方式，工人位于U形的中心，因此可以相互看到彼此的进展且易于协作。环形流动方式常见于由物料搬运机器人效力的制造单元中，S形那么常用于长的流水装配线布置。Flow PatternsStoreTurning

24、MillingPressPlateAssemblyWarehouse Stores Turning MillingWarehouse AssemblyPlatePressStores Press Plate Assembly Turning MillingWarehouseStores Milling Warehouse Turning Press Plate AssemblyStraight-line flowU-shaped flowW-shaped flowS-shaped flow思索出入口位置的设备内流动At the same locationOn adjacent sides流动规

25、划要规划有效的流动涉及到上节引见的各种流动方式的组合，并要留有足够的通道以满足从起点到终点的畅通挪动。有效的流动要遵守以下的原那么：有向流的途径最大化原那么，流量最小化原那么，流动本钱最小化原那么。Uninterrupted flow pathsInterrupted flow pathsFlow Planning (cont.)最小流量原那么就是任务简化原那么在物料流动中的运用。这一原那么包括以下内容：消除不用要的流动。经过规划使得物料、信息和人员的交付直接发生在最终运用点，消除中间步骤。多次流动最小化。经过规划使得两个衔接运用点之间的流动尽能够次数少，最好是一次。尽能够合并流动和作业。经过

26、规划使得物料、信息或人员的挪动与下一步骤合并。流动本钱最小化原那么：尽量减少手工搬运，包括尽能够减少行走次数、间隔和动作；经过流动过程的机械化和自动化，尽量消除手工搬运5.3.2 空间与人员需求 现代制造技术使得消费、存储和办公的空间需求发生了显著的变化。空间需求的减少主要缘由是： 更小的批量和集装单元大小来配送到运用点 在运用点设置分散化的存储区； 库存保有量更少 采用更高效的布置安排方式如制造单元 公司规模减小 共享式办公室和电信技术的采用。 确定空间需求采用“从下到上的系统的方法。对制造和办公设备，空间需求确实定要先从单个任务站开场，然后才是任务站集合而成的部门需求。在确定仓储作业的空间

27、需求时，那么要思索库存程度、存储单位、存储方法和战略、设备需求、建筑物条件和人员需求 由于存在多种不确定要素，各部门人员为求稳妥，给出的空间需求数据都偏大。设备规划人员面对未来的不确定要素，要预测真正的空间需求就很困难。 任务站空间 设备、物料、人员入口部门空间并非各任务站空间的简单相加任务站之间有很多空间可共享通道需求：货物最大面积 1.5m2 加30-40%525.4 流水线平衡与设计流水线已在世界各国广泛运用，并且在内容和方式上不断地创新。本节内容：流水线相关概念：期量规范、节拍规那么、分类。流水线平衡：问题描画、根本方法、韩-伯方法、进一步讨论流水线设计：平面布置、搬运设备、传送带与式

28、作站布置类型、传送带速度计算、例如。5.4.1 流水线相关概念一、期量规范也称作业方案规范，是经过科学分析和运算，对加工对象在消费过程中的运动所规定的一组时间和数量规范。先进合理的期量规范是流水线设计和运转的根本保证。流水线期量规范包括：节拍、作业指示图表、在制品占用量定额。节拍 Takt time指流水消费一件产品所需的时间，即一天的任务时间除以一天要消费产品的数量。一天的所需消费数量是根据消费方案来确定的，而消费方案是基于市场预测和订单情况制定的。消费节拍实践是一种目的时间，是随需求数量和需求期的有效任务时间变化而变化的，是人为制定的。 节拍是不能丈量的，而是要计算的。 节拍 = 每日有效

29、任务时间 / 方案每日产量 年产6万台发动机的节拍？思索稼动率和合格率节拍 = 每日有效任务时间消费线稼动率 方案每日产量合格品率 稼动率Performance Rate ：设备实践任务时间与有效任务的时间的比值，去掉无效时间downtime利用节拍，我们可以平衡不同资源的负荷并识别瓶颈。而通常把流水线中消费节拍最慢的环节叫做“瓶颈Bottleneck，瓶颈限制了流水线的产出速度。概念比较 节拍周期时间节距时间周期时间Cycle Time反映流水线的消费速度，以消费一件产品所需求的时间秒来表示。周期时间是可以丈量的，它可以小于、大于或等于节拍时间。在组织同步化消费过程中，一定要追求消费周期与消

30、费节拍的根本一致，否那么会产生浪费。周期时间是消费效率的目的，比较稳定，它受一定时期的设备加工才干、劳动力配置情况、工艺方法等要素影响，只能经过管理和技术改良才干缩短。节距时间(Pitch Time)是流水线传送带流过两相邻任务站的时间，普通取节距时间等于周期时间2作业指示图表为确保流水线按规定的节拍任务，必需对每个任务地详细规定它的任务制度，编制造业指示图表作业指示图表对提高消费效率、设备利用率、减少在制品起着重要作用。指示图表根据节拍和工序时间定额来确定。最常见的是SOPStandard Operation Procedure，即规范作业程序或作业指点书，将作业规范操作步骤和要求以一致的格

31、式描画出来，用来指点和规范日常的作业。规范是尽能够地将相关操作步骤尤其是关键控制点进展细化、量化和优化。SOP根据流程图、详细工艺和质量控制等来制定 SOP250s节拍规那么节拍按周期时间和机器速度人为制定，那么多少节拍是最适宜的呢？全自动化的流水线，节拍主要由机器速度来决议对以人为操作、看管为主的流水线那么有5060s的最优范围。如日本丰田市就有14家丰田工厂，但很多工厂只消费一班，少量两班，但绝无三班。为什么不采用一半的节拍，产量加倍、工厂资产减半？阅历阐明，反复性手任务业的周期时间最好不要低于50s。当需求更多的产量时可以加班，或设置慢节拍的消费线如两条90s的而不是一条45s的应对产量

32、的动摇。 50s节拍的优越性1消费率Productivity。动作浪费比例小， 3s/30s=10%与3s/50s=6%可允许，比例适当，还有调整盘旋的余地。更长的节拍那么导致产出率难以到达一定的规模。实际阐明节拍在50多秒的流水线比更快节拍的流水线，在消费率上可提高30%2平安与人因工程Safety & Ergonomics。短时反复操作易致人体有关部位的累积性疲劳与损伤。更宽的范围如50-60s内容多变，肌肉组织有恢复时间。动素分析，在50s内分配的操作要素既不单调，也不太多正适宜操作工人掌握和构成衔接动作。3质量Quality。几项操作由一人做，会更留意质量4员工士气Morale。实验阐

33、明，在其他条件一致的情况下，工人反复完成54s周期的作业比27s的更具有任务成就感。 卓别林的喜剧3流水线分类福特流水线与T型车流水线发明百年来给消费效率带来了宏大的提高，世界各国广泛采用，也产生了各种各样的流水线。流水线可按多种方式分类，如按消费对象、挪动方式、转换方式、节拍等。 分类标志对象挪动方式对象数目对象轮换方式延续程度节拍性机械化程度延续流水线延续流水线自动流水线手工流水线机械化流水线粗略节拍流水线自在节拍流水线强迫节拍流水线固定流水线挪动流水线流水线Assembly line单一对象流水线多对象流水线可变流水线不变流水线成组流水线Better5.4.2 流水线平衡流水线规划设计的

34、中心是流水线平衡。所谓流水线平衡就是把作业要素进展适当合并，并分配给每个任务地，使各任务地的作业时间等于周期时间或周期时间的整倍数。Assembly Line Balancing，ALB 消费线平衡-目的物流快速縮短消费周期減少或消除物料或半废品周轉場所消除生產瓶頸提高作業效率提升任务士氣改善作業次序穩定產品質量1问题的描画 装配一个工件所需求的一切工艺分为n项作业tasks，它们构成集合V = 1, n。作业是最小的独立任务单元，对一项作业j，都有一个作业时间tj。由于装配工艺的要求，作业顺序并不是恣意的，而是有一定的先后次序，我们可以用先后次序图Precedence Graph，也称前列图

35、来表示。可行的平衡方案要满足先后次序约束。集合Sk表示分配给任务站k的一切作业，这些作业的合计时间为该任务站时间。流水线100%平衡时，一切任务站的周期时间都等于流水线周期时间C。假设不是100%平衡时，任务站的周期时间只能小于流水线周期时间，这时会有非消费性的空闲时间Idle Time。对任务站k，它的空闲时间为Ct (Sk )。显然要提高平衡率，必需尽量降低全部任务站的空闲时间。为组合优化问题，难以求解，常用启发式算法 消费周期时间和最少任务站或任务地点数目，接下来才是按不同方法确定任务站的作业分配。第一步：确定任务周期时间C=H/QH每天消费时间；Q每天在H时间内要求的产量；第二步：确定

36、最少任务站数目K0留意实践分配任务站数mK0；tsum 完成一件产品全部作业的时间总和。完成任务站分配后，要计算流水线效率也称为平衡率。流水线效率为全部作业的时间总和与实践任务站总数m与周期时间乘积的百分比，即：* 简单的手任务业* 各作业各配置1名作业人员* 日任务时间: 480分* Neck瓶颈作业: 第5号工程(42秒)* 流水线平衡率 LB=(30+32+31+33+42+33+34+35+31+36)/(4210) 100% =337/420 100%=80.2%12345678910510152025303540时间 (Seconds)313231334233343531362根本

37、平衡方法 以例阐明某手推车要在一个传送带流水线上组装，每天需消费500辆，每天的消费时间为420min。以下图是该手推车的装配网络图双代号，请根据周期时间和作业次序限制，求使任务地数量最小的平衡方式。 确定任务站节拍= 42060500 = 50.4s，那么周期时间C也要到达50.4s。计算满足节拍要求的最少任务站实际值取不少于计算值的最小整数K0 = tsum /C = (45+11+9+50+15+12+12+12+12+8+9)50.4 = 19550.4 = 3.874 选择作业分配规那么，以确定流水线平衡。规那么1：优先分配后续作业较多的作业 先对作业进展排序 分配各任务站的作业，分

38、配结果如下作业剩余的未分配时间任务站1作业时间可行的遗留作业最多的后续作业操作时间最长的作业A455.4C=50.4K0=4无任务站2D500.4无作业时间A45B11C9D50E15F12G12H12I12J8K9任务站3B1139.4C, EC, EEE1524.4C, H, ICC915.4F, G, H, IF, G, H, IF, G, H, IF123.4任务站4G1238.4H, IH, IH1226.4II1214.4JJ86.4任务站5k941.4计算流水线平衡后的效率E1 =195(550.4) =77%合计195高吗？由于平衡效率不高，根据规那么2“优先分配操作时间最长的

39、作业来确定作业剩余的未分配时间任务站1作业时间可行的遗留作业最多的后续作业操作时间最长的作业D500.4C=50.4K0=4无任务站2A455.4无作业时间A45B11C9D50E15F12G12H12I12J8K9任务站3E1535.4B, H, IBH, IH1223.4B, III1211.4BF, G, H, IF, G, H, IB110.4任务站4C941.4F, GF, GF1229.4GG1217.4JJ89.4k90.4合计19525613444476F, GGK任务站间时长优先任务站内思索约束计算流水线平衡后的效率E2 =195(450.4) =97%723韩格逊-伯尼法也

40、称位置加权法或矩阵法。首先根据先后次序图求出每个作业单元的位置权值(Ranked Positional Weight)作业时间与其后续一切作业时间的总和，然后根据位置权值的高低进展作业安排，优先安排权值高的作业，从而尽量减少任务站数。 例现拟在传送带上组装某部件。该部件每天需组装369台，每天的消费时间480min。装配顺序及装配时间如下表。根据周期时间和作业顺序限制，求任务站数最少情况下的平衡流动及装配线效率。73作业作业时间紧前工序说明150s-吊运箱体、定位2251装入齿轮3202放入前浮动膜片4302放入后膜片5253,4安装后盖6255安装前盖7126拧紧螺栓、螺母8146拧紧螺栓、

41、螺母9207,8装连接盘74解 共4步(1) 确定周期时间和最少任务站数将知的数据该部件每天需组装369台，每天的消费时间480min代入得周期时间： C=H/Q=480*60/369=78 秒用下式计算满足周期时何要求的最少任务站数： K= t/C=(502520 302525121420)/78 =2.833故最少需3个任务站。 75(2) 画出其先后次序图和先后次序矩阵表。按照装配程序表的要求可以画出先后次序图。图中圆圈为作业，箭头为操作顺序。76装配先后次序矩阵表1234567891234567890+1-1领先+1+1+1+1+1+1+1+1延后-10+1+1+1+1+1+1+1-1

42、-100+1+1+1+1+1-1-100+1+1+1+1+1-1-1-1-10+1+1+1+1-1-1-1-1-10+1+1+1-1-1-1-1-1-10+10-1-1-1-1-1-10+10-1-1-1-1-1-10-1-177(3) 完成位置权值计算1234567891234567890+1-1+1+1+1+1+1+1+10+1+1+1+1+1+1+1-1-100+1+1+1+1+1-1-100+1+1+1+1+1-1-1-1-10+1+1+1+1-1-1-1-1-10+1+1+1-1-1-1-1-1-10+10-1-1-1-1-1-10+10-1-1-1-1-1-10-1-1Ti 秒50

43、2520302525121420pwa2211711161269671323420141225253020255020ti位置权值pwa 为该单元及一切带+1单元时间之和位置权值矩阵表78(4) 分配任务站的作业，平衡装配线任务站K112223333单元时间ti 秒502520302525121420装配线平衡表123456789单元i2211711161269671323420位置权值pwa-1223,45667,8紧前单元任务站时间ti 秒507550307525513971平衡延迟秒283284835327397递减顺序按位置权值递减的次序，在满足先后次序限制的条件下，指派尽能够多的单元

44、至一任务站，直至接近该站的周期时间。=周期时间(78秒)-任务站时间79装配线效率=完成作业所需时间总和/实践任务站总数*节拍= 我国企业的普通流水线平衡率普通在80%左右，而日本等国家的先进企业普遍在90%以上。这一差距不仅反映在流水线设计与平衡上，更反映背后的消费工艺、技术程度、组织管理和消费方案等多方面的缺乏。这需求我们不断的努力。 4流水线平衡问题进一步讨论 流水线平衡问题的线段表示 (a)先后次序图 (b)任务站及周期时间 (c)平衡的任务站作业分配来源：Dyckhoff H, 1990. Typology of cutting and packing problems. Europ

45、ean Journal of Operational Research, 44 (2), 145-159 流水线平衡问题与下料问题都是属于切割与装箱问题 流水线平衡问题当然可以用计算机编程来计算，如COMSOALArcus AL, 1966. COMSOAL: A Computer Method of sequencing Operations for Assembly Lines. International Journal of Production Research, Vol. 4, No 4和ASYBLGeneral Electrics Assembly Line Configurat

46、ion program在美国广泛运用，可以处置上千的作业单元问题。但对简单问题可以用Excel和VBA来编制简单程序计算，非常方便。 sample自平衡装配线与消防队传送作业法Bucket brigades。GATECH与传统流水线平衡找瓶颈再分配的方法不同，这种方法汲取蚂蚁、蜜蜂等社会性动物传送作业的天性阅历，按任务量来自平衡流水线，协调人员劳动强度。好像消防队救火时传送水桶一样，工人按作业快慢排序，最慢的排在流水线的始端，最快的在终端。装配启动时，每一工人都独立开场一件产品的装配。最后的工人最快完成之后，接手他前面人的产品，如此传送，第一个工人再开场新的一件装配。这样一切工人都会获得最正确

47、任务量分配，整个流水线产出率最高Bucket brigades方法不需求复杂的测时和平衡任务，消费灵敏，产出率高，值得研讨 上面讨论的都是简单的流水线平衡问题SALP，更普通的问题还要思索诸如U-形流水线、区域限制、学习曲线、随机作业时间、并行任务站和其他工艺方案等。由于流水线在企业的普遍运用，流水线平衡问题在实际上和实践运用都有很重要意义。 流水线平衡问题还在不断开展中，典型的有再平衡问题，如在我国很多劳动密集型流水线工人流动很频繁，如何在新工人不断参与的情况下，按照流水线平衡和学习曲线的原理，随时对流水线进展再平衡 处理流水线平衡问题，尤其是改善时可运用山积表。所谓山积表就是用柱状图表示顺

48、序陈列的各项作业所用的时间，从中查找动作和时间的浪费，重新对作业的顺序进展有效组合，以提高作业效率、减少或调整劳动负荷和减少人工本钱的一种管理技术工具。山积表分为负荷山积表和要素山积表。还有部装线feeder or subassembly lines与总装线的混合平衡问题也是离散型装配工厂经常碰到的问题；以及综合思索流水线平衡与进线上料如第三方物流直供上线、Just-In-Sequence上线的流水线布置设计问题；多工艺道路的处置和拆装线平衡Disassembly line Balance, DLB问题等等 平面布置搬运设备传送带与任务站布置类型5.4.3 流水线设计 传送带速度计算设计例如8

49、61、流水线的平面布置设计进展流水线平面布置设计时应遵照以下原那么：有利于工人操作方便；在制品运动道路最短；有利于流水线之间的自然衔接；有利于消费面积的充分利用。这些原那么同流水线的外形、流水线内任务站的陈列方法、流水线的位置以及它们之间的衔接方式有亲密的关系。流水线的外形直接反映流动方式。每种外形的流水线在任务站的布置上又有单列和双列之分。87流水线单列和双列直线布置表示图 88单列直线形流水线，多在工序数少、每道工序的任务站也少的条件下运用。这种平面布置的主要优点是安装和装配设备方便；容易供应毛坯；容易取下废品；容易去除残料切屑；任务站同流水线的配合比较简单。当工序与任务站的数量较多而空间

50、的长度不够大时，可采用双列直线陈列。当工序或任务站更多时，可采用L形、U形和S形等布置。山字型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。89流水线内任务站的陈列，首先应符合工艺道路，其次当每道工序的任务站为两个及以上时，就该当思索同类任务站陈列方法的问题。假设有两个、四个同类任务站时，普通将它们分别列在在制品运输道路的两侧；假设有三个同类任务站时，可思索采用三角形陈列。当几台设备由一名工人看管时，应思索工人作业的方便和巡回道路最短问题。流水线的位置以及流水线之间的衔接，应根据加工、部装和总装和系统图所要求的顺序安排，尽能够使零件加工的结束处，恰好是部件装的开场处，

51、而部件装配的结束处正是该部件进入总装的开场处，从而使一切流水线的布置符合产品消费过程的总流向。90上述流水线布置均指单层厂房的情况，假设为多层厂房，流水线的布置外形又可分为上升型、下降型、升降机集中型、升降机分散型流水线等，以及这几种方式的组合型流水线。立体流水线通常人适用于小型且加工度较高的产品，如精细机械、电子和仪器仪表等。在厂房的每一层中，按单层的情况思索平面外形。在现场布置中一定要思索流动，不要构成孤岛。不思索人和机器的平衡就推进自动化，这是呵斥孤岛的缘由。91做好作业间的组合，实施可以相互援助的流动作业分配，才干到达“少人化的目的。另外一人看守一台机器的话，无论怎样都会产生空手等待的

52、浪费。因此，为了消除浪费，应让这位员工多拥有一台机器，在一台机器加工的期间，给另一台机器安装、取下零部件。流水线的布置除遵照上述的普通原那么之外，还必需思索详细条件，如车间的消费面积、开间长度、设备种类、尺寸与数量、运输方式的种类与毛坯运入、废品运出的条件、通讯设备与动力系统的位置等。2 流水线物料搬运设备 流水线最典型的物料搬运设备就是传送带强迫节拍流水线物料搬运设备:分配式传送带：单件制品的加工时间有细微的变化，以一定保险在制品量来保证流水线的流畅性。适宜于产量较大的小型产品的消费 延续任务传送带：按照节拍要求的速度运转，产品的加工和装配都在传送带上进展，用于产量较大的大型产品的消费 脉冲

53、式传送带：时停时开，停顿时进展加工和装配，开动和停顿的周期与流水线的节拍相符，适用于工序时间较长、产量不太大、产品精度要求较高的产品加工或装配 自在节拍流水线：以一定量的在制品调理节拍的抖动。除了可以采用传送带外，还可以用滑道、滚道、手推车、运输箱等安装粗略节拍流水线：不采用自动化的物料搬运设备，可变道路的MHE， 缓冲区3 传送带与任务站的布置类型 对于有多项作业的非固定节拍流水线，为了消费流的平稳，通常需求任务站本地暂存，这就使得流水线设计更加复杂和困难。传送带要同时满足周期时间长短不同的任务站的需求。 假设物料流动灵敏性高，工人或机器人就能按本人的步伐来自在地完成任务。这就要求任务站模块

54、设有集纳产品的容器和离线任务的缓冲空间，工人或机器人就不用赶上主流动节拍。 4 传送带速度的计算 Sc = Ls / CSc为传送带速度，Ls为任务站沿传送带方向的长度，C为周期时间 流水线传送带的长度： L = m Ls + XL为传送带长度，m为任务站数量，X为传送带两端的富有量。例如某产品装配每个任务站需求1200mm的长度，该产品的周期时间为1.5分钟，那么传送带速度为0.8米/分。而且此时每件产品在传送带上的间隔应为1.2米称为节距线。 假设任务站长度不一，取平均值，或传送带分段处置例某流水线设计日产量为800件，任务时间为8小时制，其中午餐休憩45分钟，上下午另外各休憩10分钟知传

55、送带上共有16个任务站，各任务站的平均间距为1.44米。消费线的稼动率为95%，产品的装配合格率为97%。试确定：1该流水线的节拍；2传送带速度。 1节拍 = (860 - 45 - 10 - 10)0.95/ (8000.97)0.5分钟，那么周期时间也取0.5分钟2按5.6式有，传送带速度 =Sc = Ls / C = 1.44 / 0.5 = 2.88米/分 5 流水线设计例如 转向档臂分流的传送带设计大大简化了物料搬运任务，并有助于流水线平衡中间是传送带，两边各布置有一个长任务台。当工件接近铆接台时，传送带上的转向机自动使工件在任务台的左端积累 4号任务站内的作业周期时间较长，所以流水

56、线采用双列双位布置，共4个工位，需求4名操作者。机械式转向机的档臂自动将一个工件从队列中分别，送入2号操作者的工位。第一个工件分别之后，剩下三个仍随传送带并列前行，直到第二个转向机位。接着队列中的第二个工件被转向档臂导向4号操作者的工位。剩下的两个工件继续随传送带前进，分别先后自动地导向3号和5号操作者。 某流水线设计的部分表示图Dear Tim English ChineseDear TimShall by too dull doll by too jack won,dolphin long can Jim shall by too low,Shall by too when dull lo

57、w, doll car low,dolphin long doll Ham EasonMore Power!Can You translate?Can you read it aloud?第二题小白兔到大白兔家玩， 大灰狼看见小白兔了， 小白兔闻到了，逃开了， 大灰狼大喊一声 “莫跑！Sound simulation of A Native English speakerAre you short-sighted Myopia?Short-sighted will see Marilyn Monroe Others will see Albert Einstein 5.5 单元式布置单元式布置

58、Cellular layout是单元消费的硬件要求之一。单元消费是当代最新、最有效的消费组织方式，为日本和欧美企业所广泛采用。单元消费是对“精益消费认识不断深化的产物，采用单元消费的企业，在布置、人才培育、物料控制上发生了极大的改动。在小批量多种类消费的残酷环境下，单元式布置放弃了传送带，但却是到达了甚至超越了大量消费条件下传送带流水线的效果，看不见的传送带5.5.1 精益消费与单元式布置 精益消费来源于日本的丰田JIT消费方式，是在运营、组织、管理、产品和供销等都构成的与传统大量消费方式不同的一整套思想和做法。MIT概括总结为Lean Production。LP的根本目的是在一个企业里同时获

59、得极高的消费率、极佳的产质量量和很大的消费柔性。LP思索消费中的各种物流，如设备外围的、各消费线之间的仓库内的、消费和装配之间的、消费和进料之间、装配和发货之间等等，和消费环节的无缝衔接、紧凑运转。看板方式来协调消费、物流及其信息系统，有条不紊地进展搬运、仓储、摆放和加工装配。JIT注重和追求一切消费活动的可视化、简化、柔性化、组织化和规范化，消除浪费是精益消费和JIT的首要义务101准时制强调“一个流消费, 最高境界 即在制品最少，消费批量和转移批量都只需一个根据李特尔法那么：消费周期=存货数量消费节拍。在消费节拍相对固定的情况下，要缩短消费周期，就需求降低存货数量。精益消费在布置中的表现如

60、采用单元布置的单元制造Cellular Manufacturing就是一种创新。单元布置中机器设备按工艺顺序采用U型陈列，减少了挪动的浪费，使得物料和零部件能以最小的挪动和延迟顺畅地完成消费过程。进展单元式布置需求如下的措施或要求：按产品或零件簇来构建消费单元采用一个流消费，尽量使库存最少，间隔最短培育多能工，添加人员灵敏性，改良员工之间的交流采用防呆设备和柔性的、可挪动的设备 5.3.2 单元的构成 单元消费就是采用制造单元的消费方式。制造单元的胜利实现需求处理选择、设计、运作和控制等方面的问题。选择是指对某一特定单元确定它的机器和零件类型，也就是单元构成。制造单元可以经过多种方式构成，最常