设施规划与物流分析课件

11第5章设施布置与设计FacilityLayoutDesign工业工程教研室《设施规划与物流分析》1第5章设施布置与设计工业工程教研室《设施规划与物流分析》1本章主要内容

5.1设施布置概述设施布置的内容、设施布置的原则。

5.2基本布置类型定位式布置、产品原则布置、工艺原则布置、成组单元布置。

5.3流动模式与空间需求流动模式、人员与空间需求。

5.4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。

5.5单元式布置精益生产与单元式布置、单元的形成、单元生产线的三种类型、单元生产线布置与设计。本章主要内容5.1设施布置概述2产品型成组型工艺型固定型PQ产品—产量（P-Q）与设施布置的关系复习上一节重点产品型成组型工艺型固定型PQ产品—产量（P-Q）与设施布置3设施规划与物流分析课件4流水线产生及原理1.流水线的产生与作用

1913年，美国亨利·福特发明流水装配线生产标准化原理作业单纯化原理移动装配法原理流水线的原理：流水线产生及原理1.流水线的产生与作用生产标准化原理作业5重要成果：●劳动生产率大幅度提高:1908年——514分钟（8.56小时）/每辆车

1913年——2.3分钟/每辆车

1914年——流水生产线1.19分钟(71秒)/每辆车●社会需求的猛增，又进一步刺激了汽车工业的飞速发展:1903年——第一年生产汽车——产量1700辆

1908年——T型车投产——上升到一万辆

1914年——装配线满负荷时——猛增到30万辆

1923年——本国总产量达190万辆，占世界汽车总产量44％流水线的产生与原理重要成果：流水线的产生与原理6本章主要内容

5.1设施布置概述设施布置的内容、设施布置的原则。

5.2基本布置类型定位式布置、产品原则布置、工艺原则布置、成组单元布置。

5.3流动模式与空间需求流动模式、人员与空间需求。

5.4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。

5.5单元式布置精益生产与单元式布置、单元的形成、单元生产线的三种类型、单元生产线布置与设计。本章主要内容5.1设施布置概述75.4.1流水线相关概念（1）期量标准（2）50s节拍规则（3）流水线分类5.4.1流水线相关概念（1）期量标准85.4.1流水线相关概念也称作业计划标准，是经过科学分析和运算，对加工对象在生产过程中的运动所规定的一组时间和数量标准。流水线期量标准包括：节拍、作业指示图表、在制品占用量定额。（1）期量标准5.4.1流水线相关概念也称作业计划标准，是经过科学分析9①节拍Takttime又称生产节拍，指流水生产一件产品所需的时间，即一天的工作时间除以一天要生产产品的数量。一天的所需生产数量是根据生产计划来确定的，而生产计划是基于市场预测和订单情况制定的。属性1：节拍实际是一种目标时间，是随需求数量和需求期的有效工作时间变化而变化的，是人为制定的。属性2：节拍是不能测量的，而是要计算的。节拍=每日工作时间/计划每日产量年产6万台发动机的节拍？52*5*8*3600/60000=124.8(秒)稼动率和合格率5.4.1流水线相关概念①节拍Takttime又称生产节拍，指流水生产一件产品所10稼动率PerformanceRate定义

：指设备在所能提供的时间内为了创造价值而占用的时间所占的比重(去掉无效时间)

生产线稼动率=生产线实际工作时间每日工作时间节拍=每日工作时间×生产线稼动率

计划每日产量×合格品率

5.4.1流水线相关概念稼动率PerformanceRate定义：指设备在所能提11周期时间（CycleTime）周期时间反映流水线的生产速度，以生产一件产品所需要的时间（秒）来表示。周期时间是生产效率的指标，比较稳定，它受一定时期的设备加工能力、劳动力配置情况、工艺方法等因素影响，只能通过管理和技术改进才能缩短。周期时间是可以测量的，它可以小于、大于或等于节拍时间。5.4.1流水线相关概念节拍和周期时间？周期时间（CycleTime）周期时间反映流水线的生产速度12生产节拍与周期时间的关系1）当生产周期小于生产节拍时生产能力相应过剩：如果按照实际生产能力安排生产就会造成生产过剩，导致大量中间产品积压，引起库存成本上升、场地使用紧张等问题。如果按照生产节拍安排生产，就会导致设备闲置，劳动力等工等现象，造成生产能力浪费。2）当生产周期大于生产节拍时生产能力不能满足生产需要这时就会出现加班、提前安排生产、分段储存加大等问题。5.4.1流水线相关概念按哪个生产？生产节拍与周期时间的关系1）当生产周期小于生产节拍时5.4.13节距时间(PitchTime)节距时间是流水线传送带流过两相邻工作站的时间一般取节距时间等于周期时间只要不是固定节拍流水线，即传送带的速度可调，则可根据人的生理周期来设定节距时间。5.4.1流水线相关概念节距时间节距时间节距时间(PitchTime)节距时间是流水线传送带流过两14例题一个小商店每小时平均有25个顾客，假设一名店员服务一各顾客的平均时间为4分钟，问需要多少个店员？商店的节拍=60/25=2.4分钟即平均每2.4分钟服务一名顾客所以需要店员数=4/2.4=1.7，即最少需要2名店员。5.4.1流水线相关概念例题一个小商店每小时平均有25个顾客，假设一名店员服务一各顾15课间小练习1某产品流水生产，计划日产量为150件，两班生产，每班规定有12分钟停歇时间，计划废品率为5%，那么该产品生产的节拍的计算公式应为（）5.4.1流水线相关概念课间小练习1某产品流水生产，计划日产量为150件，两班生产，16课间小练习2某流水线月计划装配某产品4000件。计划每月为4周时间，每周工作5天，两班制，每班工作8小时。已知流水线上废品率为2%，流水线停工检修率为5%，试根据以上资料计算该流水线节拍。生产节拍=4*5*2*8*3600*(1-5%)4000*(1-2%)=279.8(秒)5.4.1流水线相关概念课间小练习2某流水线月计划装配某产品4000件。计划每月为417②作业指示图表为确保流水线按规定的节拍工作，必须对每个工作地详细规定它的工作制度，编制作业指示图表最常见的是SOP（StandardOperationProcedure），即标准作业程序或作业指导书，用来指导和规范日常的作业。标准是尽可能地将相关操作步骤尤其是关键控制点进行细化、量化和优化。(并不是每一工序都需要SOP)5.4.1流水线相关概念②作业指示图表为确保流水线按规定的节拍工作，必须对每个工作地18编制SOP是IE工程师最基本的技能编制SOP基本步骤：1)先做流程和程序。（控制点分类？合并？）2)确定每一个需要做SOP的工作的执行步骤。（专业）3)套用公司模板，制定SOP。（图文并茂）4)用心去做，才能把SOP做好。5.4.1流水线相关概念编制SOP是IE工程师最基本的技能编制SOP基本步骤：5.419SOP样例5.4.1流水线相关概念标题编号作业名称注意事项核心内容规格数量版本、批准日期等材料SOP样例5.4.1流水线相关概念标题编号作业名称注意事20设施规划与物流分析课件21③在制品占用量定额在制品指原料或零件已被处理成半成品，但尚未成为成品，尚未完成入库手续的产品。在制品占用量包括：工艺占用量、运输占用量、周转占用量和保险占用量四种。在制品优缺点：适量的在制品能保证生产的连续进行，但过多的在制品会造成流水线拥堵，也增加了碰撞损伤的机率。应根据工厂实际情况确定在制品的数量，使生产效率最大化，这就是在制品占用定额。5.4.1流水线相关概念③在制品占用量定额在制品指原料或零件已被处理成半成品，但尚225.4.1流水线相关概念（1）期量标准（2）50s节拍规则（3）流水线分类5.4.1流水线相关概念（1）期量标准23（2）50s节拍规则节拍按生产计划、周期时间和机器速度人为制定，那么多少节拍是最合适的呢？如日本丰田市就有14家丰田工厂，但很多工厂只生产一班，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？5.4.1流水线相关概念（2）50s节拍规则节拍按生产计划、周期时间和机器速度人为制2450s节拍的四大优越性1）生产率（Productivity）。动作浪费比例小，3s/30s=10%与3s/50s=6%可容许，比例适当，还有调整回旋的余地。更长的节拍则导致产出率难以达到一定的规模。实践表明节拍在50多秒的流水线比更快节拍的流水线，在生产率上可提高30%2）安全与人因工程（Safety&Ergonomics）。短时重复操作易致人体有关部位的累积性疲劳与伤害。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，也不太多正适合操作工人掌握和形成连贯动作。3）质量（Quality）。几项操作由一人做，会更注意质量4）员工士气（Morale）。实验表明，在其他条件一致的情况下，工人重复完成54s周期的作业比27s的更具有工作成就感。5.4.1流水线相关概念50s节拍的四大优越性1）生产率（Productivity）25（2）50s节拍规则经验表明，重复性手工作业的周期时间最好不要低于50s。当需要更多的产量时可以加班，或设置多条慢节拍的生产线（如两条90s的而不是一条45s的）应对产量的波动。总结：全自动化的流水线，节拍主要由机器速度来决定（速度最慢的机器，称为瓶颈）。对以人为操作、看管为主的流水线则有50~60s的最优范围。5.4.1流水线相关概念广州丰田生产线87秒，一汽轿车160秒（2）50s节拍规则经验表明，重复性手工作业的周期时间最好不265.4.1流水线相关概念（1）期量标准（2）50s节拍规则（3）流水线分类5.4.1流水线相关概念（1）期量标准27流水线可按多种形式分类，如按生产对象、移动方式、转换方式、节拍等。5.4.1流水线相关概念（3）流水线分类流水线可按多种形式分类，如按生产对象、移动方式、转换方式、节28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性机械化程度连续流水线间断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由节拍流水线强制节拍流水线固定流水线移动流水线流水线Assemblyline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Better5.4.1流水线相关概念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性机械化29本章主要内容

5.1设施布置概述设施布置的内容、设施布置的原则。

5.2基本布置类型定位式布置、产品原则布置、工艺原则布置、成组单元布置。

5.3流动模式与空间需求流动模式、人员与空间需求。

5.4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。

5.5单元式布置精益生产与单元式布置、单元的形成、单元生产线的三种类型、单元生产线布置与设计。本章主要内容5.1设施布置概述305.4.2流水线平衡（AssemblyLineBalancing，ALB）所谓流水线平衡就是把作业要素进行适当合并，并分配给每个工作地，使各工作地的作业时间等于周期时间或周期时间的整倍数。5.4.2流水线平衡（AssemblyLineBal31

问题的描述装配一个工件所需要的所有工艺分为n项作业（tasks），它们形成集合V={1,…,n}。作业是最小的独立工作单元，对一项作业j，都有一个作业时间tj。由于装配工艺的要求，作业顺序并不是任意的，而是有一定的先后次序，我们可以用先后次序图（PrecedenceGraph，也称前列图、装配顺序图）来表示。5.4.2流水线平衡问题的描述装配一个工件所需要的所有工艺分为n项作业（t32先后次序图样例5.4.2流水线平衡双代号单代号先后次序图样例5.4.2流水线平衡双代号单代号33基本公式和步骤生产周期时间和最少工作站（或工作地点）数目，接下来才是按不同方法确定工作站的作业分配。第一步：确定工作周期时间C=H/QH——每天生产时间；Q—每天在H时间内要求的产量；第二步：确定最少工作站数目K0注意实际分配工作站数m≥K0）；tsum

—完成一件产品全部作业的时间总和。第三步：完成工作站分配后，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际工作站总数m与周期时间乘积的百分比，即：5.4.2流水线平衡基本公式和步骤生产周期时间和最少工作站（或工作地点）数目，接34*简单的手工作业统计图*各作业各配置1名作业人员*

日工作时间:8小时*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)/(42ⅹ10)×100%=337/420×100%=80.2%12345678910510152025303540时间(Seconds)313231334233343531365.4.2流水线平衡课间练习确定生产节拍及平衡率？工作站*简单的手工作业统计图12345678910510152035流水线平衡四种基本方法（1）基本平衡法（2）最大设定准则法（3）位置加权法（韩格逊-伯尼法）5.4.2流水线平衡流水线平衡四种基本方法（1）基本平衡法5.4.2流水线平36（1）基本平衡方法：优先分配后续作业较多的作业某手推车要在一个传送带流水线上组装，每天需生产500辆，每天的生产时间为420min。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，求使工作地数量最小的平衡方式。5.4.2流水线平衡先计算周期时间和最少工作站数？（1）基本平衡方法：优先分配后续作业较多的作业某手推车要在一37确定工作站节拍=420×60／500=50.4（s），则周期时间C也要达到50.4s。K0

=tsum/C=(45+11+9+50+15+12+12+12+12+8+9)／50.4=195／50.4=3.87≈4 规则1：优先分配后续作业较多的作业先对作业进行排序5.4.2流水线平衡确定工作站节拍=420×60／500=50.4（s），38分配各工作站的作业，分配结果如下作业剩余的未分配时间工作站1作业时间可行的遗留作业最多的后续作业A455.4C=50.4K0=4无工作站2D500.4无作业时间A45B11C9D50E15F12G12H12I12J8K9工作站3B1139.4C,EC,EE1524.4C,H,ICC915.4F,G,H,IF,G,H,IF123.4工作站4G1238.4H,IH,IH1226.4II1214.4JJ86.4工作站5k941.4计算流水线平衡后的效率E1=195／(5×50.4)=77%合计195高吗？请大家计算该流水线的平衡率？分配各工作站的作业，分配结果如下作业剩余的未工作站1作业可行39（1）基本平衡方法：优先分配操作时间最长的作业

5.4.2流水线平衡（1）基本平衡方法：优先分配操作时间最长的作业

5.4.240作业剩余的未分配时间工作站1作业时间可行的遗留作业操作时间最长的作业D500.4C=50.4K0=4无工作站2A455.4无作业时间A45B11C9D50E15F12G12H12I12J8K9工作站3E1535.4B,H,IH,IH1223.4B,II1211.4BF,GB110.4工作站4C941.4F,GF1229.4GG1217.4JJ89.4k90.4合计19525613444476F,G考虑约束计算流水线平衡后的效率E2=195／(4×50.4)=97%按时间排序：请大家计算该流水平的平衡率？作业剩余的未工作站1作业可行的操作时间D500.4C=50.41课间练习：用基本平衡法解下图（双解）假设节拍为10。5.4.2流水线平衡课间练习：用基本平衡法解下图（双解）假设节拍为10。5.4.42流水线平衡四种基本方法（1）基本平衡法（2）最大设定准则法（3）位置加权法（韩格逊-伯尼法）5.4.2流水线平衡流水线平衡四种基本方法（1）基本平衡法5.4.2流水线平43（2）最大设定准则法（1）第一轮计算中各最小作业单元的加权值标于装配顺序图上，取图中小于等于节拍时间的第一个最大加权值配置成第一个工作站。5.4.2流水线平衡（2）最大设定准则法（1）第一轮计算中各最小作业单元的加权44（2）最大设定准则法（2）删除第一个工作站中的单元，重新计算各单元加权值。再根据（1）取第二个工作站。5.4.2流水线平衡（2）最大设定准则法（2）删除第一个工作站中的单元，重新计45（2）最大设定准则法（3）如此类推，直至确定最后一个工作站。5.4.2流水线平衡（2）最大设定准则法（3）如此类推，直至确定最后一个工作站46（2）最大设定准则法结果：该装配线被划分为3个工作站，它们所对应的装配单元分配情况为：（1，3，6），（2，5），（4，7，8，9）。5.4.2流水线平衡E=（10+10+10）/（3×10）=100%（2）最大设定准则法结果：5.4.2流水线平衡E=（147课间练习：用最大设定准则法解下图假设节拍为78。5.4.2流水线平衡501225253020252014课间练习：用最大设定准则法解下图假设节拍为78。5.4.248流水线平衡四种基本方法（1）基本平衡法（2）最大设定准则法（3）位置加权法（韩格逊-伯尼法）5.4.2流水线平衡流水线平衡四种基本方法（1）基本平衡法5.4.2流水线平4950（3）位置加权法（韩格逊-伯尼法）步骤：第一步，根据先后次序图求出每个作业单元的位置权值——作业时间与其后续所有作业时间的总和；第二步，根据位置权值的高低进行作业安排，优先安排权值高的作业，从而尽量减少工作站数。5.4.2流水线平衡50（3）位置加权法（韩格逊-伯尼法）步骤：5.4.2流5051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、螺母9207,8装连接盘5.4.2流水线平衡例题：现拟在传送带上组装某部件。该部件每天需组装369台，每天的生产时间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，求工作站数最少情况下的平衡流动及装配线效率。51作业作业时间紧前工序说明150s--吊运箱体、定位2255152解共4步

(1)确定周期时间和最少工作站数将已知的数据（该部件每天需组装369台，每天的生产时间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工作站数：K=t/C=(50＋25＋20＋30＋25＋25＋12＋14＋20)/78=221/78=2.83≈3故最少需3个工作站。5.4.2流水线平衡52解共4步

(1)确定周期时间和最少工作站数将已知的数5253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、螺母9207,8装连接盘5.4.2流水线平衡(2)画出其先后次序图和先后次序矩阵表。50122525302025201453作业作业时间紧前工序说明150s--吊运箱体、定位22553545.4.2流水线平衡(3)完成每个单元的权值计算。501225253020252014(221)(32)(71)(96)(126)(116)(171)(20)(34)545.4.2流水线平衡(3)完成每个单元的权值计算。55455(4)把作业按权值由高到低分配至工作站工作站K112223333单元时间ti秒502520302525121420123456789单元i2211711161269671323420位置权值pwa--1223,45667,8紧前单元工作站时间Σti秒507550307525513971平衡延迟秒283284835327397注意先后次序限制5.4.2流水线平衡周期时间:78秒55(4)把作业按权值由高到低分配至工作站工作站112225556装配线效率=完成作业所需时间总和/（实际工作站总数*节拍）=我国企业的普通流水线平衡率一般在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，更反映背后的生产工艺、技术水平、组织管理和生产计划等多方面的不足。这需要我们不断的努力。5.4.2流水线平衡56装配线效率=完成作业所需时间总和/（实际工作站总数*节拍56提高流水线生产效率的方法①找出耗时最长的工作站（也称瓶颈）。②对该工作站的装配操作进行作业分解，将其中一部分移至作业时间较短的工作站。③改进现有工具或用效率更高的工具、设备替代。④提高操作者技能或调换技能熟练的操作者。⑤将操作任务在邻近工作站共享，例如安排邻近工作站工人在空闲时间转到瓶颈工作站帮助承担部分作业。⑥将作业分配给两个平行操作的工作站。⑦以上方法都不理想，可考虑增加该工作站的人员。

5.4.2流水线平衡提高流水线生产效率的方法①找出耗时最长的工作站（也称瓶颈）。57课间练习1已知某零件的装配顺序图，节拍为10，试安排其工作站，并求其平衡率。课间练习1已知某零件的装配顺序图，节拍为10，试安排其工作站58设节拍为1，分别用以上4种方法解下图，并求出其平衡率。装配顺序图课间练习2设节拍为1，分别用以上4种方法解下图，并求出其平衡率。装配顺59其它应该考虑的问题：1、四种启发式算法，对于简单问题，有比较好的作用，但如果作业数太多，则会变得非常繁琐。2、一般给定生产节拍，但生产节拍并不是一成不变的，如何调整生产节拍，使当前生产设施发挥最大的效率？应用计算机软件其它应该考虑的问题：1、四种启发式算法，对于简单问题，有比较60计算机软件：图2（4）装置线信息假设节拍为10。5.4.2流水线平衡计算机软件：图2（4）装置线信息假设节拍为10。5.4.261计算机软件：课本P124页固定节拍为50.4。5.4.2流水线平衡计算机软件：课本P124页固定节拍为50.4。5.4.262实例研究：

北京电冰箱厂有三条年产BY150电冰箱80000台的装配线，从箱体、零部件运到装配线到装配、包装出厂，经历了三个主要生产阶段：装配、测试和包装．这些功能分别由三条不同的装配线来完成，当然这三条线必须维持严格的同步运行，始能避免等待和造成在制品和半成品的积压和生产中的混乱现象。下面着重对最主要的装配生产线进行了分析研究。

该装配生产线上共有50个操作，每个操作的内容、工时定额和位置关系如下表所示，求最佳装配线布置方案。

课间练习3实例研究：课间练习363设施规划与物流分析课件64设施规划与物流分析课件65方案比较图方案比较图66谢谢谢谢671、不是井里没有水，而是你挖的不够深。不是成功来得慢，而是你努力的不够多。

2、孤单一人的时间使自己变得优秀，给来的人一个惊喜，也给自己一个好的交代。

3、命运给你一个比别人低的起点是想告诉你，让你用你的一生去奋斗出一个绝地反击的故事，所以有什么理由不努力!

4、心中没有过分的贪求，自然苦就少。口里不说多余的话，自然祸就少。腹内的食物能减少，自然病就少。思绪中没有过分欲，自然忧就少。大悲是无泪的，同样大悟无言。缘来尽量要惜，缘尽就放。人生本来就空，对人家笑笑，对自己笑笑，笑着看天下，看日出日落，花谢花开，岂不自在，哪里来的尘埃!

5、心情就像衣服，脏了就拿去洗洗，晒晒，阳光自然就会蔓延开来。阳光那么好，何必自寻烦恼，过好每一个当下，一万个美丽的未来抵不过一个温暖的现在。

6、无论你正遭遇着什么，你都要从落魄中站起来重振旗鼓，要继续保持热忱，要继续保持微笑，就像从未受伤过一样。

7、生命的美丽，永远展现在她的进取之中;就像大树的美丽，是展现在它负势向上高耸入云的蓬勃生机中;像雄鹰的美丽，是展现在它搏风击雨如苍天之魂的翱翔中;像江河的美丽，是展现在它波涛汹涌一泻千里的奔流中。

8、有些事，不可避免地发生，阴晴圆缺皆有规律，我们只能坦然地接受;有些事，只要你愿意努力，矢志不渝地付出，就能慢慢改变它的轨迹。

9、与其埋怨世界，不如改变自己。管好自己的心，做好自己的事，比什么都强。人生无完美，曲折亦风景。别把失去看得过重，放弃是另一种拥有;不要经常艳羡他人，人做到了，心悟到了，相信属于你的风景就在下一个拐弯处。

10、有些事想开了，你就会明白，在世上，你就是你，你痛痛你自己，你累累你自己，就算有人同情你，那又怎样，最后收拾残局的还是要靠你自己。

11、人生的某些障碍，你是逃不掉的。与其费尽周折绕过去，不如勇敢地攀登，或许这会铸就你人生的高点。

12、有些压力总是得自己扛过去，说出来就成了充满负能量的抱怨。寻求安慰也无济于事，还徒增了别人的烦恼。

13、认识到我们的所见所闻都是假象，认识到此生都是虚幻，我们才能真正认识到佛法的真相。钱多了会压死你，你承受得了吗?带，带不走，放，放不下。时时刻刻发悲心，饶益众生为他人。

14、梦想总是跑在我的前面。努力追寻它们，为了那一瞬间的同步，这就是动人的生命奇迹。

15、懒惰不会让你一下子跌倒，但会在不知不觉中减少你的收获;勤奋也不会让你一夜成功，但会在不知不觉中积累你的成果。人生需要挑战，更需要坚持和勤奋!

16、人生在世：可以缺钱，但不能缺德;可以失言，但不能失信;可以倒下，但不能跪下;可以求名，但不能盗名;可以低落，但不能堕落;可以放松，但不能放纵;可以虚荣，但不能虚伪;可以平凡，但不能平庸;可以浪漫，但不能浪荡;可以生气，但不能生事。

17、人生没有笔直路，当你感到迷茫、失落时，找几部这种充满正能量的电影，坐下来静静欣赏，去发现生命中真正重要的东西。

18、在人生的舞台上，当有人愿意在台下陪你度过无数个没有未来的夜时，你就更想展现精彩绝伦的自己。但愿每个被努力支撑的灵魂能吸引更多的人同行。1、不是井里没有水，而是你挖的不够深。不是成功来得慢，而是你686969第5章设施布置与设计FacilityLayoutDesign工业工程教研室《设施规划与物流分析》1第5章设施布置与设计工业工程教研室《设施规划与物流分析》69本章主要内容

5.1设施布置概述设施布置的内容、设施布置的原则。

5.2基本布置类型定位式布置、产品原则布置、工艺原则布置、成组单元布置。

5.3流动模式与空间需求流动模式、人员与空间需求。

5.4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。

5.5单元式布置精益生产与单元式布置、单元的形成、单元生产线的三种类型、单元生产线布置与设计。本章主要内容5.1设施布置概述70产品型成组型工艺型固定型PQ产品—产量（P-Q）与设施布置的关系复习上一节重点产品型成组型工艺型固定型PQ产品—产量（P-Q）与设施布置71设施规划与物流分析课件72流水线产生及原理1.流水线的产生与作用

1913年，美国亨利·福特发明流水装配线生产标准化原理作业单纯化原理移动装配法原理流水线的原理：流水线产生及原理1.流水线的产生与作用生产标准化原理作业73重要成果：●劳动生产率大幅度提高:1908年——514分钟（8.56小时）/每辆车

1913年——2.3分钟/每辆车

1914年——流水生产线1.19分钟(71秒)/每辆车●社会需求的猛增，又进一步刺激了汽车工业的飞速发展:1903年——第一年生产汽车——产量1700辆

1908年——T型车投产——上升到一万辆

1914年——装配线满负荷时——猛增到30万辆

1923年——本国总产量达190万辆，占世界汽车总产量44％流水线的产生与原理重要成果：流水线的产生与原理74本章主要内容

5.1设施布置概述设施布置的内容、设施布置的原则。

5.2基本布置类型定位式布置、产品原则布置、工艺原则布置、成组单元布置。

5.3流动模式与空间需求流动模式、人员与空间需求。

5.4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。

5.5单元式布置精益生产与单元式布置、单元的形成、单元生产线的三种类型、单元生产线布置与设计。本章主要内容5.1设施布置概述755.4.1流水线相关概念（1）期量标准（2）50s节拍规则（3）流水线分类5.4.1流水线相关概念（1）期量标准765.4.1流水线相关概念也称作业计划标准，是经过科学分析和运算，对加工对象在生产过程中的运动所规定的一组时间和数量标准。流水线期量标准包括：节拍、作业指示图表、在制品占用量定额。（1）期量标准5.4.1流水线相关概念也称作业计划标准，是经过科学分析77①节拍Takttime又称生产节拍，指流水生产一件产品所需的时间，即一天的工作时间除以一天要生产产品的数量。一天的所需生产数量是根据生产计划来确定的，而生产计划是基于市场预测和订单情况制定的。属性1：节拍实际是一种目标时间，是随需求数量和需求期的有效工作时间变化而变化的，是人为制定的。属性2：节拍是不能测量的，而是要计算的。节拍=每日工作时间/计划每日产量年产6万台发动机的节拍？52*5*8*3600/60000=124.8(秒)稼动率和合格率5.4.1流水线相关概念①节拍Takttime又称生产节拍，指流水生产一件产品所78稼动率PerformanceRate定义

：指设备在所能提供的时间内为了创造价值而占用的时间所占的比重(去掉无效时间)

生产线稼动率=生产线实际工作时间每日工作时间节拍=每日工作时间×生产线稼动率

计划每日产量×合格品率

5.4.1流水线相关概念稼动率PerformanceRate定义：指设备在所能提79周期时间（CycleTime）周期时间反映流水线的生产速度，以生产一件产品所需要的时间（秒）来表示。周期时间是生产效率的指标，比较稳定，它受一定时期的设备加工能力、劳动力配置情况、工艺方法等因素影响，只能通过管理和技术改进才能缩短。周期时间是可以测量的，它可以小于、大于或等于节拍时间。5.4.1流水线相关概念节拍和周期时间？周期时间（CycleTime）周期时间反映流水线的生产速度80生产节拍与周期时间的关系1）当生产周期小于生产节拍时生产能力相应过剩：如果按照实际生产能力安排生产就会造成生产过剩，导致大量中间产品积压，引起库存成本上升、场地使用紧张等问题。如果按照生产节拍安排生产，就会导致设备闲置，劳动力等工等现象，造成生产能力浪费。2）当生产周期大于生产节拍时生产能力不能满足生产需要这时就会出现加班、提前安排生产、分段储存加大等问题。5.4.1流水线相关概念按哪个生产？生产节拍与周期时间的关系1）当生产周期小于生产节拍时5.4.81节距时间(PitchTime)节距时间是流水线传送带流过两相邻工作站的时间一般取节距时间等于周期时间只要不是固定节拍流水线，即传送带的速度可调，则可根据人的生理周期来设定节距时间。5.4.1流水线相关概念节距时间节距时间节距时间(PitchTime)节距时间是流水线传送带流过两82例题一个小商店每小时平均有25个顾客，假设一名店员服务一各顾客的平均时间为4分钟，问需要多少个店员？商店的节拍=60/25=2.4分钟即平均每2.4分钟服务一名顾客所以需要店员数=4/2.4=1.7，即最少需要2名店员。5.4.1流水线相关概念例题一个小商店每小时平均有25个顾客，假设一名店员服务一各顾83课间小练习1某产品流水生产，计划日产量为150件，两班生产，每班规定有12分钟停歇时间，计划废品率为5%，那么该产品生产的节拍的计算公式应为（）5.4.1流水线相关概念课间小练习1某产品流水生产，计划日产量为150件，两班生产，84课间小练习2某流水线月计划装配某产品4000件。计划每月为4周时间，每周工作5天，两班制，每班工作8小时。已知流水线上废品率为2%，流水线停工检修率为5%，试根据以上资料计算该流水线节拍。生产节拍=4*5*2*8*3600*(1-5%)4000*(1-2%)=279.8(秒)5.4.1流水线相关概念课间小练习2某流水线月计划装配某产品4000件。计划每月为485②作业指示图表为确保流水线按规定的节拍工作，必须对每个工作地详细规定它的工作制度，编制作业指示图表最常见的是SOP（StandardOperationProcedure），即标准作业程序或作业指导书，用来指导和规范日常的作业。标准是尽可能地将相关操作步骤尤其是关键控制点进行细化、量化和优化。(并不是每一工序都需要SOP)5.4.1流水线相关概念②作业指示图表为确保流水线按规定的节拍工作，必须对每个工作地86编制SOP是IE工程师最基本的技能编制SOP基本步骤：1)先做流程和程序。（控制点分类？合并？）2)确定每一个需要做SOP的工作的执行步骤。（专业）3)套用公司模板，制定SOP。（图文并茂）4)用心去做，才能把SOP做好。5.4.1流水线相关概念编制SOP是IE工程师最基本的技能编制SOP基本步骤：5.487SOP样例5.4.1流水线相关概念标题编号作业名称注意事项核心内容规格数量版本、批准日期等材料SOP样例5.4.1流水线相关概念标题编号作业名称注意事88设施规划与物流分析课件89③在制品占用量定额在制品指原料或零件已被处理成半成品，但尚未成为成品，尚未完成入库手续的产品。在制品占用量包括：工艺占用量、运输占用量、周转占用量和保险占用量四种。在制品优缺点：适量的在制品能保证生产的连续进行，但过多的在制品会造成流水线拥堵，也增加了碰撞损伤的机率。应根据工厂实际情况确定在制品的数量，使生产效率最大化，这就是在制品占用定额。5.4.1流水线相关概念③在制品占用量定额在制品指原料或零件已被处理成半成品，但尚905.4.1流水线相关概念（1）期量标准（2）50s节拍规则（3）流水线分类5.4.1流水线相关概念（1）期量标准91（2）50s节拍规则节拍按生产计划、周期时间和机器速度人为制定，那么多少节拍是最合适的呢？如日本丰田市就有14家丰田工厂，但很多工厂只生产一班，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？5.4.1流水线相关概念（2）50s节拍规则节拍按生产计划、周期时间和机器速度人为制9250s节拍的四大优越性1）生产率（Productivity）。动作浪费比例小，3s/30s=10%与3s/50s=6%可容许，比例适当，还有调整回旋的余地。更长的节拍则导致产出率难以达到一定的规模。实践表明节拍在50多秒的流水线比更快节拍的流水线，在生产率上可提高30%2）安全与人因工程（Safety&Ergonomics）。短时重复操作易致人体有关部位的累积性疲劳与伤害。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，也不太多正适合操作工人掌握和形成连贯动作。3）质量（Quality）。几项操作由一人做，会更注意质量4）员工士气（Morale）。实验表明，在其他条件一致的情况下，工人重复完成54s周期的作业比27s的更具有工作成就感。5.4.1流水线相关概念50s节拍的四大优越性1）生产率（Productivity）93（2）50s节拍规则经验表明，重复性手工作业的周期时间最好不要低于50s。当需要更多的产量时可以加班，或设置多条慢节拍的生产线（如两条90s的而不是一条45s的）应对产量的波动。总结：全自动化的流水线，节拍主要由机器速度来决定（速度最慢的机器，称为瓶颈）。对以人为操作、看管为主的流水线则有50~60s的最优范围。5.4.1流水线相关概念广州丰田生产线87秒，一汽轿车160秒（2）50s节拍规则经验表明，重复性手工作业的周期时间最好不945.4.1流水线相关概念（1）期量标准（2）50s节拍规则（3）流水线分类5.4.1流水线相关概念（1）期量标准95流水线可按多种形式分类，如按生产对象、移动方式、转换方式、节拍等。5.4.1流水线相关概念（3）流水线分类流水线可按多种形式分类，如按生产对象、移动方式、转换方式、节96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性机械化程度连续流水线间断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由节拍流水线强制节拍流水线固定流水线移动流水线流水线Assemblyline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Better5.4.1流水线相关概念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性机械化97本章主要内容

5.1设施布置概述设施布置的内容、设施布置的原则。

5.2基本布置类型定位式布置、产品原则布置、工艺原则布置、成组单元布置。

5.3流动模式与空间需求流动模式、人员与空间需求。

5.4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。

5.5单元式布置精益生产与单元式布置、单元的形成、单元生产线的三种类型、单元生产线布置与设计。本章主要内容5.1设施布置概述985.4.2流水线平衡（AssemblyLineBalancing，ALB）所谓流水线平衡就是把作业要素进行适当合并，并分配给每个工作地，使各工作地的作业时间等于周期时间或周期时间的整倍数。5.4.2流水线平衡（AssemblyLineBal99

问题的描述装配一个工件所需要的所有工艺分为n项作业（tasks），它们形成集合V={1,…,n}。作业是最小的独立工作单元，对一项作业j，都有一个作业时间tj。由于装配工艺的要求，作业顺序并不是任意的，而是有一定的先后次序，我们可以用先后次序图（PrecedenceGraph，也称前列图、装配顺序图）来表示。5.4.2流水线平衡问题的描述装配一个工件所需要的所有工艺分为n项作业（t100先后次序图样例5.4.2流水线平衡双代号单代号先后次序图样例5.4.2流水线平衡双代号单代号101基本公式和步骤生产周期时间和最少工作站（或工作地点）数目，接下来才是按不同方法确定工作站的作业分配。第一步：确定工作周期时间C=H/QH——每天生产时间；Q—每天在H时间内要求的产量；第二步：确定最少工作站数目K0注意实际分配工作站数m≥K0）；tsum

—完成一件产品全部作业的时间总和。第三步：完成工作站分配后，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际工作站总数m与周期时间乘积的百分比，即：5.4.2流水线平衡基本公式和步骤生产周期时间和最少工作站（或工作地点）数目，接102*简单的手工作业统计图*各作业各配置1名作业人员*

日工作时间:8小时*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)/(42ⅹ10)×100%=337/420×100%=80.2%12345678910510152025303540时间(Seconds)313231334233343531365.4.2流水线平衡课间练习确定生产节拍及平衡率？工作站*简单的手工作业统计图123456789105101520103流水线平衡四种基本方法（1）基本平衡法（2）最大设定准则法（3）位置加权法（韩格逊-伯尼法）5.4.2流水线平衡流水线平衡四种基本方法（1）基本平衡法5.4.2流水线平104（1）基本平衡方法：优先分配后续作业较多的作业某手推车要在一个传送带流水线上组装，每天需生产500辆，每天的生产时间为420min。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，求使工作地数量最小的平衡方式。5.4.2流水线平衡先计算周期时间和最少工作站数？（1）基本平衡方法：优先分配后续作业较多的作业某手推车要在一105确定工作站节拍=420×60／500=50.4（s），则周期时间C也要达到50.4s。K0

=tsum/C=(45+11+9+50+15+12+12+12+12+8+9)／50.4=195／50.4=3.87≈4 规则1：优先分配后续作业较多的作业先对作业进行排序5.4.2流水线平衡确定工作站节拍=420×60／500=50.4（s），106分配各工作站的作业，分配结果如下作业剩余的未分配时间工作站1作业时间可行的遗留作业最多的后续作业A455.4C=50.4K0=4无工作站2D500.4无作业时间A45B11C9D50E15F12G12H12I12J8K9工作站3B1139.4C,EC,EE1524.4C,H,ICC915.4F,G,H,IF,G,H,IF123.4工作站4G1238.4H,IH,IH1226.4II1214.4JJ86.4工作站5k941.4计算流水线平衡后的效率E1=195／(5×50.4)=77%合计195高吗？请大家计算该流水线的平衡率？分配各工作站的作业，分配结果如下作业剩余的未工作站1作业可行107（1）基本平衡方法：优先分配操作时间最长的作业

5.4.2流水线平衡（1）基本平衡方法：优先分配操作时间最长的作业

5.4.2108作业剩余的未分配时间工作站1作业时间可行的遗留作业操作时间最长的作业D500.4C=50.4K0=4无工作站2A455.4无作业时间A45B11C9D50E15F12G12H12I12J8K9工作站3E1535.4B,H,IH,IH1223.4B,II1211.4BF,GB110.4工作站4C941.4F,GF1229.4GG1217.4JJ89.4k90.4合计19525613444476F,G考虑约束计算流水线平衡后的效率E2=195／(4×50.4)=97%按时间排序：请大家计算该流水平的平衡率？作业剩余的未工作站1作业可行的操作时间D500.4C=50.109课间练习：用基本平衡法解下图（双解）假设节拍为10。5.4.2流水线平衡课间练习：用基本平衡法解下图（双解）假设节拍为10。5.4.110流水线平衡四种基本方法（1）基本平衡法（2）最大设定准则法（3）位置加权法（韩格逊-伯尼法）5.4.2流水线平衡流水线平衡四种基本方法（1）基本平衡法5.4.2流水线平111（2）最大设定准则法（1）第一轮计算中各最小作业单元的加权值标于装配顺序图上，取图中小于等于节拍时间的第一个最大加权值配置成第一个工作站。5.4.2流水线平衡（2）最大设定准则法（1）第一轮计算中各最小作业单元的加权112（2）最大设定准则法（2）删除第一个工作站中的单元，重新计算各单元加权值。再根据（1）取第二个工作站。5.4.2流水线平衡（2）最大设定准则法（2）删除第一个工作站中的单元，重新计113（2）最大设定准则法（3）如此类推，直至确定最后一个工作站。5.4.2流水线平衡（2）最大设定准则法（3）如此类推，直至确定最后一个工作站114（2）最大设定准则法结果：该装配线被划分为3个工作站，它们所对应的装配单元分配情况为：（1，3，6），（2，5），（4，7，8，9）。5.4.2流水线平衡E=（10+10+10）/（3×10）=100%（2）最大设定准则法结果：5.4.2流水线平衡E=（1115课间练习：用最大设定准则法解下图假设节拍为78。5.4.2流水线平衡501225253020252014课间练习：用最大设定准则法解下图假设节拍为78。5.4.2116流水线平衡四种基本方法（1）基本平衡法（2）最大设定准则法（3）位置加权法（韩格逊-伯尼法）5.4.2流水线平衡流水线平衡四种基本方法（1）基本平衡法5.4.2流水线平117118（3）位置加权法（韩格逊-伯尼法）步骤：第一步，根据先后次序图求出每个作业单元的位置权值——作业时间与其后续所有作业时间的总和；第二步，根据位置权值的高低进行作业安排，优先安排权值高的作业，从而尽量减少工作站数。5.4.2流水线平衡50（3）位置加权法（韩格逊-伯尼法）步骤：5.4.2流118119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、螺母9207,8装连接盘5.4.2流水线平衡例题：现拟在传送带上组装某部件。该部件每天需组装369台，每天的生产时间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，求工作站数最少情况下的平衡流动及装配线效率。51作业作业时间紧前工序说明150s--吊运箱体、定位225119120解共4步

(1)确定周期时间和最少工作站数将已知的数据（该部件每天需组装369台，每天的生产时间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工作站数：K=t/C=(50＋25＋20＋30＋25＋25＋12＋14＋20)/78=221/78=2.83≈3故最少需3个工作站。5.4.2流水线平衡52解共4步

(1)确定周期时间和最少工作站数将已知的数120121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、螺母9207,8装连接盘5.4.2流水线平衡(2)画出其先后次序图和先后次序矩阵表。50122525302025201453作业作业时间紧前工序说明150s--吊运箱体、定位2251211225.4.2流水线平衡(3)完成每个单元的权值计算。501225253020252014(221)(32)(71)(96)(126)(116)(171)(20)(34)545.4.2流水线平衡(3)完成每个单元的权值计算。5122123(4)把作业按权值由高到低分配至工作站工作站K112223333单元时间ti秒502520302525121420123456789单元i2211711161269671323420位置权值pwa--1223,45667,8紧前单元工作站时间Σti秒507550307525513971平衡延迟秒283284835327397注意先后次序限制5.4.2流水线平衡周期时间:78秒55(4)把作业按权值由高到低分配至工作站工作站11222123124装配线效率=完成作业所需时间总和/（实际工作站总数*节拍）=我国企业的普通流水线平衡率一般在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