流水生产线组织

第4章流水生产线组织第一节流水生产线的基本特征和形式第二节单一对象流水生产线的组织设计第三节多品种流水生产线的设计生产过程的合理组织不仅要求企业车间，工段、工作地在空间上合理配置，密切配合，而且要求劳动对象在车间之间，工段之间，工作地之间的运动在时间上也相互街接和配合，以实现有节奏地、连续地生产，达到提高劳动生产率和设备利用率，缩短生产周期，减少资金占用的目的。产品的生产周期也称为生产循环期，是指工业产品从原材料投入开始，经过一定的生产过程，到产品制成为止所经历的全部时间。产品或零件的典型生产过程包含了两项职能：一是加工；二是移动。加工，是指生产过程中对劳动对象进行特征和功能的改变，并使产品价值随其性质及特征的改变而提高，生产过程的这部分时间消耗称为作业时间。移动，是指劳动对象在生产过程中各工序、各环节之间被转移和运送。这一过程不增加产品或零件的价值而仅仅是一种费用的消耗。单品种产品加工移动方式主要是研究产品在加工过程中采取何种移动方式。以机械产品为例，主要有3种方式：1.顺序移动方式整批零件在上道工序全部加工完后才整批移送到下道工序进行加工的移动方式，也称为批处理式的移动方式。2.平行移动方式每一个零件在上道工序加工完后立即转送到下道工序进行加工的移动方式。也称为件处理式的移动方式。3.平行顺序移动方式将前两种移动方式结合运用，使零件的加工周期又短、设备的利用效率又高的移动方式。

一批零件在上道工序全部加工完毕后才整批地转移到下道工序继续加工。即零件在工序间是整批地移动。工序M1t4t1t1t1t1t2t2t2t2M2M3t3t3t3t3M4t4t4t4时间

T顺n•t1n•t4n•t3n•t2T顺

=n•t1+

n•t2+

n•t3+

n•t4

故：T顺

=n•

ti

mi=11.顺序移动方式2.平行移动方式

每个零件在前道工序加工完毕后，立即转移到后道工序去继续加工。即零件在工序间1件1件地移动。工序M1M2M3M4时间t1t1t1t1t2t2t2t2t3t3t3t3t4t4t4t4t1t2t3

t4(n-1)•

t3T平T平

=t1+

t2+

t3+

t4+(n-1)•t3

故：T平

=

ti

+(n-1)•tmaxmi=13.平行顺序移动方式顺序移动方式下，零件搬运次数少，设备连续加工，利用率高，但加工周期长；平行移动方式下，加工周期短，但零件搬运频繁，设备间歇性加工，不便利用。平行顺序移动方式将两者的优点结合起来，既要求每道工序的设备连续加工，又要求各道工序尽可能平行地加工。（1）当ti<ti+1时，按平行移动方式移动；（2）当ti

ti+1时，按顺序移动方式移动。当前道工序的单件作业时间小于或等于后道工序的单件作业时间时，则前道工序上完工的每一个零件应立即转移到后道工序去加工，即按平行移动方式单件运输。当前道工序的单件作业时间大于后道工序的单件作业时间时，则前道工序上完工的零件，并不立即转移到后道工序去加工，而是等待到足以保证后道工序能连续加工的那一刻，才将完工的零件全部转移到后道工序去，这样可以避免后道工序出现间断性的设备停歇时间，并把分散的停歇时间集中起来加以利用。020406080100120140160M1M2M3M4T平顺

平行顺序移动方式T平顺

=

ti

+

(n-1)•（

t大-t小

)mi=1第一节流水生产线的基本特征和形式一、流水生产线的概念及特征流水生产线：按照产品生产的工艺顺序布置工作地，使产品连续地、协调地、均衡地在各个工作地进行加工或装配，直到生产出成品的一种生产组织形式。流水线是指劳动对象按照一定的工艺路线顺序通过各个工作地，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。它是一种先进的生产组织方式，是把高度的对象专业化生产和物料的平行移动方式有机结合起来生产组织形式。流水线具有以下特征：a工作地的专业化程度高，每个工作地固定完成一道或几道工序；b生产具有明显的节奏性，生产对象在各道工序按一定的时间间隔投入和产出，保持一定的节拍。所谓节拍，就是流水线上出产相邻两件同样制品的时间间隔。c各工序的生产能力平衡或成比例，即各道工序的工作地(设备)数同各道工序单件作业时间的比例相一致；d产品按工艺路线单向移动，工艺过程是封闭的，生产对象只在流水线上加工，不接受线外加工；e具有高度的连续性，生产对象在各个工作地之间进行平行移动，每个制品在前道工序加工完毕后立即转送到下道工序。消除或者最大限度地减少了劳动对象的耽搁时间和机床设备加工的间断时间。流水生产线的优点整个生产过程平行连续、协调均衡有利于机器设备和人力的充分利用最大限度地缩短生产周期缩短运输路线，工序间的在制品数量很少可采用专业设备和工具，有利于提高劳动生产率流水生产线缺点：柔性差；工人工作单调、紧张、易疲劳。某企业摩托车发动机生产线流水生产线二、流水生产线的形式分类：按生产对象是否移动固定流水生产线：生产对象固定，工人携带工具顺序地对生产对象进行加工；主要用于不便运输的大型制品的生产,如重型机械、飞机、船舶等的装配；移动流水生产线：工人和设备的位置固定，生产对象顺序经过各道工序的工作地进行加工，常用。132固定流水线移动流水线流水生产线分类：按产品种类的多少单一品种流水生产线：只固定地生产一种制品；多品种流水生产线：生产两种或两种以上的制品。又分为可变流水生产线和混合流水生产线。可变：AAAAAABBBB混合：ABABAC流水生产线分类：按制品的轮换方式（对于多品种流水生产线）可变流水生产线：分批轮换地制造固定在流水生产线上的几个品种；混合流水生产线：将生产作业方法大致相同的特定几个品种在流水生产线上混合连续地生产。AABCBABCCABC混合流水生产线可变流水生产线按生产连续程度连续流水生产线：制品在一道工序加工完毕后，立即转到下道工序继续加工，中间没有停放等待时间；间断流水生产线：完成一或几道工序后，下道工序开始前，存在停放等待时间，使生产过程有一定中断。流水生产线分类：按实现节奏的方式强制节拍流水生产线：准确按节拍生产制品的流水生产线，靠机械化运输装置来保证固定节拍；自由节拍流水生产线：不要求严格按节拍生产，主要靠工人熟练程度来保证节拍，生产速度可能波动。按机械化程度手工流水生产线：一般用于装配；半自动化流水生产线：应用最广的生产线；自动化流水生产线：流水生产线的高级形式，由自动机床和自动化输送装置组成，制品在一道工序加工完毕后，自动由一台机床送至另一台，工人只起监督作用。按运输设备种类无专用运输设备流水线：手工传送或普通设备运送；非机动专用运输设备流水线：靠制品重量，斜面滑/滚道；机械化运输设备流水线：传送带、循环悬吊器等。流水生产线分类：皮带输送机悬挂输送机矿用型带式输送机流水生产线分类：按工作方式（对于传送带）分配式传送带：各工作地排列在流水线体的一边或两边，流水线体传送制品经过工作地时，工人从传送带取下制品在工作地加工；加工完毕再送回流水线体；工作式传送带：工人在传送带两边或一边，直接对传送带上制品加工，而不必从传送带上取下来再加工。流水生产线分类：分配式传送带工作式传送带分类标志对象移动方式品种数目轮换方式连续程度节奏性机械化程度运输设备工作方式流水生产线工作式机械化运输设备手工流水线自由节拍流水线间断流水线混合流水线多品种流水线移动流水线分配式无专用设备自动线强制节拍流水线连续流水线可变流水线单一品种流水线固定流水线无动力专用设备机械化流水线流水生产线三、组织流水生产线的条件产品需求量要足够大，需求旺盛期长，这样以保证流水线各工作地(设备)正常的负荷。产品结构和制造工艺相对稳定。产品结构要求能反映现代科学技术成就并基本定型，产品是标准化的，具有良好的结构工艺性。所谓结构工艺性是指产品的结构便于工艺制造，有利于采用经济，有效的工艺加工方法。产品的工艺规程和工艺装备要求能稳定地保证产品质量，采用先进的经济合理的工艺方法和高效率的机床与工夹具。产品和工艺的先进性是稳定性的重要前提，产品和工艺落后，就会很快被淘汰，流水线也会随之被淘汰，造成人力、物力，财力的巨大浪费。制造的工艺过程能划分成简单的工序，又能根据工序同期化的要求把某些工序适当的合并和分解，使各工序的作业时间基本相等或成整数倍。原材料必须标准化，规格化，并能保质保量按时供应。由于流水线具有不灵活性，它不能接收材料的变动，如果在需要材料时供应不上，其后果必然使流水线被迫停工。机器设备必须经常处于完好状态，有严格的设备维修制度。如果有任何一台设备发生故障，整条流水线就会停工，为了避免发生这种情况，就必须实行一项予防性的维修计划。工作必须符合质量标准，产品检验能随生产在流水线上进行。对于流水线，通常要有一个完善的质量保证体系。此外，具体组织流水生产时，还要做大量的工作，一般要通过技术经济论证或可行性研究，作出决策。第二节单一对象流水生产线的组织设计工艺规程制定，专用设备及工装设计，专用夹具设计，运输传送装置的设计等，即流水线的“硬件”设计；流水线的技术设计节拍确定、设备需要量和负荷系数的计算；工人配备；工序同期化工作；制品传送方式的设计；流水线平面布置；流水线的工作制度和标准计划图表的制定；“软件”设计；流水线的组织设计组织设计是技术设计的根据，技术设计应保证组织设计的实现；在进行流水线组织设计之前，首先要对产品(部件、零件)的结构和工艺进行审查，判明是否能够或适合组织流水线，技术上是否可行，经济上是否合理。流水线设计得正确与否，对流水线投产后的正常运行和企业技术经济效果都有很大影响。总之，流水线的设计，无论是组织设计，还是技术设计，都应当符合技术上先进，经济上合理的基本原则要求。组织设计遵循生产线平衡或工序同期化原则就是对生产的全部工序进行均衡化，调整作业负荷，以使各作业时间尽可能相近。单一流水生产线的设计过程根据作业内容确定产品装配网络图确定流水线的节拍确定需要的工作地数进行流水线平衡确定各工序的设备数配备工人选择传送装置确定平面布置6.2单一对象流水生产线的组织设计假设一种产品具有进行大量生产的条件，需要设计一条流水生产线。该产品的设计已经定型，整个生产过程由8项作业组成。该产品需要每天生产360件，生产线计划每天运行450min。下表给出了生产该产品的作业及各作业的时间和紧前作业。第一步，画出装配/生产该产品的装配网络图。如下图。第二步，确定流水生产线的生产节拍。节拍是一种重要的期量标准，是指流水线上连续出产两个相同制品之间的时间间隔。它决定了流水线的生产能力、生产速度和效率。确定节拍的依据是计划期的产量和有效工作时间。计划期有效工作时间计划期的产量r=Te/N有效工作时间：计划生产的时间，它可根据制度工作时间和时间有效利用系数求得；计划期制品产量：包括计划产量（包括产品和提供的备件）和预计废品量；Te=计划期有效工作时间；T0=计划期制度工作时间；η=时间利用有效系数；N=计划期产量；这里，生产节拍r=450min/360件=1.25min/件=75s/件。

解：r=Te/N=2507.26060/400000=16.2秒/辆如果采取两班制，则流水线节拍是32.4秒/辆；如果采取三班制，则流水线节拍是44.55秒/辆。例：某轿车厂2008年计划生产轿车40万辆，单班制，每班有效工作时间7.2小时，一年按250个工作日；求该厂轿车生产的节拍？[例]某制品流水线计划年销售量为20000件，另需生产备件1000件，废品率2%，两班制工作，每班8小时，时间有效利用系数95%，年有效工作天数为250天，求流水线的节拍。[例]某制品流水线计划年销售量为20000件，另需生产备件1000件，废品率2%，两班制工作，每班8小时，时间有效利用系数95%，年有效工作天数为250天，求流水线的节拍。

r=T效/Q[解]T效=250×2×8×60×95%

Q=(20000+1000)/(1－2%)=228000分钟=21429件=228000/21429=10.6(分/件）答：略节奏(R)：流水线上顺序出产相邻两批同样制品之间的时间间隔就称为节奏。当制品的单件加工时间短、体积小、工序之间的距离较大时，为节省制品运输时间，而采用按一定批量在工序间转移。

R=r×n’

n’=

转移批量。第三步，计算所需最少工作地数。需要的最少工作地数。工作地是工人使用劳动工具进行作业的场所，它由一定的设备、场地面积所构成。最少工作地数S为：Smin=[T/r]，式中，Smin为流水线需要的最少工作地数，T为装配网络图上所有作业时间之和，r为流水线生产节拍，[]表示不小于T/r的最小整数。需要的最少工作地数Smin=[(30+35+30+35+25+65+40+25)/75]=4个。第四步，进行流水线平衡（工序同期化）；即在所设计的流水线工作地最少的条件下，把产品装配网络图上的作业合理地分配给所需要的工作地，使各工作地负荷尽量相等，保证生产的连续性和均衡性，充分利用人力和设备。流水线平衡的基本方法是将工作任务细分为许多小工序（称为作业元素），然后把各作业要素进行适当的合并，并分配给每个工作地，使各工作地的作业时间等于节拍或节拍的整数倍，最后对结果进行优化。流水线平衡必须满足以下条件：（1）保证各工序之间的先后顺序。（2）每个工作地的单件各作业时间之和不能大于节拍。（3）每个工作地的单件各作业时间应尽量相等和接近节拍。（4）应使工作地的数目最少。（1）工作地负荷率流水线平衡的目的是使闲置时间最小化，因此各个工作地任务分派之后需计算各工作地的闲置时间和工作负荷率，以了解闲置时间的多少和工作地是否饱满，看是否还有改进的余地。工作地闲置时间=流水线节拍-各作业时间之和工作地负荷率=各作业时间之和/流水线节拍×100%（2）流水线的总负荷率除了计算工作地的负荷率之外，还要计算流水线的总负荷率，以检验流水线平衡的结果是否理想。K-流水线总负荷率；ti-第i道作业（工序）的作业时间；r-流水线节拍；S-流水线平衡后实际采用的工作地数流水线的负荷率越大，流水线的中断时间就越短，流水线的生产效率就越高。一般而言，机械化流水线的负荷率不应低于0.75，手工装配流水线的负荷率应在0.85以上。与流水线负荷率相反的是流水线的时间损失率，也称流水线的闲置率。时间损失率=1-k流水线平衡常用的工序分配方法有列举消去法（或试凑法）、位置加权法（或阶位法也称韩格逊-伯尼法）和分支定界法。列举消去法[例]假设某流水线的节拍为8分钟/件，由13道小工序组成，单位产品的总装配时间为44分钟，各工序之间的装配顺序和每道工序的单件作业时间如图。112410911853137622582327243123[解]：（1）计算装配流水线上的最少工作地数

Smin=[∑ti/r]=[44/8]=[5.5]=6

（2）工序同期化，由此确定流水线上实际采用的工作地数分配和平衡方法：列举—消去法列举消去法：从第一道工序开始，根据工序先后顺序的要求，将能和第一道工序组合在一起的、作业时间之和等于或接近于节拍的工序编为一组，分配给一个工作地。在列举各种编组方案时，消去明显不合理的编组，如各工序作业时间之和超过节拍或远小于节拍，违反工序间的先后顺序等。在列出第一个工作地的编组方案的基础上，按上述方法的步骤进行第二个工作地的编组。如此反复进行，直至把所有的工序都分配完为止。列举消去法通常只能求得满意解。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I122578–7=1II3888–8=0III45822488–8=0IV10778–7=1V67932388–8=0VI11121312368–6=2如图计算流水线总负荷率？节拍时间（TT）、周期时间（C/T）、前置期（L/T）节拍时间（TaktTime）：制造一个零件所需的单位时间，它随着客家需求的改变而改变，反映整个生产情况。相关符号及相关信息例1：客户平均日需求500件产品，每天工作8小时，中间有10分钟的休息时间，平均每日有20分钟的停机时间（转型号、保养等），求该订单的节拍时间应是多少？注意：TT一般精确到秒。此处指市场节拍，即按市场需求计算的节拍，还包括固有节拍（设备瓶颈能力）和生产节拍。节拍时间（TT）、周期时间（C/T）、前置期（L/T）周期时间（CycleTime）：分为机器C/T，人的C/T和工序的C/T。机器C/T指机器加工完成一批（个）产品所需的时间。人的C/T指人完成一个周期动作所需时间。工序的C/T指该工序完成2个产品的间隔时间。例2：某操作员用12秒将6个托盘夹具的产品放入机器的6个加工头中（托盘夹具位），1秒按下开关，机器每5秒钟流出1个托盘产品，操作员用3秒将每托盘新产品递给下工序，问该机器、人、工序的C/T各是多少？机器C/T=6个×5秒/个=30秒人的C/T=5秒工序的C/T=12秒+1秒+30秒+3秒=46秒四、相关符号及相关信息节拍时间（TT）、周期时间（C/T）、前置期（L/T）前置时间（LeadTime）：指从定单发出到收到货物的整个时间，由信息、生产、运输和等待四部分组成。信息L/T指定单发出到供应商确认的时间。生产L/T指从物料开始投入到第一个产品出产的时间。运输L/T指物料在运输途中的时间。等待L/T指所有物流和信息流停滞时间，包括库存、报关等例3：定单发出到客户确认用时0.5天，客户生产用时0.5天，生产中半产品及成品库存为3天，装卸货及运输用时1天，报关及交付等待0.5天，则该货物的前置期是多长？

L/T=0.5+0.5+1+(3+0.5)=5.5天四、相关符号及相关信息生产线平衡的例子电风扇装配由下列任务组成：任务时间(Mins)任务描述紧前任务A2装配外框无B1安装开关AC3.25装配马达架无D1.2将马达架装入外框A,CE0.5安装扇叶DF1安装格栅EG1安装电缆BH1.4测试F,G1、确定TT(TaktTime)节拍时间Question:假定我们每天要装配100台风扇。周期时间应是多少？Answer:

2、画网络图任务紧前任务A NoneB AC NoneD A,C任务紧前任务E DF EG BH E,GACBDEFGH23.2511.2.511.413、确定CTACBDEFGH23.2511.2.511.41Question:哪一个工序决定了最大产出率？Answer:任务C决定了生产线的CT，也就决定了最大产出率。计算最大产能任务时间(Mins)任务描述紧前任务A2装配外框无B1安装开关AC3.25装配马达架无D1.2将马达架装入外框A,CE0.5安装扇叶DF1安装格栅EG1安装电缆BH1.4测试F,G4、确定理论最少工位数Question:理论上的最少工位数是多少？Answer:

5、排程：主规则:

紧后工序数目最多的工作优先安排。附加规则:

紧后工序数目相同情况下，作业时间最长的任务先排ACBDEFGH23.2511.2.511.41工位1工位2工位3任务后续任务时间(Mins)A62C43.25D31.2B21E20.5F11G11H01.4ACBDEFGH23.2511.2.511.41工位1工位2工位3A(4.2-2=2.2)任务后续任务时间(Mins)A62C43.25D31.2B21E20.5F11G11H01.4ACBDEFGH23.2511.2.511.41A(4.2-2=2.2)B(2.2-1=1.2)任务后续任务时间(Mins)A62C43.25D31.2B21E20.5F11G11H01.4工位1工位2工位3ACBDEFGH23.2511.2.511.41A(4.2-2=2.2)B(2.2-1=1.2)G(1.2-1=.2)Idle=.2任务后续任务时间(Mins)A62C43.25D31.2B21E20.5F11G11H01.4工位1工位2工位3ACBDEFGH23.2511.2.511.41C(4.2-3.25)=.95任务后续任务时间(Mins)A62C43.25D31.2B21E20.5F11G11H01.4A(4.2-2=2.2)B(2.2-1=1.2)G(1.2-1=.2)Idle=.2工位1工位2工位3C(4.2-3.25)=.95Idle=.95ACBDEFGH23.2511.2.511.41任务后续任务时间(Mins)A62C43.25D31.2B21E20.5F11G11H01.4A(4.2-2=2.2)B(2.2-1=1.2)G(1.2-1=.2)Idle=.2工位1工位2工位3C(4.2-3.25)=.95Idle=.95ACBDEFGH23.2511.2.511.41D(4.2-1.2)=3任务后续任务时间(Mins)A62C43.25D31.2B21E20.5F11G11H01.4A(4.2-2=2.2)B(2.2-1=1.2)G(1.2-1=.2)Idle=.2工位1工位2工位3ACBDEFGH23.2511.2.511.41C(4.2-3.25)=.95Idle=.95D(4.2-1.2)=3E(3-.5)=2.5任务后续任务时间(Mins)A62C43.25D31.2B21E20.5F11G11H01.4A(4.2-2=2.2)B(2.2-1=1.2)G(1.2-1=.2)Idle=.2工位1工位2工位3ACBDEFGH23.2511.2.511.41C(4.2-3.25)=.95Idle=.95D(4.2-1.2)=3E(3-.5)=2.5F(2.5-1)=1.5任务后续任务时间(Mins)A62C43.25D31.2B21E20.5F11G11H01.4A(4.2-2=2.2)B(2.2-1=1.2)G(1.2-1=.2)Idle=.2工位1工位2工位3ACBDEFGH23.2511.2.511.41C(4.2-3.25)=.95Idle=.95D(4.2-1.2)=3E(3-.5)=2.5F(2.5-1)=1.5H(1.5-1.4)=.1Idle=.1任务后续任务时间(Mins)A62C43.25D31.2B21E20.5F11G11H01.4A(4.2-2=2.2)B(2.2-1=1.2)G(1.2-1=.2)Idle=.2工位1工位2工位3ACBDEFGH23.2511.2.511.41工作站1工作站2工作站36、产线平衡率计算分支定界法对于复杂结构的产品，其装配网络图会很复杂。在设计流水生产线时，流水线平衡工作量很大。这时需要使用规范的分支定界法。分支定界法是利用分支定界并寻找最新活动节点的原理，求出可行的作业组合方案，然后，一方面依靠回溯检查，消除明显不良的作业组合方案，一方面求出能使装配工作地数最小的作业组合方案。一般可以借助计算机，求得最优解。例：①②③④⑤⑥⑦⑧⑨4610575641步骤1

列出所有可能作为第一工作地的工序组合方案。方案1-1：①②③,Te11=15min

方案1-2：①②④,Te12=16min节拍r=16分钟流水线平衡的原则：不违反作业先后顺序；先分配后续作业数多的作业；先分配后续作业时间长的作业；使工作地数尽可能少；各工作地的单件工序作业时间时间之和不大于生产节拍。步骤2

得到第一个工作地的各种分配方案后，计算在第一工作地的各分配方案下整个流水线所需最少工作地数，公式为：Sij=i+[]T-∑Teijr式中：Sij----根据第i个工作地中第j个编组方案计算的所需最少工作地.Teij----已分配和正在分配编组的各作业定额时间.T------所有作业定额时间之和。本例中：T=48,Te11=15Te12=16,r=16S11=1+[]=448-1516S12=1+[]=348-1616步骤3

从各方案中，找出工作地数Sij最小的值，该值所在的编组方案即为分支点。当各方案的最少工作地数Sij相等时，选取各作业时间之和Teij较大的编组方案作为分支点。本例中，取方案2。步骤4

顺序进行第二个工作地编组，重复上述步骤。方案2-1：③⑤,Te21=16min方案2-2：③⑥⑨,Te22=15minS21=2+[]=348-（16+16）16S22=2+[]=448-（16+15）16①②③④⑤⑥⑦⑧⑨4610575641例：某产品的生产节拍为10分钟，其装配工作可分为11个作业，各作业的时间定额和先后顺序如表所示。最小工作地数=？装配网络图：123456781091162571263545先求一个可行解。第一工作地。方案1：1、2、5；S11＝[1＋(46-9)/10]=5；方案2：1、2、6；S12＝[1＋(46-10)/10]=5；最小工作地数相同，选组合工时最大的方案，即(1、2、6)为第一组合工序，从该方案进行节点分枝，列出第二工作地各作业的所有方案：第二工作地。方案1：3、5；S21＝[2＋(46-10-6)/10]=5;方案2：4、5；S22＝[2＋(46-10-8)/10]=5方案3：5、7；S23＝[2＋(46-10-7)/10]=5最小可能工作地数相等，取组合工序工时最大方案：4、5；以其为分枝节点，进入第三工作地。第三工作地工序组合：方案1：3、8；S31＝[3＋(46-10-6-8)/10]=5;方案2：7；S32＝[3＋(46-10-6-6)/10]=6;取方案：3、8分枝：第四组合工序：方案1：7：S41＝[4＋(46-10-10-6-8-6)/10]=6;方案2：11：S42＝[4＋(46-10-10-6-8-5)/10]=6;第五组合工序：S51＝[5＋(46-10-10-6-8-6-10)/10]=6

第六组合工序：11至此全部工序组合完，得到共6个工作地。回溯，寻找未被分枝、可能工作地数小于6的节点进行分枝；当满足条件的分枝有多个时，选择工作地序号最大，工作地组合时间最长的节点进行分支。此处为5,7第二轮分支求解的过程中，最后得到最小可能工作地数为5个，结果如图示。因为流水线最小的工作地数为5，所以不存在比这种方案工作地更少的作业分配方案。另外，可以通过计算流水线总负荷率来比较各种方案，选择最优方案。流水生产线——

组织设计——

单一品种流水线第三步，计算所需设备数；为保证制品在流水线上连续移动，每道工序的设备（工作地）数应等于工序时间与流水线节拍之比：Si=ti/RSi——第i道工序所需设备数；

ti——第i道工序的单件时间定额；计算出的设备需要量若非整数，则采用设备数Sei应取接近于计算数Si的整数，一般应Sei≥Si。流水生产线——

组织设计——

单一品种流水线第四步，计算设备负荷系数；设备负荷系数是表明设备利用程度的指标：Ki=Si/SeiKi——第i道工序的设备负荷系数；Si——第i道工序的计算设备数量；Sei——第i道工序的实际设备数量。当Km

≤0.75，宜组织间断流水生产线；当Km＞0.75，宜组织连续流水生产线。Km=∑Si/∑Seimi=1

mi=1流水生产线——

组织设计——

单一品种流水线工序数量为m的流水线的总设备负荷系数Km

为：设备负荷系数决定了流水生产线的连续程度：流水生产线——

组织设计——

单一品种流水线第五步，计算工人人数；分以手工劳动为主的和以设备加工为主的流水线：手工劳动：Pi=Sei×g×WPi——第i道工序所需的工人人数；g——每日工作班次；W——第i道工序同时工作的人数。整条流水生产线的工人人数是所有工序工人人数之和。流水生产线——

组织设计——

单一品种流水线第五步，计算工人人数；设备加工：P——流水线工人总人数；b——考虑缺勤等因素的后备工人百分比；g——每日工作班次；fi——第i

道工序每个工人的设备看管定额。P=(1+b)

∑

mi=1Seί×gfί流水生产线——

组织设计——

单一品种流水线第六步，确定流水线节拍的性质；流水线采用节拍的原则：工序同期化程度和加工对象的重量、体积、精度、工艺性等特征；工序同期化程度较高、工艺性良好、制品重量、精度和其它技术条件要求容许严格按节拍出产制品时，应采用强制节拍；否则就采用自由节拍；流水生产线——

组织设计——

单一品种流水线第七步，运输工具的选择；强制节拍流水线，为保证严格的出产速度，一般用机械化传送带作为运输工具；采用机械化传送带，分工作式和分配式两类，需要计算传送带的速度和长度。自由节拍流水线，由于工序同期化水平和连续性较低，一般采用连续式运输带、滚道、滑道或其它运输工具；流水生产线——

组织设计——

单一品种流水线第七步，运输工具的选择；采用工作式传送带时的速度：V=

L0/RL0——传送带分区（两相邻工位）单位长度；V——传送带速度。V

不能太大，以便工人安全顺利完成作业；工作式传送带间歇运动时，每隔一个节拍移动一次。注意：L=∑Lί+Lg

mi=1流水生产线——

组织设计——

单一品种流水线第七步，运输工具的选择；工作式传送带工作部分的总长度：L——传送带长度；Li——第i道工序工作地的长度；Lg——传送带后备长度。流水生产线——

组织设计——

单一品种流水线第七步，运输工具的选择；采用分配式传送带：分配式传送带在流水线上起运输和分配制品的作用；为实现分配式传送带分配制品的作用，必须在传送带上做号码标记，按号码标记将制品分配给工人加工；分配式的速度应和流水线节拍相配，长度计算与工作式相同。

工序工作地号工人号码数量分配给工作地（工人）的号码10102AB12121、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、232、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、242030405CDE8881、4、7、10、13、16、19、222、5、8、11、14、17、20、233、6、9、12、15、18、21、24306F241、2、3、4、5、6、7、8、9、l0、11、12、13、

14、l5、16、17、18、19、20、21、22、23、244070809GHI8881、4、7、10、13、16、19、222、5、8、11、14、l7、20、233、6、9、12、15、18、2l、24按号码标记将制品分配给工人加工：流水生产线——

组织设计——

单一品种流水线第八步，流水线的平面布置；流水线平面布置的原则：应有利于工人操作，制品运输路线最短，生产面积充分利用；要考虑流水线之间的相互衔接，尽量做到零件加工完毕处，恰好是部件装配开始处，部件装配完毕处，正是总装开始处。流水线所需操作面积M作=L×

B流水线所需规划面积Mi=（3~5）M作LiBL/2第八步，流水线的平面布置；流水生产线——

组织设计——

单一品种流水线第八步，流水线的平面布置；工位间距Li

的确定：小制品1.2–2m；中等体积制品2–4m；大型制品4–6m；流水线所需操作面积M作

=L×B

；B

的尺寸一般已经标准化：1.5m；流水线所需规划面积Mi=（3~5）M作

。习题1某流水生产线采用一班8小时工作制，班内有两次停歇时间，每次15分钟，每班生产零件100件，试计算流水生产线的节拍。若A工序的单件时间定额为8分钟，求A工序所需设备数量和A工序的设备负荷系数。

流水生产线——

组织设计——

单一品种流水线习题2某制品流水线计划年销售量为20000件，另需生产备件1000件，废品率2%，两班制工作，每班8小时，年工作日为254天，时间有效利用系数95%，求流水线的节拍。

[解]T效=254×8×2×60×95%=231648分钟

Q=(20000+1000)/(1－2%)=21429件

R=T效/Q=231648/21429=11(分/件）流水生产线——

组织设计——

单一品种流水线103第三节多品种流水生产线的设计

随着社会需求的个性化、多样化，企业生产的同类产品的品种规格与型号越来越多，需要在同一条流水线上能够生产多品种产品，由此产生了多品种流水线的组织设计问题。但是由于流水生产线的高效率来自于生产作业的高度分工和操作的标准化，各工序的同期化程度又很高，流水线适应多品种的能力是十分有限的。104只有当产品在结构上、工艺上相同或相似时，才有可能组织多品种流水生产。目前，我国企业大多数采用可变流水线，在发达国家，许多企业采用混合流水线，后者是一种更先进、有效的生产组织方式。105一、可变流水线可变流水线的特征是：在一条流水线上轮番生产几种产品。当由一种产品转产到另一种产品时，流水线需要作少量的调整；轮番的时间间隔可大可小，小者可以数天，大者可以数月；当生产某种产品时，流水线如同单一对象流水线那样工作。它的组织设计程序与单一对象流水线的程序基本相同，只是节拍和设备需要量的计算要做一些改变。106第一步，流水线节拍R的计算；因为不同品种的产品，虽然结构、工艺上相似，但是，加工的工序时间可能不等，节拍也会有所不同。可变流水线节拍应分别按每个品种计算，其方法有：代表零件法加工劳动量比重法①代表零件法：将各种零件的产量按加工劳动量折合为某一种代表零件的产量，据此计算节拍；举例：某可变流水线加工A、B、C三种零件，其计划产量与工时定额分别为NA、NB、NC，TA、TB、TC，有效工作时间为T效，计算各种零件的节拍RA、RB、RC；解题：第一步，先选代表零件，假定A，将B和C换算为A的产量，计算总产量N第二步，计算各零件节拍：式中，TA

、TB和TC分别是零件A、B、C的单件时间定额。②加工劳动量比重法：按各种零件在流水线加工总劳动量中所占比重分配有效工作时间，再计算各零件节拍的方法；第一步，设A、B、C三种零件的加工劳动量在总劳动量中所占的比重分别为

，则：第二步，根据各种产品的劳动量比例，分配计划期的有效工作时间，并计算节拍：B和C各自所占的比重类似A，则各零件的节拍RA、RB、RC计算如下：练习题：某可变流水线上生产A、B、C三种产品，其计划月产量分别为2000、1875、1857件，每种产品在流水线上各工序单件作业时间之和分别为40、32、28分钟，流水线两班制工作，每月有效工作时间为24000分钟，试用代表零件法和加工劳动量比重法确定可变流水线上各种产品的生产节拍。(设A为代表产品).第二步，确定各工序设备数量及设备负荷系数；设备数可按单一品种流水线计算：Si=ti/R按上例则：

SAi=tAi/RA；SBi=tBi/RB；SCi=tCi/RCSA1=SB1=SC1SA2=SB2=SC2

SAm=SBm=SCm为使可变流水线上的设备及人员负荷充分，且便于组织管理，一般要求：计算确定设备数时，同样需工序同期化，尽量提高设备负荷系数：Ki——第i道工序的设备负荷系数；tji——第j

种零件第i道工序的零件工时定额；Nj

——第j

种零件的计划产量；g——零件种类数。流水线总的设备负荷系数

K

：Tj——第j种零件在流水生产线上的加工工时；Se——流水线设备总数；g——