第四章 流水生产组织 一、流水生产的发展过程 （一）现代流水生产起源于1914年—1920年的福特制。 福特制的主要内容： 1.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、零件的标准化、设备和工具的专用化以及工作场所的专业化。 唯一最佳的“单一产品原则” 2 .创造了流水线的生产方法，建立了传送带式的流水生产线。 （二）内容和形式上的变化 1 .内容上：产品的装配、零件的机械加工、锻压、铸造、热处理、电镀、焊接、油漆以及包装等。 2 .形式上：单一产品流水线----可变流水线----混合流水线----成组流水线----半自动化线----自动化线

第四章 流水生产组织 二、流水线生产的特征和形式 （一）特征： 流水线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）完成工艺作业的连续的重复的生产过程。 流水生产是把高度的对象专业化生产和劳动对象的平行移动方式有机结合起来的一种先进的生产组织形式。 它具有以下特征： 1 .工作地的专业化程度高 2 .具有明显的节奏性 3 .各工序的生产能力平衡或成比例 4 .工艺过程封闭、单向 5 .具有高度的连续性

第四章 流水生产组织 图4-9 流水线分类图 （二）形式 分类标志 对象移动方式 对象数目 对象变换方式 连续程度 流水线 节奏性 机械化程度 流水线 固定流水线 移动流水线 单品种流水线 多品种流水线 不变流水线 可变流水线 成组流水线 混合流水线 连续流水线 间断流水线 强制节拍流水线 自由节拍流水线 粗略节拍流水线 自动线 机械化流水线 手工流水线 图4-9 流水线分类图

第四章 流水生产组织 1 3 2 1 .按生产对象的移动方式：固定流水向线和移动流水线 固定流水线：是指生产对象位置固定,生产工人携带工具沿着顺序排列的生产对象移动.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。 移动流水线：生产对象移动，工人和设备及工具位置固定的流水线。这是常用的流水线的组织方式。 1 3 2 移动流水线 固定流水线

第四章 流水生产组织 2 .按生产对象的数目：单品种流水线和多品种流水线 单品种流水线：又称不变流水线，是指流水线上只固定生产一种制品。要求制品的数量足够大，以保证流水线上的设备有足够的负荷 多品种流水线：将结构、工艺相似的两种以上制品，统一组织到一条流水线上生产。 按产品的轮换方式：可变流水线、成组流水线和混合流水线 可变流水线：集中轮番地生产固定在流水线上的几个对象，当某一制品的批制造任务完成后，相应地调整设备和工艺装备，然后再开始另一种制品的生产。 成组流水线：固定在流水线上的几种制品不是成批轮番地生产，而是在一定时间内同时或顺序地进行生产，在变换品种时基本上不需要重新调整设备和工艺装备。 混合流水线：是在流水线上同时生产多个品种，各品种均匀混合流送，组织相间性的投产。一般多用于装配阶段生产。

第四章 流水生产组织 3 .按连续程度：连续流水线和间断流水线 连续流水线：制品从投入到产出在工序间是连续进行的没有等待和间断时间。 间断流水线：由于各道工序的劳动量不等或不成整数倍关系，生产对象在工序间会出现等待停歇现象，生产过程是不完全连续的。 4 .按节奏性程度：强制节拍流水线、自由节拍流水线和粗略节拍流水线 强制节拍流水线: 要求准确地按节拍出产制品. 自由节拍流水线: 不严格要求按节拍出产制品,但要求工作地在规定的时间间隔内的生产率应符合节拍要求. 粗略节拍流水线: 各个工序的加工时间与节拍相差很大,为充分地利用人力、物力，只要求流水线每经过一个合理的时间间隔，生产等量的制品，而每道工序并不按节拍进行生产。 5 .按机械化程度：手工流水线、机械化流水线和自动线

第四章 流水生产组织 三、流水线的组织条件 （一）品种稳定单一，产量足够大，长期供货，单位劳动量大，保 证设备足够负荷。 （二）产品结构和工艺相对稳定 1 .先进性 2 .良好的工艺性和互换性 3 .标准化程度高 （三）工艺过程既可划分为简单的工序，又可以相互合并。 （四）原材料和协作件的标准化、规格化，且按时供应。 （五）机器设备始终处于完好状态，严格执行计划预修制度。 （六）工作必须符合质量标准。 （七）厂房和生产面积适合安装流水线。

第四章 流水生产组织 四、流水线设计 （一）流水线组织设计和技术设计 1、组织设计：是指工艺规程的制定、专用设备的设计、设备改装设计、专用工夹具的设计、运输传送装置的设计等等。这是流水线的“硬件”设计。 2、技术设计：是指流水线节拍的确定、设备需要量和设备负荷系数的计算、工序同期化工作、人员配备、生产对象传送方式的设计、流水线平面布置设计、流水线工作制度、服务组织和标准计划图表的制定等等。这是流水线的“软件”设计。 3、组织设计和技术设计的关系 组织设计是技术设计的前提和条件；技术设计应当保证组织设计各项指标的实现；组织设计要考虑技术设计实现的可能性

第四章 流水生产组织 （二）单一品种流水线的设计 1.确定流水线的节拍 节拍:是指流水线上连续出产两个相同制品之间的时间间隔。 节拍是一种重要的期量标准，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。即： R=T效/Q 式中: R—节拍 (分/件) T效: —计划期有效工作时间 (分) Q: —计划期制品产量(件).除计划中规定的任务外,还包括不可避免的废品 计划期有效工作时间=计划期制度工作时间×时间利用系数 F=F制×K K=0.9~0.96 计划期制度工作时间=全年制度工作日数×班次×每班工作时间 [节奏]：如果R很小，且加工制品的体积小重量轻，不适于按件传递，则可以按批传递。顺序出产相邻两批同样制品之间的时间间隔就称为节奏。 即：Rg=R·n 其中 Rg: 节奏 n: 批量

第四章 流水生产组织 [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%，求流水线的节拍。 [解] T效 = 254× 2 × 8 ×60×95% = 231648 分钟 Q = (20000+1000) / (1－2%) = 21429 件 R = T效 / Q = 231648 / 21429 = 11(分/件）

第四章 流水生产组织 某工序需要工作地（设备）数= 2、确定工作地数 （1）设备数量 用公式表示为： Si = ti / R 其中： Si —第 i 道工序所需设备数 ti —第 i 道工序单件时间定额 当计算所得的工作地数不是整数时，实际采用的工作地数应取大于或等于计算值的最小整数。 即:Sei=[Si ] 该工序单件时间定额 流水线节拍

第四章 流水生产组织 （2）设备负荷系数 计算所得工作地数与实际采用的工作地数的比值称工作地负荷系数，表明该工作地的负荷程度。 某工序工作地(设备)平均负荷系数 ＝ 用公式表示为： Ki = Si / Sei 流水线设备负荷系数= ∑工作地需要数/∑实际采用工作地数 流水线设备负荷系数应在０.7５～１.０５内 计算所得工作地数 实际采用工作地数

第四章 流水生产组织 3.工序同期化 工序同期化是指通过各种可能的技术、组织措施来调整各工作地 的单件作业时间，使它们等于流水线的节拍或者与流水线节拍成倍比 关系。 实现工序同期化的措施: (1)分解与合并工序 (2)经过改装机床、改变加工用量、改进工艺装备、合理布置工作地等错施，缩短工序机动时间和辅助时间。 通过工序同期化后，流水线的设备负荷系数达到０.８５～１.０５之间，一般可组织连续流水线，在0.75～ ０.８５组织间断流水线。

第四章 流水生产组织 [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。 1 12 4 10 9 11 8 5 3 13 7 6 2

第四章 流水生产组织 [解] （1）计算装配流水线上的最少工作地数 SmiQ=[T/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 工序同期化通过合并工步进行，即将工步分配到工作地 为工作地分配工步需满足的条件： ①保证各工序之间的先后顺序。 ②每个工作地的作业时间不能大于节拍。 ③每个工作地的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。 分配和平衡方法：列举—消去法

第四章 流水生产组织 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 1 2 5 7 时 间 1 2 5 7 8 – 7 = 1 3 8 8 – 8 = 0 4 10 6 9 11 12 13 8 – 6 = 2

第四章 流水生产组织 （3）计算装配流水线负荷系数 Ki = Si / Sei =5.5/6=0.92 可以组织连续装配流水线 4.计算工人人数 为流水线配备工人时，要保证各工作地都能正常工作，还要考虑缺勤率（病、事假等），为流水线准备一部分后备工人。 (1)以手工操作为主的生产线 Pi = Sei · g · Wi 其中： Pi —— 第i道工序的工人人数 g —— 每日工作班次 Wi —— 第i道工序每一工作地同时工作人数（人/台班） (2)以设备加工为主的生产线 流水线工人总数= ∑工序设备数(台) 工人平均设备看管定额(台/人) × (1+后备工人百分比) 班次

第四章 流水生产组织 5、确定流水线节拍的性质 依据：工序同期化程度 强制节拍或自由节拍 6、设计运输工具 依据：工序同期化程度 强制节拍或自由节拍 6、设计运输工具 (1)强制节拍流水线，由于连续程度较高，一般采用传送带等机械化的运输装置，有连续式或间歇式传送带。 [传送带参数确定] ①分区单位长度或跨步： 连续流水线的传送带上两相邻制品中 心之间的距离（L0）。 ②工作地长度： 一般情况下，工作地长度 Li = L0·(ti / R) ③传送带速度：传送带速度=相邻两工作地中心距/节拍（节奏） V = L0 / R ④传送带工作部分的总长度：L = ∑Li + Lg ( Lg是后备长度） (2)自由节拍流水线采用分配式传送带、滚道、滑道等运输工具装置。 (3)粗略节拍流水线或间断流水线，由于连续程度低，节拍由工人自己保证。不要求运输装置保持严格速度，常用滚道、重力滑道、手推车、叉车、吊车等运输工具。

第四章 流水生产组织 7、流水线的平面布置 流水线的平面布置应保证运输距离最短，工人操作方便，充分利用生产面积，保证流水线与其他单位的衔接配合。 （1）流水线布置的形状，一般有直线形、直角形、Ｓ形、Ｏ形、Ｕ形和其他不规则形状等。 （2）流水线内工作地的排列 单列式：是将工作地布置在传送带的一侧 工序、工作地少 双列式：是将工作地布置在传送带的两侧 。工序、工作地数目多，车间面积小 （3）流水线的衔接 应根据加工、部件装配及总装配所要求的顺序进行安排，整个布置符合产品的总流向，以缩短运输路线，减少运输工作量。 直线形 直角形 S形 O形 U形 山字形

第四章 流水生产组织 (三)多品种流水线设计 1.多品种可变流水线的组织设计 多品种可变流水线的特征： ①成批轮番生产多种产品，更换产品时，需调整，但调整不大。 ②每种产品在流水线所有工序上的设备负荷系数应大致相同。 ③整个计划期内成批轮番的生产多种制品，但在计划期的各段 时间内只生产一种制品。 (1)可变流水线节拍的计算 可变流水线节拍应分别按每种制品计算。 设某种可变流水线加工A、B、C三种零件，其计划年产量分别 为QA、QB、QC；流水线上加工各零件的单件时间定额为TA、TB、 TC。有两种方法计算节拍：

第四章 流水生产组织 ①代表产品法：在流水线所生产的制品中选择一种产量大、劳 动量大、工艺过程复杂的制品为代表产品，将其它产品按劳动量换算 为代表产品的产量，尔后以代表产品来计算节拍。 假设A为代表产品，则：换算后的总产量为 Q = QA + QB  B + QC  C 其中：  B = TB / TA，C = TC / TA 则各零件的节拍为： RA = T效 / Q = T效 / (QA + QB  B + QC  C) RB = RA  B RC = RA  C

第四章 流水生产组织 αC ，则： αA = QATA / (QATA + QBTB + QCTC) ②劳动量比重法 按各种制品在流水线上总劳动量中所 占的比重来分配有效工作时间，然后据以计算各制品的节拍。 设ABC的加工劳动量在总劳动量中的比重分别为αA 、αB 、 αC ，则： αA = QATA / (QATA + QBTB + QCTC) αB = QBTB / (QATA + QBTB + QCTC) αC = QCTC / (QATA + QBTB + QCTC) 三种零件的节拍分别为： RA =αA T效 / QA RB =αB T效 / QB RC =αC T效 / QC (2)计算设备需要量及要求 分别按不同的制品计算各工序的设备需要量，公式和前面单一品 种流水线一样。Si = T i / R，算出 SAi、SBi、Sci 要求： SAi = SBi = SCi

第四章 流水生产组织 [例]设可变流水线加工A、B、C三种零件，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。流水线按两班制生产，每月有效工作时间为24000分钟。用代表产品法和劳动量比例法计算每种产品的节拍。 解： ①代表产品法 选A为代表产品，用A表示的计划期总产量： Q = QA + QB  B + QC  C =2000+1875×32/40+1857 ×28/40=2000+1500+1300=4800(件) 代表产品A的节拍: RA = T效 / Q=24000/4800=5(分/件) 产品B的节拍:RB = RA  B=5 ×32/40=4(分/件) 产品C的节拍:RC = RA  C= 5×28/40=3.5(分/件)

第四章 流水生产组织 αA = QATA / (QATA + QBTB + QCTC)= ②劳动量比重法 产品A劳动量占总劳动量的比重: αA = QATA / (QATA + QBTB + QCTC)= 产品B劳动量占总劳动量的比重: αB = QBTB / (QATA + QBTB + QCTC)= 产品C劳动量占总劳动量的比重: αC = QCTC / (QATA + QBTB + QCTC)= 2000×40 =41.67% 2000×40+1875×32+1857×28 1875×32 =31.25% 2000×40+1875×32+1857×28 1857×28 =27.08% 2000×40+1875×32+1857×28

第四章 流水生产组织 根据各种产品的劳动量比重,分配计划期的有效工作时间,并计算节拍. 产品A的节拍:RA =αA T效 / QA=24000×41.67%/2000=5(分/件) 产品B的节拍: RB =αB T效 / QB =24000 ×31.25%/1875=4 (分/件) 产品C的节拍: RC =αC T效 / QC =24000×27.08%/1857=3.5 (分/件)

第四章 流水生产组织 2、多品种混合流水线的组织设计 定义：是将工艺流程、生产作业方法基本相同的若干个产品品种，在一条流水线上科学地编排投产顺序，实行有节奏、按比例地混合连续流水生产，并以品种、产量、工时、设备负荷全面均衡为前提的生产方式。 多品种混合流水线的特点： ①成组移动 ②组内顺序加工 ③零件转换不需设备调整 （1）确定零件组的节拍 Rg = T效 / Qg 其中：Qg —— 零件组数量，即各制品计划期产量之和 （2）计算流水线上最少工作地数 Si = [ ] （3）零件组的构成及组内排序（生产比倒数法） ∑QiTi Rg ×∑Qi

第四章 流水生产组织 [例] 设某混合流水线成组地生产A、B、C三种产品，计划 产量分别为3000、2000、1000件。 1 .确定生产比和构成 找出三种产品产量的最大公约数，最大公约数即为零件组的组数。 本例为1000。然后用组数去除各产品产量，得生产比。即： XA = 3000/1000 = 3; XB = 2000/1000 = 2; XC = 1000/1000 = 1。 这样即可确定一个零件组有6件产品，其中有3个A产品，2个B产 品，1个C产品。 2 .计算生产比倒数 MA = 1/XA = 1/3, MB = 1/XB = 1/2, MC = 1/XC = 1 3 .确定组内产品顺序

第四章 流水生产组织 过 程 产 品 品 种 顺 序 备 注 A B C 1 1/3※ 1/2 2 2/3 1/2※ AB 3 2/3※ 过 程 产 品 品 种 顺 序 备 注 A B C 1 1/3※ 1/2 2 2/3 1/2※ AB 3 2/3※ ABA 4 1※ ABAB B标号较晚 5 —— ABABA A标号较晚 6 ABABAC

第四章 流水生产组织 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%，计算该产品生产的节拍。 2、某流水线上计划生产甲乙丙丁四种产品。其计划产量分别为3000、2500、2400、2200。每种产品在流水线上各工序单件作业时间之和分别为50、45、45、40miQ。流水线按两班制生产，每月有效工作时间为24000miQ。试分别按代表产品法和劳动量比例法计算每种产品的节拍。 3、某混合流水线A,B,C三种产品，它们的计划产量分别为12000,9000,3000,试用生产比例数法确定这些产品的投产顺序。