流水生产是按照产品生产的工艺顺序排列工作地,使产品按照一定的速度,连续地和有节奏地经过各个工作地依次加工,直到出产成品的一种生产组织形式。
流水生产是一种先进的生产组织形式,其实质是产品专业化组织形式的进一步发展。现代流水生产方式起源于20世纪初期,美国福特汽车公司为扩大汽车生产量,建立了传送带式的流水生产线,将流水生产的长处发挥到了极致,开辟了大批量生产的新纪元。
日本丰田汽车公司将流水生产从装配过程扩展到整个制造过程,通过建立柔性流程化生产线,创造了准时化生产方式(JIT)。JIT生产方式是在世界经济的高成长期过后,整个世界进入市场需求多样化阶段,为顺应这种时代需求而产生和发展起来的一种在多品种、小批量生产条件下的高质量、低消耗的生产方式。
1.流水生产的特点
(1)在流水线上固定生产一种或少数几种产品,其生产过程是连续的。
(2)各设备和工作地按产品工艺顺序排列,每个工作地固定完成一道或少数几道工序,劳动对象按单向运输路线流动,工作地的专业化程度高。
(5)流水线上各工序之间的运输采用传送带、辊道等传送装置,使各工序上完工的制品能及时地同时运送到下道工序继续进行加工。
2.流水线的评价
(1)优点:
①产品的生产过程较好地符合连续性、平行性、比例性以及均衡性要求;
②生产效率较高;
③缩短生产周期,减少在制品的占用量和运输工作量,加速资金周转;
④简化生产管理工作。
(2)缺点:
①柔性差;
②工人工作单调、紧张、易疲劳,不利于提高技术水平。
3.流水线的类型
(1)按劳动对象是否移动,可分为固定流水线、移动流水线。前者适用于装配特别笨重、巨大的产品,以及在造船、建筑、工程施工等部门中采用;后者在机械、电器、服装等工业部门广泛采用。
(2)按生产品种数量的多少,可分为单品种流水线、多品种流水线。多品种流水线又可分为可变流水线(按生产计划生产不同的品种对流水线进行调整)和混合流水线(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进行生产)。
(4)按实现节奏的方式,可分为强制节拍流水生产线和自由节拍流水生产线。
(5)按机械化程度,可分为手工流水线、机械流水线和自动化流水线等。
流水线的分类如图2-1所示。
4.组织流水生产线的条件
(1)产品的品种、工艺和结构应相对稳定。
(2)产品要有足够大的产量,以保证流水线上各工作地的充分负荷。
(4)原材料/协作件必须是标准的、规格化的,并能按时供应。
(5)机器设备必须经常处于完好状态,严格执行计划预修制度。
(6)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。
二、单品种流水线的组织设计
单品种流水线组织设计的步骤和方法如下。
(一)确定流水线的节拍和节奏
1.节拍
2.节奏
流水线运输批量参考值见表2-1。
(二)组织工序同期化
劳动分工越细,小工序的数量就越多,工人的操作内容也就越简单。
工序的分解与合并,这在以手工操作为主的装配流水线上比较容易实现,而在以机器工作为主的流水线上则较难实现,因为后者受机器设备的限制,不能随意分解或合并。
通过对工序的分解与合并,可达到初步的同期化。在此基础上,为进一步提高工序同期化的水平,在关键工序上还可采取以下措施:
③提高工人的操作熟练程度和工作效率,改进劳动组织,如调熟练工人到高负荷工序工作,组织相邻工序协作,或选拔一名或几名工人沿流水线巡回,协助高负荷工序完成任务等;
④建立在制品储备;
(三)配备员工
手工操作的流水线,需要配备的员工总数应等于流水线上所有工作地上员工数之和。以设备加工为主的流水线,在计算所需员工时,需要考虑后备员工和员工的看管定额两个方面。
在以手工操作为主的流水线上,需要配备的员工总数等于流水线上所有各个工作地的工人人数之和。每个工作地需要的工人人数可按下式计算:
每个工作地需要的工人数=工作地上同时工作的工人数×工作班次
在以机器工作为主的流水线上,配备工人时要考虑看管定额即工人实行多设备看管和兼作的可能性,以及配备后备工人的必要性。因此,配备工人这项工作常常是同编制流水线工作指示图表结合起来进行的。
(1)手工操作为主的流水线需要的工人人数可按下式计算:
(2)设备加工为主的流水线需要的工人人数可按下式计算:
(四)确定流水线节拍的性质
工序同期化程度高、工艺性好、加工对象稍重、体积稍大,可严格按节拍出产符合精度要求的产品时,一般可采用强制节拍流水线(连续流水线)。反之则采用自由节拍或粗略节拍流水线(间断流水线)。
(五)设计运输工具
传送带可分为工作式传送带和分配式传送带两种。工作式传送带一般用于强制节拍连续流水线,分配式传送带一般用于自由节拍间断流水线。选用传送带作为运输工具时,需要对传送带的长度和传送速度进行计算,以适应流水生产的需求。
(1)传送带的长度一般可按下列公式计算:
(2)传送带的速度与移动方式有关,当传送带采用连续方式时:
当传送带采用脉动移动方式时,即每隔一个节拍(或节奏)往前移动一次,每次移动的距离等于传送带上两件制品间的中心距离。
(六)流水线的平面布置
流水线的平面布置应使机器设备、工具、运输装置和工人操作有机地结合起来,合理安排各个工作地,使符合以下三条基本原则:
(1)产品的运输路线最短;
(2)便于工人操作和生产服务部门进行工作;
(3)充分利用车间的生产面积。
流水线平面布置的形状如图2-4所示,一般有直线形、直角形、开口形、山字形、环形、蛇形等。排列工作地时,又有单列式与双列式之分。单列式是将工作地布置在传送带一侧,双列式是将工作地布置在传送带的两侧。
三、多品种流水线的组织设计
(一)多品种流水线节拍的计算
1、多品种流水线节拍的计算
多品种流水线就是在一条流水线上生产两种或两种以上的产品(零件),多品种流水线的组织设计比较复杂,因为固定生产多种产品,因此流水线节拍的计算不同于单一品种流水线。确定混合流水线的节拍时,要使流水线的计划生产能力能满足计划期生产的全部产品品种和产量的需要。
根据各种产品的投入方式,混合流水线的节拍又有固定与可变之分。
确定可变流水线上各种产品的生产节拍的方法有“代表法”和“比例法”两种。
(1)代表法
从流水线上生产的产品中,选择一种产量大、劳动量大、工艺过程比较复杂的产品作为代表产品,将其他产品按劳动量比例关系换算为代表产品的产量,以此表示流水线总的生产能力,再计算代表产品的生产节拍和其他各种产品的生产节拍。
(2)比例法
(二)混合流水线的平衡
1.计算流水线上需要的最少工作地数
流水线生产n个产品品种,在计划期内的总作业量L可用下式表示:
2.绘制综合的工序先后顺序图
在混合流水线上生产的产品,虽然结构、工艺相似,但并不完全相同。为组织工序之间的平稳,必须绘制能反映流水线上所有产品的工序先后顺序图。这个图是以每种产品的工序先后顺序图为基础,通过分析比较,找出其相同和不同部分,以相同部分为主体,加上各自独有的工序,综合绘制而成的,如图2-5所示。
3.混合流水线的平衡方法
单一品种流水线的平衡,是按工序同期化的要求,将各工序分配到工作地。混合流水线不能按工序分配,而要按工序的作业量进行分配。所以只要工序的作业量计算出来后,就可以采用与单一品种流水线相同的方法进行分配。某工序计划期的作业量可按下列公式计算:
在进行上述的平衡分配时应满足下列条件:
(1)符合综合的工序先后顺序图的要求。
(4)应使流水线上工作地的数目最少。
(三)确定混合流水线的投产顺序
确定投产顺序可采用生产比例数法。
“八理”是什么?
流水线标准工作指示图表也叫标准计划,是把产品在各个工作地上加工的次序、期限和数量等全部制成标准,并固定下来,以作为制订生产作业计划和派工的依据。
1.连续流水线标准工作指示图表
连续流水线标准工作指示图表见表2-6。
2、间断流水线的标准工作指示图表
间断流水线标准工作指示图表如图2-7所示。
3、间断流水线标准工作指示图表编制步骤
(1)确定看管期及看管期产量
(2)计算各工序所需设备数(工作地数)。
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