生产流水线的原理与设计.docx

第三节 流水 生 产 组织研究生产过程组织的目的，是为了在空间上和时间上合理地组织生产过程，提高 劳动生产率和设备利用率，缩短生产周期，加速资金周转，降低产品成本采用对象 专业化的空间组织形式和平行移动的时间组织方式，是达到此目的的两个重要方法 而流水生产把高度的对象专业化的生产组织和劳动对象的平行移动方式有机地结合 起 来 ，成 为 一 种 先 进 的 生 产 过 程 组 织 形 式 特 别 是 在 大 量 生 产 企 业 和 成 批 生 产 企 业 中 流水生产占有十分重要的地位2. 3.1 流水生 产的特征 、形 式和 组 织条件一、流水生产的特征 流水生产是指劳动对象按一定的工艺路线和统一的生产速度，连续不断地通过各 个工作地，顺序地进行加工并出产产品（零件）的一种生产过程组织形式典型的流 水生产线具有以下特点：1、工作地专业化程度高，在流水线上固定生产一种或有限几种产品（零件），在 每个工作地上固定地完成一道或几道工序2、生产具有明显的节奏性，即按照规定的节拍进行生产3、流 水线 上各 工序之 间的生产能力是平衡 的，成比例 的，即各 道工 序的 工作地（设 备）数同各道工序单件时间的比例相一致。

设流水线上各道工序的工作地（设备）数 分 别 为 s1， s2， s3， …， sm， 各 道 工 序 的 单 件 时 间 分 别 为 t1， t2 ， t3， …， tm， 流 水 线 1 2 3 m 1 2 3节拍为r ,为使流水线各工序之间保持平衡，必须有：2. 1 )4、工艺过程是封闭的， 并且工作地（设备）按工艺顺序排列成链状， 劳动对象在 工 序间 作单向移动5、劳动对象流水般地在工序之间 移动， 生产过程具有高度的连续性 将一定的设备、工具、传送装置和人员按照上述特征组织起来的生产线称为流水线 如果工作地（设备）是按工艺顺序排列， 但不满足上述特征的要求， 只能称为 生 产线二、流水线分类1、按生产对象的移动方式① 固定流水线 即生产对象固定不动， 由不同工种的工人（组或队）携带工具按 规定的节拍轮流到各个产品上去完成自己所担任的工序这种生产组织形式适用于装 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② 移动流水线 即生产对象移动， 工人和设备、位置固定， 生产对象顺次经过各 道工序的工作地进行加工或装配这种生产组织形式在机械制造、服装等工业部门广 泛采用。

2、按生产对象的数目① 单一对象流水线即一条流水线只固定生产一种产品故又称为大量或不变流 水线② 多对象流水线 即 一 条流水线 上生产 两种以上制品 ， 并且按轮换方式不同， 又 可分为可变流水线、成组流水线和混合流水线3、按生产过程的连续程度① 连续生产线即生产对象从投入到出产连续地从一道工序转向下道工序，没有 或 很少有间断时间 它一 般只 适用 于大 量生 产 ， 是一 种完 善的流水生 产 形式 组织连 续流水线的条件是工序同期化② 间断流水线 即 由 于各道 工 序 的劳动量 不等 或不 成倍比 关系， 生 产 能力不平 衡 加 工 对 象 在各工 序 之间 会出 现停放等待 中断时间， 生 产 过 程是不完全连 续 的4、 根据流水线 所 达到 的节奏程度 不同， 分为 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 是准确 地 按节拍出 产 产 品 的流 水线 ， 它是 利用专门的装置来强 制 实 现规定的节拍， 工 人 必须 在规定的时 间内完成自 己 的工 作， 如有 延误 或违 反技术规 程 ， 即 会影响下 道 工 序 的生 产 。

在 自由节拍流 水线 上， 不要求严格按节拍 出 产 产 品 节拍 主要靠工 人的熟练操 作 来 保证， 因而可能有 波 动粗 略节拍流水 线 的特点 是， 各 工 序 的加工 时间 与节 拍相差 很大， 如 果按组织生 产 就 会使设备和工 人处在 工 作 时断时续 的 状态 为了充分利 用人力和设备， 工 作 地 可 以 在 一 段时间内连 续 地 进 行生 产 ， 各个工 作地 经过不 同的时 间达到 相同的产 量 因此 ， 可 以规定一 个合理的时 间间 隔， 并 按它 组织各工 作 地 的连 续 生 产 这个规定的 时间 间 隔就是粗略节拍5、 按机 械化 程度， 可 以分为手工 流水线 、机 械化流 水 线 和自动化 流水 线 手 工 流 水 线 多用于机器、仪器、仪表 的装 配， 机械化流水线 应用 最广泛 自动化流水 线 是 流 水 线 的高级形式， 由于 投 资 大， 在应用 上受到 一 定 的限制 以 上流水线 的 分类如 图 2-5 所示 图 2 -5 流 水 线 分 类 图三、组织流水线生产的条件 流水生产的主要优点是能够使产品的生产过程较好地符合连续性、平行性、比例 性 以及均衡性的要求。

它的生 产 率 高， 能及时地 提供市场 大量需求的产 品 由于是专 业 化生 产 ， 流水线 上采 用专 用的设备和 工 艺装备， 以及机 械化的运输装置， 因此可以 提 高劳动生 产 率， 缩短 生 产 周期， 减少 在制品占用 量和运 输工 作量， 加速资金 周转 ， 降低生产成本；还可以简化生产管理工作，促进企业加强生产技术准备工作和生产服 务工作流水生产的主要缺点是不够灵活，不能及时地适应市场对产品产量和品种的变化 的要求，以及技术革新和技术进步的要求对流水线进行调整和改组需要较多的投资 和花费较多的时间工人在流水线上工作比较单调、紧张，容易疲劳，不利于提高生 产技术水平由于以上原因，组织流水生产必须具备以下条件：1、产品结构和工艺相对稳定，而且是长期大量需要的产品2、工艺过程能够划分为简单的工序，又能根据工序同期化的要求把某些工序适当 合并和分解，各工序的单件时间不宜相差过大3、制品的产量足够大，单位制品的劳动量也较大，以保证流水线各工作地有足够 的负荷4、原材料、协作件必须是标准的、规格化的，并能按时供应5、要有安装流水线的条件具备了上述条件，并通过技术经济的论证或可行性研究，作出决策。

决定采用流 水生产方式后，就可以进行流水线的具体组织设计2.3.2 单一对 象 流水线 的组织设 计一、流水线的组织设计与技术设计 流水线设计，包括组织设计与技术设计两个方面后者是指工艺规程的制订、专 用设备的设计、设备改装设计、专用工夹具的设计、运输装置的设计等等；前者是指 流水线节拍的确定，设备需要量和负荷系数的计算、工序同期化工作、工人配备、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 划图表的制订等等流水线的组织设计和技术有密切关系组织设计是技术设计的根据，技术设备应 当保证组织设计的每一项目的实现不论是组织设计，还是技术设计，都应当符合技 术先进、经济合理的原则，事先做好建立流水线的可行性研究二、流水线组织设计的准备工作 在设计流水线之前，应做好以下各项准备工作：1、进行产品零件的分类 ，明确适 于和 不适 于用流水生 产形式制 造的产品和零部件 并规定流水线形式2、改进产品结构，使之适合于流水生产3、审查和修改工艺规程，其内容包括：① 在一条流水线上生产的产品、零件或零件组的全部工序封闭在流水线上完成；② 产品 、 部件的装配和零件加工的顺序要完全一致，工序的组成最好相同；③ 产品 、 部件、 零件的 加工（装配）基准应力求一致；④ 提高工序作业的机械化程度，减少手工操作，使工序单件时间保持稳定。

4、 收集整理设计所需资料， 如工厂和车间的现有设备明细表、 有关车间的厂房建 筑和生产面积资料、 车间 平面布置图、 工时定额及实际完成资料与技术组织措施计划 等三、 单一对象流水线的 组织设计与计算1 、 确 定 流 水 线 的 形 式 和 节 拍 流水线的形式首先取决于制品 的年产量和劳动量 全面考虑企业的生产任务和现 有生产技术条件， 对制品 结构、 工艺的 稳定性等进行综合分析后， 决定其形式流水线的节拍是指流水线上出产相邻两件相同制品的时间间隔节拍是流水线最 重要的参数，也是一种期量标准，它决定流水线的生产能力、生产速度和效率确定 节拍的依据是计划时期的产量和有效工作时间，计算公式如下：2. 2 )式中： r 流水线节拍（分/件）Fe——计划期有效工作时间（分）N——计划期制品产量Fo——计划期制度工作时间（分）n 时间有效利用系数n考虑了设备检修、设备调整、更换工具的时间，以及工人班内休息的时间，一般 取0. 9〜0. 96产量包括计划产量和废品量如果计算出来的节拍很小， 产品的体积、 重量也很小， 不便于按件运输时， 则可 以等加工到一定数量后， 成批地进行运输 这时， 流水线上前后出产两批相同产品之 间的时间间隔称为节奏， 它等于流水线节拍与运输批量的乘积， 即：T - T'R（2. 3 ）式中：rg 节奏（分/批）n——运输批量（件/批）2、 组织工序同期化工序同期化是组织连续流水线的必要条件， 也是提高劳动生产率， 使设备充分负 荷和缩短产品生产周期的重要方法。

所谓工序同期化， 就是根据流水线节拍的要求， 采取各种技术的、 组织的措施来调整各工作地的单件时间， 使它们等于节拍或节拍的 倍数工序同期化一般分两步进行 第一步是初步同期化， 这是在流水线的设计阶段进 行， 主要要找出影响同期化的关键， 使各工序的节拍与流水线节拍之比， 基本上可达 到 0.85〜1.05 范围内 第二步是精确同期化， 这是在流水线的调整中进行， 以进一步 提高工序同期化的水平 对于关键工序， 通常可采用以下措施来解决工序同期化的问 题① 提高设备的机械化、 自动化水平， 采用高效率的工艺装备， 减少工序的作业时 间；② 改进操作方法和工作地的布置， 减少辅助作业时间；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 ；⑤ 对单件时间很长而又不能分解的工序， 增设工作地数， 组织平等作业3、 计算设备（工作地）数量和设备负荷系数 每道工序的设备（工作地）数量等于工序单件时间与流水线节拍之比， 即：2. 4 )式中：坊——流水线第i道工序所需设备数（台）匚——流水线第i道工序的单件时间定额（分/件）计算出的设备需要量若为整数，就可以确定为该工序的设备数；若不为整数，则 采用的设备数 耳应取大于计算数鸟的最小整数。

表明设备负荷程度的指标称为设备负荷系数，其计算公式为：2. 5 )式中：瓦 流水线第i道工序的设备负荷系数；流水线的总设备负荷系数为：2. 6 )J i-l / i-1设 备 负 荷 系 数 决定了流 水 线 生产的 连续程度 一般来讲，负 荷 系 数 越大 ，流 水 线 的 生产效率越高 在设 计 时通常要求机器工 作流 水 线 的 负 荷 系 数 不应 低于 0.75，以手 工为主的装配流水线的负荷系数应在0. 85〜0. 9以上4 、 计 算 工 人 人 数在 以 手工 劳动为 主 的 流 水 线 上 ，工 人人数 可按下式 计 算 ：式中：禹——第i道工序的工人人数吧——第i道工序每一工作地同时工作的工人人数（人/台•班）——每日工作班次（班）整 条流 水 线 的 工。