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生产线平衡分析与改善第1页，共61页，编辑于2022年，星期日2023/4/132课课 程程 内内 容容生产线平衡生产线平衡一、生产线平衡的概述一、生产线平衡的概述二、流水生产线概述二、流水生产线概述三、生产线平衡的设计三、生产线平衡的设计四、生产线平衡的方法及改善原则四、生产线平衡的方法及改善原则5、案例分析、案例分析第2页，共61页，编辑于2022年，星期日2023/4/133一、生产线平衡的概述一、生产线平衡的概述1.1.概概念念 生产线平衡即对生产的全部工序进行平均化，调整作业负荷，以使生产线平衡即对生产的全部工序进行平均化，调整作业负荷，以使各作业的时间尽可能相近的技术手段与方法，它是生产流程设计及作业各作业的时间尽可能相近的技术手段与方法，它是生产流程设计及作业标准化中最重要的方法，是通过平衡生产线使现场真正实施生产同步化，标准化中最重要的方法，是通过平衡生产线使现场真正实施生产同步化，从而达到从而达到“一个流一个流”的理想。的理想。实施生产线平衡前，管理人员应先处理好个别效率与整体效率之间实施生产线平衡前，管理人员应先处理好个别效率与整体效率之间的关系的关系 第3页，共61页，编辑于2022年，星期日2023/4/134一、生产线平衡的概述一、生产线平衡的概述2.2.目的目的通过平衡生产线可以达到以下几个目的：通过平衡生产线可以达到以下几个目的：加快产品流动加快产品流动,减少生产周期。减少生产周期。消除工程瓶颈消除工程瓶颈,提高作业效率提高作业效率,稳定产品质量稳定产品质量,优化作业流程优化作业流程,减减少单件产品的工时消耗，降低成本（等同提高人均产量）。少单件产品的工时消耗，降低成本（等同提高人均产量）。减少工序在制品，真正实现减少工序在制品，真正实现“一个流一个流”。在平衡的生产线基础上实现单元生产，提高生产应变能力，对应市在平衡的生产线基础上实现单元生产，提高生产应变能力，对应市场变化实现柔性生产系统。场变化实现柔性生产系统。通过平衡生产线可以综合应用程序分析、动作分析、布置分析，通过平衡生产线可以综合应用程序分析、动作分析、布置分析，搬动分析、时间分析等工业工程方法，提高全员综合素质。搬动分析、时间分析等工业工程方法，提高全员综合素质。第4页，共61页，编辑于2022年，星期日2023/4/135一、生产线平衡的概述一、生产线平衡的概述3.生产线平衡表示法生产线平衡表示法 一般使用生产流动平衡表来表示一般使用生产流动平衡表来表示,纵轴表示时间纵轴表示时间,横向则依工程横向则依工程顺序表示顺序表示,并划出其标准时间并划出其标准时间,注注:划法可使用曲线图或柱状图划法可使用曲线图或柱状图4.平衡图的应用方法平衡图的应用方法1.将确的定各工程顺序将确的定各工程顺序(作业单位作业单位),填入生产流动平衡表内填入生产流动平衡表内.2.测算各工序实际作业时间以测算各工序实际作业时间以DM或分或秒或分或秒为单位记入平衡表内为单位记入平衡表内.注注:1DM=0.01分分=0.6秒秒 DM(Decimal Minute)第5页，共61页，编辑于2022年，星期日2023/4/136二、流水生产线概述二、流水生产线概述n 流水生产是在流水生产是在“分工分工”和和“作业标准化作业标准化”的原理上发的原理上发 展起来的展起来的n 流水生产方式的诞生流水生产方式的诞生n 必须依赖加工技术的支撑必须依赖加工技术的支撑n 流水生产方式的基础是流水生产线流水生产方式的基础是流水生产线1、流水生产的基本概念流水生产的基本概念 流水生产的原理流水生产的原理第6页，共61页，编辑于2022年，星期日2023/4/137二、流水生产线概述二、流水生产线概述 流水生产的特点流水生产的特点n 工作的专业化程度高工作的专业化程度高n 生产按节拍进行生产按节拍进行n 工艺过程是封闭的工艺过程是封闭的n 生产对象在工序间作单向移动生产对象在工序间作单向移动n 工作地之间有传送装置连结工作地之间有传送装置连结1、流水生产的基本概念流水生产的基本概念第7页，共61页，编辑于2022年，星期日2023/4/138二、流水生产线概述二、流水生产线概述 组织流水生产的条件组织流水生产的条件n 产量要足够大，单位产品的劳动量也比较大产量要足够大，单位产品的劳动量也比较大n 制造的工艺过程能划分成简单的工序，又能根据工序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序的作业时间基本相等或成整数倍n 产品结构和制造工艺相对稳定产品结构和制造工艺相对稳定n 必要的场地等必要的场地等1、流水生产的基本概念流水生产的基本概念第8页，共61页，编辑于2022年，星期日2023/4/139二、流水生产线概述二、流水生产线概述 流水线生产的分类流水线生产的分类n单人单产品式单人单产品式n单产品固定式单产品固定式n多产品固定式多产品固定式n自由流水式自由流水式n连续传动流水式连续传动流水式n 间歇传动流水式间歇传动流水式n分组式分组式1、流水生产的基本概念流水生产的基本概念第9页，共61页，编辑于2022年，星期日2023/4/1310三、流水生产线平衡的设计方法三、流水生产线平衡的设计方法 确定流水生产线上的基本作业并制定相应的作业标准确定流水生产线上的基本作业并制定相应的作业标准 确定完成基本作业的先后次序，并绘制基本作业顺序图确定完成基本作业的先后次序，并绘制基本作业顺序图 确定流水生产线的循环时间确定流水生产线的循环时间(节拍节拍)把基本作业按一定的准则分配到各工位上去把基本作业按一定的准则分配到各工位上去1、流水生产线平衡设计应解决的若干基本问题流水生产线平衡设计应解决的若干基本问题第10页，共61页，编辑于2022年，星期日2023/4/1311三、流水生产线平衡的设计方法三、流水生产线平衡的设计方法 进行产品和零件的分类进行产品和零件的分类 改进产品和零件的结构，使之适合流水生产改进产品和零件的结构，使之适合流水生产 审查和修改工艺规程审查和修改工艺规程 收集整理设计工作所需要的资料收集整理设计工作所需要的资料2、流水线平衡设计的准备工作流水线平衡设计的准备工作 第11页，共61页，编辑于2022年，星期日2023/4/1312三、流水生产线平衡的设计方法三、流水生产线平衡的设计方法 确定流水生产的节拍确定流水生产的节拍当流水线的运输批量等于当流水线的运输批量等于1的情况下，节拍按下式计算：的情况下，节拍按下式计算：式中式中 C流水线节拍；流水线节拍；Fe计划期有效工作时间；计划期有效工作时间；N计划期应完成的产量。计划期应完成的产量。3、单品种流水线平衡方法单品种流水线平衡方法第12页，共61页，编辑于2022年，星期日2023/4/1313三、流水生产线平衡的设计方法三、流水生产线平衡的设计方法若按批运输时，则流水线节拍为若按批运输时，则流水线节拍为式中式中 Q运输批量。运输批量。确定流水生产的节拍确定流水生产的节拍3、单品种流水线平衡方法单品种流水线平衡方法 1 1 2 2 5 10 10 5.010 1 2 2 5 10 20 20 2.05.0 1 2 5 10 20 20 50 1.02.0 1 2 5 10 20 50 100 1.010 5.0 2.0 1.0 0.5 0.2 0.1工序平均加工时间（分）运输批量单件单件重量（kg）流水线运输批量参考值流水线运输批量参考值第13页，共61页，编辑于2022年，星期日2023/4/1314三、流水生产线平衡的设计方法三、流水生产线平衡的设计方法 案例：生产线平衡分析案例案例：生产线平衡分析案例(直流式流程序为例直流式流程序为例)设某一产品从原料到成品，需经过设某一产品从原料到成品，需经过A、B、C、D四个工序，其基本标准工时四个工序，其基本标准工时（秒（秒/个）及相关生产效率、良率、投入机台个）及相关生产效率、良率、投入机台/人员数分别见表人员数分别见表1-1：可以求各工序每小时产量为：可以求各工序每小时产量为：A工序每小时产量工序每小时产量=（3600秒秒6.90）90%95%1=470.87个个B工序每小时产量工序每小时产量=（3600秒秒5.1）80%99.5%1=470.87个个C工序每小时产量工序每小时产量=（3600秒秒34.40）100%99.9%2=209.09个个D工序每小时产量工序每小时产量=（3600秒秒30.40）100%99.5%2=238.8个个。3、单品种流水线平衡方法单品种流水线平衡方法 第14页，共61页，编辑于2022年，星期日2023/4/1315三、流水生产线平衡的设计方法三、流水生产线平衡的设计方法 案例：生产线平衡分析案例案例：生产线平衡分析案例3、单品种流水线平衡方法单品种流水线平衡方法 第15页，共61页，编辑于2022年，星期日2023/4/1316三、流水生产线平衡的设计方法三、流水生产线平衡的设计方法 案例：生产线平衡分析案例案例：生产线平衡分析案例n由表一可知由表一可知A、B、C、D四个工序每小时产量处于不平衡的状态，整体四个工序每小时产量处于不平衡的状态，整体生产线的产量受限于生产线的产量受限于C工序，每小时只能产出工序，每小时只能产出209.09个，其他的工序的产个，其他的工序的产出高于出高于209.09个，只会堆积在生产线上而造成半成品库存积压，而个，只会堆积在生产线上而造成半成品库存积压，而D工序更工序更将因为将因为C工序的产量，而形成时间的等候。工序的产量，而形成时间的等候。n比较比较B、C两个工作站，将可发现两个工作站，将可发现B工作站的产能为工作站的产能为C工作站的工作站的2.69倍，倍，B、C两个工作站将积压大量的半成品。若以传统追求各工作站提升效率的方式进行两个工作站将积压大量的半成品。若以传统追求各工作站提升效率的方式进行管理，管理，B工作站的效率提升，只会恶化工作站的效率提升，只会恶化B、C站的半成品积压的浪费，而无助站的半成品积压的浪费，而无助于整体产量的提高（假设于整体产量的提高（假设B工作站经训练生产效率达工作站经训练生产效率达100%，则，则B工作站工作站每小时产量将达每小时产量将达702.35个，产量为个，产量为C工作站的工作站的3.36倍）。倍）。n生产线通过多道工序完成成品，追求效率的方向应以整体的生产效率，也就是以生产线通过多道工序完成成品，追求效率的方向应以整体的生产效率，也就是以最终成品数量和配置的资源（人员、设备）的多少来衡量最终成品数量和配置的资源（人员、设备）的多少来衡量 3、单品种流水线平衡方法单品种流水线平衡方法 第16页，共61页，编辑于2022年，星期日2023/4/1317三、流水生产线平衡的设计方法三、流水生产线平衡的设计方法木桶理论与项链理论木桶理论与项链理论3M（浪费、负荷过重、不平衡）（浪费、负荷过重、不平衡）n浪费：搬运的浪费、不良品浪费、动作浪费、在库浪费、加浪费：搬运的浪费、不良品浪费、动作浪费、在库浪费、加工过度的浪费、等待的浪费、过量生产的浪费工过度的浪费、等待的浪费、过量生产的浪费n负荷过重：机器负荷过重可能导致故障，人员负荷过重负荷过重：机器负荷过重可能导致故障，人员负荷过重可能导致安全、效率和质量问题。可能导致安全、效率和质量问题。n不平衡：导致浪费和负荷过重等不平衡：导致浪费和负荷过重等.3、单品种流水线平衡方法单品种流水线平衡方法 第17页，共61页，编辑于2022年，星期日2023/4/1318三、流水生产线平衡的设计方法三、流水生产线平衡的设计方法平衡图分析平衡图分析 产能平衡图是以目视的方式对单一产品于各工序所需的产能平衡图是以目视的方式对单一产品于各工序所需的时间进行图示分析。由于平衡图可以识别瓶颈工序的可能时间进行图示分析。由于平衡图可以识别瓶颈工序的可能发生工序，并以动作分析进行平衡。通常情况下，运用平发生工序，并以动作分析进行平衡。通常情况下，运用平衡图主要对产品于各工序加工所需时间进行分析。衡图主要对产品于各工序加工所需时间进行分析。案例案例2-1 平衡图分析案例平衡图分析案例 假设某一产品需经四道加工工序假设某一产品需经四道加工工序A、B、C、D，其加工所，其加工所需时间（标准工时）分别见表需时间（标准工时）分别见表2-1所列工序产量表。所列工序产量表。3、单品种流水线平衡方法单品种流水线平衡方法 第18页，共61页，编辑于2022年，星期日2023/4/1319三、流水生产线平衡的设计方法三、流水生产线平衡的设计方法平衡图分析平衡图分析 第19页，共61页，编辑于2022年，星期日2023/4/1320三、流水生产线平衡的设计方法三、流水生产线平衡的设计方法平衡图分析平衡图分析-改善案例改善案例:第20页，共61页，编辑于2022年，星期日2023/4/1321三、流水生产线平衡的设计方法三、流水生产线平衡的设计方法生产线生产线平衡率的计算平衡率的计算:n衡量生产线平衡的好坏，可以用生产线平衡率或平衡损失率来进衡量生产线平衡的好坏，可以用生产线平衡率或平衡损失率来进行定量衡量。行定量衡量。n在计算生产线平衡率或平衡损失率前，必须先设定计算的在计算生产线平衡率或平衡损失率前，必须先设定计算的时间基准，即生产周期。如案例时间基准，即生产周期。如案例2-1，可以发现决定生产线，可以发现决定生产线的作业时间周期的工序时间是最长工序的时间（的作业时间周期的工序时间是最长工序的时间（Pitch Time）,也就是说也就是说Pitch Time(节拍时间节拍时间)等于周期时间等于周期时间(Ct)（注：（注：在完成各工序后，每隔在完成各工序后，每隔Pitch Time完成一个或批产品）完成一个或批产品）n另外一种计算方法同样可以得到另外一种计算方法同样可以得到Cycle Time，即由以每小时平，即由以每小时平均成品产量，求得一个产品的均成品产量，求得一个产品的Ct第21页，共61页，编辑于2022年，星期日2023/4/1322三、流水生产线平衡的设计方法三、流水生产线平衡的设计方法生产线生产线平衡率的计算平衡率的计算:nCt=瓶颈工序单位产品产出时间瓶颈工序单位产品产出时间生产线的平衡率计算公式如下生产线的平衡率计算公式如下：生产线平衡率生产线平衡率=实际作业所需时间总和实际作业所需时间总和作业时间总和作业时间总和=Ti（CtN）Ti各作业资源加工时间各作业资源加工时间N作业资源数总和作业资源数总和n若以平衡图与生产线平衡率做比较，平衡率等于图中白色部分的若以平衡图与生产线平衡率做比较，平衡率等于图中白色部分的面积（加工时间）除以平衡图的全部面积（作业时间总和）面积（加工时间）除以平衡图的全部面积（作业时间总和）第22页，共61页，编辑于2022年，星期日2023/4/1323三、流水生产线平衡的设计方法三、流水生产线平衡的设计方法生产线生产线平衡率的计算平衡率的计算:以案例以案例2-2进行计算，对进行计算，对C工序增加作业资源数作为改善，将有助于生产平工序增加作业资源数作为改善，将有助于生产平衡率由衡率由64.17%提高至提高至77%，产能从，产能从30分钟生产一个成品，提高到分钟生产一个成品，提高到20分钟生产分钟生产一个产品，产能提高一个产品，产能提高50%第23页，共61页，编辑于2022年，星期日2023/4/1324三、流水生产线平衡的设计方法三、流水生产线平衡的设计方法生产线生产线平衡率的计算平衡率的计算:若对若对C工序进行动作分析研究，将部分工作分配给闲置的工序进行动作分析研究，将部分工作分配给闲置的B、D两工序，则将有助于一产两工序，则将有助于一产平衡率由平衡率由64.17%提高至提高至96.25%。产能比。产能比30分钟生产一个成品，提高到分钟生产一个成品，提高到20分钟生分钟生产一个成品，产能提高产一个成品，产能提高50%.第24页，共61页，编辑于2022年，星期日2023/4/1325三、流水生产线平衡的设计方法三、流水生产线平衡的设计方法生产线生产线平衡率的计算平衡率的计算:若评估上述两方案，对瓶颈工序若评估上述两方案，对瓶颈工序C进行动作分析的生产线平衡改善方进行动作分析的生产线平衡改善方案较增加作业资源的生产线平衡改善方案的效果为佳（无须增加一个工案较增加作业资源的生产线平衡改善方案的效果为佳（无须增加一个工位）位）第25页，共61页，编辑于2022年，星期日2023/4/1326三、流水生产线平衡的设计方法三、流水生产线平衡的设计方法生产线生产线平衡损失率的计算平衡损失率的计算:生产线平衡损失率计算公式如下：生产线平衡损失率计算公式如下：平衡损失率平衡损失率=（非加工时间总和）（非加工时间总和）作业时间总和作业时间总和=LTi （生产节拍（生产节拍N）=1-生产线平衡率生产线平衡率LTi-各作业资源非加工时间；各作业资源非加工时间；N作业资源数总和作业资源数总和。若以平衡图与生产线平衡损失率做比较，平衡损失率等于平衡图中阴若以平衡图与生产线平衡损失率做比较，平衡损失率等于平衡图中阴影部分面积（非加工时间）除以平衡图的全部面积（作业时间总和）影部分面积（非加工时间）除以平衡图的全部面积（作业时间总和）第26页，共61页，编辑于2022年，星期日2023/4/1327三、流水生产线平衡的设计方法三、流水生产线平衡的设计方法生产线生产线平衡损失率的计算平衡损失率的计算:第27页，共61页，编辑于2022年，星期日2023/4/1328四、生产线平衡的改善方法与原则四、生产线平衡的改善方法与原则1、平衡率改善的基本原则平衡率改善的基本原则:是通过提高作业资源的产出、调整工序的作业内容，是通过提高作业资源的产出、调整工序的作业内容，使各工序作业时间达到平衡。实施时可采用以下方法使各工序作业时间达到平衡。实施时可采用以下方法:对瓶颈工序进行作业改善。作业改善的方法包括对于良率的提升、对瓶颈工序进行作业改善。作业改善的方法包括对于良率的提升、效率的提高和设备的开动率的提高（设备开动率指实际设备开动效率的提高和设备的开动率的提高（设备开动率指实际设备开动时间与可开动（时间与可开动（负荷）时间之比，计算如下：设备开动率=实际设备开动时间设备负荷时间）凭借增加瓶颈工序的作业资源数，提高平衡率。凭借增加瓶颈工序的作业资源数，提高平衡率。分解瓶颈工序的作业内容，并分提给其它工序。分解瓶颈工序的作业内容，并分提给其它工序。减少非瓶颈工序的作业资源数，以提高平衡率；减少非瓶颈工序的作业资源数，以提高平衡率；合并相关工序，重新排布生产工序。相对来讲，在作业内容相对合并相关工序，重新排布生产工序。相对来讲，在作业内容相对较多的情况下容易平衡。在精益生产中，可凭借较多的情况下容易平衡。在精益生产中，可凭借U形布局的多能形布局的多能工轻易达到目的。工轻易达到目的。分解作业时间较短的工序，把该工序排到其它工序中去。分解作业时间较短的工序，把该工序排到其它工序中去。第28页，共61页，编辑于2022年，星期日2023/4/1329四、生产线平衡的改善方法与原则四、生产线平衡的改善方法与原则2、平衡率改善的图示平衡率改善的图示。第29页，共61页，编辑于2022年，星期日2023/4/1330四、生产线平衡的改善方法与原则四、生产线平衡的改善方法与原则2、平衡率改善的图示平衡率改善的图示。第30页，共61页，编辑于2022年，星期日2023/4/1331四、生产线平衡的改善方法与原则四、生产线平衡的改善方法与原则2、平衡率改善的图示平衡率改善的图示。第31页，共61页，编辑于2022年，星期日2023/4/1332五、生产线平衡的其它案例五、生产线平衡的其它案例 计算最少工作地数计算最少工作地数=各工序作业时间各工序作业时间除以节拍除以节拍在给定了节拍时间后，最少工作地数应为：在给定了节拍时间后，最少工作地数应为：式中的式中的 符号表示大于或等于符号表示大于或等于W/C的最小整数。的最小整数。W表示制造单位产品所需全部作业元素加工时间总和。表示制造单位产品所需全部作业元素加工时间总和。流水线的最少工作地数可以作为衡量流水线利用程度的一个标准，流水线的最少工作地数可以作为衡量流水线利用程度的一个标准，用来检查工作地任务分工组织的合理性。用来检查工作地任务分工组织的合理性。1、单品种流水线平衡方法单品种流水线平衡方法 第32页，共61页，编辑于2022年，星期日2023/4/1333五、生产线平衡的其它案例五、生产线平衡的其它案例n例：一条组装线（其生产活动见下表）的总装配时间为例：一条组装线（其生产活动见下表）的总装配时间为66分钟。分钟。工厂确定每天的工作时间为工厂确定每天的工作时间为480分钟，出产量为分钟，出产量为40。试画出顺。试画出顺序图并找出工序的最小数目。然后安排工序以平衡组装线。这条序图并找出工序的最小数目。然后安排工序以平衡组装线。这条组装线的平衡效率是多少？组装线的平衡效率是多少？任务生产时间（分钟）前项任务A10B11AC5BD4BE12AF3C、DG7EH11EI3G、H总时间66第33页，共61页，编辑于2022年，星期日2023/4/1334五、生产线平衡的其它案例五、生产线平衡的其它案例解：解：ADCEBIHGF工序11051211337114工序3工序2工序4工序5工序6第34页，共61页，编辑于2022年，星期日2023/4/1335五、生产线平衡的其它案例五、生产线平衡的其它案例阶位法的工作步骤如下阶位法的工作步骤如下 作图表示装配工艺过程中各作业元素的先后关系，并标明每作图表示装配工艺过程中各作业元素的先后关系，并标明每项作业元素的时间。项作业元素的时间。从作业元素先后关系图找出每项作业元素的后续作业元素，计算从作业元素先后关系图找出每项作业元素的后续作业元素，计算它们的时间总和，即每项作业元素的阶位值。它们的时间总和，即每项作业元素的阶位值。按阶位值的大小，由大到小，将作业元素排队，制成作业按阶位值的大小，由大到小，将作业元素排队，制成作业元素阶位表。元素阶位表。从阶位值最高的作业元素开始，向工作地分配作业要素。每从阶位值最高的作业元素开始，向工作地分配作业要素。每分配一项作业元素，计算一次在节拍时间内的剩余时间。若剩余分配一项作业元素，计算一次在节拍时间内的剩余时间。若剩余时间足够安排另一项作业元素，从阶位表中找出阶位值次高的作时间足够安排另一项作业元素，从阶位表中找出阶位值次高的作业元素分给该工作地。若剩余时间不够安排其它作业元素，就向业元素分给该工作地。若剩余时间不够安排其它作业元素，就向下一个工作地分配，直到全部作业要素都被安排入工作地为止。下一个工作地分配，直到全部作业要素都被安排入工作地为止。装配流水线平衡的方法很多，这里介绍一种简便而又能取得满意效果的方装配流水线平衡的方法很多，这里介绍一种简便而又能取得满意效果的方法法阶位法阶位法。第35页，共61页，编辑于2022年，星期日2023/4/1336五、生产线平衡的其它案例五、生产线平衡的其它案例流水线平衡的评价与再平衡流水线平衡的评价与再平衡 用下面的公式计算流水线负荷率，以评价流水线平衡后用下面的公式计算流水线负荷率，以评价流水线平衡后的效率：的效率：式中式中 E 流水线负荷率流水线负荷率 S 采取平衡措施后的流水线工作地数。采取平衡措施后的流水线工作地数。1、单品种流水线平衡方法单品种流水线平衡方法 第36页，共61页，编辑于2022年，星期日2023/4/1337五、生产线平衡的其它案例五、生产线平衡的其它案例2、多品种流水线生产的平衡设计多品种流水线生产的平衡设计 多品种流水生产的基本形式多品种流水生产的基本形式n 一一种种是是可可变变流流水水线线，又又称称转转换换流流水水线线。它它的的基基本本特特征征是是，在一条流水线上轮番生产几种产品。在一条流水线上轮番生产几种产品。n 另另一一种种是是混混合合流流水水线线。是是指指在在同同一一时时间间内内，在在同同一一条条流流水水线上按固定顺序混合地生产多种品种产品线上按固定顺序混合地生产多种品种产品。第37页，共61页，编辑于2022年，星期日2023/4/1338五、生产线平衡的其它案例五、生产线平衡的其它案例2、多品种流水线生产的平衡设计多品种流水线生产的平衡设计 多品种流水线主生产节拍的确定多品种流水线主生产节拍的确定n 可变流水线节拍的确定可变流水线节拍的确定n 混合流水线节拍的确定混合流水线节拍的确定 第38页，共61页，编辑于2022年，星期日2023/4/1339五、生产线平衡的其它案例五、生产线平衡的其它案例2、多品种流水线生产的平衡设计多品种流水线生产的平衡设计可变流水线节拍的确定可变流水线节拍的确定 代表产品换算法代表产品换算法 就就是是在在生生产产的的产产品品中中，选选择择一一种种产产量量大大、劳劳动动量量大大、工工艺艺过过程程比比较较复复杂杂的的产产品品作作为为代代表表产产品品，然然后后将将其其它它产产品品按按劳劳动动量量比比例例关关系系换换算算成成代代表表产产品品的的产产量量，按按换换算算后后的代表产品的总产量计算每种产品的节拍。的代表产品的总产量计算每种产品的节拍。第39页，共61页，编辑于2022年，星期日2023/4/1340五、生产线平衡的其它案例五、生产线平衡的其它案例2、多品种流水线生产的平衡设计多品种流水线生产的平衡设计 劳动量比例分配法劳动量比例分配法 此法是将计划期有效工作时间按各种产品的劳动此法是将计划期有效工作时间按各种产品的劳动量比例进行分配，然后根据产品分得的有效工作时间量比例进行分配，然后根据产品分得的有效工作时间和产量计算生产节拍。和产量计算生产节拍。可变流水线节拍的确定可变流水线节拍的确定第40页，共61页，编辑于2022年，星期日2023/4/1341五、生产线平衡的其它案例五、生产线平衡的其它案例2、多品种流水线生产的平衡设计多品种流水线生产的平衡设计 混合流水线的生产组织方式是，在同一时间内多种产品混混合流水线的生产组织方式是，在同一时间内多种产品混合编组在一条流水线上进行生产。合编组在一条流水线上进行生产。它具有如下的特点：它具有如下的特点：n 按固定的混合产品组组织生产按固定的混合产品组组织生产n 产品组在各工作地的作业含量时间与流水线节拍应相等或产品组在各工作地的作业含量时间与流水线节拍应相等或成倍比关系成倍比关系n 生产中转换品种时，不需要对设备或工艺装备重新生产中转换品种时，不需要对设备或工艺装备重新调整调整混合流水线节拍的确定混合流水线节拍的确定 第41页，共61页，编辑于2022年，星期日2023/4/1342五、生产线平衡的其它案例五、生产线平衡的其它案例2、多品种流水线生产的平衡设计多品种流水线生产的平衡设计混合流水线节拍的确定混合流水线节拍的确定 混合流水线的节拍是按产品组计算的。其计算混合流水线的节拍是按产品组计算的。其计算公式为公式为：式中式中 -混合流水线的平均节拍；混合流水线的平均节拍；-计划期内产品组的产量计划期内产品组的产量。第42页，共61页，编辑于2022年，星期日2023/4/1343五、生产线平衡的其它案例五、生产线平衡的其它案例2、多品种流水线生产的平衡设计多品种流水线生产的平衡设计混合流水线节拍的确定混合流水线节拍的确定 产品组产量产品组产量N组与产品组的构成及各产品的计划产组与产品组的构成及各产品的计划产量有关。它需分别对下面不同情况来加以确定：量有关。它需分别对下面不同情况来加以确定：n固定于流水线上生产的产品产量相等。固定于流水线上生产的产品产量相等。n流水线上生产的若干种产品的计划期产量成较小的流水线上生产的若干种产品的计划期产量成较小的整数比整数比(如如1:2:3 或或2:3:4等等)。第43页，共61页，编辑于2022年，星期日2023/4/1344五、生产线平衡的其它案例五、生产线平衡的其它案例2、多品种流水线生产的平衡设计多品种流水线生产的平衡设计n 编制综合的作业元素顺序图编制综合的作业元素顺序图n 选择平衡工作地作业量的时间周期选择平衡工作地作业量的时间周期n 计算作业元素在平衡周期内的作业时间计算作业元素在平衡周期内的作业时间多品种流水生产线的平衡多品种流水生产线的平衡式中式中:di第i作业元素的作业时间Nj产品j在周期内的产量ij系数，产品j含有作业元素i时，ij=1，否则，ij=0ti第i作业元素的单件作业时间第44页，共61页，编辑于2022年，星期日2023/4/1345五、生产线平衡的其它案例五、生产线平衡的其它案例2、多品种流水线生产的平衡设计多品种流水线生产的平衡设计例：例：某混合流水线上有A、B、C三种产品，平均日产量分别为40台、10台、30台，一个工作日一班，不考虑停工时间，各产品作业顺序如图。求混合流水线的节拍、Smin、综合作业顺序图，并进行混合流水线的平衡。解：解：解：解：第45页，共61页，编辑于2022年，星期日2023/4/1346五、生产线平衡的其它案例五、生产线平衡的其它案例2、多品种流水线生产的平衡设计多品种流水线生产的平衡设计554313354412131417184313544141718434316415115431354414171822(1)A产品FA=4+3+3+4+1+5+5+3+4+5=37（分）(2)B产品FB=4+4+3+4+1+4+3+3+4+5=35（分）(3)C产品FC=4+5+3+4+1+2+2+3+4+3+4+5=40（分）产品作业顺序图第46页，共61页，编辑于2022年，星期日2023/4/1347五、生产线平衡的其它案例五、生产线平衡的其它案例5543133544121314171843431641511522产品A、B、C的综合作业图第47页，共61页，编辑于2022年，星期日2023/4/1348五、生产线平衡的其它案例五、生产线平衡的其它案例n将综合作业图中各作业元素合并成工序，要求合并后的工序数尽可能小。具体要求：不违反作业先后顺序 必须满足 评价平衡结果。n混合流水线负荷率：n混合流水线在计划期内的工作时间损失：进行混合流水线的平衡进行混合流水线的平衡第48页，共61页，编辑于2022年，星期日2023/4/1349五、生产线平衡的其它案例五、生产线平衡的其它案例n混合流水线平衡的具体步骤：混合流水线平衡的具体步骤：按作业先后次序将综合作业顺序图划分成区间。5个作业区间编制作业元素关系表，明确哪些作业元素的先后次序是可变的进行平衡n分配作业元素时的原则：按区间顺序进行分配。在同一区间内尽可能先分配di值较大者。按一日一班计，使di480分钟，尽可能达到工作地数目最小。在一个区间内不易继续分配时，可用能够移动的作业元素进行调整。平衡结果的评价工序的进一步合并第49页，共61页，编辑于2022年，星期日2023/4/1350五、生产线平衡的其它案例五、生产线平衡的其它案例5543133544121314171843431641511522作业区间的划分第50页，共61页，编辑于2022年，星期日2023/4/1351五、生产线平衡的其它案例五、生产线平衡的其它案例作业元素关系表区间作业元素移动的可能性di区间累计32040若移15 16，可移至区间150510510若移12 13，可移至区间1202403208040可移至区间30若移15 16，可移至区间6011若移 16，可移至区间60950146012可移至区间20013可移至区间2001424015可移至区间12016可移至区间908502310173203202630184004003030第51页，共61页，编辑于2022年，星期日2023/4/1352五、生产线平衡的其它案例五、生产线平衡的其它案例平衡的结果及过程区间作业元素didi作业元素的移动修正后的累计时间作业工序320320140360150510移至区间3601204801501502403902604503203208040031160460404043070122002701512039013200200514240440169090617320410184004007第52页，共61页，编辑于2022年，星期日2023/4/1353五、生产线平衡的其它案例五、生产线平衡的其它案例平衡结果评价：混合流水线在计划期内的工作时间损失：混合流水线负荷率：第53页，共61页，编辑于2022年，星期日2023/4/1354五、生产线平衡的其它案例五、生产线平衡的其它案例工序的进一步合并 现在有7道工序。由于第三道与第四道工序相互没有先后关系，说明两道工序可以同时进行，即可以合并为一个工序而设两个工位，由两个工人在同一工作地上操作。因此，该混合流水线最后可并为6道工序7个工位。进一步合并工序示意表工序号123456所分配的作业元素 11 12 1513 1416 17 18工位数112111工作顺序图1 2 3 4 5 6 3 第54页，共61页，编辑于2022年，星期日2023/4/1355五、生产线平衡的其它案例五、生产线平衡的其它案例 做好流水线平衡是混合流水线设计的一个步骤。要在做好流水线平衡是混合流水线设计的一个步骤。要在生产中真正实现均衡化，还需做好产品混合生产的计划和生产中真正实现均衡化，还需做好产品混合生产的计划和组织工作。应合理搭配产品品种，不但保证生产按节拍，组织工作。应合理搭配产品品种，不但保证生产按节拍，不间断地进行，达到产量均衡，而且还必须保证工时和品不间断地进行，达到产量均衡，而且还必须保证工时和品种的均衡。这样的一种组织生产的方法称为生产的平准化。种的均衡。这样的一种组织生产的方法称为生产的平准化。、多品种流水生产的平衡设计多品种流水生产的平衡设计混合流水生产的平准化混合流水生产的平准化第55页，共61页，编辑于2022年，星期日2023/4/1356五、生产线平衡的其它案例五、生产线平衡的其它案例 生产平准化具有如下的特点：生产平准化具有如下的特点：n 同一条流水线上有多种产品在同一时间内循环同一条流水线上有多种产品在同一时间内循环 变换生产变换生产n 为达到均衡生产，应减少批量，增加批次为达到均衡生产，应减少批量，增加批次n 合理选择各种品种的合理选择各种品种的投产顺序投产顺序、多品种流水生产的平衡设计多品种流水生产的平衡设计混合流水生产的平准化混合流水生产的平准化第56页，共61页，编辑于2022年，星期日2023/4/1357五、生产线平衡的其它案例五、生产线平衡的其它案例编排投产顺序的方法之一生产比倒数法生产比倒数法仍以上例分析，其步骤为：仍以上例分析，其步骤为：1.计算生产比。计算生产比。从各品种的计划产量中，找出最大公约数，计算各品种的生产比。公式为式中：xj品种j的生产比 Nj品种j的计划产量 dc各品种计划产量的最大公约数 xA=40/10=4 xB=10/10=1 xC=30/10=32.计算生产比倒数计算生产比倒数mj。公式：mA=1/4 mB=1 mC=1/3第57页，共61页，编辑于2022年，星期日2023/4/1358五、生产线平衡的其它案例五、生产线平衡的其它案例3.按以下规则确定投产顺序按以下规则确定投产顺序：全部品种中生产比倒数值最小的品种先投。在具有多个生产比倒数最小值的情况下，晚出现生产比倒数最小值的品种先投。若出现连续投入同一品种时，应排除这一品种，在剩下的各种品种中选择晚出现生产比倒数最小值的品种先投。4.4.在已选品种的在已选品种的mj上标上上标上*号，并更新号，并更新mj值值（即加上该产品的mj 值）各个品种在混合流水线上的流送顺序称为连锁连锁连锁连锁，即一个循环中产品的投产顺序。第58页，共61页，编辑于2022年，星期日2023/4/1359五、生产线平衡的其它案例五、生产线平衡的其它案例生产比倒数法确定投产顺序计算表 项目计算过程品种投入顺序连锁ABC1*1AA2+=1*CAC3