1、流水线组织设计,第四章 混合流水线 的组织设计,概念：不改变现有生产手段、生产条件、和生产能力，通过改变生产组织，在一条流水线上进行多品种搭配，制定科学的投产顺序，有序地生产多种产品的流水生产方式特点：通常为结构、工艺特征相似，规格、型号不同的系列产品 。条件：产品结构系列化、标准化、通用化；工模夹具可快速调换；生产计划管理体系严密；同步化； 工人技能熟练。,第四章 混合流水线的组织设计,组织设计的主要内容：实行多品种混合生产线的生产方式，关键是实现“生产平准化”生产平准化：指在同一条流水线上，相间地制造多种产品，并做到产量、工时上的均衡。,组织混合流水线的平准化时，要满足下列要求： 当各种产
2、品的产量相同时，每一产品应有规律地相间性投产； 当几种产品的产量不同时，每一产品在座标图上的投产顺序折线，应以最小幅度有规律地沿平准线波动，以实现投产顺序的优化； 在上述两种情况下，不同产品在座标图上的投产顺序折线，应以最小的幅度有规律地沿平准线波动，以实现投产顺序的优化,例：设某厂生产A产品和B产品各五种，可有下列三种投产顺序： （1）AAAAAAAAAA BBBBBBBBBB,（2）AAAAA BBBBB AAAAA BBBBB,投产顺序折线最靠近平准线,（3）AB AB AB AB AB AB AB AB AB AB,当各种产品产量不同时：例生产6个A、4个B 方案：ABABAABABA
3、,投产顺序折线偏离平准线最少,生产平准化（编排投产顺序）的一般方法： （1）各种产品的产量相同依次按顺序间隔性投产就可以实现平准化 例：A、B、C三种产品每种各生产五台 加工顺序：ABC ABC ABC ABC ABC,（2）各种产品的产量不同时，方法主要有： 生产比倒数法 品种特性逻辑计算法 启发式法,生产比倒数法,第一步，计算生产比；找出各产品产量的最大公约数，用最大公约数去除各产品产量即为各产品生产比,各产品生产比之和即为生产比产量。 第二步，计算生产比倒数；即产品生产比的倒数值。,第三步，选定投产对象,选生产比倒数最小的产品； 在具有最小值的产品有多个的情况下，选出产品识别号较晚的一个
4、；(如出现连续投入同一品种时，应排除这个品种，再按此规则排序) 第四步，更新生产比倒数值；给已选产品此时的生产比倒数值，加上该产品的初始生产比倒数值。 第五步，再选取投产对象重复三、四步骤，直到各产品被选取的次数与生产比相等时，结束。,例 设某混合流水线生产A、B、C三种产品，计划产量分别为3000、2000、1000件。试确定投产顺序。1 .确定生产比及产量。XA = 3000/1000 = 3; XB = 2000/1000 = 2; XC = 1000/1000 = 1。即生产比产量为6，其中3个A，2个B，1个C。2 .计算生产比倒数MA = 1/XA = 1/3, MB = 1/XB
5、 = 1/2, MC = 1/XC = 1,3 .确定组内产品顺序,在具有最小值的产品有多个的情况下，选出产品识别号较晚的一个；(如出现连续投入同一品种时，应排除这个品种，再按此规则排序),品种特性逻辑计算法,例：设A生产6台，B生产4台 方法： （1）进行基本逻辑分析合计产量10台产品的生产比：6：4,（2）进行逻辑分析 分析规则： 第一轮选取生产比数值大的产品先投产选：A 第二轮将原生产比乘2，并从计算出的该产品的数值中减去已被选取的次数与总产量的乘积2*(6:4)=12:8 新的生产比(12-10*1)：(8-10*0)=2:8选：B,第三轮将原生产比乘3，并从计算出的该产品的数值中减去
6、已被选取的次数与总产量的乘积3*(6:4)=18:12 新的生产比(18-10*1)：(12-10*1)=8:2选：A 第四轮依次类推4*(6:4)=24:16 新的生产比(24-10*2)：(16-10*1)=4:6选：B,第五轮5*(6:4)=30:20 新的生产比(30-10*2)：(20-10*2)=10:0选：A 第六轮6*(6:4)=36:24 新的生产比(36-10*3)：(24-10*2)=6:4选：A,第七轮7*(6:4)=42:28 新的生产比(42-10*4)：(28-10*2)=2:8选：B 第八轮8*(6:4)=48:32 新的生产比(48-10*4)：(32-10*
7、3)=8:2选：A,第九轮9*(6:4)=54:36 新的生产比(54-10*5)：(36-10*3)=4:6选：B 第十轮10*(6:4)=60:40 新的生产比(60-10*5)：(40-10*4)=10:0选：A 最选投产顺序为：ABABAABABA,启发式法,特点：重点考虑工时因素，使同一品种上下工序间或同一工序上下两品种间的作业空闲时间最小。 步骤： 第一次投产品种选取各品种中总工时和工序工时同时为最大者。若总工时和工序工时的最大值不属同一品种，则选取工序工时最大者为投入品种。, 进行第k次（k1）选取时，先计算各品种为第k次所选品种时该品种所需的总工时时间。计算公式为：,设该品种为
8、第 k 次所选品种时的该品种至 j 工序为止所需的工时时间,第 k 次所选品种的第 j 工序工时。,节拍,然后按下式求偏差：,称为偏差，最小者作为第 k 次投入品种。, 如果出现一个以上的相同 最小值时，根据 k+1次选取时哪一个偏差更小来确定。,例：某混流线上生产的各品种产量比为A品种3台，B品种2台，C品种1台。生产节拍为8分钟， 各品种的工序工时见表：,第一步，生产 A 品种的总工时及 A 品种工序工时均为最大，故选 A 品种为第一次投产品种。,第二步，k = 2 时 A 品种,B品种,C品种,求偏差：,因为C的Zk最小，所以第 2 次选C品种为投入品种。,混合流水线的组织设计混合流水线
9、有：固定节拍可变节拍 （1）计算混合流水线的节拍,T效-有效工作时间 Ni-计划期产量 n-品种数目,（2）编制混合流水线上的各产品的作业顺序图对产品进行结构和工艺分析的基础上，将每一产品的工艺过程分解为若干个最小作业元素，并制定每一作业元素的标准作业时间。同时按照工艺过程的先后顺序，画出各产品的作业元素顺序图,该产品整个工艺过程的总作业时间：,j-混合流水线上的产品作业元素符号 i-混合流水线上的产品品种序号,A产品：t总A=4+3+3+4+1+5+5+3+4+5=37 B产品：t总B=4+3+4+1+4+3+3+4+5=35 C产品：t总C=4+5+3+4+1+2+2+3+4+3+4+5=
10、40,（3）混合流水线上最少工作地数（工序数）的计算 最少工作地数是指流水线要完成各品种的产量所需要的最低限度工作地数，它是进行工序同期化的目标。n个品种产品的总作业量L：,最少工作地数为：,（4）绘制混合流水线上n种产品的综合作业顺序图把每种产品的作业顺序图中的作业元素汇总合并，综合成一张共用的顺序图。,（5）计算综合作业顺序图中各作业元素承担的工作量计算工作量，主要是为了进行工序同期化工作。因为工序同期化要求流水线各道工序的生产能力平衡。第i个品种的某作业元素j在计划期内应完成的作业量：,为品种选择代码 当该品种具有此作业元素时为1，当不具有此作业元素时为0,混合流水线上所有品种的该作业元
11、素j在计划期内的总作业量为：,混合流水线完成全部产品产量所需的总作业量为：,K-作业元素的数目,（6）混合流水线的工序同期化将混合流水线上的各个作业元素合并为工序，并使合并以后的工序数目S尽量与Smin相近。合并工序就是按一定要求将各作业元素进行编组，具体要求如下： 编组只能按照综合顺序图中各作业元素的先后次序进行，即紧前作业元素编辑后，该作业才能轮到编组 必须使每一编组内的作业元素在计划内的作业量的总和等于或接近计划期的有效工作时间，即,混合流水线工作时间损失率,混合流水线的设备负荷率,混合流水线工作时间损失率,（7）每一品种各道工序的标准作业时间确定通过工序同期化，把混合流水线上的工序数目
12、确定下来，并以此为基础确定混合流水线上每种产品各道工序的标准作业时间,第i种产品第q道工序的标准作业时间 K为该工序内分配到的作业元素数目,问题：若某些工序的tiq可能大于节拍r，从而使混合流水线组织有节奏生产发生困难，推后了下道工序的开始时间。如果混合流水线上连续投入这种产品，最后的结果将导致流水线中断。 解决途径：同种产品尽可能不要连续投入，而是相间生产，即要求各种产品穿插投入，以减少流水线中断的发生,（8）编制产品的投产顺序逻辑顺序法生产比倒数法启发式方法,例：若某混合流水线生产A、B、C三种产品，其平均日产量为A=40台，B=10台，C=30台，单班生产,计算混合流水线节拍,编制每种产
13、品的作业顺序图,例：若某混合流水线生产A、B、C三种产品，其平均日产量为A=40台，B=10台，C=30台，单班生产,A产品：t总A=4+3+3+4+1+5+5+3+4+5=37 B产品：t总B=4+3+4+1+4+3+3+4+5=35 C产品：t总C=4+5+3+4+1+2+2+3+4+3+4+5=40,例：若某混合流水线生产A、B、C三种产品，其平均日产量为A=40台，B=10台，C=30台，单班生产,编制综合作业顺序图,例：若某混合流水线生产A、B、C三种产品，其平均日产量为A=40台，B=10台，C=30台，单班生产,计算混合流水线上的最少工作地数,计算各作业元素在计划期内承担的工作量
14、,4,4,5,3,3,4,1,4,计算各作业元素在计划期内承担的工作量,1,1,1,1,1,0,0,0,计算各作业元素在计划期内承担的工作量,1,1,1,1,1,1,0,0,计算各作业元素在计划期内承担的工作量,1,1,1,1,1,0,0,0,计算各作业元素在计划期内承担的工作量,160,计算各作业元素在计划期内承担的工作量,40,计算各作业元素在计划期内承担的工作量,120,计算各作业元素在计划期内承担的工作量,0,计算各作业元素在计划期内承担的工作量,40,计算各作业元素在计划期内承担的工作量,40,计算各作业元素在计划期内承担的工作量,320,计算各作业元素在计划期内承担的工作量,40,
15、计算各作业元素在计划期内承担的工作量,计算各作业元素在计划期内承担的工作量,1480,350,1000,3030,工序同期化 第一步： 按作业先后次序将作业顺序图划分五个作业区 第一区： 1、2、3 第二区： 4、5、6、7、8、9、10、11 第三区： 12、13、14、15、16 第四区： 17 第五区： 18,第二步：编制作业元素先后关系表,320 40 150,510,510,120 240 320 80 40 30 60 60,950,1460,200 200 240 120 90,850,2310,320,320,2630,400,400,3030,15,16移至IV时，3可移至I
16、I,12,13移至IV时，4可移至III,9可移至III,15,16移至IV时，10可移至III,16移至IV时，11可移至III,12可移至IV,13可移至IV,15可移至IV,15可移至IV,第三步 工序同期化首先按综合作业图的先后顺序，其次按一个工作日一班制计算（小于等于480分钟），要使工作地数目S达到最少（Smin=7）。同一区间内尽可能先分配j大的值，当一个区间内不能继续分配时，可移动作业元素调节。,320,320,40,360,150,510,120,360,480,1,II,II,3,150,150,II,5,240,390,II,10,60,450,2,II,6,320,32
17、0,II,7,80,400,II,11,60,460,3,II,8,40,40,II,9,30,70,III,12,200,270,III,15,120,390,4,III,13,200,200,III,14,240,440,5,III,16,90,90,IV,17,320,410,V,18,400,400,6,7,第四步 评价同期化结果,混合流水线工作时间损失率,混合流水线的设备负荷率,混合流水线工作时间损失,第五步:进一步合并工序在给出的7道工序中，第三道工序和第四道工序彼此没有先后顺序的，即这两道工序可同时进行，作为一道工序地待，这置两个工作地即可。,将可以同时进行的工序合并成一道工序，可养活总工序数，有利于缩短流水线的长度。但合并后工作地仍各自独立进行加工，承担各自的作业元素，彼此不能代替。,确定每一品种的各道工序的标准作业时间,7,8,4,3,3,10,5,5,7,5,7,4,8,3,3,4,7,4,5,5,5,节拍为6分钟,安排好投产顺序,以保证流水线的连续生产,而不会导致生产中断,编排投产顺序略,
