生產(chǎn)線配置與柔性生產(chǎn)

1、生產(chǎn)線配置與柔性生產(chǎn)生產(chǎn)線配置首先是生產(chǎn)線平衡問題，生產(chǎn)線平衡問題研究如何安排生產(chǎn)線工位，即需要設(shè)置多少個(gè)工位和每個(gè)工位的作業(yè)內(nèi)容是什么?！捌胶狻钡囊饬x體現(xiàn)在每個(gè)工位的工作量相當(dāng)。生產(chǎn)線平衡的目的是盡量使每個(gè)工位都處于繁忙狀態(tài)，完成最多的操作量，閑置時(shí)間最少，以求生產(chǎn)線效率最優(yōu)。時(shí)下，為快速適應(yīng)市場需求的變化，生產(chǎn)方式的靈活性和可變性 正越來越受到企業(yè)的重視。柔性生產(chǎn)的思想正是為了快速適應(yīng)市場需求的變化而產(chǎn)生的。柔性生產(chǎn)是指企業(yè)通過變革生產(chǎn)方式，以快速對應(yīng)市場需求變化的一系列方法。柔性生產(chǎn)是關(guān)于生產(chǎn)方式的一種理念，而不是一門技術(shù)，沒有一種普遍適用的柔性生產(chǎn)方式。實(shí)現(xiàn)柔性生產(chǎn)需要的是不斷改善的意

2、識，并沒有什么必須要掌握的關(guān)于柔性生產(chǎn)的技術(shù)。同樣具有柔性生產(chǎn)理念的企業(yè)，實(shí)現(xiàn)柔性生產(chǎn)的方式卻并不一定相同。第一節(jié)生產(chǎn)線平衡、三個(gè)基本概念（一）生產(chǎn)節(jié)拍生產(chǎn)節(jié)拍是相鄰兩個(gè)產(chǎn)品通過生產(chǎn)線尾端的時(shí)間間隔，即每隔多長時(shí)間有一件產(chǎn)品從生產(chǎn)線流出。生產(chǎn)節(jié)拍的計(jì)算公式是：,每天的生產(chǎn)時(shí)間生產(chǎn)節(jié)拍（C）=每天的計(jì)劃產(chǎn)量（二）基本作業(yè)單元基本作業(yè)單元是生產(chǎn)線上不能再分解的動作，如果再分解，就產(chǎn)生多余動作。（三）生產(chǎn)線效率生產(chǎn)線效率是衡量生產(chǎn)線平衡優(yōu)劣的指標(biāo)，為總有效時(shí)間占總付出時(shí)間的百分比，閑置時(shí)間越少生產(chǎn)線效率越高。生產(chǎn)線效率的計(jì)算公式如下：生產(chǎn)線效率=總有效時(shí)間T節(jié)拍CX工位數(shù)NX 100%二、生產(chǎn)線平衡

3、步驟生產(chǎn)線平衡的步驟如下：（1）用一個(gè)流程圖表示出基本動作的先后關(guān)系。流程圖由圓圈和箭頭組成，圓圈 代表一個(gè)基本作業(yè)單元，箭頭表示作業(yè)順序。（2）計(jì)算生產(chǎn)節(jié)拍（C）（3）用下面的公式計(jì)算出所需要的工位數(shù)（N）。完成作業(yè)所需的時(shí)間總量（T）N =生產(chǎn)節(jié)拍（C）結(jié)果取不小于計(jì)算值的最小整數(shù)。計(jì)算出的工位數(shù)為理論上滿足要求的最少工位數(shù)。（4）向第一個(gè)工位分配基本作業(yè)單元，一次一項(xiàng)，逐項(xiàng)增加，直到完成作業(yè)的時(shí)間等于節(jié)拍，或由于受作業(yè)時(shí)間或操作次序的限制其他基本作業(yè)單元不能再 增加為止。重復(fù)這個(gè)過程向第二個(gè)工位分配作業(yè)，然后是第三個(gè)工位，直到將所有基本作業(yè)單元分配完畢。分配作業(yè)時(shí)，首先分配具有第一特征的

4、基本作業(yè)單元，若有問題，則分配具有第二特征的基本作業(yè)單元。第一特征：具有最多后續(xù)作業(yè)；第二特征：持續(xù)時(shí)間最長。（5）計(jì)算效率，評價(jià)生產(chǎn)線平衡效果。（6）如果結(jié)果不如人意，進(jìn)一步調(diào)整生產(chǎn)線的平衡。三、生產(chǎn)線平衡事例某型玩具車要在一個(gè)傳送帶上組裝，每天生產(chǎn)1000臺，每天的生產(chǎn)時(shí)間是 8小時(shí)，圖表1列出了組裝的基本作業(yè)單元和時(shí)間?；緞幼鲿r(shí)間（秒）動作描述必須提前的作業(yè)A23:組裝車體支架一B6安裝前后軸AC5擰緊支架螺釘BD27組裝傳動組件一E9安裝電路板DF7安裝前輪CG7安裝后輪CH7:安裝遙控組件EI7安裝馬達(dá)EJ5總裝，擰緊4個(gè)螺釘F、G H IK5:測試J總時(shí)間T108圖表1某型玩具車

5、組裝的基本作業(yè)單元和時(shí)間下面我們看看如何按以上介紹的規(guī)則來配置玩具車的組裝生產(chǎn)線。第一步：畫流程圖圖表2以流程圖的形式反映了圖表 1中各基本作業(yè)單元的次序關(guān)系。第二步：計(jì)算生產(chǎn)節(jié)拍計(jì)算時(shí)將每天的工作時(shí)間換算成秒，因?yàn)樽鳂I(yè)時(shí)間是以秒表示的。每天的生產(chǎn)時(shí)間=（8 小時(shí) X 60 分X 60 秒）/1000 臺=28.8（秒）生產(chǎn)線效率=總有效時(shí)間T節(jié)拍CX工位數(shù)NX 100%k 108/ （28.8 X 5）X 100%k 75%效率為75%意味著生產(chǎn)線不平衡或閑置時(shí)間達(dá) 112）,最輕松的工位是工位 5。第六步：進(jìn)一步調(diào)整生產(chǎn)線的平衡能不能得到一個(gè)更好的平衡方案呢？在本例中, 和第二特征交換，就

6、會得到一個(gè)更好的方案。25%共有36秒的閑置時(shí)間（28.8 X 5 答案是肯定的。在本例中，將第一特征每天的計(jì)劃產(chǎn)量第三步：計(jì)算工位數(shù)完成作業(yè)所需的時(shí)間總量（T）Nk= 108/28.8 = 3.75 4（取整）生產(chǎn)節(jié)拍（C）這是計(jì)算出的工位數(shù)的理論值，實(shí)際數(shù)量可能會大一些。第四步：向工位分配作業(yè)各基本作業(yè)單元后續(xù)作業(yè)數(shù)量如圖表3所示：基本作業(yè)單元ABCDEFGHIJK后續(xù)作業(yè)數(shù)量:65454222210圖表3各基本作業(yè)單元后續(xù)作業(yè)數(shù)量向各工位分配作業(yè)的過程如圖表4所示:工位作業(yè)作業(yè)時(shí)間 （秒）剩余時(shí)間 （秒）可安排的緊 后作業(yè)緊后作業(yè)最 多的作業(yè)持續(xù)時(shí)間最 長的作業(yè)工位1A235.8 （空閑

7、）無工位2D271.8 （空閑）無工位3B622.8C EC EEE913.8C H ICC58.8F、G H、IF、G H、IF、G H、IF （注）71.8 （空閑）無工位4G721.8H IH IH IH （注）714.8II77.8JJ52.8 （空閑）無工位5K523.8 （空閑）無注：若最長時(shí)間相等，任選一項(xiàng)作業(yè)。圖表4向各工位分配作業(yè)的過程第五步：計(jì)算效率:進(jìn)一步調(diào)整生產(chǎn)線平衡可能采取的方法還有進(jìn)行作業(yè)分解和采取柔性生產(chǎn)布置等。四、作業(yè)分解最長的基本作業(yè)單元時(shí)間就是最長的基本作業(yè)單元時(shí)間決定了生產(chǎn)節(jié)拍的最小可能值。生產(chǎn)節(jié)拍的下限，除非有可能將作業(yè)分解到兩個(gè)或更多的工位上去?？紤]下

8、面的例子，假設(shè)一條生產(chǎn)線的基本作業(yè)單元的時(shí)間分別為：25秒、42秒、17秒、15秒、22秒、18秒、9秒、15秒、27秒，生產(chǎn)線每天運(yùn)行 8小時(shí)，每天的產(chǎn)量為 800臺。 滿足800臺/天產(chǎn)量的生產(chǎn)節(jié)拍是 36秒(8X 60X 60) /800,現(xiàn)在面臨的問題是有一個(gè)基 本作業(yè)單元的時(shí)間是 42秒，大于36秒，應(yīng)該怎么辦呢？有許多方法可以使 42秒的作業(yè)適合36秒的節(jié)拍?？赡懿捎玫霓k法如下：(1) 作業(yè)分解將這個(gè)作業(yè)分配到兩個(gè)工位上，雖然會產(chǎn)生多余動作。(2) 作業(yè)共享讓相鄰的工位對該作業(yè)進(jìn)行一點(diǎn)共享，這樣相鄰的工位就能幫助完成一部分作業(yè)。作業(yè)共享與作業(yè)分解不同， 對于作業(yè)共享而言，相鄰工位只

9、是提供幫助，而不是獨(dú)立完成作業(yè)的某一部分。(3) 設(shè)立平行工位將作業(yè)分配給兩個(gè)平行操作的工位。(4) 聘用操作技能高的工人聘用操作技能高的工人也許能滿足36秒的要求。(5) 加班以42秒每臺的速度每天能生產(chǎn) 685臺，比800臺少115臺，生產(chǎn)115臺需要加班約80 分鐘(115X 42/60 )。(6) 改進(jìn)設(shè)計(jì)對產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)使作業(yè)時(shí)間稍微減少是有可能的。其他減少作業(yè)時(shí)間的辦法包括設(shè)備改進(jìn)、生產(chǎn)線設(shè)立備用人員、改進(jìn)材料以及由多技能的工人組成團(tuán)隊(duì)來操作生產(chǎn)線而不是讓生產(chǎn)線的工人各負(fù)其責(zé)。第二節(jié)生產(chǎn)線布置一、直線型與U型生產(chǎn)線以上生產(chǎn)線平衡事例對工位的配置結(jié)果如圖表5所示，這是直線型生產(chǎn)線布

10、置， 是最常見的一種生產(chǎn)線布置方式。二©©®®Jd©P ©X丿©G圖表5直線型生產(chǎn)線布置如果將以上事例的生產(chǎn)線布置成U型，將得到圖表6所示的布置。-e-回®(EXO1圖表6 U型生產(chǎn)線布置在以上生產(chǎn)線平衡事例中，將生產(chǎn)線布置成U型使5個(gè)工位減少為4個(gè)，因?yàn)锳、K兩個(gè)作業(yè)可以由一個(gè)人來完成。U型生產(chǎn)線布置是柔性生產(chǎn)和精益生產(chǎn)中經(jīng)常采用的一種生產(chǎn)線布置方式。U型生產(chǎn)線布置讓生產(chǎn)線拐個(gè)彎，將生產(chǎn)線上的物品投入口和輸出口放在一個(gè)地點(diǎn)。 相對于將物品投入 口和輸出口分開的直線型生產(chǎn)線布置，它有如下優(yōu)點(diǎn)：為生產(chǎn)線的平衡提供更多

11、的可能性；隨生產(chǎn)線流動的產(chǎn)品托板、工夾具等流回到起點(diǎn)，減少了搬送作業(yè)；一人進(jìn)行多項(xiàng)操作時(shí)，有利于減少人員走動；不用安排不同的人進(jìn)行投入材料和收集成品的工作；物流路線更加順暢。有時(shí)將U型生產(chǎn)線的首尾連在一起，成為0型生產(chǎn)線，進(jìn)一步減少產(chǎn)品托板和工夾具等 的搬送。二、便于作業(yè)共享的生產(chǎn)線布置作業(yè)共享，即相鄰工位的員工互相提供幫助，能起到自動平衡生產(chǎn)線的作用。因此，在工位的安排上要注意不要將員工隔離或封閉起來，應(yīng)該為作業(yè)共享創(chuàng)造條件， 如圖表7所示。I 創(chuàng) 物料流0| ©I 0不好：操作者被隔離，沒 有機(jī)會進(jìn)行作業(yè)共享。好：操作者可以互相幫助, 有助于自動平衡生產(chǎn)線。好：操作者可以互相幫助

12、， 進(jìn)行作業(yè)共享，并可與第三 人一起工作以提高產(chǎn)量。不好：操作者被封閉起來，沒有 機(jī)會進(jìn)行作業(yè)共享，且不方便第 三人加入以提高產(chǎn)量圖表7有利于作業(yè)共享的生產(chǎn)線布置第三節(jié) 柔性生產(chǎn)一、柔性生產(chǎn)的特點(diǎn)“柔性”是指企業(yè)能根據(jù)市場需求的變化，快速提高和降低產(chǎn)能、變換產(chǎn)品品種的能力。 大型生產(chǎn)線產(chǎn)能固定，為制造特定產(chǎn)品而設(shè)置，因而不具有柔性。柔性生產(chǎn)是相對于大型生 產(chǎn)線難以變動的“剛性”而言，更具有靈活性和可變性。柔性生產(chǎn)通常具有以下特點(diǎn)：（1）生產(chǎn)線較小柔性生產(chǎn)的主要特點(diǎn)可以用一個(gè)字來概括，那就是“小”，小才具有靈活性。設(shè)置多條獨(dú)立工作的小型生產(chǎn)線來代替一條大型生產(chǎn)線，當(dāng)產(chǎn)品需求量增加或減少時(shí)，可以很

13、容易地通過復(fù)制或拆除小型生產(chǎn)線來加以對應(yīng)。同時(shí)，用多條小型生產(chǎn)線來代替一條大型生產(chǎn)線， 也為多品種同時(shí)生產(chǎn)提供了更有效的手段。因此，實(shí)現(xiàn)柔性生產(chǎn)的主要方法， 就是將生產(chǎn)線小型化。撇開柔性生產(chǎn)而言，縮短生產(chǎn)線也應(yīng)該是工廠改善的重點(diǎn)。從生產(chǎn)線平衡的角度看，人數(shù)越多的生產(chǎn)線越難以平衡，其效率通常是不高的。 生產(chǎn)線越長、人數(shù)越多也意味著有更多的在制品在生產(chǎn)線上，這也必然影響到生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本。而且生產(chǎn)線上的人數(shù)越多，出錯(cuò)誤的機(jī)會也越多，就將導(dǎo)致越多的質(zhì)量問題和越多的停機(jī)時(shí)間。（2）低成本設(shè)置生產(chǎn)線低成本設(shè)置生產(chǎn)線是生產(chǎn)柔性的要求。如果生產(chǎn)線是花大價(jià)錢設(shè)置的，要進(jìn)行復(fù)制、拆 除或改動就不是那么容易了，

14、生產(chǎn)方式也就失去了“柔性” 。到一些實(shí)現(xiàn)柔性生產(chǎn)的工廠去 參觀， 可能發(fā)現(xiàn)他們的生產(chǎn)線很簡陋， 有的甚至是在以類似作坊的方式進(jìn)行生產(chǎn)， 不能認(rèn)為 那樣的生產(chǎn)方式就是落后的，對此種現(xiàn)象需要以柔性生產(chǎn)的眼光來看待。低成本設(shè)置生產(chǎn)線除了要求組建生產(chǎn)線的材料要簡單、 廉價(jià)， 而且要求材料盡可能具有 通用性，方便生產(chǎn)線變動時(shí)重復(fù)使用。（ 3） 持續(xù)變革生產(chǎn)方式柔性生產(chǎn)是為了快速對應(yīng)市場需求的變化， 市場需求的不斷變化要求企業(yè)的生產(chǎn)方式也 相應(yīng)做出調(diào)整。 企業(yè)所采用的柔性生產(chǎn)方式本身并不是一成不變的， 需要進(jìn)行改進(jìn)甚至創(chuàng)造 新的柔性生產(chǎn)方式以適應(yīng)市場的變化。 每個(gè)企業(yè)的實(shí)際情況都不一樣， 沒有一種普遍適用

15、的 柔性生產(chǎn)方式。 企業(yè)柔性生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)， 需要結(jié)合本企業(yè)的生產(chǎn)特點(diǎn)和面臨的市場環(huán)境等實(shí)際 情況， 創(chuàng)造性地建立適合本企業(yè)的生產(chǎn)方式， 并不斷進(jìn)行改進(jìn)。 良好的現(xiàn)場改善氣氛對企業(yè) 柔性生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)是有很大幫助的。 成功實(shí)現(xiàn)柔性生產(chǎn)的工廠， 生產(chǎn)線上的許多改善裝置常常 就是出自現(xiàn)場員工之手。二、單元生產(chǎn)單元生產(chǎn)（ Cell Manufacturing ）是生產(chǎn)線小型化的產(chǎn)物。當(dāng)設(shè)置多條小型生產(chǎn)線來代 替大型生產(chǎn)線， 且每條小型生產(chǎn)線都能獨(dú)立完成大型生產(chǎn)線的工作時(shí)， 這樣的一條小型生產(chǎn) 線就是一個(gè)生產(chǎn)單元。單元生產(chǎn)是最常見的一種柔性生產(chǎn)方式。單元生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)不僅在于方便復(fù)制和拆除，為快速對應(yīng)產(chǎn)量的變化提

16、供了可能，同時(shí)， 以多個(gè)生產(chǎn)單元來代替一條大型生產(chǎn)線，也方便了多品種同時(shí)生產(chǎn)。實(shí)行單元生產(chǎn)要求單元內(nèi)的工人必須受過更好的訓(xùn)練， 能夠完成多種操作。 由于單元生 產(chǎn)是每個(gè)單元獨(dú)立完成工作的， 因此每個(gè)單元都需要使用全套的工具和檢測設(shè)備， 以“單元 化”的方式取代同樣產(chǎn)能的一條生產(chǎn)線， 可能需要更高的投資。為降低單元設(shè)置費(fèi)用， 除了 盡量使用簡單、 廉價(jià)， 且具有通用性的材料外， 可考慮將高價(jià)值的工具和檢測設(shè)備在兩個(gè)以 上單元之間共用。工廠產(chǎn)品市場需求的變化通常在一個(gè)區(qū)間內(nèi)， 由固定部分和變動部分組成。 工廠實(shí)行柔 性生產(chǎn)時(shí)， 根據(jù)實(shí)際情況， 可以采用既有生產(chǎn)線和生產(chǎn)單元相結(jié)合的形式， 將固定產(chǎn)量部分 在既有生產(chǎn)線上生產(chǎn)，變動部分在單元內(nèi)生產(chǎn)。將生產(chǎn)線小型化做到極至，就是“一人生產(chǎn)方式” 。在一人生產(chǎn)方式中，一個(gè)工人完成 組裝產(chǎn)