流水线教材第一章

流水生产组织设计吴少雄编著福建工程学院经济管理系2014-7-9目录第一章流水生产概述第一节流水生产概述 (1)第二节流水线设计概述 (4)第三节流水线传送装置概述 (6)第二章流水线组织设计第一节单一对象流水线组织设计 (9)第二节线平衡技术 (16)第三节装配线 (24)第四节多对象流水线组织设计 (34)第五节混合流水线的组织设计 (37)第六节成组流水线的组织设计 (50)第三章成组技术与单元制造第一节成组技术概述 (56)第二节零件的分类编码 (59)第三节成组的组织形式 (68)第四节单元制造 (69)第四章柔性制造系统与自动线简介第一节柔性制造系统 (85)第二节自动线简介 (95)第一章流水生产概述第一节流水生产概述一、流水生产的发展过程流水生产是指生产对象按照一定的工艺路线顺序地通过各个工作地，并按照统一地生产速度完成工业作业的生产过程。

现代的流水生产方式起源于福特制。

享利·福特是美国福特汽车公司的业主，美国大财国的头子之一。

20世纪初,亨利·福特首先采用了流水线生产方法,在他的工厂内,专业化分工非常细,仅一个生产单元的工序竟然多达7882种,为了提高工人的劳工效率,福特反复试验,确定了一条装配线上所需要的工人,以及每道工序之间的距离.这样一来,每个汽车底盘的装配时间从12小时28分缩短到1小时33分。

享利·福特最初在他的汽车工厂中积极推行泰罗制，从二十世纪初期到三十年代，泰罗制一直是他获取最大利润的重要手段。

但是，随着工业生产规模日益扩大，市场竞争的日益剧烈，福特发现泰罗制并不能完全达到“低生产成本”的要求，并提出福特制。

福特制的主要内容包括两个方面：１、在科学组织生产的前提下谋求效率、低成本。

实施产品的标准化、零件的标准化，设备及工具的专用化和工场的专业化。

为了追求低成本，福特认为首先要将生产集中于唯一最佳的产品型号，提出了所谓“单一产品的原理”福特汽车公司曾经在很长一个时期内集中生产Ｔ型汽车，为大量生产创造了重要前提。

２、创造了流水作业的生产方法，建立了传送带式的流水生产线工人因不再担负制品的搬运工作，可以精心于自己担负的加工、装配作业，由于把生产工序分细、大大提高了熟悉程度和劳动生产率。

起源于福特制的流水生产方式，在工业中越来越广泛地被采用，并且在内容上和形式上不断地创新，流水生产线不仅仅用于产品的装配和零件的机械加工，而且在铸造、锻造、热处理、油漆以及包装等方面也得到了相当广泛的应用。

二、流水生产的概念流水生产是劳动对象按照一定的工艺过程顺序地通过各个工作地，并按统一的生产速度（或节拍）完成工序作业的连续的重复的生产。

流水生产一般具有以下特征１、工作地专业化程度较高，每个工作地只固定完成一道或少数后道工序。

２、生产具有明显的节奏性，即按照节拍生产所谓节拍，就是流水线上出产相邻两件制品的时间间隔。

节拍（Takt Time, Takt 一词源于德语，原意是乐队的指挥棒），又称产距时间。

如节拍规定为五分钟，则该流水线必须每隔五分钟出厂一件制品，各工作地必须保证每隔五分钟为下一道工序提供一件制品。

节拍是不能测量的，而是要计算的。

节拍是根据计划期内的计划产量和计划期内的有效时间确定的，它的计算公式为：节拍=每日有效工作时间/计划每日日产量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）数同各道工序单件作业时间的比例相一致。

设流水线上各道工序的工作地（设备）数分别为S1,S2,S3……S m，各道工序的单件作业时间分别为t1,t2,t3……t m，流水线的节拍为ｒ，为使流水线各工序之间保持平衡，必须mm S t S t S tS t =⋅⋅⋅⋅⋅⋅===332211 ４、工艺过程是封闭的即劳动对象某一工艺阶段原全部或大部分工序都在生产线中完成５、工作地（设备）按照工艺顺序排列，劳动对象如同流水一样从一个工作地转移到另一个工作地。

这样消除或者最大限度地减少了劳动对象的耽搁时间和机床设备加工的间断时间，也就是流水生产具有高度的连续性。

将一定的设备和人员按照上述特征组织起来的生产线称为流水线，如果工作地是按工艺过程顺序排列但未完成满足上述特征要求的，就只能称作业线或生产线，而不能称流水线。

在流水生产条件下，生产过程的连续性、平行性、比例性、节奏性和封闭性很高。

三、流水线的基本形式由于具体的生产条件不同，组织流水生产可以有多种多样的形式，主要有以下几类： １、按生产对象的移动方式： （１）固定流水线劳动对象是固定不动的，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）移动流水线劳动对象是移动的，而工人、设备和工具的位置是固定的，劳动对象顺序地经过各个工作地（设备）的加工后，便成为成品或半成品，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、按流水线上生产对象的数目 （１）单一品种流水线当在流水线上固定地生产一种制品时，这种流水线就是单一对象流水线。

组织单一对象流水线的必要条件是制品的产量很大，能够保证流水线的设备有足够的负荷，如果产量不够大，不能保证设备足够的负荷，则只有增加流水线上生产的制品品种，组织多对象流水线。

（２）多品种流水线流水线上要轮换地生产几种产品，这些产品虽然品种不同，但在结构上，工艺上是相似的。

３、按对象的轮换方式 （１）不变流水线是固定地只生产一种产品（零件），工作地完全专业化。

这种流水线适用于大量生产某种产品的条件下，所以称大量流水。

（２）可变流水线是固定成批轮番生产几种产品，当一种产品的一批制造任务完成后，就要相应地调整设备和工艺装备，然后开始下一轮的重复生产。

这种流水线适用于多品种的成批生产，又称成批流水。

（３）混合流水线（又称混流生产）不是成批轮番生产，而是在一定时间内同时生产几种产品，变换品种时，基本上不需要重新调整设备和工艺装备。

因为，在这种流水线上，各种产品的生产是按照成组加工（装配）工艺规程，使用专门的成组加工设备和工艺装备来完成的，所以又称成组流水线。

４、从生产的连续程度来看（１）连续流水线生产对象从投入到出产连续地从一个工序转向下一个工序，设有等待与间断时间它一般用于大量生产中，是一种较为完善的流水线形式。

（２）间断流水线各个工序的能力是不平衡的，因而在单位时间内，各个工序上所能生产的产品数量是不等的，这就使生产对象在工序间不能连续移动而产生了间断时间。

５、流水线所达到节奏性程度不同（１）强制节拍流水线是准确地按照节拍出产产品的流水线。

这各流水线对设备、工艺和工人操作有严格的要求。

组织强制节拍流水线的必要条件之一是采用机械的运输装置，这种运输装置严格地按时传递生产对象，保证节拍的实现。

强制节拍流水线一般用在大量生产，特别是中型与大型机器产品的装配线上。

（２）自由节拍流水线不要求严格按节拍出产产品，生产节拍主要靠工人的熟练操作来保证的，因而可能有波动。

自由节拍流水线一般在大量生产或成批生产的装配车间和机械加工车间中采用。

（３）粗略节拍流水线各个工序的加工时间与流水线节拍相差很大，如果按节拍组织生产，就会使机床设备和工人处在时断时续工作的状态。

为了充分地利用人力和设备、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，可以确定一个合理的时间间隔（如半个工作班，一个工作班，一天等等），并按它组织各班的连续生产。

这样即能避免各工作地生产的时断时续，较合理地利用人力和设备，以能够在一定程度上保证产品生产的节奏性，这个规定的时间间隔就是粗略节拍。

粗略节拍流水线也是一种间断流水线。

６、按流水线的机械化程度（１）手工流水线多用于机器或仪器、仪表的装配，机械化流水线应用最为广泛（２）自动线是流水生产的高级形式，由于投资大，在应用上受到一定限制。

第二节流水线设计概述流水线的设计内容包括技术设计和组织设计两个方面。

技术设计是指工艺路线、工艺规程、专用设备、设备改装、专用工具．、运输传送装置以及信号装置的设计等，通常称为流水线的“硬件”设计。

流水线的组织设计是指流水线的节拍和生产速度的确定，设备需要量和负荷的计算，工序同期化、工人配备、生产对象运输传送方式、流水线平面的设计，流水线工作制度、服务组织和标准计划图表的制定等，也称为流水线的“软件”设计。

组织设计的目的在于通过合理安排流水线上的各种资源，以达到缩短完工时间一、提高经济效益的目的。

这里我们主要关心的是流水线的组织设计，它是进行技术设计的前提和依据，技术设计应当保证组织设计每一个项目的实现。

当然，组织设计时也要考虑技术设计的可能性，但都要符合技术上先进一、经济上合理的原则。

一、流水线组织设计内容（1）流水线节拍的确定（2）设备需要量和设备负荷系数的计算（3）工序同期化（4）人员配备（5）生产对象传送方式的设计（6）流水线平面布置设计（7）流水线工作制度、服务组织和标准计划图表的制定等等（8）流水线技术经济评价二、流水线技术设计(1) 工艺规程的制定(2)专用设备的设计(3)设备改装设计(4)专用工夹具的设计(5)运输传送装置的设计等三、组织流水生产的条件流水生产须具备一定的条件，这些条件主要是：（１）产品结构和工艺相对稳定在产品结构方面，要求所设计的产品结构，能反映现代科学成就并基本定型，有良好的工艺性并符合流水生产工艺及工序同期化的要求。

产品和工艺的先进性是稳定性的重要前提，产品落后和工艺落后，就会很快被淘汰，流水线也会随之被淘汰，造成人力、物力、财力的浪费。

（２）工艺过程能划分为简单的工序，又能根据同期化的要求把某些工序适当合并和分解，各工序的工时不能相差过大。

例：ｒ＝２分/件ｔ＝４分 Ｓｅ＝２ｔ＝６分 Ｓｅ＝３ｔ＝８分 Ｓｅ＝４ｔ＝１０分 Ｓｅ＝５（３）制品的产量足够大，单位劳动量也较大，以保证流水线各工作地（设备）正常的负荷。

如果产量不大，劳动量也小，就不能保证工作地有足够的负荷，或者需要经常调整设备，更换生产对象，以至不能很好地发挥流水线的长处。

（４）厂房建筑和生产面积容许安装流水线的设备、工艺装备和运输传送装置。

四、流水线组织设计的准备工作在设计流水线之前，必须把下列各项准备工作做好。

１、进行产品零件的分类进行分类目的在于将企业或车间内生产的产品、零部件根据不同的标志进行分组，明确适用和不适用流水生产方式制造的产品、零件和部件，对于用流水生产方式制造的产品和零部件规定流水线形式。

２、改进产品结构为了实现流水生产，应当在产品和零件的结构上进行检查和改进例如：载重汽车为了采取流水生产方式，被划分为车架、后桥、前桥、传动轴、发动机、驾驶仓等总成，每个总成都是独立的装配单位。