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流水线设计

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优化流水线作业生产效率的方法
作者:输送机械设备网  发布于:2014-4-9 13:50:49  浏览量:
 
 [摘要]流水线在工业生产中扮演着重要的角色,优化流水线直接关系着产品的质量和生产的效率,因此成为企业不得不关注的话题。流水线作业不是越快就是越好,其动作必须是有附加价值的。

  流水线生产又叫流水生产,流水线作业,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,按顺序地进行加工并生产出产品的一种生产组织形式。它是对象专业化组织形式的进一步发展,是劳动分工较细、生产效率较高的一种生产组织形式。亨利.福特(Henry Ford)于1913年在密歇根州的Highland Park,建立的生产系统。
  典型的流水线生产具有如下特点:流水线上固定生产一种或少数几种产品(零件),其生产过程是连续的;流水线上各个工作地是按照产品工艺过程的顺序排列的。每个工作地只固定完成一道或少数几道工序,专业化程度较高;流水线按照统一的节拍进行生产(所谓节拍,就是流水线上前后生产两件相同产品之间的时间间隔);流水线上个工作地的生产能力是平衡的、成比例的、各道工序的单件加工时间等于节拍或节拍的倍数;流水线设有专门的传送装置,产品按单向运输路线移动。
皮带流水线
  组织流水线生产需要具备以下条件:产品品种稳定,是社会上长期需要的产品;产品结构先进,设计定型,产品是标准化的,并具有良好的结构工艺性;原材料、协作件是标准的、规格化的,并能按时供应;机器设备能经常处于完好状态,实行计划预修制度;各生产环节的工作能稳定地达到工作质量标准,产品检验能随生产在流水线上进行。
  流水线生产的主要优点是能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,因而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。流水线生产的主要缺点是不够灵活,不能及时适应市场对产品产量和品种变化的要求,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大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。
  将现代柔性生产技术和信息化管理手段应用与流水性生产,可以在很大程度上克服流水线生产存在的上述缺点,做到在一条流水线上同时生产多个品种的产品,这就是混流生产线。利用混流生产线,可以实现大规模定制生产,即按照用户订单,在同一条生产线上连续生产不同用户订购的不同品种(包括规格、花色、款式等的不同)的产品,既达到规模经济,又满足用户的个性化需要。
  流水线生产进一步加大了工人的劳动强度,它要求工人进行高强度,高密度作业,因此它刚诞生时饱受争议。美国著名演员卓别林在其电影《摩登时代》中,用主人公可笑的经历,对流水线生产进行了讽刺。但时间证明,它是一种极其有效的生产组织。
  由于劳动单位不用移动,流水线生产有极高的效率,它使大规模批量化生产成为可能。同时,因为生产单位只用对劳动对象进行一部分操作,而无须像以前对劳动对象整体负责,因此使工人技术进一步专业化。
  流水线加强了对分工的要求,而分工促进劳动生产力的原因有三:一,劳动者的技能因专业而提高;二,有一种专业而转换到另一种专业要损耗不少时间,分工可以免除损失;三,简化劳动和缩短劳动的机械发明因为分工基础上才得以实现。分工是先于流水线的,而流水线有促进了分工,使分工更彻底。
  流水线中每个人的速度都在变动,有时快,有时慢,但是想做得比平均速度快的能力却受到了限制,工作的速度必须取决于前面队伍的速度。不能同步,达不到传统意义上的均衡,问题就会出现,有时甚至不如不分工,因为就成品而言,远不如不分工(当然这是极端现象但不是个别现象,因为很少有工厂可以达到预期)。
  流水线在工业生产中扮演着重要的角色,优化流水线直接关系着产品的质量和生产的效率,因此成为企业不得不关注的话题。
  1、优化流水线第一站的作业时间,及多久放一片板子,此为满足生产计划量所必须的投入cycle时间。但在实际上,瓶颈站的作业时间必然大于第一站。第一站一定不是瓶颈站, 所以第一站不一定会完全依要求的cycle时间去投入, 因为瓶颈站已脱拖慢他的速度, 故从管理的角度来看,,要确实要求第一站作业者依规定速度投入。流水线的输送带速度也可反推算出日产量,下面为输送带速度的公式:
  输送带的pitch时间 = 整日的上班时间/日产量*(1+不良率)
  输送带的速度 = 记号间隔距离 /输送带的pitch时间
  所谓记号间隔距离,在流水线的皮带上所做的记号间的距离, 希望作业者依记号流经的速度完成作业并放置在皮带线上;但炼条线并没有做记号, 就以板子的长度当做记号间隔距离。为何要用输送带? 除了运送物品外, 还有半强制作业者依计划完成作业的功能,但不是一味地加快去试试看, 而应依上述公式去计算求得。
  2、观察流水线上哪一站是瓶颈站:
  (1)永远忙个不停的站;
  (2)老是将板子往后拉的站;
  (3)从该站开始, 原本一片接着一片的板子, 中间出现了间隔。
  上面三点是目视就可察觉的,再来就是用秒表量, 作业时间是所有站中最长的。瓶颈站的作业时间就变成了整条流水线实际产出的cycle时间, 而日产量公式如下:
  日产量 = 实整日的上班时间/际cycle时间
  故现场干部只要减少其作业时间, 就可明显提升产量, 如将零件拿一些给别站做、使用治工具以节省动作、改善作业域的配置等等。但在解决瓶颈站后, 可能会出现新的瓶颈站, 所以又要对此新的瓶颈站进行改善, 因此持续盯着瓶颈站改善,整条流水线的效率就会日日提升。
  3、观察流水线最后一站收板子的cycle时间,也就是实际产出的cycle时间, 这站的cycle时间必相等于瓶颈站。从这站可推算出这条流水线线的效率如何, 公式如下:
  效率 = 投入cycle时间/实际cycle时间 = 第一站的作业时间/最后一站的作业时间
  当然也可用瓶颈站的作业时间来算,不过观察最后一站总是较简单、实际。
  在流水线上的在制品数量就等于:
  ( 最后一站的作业时间 - 第一站的作业时间 ) * (整日的上班时间/最后一站的作业时间)
  4、稼动率的观察
  稼动率 = 在作业的时间 / 整日的上班时间
  所谓稼动就是流水线上有效的工作, 作业者坐在位子上并不表示他有在工作, 有在工作才能做出产品来, 所以要观察作业者在作业的时间。但在实际上, 不可能全天对每个作业者进行测量, 所以有种工作抽查的手法来仿真测量, 其实说穿了就是不时去看作业者在做什么。
  5、流水线作业者坐在位子上并不表示他有认真在工作, 所以最后就是观察每一个作业者的作业速度, 速度是一个很抽象的概念,光从目视很难来比较跟量化,所以在心里建立起一个标准速度, 快过它就算好。 动作精简、固定而有节奏地进行, 往往有较好的作业速度, 反之不佳, 如此来观察就比较简单。 
  流水线作业不是越快就是越好,其动作必须是有附加价值的, 还要看其动作是否简单扼要,所以要求动作经济原则的观念。简单地说,人类手部的动作可分为移动、握取、放开、前置、组立、使用、分解, 还有一种心理的精神作用。其中严格来说只有两种动作有附加价值:组立、使用, 所以在能满足流水线生产要求的条件下, 尽量排除或简化其它的动作。其原则如下: 
  (1)移动: 使物料自动到达所要的位置、缩短移动距离、减少需移动物品的重量、移动路径周围避免有东西会妨碍移动、让料盒斜置以缩短绕过边缘的距离等。
  (2)握取:料盒里的物料尽可能整齐排放, 不要杂乱堆积、不方便拿取的东西能先预留握取的空间等。 
  (3)前置: 同握取一样, 料盒里的物料尽可整齐排放, 不要杂乱堆积等。
  (4)组立:以治工具代替手作业等。
  (5)使用: 使机械全自动化等。
  (6)精神作用:利用机械取代人为判断、减少作业者目光的移动等。

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