车间生产线设计流程?
车间生产线设计流程:
单一品种流水线组织设计的一般内容有:
① 确定流水线的生产节拍;
② 组织工序同期化及工作地(设备)需要量;
③ 确定流水线的工人需要量,合理地配备人数;
④ 选择合理的运输工具;
⑤ 流水线生产的平面布置;
⑥ 制定流水线标准计划指示图;
⑦ 对流水线组织的经济效果进行评价。
方法/步骤
计算流水线的节拍
流水线、自动化流水线的节拍就是顺序生产两件相同制品之间的时间间隔。它表明了流水线生产率的高低,是流水线最重要的工作参数。其计算公式如下:
r=F/N
其中:r—流水线的节拍(分/件),F—计划期内有效工作时间(分),N—计划期的产品产量(件).这里 :F=F0K,F0—计划期内制度工作时间(分),K—时间利用系数。
确定系数K时要考虑这样几个因素:设备修理、调整、更换模具的时间,工人休息的时间。一般K取0.9—0.96,两班工作时间K取0.95,则F为:
F=FOK=306×2×8×0.95 ×60=279072(分)
计划期的产品产量N.除应根据生产大纲规定的出产量计算外,还应考虑生产中不可避免的废品和备品的数量。
当生产线、生产线制造上加工的零件小,节拍只有几秒或几十秒时,零件就要采用成批运输,此时顺序生产两批同样制品之间的时间间隔称为节奏,它等于节拍与运输批量的乘积。流水线采取按批运输制品时,如果批量较大,虽然可以简化运输工作,但流水线的在制品占用量却要随之增大。所以对劳动量大、制件重量大、价值高的产品应采用较小的运输批量;反之,则应扩大运输的批量。
进行工序同期化,计算工作地(设备)需要量
流水线的节拍确定以后,要根据节拍来调节工艺过程,使各道工序的时间与流水线的节拍相等或成整数倍比例关系,这个工作称为工序同期化。工序同期化是组织流水线的必要条件,也是提高设备负荷和劳动生产率、缩短生产周期的重要方法。
进行工序同期化的措施有:
① 提高设备的生产效率。可以通过改装设备、改变设备型号、同时加工几个制件来提高生产效率;
② 改进工艺装备。采用快速安装卡具、模具,减少装夹零件的辅助时间;
③ 改进工作地布置与操作方法,减少辅助作业时间;
④ 提高工人的工作熟练程度和效率;
⑤ 详细地进行工序的合并与分解。首先将工序分成几部分,然后根据节拍重新组合工序,以达到同期化的要求,这是装配工序同期化的主要方法。
工序同期化以后,可以根据新确定的工序时间来计算各道工序的设备需要量,它可以用下式计算:
m(i)=t(i)/r
式中:mi—第i道工序所需工作地数(设备台数),ti—第i道工序的单件时间定额(分)包括工人在传送带上取放制品的时间。一般来说,计算出的设备数不是整数,所取的设备数为大于计算数的邻近整数。若某设备的负荷较大 ,就应转移部分工序到其它设备上或增加工作时间来减少设备的负荷。
计算工人需要量,合理配备工人
工业流水线、涂装线的工序数确定以后,就可计算流水线上的工人需要量。
(1) 以手工劳动和使用手工工具为主的流水线工人需要量可用下式计算:
pi=sigwi
式中: Pi—第i道工序工人需要量(人), g—日工作班次, si—第i道工序工作地数,wi—每个工作地同时工作人数(人)
p=Σm i=1pi=Σm i=1sigwi
这里 P为流水线操作工人总数(人)。
(2)以设备加工为主的流水线工人需要量可采用下式计算:
p=(1+b 100)Σm i=1Sig fi
式中:b—后备工人百分比,fi—第i道
流水线上传送带的速度与长度的计算
传送带运行的速度(V)可由下式求得:
V=s[]r(米/分)
式中s表产品间隔长度。由上式可知节拍r为定值时,产品间隔长度s越大,传送带运行速度越大;s越小,V亦越小。
产品间隔长度的选取要根据具体情况来确定,其最小限度为0.7-0.8米,为照顾其它原因,还要给予附加的宽裕长度。
流水线传送带的长度可由右式计算:
L=mB+X
其中:L—传送带长度,m—工序数,B—工序间隔长度,X—传送带两端附加富裕量。
流水线平面布置设计
流水线的平面设计应当保证零件的运输路线最短,生产工人操作方便,辅助服务部门工作便利,最有效地利用生产面积,并考虑流水线之间的相互衔接。为满足这些要求,在流水线平面布置时应考虑流水线的形式、流水线内工作地的排列方法等问题。
生产流水线、自动化流水线的形状有直线形、直角形、开口形、环形等,如图2-1所示。
流水线内工作地的排列要符合工艺路线,当工序具有两个以上工作地时,要考虑同一工序工作地的排列方法。一般当有两个或两个以上偶数个同类工作地时,要考虑采用双列布置,将它们分列在运输路线的两例。但当一个工人看管多台设备时,要考虑使工人移动的距离尽可能短。
流水线的位置涉及到各条流水线间的相互关系,要根据加工部件装配所要求的顺序排列,整体布置要认真考虑物料流向问题,从而缩短路线,减少运输工作量。总之,要注意合理地、科学地进行流水生产过程空间组织。
流水线标准计划指示图表的制定
流水线上每个工作地都按一定的节拍重复地生产,所以可制订出流水线的标准计划指示图表,表示出流水线生产的期量标准、工作制度和工作程序等等,为生产作业计划的编制提供依据。连续流水线的标准计划指示图表比较简单,只要规定整个流水线工作的时间与程序就可以了。间断流水线的标准计划指示图表比较复杂,要规定每一工序的各工作地工作的时间与程序。
流水线经济效果指标的评价
流水线的经济效果指标主要有,产品产量增加额及增长率,劳动生产率及增长速度,流动资金占用量的节约额,产品成本降低额及降低率,追加投资回收期,年度综合节约额等等。除了上述数量指标外,还要考虑一些不可定量的指标,如劳动条件,环境保护的改善等。
企业应根据本身的实际情况进行单一品种流水线设计,所设计的流水线应符合企业的生产要求,能给企业带来良好的经济效益。否则,就必须对流水线进行适当的调整、重新设计或直接淘汰。【兴千田专注流水线设计13年】
1、电机生产线的生产平面布局
电机生产线平面设计应当保证零件的运输路线最短,生产工人操作方便,辅助服务部门工作便利,最有效地利用生产面积,并考虑电机生产线之间的相互衔接。电机生产线的位置涉及到各条电机生产设备之间的相互关系,要根据加工部件装配所要求的顺序排列,整体布置要考虑物料流向问题,从而缩短路线,减少运输工作量。
2、制定电机生产线标准计划指示图
根据电机生产线上每个工作地都按一定的节拍重复地生产,可定制订出电机生产线的标准计划指示图表,表示出电机生产线生产的期量标准、工作制度和工作程序等等,为生产作业计划的编制提供依据。
3、确定电机生产线的生产节拍
当电机生产线上加工的零件小,节拍只有几秒或几十秒时,零件就要采用成批运输,此时生产两批同样制品之间的时间间隔称为节奏,它等于节拍与运输批量的乘积。电机生产线采取按批运输制品时如果批量大,虽然可以简化运输工作,但电机生产线的制品占用量却要随之增大。
4、组织工序同期化及工作地(设备需要量)
电机生产线的节拍确定以后,要根据节拍来调节工艺过程,使各道工序的时间与电机生产线的节拍相等或成整数倍比例关系,这个工作称为工序同期化。工序同期化是组织电机生产线的必要条件,也是提高设备负荷和劳动生产率、缩短生产周期的重要方法。
5、确定电机生产线的工人需要量,合理配备人数
电机生产线的工序数确定后,就可以计算电机生产线上的所需的工人数量。做到合理配备工人数量,不会产生人员冗余。
6、对电机生产线组织的经济效果进行评估
电机生产线的经济效果指标主要有:产品产量增加额及增长率,劳动生产率及增长速度,流动资金占用量的节约额,产品成本降低额及降低率,追加投资回收期,年度综合节约额等等。
合利士成立于2007年,是中国领先的汽车电装智能装备解决方案商,工业园占地面积1万6千平方米,员工400余人,中高级工程师130余人,10000平米现代化装配车间,可同时装配40条全自动线,目前已成立成都、大连、宁波、苏州四个分公司。公司主要从事智能制造装备的研发、生产及销售,为新能源汽车的电驱、电控、电装以及精密电子等行业提供高端装备、智慧化工厂解决方案。
(1)按流水线生产的对象的数目分为:
①
单一对象流水线(不变流水线)。只固定生产一种产品,品种单一,属大量生产类型。
②
多对象流水线。是指生产两种或两种以上的产品,还可再分为:
可变流水线。是固定成批轮番地生产几种产品。
混合流水线。在一定时间内同时生产几种产品,在变换品种时,基本上不需要调整设备和工艺
装备。
(2)按生产过程的连续程度分为:
①
连续流水线。指生产加工对象在流水线上的加工是连续不断进行的,没有等待停歇现象。
它适用于大量生产,是一种理想的流水线形式。
②间断流水线。由于流水线上各工序的加工时间不相等或不成正整数倍,生产能力不平衡,生
产对象在各工序之间会出现停放等待及时间间断等现象。
(3)按产品运输方式可以分为:
①
无专用运输设备流水线。流水线操作人员直接用手利用普通的运输器具将制品传送给下道
工序。
②
有专用运输设备流水线。采用专用运输设备在工序之间运送制品。
二、其次,在了解流水线类型的基础上,了解流水线生产的适用条件也是进行流水线设计的必
备功课
(1)可将产品生产的各工序细分或合并,各道工序时间与节拍相等或成整数倍。
(2)企业厂房建筑和生产面积足够大,能安装流水生产线设备、工艺装置和运输传送装置。
(3)企业产品产量要达到一定数量,以保证流水生产线各工作地(设备)得到充分的利用。
(4)产品结构基本定型,并有良好的工艺性和互换性。
(5)产品品种稳定,而且是长期大量需要的产品。
(6)原材料、协作件必须是标准的、规格化的,并能按时供应。
三、有了以上基础准备后,就可着手进行流水线设计
(1)技术设计。技术设计包括制订工艺路线和工艺规程,设计专用设备,改装设备,设计专
用工装夹具,设计运输传送装置等内容。
(2)组织设计。
①
节拍。节拍是流水线上生产前后两件相同产品的间隔时间,是流水线设计的基础。
②
节奏。当计算节拍较小,产量体积也很小时,按批运送比较方便。那么,顺序出产两批同
样制品之间的时间间隔称为节奏。
③
流水线设备(工作地)数量。为保证制品在流水线上连续移动,每道工序的设备(工作地
)数量应等于加工时间与流水线节奏之比。
④
设备负荷系数。设备负荷系数表明设备的利用程度。
⑤
流水线人员人数。
⑥
传送带速度。
四、流水线设计完毕,接下来艰巨的任务就是如何进行流水线布置
(1)平面布置。流水线的平面布置应本着充分利用生产面积、人员操作方便、加工产品运输
路线最短的原则进行考虑。流水线平面布置有许多种,各种形状的流水线在工作地的布置上,又分
单列和双列两种形式。单列式是将工作地布置在传送带一侧,双列式是将工作地布置在传送带的两
侧。
(2)线点布置。为了保持流水线的节拍,流水线上制品应保持相等的距离。
1、客户节拍
首先,应当根据客户的实际情况制定一定的标准(比如在生产工艺、工艺工时、产品尺寸、重量、所需关键设备、工具工装等维度)进行分析和分类,选择哪些产品(族)适合在同一条生产线上生产。
其次,根据这些产品的预测产量和客户工厂的实际工作时间计算“客户节拍”。有的工厂有明确的产品产量预测,可以精确计算“客户节拍”作为生产线设计的目标;有的工厂没有明确的产品产量预测,这时需要和客户进行讨论,是否可以按照生产线的“最大产能”去设计这条生产线。
2、线平衡分析和生产线节拍
计算出“客户节拍”之后,结合这条生产线的工艺总工时和生产效率等因素,可以初步计算出这条生产线的工位数量,之后要进行生产线的线平衡分析。
这里要注意,线平衡分析的第一步是对生产流程的“增值工作”和“非增值工作”进行识别,这里可能要进行生产流程和动作的视频录像和分析。
不同的行业对工艺工时的精度要求是不一样的,比如在电子行业,工艺工时可能要精确到秒;在工程机械行业,工艺工时可能要精确到分钟,要视具体的情况来确定。
3、生产线布局
线平衡分析之后,要对生产线每个工位进行符合人机工程学的、高效的布局设计,进而对整个生产线进行布局规划。
生产线的布局规划要考虑客户工厂的实际情况、可利用面积、物流通道、上下游供需之间的衔接,并结合所有的限制性条件综合进行规划。
生产线是直线型、U型还是L型等形式的布局需要在这个阶段进行全方位的优势、劣势、投资回报等综合评估和选择。
4、生产线模拟验证
在生产线布局方案确定之后,需要对生产线进行模拟验证。传统的方法为“纸板工程”,就是用硬纸板对生产线的所有细节(工作台、物料架、工装等)进行1:1的制作,并让工人在制作好的生产线上进行生产模拟,并测定实际工时。
“纸板工程”的优势在于全员参与,可以通过现场模拟对生产线设计的所有细节进行验证和改善,并立即进行验证和确认,这对在设计阶段没有考虑到的一些细节设计是很好的补充,并确保后续生产线投资的安全性。
在生产线的模拟验证阶段,除了对生产线的生产工艺、实际工时做模拟验证之外,还要对生产线的物料配送,工位上的物料抓取,物料架的设计等与物流和物料相关的设计做验证和优化。
兴千田专家:生产线布局的原则,可以概括为“两个遵守、两个回避”。
1、两个遵守:逆时针排布、出入口一致。
2、两个回避:孤岛型布局、鸟笼型布局。
单元生产线的理想布局之一是花瓣型布局
一、逆时针排布
逆时针排布,主要目的是希望员工能够采用一人完结作业方式、能 够实现一人多机。一人完结与一人多机要求一个员工从头做到尾,因此 员工是动态的,称之为“巡回作业”。大部分作业员是右撇子,因此如 果逆时针排布的话,当员工进行下一道加工作业时,工装夹具或者零部 件在左侧,员工作业并不方便,这也正是逆时针的目的一一员工就会走 到下一工位一巡回的目的也就达到了。
二、出入一致
出人口一致,是指原材料人口和成品出口在一起。例如图5.22,原 材料入口 A与成品出口 H在一起。
为什么要求出人口一致呢?
第一:出人口一致有利于减少空手浪费
假设出人口不一致,作业员采用巡回作业,那么当—件产品生产完 了,要去重新取一件原材料加工的话,作业员就会空手(手上没有材料 可以生产)从成品产出口走到原材料投入口,这段时间是浪费。如果出
人口一致的话,作业员立刻就可以取到新的原材料进行加工,从而避免 了空手浪费。 .
第二、出入口一致有利于生产线平衡
由于出入口一致,则布局必然呈现类似于“U”的形状,这使得各 工序非常接近,从而为一个人同时操作多道工序提供了可能,这就提高 了工序分配的灵活性,从而取得更高的生产线平衡率。
三、避免孤岛型布局
孤岛式布局把生产线分割成一个个独立的工作单元。典型的孤岛型 布局如图5.22所示:
这种布局的缺陷在于:单元与单元之间互相隔离,无法互相协助。
四、避免鸟笼型布局
鸟笼型布局往往是没有考虑到物流、人流顺畅的结果,这种布局错 误的用机器设备或者工作台把作业员围在中间。典型的孤岛型布局如图 5.23所示:
鸟笼式布局使得物流不顺畅,在制品增加,单元与单元之间的互相 支援也变得几乎不可能。
五、花瓣式布局
花瓣式布局是由多个单元共同组成,是按照“两个遵守、两个回 避”原则进行布局的结果。这种布局有助于提高单元间的互相协助,从 而提高生产线平衡率。花瓣式布局如下图5.24所示:
花瓣式布局是进行“互助协作”的必要条件。
互助作业就好像运动场上的接力赛一祥,在交接区,实力强的选手 可以适当的弥补实力弱的选手。在工作中也是一样,单元之间的作业员 也要把产品像接力棒一样去传递。如果前单元的作业员耽误了时间,后 单元’的作业员就帮助前单元作业员从机器上卸下产品。而这种做法,显 然要依靠“花瓣式”布局为前提。
1、所生产食品的工艺流程,要按照工艺流程的顺序来安排生产线的合理摆放
2、同时要考虑生产车间的场地,尽量避免迂回折返
3、要考虑到生产能力,根据生产能力的大小,来设计选 择不同的生产线
4、椐据生产产品的性质,考虑不同材质的生产线。
基本就这些些了