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11第5章设施布置与设计FacilityLayoutDesign工业工程教研室《设施规划与物流分析》国家十一五教材《物流工程》伊俊敏编著电子社0901本章主要内容5.1设施布置概述设施布置的内容、设施布置的原则。5.2基本布置类型定位式布置、产品原则布置、工艺原则布置、成组单元布置。5.3流动模式与空间需求流动模式、人员与空间需求。5.4流水线平衡与设计流水线相关概念、流水线平衡、流水线设计。5.5单元式布置精益生产与单元式布置、单元的形成、单元生产线的三种类型、单元生产线布置与设计。国家十一五教材《物流工程》伊俊敏编著电子社09010102030405060708090100种类少量大种类多量中种类多量少种类少量极少产品型成组型工艺型固定型PQ产品—产量（P-Q）与设施布置的关系复习上一节重点国家十一五教材《物流工程》伊俊敏编著电子社0901国家十一五教材《物流工程》伊俊敏编著电子社0901流水线产生及原理1.流水线的产生与作用1913年，美国亨利·福特发明流水装配线生产标准化原理作业单纯化原理移动装配法原理流水线的原理：国家十一五教材《物流工程》伊俊敏编著电子社0901重要成果：●劳动生产率大幅度提高:1908年——514分钟（8.56小时）/每辆车1913年——2.3分钟/每辆车1914年——流水生产线1.19分钟(71秒)/每辆车●社会需求的猛增，又进一步刺激了汽车工业的飞速发展:1903年——第一年生产汽车——产量1700辆1908年——T型车投产——上升到一万辆1914年——装配线满负荷时——猛增到30万辆1923年——本国总产量达190万辆，占世界汽车总产量44％流水线的产生与原理国家十一五教材《物流工程》伊俊敏编著电子社0901本章主要内容5.1设施布置概述设施布置的内容、设施布置的原则。5.2基本布置类型定位式布置、产品原则布置、工艺原则布置、成组单元布置。5.3流动模式与空间需求流动模式、人员与空间需求。5.4流水线平衡与设计流水线相关概念、流水线平衡、流水线设计。5.5单元式布置精益生产与单元式布置、单元的形成、单元生产线的三种类型、单元生产线布置与设计。国家十一五教材《物流工程》伊俊敏编著电子社09015.4.1流水线相关概念（1）期量标准（2）50s节拍规则（3）流水线分类国家十一五教材《物流工程》伊俊敏编著电子社09015.4.1流水线相关概念也称作业计划标准，是经过科学分析和运算，对加工对象在生产过程中的运动所规定的一组时间和数量标准。流水线期量标准包括：①节拍、②作业指示图表、③在制品占用量定额。（1）期量标准国家十一五教材《物流工程》伊俊敏编著电子社0901①节拍Takttime又称生产节拍，指流水生产一件产品所需的时间，即一天的工作时间除以一天要生产产品的数量。一天的所需生产数量是根据生产计划来确定的，而生产计划是基于市场预测和订单情况制定的。属性1：节拍实际是一种目标时间，是随需求数量和需求期的有效工作时间变化而变化的，是人为制定的。属性2：节拍是不能测量的，而是要计算的。节拍=每日工作时间/计划每日产量年产6万台发动机的节拍？52*5*8*3600/60000=124.8(秒)稼动率和合格率5.4.1流水线相关概念国家十一五教材《物流工程》伊俊敏编著电子社0901稼动率PerformanceRate定义：指设备在所能提供的时间内为了创造价值而占用的时间所占的比重(去掉无效时间)生产线稼动率=生产线实际工作时间每日工作时间节拍=每日工作时间×生产线稼动率计划每日产量×合格品率5.4.1流水线相关概念国家十一五教材《物流工程》伊俊敏编著电子社0901周期时间（CycleTime）周期时间反映流水线的生产速度，以生产一件产品所需要的时间（秒）来表示。周期时间是生产效率的指标，比较稳定，它受一定时期的设备加工能力、劳动力配置情况、工艺方法等因素影响，只能通过管理和技术改进才能缩短。周期时间是可以测量的，它可以小于、大于或等于节拍时间。5.4.1流水线相关概念节拍和周期时间？国家十一五教材《物流工程》伊俊敏编著电子社0901生产节拍与周期时间的关系1）当生产周期小于生产节拍时生产能力相应过剩：如果按照实际生产能力安排生产就会造成生产过剩，导致大量中间产品积压，引起库存成本上升、场地使用紧张等问题。如果按照生产节拍安排生产，就会导致设备闲置，劳动力等工等现象，造成生产能力浪费。2）当生产周期大于生产节拍时生产能力不能满足生产需要这时就会出现加班、提前安排生产、分段储存加大等问题。5.4.1流水线相关概念按哪个生产？国家十一五教材《物流工程》伊俊敏编著电子社0901节距时间(PitchTime)节距时间是流水线传送带流过两相邻工作站的时间一般取节距时间等于周期时间只要不是固定节拍流水线，即传送带的速度可调，则可根据人的生理周期来设定节距时间。5.4.1流水线相关概念节距时间节距时间国家十一五教材《物流工程》伊俊敏编著电子社0901例题一个小商店每小时平均有25个顾客，假设一名店员服务一各顾客的平均时间为4分钟，问需要多少个店员？商店的节拍=60/25=2.4分钟即平均每2.4分钟服务一名顾客所以需要店员数=4/2.4=1.7，即最少需要2名店员。5.4.1流水线相关概念国家十一五教材《物流工程》伊俊敏编著电子社0901课间小练习1某产品流水生产，计划日产量为150件，两班生产，每班规定有12分钟停歇时间，计划废品率为5%，那么该产品生产的节拍的计算公式应为（）5.4.1流水线相关概念国家十一五教材《物流工程》伊俊敏编著电子社0901课间小练习2某流水线月计划装配某产品4000件。计划每月为4周时间，每周工作5天，两班制，每班工作8小时。已知流水线上废品率为2%，流水线停工检修率为5%，试根据以上资料计算该流水线节拍。生产节拍=4*5*2*8*3600*(1-5%)4000*(1-2%)=279.8(秒)5.4.1流水线相关概念国家十一五教材《物流工程》伊俊敏编著电子社0901②作业指示图表为确保流水线按规定的节拍工作，必须对每个工作地详细规定它的工作制度，编制作业指示图表最常见的是SOP（StandardOperationProcedure），即标准作业程序或作业指导书，用来指导和规范日常的作业。标准是尽可能地将相关操作步骤尤其是关键控制点进行细化、量化和优化。(并不是每一工序都需要SOP)5.4.1流水线相关概念国家十一五教材《物流工程》伊俊敏编著电子社0901编制SOP是IE工程师最基本的技能编制SOP基本步骤：1)先做流程和程序。（控制点分类？合并？）2)确定每一个需要做SOP的工作的执行步骤。（专业）3)套用公司模板，制定SOP。（图文并茂）4)用心去做，才能把SOP做好。5.4.1流水线相关概念国家十一五教材《物流工程》伊俊敏编著电子社0901SOP样例作業編號/WORKNO:A3系列外觀---14數量:/QTY料件名稱:PARTNAME料號:PARTNO規格:STANDARD數量:QTY版本:REV版本說明:DESCRIPTION核准日期:DATELCDRUBBER13-N6K10L220J1LCD_Rubber_Pad51第一次發行於皮帶線2005/5/162增加脫去保護衣動作2005/9/13設備&工具名稱:/TOOLNAME作業指導書作業名稱/WORKNAME:STANDARDOPERATIONPROCEDURE貼附LCD前蓋RUBBER注意事項REMARK1.脫去保護衣.2.用手彈動兩次前蓋卡勾檢查是否能正常回彈，並檢查卡勾有無變形和異色3.檢查LCD前蓋圈示處螺絲無漏鎖，並貼下面5個(如圖)Rubber(凸)，貼附Rubber后需用手按一下，防止有浮貼，貼附不緊密等現象.5.4.1流水线相关概念标题编号作业名称注意事项核心内容规格数量版本、批准日期等材料国家十一五教材《物流工程》伊俊敏编著电子社0901国家十一五教材《物流工程》伊俊敏编著电子社0901③在制品占用量定额在制品指原料或零件已被处理成半成品，但尚未成为成品，尚未完成入库手续的产品。在制品占用量包括：工艺占用量、运输占用量、周转占用量和保险占用量四种。在制品优缺点：适量的在制品能保证生产的连续进行，但过多的在制品会造成流水线拥堵，也增加了碰撞损伤的机率。应根据工厂实际情况确定在制品的数量，使生产效率最大化，这就是在制品占用定额。5.4.1流水线相关概念国家十一五教材《物流工程》伊俊敏编著电子社09015.4.1流水线相关概念（1）期量标准（2）50s节拍规则（3）流水线分类国家十一五教材《物流工程》伊俊敏编著电子社0901（2）50s节拍规则节拍按生产计划、周期时间和机器速度人为制定，那么多少节拍是最合适的呢？如日本丰田市就有14家丰田工厂，但很多工厂只生产一班，少量两班，但绝无三班。为什么不采用一半的节拍，产量加倍、工厂资产减半？5.4.1流水线相关概念国家十一五教材《物流工程》伊俊敏编著电子社090150s节拍的四大优越性1）生产率（Productivity）。动作浪费比例小，3s/30s=10%与3s/50s=6%可容许，比例适当，还有调整回旋的余地。更长的节拍则导致产出率难以达到一定的规模。实践表明节拍在50多秒的流水线比更快节拍的流水线，在生产率上可提高30%2）安全与人因工程（Safety&Ergonomics）。短时重复操作易致人体有关部位的累积性疲劳与伤害。更宽的范围（如50-60s）内容多变，肌肉组织有恢复时间。动素分析，在50s内分配的操作要素既不单调，也不太多正适合操作工人掌握和形成连贯动作。3）质量（Quality）。几项操作由一人做，会更注意质量4）员工士气（Morale）。实验表明，在其他条件一致的情况下，工人重复完成54s周期的作业比27s的更具有工作成就感。5.4.1流水线相关概念国家十一五教材《物流工程》伊俊敏编著电子社0901（2）50s节拍规则经验表明，重复性手工作业的周期时间最好不要低于50s。当需要更多的产量时可以加班，或设置多条慢节拍的生产线（如两条90s的而不是一条45s的）应对产量的波动。总结：全自动化的流水线，节拍主要由机器速度来决定（速度最慢的机器，称为瓶颈）。对以人为操作、看管为主的流水线则有50~60s的最优范围。5.4.1流水线相关概念广州丰田生产线87秒，一汽轿车160秒国家十一五教材《物流工程》伊俊敏编著电子社09015.4.1流水线相关概念（1）期量标准（2）50s节拍规则（3）流水线分类国家十一五教材《物流工程》伊俊敏编著电子社0901流水线可按多种形式分类，如按生产对象、移动方式、转换方式、节拍等。5.4.1流水线相关概念（3）流水线分类国家十一五教材《物流工程》伊俊敏编著电子社0901分类标志对象移动方式对象数目对象轮换方式连续程度节奏性机械化程度连续流水线间断流水线自动流水线手工流水线机械化流水线粗略节拍流水线自由节拍流水线强制节拍流水线固定流水线移动流水线流水线Assemblyline单一对象流水线多对象流水线可变流水线不变流水线成组流水线Better5.4.1流水线相关概念国家十一五教材《物流工程》伊俊敏编著电子社0901本章主要内容5.1设施布置概述设施布置的内容、设施布置的原则。5.2基本布置类型定位式布置、产品原则布置、工艺原则布置、成组单元布置。5.3流动模式与空间需求流动模式、人员与空间需求。5.4流水线平衡与设计流水线相关概念、流水线平衡、流水线设计。5.5单元式布置精益生产与单元式布置、单元的形成、单元生产线的三种类型、单元生产线布置与设计。国家十一五教材《物流工程》伊俊敏编著电子社09015.4.2流水线平衡（AssemblyLineBalancing，ALB）所谓流水线平衡就是把作业要素进行适当合并，并分配给每个工作地，使各工作地的作业时