班组建设 | 生产车间班组管理，流水生产

一、流水生产的概述

流水生产是按照产品生产的工艺顺序排列工作地，使产品按照一定的速度，连续地和有节奏地经过各个工作地依次加工，直到出产成品的一种生产组织形式。

流水生产是一种先进的生产组织形式，其实质是产品专业化组织形式的进一步发展。现代流水生产方式起源于20世纪初期，美国福特汽车公司为扩大汽车生产量，建立了传送带式的流水生产线，将流水生产的长处发挥到了极致，开辟了大批量生产的新纪元。

日本丰田汽车公司将流水生产从装配过程扩展到整个制造过程，通过建立柔性流程化生产线，创造了准时化生产方式（JIT）。JIT生产方式是在世界经济的高成长期过后，整个世界进入市场需求多样化阶段，为顺应这种时代需求而产生和发展起来的一种在多品种、小批量生产条件下的高质量、低消耗的生产方式。

1.流水生产的特点

（1）在流水线上固定生产一种或少数几种产品，其生产过程是连续的。

（2）各设备和工作地按产品工艺顺序排列，每个工作地固定完成一道或少数几道工序，劳动对象按单向运输路线流动，工作地的专业化程度高。

（3）各工序生产能力是平衡的，即各道工序的工作地数量比例符合各工序加工时间的比例。例如，相邻三道工序的加工时间分别是10分钟、20分钟、30分钟，则这三道工序的工作数量分别为1：2：3。

（4）流水线按规定的节拍生产。所谓节拍，是指流水线上前后两件相同产品出产的时间间隔。流水线上各道工序的单件作业时间必须与其节拍相等或成整数倍。

（5）流水线上各工序之间的运输采用传送带、辊道等传送装置，使各工序上完工的制品能及时地同时运送到下道工序继续进行加工。

2.流水线的评价

（1）优点：

①产品的生产过程较好地符合连续性、平行性、比例性以及均衡性要求；

②生产效率较高；

③缩短生产周期，减少在制品的占用量和运输工作量，加速资金周转；

④简化生产管理工作。

（2）缺点：

①柔性差；

②工人工作单调、紧张、易疲劳，不利于提高技术水平。

3.流水线的类型

（1）按劳动对象是否移动，可分为固定流水线、移动流水线。前者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；后者在机械、电器、服装等工业部门广泛采用。

（2）按生产品种数量的多少，可分为单品种流水线、多品种流水线。多品种流水线又可分为可变流水线（按生产计划生产不同的品种对流水线进行调整）和混合流水线（将生产作业方法大致相同的特定几个品种在流水生产线上混合连续地进行生产）。

（3）按生产的连续程度，可分为连续流水线和间断流水线。前者，产品在一道工序加工完，立即转到下道工序进行加工，中间没有停放等待时间；后者，有的工序之间存在停放等待时间，主要是由于各道工序的加工时间不相等或不成倍比关系。

（4）按实现节奏的方式，可分为强制节拍流水生产线和自由节拍流水生产线。

（5）按机械化程度，可分为手工流水线、机械流水线和自动化流水线等。

流水线的分类如图2-1所示。

4.组织流水生产线的条件

（1）产品的品种、工艺和结构应相对稳定。

（2）产品要有足够大的产量，以保证流水线上各工作地的充分负荷。

（3）产品加工的各工序能细分和合并，各工序的时间定额应与流水线的节拍相等或成倍数关系，即工序同期化。工序同期化是保证连续生产、充分利用设备和人力的必要条件。

（4）原材料/协作件必须是标准的、规格化的，并能按时供应。

（5）机器设备必须经常处于完好状态，严格执行计划预修制度。

（6）工作必须符合质量标准，产品检验能随生产在流水线上进行。

二、单品种流水线的组织设计

单品种流水线组织设计的步骤和方法如下。

（一）确定流水线的节拍和节奏

1.节拍

概念：流水线上连续投入或出产两个产品的时间间隔，它表明流水线的速度和生产效率，从而决定着流水线的生产能力。计算公式为：

计划期有效工作时间是指制度规定时间减去必要的停歇时间，如设备维修、员工休息等。计划期的产品产量包括两部分：计划期计划出产量和预计废品量。

2.节奏

概念：流水线顺序出产两批同样产品的时间间隔。计算公式为：

流水线运输批量参考值见表2-1。

（二）组织工序同期化

所谓工序同期化，就是根据流水线节拍的要求，采用各种技术组织措施调整流水线各工序的单件作业时间，使其与流水线的节拍相等或成整数倍关系。工序同期化是组织流水线生产的必要条件，也是提高设备负荷和劳动生产率、缩短产品生产周期的重要方法。

组织工序同期化的基本方法是将整个作业任务细分为许多小的工序，即作业要素，然后将有关的小工序组成大工序，并使这些大工序的作业时间接近于节拍或节拍的倍数。

劳动分工越细，小工序的数量就越多，工人的操作内容也就越简单。

工序的分解与合并，这在以手工操作为主的装配流水线上比较容易实现，而在以机器工作为主的流水线上则较难实现，因为后者受机器设备的限制，不能随意分解或合并。

通过对工序的分解与合并，可达到初步的同期化。在此基础上，为进一步提高工序同期化的水平，在关键工序上还可采取以下措施：

①提高设备的机械化、自动化水平，采用高效率的工艺装备，以减少工序作业时间；

②改进操作方法和工作地的布置，以减少辅助作业时间；

③提高工人的操作熟练程度和工作效率，改进劳动组织，如调熟练工人到高负荷工序工作，组织相邻工序协作，或选拔一名或几名工人沿流水线巡回，协助高负荷工序完成任务等；

④建立在制品储备；

⑤对作业时间很长而又不能分解的工序，增设工作地数，组织平行作业。

（三）配备员工

手工操作的流水线，需要配备的员工总数应等于流水线上所有工作地上员工数之和。以设备加工为主的流水线，在计算所需员工时，需要考虑后备员工和员工的看管定额两个方面。

在以手工操作为主的流水线上，需要配备的员工总数等于流水线上所有各个工作地的工人人数之和。每个工作地需要的工人人数可按下式计算：

每个工作地需要的工人数=工作地上同时工作的工人数×工作班次

在以机器工作为主的流水线上，配备工人时要考虑看管定额即工人实行多设备看管和兼作的可能性，以及配备后备工人的必要性。因此，配备工人这项工作常常是同编制流水线工作指示图表结合起来进行的。

（1）手工操作为主的流水线需要的工人人数可按下式计算：

（2）设备加工为主的流水线需要的工人人数可按下式计算：

（四）确定流水线节拍的性质

工序同期化程度高、工艺性好、加工对象稍重、体积稍大，可严格按节拍出产符合精度要求的产品时，一般可采用强制节拍流水线（连续流水线）。反之则采用自由节拍或粗略节拍流水线（间断流水线）。

（五）设计运输工具

流水线上采用的运输方式及工具种类很多，主要取决于加工对象的重量与外形尺寸、流水线的类型和实现节拍的方法。通常在连续流水线上，工序间的传送大多采用传送带，这是一种比较先进的运输装置，它可以在同一时间里把流水线上各工作地完工的制品运送到下一个工作地去加工，可以节省运输人力，缩短运输时间，控制流水线按规定的节拍进行生产。传送带有多种形式，典型的是带式传输装置。此外，还有吊运式传输装置、旋转工作台、重力滑道、专用小车等不同方式。

传送带可分为工作式传送带和分配式传送带两种。工作式传送带一般用于强制节拍连续流水线，分配式传送带一般用于自由节拍间断流水线。选用传送带作为运输工具时，需要对传送带的长度和传送速度进行计算，以适应流水生产的需求。

（1）传送带的长度一般可按下列公式计算：

（2）传送带的速度与移动方式有关，当传送带采用连续方式时：

当传送带采用脉动移动方式时，即每隔一个节拍（或节奏）往前移动一次，每次移动的距离等于传送带上两件制品间的中心距离。

（六）流水线的平面布置

流水线的平面布置应使机器设备、工具、运输装置和工人操作有机地结合起来，合理安排各个工作地，使符合以下三条基本原则：

（1）产品的运输路线最短；

（2）便于工人操作和生产服务部门进行工作；

（3）充分利用车间的生产面积。

流水线平面布置的形状如图2-4所示，一般有直线形、直角形、开口形、山字形、环形、蛇形等。排列工作地时，又有单列式与双列式之分。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。

三、多品种流水线的组织设计

（一）多品种流水线节拍的计算

1、多品种流水线节拍的计算

多品种流水线就是在一条流水线上生产两种或两种以上的产品（零件），多品种流水线的组织设计比较复杂，因为固定生产多种产品，因此流水线节拍的计算不同于单一品种流水线。确定混合流水线的节拍时，要使流水线的计划生产能力能满足计划期生产的全部产品品种和产量的需要。

根据各种产品的投入方式，混合流水线的节拍又有固定与可变之分。

在固定节拍流水线上生产的各种产品，其在各工序的单件作业时间及其之和是相近的或成整倍数关系的。固定节拍可按下列公式计算：

确定可变流水线上各种产品的生产节拍的方法有“代表法”和“比例法”两种。

（1）代表法

从流水线上生产的产品中，选择一种产量大、劳动量大、工艺过程比较复杂的产品作为代表产品，将其他产品按劳动量比例关系换算为代表产品的产量，以此表示流水线总的生产能力，再计算代表产品的生产节拍和其他各种产品的生产节拍。

（2）比例法

将计划期的有效工作时间按各种产品的劳动量比例进行分配，然后再根据各种产品分得的有效工作时间和产量计算生产节拍。

（二）混合流水线的平衡

在混合流水线上，组织工序同期化，就是要使各工作地生产一组产品（零件）的作业时间等于流水线节拍的整倍数。由于各种产品的产量不同，各种产品对流水线上各道工序，有的需要，有的不需要；有的加工时间长，有的加工时间短，因而各工作地的作业时间会因产品品种的变化而有所不同。所以不能像单一品种流水线那样，根据节拍的要求，直接平衡工序的作业时间，而必须逐一计算每道工序在计划期对各种产品进行加工的作业量，然后将工序作业量分配给各个工作地，并使每个工作地完成的工序作业量之和小于计划期预定的作业时间。

1.计算流水线上需要的最少工作地数

流水线生产n个产品品种，在计划期内的总作业量L可用下式表示：

这些作业量必须在计划期预定的作业时间（A）内完成，因此，混合流水线上最少工作地数Nmin为：

2.绘制综合的工序先后顺序图

在混合流水线上生产的产品，虽然结构、工艺相似，但并不完全相同。为组织工序之间的平稳，必须绘制能反映流水线上所有产品的工序先后顺序图。这个图是以每种产品的工序先后顺序图为基础，通过分析比较，找出其相同和不同部分，以相同部分为主体，加上各自独有的工序，综合绘制而成的，如图2-5所示。

3.混合流水线的平衡方法

单一品种流水线的平衡，是按工序同期化的要求，将各工序分配到工作地。混合流水线不能按工序分配，而要按工序的作业量进行分配。所以只要工序的作业量计算出来后，就可以采用与单一品种流水线相同的方法进行分配。某工序计划期的作业量可按下列公式计算：

在进行上述的平衡分配时应满足下列条件：

（1）符合综合的工序先后顺序图的要求。

（2）每个工作地分配到的工序作业量之和不能大于计划期预定的作业时间。

（3）各工作地生产一组产品的作业时间应等于流水线的节拍或节拍的整倍数。

（4）应使流水线上工作地的数目最少。

（三）确定混合流水线的投产顺序

在固定节拍的混合流水线上，各工作地担负的各种产品，其加工的作业时间一般是不相等的，有多有少，如果连续地投入一种相同的产品，就会使担负这种产品作业时间较多的工作地，工作非常紧张，有可能在固定的节拍内完不成任务；而使担负这种产品作业时间较少的工作地负荷不足。为解决生产中这种忙闲不均的矛盾，充分利用现有的生产能力，更好地满足市场的多种需求，合理地确定投产顺序是一个非常重要的问题。

确定投产顺序可采用生产比例数法。

这种方法主要是考虑产量，并不把作业时间全部考虑在内。产品在流水线上流送的顺序称之为连锁。如果连锁是按某特定的周期反复进行的，则每一周期的连锁称为一个循环流程。

“八理”是什么？

流水线标准工作指示图表也叫标准计划，是把产品在各个工作地上加工的次序、期限和数量等全部制成标准，并固定下来，以作为制订生产作业计划和派工的依据。

1.连续流水线标准工作指示图表

连续流水线标准工作指示图表见表2-6。

2、间断流水线的标准工作指示图表

间断流水线标准工作指示图表如图2-7所示。

3、间断流水线标准工作指示图表编制步骤

（1）确定看管期及看管期产量

看管期指工人在所看管的设备上巡回操作一遍的时间。看管期产量可用下列公式计算：

（2）计算各工序所需设备数（工作地数）。

（3）确定各工序在看管期内的工作连续时间

第i道工序连续工作时间：

天行健咨询16年来专注提供精益生产管理、精益设计、六西格玛、精益六西格玛、六西格玛设计（DFSS）、TRIZ研发管理等公开课培训、企业内训、项目辅导咨询服务！