第8章大量流水生产的组织和控制27(1).docx

第8章 大量流水生产的组织和控制

亨利·福特创立的流水生产线，揭开了现代化流水生产的序幕，引起了制造业的根本变革。
应用流水生产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；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，降低生产线本；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。

8.1 流水生产的特征和分类
在大量生产的情况下，流水生产线由于能将高度的对象专业化的生产组织和劳动对象的平行移动方式有机地结合起来，是一种较好的被广泛采用的生产组织形式。
现代流水生产方式起源于福特制。亨利·福特(Henry Ford)是美国福特汽车公司的创始人，他于20世纪20年代创立了汽车工业的流水生产线，由此揭开了现代化
流水生产的序幕，引起了制造业的一个根本变革。
8.1.1 流水生产的基本特征
流水生产是指劳动对象按照一定的工艺路线，顺序地通过各个工作地，并按照一定的生产速度(节拍)完成工艺作业的连续重复生产的一种生产组织形式。流水生产的基本特征如下：
（1）工作地专业化程度高，在流水线上固定地生产一种或几种制品，而在每个工作地上固定完成一道或几道工序。
（2）生产具有明显的节奏性，即按照节拍进行生产。所谓节拍，是指流水线上出产相邻两件制品的时间间隔。
（3）各道工序的工作地(设备)数量与各该工序单件工时的比值相一致。即，如设流水线上各道工序的工作地(设备)数分别为s1，s2，…，si，…，sm；各工序的工时定额为t1，t2，…，ti，…，tm；流水线生产节拍为r，则：

上述公式所表明的关系，是保证生产过程的比例性和平行性的要求所决定的。
（4）工艺过程是封闭的，并且工作地(设备)按工艺顺序排列成链索形式，劳动对象在工序间作单向移动。
（5）劳动对象如同流水般地从一个工序转到下一个工序，消除或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，生产过程具有高度的连续性。
将一定的设备、工具、传送装置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(设备)是按工艺过程顺序排列，但未满足或未完全满足上述特征要求的，就只能称之为作业线或生产线，而不能称为流水线。利用和发挥流水线的优点仍然是改善生产线的努力方向。
在流水生产条件下，生产过程的连续性、平行性、比例性、节奏性都很高，所以它具有可以提高工作地专业化水平、提高劳动生产率、增加产量、降低产品成本、提高生产的自动化水平等一系列优越性。但是反过来也有一些不利的地方。例如：由于设备高度专用化，对产品的变化缺乏适应力；一旦在某处发生设备故障，就有可能导致全线停车，带来较大的损失；生产率的调整幅度不可能很大，等等。
8.1.2 流水线的分类
1. 按生产对象的移动方式
按生产对象的移动方式，可分为产品固定不动的流水线和产品移动的流水线。前者，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。后者，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
按流水线上生产对象的数目，可分为单一品种流水线和多品种流水线。单一品种流水线只生产一种产品(或零件)，品种是单一的，固定不变的，属于大量生产类型。多品种流水线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、工艺上是近似的。
3. 按对象的轮换方式
按对象的轮换方式，可分为不变流水线、可变流水线和混合流水线。不变流水线是固定地只生产一种产品(零件)，工作地是完全专业化的。这种流水线适用于大量生产某种产品的条件下，所以称大量流水线。可变流水线是固定成批地轮番生产几种产品。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，然后开始另一种产品的生产，依次把所有的产品品种都完成一遍以后，又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，又称成批流水线。混合流水线(又称混流生产)不是成批地轮番生产，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。所以又称之为成组流水线。
4. 按生产过程的连续程度
按生产过程的连续程度，可分为连续流水线和间断流水线。在连续流水线上，加工对象从投入到出产连续地从一道工序转入下一道工序不断地进行加工，中间没有停放等待时间，生产过程是完全连续的。它一般适用于大量生产，是一种完善的流水线形式。在间断流水线上，由于各道工序的劳动量不等或不成倍比关系，生产能力不平衡，加工对象在各工序之间会出现停放等待等中断时间，生产过程是不完全连续的。
5. 按流水线节拍的方法
按流水线节拍的方法，可分为强制节拍流水线和自由节拍流水线。前者是利用专门的装置来强制实现规定的节拍，工人必须在规定的时间内完成自己的工作。如有延误或违反技术规程，即会影响下道工序的生产。后者是由操作者自行保持节拍，要求各工序必须按节拍进行生产，但每件制品的加工时间，则由工人自己掌握，一般在各工作地上都设有保险在制品以调节生产的节奏。
6. 按产品的运输方式
按产品的运输方式，可分为无专用运输设备的流水线和有专用运输设备的流水线。前者由流水线上的操作工人直接用手将自己加工完毕的制品传送给下道工序，或者由辅助工利用普通的运输器具将制品传送给下道工序。后者采用专门的运输设备，如重力滑道、专用小车、悬挂装置等，比较先进的是采用传送带。传送带又可分为分配式和工作式两种。分配式传送带是将需要加工的制品运送到设在传送带一侧或两侧的各个工作地上，工人从传送带上取下制品，在工作地上进行加工，加工完毕后又把制品放到传送带上，由传送带将制品运送到下一个工作地去继续加工。工作式传送带并不把制品从传送带上取下来，而是工人按规定的地段站在传送带的旁边，当制品运来时，工人就在传送带上进行加工。这样传送带既是运输装置，又是很多个连续的工作地。
7. 按流水线的机械化程度
按流水线的机械化程度,可分为手工流水线、机械化流水线和自动化流水线。
流水线的分类如图8.1所示。

图8.1 流水线的分类
8.1.3 流水生产方式的优缺点
1. 流水生产方式的主要优点
流水生产方式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，所以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，降低生产线本，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。
2. 流水生产方式的主要缺点
流水生产方式的主要缺点是不够灵活，不能及时地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多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
3. 组织流水生产必须具备以下条件
（1） 产品品种稳定，而且是市场上长期大量需要的产品。
（2） 产品结构比较先进，设计基本定型，产品是标准化的；并具有良好的结构工艺性。所谓结构工艺性是指产品的结构便于工艺制造，有利于采用经济、有效的工艺加工方法。
（3） 原材料、协作件必须是标准的、规格化的，并能按时供应。
（4） 机器设备必须经常处于完好状态，严格执行计划预修制度。
（5） 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。
具备了上述条件，并通过技术经济的论证或可行性研究，作出决策，决定采用流水生产方式后，就可以进行流水线的具体组织设计。
新观点
20世纪80年代早期，全球最大的快餐连锁店麦当劳就开始与中国大陆官方谈判，希望金色拱门可以进入这个世界最大的消费市场。1990年，麦当劳在深圳开了其在中国的第一家餐厅，之后，麦当劳在中国一直保持稳定和高速的发展，截至2001年6月底，已在中国建立了368家连锁店，2002年11月中国的麦当劳餐厅已达500多家，比2001年同期增加近百家。在亚太地区，麦当劳在中国的连锁店数量仅次于日本和澳大利亚。在中国饭店协会2002年8月公布的快餐百强中，麦当劳分布于中国各地的21家餐厅入选百强，营业额达到34.08亿元，北京麦当劳更是坐上了中国快餐业的头把交椅。
麦当劳成功的秘诀之一在于：不断推进生产速度，同时又不牺牲产品的一致性，使“吃”的味觉成为可以预测的体验。为此，麦当劳建立了完整的生产和服务体系，把一切过程标准化，从而保证无论何时、何地、何人，只要进入金色拱门，就知道可以期待的具体而确切的色、香、味以至笑容是什么。
从三明治装配线到汉堡大学先进的管理培训，麦当劳通过把一切过程标准化，并由此建立了一个体系。一本研究美国标准化工作的书《快餐，快谈》对麦当劳的经营程序做了很好的概括。作者罗宾·雷德纳(Robin Leidner)用“绝对标准化的典范”来形容麦当劳的特征。事实上，麦当劳一直有一本600页的《操作和训练手册》指导生产(在中国只有店堂经理才有资格阅读它，并且在离开店面前按规定将其锁入指定地点)。没有例外发生：照片布局说明汤汁应该放在小面包的什么地方，每片泡菜的厚度有特别规定。麦当劳店里的所有设备都必须从许可商那里购买，从里到外的建筑设计都有严格的管理。
正如麦当劳的新加坡总经理罗伯特·夸恩(Robert Kwan)提出的那样：“麦当劳出售的是体系，而不是产品。”它的目的是创立一套标准化的内容，使在新加坡、西班牙、南非尝到的味道一样。麦当劳体系的核心特点是，把工作转移到一系列任务中去，这些任务可以由经最少训练的普通工人来完成。麦当劳店里没有厨师，遵照亨利·福特推广的运营模式，汉堡和薯条在流水线上生产。
资料来源：季建华.运营管理.上海交通大学出版社，2004年1月

8.2 单一品种流水线的设计
8.2.1 流水线设计的内容
流水线的设计包括技术设计和组织设计。技术设计是流水线“硬件”方面的设计，包括工艺路线、工艺规程的制定；专用设备的设计；设备改装设计；运输传送装置的设计；专用工卡具的设计等等。组织设计是流水线“软件”方面的设计，包括流水线的节拍和生产速度的确定；设备需要量及负荷的计算；工序同期化设计；工人配备；生产对象运输传送方式设计；流水线平面布置等等。本节主要研究单一品种流水线的组织设计。
8.2.2 组织设计的步骤及方法
单一品种流水线的组织设计，一般可以分七个步骤：
1. 计算流水线的节拍
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：

式中： 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)。
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。
［例1］某厂生产计划中规定变速齿轮的日产量为56件，每日工作8小时，时间利用系数为0.95，废品率为2%，试求该齿轮的平均节拍。
解：(分/件)
=8(分/件)
当流水线上加工的零件小，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。
rg=QN·r
式中：rg——流水线的节奏；
QN——运输批量。
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、制作重量大、价格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。表8.1所列举的运输批量可供计算参考。
表8.1 流水线运输批量的参考值
制品在一道工序
上平均加工劳动量（分）
单 件 重 量 （kg）
0.1
0.2
0.5
1.0
2.0
5.0
≥10
运 输 批 量 值
＜1.0
1.0～2.0
2.0～5.0
5.0～10
100
50
20
10
50
20
20
10
20
20
10
5
10
10
5
2
5
5
2
2
2
2
2
1
1
1
1
1
2. 确定各工序所需的各工作地(设备)数，计算设备负荷系数
为了使制品在流水线各工序间平行移动，每道工序的工作地数目应当是工序时间和流水线节拍之比，即：

式中：Si——流水线第i道工序所需工作地(设备)数(台)；
ti——流水线第i道工序的单件时间定额(分/件)。
工序单件时间定额内应包括工人把加工对象从传送带上取走和放上的时间。
计算出来的设备数若为整数，就可以确定它是该工序的设备数。若不是整数，则采用的设备数Sei应取接近于计算数的整数，一般Sei≥Si。在这种情况下，该工序在加工每件制品之后发生间断，其数值为：

式中：tei——第i道工序加工每件制品之后的间断时间。
由于计算出的设备数往往不是整数，而采用的设备数只能是整数，所以设备负荷必然出现不足的情况。反映此情况的指标称为设备负荷系数(Ki)，其计算公式如下：

工序数为m的流水线的总设备负荷系数(Ka)等于：

式中m——流水线上工序数。
设备负荷系数决定了流水线作业的连续程度。一般根据它来决定流水线是连续的还是间断的。当Ka值小于0.75时，宜组织间断流水线。假如大多数工序的时间定额超过流水线的出产节拍，可考虑采用两条或三条加工同一对象的流水线，这样比只采用一条流水线而每道工序的工作地数目很多，便于组织管理。在这种情况下，对每条流水线来讲，出产节拍相应地增大。
3. 组织工序同期化，流水线的平衡问题
所谓工序同期化，就是根据流水线节拍的要求，采取各种技术的、组织的措施来调整各工作地的单件作业时间，使它们等于节拍或节拍的倍数。工序同期化是组织连续流水线的必要条件，也是提高劳动生产率，使设备充分负荷和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工序(或称作业元素)，然后将有关的小工序组合成为大工序，并使这些大工序的单件作业时间接近于节拍或节拍的倍数。劳动分工越细，工人操作的内容越简单，小工序的数量就越多。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，减少工序的作业时间。
（2）改进操作方法和工作地的布置，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，或选拨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。
［例2］下面以单一品种的装配流水线为例，说明组织工序同期化的具体方法。假设该流水线的节拍为8分钟，由13道小工序组成，单位产品的总装配时间为44分钟，各工序之间的装配顺序和每道工序的单件作业时间如图8.2所示。为合理地利用人力，组织工序同期化，求得流水线平衡。

图8.2 装配顺序图
注意：圆圈中的数字表示工序号；圆圈上方
的数字表示该工序的单件作业时间；箭头的连续表示装配的先后关系。
解： （1）计算流水线上需要的最少工作地数。该流水线上有13道装配工序，如果设13个工作地，每个工作地只完成一道工序，即第3道工序装配一台产品需用8分钟，而第11道工序仅需1分钟，忙闲不均，组织不起连续的流水生产。究竟应该设多少个工作地呢?从理论上说，装配一台产品总的作业时间是44分钟，每个工作地最多只能完成8分钟的装配作业任务，因节拍规定是8分钟。所以，流水线上需要的最少工作地数为：

式中：Smin——最少工作地数；
T——单位产品总装配时间；
r——流水线节拍；
［］——表示大于或等于的最小整数。
将例中数字代入

该流水线上最少需设置6个工作地。
（2） 组织工作地。按同期化的要求，将各工序分配到工作地。所谓同期化的要求，是指向每一个工作地分配工序时必须满足下列条件：
① 保证各工序之间的先后顺序关系。
② 每个工作地分配到的工序作业时间之和不能大于节拍。
③ 各工作地的单件作业时间应尽量相等和接近节拍。
④ 应使工作地的数目最少。
（3）流水线的平衡方法。通常采用列举—消去法。这种方法的特点是，从第一道工序开始，根据工序先后顺序的要求，将能和第一道工序组合在一起的、作业时间之和等于或接近于节拍的工序编为一组，分配给一个工作地。在列举各种编组方案时，消去明显不合理的编组，如各工序作业时间之和超过节拍或远小于节拍，违反工序之间的先后顺序等。如发现有作业时间相同的多个编组时，则可保留一个，消去其余的。在列出第一个工作地的编组方案基础，按上述列举—消去法的步骤进行第二个工作地的编组。如此反复进行直至把所有的工序都分配完为止。
应用列举—消去法，该装配流水线平衡的结果见表8.2。
表8.2 装配流水线的平衡表
工作地顺序号
工序号
工序单件作业时间
工作地单件作业时
工作地空闲时间
1
1
2
2
5
7
8-7=1
2
3
8
8
8-8=0
3
4
5
8
2
2
4
8
8-8=0
4
10
7
7
8-7=1
5
6
7
9
3
2
3
8
8-8=0
6
11
12
13
1
2
3
6
8-6=2
流水线的平衡方法从理论上讲可以求得最优解，但由于工序数目的稍稍增加会使编组数量急剧增加，因此一般能求得近似最优解也就可以了。
4. 计算流水线的负荷系数
流水线的负荷系数越大，表明流水线的生产效率越高。一般机器工作流水线的负荷系数不应低于0.75，以手工为主的装配流水线的负荷系数应在0.85-0.9以上。流水线负荷系数可按下列公式计算：

式中：Ka——流水线负荷系数；
T——单位产品总装配时间；
r——流水线节拍；
S——流水线平衡后实际采用的工作地数。
将例中数字代入

分配到工作地的各工序单件作业时间之和，即工作地的单件作业时间与流水线节拍之差，就是工作地的空闲时间。如1号工作地完成一台产品的装配任务需7分钟，而节拍规定为8分钟，所以，该工作地每装配一台产品就有1分钟的空闲时间。各工作地的空闲时间总和就是整个流水线由于工序不平衡而造成的损失时间。流水线的时间损失和时间损失系数可按下列公式计算：
B=S·r—T

式中：B——流水线的空闲时间；
D——流水线时间损失系数；
Ka——流水线负荷系数。
将例中数字代入
B=6×8-44=4分

=1-0.9167
=0.0833
5. 配备工人
在以手工操作为主的流水线上，需要配备的工人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。
6. 设计运输工具
流水线上采用的运输工具种类很多，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。通常的连续流水线上，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，典型的是带式运输装置。此外，还有吊运式运输装置、旋转工作台、重力滑道、专用小车等不同方式。传送带的长度一般可按下列公式计算：
传送带长度=2×流水线上各工作地长度之和+技术上需要的长度
工作地长度包括工作地本身的长度和相邻两个工作地之间的距离。传送带的速度与移动方式有关，当传送带采用连续移动方式时，

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。
7. 进行流水线的平面布置
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,使产品的运输路线最短，便于工人操作和生产服务部门进行工作,充分利用车间的生产面积。流水线平面布置的形状，一般有直线形图(8.3a)，直角形(图8.3b)，开口形(图8.3c)，山字形(图8.3d)，环形(图8.3e)，蛇形(图8.3f)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的一侧,双列式是将工作地布置在传送带的两侧。

图8.3 流水线布置形状示意图
8.3 多品种流水线的设计
根据各种产品的结构与工艺相似程度、以及流水生产组织的具体方法的不同，多品种流水线可以分为可变流水线和混合流水线。
8.3.1 可变流水线的组织设计
1. 可变流水线的特征
（1）流水线上加工的产品对象有若干种，各加工对象在结构和工艺上是相似的。
（2）每种加工对象是成批轮番地在流水线上进行生产。
（3）流水线上每更换一次品种，全线要重新调整一次设备。在加工具体某一批产品时，流水线的状况与单一对象流水线相同。
（4）每种加工对象在流水线所有工序上的负荷比大致相等。
2. 可变流水线组织设计步骤
（1）确定流水线的节拍
在可变流水线上，每种制品都按自己的节拍进行生产，在同一条流水线上出产各种制品的节拍是可以不相等的，这使得确定可变流水线的节拍变得复杂一些。一般有两种方法：
① 代表制品法。它是将各种制品的产量按劳动量的比例关系折合成某一种代表制品的产量，然后以此来确定节拍。
首先应选定代表产品，假定为A，然后将其它产品的产量按劳动量的比例关系换算成代表产品的产量，则计划期流水线加工代表产品的总产量N的计算公式为：
N=NA+NB·ε1+Nc·ε2
式中：

各产品的节拍rA、rB、rC的计算公式则为：

rB=rA·ε1
rC= rA·ε2
式中：Nj为j产品的计划期产量；
Tj为j产品的单件时间定额；
F为流水线在计划期的有效工作时间。
举例说明如下：
［例3］设可变流水线上生产A、B、C三种产品，其计划月产量分别为2000、1875、1857件，每种产品在流水线上各工序单件作业时间之和分别为40、32、28分，流水线按两班制工作，每月有效工作时间为24000分，现选择A为代表产品，则
N（计划期代表产品的产量）=
=2000+1500+1300=4800（件）
rA（代表产品A的节拍）=24000/4800= 5（分/件）
rB（产品B的节拍）==5×0.8= 4（分/件）
rC（产品C的节拍）==5×0.7= 3.5（分/件）
② 加工劳动量比重法。按各种产品在流水线上加工总劳动量中所占的比重分配有效工作时间，然后据以计算各种产品的节拍。
设A、B、C三种产品的加工劳动量在总劳动量中所占比重分别为αA、αB、αC则：

三种产品的节拍计算公式为：

如上例中A、B、C三种产品的加工劳动量在总劳动量中所占的比重分别为：
αA（A产品劳动量占总劳动量的%）

αB（B产品劳动量占总劳动量的%）

αC（C产品劳动量占总劳动量的%）

根据各种产品的劳动量比例，分配计划期的有效工作时间，并计算节拍。
rA（产品A的节拍）=
rB（产品B的节拍）=
rC（产品C的节拍）=
（2）各工序设备数量及设备负荷系数的确定
先分别按不同的加工对象计算各工序的设备需要量。计算时利用公式Si=ti/r，则A产品在流水线第i道工序上的设备需要量SAi为：

依此类推，可计算出其它产品在流水线各道工序的设备需要量，然后将各种产品在各道工序上的设备需要量列成表进行对比分析。一般要求各种产品在某一道工序上的计算设备需要数相等或近于相等，即：
SA1=SB1=SC1
SA2=SB2=SC2
…
…
SAm=SBm=SCm
只有这样，才能使流水线的设备和工人满负荷工作，便于组织管理。
各工序的设备数量确定以后，就可以计算各工序和整个流水线的设备负荷系数。各工序的设备负荷系数计算公式如下：

式中：Ki——第i道工序的设备负荷系数；
tji——第j种产品在第i道工序的单件工时定额(分/件)；
Sci——第i道工序的设备数；
q——零件种数。
整个流水线的设备负荷系数计算公式为

式中：Ka——流水线的设备负荷系数；
Sc——流水线采用的设备总数。
（3）设备数量确定后，就可以计算和配备工人，确定流水线节拍的性质，选择运输工具和运输方式，进行流水线平面布置。此外，对于可变流水线来说，为了使每批产品在各工序上加工时间成比例，不影响其连续性，还应对各种产品在工序上的设备负荷比进行检查。所谓产品在各工序上的设备负荷比，是指每种产品在各工序的设备总负荷中所占的比重。如用式子来表示，则在可变流水线上加工的第j种产品在第i道工序的设备负荷比Kji为：

只有产品在所有工序上设备负荷比都相等或近似相等，才能保证各种产品的加工在流水线的各道工序上在大致相同的时间间隔内进行。因为每种产品是按此负荷比分配计划期的工作时间，如果这个比值在各个工序上不同，就意味着不同工序在计划期内所分配的工作时间不一样，势必造成各种产品在工序生产时间上出现矛盾，给生产管理工作带来一定困难。在这种情况下，就采取措施，使工序同期化。
（4）应根据以上的设计计算结果编制可变流水线的标准计划图表。这里与单一对象流水线不同的是，由于各种加工对象在计划期内是成批轮番生产的，所以有一个划分批次，确定批量的问题。在划分批次或确定批量时,要注意既要使设备重新调整时间不致太多和便于组织生产,又要有利于减少在制品储备量和节约流动资金。
8.3.2 混合流水线的组织设计
混合流水线的特点是生产的品种要均匀混合流送，组织相间性的投产，从而减少了流水线上生产能力的浪费和在制品的占用量。在这种流水线上，产品的品种虽然不同，但它们在结构上必须是相似的，工艺、尺寸也必须是相近的，区别很大的产品是无法组织混流生产的。
多品种混合流水线设计组织步骤如下：
1. 确定混合流水线的节拍

式中：F——计划期有效工作时间；
Ni——第i种产品计划期产量；
n——品种数。
［例4］某混合流水线上有A、B、C三种产品，平均日产量分别为40台、10台、30台，一个工作日一班，不考虑停工时间，求该混合流水线的节拍?
解： （分/台）
2. 编制混合流水线上每种制品作业顺序图
在对各种产品的结构和工艺分析的基础上，把每一个产品的工艺过程分解成若干个小作业元素(或工步)，并制订出每一作业元素的标准作业时间。然后用作业元素按产品工艺过程的先后顺序，编制出每个产品的作业顺序图(图8.4)。

图8.4 产品作业顺序图
如果将工艺过程分解成K个作业元素，则该制品的总作业时间为：

式中：i——混合流水线上的品种序号；
t作——作业元素的作业时间。
［例5］某混合流水线上生产A、B、C三种产品，其作业顺序图如图8—4，试求混合流水线上各产品的总作业时间?
解：根据公式3—1得：
TA==4+3+3+4+1+5+5+3+4+5=37(分)
TB==4+4+3+4+1+4+3+3+4+5=35(分)
TC==4+5+3+4+1+2+2+3+4+3+4+5=40(分)
3. 计算混合流水线最小工作地数(工序数)
混合流水线的最小工作地(工序数)是指在计划期内为了完成各个品种的产品产量所需要的总作业量，所必须占用混合流水线内的最低限度的工作地数。
现假设计划期内混合流水线完成n个品种全部产品产量所需要的总作业量为L，则：

为完成总作业量L所需要的最小工作地数：

上式是假定一个工作地完成一道工序的情况下得出的。仍根据例4和例5中的数据，其混合流水线的最小工作地数为：

4. 编制混合流水线上各种产品的综合作业顺序图
混合流水线与可变流水线的运动状态不同。在混合流水线上各种产品是交织在一起共同运动的，在每一时刻的各个工作地上，既有装配A产品的工作地，又有装配B产品的工作地，也有装配C产品的工作地。为了能明确地反映这种状态，需要将流水线上各个品种的作业顺序图加以汇总，成为一个综合作业顺序图，并根据它来组织混合流水线各工作地的作业。
图8.5就是将例5中A、B、C三种产品的顺序图合成的综合作业顺序图。

图8.5 产品A、B、C的综合作业图
5. 计算综合作业顺序图中各作业元素在计划期内所分担的作业量
有了各种产品的综合作业顺序图，就可以进行工序同期化的工作。对于混合流水线来说，工序同期化就是把各作业元素合并成工序。它的特点是以计划期为时间单位平衡各道工序所应完成的作业量，而不是以流水线的节拍为单位来平衡。工序同期化实际上是在流水线各道工序生产能力平衡基础上进行的，通过生产能力的平衡，既要达到线内各道工序时间与节拍保持一致，又要使各工序的负荷尽量高，以至达到最少的工作地数。在单一品种或可变流水线中，由于在每个节拍内，各道工序都完成相同数量的制品，所以按节拍来平衡各道工序的能力就可以实现工序同期化。而在混合流水线中，由于节拍是各种产品的平均节拍，各产品在各道工序上实际的工作节拍不等，这就导致每个节拍内各道工序所完成的品种和产量是不同的。 所以，就不能用混合流水线的节拍来平衡流水线各道工序的生产能力。实践表明，在一个计划期内(一个工作日或更长时间)，流水线各道工序所完成的品种产量是能达到一致的，可以按一个计划期来平衡工序能力。
在进行混合流水线工序同期化工作之前，要将综合作业顺序图中各作业元素标准作业时间换算成各作业元素为完成计划期内各产品产量所需的作业量，并用作业元素计划期的作业量来平衡线内各工序的能力。
对于品种i的作业元素k，在计划期内应完成的作业量为τi，
则：
τi=Ni·δi·t作
式中：
Ni——品种i的计划期产量；
δi——品种选择记号，作业元素k为品种i的元素时取δi=1，否则取δi=0。
6. 编排产品投入顺序
工序同期化以后，就可以编排产品的投入顺序。由于此时混合流水线各道工序的生产能力已基本处于平衡，这就为投产顺序的编排做好了准备。表8.3是例5经过工序同期化以后，计算的每一个工作日各工序所完成的劳动量。
表8.3 各工序每个工作日完成的劳动量
工序
工位
劳动量计算过程
完成劳动量（分）
1
1
7×40+8×10+4×30
480
2
2
3×40+3×10+10×30
450
3
3
5×40+5×10+7×30
460
3
5×40+7×10+4×30
390
4
4
8×40+3×10+3×30
440
5
5
4×40+4×10+7×30
410
6
6
5×40+5×10+5×30
400
从表8.3可知，这条混合流水线上每一个工作日出产都是A产品40台，B产品10台，C产品30台，共80台；每日各工序的劳动量都小于或等于每日有效工作时间480分钟，这为均衡生产、编排产品投入顺序创造了条件。
投产顺序的编排方法通常有三种，即生产比倒数法、逻辑顺序法和启发式编排顺序法。现介绍前两种方法如下：
（1）生产比倒数法
产品在混合流水线上的流送顺序是有规律的，通常几种产品的产量是由几个循环来完成。每一循环中的产品投入顺序称为一个连锁，而投入顺序就是指一个连锁中产品投入生产的先后顺序。生产比倒数法是以考虑产量大小为出发点来进行的，其步骤如下：
① 计算各种产品的生产比例。例6中A、B、C三种产品的生产比例为：X∶X∶X=4∶1∶3
则连锁产量之和为=XA+XB+XC=4+1+3=8。说明一个循环产量为8台，其中包括4台A产品，1台B产品，3台C产品。
② 计算生产比倒数。设各种产品生产比倒数为m，则：

③ 品种的选定。在所有投入品种中选出生产比倒数最小的，作为第一投入品种；如果有几个产品生产比倒数都等于最小值，则选最后出现最小值的产品，以防某一种产品的连续投入。（在表8.4数字右上角的星号表示该数字是此行中所有的数值的最小值）
④ 更新m值。在已经选定产品的生产比倒数上，再加上一个该产品的生产比倒数。
⑤ 选定产品。在更新值的基础上，按上述方法选择出第二次投入的产品。如此继续下去，直到将一个连锁的产品全部安排完毕。整个计算过程如表8.4。
表8.4 生产比倒数法计算过程
计算过