案例一自动变速箱换挡机构2PPT课件.ppt

5.计算工人人数 为流水线配备工人时，要保证各工作地都能正常工作，还要考虑缺勤率（病、事假等），为流水线准备一部分后备工人。(1)以手工操作为主的生产线 Pi=Sei g Wi 其中：Pi 第i道工序的工人人数 g 每日工作班次 Wi 第i道工序每一工作地同时工作人数（人/台班）(2)以设备加工为主的生产线流水线工人总数=工序设备数工序设备数(台台)工人平均设备看管定额工人平均设备看管定额(台台/人人)(1+1+后备工人百分比后备工人百分比)班次班次1一个杂货店每小时平均有25个顾客光顾，则商店的节拍为60/25=2.4min假设一名店员服务一名顾客的平均时间为4min，最少4/2.4=1.7最少需要2名店员。26、设计运输工具(1)强制节拍流水线，由于连续程度较高，一般采用传送带等机械化的运输装置，有连续式或间歇式传送带。3传送带参数确定 分区单位长度或跨步：连续流水线的传送带上两相邻制品中心之间的距离（L0）。工作地长度：一般情况下，工作地长度 Li=L0(ti/R)传送带速度：传送带速度=相邻两工作地中心距/节拍（节奏）V=L0/R 传送带工作部分的总长度：L=Li+Lg (Lg是后备长度）(2)自由节拍流水线采用分配式传送带、滚道、滑道等运输工具装置。(3)粗略节拍流水线或间断流水线，由于连续程度低，节拍由工人自己保证。不要求运输装置保持严格速度，常用滚道、重力滑道、手推车、叉车、吊车等运输工具。4某流水线设计日产量为800件，工作时间为8h制，其中57 典型布置形式可按设施类别分为生产设施和服务设施两大类，再来细分布置形式。生产设施的三种基本的布置形式：固定式布置产品原则布置工艺原则布置 混合布置：成组原则服务设施的三种基本的布置形式：零售店布置办公室布置仓库布置6（1）、固定式布置固定式布置(Fixed-Position Layout)也称项目布置，它主要是工程项目和大型产品生产所采用的一种布置形式。它的加工对象位置，生产工人和设备都随加工产品所在的某一位置而转移。之所以要固定，是因为加工对象大而重，不易移动。如工程建设、飞机厂、造船厂、重型机器厂等。78固定式布置问题还没有很好解决，问题有三：场地空间有限；不同的工作时期，物料和人员需求不一样，这给生产组织和管理带来较大困难；物料需求量是动态的。因此一般不采用固定式布置，即使采用，也尽量将大的加工对象先期分割，零部件标准化，尽可能分散在其他位置和车间批量生产，以降低生产组织管理难度。如工程建设的预制件生产和大型机器设备的部件生产。9固定式布置是人类最早的生产布置形式，用于农业种植、房屋建造、道路建设和采掘开矿等方面。随着技术的进步和工业化生产，便有了产品原则布置和工艺原则布置。10（2）、产品原则布置产品原则布置(Product Layout)，又称流水线布置（Assembly Line Layout）或对象原则布置。当生产产品品种少批量大时，应当按照产品的加工工艺过程顺序来配置设备，形成流水生产线或装配线布置。Ford首创流水线生产，受屠夫启发。1112产品原则布置的基础是标准化及作业分工。整个产品被分解成一系列标准化的作业，由专门的人力及加工设备来完成。以汽车装配线为例，对于一条装配线而言，其车型基本不变或变化不大，整个装配顺序固定不变，这样，通过作业分工将汽车装配分解为若干标准化的装配作业，各个工作站配备有专用的装配设备来完成固定的装配作业，不同工作站间的运输采用专用的、路径固定的运送设备。在服务系统中，服务对象的个性千差万别，流水线布置的应用相对较少。但可以分解为一系列标准作业的服务也可以采用这种布置方式，如自助餐厅服务线及汽车的自动清洗服务等。13产品原则布置的优缺点优点：产品产出率高，单位产品成本低，专用设备投资也因产量大而摊薄；每一产品都按自己的工艺流程布置设备，因此加工件经过的路程最直接、最短，无用的停滞时间也最少；由于操作人员只做一种产品的一个工序，效率高且所需培训少；生产管理和采购、库存控制等工作也因变化少而相对简单。14缺点：主要在于但它要求较多的设备，而设备的利用率相对较低；对产品种类及产量变化、设备故障等情况的响应较差；线上工作重复单调乏味，缺乏提升机会，可能会导致工人的心理问题或职业伤害；为了避免停产，设备备用件的库存可能比较大。15流水线的平面布置流水线的平面布置应保证运输距离最短，工人操作方便，充分利用生产面积，保证流水线与其他单位的衔接配合。a.流水线布置的形状，一般有直线形、直角形、形、形、形和其他不规则形状等。直线形直角形S形O形U形山字形165种基本的流动模式直线形是最简单的流动模式，它将入口和出口分开。L形适用于设施或建筑物不允许直线流动的情形。U形最大的好处是收发口在同一位置，有利于物料搬运，人员、搬运设备和站台都可以只建一个，形成既不占很大空间又具有高速度的生产线。它能减少工人数量，还是一种有利于JIT布置的物流模式，工人位于U形的中心，因而可以互相看到彼此的进展且易于合作。环形流动模式常见于由物料搬运机器人服务的制造单元中，S形则常用于长的流水装配线布置，如汽车装配线。1718b.流水线内工作地的排列单列式：是将工作地布置在传送带的一侧 工序、工作地少双列式：是将工作地布置在传送带的两侧。工序、工作地数目多，车间面积小19c.流水线的衔接 应根据加工、部件装配及总装配所要求的顺序进行安排，整个布置符合产品的总流向，以缩短运输路线，减少运输工作量。20（3）、工艺原则布置工艺原则布置（Process Layout），又称功能布置（Functional Layout）。将功能相同或相似的一组设施排布在一起。如在机械加工车间中，数台车床被排列在一起组成车床组，钻床排列在一起组成钻床组，铣床组成铣床组、磨床组成磨床组，因此，工艺原则布置在机加工车间中还被称作机群式布置。加工工艺需要这些设备的工件按工艺路线成批进入这些班组。不同的产品需要不同的工艺路线。为了适应多种加工对象及工艺路线，需要采用可变运输路线的物料搬运设备，如叉车、手推车等。2122工艺原则布置的优缺点工艺原则布置方式具有较高的柔性，无论是对产品品种、数量的变化，还是对于加工设备的故障响应，由于批量加工及闲置设备的存在，个别设备的故障或人员的缺勤不会对生产系统造成大的影响；但是，这种布置方式存在机器及工人的利用率较低、在制品的数量较高的缺点。同时，由于采用通用搬运设备，其运输效率低下，单位运输费用较高，单位产品的成本较高，整个生产时间必然较长，且整个车间的物流比较混乱；另外，这种生产模式对操作人员的技术水平要求较高，组织和管理工作也较困难。23工艺原则布置在服务业中也很常见，此时称为过程原则布置。例如综合医院的布置一般是将功能相似的检查设备，如牙齿的X射线检查仪、内脏的X射线检查仪等及相应的医护人员组成放射科，或将服务功能相似的医生，如外科医生、精神科医生等分别组成外科、精神科。此外，汽车修理间、航空公司和公共图书馆都属于这一类。24（4）组合布置上述三种基本布置形式是理想的模型，实际布置设计常有几种形式的组合。例如一些机械工厂从大面上看是工艺原则布置，但不排除部分车间采用产品原则布置。医院总的来说也是工艺（过程）原则布置但手术室等则为固定式布置。工艺原则布置和产品原则布置代表了小批量生产到连续大模型生产的两个极端。制造商在工艺原则布置的基础之上，向产品原则布置靠拢。这样，系统既灵活又有效，单位生产成本低。单元制造、成组技术和柔性制造单元就代表了这种方向。25成组生产单元成组生产单元(work cell)是为一个或几个工艺过程相似的零件族组织成组生产而建立的生产单位。在成组生产单元里配备了成套的生产设备和工艺装备以及相关工种的工人，以便能在单元里封闭地完成这些零件的全部工艺过程。成组生产单元是一种灵活的布置，会根据产品设计和产量的改变，而相应改变。尽管成组原则布置概念来自于制造业，但是其思想对服务业也同样存在例如，在国际机场中，将国际航班及国内航班的旅客分类处理；大型火车站中，按车次目的地的不同方向来布置候车室等，可以提高输送旅客的效率。26单元生产的不同类型1.屋台式单元生产线2.逐兔式单元生产线3.分割式单元生产线讨论：生产平衡率排序27生产线布置设计两个遵守：逆时针排布，出入口一致两个回避：孤岛形布局，鸟笼形布局28a)当前布置：工人在封闭的小空间内，没有第三个工人无法增加产量改进的布置：工人可以互相帮助，可以增加第三个工人b)当前布置：直线式布置难于平衡任务，工人工作量不相等改进的布置：U形布置工人活动更方便，四人减少到三人29某灯具组装生产线采用单元制造某户外灯组装生产线共有30位装配工人.该线标准产量为400台/h,每天工作8h.所有的装配工具为简单工具,如电动起子扳手,粘贴胶带等,没有贵重设备,测试设备及仪器.员工流动率低,平均工龄三年以上.每天约有3个机型更换,每次换线约停止生产20min.每个员工将产品自输送带拿至工作台及放回输送带上各要1.5s.30对此流水线有何改善妙方原方法:每天工作时换线3次,浪费20min*3=1h,有效生产时间=8h-1h=7h.则:产量400台/h*7h/天=2800台/d原有节拍=3600s/400=9s每个工人搬运1.5s*2=3s有附加价值的组装时间为9s-3s=6s所有每台需工时 9s/人*30人=270s 总时间有附加价值时间 6s/人*30人=180s 组装无附加价值时间 3s/人*30人=90s 搬运31建议方法:分成3条单元线来操作,每单元每天换线1次,则有效生产时间=8h-20min=7h40min.将原有工作重新分组,改由10个工人组装,则:180s/10人=18s/人再加上自输送带取放产品共3s,则新的节拍=18s+3s=21s,产量为:7h40min/21s=1314台/10人即每10人单元产量为1314台.原有30人可分为3个单元,则总产量为:1314台*3=3942台产能大大提高,为原来的3942台/2800台=141%32建模分析建模分析汽车的生产系统属于复杂的离散事件系统，至今尚无一种熟悉的方法能精确的解析求解这个问题，计算机仿真被证明是研究生产系统的一种十分有效的手段，它是对生产系统分析实验和评价的最简单、最经济的方法。33离散事件系统是由离散事件驱动，并由离散事件按照一定运行规则相互作用、导致状态演化的一类动态系统。离散事件是指在离散事件动态系统中发生在离散时刻的事件。离散事件系统只能在离散事件驱动下和在异步离散瞬时发生跳跃式变化。34离散系统建模基本过程3536软软件件选选取和介取和介绍绍根据离散系统的特点，针对背景的特点，选取了eM-Plant仿真软件。eM-Plant(SiMPLE+)是用C+实现的关于生产、物流和工程的仿真软件(SiMulation in Production,Logistics&Engineering&its implementation in C+)，它是面向对象的、图形化的、集成的建模、仿真工具，系统结构37面向对象的建模环境。将对象的图形与逻辑关系集成在一起。丰富的分布函数。丰富的建模单元。实时的彩色动画显示。实时的统计分析功能。子层次。瓶颈分析功能。38建模建模过过程程收集数据，根据给定的背景，进行二档，三档变速箱的实际生产的数据收集，包括生产工艺，工位时间，工人数目等。应用分析，根据得到数据，对建模的可行性和目的性进行初步分析。39建模思路建模思路40工艺流程图（上线代表二档；下线代表三档；数字圈代表工艺步骤的工位）41二档二档42三档43混合轮番线44数据数据输输入入二档的节拍R 三档的节拍R名称工作时间工人数单个产品总工作时间二档生二档生产线产线 8：00-12：00 16390s三档生三档生产线产线 14：00-18：0024790s45二档二档预预装装环节环节模型模型图图46二档各个工位的工效二档各个工位的工效图图4748495051分析分析比较可以看出，优化后的二档一共15个工位，其中11个工位工作率明显大幅的提高，总体整个生产线效率明显提高了，这样优化的目的达到了，提高了生产线的效率。52其中红色标记出来的是提高的环节。提高的环节相对很多。工人设置的改进53优化前二档需要工人数目为12人，现在预装环节中的预装03和预装06各增加1名工人用来专门取外部配件，以此达到提高工作率的目的。同时，根据各个环节运作时间，在预装环节01到预装03可以共用一个工人来操作，预装04到预装06可以共用一个工人来操作，原因是预装环节的操作都是一致的，并且除了取外部配件外，处理基本上是自动化的，所以有一个人来操作就可以了，这样人员节省4名，于是二档生产线总的工人数16+2-4=14名，这样工人数目减少两名。工人方面也得到了优化54三档前九个环节55三档后七个环节5657结论结论根据前面的分析，可以知道，工人的设置和相关物流的设置，对生产线有很大的影响。本案例的解决问题的关键是预装环节的工人的设置，这是导致整条生产线的瓶颈的主要问题。通过人数和相关的物流的调整达到很好的优化，具体分析数据吧这个特点直接用在三档的建模中。最后建立轮番生产线模型。58