大规模流水线生产期量标准的制订

zmay10年前 (2015-05-11)生产管理408
生产作业计划是将生产计划中产品的生产任务在时间、空间及规格等方面进行分解。在时间上,细化到日、时,以确保企业生产计划的落实;在空间上,即在作业单位方面规定到车间工段、班组及设备;在规格上,即在产品方面具体规定到品种、数量和工艺要求。

生产作业计划的任务就是按照产品的生产计划,将生产资源适当地配置给各产品生产任务,形成作业单位在时间周期上的进度计划,并满足生产计划所规定的时间、数量和工艺质量等要求。生 产作业计划标准,又称“期量标准”,即为制造对象如产品、零部件等在生产期限和生产数量方面所规定的标准数据,是编制生产作业计划、组织生产,并实施生产 控制的依据。生产作业计划标准的制订因企业生产规模大小差异而有所不同。下面将分别讲述大规模流水线生产、中(小)批量生产期量标准的制订。

大规模流水线生产期量标准的制订,必然存在以下期量标准:节拍、流水线工作指示图表、在制品定额等。

一、节拍
节拍是指流水线上连续投入或生产两件产品的时间间隔,通常只是用来定义一个流程中某一具体工序的单位产品的生产时间。节奏则是指流水线上连续生产两批同样产品之间的时间间隔。
1、节拍时间的计算。节拍与产品的下线速度相关,节拍的大小直接决定了产品下线速度的大小。
   F
r=---
   N
F=FoK
其中,r表示节拍时间,F表示有效工作时间,N表示计划的产品产量,Fo表示总的工作时间,K表示工作时间的利用率。
例如,某企业计划年产量为10 000件,废品率为2%,每天工作时间为8小时,采用两班工作制,工作效率为90%,每年工作251天。该企业流水线节拍为:
r=[251天×8(小时/天)×60分钟×90%] /[10 000件×(1+2%)]=10.63(分钟/件)
该企业流水线的生产节拍为1.63分钟,即平均每隔10.63分钟就有一件产品下线。

2、节拍的调控应用。节拍之于生产流程的作用,首先体现在对生产的调节控制上。节拍时间与生产产量之间的关系如下图所示。
节拍时间与生产产量之间的关系
由上图可以看出,节拍时间与产量之间的关系表现为以下四个方面:
(1) 当节拍时间小于计划的产品下线速度时,生产能力相对过剩。如果按照实际生产能力来安排生产,就会造成产品过剩,引起库存量的积压,直接导致库存成本上升、 生产场地使用紧张等问题;如果按照计划生产节拍安排生产,就会导致设备、人员闲置等现象的发生,造成生产能力浪费。
(2)当节拍时间大于计划的产品下线速度时,生产能力不足,此时又会出现加班、生产时间提前及在制品数量较多等问题。下图生产能力与生产节拍比较形象地展示了这一现象的发生原理。
生产能力与生产节拍
(3)节拍时间大于或者小于计划的产品下线速度都会对生产造成不利影响,继而引起生产运作人员的注意,对现有生产能力进行重新配置,缩小实际生产速度与理想速度之间的差距。
(4)如果企业具有比较稳定的需求量与生产能力,节拍比较稳定,这个节拍就可以作为提高生产效率的一个标志。需求量稳定的情况下效率的提高如下图所示。
需求量稳定的情况下效率的提高
此外,节拍会使生产现场作业更为规律化,便于实现定置管理,同时,也可以有效防止因生产过剩浪费和生产能力不足而导致的原材料供应失调。
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二、流水线工作指示图表
可以将流水线分为连续流水线和间断流水线两种。间断流水线由于各工序的生产率不一致,因此在编制作业指示图表时程序比较复杂。其编制步骤一般包括确定看管期内各工作地的工作时间长度,计算工作地看管期产量等。

1、确定看管期R。在间断流水线中,使每道工序在这个时间段内生产同样数量的产品的时间段就叫做间断流水线的看管期。在看管期内,员工在其所看管的工序上生产相同数量的产品,这个数量即是看管期内的产量,记为Q。看管期T、节拍r和Q满足下列关系:
   T
Q=---
   r
看管期的长短,对其他的经济指标会产生影响。看管期长,可减少工人在工作地之间的往返次数,有利于提高工作效率,但是在制品数量会比较多,看管期短,员工在工作地之间的往返次数会比较多,在制品数量会比较少。

2、确定看管期内各工作地工作时间长度。工作地工作时间是指工作地在看管期的工作延续时间。设Ti为工作地的工作时间长度,Ki为工作地的负荷系数,Ti的计算公式如下:
Ti=PKi
某企业的加工凸轮轴的生产线,看管期为120分钟,工作地负荷系数为:K01=100%,K04=83%,则这两个工作地的计划工作时间为:
T01=PK01=120×100%=120(分钟)
T04=PK04=120×83%=100(分钟)
在计算各工作地的工作时间以后,就可以绘制作业指示图表了。某企业的标准工作指示图表如下表所示。
某企业的标准工作指示图表
上表中注明了每个工作地的设备在看管期内的开工时间、停机时间和工作时间,还注明了一人看管多台机床的工作时间分配。
3、确定工作地看管期产量。工作地看管期产量是指工作地在一个看管期内生产的制品数量。用ti表示工序单件时间,计算公式如下:
    Ti
Ni=----
    ti
在上例中,假设01和04工作地的工序单件时间分别为12分钟和5分钟,则工作地看管期产量分别为:
     T01    120
N01=-----=-----=10(件)
     t01     12

      T04    100
N04 =-----=-----=20(件)
      t04     5
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三、在制品定额
在制品是指从原材料投入到成品入库,处于生产过程中未完成的各种制品。在制品定额是指在制品的数量和位置要确保均衡生产所必需的最低限度的在制品数量。在制品占用量分类如下图所示。
在制品占用量分类
上图的分类为在制品占用量按照存放地点以及性质和用途的分类情况。下面将简单介绍几种占用量的相关知识。

1、工艺占用量。工艺占用量是指流水线内各工作地上正在装配、加工或检验的在制品数量。其大小取决于流水线内工序的数量m,每道工序的工作地数目Si,以及每个工作地同时加工的在制品的数量qi。工艺占用量Z1的计算公式如下:
工艺占用量Z1的计算公式
工艺占用量是为了确保流水线按照节拍正常生产所必须具备的在制品数量。要减少工艺占用量,就必须在流水线设计时采取一定的技术组织措施,如减少每道工序的工作地数量等。

2、运输占用量。运输占用量是指流水线内部工序之间运输装置上被运送的在制品数量,其大小与运输方式、运输的间隔时间、物品的物理性质、运输批量N等都有关系。运输占用量的计算公式如下:
Z2=(m-1)n
假设一条流水线的节拍为2分钟/件,工作地为3个,工序之间的距离为3米,传送带的速度为1.5米/分钟,则运输占用量为4个。
运输占用量和工艺占用量一样也是在流水线设计时确定的。要减少运输占用量,可以通过增加流水线的传输速度等来实现。

3、周转占用量。周转占用量是指在流水线上两个相邻工序之间,由于生产力不同,为使每个工作地能够连续地完成看管期产量,在工序之间存放的在制品数量。其数量由零增至最大,呈现周期性变化状态。
相 邻工序之间周转占用量的最大值,与相邻工序生产力的差异、工作起止时间有关。因此,计算周转用量时,可先将看管期分成几个时间段,在同一时间段内,相邻工 作的工作地数量不会发生变化。用Zt表示周转占用量的最大值,tz表示相邻两个工序同时工作时间的长度Se,te,Slt1表示前后工序的工作地的数量 和单件加工时间。最大周转占用量的计算公式如下:
        S     S1
Zt=ts(---- - ----)
        t     t1
若计算出的Zt是正数,则表明最大周转占用量形成于该时间段的最后;如果计算出的Zt是负数,就表示其形成于该时间段的开始。

4、保险占用量。保险占用量是为不影响在意外事故发生时生产的连续性所设立的在制品数量。它因企业生产产品、生产方式、流水线的稳定程度、产品的价值、停机损失率等不同而有所差异。

5、库存流动占用量。库存流动占用量是指由于前后车间或流水线之间的生产速度不同,或工作制度不同而形成的在制品占用量,它可以协调前后车间或流水线之间的正常生产。
1)在前后车间或流水线生产速度不同的情况下,该占用量与周转占用量相同。
2)若前后车间或流水线生产速度不同,班次也不同,则Nmin表示生产速度较低的班次生产量,用fmax表示较多工作班次,用fmin表示较少的工作班次,库存占用量Z5的计算公式如下:
Z5=Nmaxfmax-fmin

6、车间之间运输占用量。车间之间运输占用量是指停留在车间内的运输工具上和等待运输的在制品数量。其作用和计算方法与运输占用量类似。

7、库存保险占用量。库存保险占用量是指在供应中断的情况下,为确保生产继续进行而设置的占用量。用Tin表示需要恢复供应的时间间隔,用C表示供应车间的生产节拍。库存保险占用量Z7的计算方式如下:
    Tin
Z7=-----
     C
不同类型的加工车间中,由不同的占用量类型主导。例如,在机加工车间,工艺占用量是最主要的;在毛坯加工车间,流动占用量是最主要的。并且有时占用量越大,越能够确保生产的连续性,但同时也会导致成本的积压,企业要根据实际需要增加或减少占用量。

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