流水线平衡
� 流水线生产的发展
� 流水线的组织设计
� 流水线的平衡
流水线的起源
福特汽车公司
单一产品原则
� 福特制的杰出作品是T型车
� 在手工生产时代，每装配一辆汽车要728 个
人工小时
� 而福特的简化设计，标准部件的T型车把这缩
短为 个小时
� 进入汽车行业的第十二年，亨利福特终于实
现了他的梦想，他的流水线的生产速度已达
到了每分钟一辆车的水平
� 五年后又进一步缩短到每十秒钟一辆车。
� 在福特之前，轿车是富人的专利，是地位的象征，售
价在4700 美元左右
� 伴随福特流水线的大批量生产而来的是价格的急剧下
降
� T型车在1910 年销售为＄780 美元
� 1911 年降到＄690 ，然后降到＄600 ，＄500
� 1914 年降到每辆＄360
� 低廉的价格为福特赢得了大批的平民用户，小轿车第
一次成为人民大众的交通工具。福特说：“汽车的价
格每下降一美元，就为我们多争取来一千名顾客。”
� 1914 年福特公司的1万3千名工人生产了
万辆汽车；
� 美国其余的299 家的66 万工人仅生产了
万辆。
� 福特公司的市场份额从1908 年的% 上
升到1911 年的% ，1913 年的%
，到1914 年达到48% ，月赢利600 万美
元，在美国汽车行业占据了绝对优势。
流水线生产
� 是指生产对象按照一定的工艺路线顺序的通过
各个工作地并按照统一的生产速度（节拍）完
成工艺作业的连续的重复的生产过程。
� 工作地的专业化程度高
� 具有明显的节奏性
� 各工序的生产能力平衡或成比例
� 工艺过程封闭、单向
� 具有高度的连续性
流流水水线线生生产产的的特特征征
1. 按生产对象的移动方式：固定流水线和移动流水线
2. 按生产对象的数目：单品种流水线和多品种流水线
多品种流水线按产品的轮换方式：可变流水线和混合流水线
3. 按连续程度：连续流水线和间断流水线
4. 按节奏性程度：强制节拍流水线、自由节拍流水线和粗略
节拍流水线
5. 按机械化程度：手工流水线、机械化流水线和自动线
流流水水线线的的分分类类
1 32
� 市场的需求量大，产品生命周期比较长
� 产品结构和工艺相对稳定
� 工艺过程能既可划分为简单的工序，又可以相互合并
� 原材料和协作件的标准化、规格化，且按时供应
� 厂房和生产面积适合安装流水线
� 市场的需求如有变动，能够保持成品库存
流流水水线线生生产产的的组组织织条条件件
流流水水向向生生产产的的组组织织设设计计
� 单一对象流水线的设计
� 多对象流水线的设计
� （一）确定流水线的节拍
节拍是一种重要的期量标准，是指流水线上连续出产两个
相同制
品之间的时间间隔。它决定了流水线的生产能力、生产速度
和效率。
确定节拍的依据是计划期的产量和有效工作时间。即：
R=T 效/Q
R: 节拍 T效: 计划其有效工作时间 Q: 计划期制品产量
[节奏]：如果R很小，且体积重量也很小，不适于按件传
递，则
可以实行批传递。顺序出产相邻两批同样制品之间的时间间
隔就称为
节奏。 即：Rg=R ·n 其中 Rg: 节奏 n: 批量
单一品种流水线的设计
（二）计算最少工作地数
工作地：工人使用劳动工具对劳动对象进行作业的场所
，由一定的设备、场地面积所构成，
Nmin =[T/R]
Nmin ：最少工作地数
T：流水线各作业要素时间之和
R：流水线节拍
（三）工序同期化（流水线平衡）
工序同期化是指通过各种可能的技术、组织措施来调
整各工作地的单件作业时间，使它们等于流水线的节
拍或者与流水线节拍成倍比关系。
（四）流水线的负荷系数
K=T / N•R
K:流水线负荷系数
T:流水线各工序作业时间之和
N:平衡后流水线实际工作地数
R：节拍
（五）计算设备数量和设备负荷系数
1。设备数量
Si = ti / R 其中： Si —第 i 道工序所需设备数
ti —第 i 道工序单件时间定额
2。设备负荷系数
Ki = Si / Sei
（六）计算工人人数
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
）
[例]某制品流水线计划年销售量为20000 件，另需生产
备件1000 件，废品率2% ，两班制工作，每班8小时，
时间有效利用系数95% ，求流水线的节拍。
[解] T效 = 254×8×2×60×95% = 231648 分钟
Q = (20000+1000) / (1－2%) = 21429 件
R = T效 / Q = 231648 / 21429 = 11( 分/
件）
[例]假设某流水线的节拍为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。
流流水水向向生生产产的的组组织织设设计计
1
124
10
9
11853 13
762
2
5
8
2
3 2
7
2 4
3
1
2
3
[解] 1。计算流水线上的最少工作地数
Nmin =[T/R]=[44/8]=[]=6
2。组织工作地
需满足的条件：
（1）保证各工序之间的先后顺序。
（2）每个工作地的作业时间不能大于节拍。
（3）每个工作地的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。
流流水水向向生生产产的的组组织织设设计计
流流水水向向生生产产的的组组织织设设计计
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 间
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
瓶颈
原材料
混合 成型 烘烤
混合 成型 烘烤
WIP
包装
完成品
45 分钟/批 60 分钟/批 45 分钟/批
45 分钟/批 60 分钟/批 45 分钟/批
原材料
混合 成型 烘烤
混合 成型 烘烤
WIP
包装
完成品
45 分钟/批 60 分钟/批 45 分钟/批
45 分钟/批 60 分钟/批 45 分钟/批
45 分钟/批
45 分钟/批
30 分钟/批
混合 混合
成形 成形
烘烤 烘烤
30 60 90 12
0
150 180 210 24
0
第一批 第二批
混合 混合
成形 成形
烘烤 烘烤
30 60 90 12
0
150 180 210 24
0
第一批 第二批
生产周期的长短与生产的安排方式有关
如果加入包装时间
� 两条生产线同时生产，第一批面包生产
的周期？分钟
195
� 第二批？分钟
240
� 如何解决？
30 60 90 12
0
150 180 210 24
0
生产线1，第一批（1－1）
生产线2，第一批（2－1）
生产线1，第二批（1－2）
生产线2，第二批（2－2）
包装1－1 包装2－1 包装1－2 包装2－2
270 300 33
0
第一批 第二批
多品种可变流水线的特征：
（1）成批轮番生产多种产品，更换产品时，需调整，但调整不
大。
（2）每种产品在流水线所有工序上的设备负荷系数应大致相同
。
（3）整个计划期内成批轮番的生产多种制品，但在计划期的各
段
时间内只生产一种制品。
1。流水线节拍的计算 可变流水线节拍应分别按每种制品计算
。
设某种可变流水线加工A、B、C三种零件，其计划年产量分别
为N A、N B、N C；流水线上加工各零件的单件时间定额为T A、T B、
T C。有两种方法计算节拍：
多多品品种种流流水水线线的的组组织织设设计计
（1）代表零件法：在流水线所生产的制品中选择一种产量大、劳
动量大、工艺过程复杂的制品为代表产品，将其它产品按劳动量换
算
为代表产品的产量，尔后以代表产品来计算节拍。
假设A为代表产品，则：换算后的总产量为
N = NA + N BEB + N CEC
其中：EB = TB / TA，EC = T C / TA
则各零件的节拍为：
RA = T效 / N
= T效 / (N A + N BEB + N CEC)
RB = R A EB
RC = R A EC
流流水水向向生生产产的的组组织织设设计计
（2）加工劳动量比重法 按各种制品在流水线上总劳动量中所
占的比重来分配有效工作时间，然后据以计算各制品的节拍。
设ABC 的加工劳动量在总劳动量中的比重分别为αA 、αB 、
αC ，则： αA = N AT A / (NAT A + N BT B + N CT C)
αB = N BT B / (NAT A + N BT B + N CT C)
αC = N CT C / (NAT A + N BT B + N CT C)
三种零件的节拍分别为：
RA = αA T效 / N A R B = αB T效 / N B R C = αC T效 / N C
2。计算设备需要量及要求
分别按不同的制品计算各工序的设备需要量，公式和前面单一品
种流水线一样。Si = T i / R，算出 SAi、SBi、Sci
要求： SAi = SBi = SCi
流流水水向向生生产产的的组组织织设设计计
（二）多品种混合流水线的组织设计
多品种混合流水线的特点：
（1）成组移动
（2）组内顺序加工
（3）零件转换不需设备调整
1。确定零件组的节拍
Rg = T 效 / N g 其中：N g —— 零件组数量
2。确定各工序设备数量
Si = tgi / Rg
3。零件组的构成及组内排序（生产比倒数法）
流流水水向向生生产产的的组组织织设设计计
[例] 设某混合流水线成组地生产A、B、C三种产品，计
划
产量分别为3000 、2000 、1000 件。
1。确定组数、生产比和构成
找出三种产品产量的最大公约数，最大公约数即为零件组的组数
。
本例为1000 。然后用组数去除各产品产量，得生产比。即：
XA = 3000/1000 = 3; X B = 2000/1000 = 2; X C =
1000/1000 = 1 。
这样即可确定一个零件组有6件产品，其中有3个A产品，2个B产
品，1个C产品。
2。计算生产比倒数
MA = 1/X A = 1/3, M B = 1/X B = 1/2, M C = 1/X C = 1
3。确定组内产品顺序
流流水水向向生生产产的的组组织织设设计计
流流水水向向生生产产的的组组织织设设计计
过 程
产 品 品 种
顺 序 备 注
A B C
1 1/3※ 1/2 1 A
2 2/3 1/2※ 1 AB
3 2/3※ 1 1 ABA
4 1 1※ 1 ABAB
5 1※ —— 1 ABABA
6 —— —— 1※ ABABAC
学习曲线
� 20 世纪30 年代美国康乃尔大学的莱特博士首
先在航空科学期刊上提出了学习曲线。
� 波音公司发现，每一架飞机的工时消耗在前一
架飞机制造完后都会有所下降，而且还是以一
个可预测的比例下降，从生产第一架飞机开始
，累计产量每增加一倍，工时下降约20 ％，工
人逐渐学会了怎样更快地工作、更少地误操作
以及最大程度地减少浪费，直到他们达到最大
的生产率为止。
学习曲线
� 也称为熟练曲线
� 在大批量生产过程中，用来表示单台（
件）产品工时消耗和连续累计产量之间
关系的一种变化曲线。
� 随着累计产量的增加，操作者生产制造
熟练程度的提高，产品单台（件）工时
消耗呈现下降趋势，形成了一条工时递
减函数曲线。
时间
生
产
成
本
300
100
例：美国道格拉飞机公司
以劳动力为主明显（如高科技）
复杂产品明显
kn=k 1n
b
n--- 生产的数量；
b---- 经验指数。
学习曲线的应用
� 预测作业时间
� 预测产品的销售价格
� 建立动态的绩效考评制度
