第一章 單元生產線設計基礎知識

1.1 常見生產線布局

在生產制造行業，不僅生產的產品各式各樣，而且生產的流程也千差萬別。生產線布局方式一般分為4種。4種生產線布局方式如圖1-1所示。

圖1-1 4種生產線布局方式

1.設備功能布局

設備功能布局是將相同類型的機器布置在一起形成加工區域的一種生產線布局方式。在這種方式下，需要操作的加工對象按各自加工順序依次流經各個加工單元，不同產品有完全不同的加工工藝要求和操作順序。相同的多臺設備和不定的工藝路徑形成多種生產組合，多樣性生產往往帶來的不是生產便利，而是生產中各種各樣的問題。采取這種布局方式的通常是設備類型企業，例如，模具加工、鍛造沖壓等企業。設備功能布局的優點是布局容易（只須將相同的設備放在一起）、管理方便、設備利用率高、停機概率小、培養單一技能快等。設備功能布局的缺點是增加了生產過程中的搬運和產品制造周期。

2.傳送帶流水線

流水線是由福特公司創始人福特發明的一種布局方式，一度成為市場上主要的生產線布局方式。傳送帶流水線將整體工作分解為一系列標準化的分段作業，每個分段作業由一個作業人員負責，待加工產品通過傳送帶輸送到作業人員面前，流水線上的產品是作業人員的加工對象。這種布局的優點是加工速度快、產出高，便于作業人員在短時間內達到工作要求；其缺點是工作單調，要求作業人員長時間重復單一的動作，生產線平衡低，高效率的作業人員要等待低效率的作業人員，造成整體操作效率低，不能完全發揮高效率作業人員的作用。另外，流水線常用于大批量生產，批量越大越能減少成本。傳送帶流水線適用在標準化較高或者大批量產品加工的行業中，例如，電子工業、汽車工業等。

3.單元生產線

Cell是細胞、單元的意思，意味著生產線可以像細胞分裂或死亡一樣增加或減少，從而適應需求量的變化。在這種布局方式下，每個人都是一個基本單元，其操作可以被拆分或合并，每個人都是多能工，使生產線的柔性增加。單元生產盡量由一個人完成一個產品的生產，以減少生產線上的傳遞與準備動作，增加和減少幾條小生產線是單元生產的本意。單元生產線具有很高的柔性，為了滿足不同客戶的需求，可以做出相應的調整。例如，產量低時由一個人生產；產量中等時由2～3人應對；產量高時則用全線滿員或者增加新的單元生產線來滿足需求。由于單元生產線的數量多，每條生產線只要生產一種產品就能生產出不同的產品。

4.固定式生產線

在固定式生產線布局的方式下，生產的產品是固定不動的，原材料、人員和設備圍繞產品進行移動和生產，這種方式廣泛應用在大型產品上，產品不易移動，具有體積大、重量大、數量少的特點。

不管生產線按照哪種方式布局，能生產出高品質、低成本產品，員工效率高和工作中心在制品（Work In Progress，WIP）少的生產線都為最佳的生產線。適用最重要，適合本工廠的工藝要求和產品要求才是好的布局方式。因此我們應該根據公司產品、儀器設備、原材料和工藝過程來考慮生產線的布局方式。在現實中也有混合布置的實例，例如，生產中的前加工工序是五金加工或者塑膠加工的可采用設備功能布局，而裝配生產線可采用傳統的流水線布局方式。