生产线的柔性和快速组合（上篇）

所谓柔性的、能快速组合的生产线就是指：第一，用途很灵活很广泛，不但能做A产品，还可以做B、C等产品，这就要求设备技术参数范围足够宽，或者功能足够多，还有要求机器内部配备多套程序/软件和适应各种型号产品要求的夹具。第二，布置很灵活，随时可以根据需要调整生产线现场的布局结构。第三，灵活的硬件设施，这里的硬件包括机器、设施、工作台和网络接口等。它们都必须是可以即插即用的，容易改动的，方便移动的。

生产线柔性及快速组合的理念，基于市场变化越来越快、批量生产越来越少、产品品种越来越多、交货周期越来越短的事实正是这种严酷的商业需求，迫使制造商们考虑成本更少、效益更高、反应更快的生产组织方式。

    如何快速、高效、低成本地进行生产线的快速转型和重新组合，一直以来是IE研究的一个重要课题。总的来说，大致有如下的思路可以遵循：

       柔性化的产线设计

       从一开始设计生产线的布局（layout）时就要充分考虑生产线的柔性，也就是将来的可扩展性、可变性及灵活性。

       一条生产线的硬件通常会包括很多东西，如机器、工装夹具、测试设备、工作台、运输装置、厂房设施（电源线、压缩气/真空管、水管和网线等）。当前，我们设计生产线特别要注意保证它的灵活性或者说柔性。

       要建设新型的、灵活的生产线，首先要强调应用新材料、新技术。就拿生产线上必不可少的工作台来说，几乎所有非自动化的工位都必须用到工作台，以前管用的是由铝型材和木材向结合而制成的，一般都是外发给供应商来做的。这样既费时又费钱，而其安装在生产线上以后，不容易再修或调整，总而言之就是成本高且缺乏灵活性。

       近些年以来，很多任务厂开始启用一种叫做复合管（creform）的材料来制作生产线的主体部分。这种材料的突出优点就是灵活、方便、轻巧、易组装、易改造、易搬运。它减少了对供应商的依赖性，只要自己有材料有人手，随时随地就可以实现生产线的安装、迁移和改造。通过这种复合管材料的普遍使用，可以极大地提高生产线建设速度，包括新建、扩建和改建，从而缩短了工厂的产能提升时间，提高了生产效率并且同时降低了运作成本。

其次要选用灵活的硬件设施，生产线上的机器设备要尽量采用小型化，多功能的。只需要通过调换夹具和程序就可以适应多个型号产品的生产要求。另外这些设备还得便于维护和移动，这就要求与之配套的厂房设施，如电源、气管和网线等装置都必须能够做到即插即用（plug and play）

生产线的空间布置的柔性具体体现在预留的工位数量够不够位置做其他产品的需要，预留的空间可不可以增加新的设备，基础建设（如电源网线等）有没足够的备份，人流物流师傅顺畅，生产线旁边的临时物料存放空间是否足够，生产线的结构是否具有可调整性，订单大幅增加后的产能提升应对方案。

一条生产线不仅有硬件，还需要软件。软件主要是指运作方法、手段和程序。这里着重谈如何设定生产线的节拍。柔性的生产线当然不会是按照固定的节拍来生产任何产品，它必须依据不同产品的工艺和客户需求量来设定不同的节拍。它可以用下列计算公式表达“

节拍时间（CT）≤制造单件产品所需的时间（RT）

RT=可利用的工作时间（WT）÷客户需求量（CD）

由上公式可知CT是参照RT而制定的，它必须小于或等于RT，才能保证生产线有足够的产能去完成客户的订单。RT是由可利用工作时间和客户需求量共同决定的。众所周知，客户需求是经常变化的，所以导致RT也必须跟着随机应变。

其实工作时间（WT）也是可以变化的，这一点很少人意识到。举例来说，某条生产线采用二班制工作，一天可利用的总工时为20小时。这条线可生产两种产品A和B，若已计划分配4小时来生产A产品，所以对于B而言可利用的工作时间并不是20小时，而是16小时。

在柔性生产技术里，灵活单元生产线将全面替代传统的流水线。所谓灵活单元生产线也就是按照灵活人员和灵活生产线的原理而建设起来的新型生产线。有人喜欢称之为U型生产线，这是一种很迂腐的说法，我们需要的是生产线的灵活性，而不是它的形状。不管是U型、X型或Y型，只要它具有劳动生产率高，调整方便，切换时间短，投资少，建设快，人员可灵活增减，便于管理等特点，我们就可以称作灵活单元生产线。

古代曾有兵法家云：水无常势，兵无常法，运用之妙，存乎一心。其实设计生产线就如同古代将军的排兵布阵一样，不应该拘泥于什么固定的套路或公式，而是要根据实际情况具体分析，然后量身制定出一套方案，并于实践中不断完善。

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