第五章生产过程设计(1)

1、龚国华龚国华20042005 20042005 第二学期第二学期复复 旦旦 大大 学学 管管 理理 学学 院院第五章第五章 生生 产产 过过 程程 设设 计计1n厂区布置n车间设备布置n学习流水生产布局方案的装配线平衡方法内容要点内容要点2讨论：n建一家年产20台巨轮发动机厂与建一家年产20万轿车发动机厂有什么不同？3讨论n假定两种发动机仅仅是体积上的差异，形状相似，零部件数量相等。n假定零部件种数为200件，平均每件的加工工序为5道。4讨论：n20台/12月=1.67台/月n20万/12月=16700台/月 800台/天船用发动机缸体: 1.67台/月粗铣精铣钻孔攻丝磨削轿车发动机缸体: 1

2、6700台/月; 800台/天粗铣精铣钻孔攻丝磨削5讨论:可以想象船用发动机厂采用流水线加工可以想象船用发动机厂采用流水线加工,设备设备利用率会很低利用率会很低,所以不能采用流水线加工方式所以不能采用流水线加工方式.n造轿车发动机采用流水线方式,每个零件加工流水线平均需要5台设备,每天生产800套. 共需要设备1000台, 要建几个车间.n如果船用发动机也采用流水线生产,要求较高的设备利用率,一条流水线加工一种零件,每月仅加工1.67套.请想象一下,会是怎样一种情景.6讨论:n船用发动机该怎样造?n为了提高设备利用率,必须减少设备数量,使用少量设备生产200种零件.n 应该购置多少台设备?n取

3、决于加工工艺的需要,生产数量和设备利用率. n采用多品种小批量生产方式, 相同工艺的设备放在一起,组成班组.7厂区布置n生产单位设计 车间类型：工艺专业化还是产品专业化 班组划分有同样的问题n厂区空间位置布置 在有限空间内如何安排全部车间和其它机构目的：使内部的运输费用最小 (目前国内没有很好的方法，比较实用的称作模板法，国外有专用软件）8生产单位设计n船用发动机怎样造？n轿车发动机怎样造？n船用MAKEn车用n日用电机厂的案例 不同的生产类型，生产单位的组织形式也不同9订订 货货 生生 产产 布布 局局 方方 案案（MAKE TO ORDERMAKE TO ORDER）多品种小批量对应于工艺

4、专业化多品种小批量对应于工艺专业化10n布局设考虑的是主要功能部门与物流 或人流之间的协调n功能相同(即加工工艺相同）的机器设备集中在一起形成特定的功能部门n例如，所有X光机集中在同一实验室n主要用于订货生产或不同类型的服务n举例n医院作业n订货生产车间 1995 Corel Corp.订货生产布局方案订货生产布局方案11 热处理车间 总装配车间 锻工车间 铸工车间 下料车间 大金工车间 小金工车间 冲压车间 工艺原则下的生产单位和物流12 1995 Corel Corp. 1995 Corel Corp.订货生产布局方案订货生产布局方案 （车间内班组划分）13流流 水水 生生 产产 布布 局

5、局 方方 案案14 毛坯车间 总装配车间齿轮车间轴类车间箱体车间丝杠车间弹簧车间对象原则下的生产单位和物流15n根据产品的工艺流程安排机器设备的布局n核心为使生产线的非平衡状态达到最小化n类型: 零件加工线，装配线n举例n汽车装配线n啤酒酿造生产线n造纸生产线 1984-1994 T/Maker Co.流水生产布局方案流水生产布局方案16n将预先制造好的零部将预先制造好的零部件装配在一起件装配在一起n使用装配工作站使用装配工作站n重复性的装配过程重复性的装配过程n任务分派决定装配节任务分派决定装配节奏奏n合理分派任务实现平合理分派任务实现平衡衡流水生产布局方案的类型流水生产布局方案的类型171

6、3245流水生产的现场布置流水生产的现场布置18n产品设计标准化n长期稳定的市场需求n少品种大批量生产n原材料和零部件的稳定质量表现流水生产布局方案的先决条件流水生产布局方案的先决条件19n较低的可变成本n较低的物料传输成本n在制品存货较低n工人训练比较容易n作业计划与控制比较简单流水生产布局方案的长处流水生产布局方案的长处20n较高的资本投入n 专用设备的使用n生产线上任何设备的故障可能导致全线停产n缺少灵活性n产量变化n产品品种变化流水生产布局方案的缺点流水生产布局方案的缺点以空间换时间，需要大量投资以空间换时间，需要大量投资21n产品静止不动n操作工人和设备工具向工作现场调动n需要克服的

7、困难因素n现场空间有限n所需材料工具经常变化n举例n船舶制造n高速公路建设 1995 Corel Corp. 1995 Corel Corp. 1995 Corel Corp.定点布局方案定点布局方案22装装 配配 线线 设设 计计23工作单元 工作单元时间 前置工作单元 A 5 分 无 B 3 A C 2 A, B D 6 B, C E 4 D 24平衡生产线的一种分析方法n在满足输出效率的情况下，向各个工作站等量地分派工作n目标n争取效率最大化n争取工作站数目最小化 1995 Corel Corp.装装 配配 线线 设设 计计251. 明确要完成的具体任务(工作单元)2. 确定工作单元之间

8、的先后次序3. 建立工作单元先后次序的网络表达4. 估计每个工作单元所需的时间5. 计算循环时间6. 计算工作站数目7. 分派任务到各个工作站8. 计算装配线的效率装装 配配 线线 设设 计计 的的 步步 骤骤26参数符号参数符号节拍时间：C可利用的生产时间：P所要求的生产量：R最小工作站数目：N装配线效率：E平衡阻滞：D工作单元时间：总工作时间：T工作站闲置时间：总闲置时间：Iniit,.,2 , 1,Njji,.,2, 1,参数计算公式参数计算公式27总工作时间：总闲置时间：节拍时间：C P/R最小工作站数目：N T/C装配线效率：E T/N*(C)平衡阻滞：D I/N*(C)注释： N*

9、 为实际所用的工作站数目ntttT.21NiiiI.21参数计算公式参数计算公式28工作单元 工作单元时间 前置工作单元 A 5 分 无 B 3 A C 2 A, B D 6 B, C E 4 D 设设 计计 举举 例例29E25463ADCBEADCB工作单元先后次序的网络表达工作单元先后次序的网络表达30节拍：CP/R = 480/80 = 6(分)最小工作站数目： NT/C =(5+3+2+6+4)/6 = 3.33 4循环时间及最小工作站数目循环时间及最小工作站数目31E25463ADCBEADCB任任 务务 分分 派派 结结 果果32BCADE分分 派派 结结 果果 现现 场场 演演

10、 示示33节拍: C = 6 分钟实际工作站数：N* = 4装配线效率：E T/N*C = (5+3+2+6+4)/4(6) = 20/24 = 83.3%平衡阻滞：D 1E 16.7%装配线的效率计算装配线的效率计算34 锯床组锯床组包装组包装组 车床组车床组滚齿组滚齿组热处理热处理磨床组磨床组12345678走走 道道车车间间门门车间门车间门工艺专业化布置的齿轮车间工艺专业化布置的齿轮车间两种生产类型的效率比较35产品专业化布置的齿轮车间热处理热处理走走 道道车间门车间门车间门车间门锯锯床床车车 床床滚滚 床床 车车 床床磨床磨床包包装装A齿轮齿轮B齿轮齿轮锯锯床床车床车床滚床滚床车床车床磨床磨床包包装装C齿轮生产线齿轮生产线D齿轮生产线齿轮生产线A齿轮齿轮B齿轮齿轮车间门车间门两种生产类型的效率比较两种生产类型的效率比较36两种生