第六章 生产和服务设施布置(简)

1、2022-7-21济南大学管理学院工商管理系济南大学管理学院工商管理系孙成栋孙成栋济南大学管理学院孙成栋E-mail: E-mail: 济南大学管理学院孙成栋E-mail: 学而不思则罔，学而不思则罔，学而不行则殆；学而不行则殆；行而不精则废，行而不精则废，行而不恒则亡。行而不恒则亡。故：习之、思之、练之、悟之、用之、新之故：习之、思之、练之、悟之、用之、新之 2022-7-22第三节第三节 装配线平衡装配线平衡第一节第一节 生产生产/服务设施布置决策服务设施布置决策第六章第六章第二节第二节 设施布置决策的定量分析设施布置决策的定量分析第四节第四节 非制造业的设施布置非制造业的设施布置第六章第

2、六章 生产和服务设施布置生产和服务设施布置2022-7-23 习习 题题P170 思考题：思考题：第第1 1、2 2、1010题题 计算题：计算题：第第2 2、5 5题题2022-7-24第三节第三节 装配线平衡装配线平衡第一节第一节 生产生产/服务设施布置决策服务设施布置决策第六章第六章第二节第二节 设施布置决策的定量分析设施布置决策的定量分析第四节第四节 非制造业的设施布置非制造业的设施布置第六章第六章 生产和服务设施布置生产和服务设施布置要求学生掌握布置决策的主要内容及影响布要求学生掌握布置决策的主要内容及影响布置决策的主要因素，布置决策在组织生产单置决策的主要因素，布置决策在组织生产单

3、位决策中的原则，常用的布置方案优化方法，位决策中的原则，常用的布置方案优化方法，装配线时间平衡的概念及平衡方法。装配线时间平衡的概念及平衡方法。 2022-7-25（二）（二）社会组织的基本职能社会组织的基本职能 1.1.生产运作生产运作 2.2.理财理财 3.3.营销营销组组 织织理理 财财营营 销销生产运作生产运作企业组织的三个基本职能企业组织的三个基本职能生产生产运作运作 生产单位就是直接进行生产（加工、制造等）的单位生产单位就是直接进行生产（加工、制造等）的单位 企业一般是指以盈利为目的企业一般是指以盈利为目的,运用各种生产要素（土地、劳动力、资本、技术和企业家才能等），向市场提供商品

4、或运用各种生产要素（土地、劳动力、资本、技术和企业家才能等），向市场提供商品或服务，实行自主经营、自负盈亏、独立核算的具有法人资格的社会经济组织服务，实行自主经营、自负盈亏、独立核算的具有法人资格的社会经济组织 2022-7-26发动机车间布置图发动机车间布置图2022-7-27第一节 设备/设施布置决策一一 影响企业生产单位构成的因素影响企业生产单位构成的因素二二 生产单位的专业化原则和形式生产单位的专业化原则和形式三三 影响生产和服务设施布置决策的因素影响生产和服务设施布置决策的因素四四 几种典型的布置形式几种典型的布置形式2022-7-281.1.产品的结构与工艺特点产品的结构与工艺特点

5、: :（1 1）机械产品制造企业；）机械产品制造企业；（2 2）流程式企业。）流程式企业。2. 2. 企业的专业化与协作化水平企业的专业化与协作化水平（1 1）采用产品专业化形式的企业要求有较完整的生产单位；）采用产品专业化形式的企业要求有较完整的生产单位；（2 2）协作水平不同相应的有不同的生产单位组成，协作的水平越广企业）协作水平不同相应的有不同的生产单位组成，协作的水平越广企业的生产车间组成越简单。的生产车间组成越简单。3. 3. 企业的生产规模企业的生产规模 劳动力和生产资料在企业集中的程度决定了企业的规模劳动力和生产资料在企业集中的程度决定了企业的规模（1 1）为了便于组织生产大型企

6、业中同类生产性质的车间往往设置多个；）为了便于组织生产大型企业中同类生产性质的车间往往设置多个；（2 2）对于小型企业也可以将多个生产单位设置在同一个车间。）对于小型企业也可以将多个生产单位设置在同一个车间。一 影响企业生产单位构成的因素2022-7-29 生产单位专业化的原则和形式，影响企业内生产单位专业化的原则和形式，影响企业内部的生产分工和协作关系，决定着物料流向、物部的生产分工和协作关系，决定着物料流向、物流路线和运输量，它是企业与车间平面布置中必流路线和运输量，它是企业与车间平面布置中必须考虑的重要问题。须考虑的重要问题。 1. 1. 工艺专业化原则工艺专业化原则 2. 2. 对象专

7、业化原则对象专业化原则二 生产单位的专业化 原则和形式生产运作单位的空间组织生产运作单位的空间组织2022-7-210生产单位内集中了完成相同工艺的设备和工人，可以完成不同产品生产单位内集中了完成相同工艺的设备和工人，可以完成不同产品上相同工艺内容的加工。上相同工艺内容的加工。车工段车工段 铣工段铣工段 钻工段钻工段检验组检验组 磨工段磨工段 原材料原材料 B A B A 磨工段磨工段 半成品库半成品库图图6 1 工艺专业化形式示意图工艺专业化形式示意图1.工艺专业化原则是指按照工艺专业化原则是指按照工艺专业化特征建立生产单位工艺专业化特征建立生产单位2022-7-211 按工艺专业化原则建立

8、的生产单位，其具体形式按工艺专业化原则建立的生产单位，其具体形式如下：如下：工厂：工厂：铸造厂、锻造厂、电镀厂等。铸造厂、锻造厂、电镀厂等。车间：车间：机械加工车间、锻压车间、焊接车间等。机械加工车间、锻压车间、焊接车间等。 工段：工段：以机械加工车间为例，分别有车工工段、铣以机械加工车间为例，分别有车工工段、铣 刨工段、磨工工段等。刨工段、磨工工段等。 2022-7-212工艺专业化的优缺点：工艺专业化的优缺点： 优点：优点：适应力强；适应力强； 设备利用率高；设备利用率高； 生产系统的可靠性较高生产系统的可靠性较高 便于技术管理和技术交流。便于技术管理和技术交流。 缺点：缺点：运输路线长、

9、运输工作量大、运输费用高。运输路线长、运输工作量大、运输费用高。 生产周期长，资金占用大；生产周期长，资金占用大； 生产率低生产率低 管理工作复杂。管理工作复杂。2022-7-213工艺专业化工艺专业化镗镗镗镗镗镗磨磨磨磨刨刨冲冲冲冲压压焊焊ACB车铣刨磨镗钻车铣刨磨镗钻生产单位内集中了完成相同工艺的设备和工人，可以完成不同产品生产单位内集中了完成相同工艺的设备和工人，可以完成不同产品上相同工艺内容的加工。上相同工艺内容的加工。2022-7-214工艺专业化车间之间零件运动示意图齿轮齿轮A生产单位内集中了完成相同工艺的设备和工人，可以完成不同产品生产单位内集中了完成相同工艺的设备和工人，可以完

10、成不同产品上相同工艺内容的加工。上相同工艺内容的加工。2022-7-215工艺专业化车间之间零件运动示意图齿轮齿轮B2022-7-216生产单位内集中了完成同一产品生产所需的设备、工艺装备和工人。生产单位内集中了完成同一产品生产所需的设备、工艺装备和工人。可以完成相同产品的全部或大部分的加工任务。可以完成相同产品的全部或大部分的加工任务。图图62 对象专业化形式示意图对象专业化形式示意图A 原原材材料料BA半半成成品品库库B车车 钻钻 铣铣 磨磨 检检 验验曲轴曲轴A 生产车间生产车间齿轮齿轮B 生产车间生产车间车车 钻钻 镗镗 磨磨 检检 验验2.对象专业化原则是指按照产品对象专业化原则是指

11、按照产品（或零件、部件）建立生产单位（或零件、部件）建立生产单位2022-7-217 按对象专业化原则建立的生产单位，其具体按对象专业化原则建立的生产单位，其具体形式如下：形式如下： 工厂工厂：汽车装配厂。：汽车装配厂。 车间：车间：发动机机体车间发动机机体车间、底盘车间、齿轮车间等。、底盘车间、齿轮车间等。 工段工段：齿轮工段、曲轴工段、箱体工段等。：齿轮工段、曲轴工段、箱体工段等。2022-7-218产品对象专业化的优缺点产品对象专业化的优缺点优点：优点： 缩短运输路线缩短运输路线 提高连续性，缩短周期，减少在制品提高连续性，缩短周期，减少在制品 专业化水平高专业化水平高 有利于按期、按量

12、、按质、成套的完成生产有利于按期、按量、按质、成套的完成生产 便于生产管理便于生产管理缺点：适应性差，工艺设备管理复杂。缺点：适应性差，工艺设备管理复杂。2022-7-219对象专业化车间之间零件运动示意图对象专业化车间之间零件运动示意图生产单位内集中了完成同一产品生产所需的设备、工艺装备和工人。生产单位内集中了完成同一产品生产所需的设备、工艺装备和工人。可以完成相同产品的全部或大部分的加工任务。可以完成相同产品的全部或大部分的加工任务。2022-7-220曲轴生产车间曲轴生产车间2022-7-221整体协调性整体协调性运输便捷性运输便捷性变化灵活性变化灵活性面积有效性面积有效性环境良好性环境

13、良好性发展合理性发展合理性厂区平面布置应有厂区平面布置应有整体观念，各要素整体观念，各要素间要相互协调。间要相互协调。任何一个进出口布任何一个进出口布置都应使得发放和置都应使得发放和接收部门最方便。接收部门最方便。物流与信息流的距物流与信息流的距离最短，可节约成离最短，可节约成本，提高效率。本，提高效率。灵活、富于弹性的灵活、富于弹性的布置对于企业未来布置对于企业未来的发展及应变能力的发展及应变能力都具有重要的意义。都具有重要的意义。有效利用面积是降有效利用面积是降低经营成本最好的低经营成本最好的手段手段有利于提升企业的有利于提升企业的社会形象及员工士社会形象及员工士气。气。合理的厂区布置能合

14、理的厂区布置能为企业的发展提供为企业的发展提供适当的余地。适当的余地。三三 影响生产和服务设施布置决策的因素影响生产和服务设施布置决策的因素2022-7-222四 几种典型的布置形式（一） 物料流程形式物料流程形式 2022-7-223 常见的物料流程形式常见的物料流程形式直角形直线形S形U形O形S形2022-7-224。（二）（二） 布置类型布置类型2022-7-225 2022-7-226返回2022-7-227。2022-7-228 按对象专业化原则布置有关机器和设备，常见的按对象专业化原则布置有关机器和设备，常见的如流水生产线或产品装配线。如图如流水生产线或产品装配线。如图6 61 1

15、所示。所示。加工设备加工设备加工设备加工设备图图65 按产品（对象）布置的示意图按产品（对象）布置的示意图对象专业化原则是指按照产品（或零件、部件）建立生产单位。对象专业化原则是指按照产品（或零件、部件）建立生产单位。生产单位内集中了完成同一产品生产所需的设备、工艺装备和生产单位内集中了完成同一产品生产所需的设备、工艺装备和工人。可以完成相同产品的全部或大部分的加工任务。工人。可以完成相同产品的全部或大部分的加工任务。曲轴曲轴毛坯毛坯曲轴曲轴产品产品2022-7-229 工艺专业化原则是指按照工艺专业化特征建立生产单位。工艺专业化原则是指按照工艺专业化特征建立生产单位。生产单位内集中了完成相同

16、工艺的设备和工人，可以完成不同产品上相同生产单位内集中了完成相同工艺的设备和工人，可以完成不同产品上相同工艺内容的加工。工艺内容的加工。2022-7-230LDDGGLPGLL原材料成品库单元单元1单元单元2单元单元3GDL车床钻床磨床如如67 成组生产单元布置示意图成组生产单元布置示意图根据一定的标准将结构和工艺相似的零件组成一个零件组，确定出零件组的典根据一定的标准将结构和工艺相似的零件组成一个零件组，确定出零件组的典型工艺流程，再根据典型工艺流程的加工内容选择设备和工人，由这些设备和型工艺流程，再根据典型工艺流程的加工内容选择设备和工人，由这些设备和工人组成一个生产单元。工人组成一个生产

17、单元。P电镀2022-7-231（1 1） 按按C C形制造单元布置形制造单元布置机器2机器1机器3机器4机器5机器6入口出口如如68 C形制造单元布置示意图形制造单元布置示意图2022-7-232（2） U形制造单元及生产线布置形制造单元及生产线布置76543217654321入口出口入口出口工人的行走路线图图69 U形制造单元及生产线布置形制造单元及生产线布置2022-7-2331243111151工人工人U型生产线型生产线柔性的U型生产布置2022-7-234物料流物料流缺点：操作者相互分开，没缺点：操作者相互分开，没有机会相互交流工作有机会相互交流工作优点：操作者可以交优点：操作者可以

18、交换工作，可以增加或换工作，可以增加或减少操作人数。操作减少操作人数。操作者经过训练可以自动者经过训练可以自动平衡不同的生产速度。平衡不同的生产速度。柔性的U型生产布置物料流物料流2022-7-235缺点：操作者被包围起来，缺点：操作者被包围起来，没有机会通过第三个操作没有机会通过第三个操作者来提高产量。者来提高产量。优点：操作者可以优点：操作者可以互相帮助，可以通互相帮助，可以通过第三个操作者来过第三个操作者来提高产量提高产量物料物料柔性的U型生产布置2022-7-236缺点：直线型生产线很难平衡缺点：直线型生产线很难平衡优点：优点：5个操作者可以减为个操作者可以减为4个个柔性的U型生产布置

19、2022-7-237第二节 布置决策的定量分析一一 作业相关图作业相关图二二 从一至从一至（from-to)表法表法三三 新设备的布置问题新设备的布置问题四四 线性规划方法线性规划方法五五 计算机辅助选址决策与设施布置计算机辅助选址决策与设施布置2022-7-238一 作业相关图2022-7-2392022-7-2402022-7-241153264二二 从至表法从至表法2022-7-242二 从至表法 2022-7-243最优解最优解 2022-7-2442022-7-245教育学院教育学院 2022-7-246 0 5 6 19 31 53 2022-7-247(1) (2)103. (3

20、) 0 5 6 19 31 53 2022-7-248 0 3 12 19 53 41 结论：结论：2022-7-249 结论：结论：2022-7-250第三节 装配（流水）线平衡一一 二二 三三 装配线平衡的方法装配线平衡的方法2022-7-251补充：流水生产的基本概念 流水生产流水生产是劳动对象按照一定的工艺过程、是劳动对象按照一定的工艺过程、规定的顺序和速度，连续不断地通过各个工作规定的顺序和速度，连续不断地通过各个工作地进行加工，完成工序作业的一种生产过程组地进行加工，完成工序作业的一种生产过程组织形式。织形式。 流水生产是将高度的对象专业化的生产组织和劳动对象的平行移动方式有机地结

21、合起来。 流水生产的主要特点是： 1，各工作地按照劳动对象的加工顺序排列。 2每个工作地固定地完成一道和少数几道工序，工作地的专业化程度高。 3流水线上各工序的加工时间之间成相等或整数倍数关系。 4，按照一定的节拍进行生产。2022-7-252波音波音777飞机飞机总装移动装配总装移动装配生产线生产线 2022-7-253一一 2022-7-2540*eFFrNN计划期有效工作时间计划期内计划产量二二 2022-7-255 例例 某制品流水线计划日产量为某制品流水线计划日产量为150150件，采用件，采用2 2班制生产，班制生产，每班规定有每班规定有2121分钟停歇时间，计划不合格率为分钟停歇

22、时间，计划不合格率为2%2%，计算，计算该流水线的节拍。该流水线的节拍。 解解 r = （8 2 60）-（21 2）/150 （1+2%） = 6（分（分/件）件） 0*eFFrNN计划期有效工作时间计划期内计划产量2022-7-256 例例 某制品流水线计划某制品流水线计划年年销售量为销售量为2000020000件，另需生产件，另需生产备件备件10001000件，废品率件，废品率2%2%，两班制工作，每班，两班制工作，每班8 8小时，时小时，时间有效利用系数间有效利用系数95%95%，求流水线的节拍。，求流水线的节拍。 解解 r = 254 2 8 6095% / (20000+1000)

23、 (1+2%) = 231648/21420=11(分分/件）件） 0*eFFrNN计划期有效工作时间计划期内计划产量2022-7-2571、确定装配流水线节拍、确定装配流水线节拍2、计算装配线上需要的最少工作地数、计算装配线上需要的最少工作地数Smin，设，设ti为工序为工序i的工作时间的工作时间 3、组织工作地。、组织工作地。 a、保证工序之间的先后顺序、保证工序之间的先后顺序 b、每个工作地分配到的各工序作业时间之和（、每个工作地分配到的各工序作业时间之和（Ter），），不能大于节拍不能大于节拍 c、各工作地的作业时间应尽量接近或等于节拍、各工作地的作业时间应尽量接近或等于节拍（Ter

24、r），）， d、应使工作地数目、应使工作地数目s尽量少尽量少rtSimin三、装配线平衡的方法三、装配线平衡的方法2022-7-2584 4、计算工作地的损失系数，平滑系数、计算工作地的损失系数，平滑系数%1001rSTrSsieLi21maxsieeiTTSIP174Ter SI2022-7-259四、装配线平衡的举例四、装配线平衡的举例例例 启明公司开发出一种款式新颖的三轮童车，试销启明公司开发出一种款式新颖的三轮童车，试销结果表明深受顾客欢迎。公司决定建立一条装配流水结果表明深受顾客欢迎。公司决定建立一条装配流水线，大批量生产这种三轮童车，面向全国销售。三轮线，大批量生产这种三轮童车，面

25、向全国销售。三轮童车装配线的童车装配线的节拍为节拍为20s/20s/件件，工序总工作时间为，工序总工作时间为253s253s。现需要对这条装配线进行组织设计，装配线平衡过程现需要对这条装配线进行组织设计，装配线平衡过程如下：如下：2022-7-260A1A2S1A3A4A5S213245678910前轮装在车架上车架右轮左轮前轮挡泥板前叉套管和定位螺丝车把橡胶手柄车座将后轮装在车架上将车把装在套管中将车座装在车架上完工检验图1：童车装配工艺示意图 P1752022-7-2612022-7-2622022-7-2631234567891011121314151617182119200101810

26、151710181015170181115181212918图2：三轮童车装配作业先后顺序0左车轮左车轮右车轮右车轮前轮前轮车座车座2022-7-264解：1、计算最小工作地数：Smin=253/20=12.65=13 2、组织工作地。根据装配作业顺序图，用试算法进行工作地重新划分。共划分出15个工作地。工序工序前道工序数前道工序数时间时间工序工序前道工序数前道工序数工序工序100191292 71101413113 82 7182013184 93 8101514155 104 9151615186 115 1017171612126 11018161213121821200三轮童车装配线的三轮童车装配线的节拍为节拍为20s/件件，工序总工作时间为工序总工作时间为253s。2022-7-265工作工作中心中心工序工序空闲空闲时间时间工作工作中心中心工序工序空闲空闲时间时间11、2、7091322321014、1903821120244、901215555513162