生产运作系统设置的类型与方法

生产与运作管理课程课件生产与运作战略

2生产与运作管理概述31设施布置4设施选址33工程管理7物料需求方案

36库存控制9质量管理38生产方案35精益生产方式

310生产与运作管理课程目录2本章结构生产运作系统设置的类型4生产与运作系统设置的概念1生产的类型2生产运作系统的过程组织3生产运作系统的时间组织5生产运作系统设置的方法6流水线的组织设计73一、生产与运作系统设置的概念指在特定的设施范围内,对生产运作活动单元进行布置.系统设置的要求:基本要求:具有系统观点具体要求:有利生产与效劳方便运输节约用地良好环境4影响生产运作系统设置的因素产品结构和工艺〔效劳〕特点产品专业化和工艺专业化生产运作的专业化与协作水平自制／外协加工组织规模技术装备水平生产类型大量生产、成批生产、单件小批51、生产类型的划分标志：按产品使用性能:通用、专用按产品结构特征：复杂、简单按生产工艺特征：流程型、加工装配型〔离散型〕按生产稳定性和重复程度：大量、成批、单件小批按需求特点：存货型生产、订货型生产效劳型企业还可分为：有形产品生产和无形产品生产；顾客参与的生产与顾客不参与的生产；大量劳务密集效劳、专业劳务密集效劳、大量资本密集效劳、专业资本密集效劳二、生产类型6二、生产类型2、划分生产类型的定量方法•按工作地承担的工序数目确定•按工作地的负荷率确定3、不同生产类型的管理特征及生产组织方式4、提高多品种小批量生产效率的途径•减少产品组件的变化：推行产品系列化、零部件标准化、通用化•提高生产运作系统的柔性：提高设备和设施的柔性、采用成组技术7三、生产运作系统过程的组织〔1〕生产运作系统过程的构成

1.按基本内容分:劳动过程、自然过程.

2.按作用分:生产技术准备过程

基本生产过程辅助生产过程生产效劳过程

3.基本生产过程构成：生产阶段工序8合理组织生产过程的要求

连续性：时间和空间的要求比例性：产品生产的要求均衡性：方案和控制的要求适应性：市场的要求三、生产运作系统过程的组织〔2〕9四、生产运作系统设置的类型

〔生产运作单位的空间组织〕对象专业化布置〔产品原则〕:按加工对象组织工艺专业化布置:按生产运作的工艺特点组织混合原则:在工艺原则基础上,局部采用对象原则;在对象原则基础上,局部采用工艺原则.•固定布置：加工对象流动，人员、设备等流动10工作区1工作区2工作区3工作区1原料顾客制成品材料和/或人工材料和/或人工材料和/或人工材料和/或人工工作流程生产或效劳流水线托盘和餐具收银台面包土豆和蔬菜甜点色拉主菜饮料自助餐馆服务线111243111151工人U型生产线柔性的U型生产布置12物料流缺点：操作者相互分开，没有时机相互交流工作优点：操作者可以交换工作，可以增加或减少操作人数。操作者经过训练可以自动平衡不同的生产速度。柔性的U型生产布置物料流13缺点：操作者被包围起来，没有时机通过第三个操作者来提高产量。优点：操作者可以互相帮助，可以通过第三个操作者来提高产量物料柔性的U型生产布置14缺点：直线型生产线很难平衡优点：5个操作者可以减为4个柔性的U型生产布置15部门A部门D部门B部门C部门E带有部门工作中心的典型工艺原则布置16成组技术规划是将不同的机器分成许多单元来生产具有相同形状和工艺要求的产品。其总目标是从工艺专业化类型的生产中获得产品规划的优点，其优点包括：成组技术〔单元式〕规划更好的人际关系。工人可组成小团体来完成整个作业。提高操作技能。在一个有限的生产周期内，工人只生产有限数量的部件，重复程度高，有利于工人快速学习和熟练掌握生产技能。减少在制品库存和物料运输。一个工作单元完成几个生产步骤，可以减少部件在整个车间的运输。缩短生产调整时间。加工产品的减少意味着工具种类的减少，可以加快工具更换的速度。17按照一般的步骤对零部件进行分组确定零部件组的主要物料流动类型，以此作为工艺规划或者调整的基础。将机器和工艺分组，组成不同的工作单元。对于无法分组的部件和设备都放在“剩余单元〞中。成组技术规划的开发步骤原材料磨床〔M〕钻床〔D〕碾床〔G〕装配线车床〔L〕热处理〔HT〕齿轮切削〔GC〕18基于零部件流动的路径矩阵19根据零部件组加工要求重新布置机器将它们分成工作单元原材料组装线1号工作单元MDHTG2号工作单元MDGC3号工作单元LMHTDGC4号工作单元LMGHT20五、生产运作系统的时间组织

〔零件在工序间的移动方式〕顺次移动方式:

T顺次=nΣt平行移动方式：T平行=Σt+〔n-1〕t最大平行顺次移动方式：T平顺=nΣt-〔n-1〕Σmin〔tj,tj+1〕i=1mi=1mi=1mj=1m-121

顺次移动方式示意图102030405060708090100110120130140150160170180190200nt2nt1nt3nt4180分工序时间〔分〕22平行移动方式示意图t4105分工序时间〔分〕102030405060708090100110120t1+t2+t3〔n-1〕t323

平行顺次移动方式示意图120分102030405060708090100110120130140工序时间〔分〕24零售效劳业的规划零售效劳业〔如商店、银行和饭店〕的规划目标是使企业每平方米空间的净利润实现最大化。TacoBell饭店在1986年和1991年以后的两种规划方法反映了公司战略变化的行动要求，即快速生产和低价销售。25TacoBell饭店餐厅汽车驶入区冷却装置食品储藏室员工区办公室工作区效劳台厨房男洗手间女洗手间餐厅汽车驶入区冷却装置食品储藏员工区工作区效劳台厨房女洗手间男洗手间顾客办公室1986年1991－2004年26效劳场景效劳场景是用来概括提供效劳的环境以及这些环境是怎样影响顾客和雇员的。效劳场景有三个组成局部：环境条件。如噪音等级、音乐、照明、温度和气味，会影响员工的表现，影响顾客对效劳的满意度及其逗留的时间和消费情况。空间规划及其功能性。包括设计顾客走动的路径和货物分类。品牌、标志和装饰品。27商店入口二级通道二级通道主通道三级通道商店入口主通道二级通道三级通道28空间规划路径设计：为顾客提供一条路径，使顾客最大程度地接触商品，并在这一路径上按照效劳的需求顺序安排效劳。流通规划与货物分类：人们在超级市场中购物倾向于以一种环形的方式购物。超市中，摆放在通道尽头的减价商品总是要比摆放在通道里的相同物品卖得快。付帐区和其他非销售区需要顾客排队等候效劳，这些区域应当规划在上层或“死角〞等不影响销售的地方。在百货商店中，离入口和展台最近的位置最有销售潜力。29六、生产运作系统设置的方法总体布置方法1.样片和模型布置法2.相对关系布置法

考虑部门之间的相互密切程度。3.物料运量图法考虑原材料、在制品及其他物资在生产过程中总的流动方向及运输量。4.从至表法考虑加工对象流动的流程图，据此绘制从至表并进行迭代。30〔一〕样片和模型布置法

〔SamplesandModels〕这种布置方法就是把工厂中的某一厂房或某一车间、工段内所需要布置的各种机器设备、通道和其他设施，按1/100的比例，用硬纸板剪成样片，按照应该占用的面积，适当地试布置在同一比例的建筑蓝图上。对于工厂总平面布置图和建筑物、构筑物样片可采用1/1000的比例。由于规模的不同，采用的比例可以适当放大和缩小。如果需要更形象化，可以采用适当比例的立体模型，使空间关系更加明显清楚。31〔二〕相对关系布置法即着重从各部门之间相互关系的密切程度来布置各部门位置的一种方法。32例如：一个小型工厂的生产、辅助、效劳等八个部门的相互关系表图如下：1总库2材料室3工具室4机修组5生产车间6更衣室7食堂8办公室AOAAEIOOOAUEXOAUUEIUUOUUUUOO33第一步：将相关图中各部门间的接近程度列入方块图中1.总库2.材料库3.工具库4.机修库A—2I—5O—3,4,8U—6,7A—1,5O—3,4,8U—6,7A—4,5O—1,2U—6,7A—3,5O—1,2,8U—6,75.生产车间6.更衣室7.食堂8.办公室A—2,3,4E—6,7,8I—1E—5I—7U—1,2,3,4X—8E—5I—6O—8U—1,2,3,4E—5O—1,2,4,7U—3232522253722201934第二步——将各方块切开，根据关系的密切程度和接近的必要性重新在平面上按A、E、I、O、U的顺序逐次排列1、A级：1与25与2，3，412354352.E级：5与6，7，8451362363.I级：1与5；6与78745163237第三步——按各部门实际面积大小的比例，绘制工厂平面布置图

2材料室

3工具室

4机修组

1总库5生产车间

8办公室

7食堂

6更衣室38UOAUEOOIUU39〔1〕在选择布置方案时，首先要编制“某系统的各部门接近程度表〞部门与其他部门的关系关系分数12345UEIUUOOUEOAOIOAUUUOU2+5+4+2=132+3+3+2=105+3+6+3=174+3+6+2=152+2+3+2=940〔2〕选取关系分数最高的部门〔部门3〕开始布置，再选出与他关系最密切的部门〔部门4〕，可布置如以下图。本例中布置用的样片为1000平方米，部门3为2000平方米，所以需用两块样片。34341〔3〕找出与已选部门〔如部门3和4〕关系最密切的部门，按A、E、I、O、U的顺序来选。如果有两个或两个以上同样关系程度的部门则比较它们的关系分数，优先布置关系分数最高的部门。

按照上述原则，本例可按部门3，4，1，2，5的次序进行布置。布置部门1可以有三个方案。42〔a〕部门4—14分〔b〕部门4—14分〔c〕部门4—10分部门3—15分部门3—10分部门3—15分合计9分合计4分合计5分

接着对方案进行记分，两部门靠在一起按相关图上的数码算分，不靠在一起算零分。上述部门1的三种布置方案中，以方案〔a〕得分最多，其他次之。实际上部门1还有其他一些布置方案，但都不如方案〔a〕好。43313341133443用同样的方法再布置部门2和部门5，最后可得出如以下图的结果：252331444〔三〕物料运量图法

〔MaterialFlowChart〕这种方法是按照原材料、在制品及其他物资在生产过程中总的流动方向及运输量这两个方面来布置工厂的车间、设施和生产效劳单位，并且编制物料流向图的方法。在该图上要标明物料的流向。

例：某企业有六个生产单位，各生产单位的运输量为，编制物料运量表如下：45物料运量图46452631图例：—2吨---1吨为了得到更为直观和清晰的观点，可把以上物料运量用物料运量相关线图来表示：47各生产单位平面布置图65243148例如，生产小批量玩具的工厂中，有收发车间〔1〕、塑膜和冲压车间〔2〕、金属成形车间〔3〕、缝纫车间〔4〕和喷漆车间〔7〕负责生产，组装车间负责装配包括小型玩具组装〔5〕、大型玩具组装〔6〕和机械组装车间〔8〕。假设单位货物在相邻两车间的运输成本为1元，其间每增加一个车间就增加1元。以下图为第一年车间之间的预计工作量。49车间之间的物料流动1234567812345678501357246816080现有工厂空间的大小如以下图所示。假设我们要对8个车间的位置进行设计，以使相互间的物料运输成本最小。为了简化问题，假设所有车间占地面积相同〔40米＊40米〕注意：在这个例子中，允许对角线移动。所以车间2和3或者3和6之间都是相邻的。51Step1:以年流动量表示的车间流程图12345678175508818071005103302025909080992520075172012518037418752Step2:成本矩阵——第一个解决方案123456781234567853Step3:研究如何规划车间的位置以降低成本在流程图和成本矩阵的基础上，将车间1和6安排在一起以降低他们之间的运输成本是合理的。12345678200374100902510354修改后的成本矩阵，成本高出262元123456781234567855改进方案在许多可能的修改方案中，我们仅仅互换了两个车间的位置，实际上共有8！种可能方案。假设我们确实得到一个好的降低物料运输成本的方案，如以下图：小型玩具组装5机械组装车间8收发车间1大型玩具组装6金属成形车间3塑膜冲压车间2缝纫车间4喷漆车间756〔四〕从至表试验法

〔From-toChart〕

它是一种比较常用而又简便的布置设备的方法，可按以下步骤进行。第一步：首先绘制多种零件在各类生产设备上加工的工艺流程图，称为零件的综合工艺流程图。第二步：根据零件的综合工艺流程图，编制零件从至表。表中每一小格内记入各类机床设备上加工的零件上、下道工序间移动的次数，进行分析比较，寻求一个最正确的机床设备排列方案。有关影片57例如：有一个按对象专业化形式组织的生产2种零件的生产线。生产线包括7个工作地；相邻两工作地的距离都大致相等，算作一个单位距离。按照每一种零件的工序组成的顺序，可编制零件综合工艺流程图如下：58零件综合工艺流程图12453765432159原零件从至表i=1i=260改进后的零件综合工艺流程图12354765432161改进后的零件从至表62排列顺流倒流方案一格数*对角线位上各次之和1*1=12*〔2+2〕=83*2=6格数*对角线位上各次之和1*〔2+1〕=3小计=15小计=3零件移动总距离15+3=18〔单位距离〕方案二1*〔2+2+2+2〕=82*1=22*1=2小计=10小计=2零件移动总距离10+2=12〔单位距离〕调整前方案二比方案一的排列减少18-12=6个单位距离63七、流水线的组织设计〔一〕流水生产的概念与特征〔二〕流水生产的分类〔三〕流水生产线组织设计的基本原理〔四〕间断流水线的组织与设计64夏利汽车生产线65流水生产的概念与特征概念:流水生产是指产品经过各道工序，按规定的路线、规定的速度，一件接一件川流不息地进行加工和生产。特征:〔1〕工作地专业化〔2〕各个工作地按照工艺过程的顺序排列〔3〕每件产品各道工序的加工时间要相等或成简单的整数比例关系〔4〕产品按照节拍进行生产66流水生产的分类按生产的产品品种的固定程度分不变流水线可变流水线按生产过程的连续程度分连续流水线间断流水线按产品的移动情况来分产品移动流水线产品固定流水线按流水线的机械化程度分手工流水线机械化流水线自动生产线按流水线所涉及的范围大小来分

小组流水线车间流水线全厂流水线67生产线平衡产品原则布置的优点在于要把工作分解成可由技术不高的工人或专用机器快速而机械地完成一系列基本作业。每一个工人只分派一个作业是不实际的。通常会将作业分成可控制的作业包分配给各工作地，每个工作地由一个或两个人操作。决定如何将作业分配到工作地的这一过程被称为生产线平衡，其目标在于分到各工作地的作业所需时间大致相等。〔不等时会出现闲置时间〕68生产线平衡到达生产线完全平衡的主要障碍在于要组成具有同样加工时间的作业包是很困难的。对设备要求不同或一些活动不相容；基本作业的时间差异通过作业分组解决不了；所要求的技术顺序也可能阻碍一些作业组合。擦污2分钟冲洗4分钟烘干2分钟有时候一个工作地上会有多个工人，本章所有的例子与问题涉及到的工作地上只有一个人。69考虑管理者可决定利用1-5个工作地来完成五个作业。当利用1个工作地时，所有的作业都在这一工作地完成；利用5个工作地时，每一个工作地只安排1个作业。如果利用2个、3个、4个工作地时，局部或全部的工作地将分配多项作业。管理者如何决定利用多少个工作地？主要决定因素是节拍。节拍是指将完成单位产品所需要的作业分配到各工作地时，各工作地完成其上的作业所容许的最大时间。如果节拍是2分钟，那么该生产线每2分钟完成一个产品。思考70假定要制造某种产品，该工作可以分解为5个基本作业，每一作业所需时间及各作业的顺序如以下图所示：0.1分钟0.7分钟1.0分钟0.5分钟0.2分钟产量＝方案期有效工作时间／节拍假定一生产线每天运转8小时，其中节拍为1分钟，那么产量为480个单位；当节拍为2.5分钟时，那么产量为192个单位。节拍＝方案期有效工作时间／方案期产量最小可能的节拍：最长的作业时间—1.0分钟最大可能的节拍：各作业时间之和—2.5分钟71工作地计算数＝工序时间之和／节拍假定方案期的产量为每天480个单位〔最大产量〕，为了到达这一目标最少需要的工作地为：N＝2.5／1＝2.5个工作地abecd0.11.00.70.50.2实际采用3个工作地72作业分配的步骤从工作地1开始，按顺序给工作地分配作业。作业的分配按作业先后顺序图自左至右进行。在每一分配前，利用以下标准确定哪些作业够资格分配到一工作地：所有先行作业都已被分配该作业时间不超过该工作地的剩余时间如果没有够资格分配的作业，继续下一个工作地每当一个作业被分配后，计算出该工作地的剩余时间。剩余时间等于节拍减去工作地上总的作业时间。如果出现两个作业情况都一样时，可通过分配后续作业数做多的作业，或分配加工时间最长的作业解决。继续下去直到所有作业都被分配。73工作地剩余时间够资格分配的作业分配作业工作地闲置时间1231.00.90.21.01.00.50.3a,cc-bde-ac-bde-0.20.00.30.574评价作业分配的效率生产线闲置时间百分比〔闲置率〕生产线效率生产线闲置率＝每节拍内的闲置时间／〔实际工作地数×节拍〕生产线效率＝1－生产线闲置率75begdf0.20.30.61.00.4h0.3ac0.20.876工作地剩余时间够资格分配的作业分配作业工作地闲置时间12341.21.00.201.20.60.31.20.21.20.80.5a,cc,bb,de,de,deffggh—a〔0.2〕c〔0.8〕b〔0.2〕—d〔0.6〕e〔0.3〕—f〔1.0〕—g〔0.4〕h〔0.3〕—0.00.30.20.577工作地4工作地3工作地2工作地1begdf0.20.30.61.00.4h0.3ac0.20.878进行以下计算和设计

1、计算和确定流水线的平均节拍〔即流水线上连续生产两种产品之间的间隔时间〕。2、组织工序的同期化〔是指通过组织和技术方面的措施，使各道工序的加工时间与平均节拍相等或成为倍数关系〕或生产线平衡3、确定各工序的工作地数量〔为了适应流水线生产节拍的要求〕4、计算各工序工作地的负荷率〔目的是对负荷过高或缺乏的工作地采取适当措施5、确定工作地〔或设备〕的排列方式依据实际情况考虑：〔1〕产品在各道工序之间的运输距离最短〔2〕生产面积利用最好〔3〕生产工人工作最方便6、确定传送带的长度和速度传送带长度应稍大于各工作地长度的总和，皮带或链板式传送带周长应稍大于传送带长度两倍。79流水线的工序同期化原工序号1