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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,生產(chǎn)運(yùn)作管理,工藝選擇與設(shè)施布置,Chapter 7,1,學(xué)習(xí)目標(biāo),學(xué)習(xí)本章以后，你將能：,了解或描述：,常見的幾種工藝類型,工藝選擇的關(guān)鍵問題,設(shè)施布置的基本類型,產(chǎn)品原則布置的設(shè)計(jì)與工藝原則布置的設(shè)計(jì)的方法及其優(yōu)缺點(diǎn),能夠進(jìn)行一些簡單的工藝原則布置設(shè)計(jì),2,豐田的全球車身流水線,全球車身生產(chǎn)線,一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的金屬加工系統(tǒng),新生產(chǎn)線的投資要比它所取代的那條節(jié)省,50%,在新生產(chǎn)線上生產(chǎn)一種不同的轎車，成本降低,70%,空間只有舊生產(chǎn)線所需場地空間的一半,同一車間可以生產(chǎn),8,種車型，增強(qiáng)了靈活性,新制造體系
2、大大節(jié)省制造多種車型的成本,思考,傳統(tǒng)的汽車制造業(yè)屬于哪種生產(chǎn)類型？,豐田的全球車身生產(chǎn)線與傳統(tǒng)的汽車制造工藝有何區(qū)別之處？,在豐田的車間布置中，有什么是值得我們學(xué)習(xí)的？,3,工藝選擇,企業(yè)選擇何種生產(chǎn)工序的戰(zhàn)略決策,工藝類型,工藝專門化,批量加工,重復(fù)性加工,連續(xù)性加工,項(xiàng)目方式,了解每種類型的特征、優(yōu)缺點(diǎn)以及對工人、設(shè)備的要求,4,工藝選擇,continued,工藝選擇的關(guān)鍵問題,產(chǎn)品和服務(wù)需求的性質(zhì),與市場需求相適應(yīng),自動化程度,優(yōu)點(diǎn)：,完全一致的生產(chǎn)和服務(wù),排除了人性化的情緒問題,減少了變動成本,缺點(diǎn)：,成本較高,不易輕易改變,在一定程度上對工人的心理和生產(chǎn)率產(chǎn)生負(fù)面影響,5,工藝選擇
3、,continued,工藝選擇的關(guān)鍵問題,自動化程度,分類,固定型,可編程型,柔性型,制造單元,柔性制造系統(tǒng),(FMS),了解不同自動化類型的特征及優(yōu)缺點(diǎn),6,工藝選擇,continued,工藝選擇工具,產(chǎn)品,工藝矩陣 （,Product-Process Matrix,PPM,）,1979,年，由海斯（,Robert H.Hayes,）、惠爾萊特（,Steven C.Wheelwright,）提出,解釋,二維矩陣,橫坐標(biāo)：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與產(chǎn)品生命周期，沿箭頭方向從左向右表示從導(dǎo)入期到成長期到成熟期再到衰退,縱坐標(biāo)：工藝結(jié)構(gòu)與工藝生命周期，沿箭頭方向從上向下表示工藝生命周期的發(fā)展,沿著,PPM,矩陣對
4、角線選擇和配置生產(chǎn)運(yùn)作工藝，可以達(dá)到最優(yōu)的水平,也有的企業(yè)適當(dāng)采用偏離對角線的選擇策略，出奇制勝,7,工藝選擇,continued,工藝選擇工具,產(chǎn)品,工藝矩陣,工藝結(jié)構(gòu),/,工藝生命周期,產(chǎn)品結(jié)構(gòu),/,產(chǎn)品生命周期,高柔性,低效率,高單位成本,低柔性,高效率,低單位成本,工藝,專門化,批量,加工,重復(fù)性,加工,連續(xù)性,加工,客戶化,（單件）,多品種,（中小批量）,主要產(chǎn)品,（中等批量）,標(biāo)準(zhǔn)化,（大批量）,工具模具廠,/,美容院,報(bào)紙印刷,/,講座,傳統(tǒng)的計(jì)算,機(jī)生產(chǎn),/,快餐,煉鋼廠,/,家庭供水,不可行,不可行,8,設(shè)施布置,設(shè)施布置的基本形式,根據(jù)工作流程布置,產(chǎn)品原則布置（,Prod
5、uct-oriented Layout,）,工藝原則布置（,Process-oriented Layout,）,定位布置（,Fixed-position Layout,）,混合布置（,Mixed Layout,）,根據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)功能布置,倉儲布置,零售布置,辦公室布置,9,設(shè)施布置,continued,產(chǎn)品原則布置（,Product-oriented Layout,）,一種根據(jù)產(chǎn)品制造的步驟來安排設(shè)備或工作過程的方式,適用于標(biāo)準(zhǔn)化極高的產(chǎn)品或者服務(wù),典型實(shí)例是生產(chǎn)線或裝配線,關(guān)鍵問題是生產(chǎn)線的平衡,工作流程,原材料或顧客,制成品,工作地,1,工作地,2,工作地,3,10,設(shè)施布置,continu
6、ed,產(chǎn)品原則布置（,Product-oriented Layout,）,優(yōu)點(diǎn),產(chǎn)量高，單位成本低,增強(qiáng)了工人操作的熟練程度，減少了培訓(xùn)成本,簡化了物料運(yùn)輸,人力和設(shè)備得到充分利用,缺點(diǎn),工人缺少發(fā)展機(jī)會，容易導(dǎo)致厭倦情緒的產(chǎn)生,設(shè)備和工人對變化的適應(yīng)能力較差，柔性較差,某個(gè)工人或者某個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，將會影響整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng),系統(tǒng)需要具備迅速修復(fù)的能力和備用件庫存，增加了一定的成本,11,設(shè)施布置,continued,產(chǎn)品原則布置（,Product-oriented Layout,）,U,型生產(chǎn)線提高柔性,物料流,物料流,不好，操作者被分開，沒有機(jī)會進(jìn)行交流！一般美國工廠采用配件流水線,好，可交流
7、，或增減操作人員，經(jīng)訓(xùn)練的人幾乎可自動平衡不同生產(chǎn)速度,不好，操作者被圍起來，沒機(jī)會與第一個(gè)操作者一起工作以增加產(chǎn)量,物料,好，操作者可互相幫助，可與第三個(gè)人一起工作以提高產(chǎn)量,不好，直線形很難平衡,好，,U,形生產(chǎn)線的一個(gè)特點(diǎn)就是操作者容易進(jìn)入，,5,個(gè)操作者可減為,4,個(gè),12,設(shè)施布置,continued,工藝原則布置（,Process-oriented Layout,）,將相似的設(shè)備或功能集中放在同一個(gè)部門，使其相對位置達(dá)到最優(yōu),最優(yōu)的布置：將彼此之間物流量較大的部門相鄰布置，以減少物料的搬運(yùn)費(fèi)用,關(guān)鍵：如何安排好工作部門之間的相對位置,13,設(shè)施布置,continued,Bank,1
8、995 Corel Corp.,Machine Shop,1995 Corel Corp.,Hospital,1995 Corel Corp.,14,設(shè)施布置,continued,工藝原則布置（,Process-oriented Layout,）,優(yōu)點(diǎn),個(gè)別設(shè)備出了故障或個(gè)別工人缺席對整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的影響較小,上下工序之間的相互依賴性較小,設(shè)備維修費(fèi)用較低，投資于備用件上的成本也較低,缺點(diǎn),如果批量加工，在制品庫存量會很大,要經(jīng)常進(jìn)行工藝路線選擇及進(jìn)度安排,設(shè)備利用率低,加工的多樣性要求頻繁地調(diào)整設(shè)備，造成工作流的不連續(xù)性，形成間歇加工,物料傳輸慢，效率低，單位運(yùn)輸成本較高,15,設(shè)施布置,co
9、ntinued,定位布置（,Fixed-position Layout,）,生產(chǎn)設(shè)備需要移到要加工的產(chǎn)品處，而不是產(chǎn)品移到設(shè)備處,廣泛應(yīng)用于耕種、消防、筑路、建筑、鉆探石油、醫(yī)院中的手術(shù)室等方面,混合布置（,Mixed Layout,）,企業(yè)同時(shí)存在兩種或兩種以上形式的布置,醫(yī)院,科室按照工藝原則布置,手術(shù)室按照定位布置設(shè)置,16,設(shè)施布置,continued,倉儲布置,在倉庫中安排物資的存放,原則：最大限度地利用倉儲空間，以最低成本保管、處理物資,要考慮的因素：訂貨次數(shù)、物品間的相關(guān)性、走道的數(shù)量和寬度等,17,設(shè)施布置,continued,零售布置,原則：使單位面積的凈收益達(dá)到最大，同時(shí)，
10、為顧客提供最便捷的、最賞心悅目的店鋪布局,辦公室布置,趨勢：開放式，為員工提供了更多的交流和團(tuán)隊(duì)合作的機(jī)會和空間,18,生產(chǎn)線的平衡,決定如何將工作分配到工作地的一過程,目標(biāo)：使分配到各個(gè)工作地的作業(yè)所需要的時(shí)間大致相等，從而使生產(chǎn)線上各活動同步進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)工人和設(shè)備的最大利用,可能遇到的困難,設(shè)備問題,基本作業(yè)的時(shí)間差異不能通過分配作業(yè)組而解決,生產(chǎn)或裝配所要求的技術(shù)順序,，,對理想的分配有約束力,19,生產(chǎn)線的平衡,continued,工作地?cái)?shù)量的確定,節(jié)拍,各工作地完成分配給它的作業(yè)直到工作地可以往下進(jìn)行所容許的最長時(shí)間,產(chǎn)出能力,=OT/CT,式中,OT,每天運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間；,CT,節(jié)拍,可能
11、最小的節(jié)拍：等于最長的那個(gè)作業(yè)時(shí)間,可能最大的節(jié)拍：等于各工作時(shí)間之和,生產(chǎn)線節(jié)拍的確定取決于使用幾個(gè)工作地,20,生產(chǎn)線的平衡,continued,工作地?cái)?shù)量的確定,節(jié)拍,可能最小節(jié)拍和可能最大節(jié)拍的作用,確定生產(chǎn)線產(chǎn)量范圍,幫助調(diào)整計(jì)劃期產(chǎn)量,CT=OT/,D,式中,D,計(jì)劃期的產(chǎn)量,如果計(jì)劃期產(chǎn)量已定，而計(jì)算出來的節(jié)拍沒有處于最大和最小節(jié)拍之間，那么就必須對計(jì)劃期的產(chǎn)量做出修改,21,生產(chǎn)線的平衡,continued,工作地?cái)?shù)量的確定,工作地?cái)?shù)量的計(jì)算,工作地?cái)?shù)的理論最小值,N,min,=,t,/CT,式中,N,min,工作地?cái)?shù)的理論最小值；,t,各作業(yè)時(shí)間之和,22,生產(chǎn)線的平衡,co
12、ntinued,作業(yè)分配的啟發(fā)式算法,作業(yè)順序圖的概念,a,b,c,d,0,.1,分鐘,1.0,分鐘,0,.4,分鐘,0,.5,分鐘,這個(gè)作業(yè)順序圖表明，作業(yè),b,開始的前提是,a,已完成；而,d,要開始，前提是,b,和,c,都已經(jīng)完成,23,生產(chǎn)線的平衡,continued,作業(yè)分配的啟發(fā)式算法,先分配后續(xù)作業(yè)數(shù)最多的作業(yè)的原則,各工作地最初的“剩余時(shí)間”等于節(jié)拍,先行作業(yè)已經(jīng)被分配完、作業(yè)時(shí)間不超過該工作地的剩余時(shí)間的作業(yè)才夠資格被分配,如果出現(xiàn)多個(gè)作業(yè)的后續(xù)作業(yè)數(shù)一樣多的情況時(shí)，首先分配所需時(shí)間最長的作業(yè),24,生產(chǎn)線的平衡,continued,作業(yè)分配的啟發(fā)式算法,先分配后續(xù)作業(yè)數(shù)最多
13、的作業(yè) 算例,a,b,c,d,0,.2,分鐘,1.0,分鐘,0,.5,分鐘,0,.4,分鐘,將圖中的作業(yè)分配到三個(gè)工作地。已知節(jié)拍為,1.0,分鐘。,e,0,.2,分鐘,25,生產(chǎn)線的平衡,continued,解答,作業(yè)分配分析表,工作地,剩余時(shí)間,夠資格分配的作業(yè),分配作業(yè),修正的剩余時(shí)間,工作地閑置時(shí)間,1,1.0,a,c,a,0.8,0.8,c,c,0.3,0.3,無,無,0.3,2,1.0,b,b,0.0,0.0,3,1.0,d,d,0.6,0.6,e,e,0.4,0.4,0.7,26,生產(chǎn)線的平衡,continued,生產(chǎn)線平衡的一些相關(guān)因素及指導(dǎo)原則,作業(yè)分配的一般程序,確定節(jié)拍，
14、求出所需最小工作地?cái)?shù),從第一個(gè)工作地開始，按順序給工作地分配作業(yè)，一直分配到所有作業(yè)都已被分配,作業(yè)分配的效率測量,生產(chǎn)線閑置時(shí)間百分比,=,每節(jié)拍內(nèi)的閑置時(shí)間,/,（,N,實(shí)際,節(jié)拍）,100%,生產(chǎn)線的效率,100%,生產(chǎn)線閑置時(shí)間百分比,27,生產(chǎn)線的平衡,continued,生產(chǎn)線平衡的一些相關(guān)因素及指導(dǎo)原則,產(chǎn)量問題,運(yùn)用各種方法解決問題,制約因素：技術(shù)約束、人力因素、設(shè)備約束、空間約束、產(chǎn)量約束,促進(jìn)生產(chǎn)線平衡的其他一些方法,培養(yǎng)多面手,設(shè)計(jì)混合型生產(chǎn)線,28,對工藝原則布置的設(shè)計(jì),布置方法,從至表法（單行布置法）,部門內(nèi)部工作地成單行排列，且工作地之間往來密切程度的關(guān)系能定量表示
15、時(shí)使用,零件的綜合往來路線圖,初始零件從至表,最終零件從至表,從至數(shù)代表工作地之間的流量的大小,數(shù)據(jù)距對角線的格數(shù)是工作地之間的距離單位數(shù),L,零件總的移動距離；,i,兩個(gè)工作地之間的距離；,j,這兩個(gè)工作地的從至數(shù),29,對工藝原則布置的設(shè)計(jì),continued,算例,已知某廠有,6,個(gè)部門，部門之間的初始物流流量如表所示，做出修改后的最終零件從至表,至,從,合計(jì),備件車間,2,1,8,11,機(jī)加工車間,1,2,1,1,5,沖壓車間,1,2,3,油漆車間,3,3,裝配,2,2,倉庫,0,合計(jì),0,5,3,3,2,11,i=2,i=1,30,對工藝原則布置的設(shè)計(jì),continued,解答,修改
16、后的從至表,至,從,合計(jì),部門,8,2,1,11,部門,部門,1,2,1,1,5,部門,3,3,部門,2,1,3,部門,2,2,合計(jì),0,11,5,3,3,2,31,對工藝原則布置的設(shè)計(jì),continued,解答,布置改進(jìn)前后的零件總移動距離,前 進(jìn),后 退,i,j,i,j,改進(jìn)前,1,(2+1+1)=4,2,2=4,3,(1+2)=9,4,(1+1)=8,5,8=40,1,0=0,2,(3+2)=10,3,0=0,4,0=0,5,0=0,零件總移動距離,L,=,i,j,=75,改進(jìn)后,1,(2+8)=10,2,(2+1)=6,3,1=3,4,0=0,5,1=5,1,(1+3+1+2)=7,2,0=0,3,2=6,4,0=0,5,0=0,零件總移動距離,L,1,=,i,j,=37,改進(jìn)前后之差,L,L,L,1,75,37,38,總距離相對減少程度,L,/,L,38/75,50.7%,32,對工藝原則布置的設(shè)計(jì),continued,布置方法,雙行布置法,當(dāng)部門內(nèi)部成雙行布置時(shí)，采用雙行布置法,具體方法,根據(jù)從至表，整理出零件移動次數(shù)的排序表，從大到小排列,根據(jù)排列作出調(diào)整，把移動次數(shù)多的
生產(chǎn)與運(yùn)作管理7
