2022年生产系统的组织与管理讲义

1、第四章生产系统的组织与管理7/25/20221主讲：费志敏本章要点：生产过程与生产类型的概念生产过程组织的几种形式综合计划策略生产作业计划的编制与控制库存的作用及库存控制模型7/25/20222 生产与运作系统 生产与运作系统是通过有效的资源配置实现“投入变换产出”功能的综合体；它是企业大系统中的子系统 生产与运作系统的载体（或生产与运作系统的主体）是各种各样的社会组织7/25/20223投入人力物料设备技术信息能源土地资金顾客或用户的参与实施信息反馈产出产品服务 变换过程 生产与运作系统活动过程外部信息内部信息价值增值过程7/25/20224一、制造业生产过程构成生产技术准备过程基本生产过程

2、辅助生产过程生产服务过程附属生产过程1 生产过程与生产类型7/25/20225基本生产过程 生产阶段：按工艺加工性质划分的局部生产过程 工序：组成生产过程的最基本单位；指一个或几 个工人在一个工作地上对一个（或几个）劳 动对象连续进行的生产活动 按其作用可分为工艺工序、检验工序、运 输工序等 工作地：由一定场地面积、机器设备和辅助工具 组成，劳动工具对劳动对象进行生产活动的地点 7/25/20226二、 生产类型1、生产类型的划分标志3、服务业运作类型的划分及其特点2、不同生产类型的生产组织管理特征分析7/25/202271、 生产类型的划分标志（1） 按接受生产任务的方式划分 订货生产类型（

3、MTO） 存货生产类型（MTS）（2） 按产品的结构特征划分 大型复杂产品类型 简单产品生产类型（3） 按生产工艺特征划分 流程（连续）生产型 加工装配（间断）生产型（4） 按生产方法划分 合成型（机电类厂） 分解型（炼油厂） 调制型（炼钢厂） 提取型（煤矿）（5） 按生产的重复程度（工作地的专业化程度）划分 大量生产类型 成批生产类型 单件小批生产类型 项目管理类型7/25/20228三种不同生产类型的生产管理特点大量生产成批生产单件小批生产品种少较多很多产量大中小设备专用部分通用通用生产周期短长短不一长成本低中高追求目标连续性均衡性柔性7/25/202292 、不同生产类型的生产组织管理特

4、征分析（1）连续（流程性工艺过程）生产类型的生产管理特征保证原料、动力不间断地连续供应加强设备维修保养工作对生产过程实行监控生产计划由企业集中编制，根据市场需求的波动和变化及时调整生产的品种规格尽量维持均衡生产，规定合理的生产批量，控制必要库存避免生产频繁调整，充分发挥企业的生产能力7/25/202210类型大量生产成批生产单件小批生产组织形式流水生产线、自动生产线按对象专业化原则建立生产单位、多对象和可变流水线、建立成组生产单元、采用柔性制造系统按工艺专业化原则建立生产单位、 建立成组生产单元、 采用柔性制造系统提高竞争力的关键优质、优价、备件充分、维修方便产品不断更新换代、提高质量满足市场

5、需求强大的设计能力、良好的售后服务生产管理重点保证供应、设备不出故障、尽量应用标准计划、保障均衡生产、降低消耗和产品成本优化产品组合、制定科学的生产批量和生产间隔期、简化零件进度计划、改善零件加工过程和工序之间的衔接、安排好零部件生产进度、组织好物流平衡掌握能力、正确决策、提高瓶颈环节生产能力、抓住关键零部件的生产进度和物流平衡、监控生产成套性保证交货期（2） 离散生产类型生产管理特征7/25/2022113、 服务业运作类型的划分及其特点按顾客的需求特性分 通用型 专用型 按运作系统特性分技术密集人员密集大量资本密集服务： 专业资本密集服务：航空，运输，金融， 医院，汽车等修理 旅游，观光，

6、娱乐， 业，技术服务业邮电通讯，广播电视 大量劳动密集服务： 专业劳动密集服务：零售，批发，学校 咨询公司，建筑设 机关，餐饮 计、律师、会计事 务所 服务业运作类型的划分7/25/202212问题按产品或服务的专业化程度划分下列生产类型：医生看病新生体检中小学教育大学本科教育硕士研究生教育博士研究生教育7/25/202213三、生产与运作组织方式选择（一）生产与运作过程的空间组织（二） 生产与运作过程的时间组织 （三）生产与运作过程先进性、合理性的主要标志1 工艺专业化形式2 对象专业化形式零件在工序间的移动方式 （1）顺序移动方式 （2）平行移动方式 （3）平行顺序移动方式2 选择移动方式

7、要考虑因素7/25/202214ABFD产品1产品2产品3E产品1产品2产品3C1、工艺专业化形式（一）生产与运作过程的空间组织7/25/2022152、对象专业化形式A、B、D产品1产品1产品2产品2D、E、C产品3产品3E、F、A7/25/202216（1）顺序移动方式 概念：指一批零件或产品在前道工序全部加工完成后， 整批转移到后道工序加工的移动方式 例: 加工批量n4，工序数m4，各道工序时间 t110min t2=5min t3=15min t4=10min 其顺序 移动方式示意图如下：10515工序4工序3工序2工序1t 20 40 60 80 100 120 140 16010（

8、二） 生产与运作过程的时间组织 7/25/202217生产周期计算公式： n批量 m工序数 ti i工序单件工时 T顺顺序移动方式生产周期例： T顺4（1051510）=1607/25/202218(2) 平行移动方式概念：指每个产品或零件在上道工序加工完后，立即 转到下道工序加工，使各个零件或产品在各道 工序上的加工平行地进行生产周期计算公式： t长：工序时间最长的工序时间例： T平=（1051510）（41）15 4045857/25/202219t20 40 60 80 85 100 工序4工序3工序2工序17/25/202220(3) 平行顺序移动方式概念：即一批零件或产品,既保持每道

9、工序的平行性，又保持连续性的作业移动方式。10151050 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 25 45t工序4工序3工序2工序17/25/202221计算公式： ti短 相邻两工序中,工时较短的工序单件工时 T平顺=160（41）（5510）100min或 t较大：比相邻工序单件工时均较大的工序单件工时 t较小：比相邻工序单件工时均较小的工序单件工时 T平顺=40（41）（10+155）100min7/25/202222选择零件移动方式要考虑因素零件尺寸加工时间批量大小生产单位专业化形式平行移动方式大长大对象专业化平行顺序移动方式小长大对象专业化顺序移动方式小短小

10、工艺专业化零件三种移动方式的比较平行移动方式平行顺序移动方式顺序移动方式生产周期短中长运输次数多中少设备利用差好好组织管理中复杂简单7/25/202223（三） 生产过程先进性、合理性的主要标志连续性 平行性比例性均衡性柔性7/25/202224 四、 流水生产线（一）基本概念流水生产概念及特点流水线的分类对流水线的评价流水生产组织的条件（二）流水线的组织设计7/25/2022251、 流水生产概念及特点概念： 是指加工对象按照一定的工艺路线、有规律地从前道工序流到后道工序加工，并按照一定的生产速度连续完成工序作业的生产过程特点： 1） 流水线上固定生产一种或少数几种产品（零件），工作地专业化

11、程度高 2） 流水线上每个工作地 按照产品工艺过程（零件）顺序安排，产品按单向运输路线移动 3） 工艺过程是封闭的，工作地按工艺顺序安排为索链形式，劳动对象在工序间作单向流动，自成系统，便于管理和控制 4） 生产具有明显的节奏性 5） 生产具有较高连续性 6）流水线上各工序之间的生产能力是平衡的，成比例的（一）基本概念7/25/2022262、流水线的分类 分类标志对象移动方式对象数目对象轮换方式连续程度节奏化机械化程度流水线固定流水线移动流水线单一对象流水线多对象流水线不变流水线可变流水线成组流水线连续流水线间断流水线强制节拍流水线自由节拍流水线粗略节拍流水线自动生产线机械化流水线手工流水线

12、混合流水线7/25/2022273、 流水线的评价优点： 1） 产品的生产过程较好地符合连续性、平行性、比例 性以及均衡性要求 2） 生产率较高 3） 缩短生产周期，减少在制品的占用量和运输工作量， 加速资金周转 4） 简化生产管理工作缺点： 1） 柔性差 2） 工人工作单调、紧张、易疲劳，不利于提高工人生 产技术水平7/25/2022284、 流水生产组织的条件1） 品种稳定2） 产品结构基本定型并标准化3） 原材料、协作件标准化，能保证及时 供应4） 机器设备处于完好状态5） 产品检验能在流水线上进行7/25/202229（二）流水生产线的组织设计流水生产线的组织设计和技术设计 1） 流水

13、线生产的技术设计 2） 流水线生产的组织设计流水线组织设计的各项准备工作单一对象流水线的组织设计7/25/202230 1）流水生产线的技术设计工艺路线、工艺规程的制定专用设备的设计 设备改装设计 专用工夹具设计 运输传送装置设计 信号装置设计 即硬件设计1、流水生产线的组织设计和技术设计7/25/2022312） 流水生产线的组织设计流水线节拍和生产速度的确定设备需要量和负荷的计算工序同期化设计 工人配备运输传送方式的设计流水线平面布置的设计流水线工作制度生产服务工作组织和标准计划图表的制定 即软件设计7/25/2022322、 流水线组织设计的各项准备工作1） 产品零件分析2） 改进产品结

14、构，使之适合于流水生产3） 审查和修改工艺规程4） 收集整理设计所需资料7/25/2022333、单一对象流水线的组织设计1）确定流水线节拍与节奏2）工序同期化3）计算流水线设备（工作地）数量及设备负荷率4）计算工人人数5）确定流水线节拍性质6）设计流水线的运输方式及设备7）流水线平面布置7/25/202234节拍 概念：流水线上连续投入或出产两个制品的时间间隔 计算公式： r: 节拍 F: 计划期有效工作时间 N: 计划期产品产量 F0 : 制度工作时间 K: 时间利用系数 例1：设计某流水线，计划年产量为20000件， 外销件1000件， 废品率2%，两班制工作， 每班8小时，时间利用系数

15、 0.95， 计算节拍 7/25/202235节奏概念：流水线顺序出产两批同样制品的时间间隔计算公式： n运: 运输批量流水线运输批量参考值例2：接例1，若零件重量轻，n运=100。求节奏 r0=10010.66=1066分/批 r0: 节奏7/25/202236流水线运输批量参考值 0.1 0.2 0.5 1.0 2.0 5.010 1.0 100 50 20 10 5 2 1 1.02.0 50 20 20 10 5 2 1 2.05.0 20 20 10 5 2 2 1 5.010 10 10 5 2 2 1 1运输批量单件重量（kg）工序平均加工时间（分）单件7/25/2022372）

16、 工序同期化 指通过采取技术组织措施调整工序时间，使之尽可能与节拍相等或成整数倍关系的过程 例： 工作地顺序 工序号 原工序单件时间 新工作地单件时间 1 1、2、6 6、2、2 10 2 5、7 1、6 7 3 3、9 5、5 10 4 4、8 7、3 10 5 10、11 5、4 911266513245577/25/202238同期化主要措施（1）机加工工序 在未同期化的工序上采用高效率设备，或改装原设 备，提高出产效率 采用高效工艺装备 改变加工方法，减少切削时间 改进工作地布置与操作方法 提高工人的熟练程度和工作效率（2）装配工序 适当分解和合并工序 合理配置力量 采用高效率工具 7

17、/25/2022393） 计算流水线设备数量及设备负荷率工作地（设备）计算数Si计 ： ti： i工序单件工时 r ：节拍i工作地实配设备数Si： Si Si计i工作地负荷系数 i： i = Si计 / Si 流水线平均设备负荷系数： 最少工作地（设备）数： 单件损失时间 i工序： 流水线： t损 = N r T 流水线时间损失系数： 7/25/2022404） 计算工人人数（1）手工操作为主的流水线 Pi: i工序工人总数 Si: i工序工作地数 Wi: i工序工作地同时工作的人 g: 每日工作班次 （2）设备加工为主的流水线 P: 流水工人人数N: 流水线总设备数S看: 平均设备看管定额b

18、: 后备工人与上岗工 人之比7/25/2022415） 确定流水线节拍性质工序同期化程度高,工艺性好,加工对象稍重,体积稍大,可严格按节拍出产符合精度要求的产品,采用强制节拍流水线(连续流水线)反之采用自由节拍或粗略节拍流水线(间断流水线)7/25/2022426） 设计流水线的运输方式及设备分配式传送带: 用于自由节拍间断流水线工作式传送带: 用于强制节拍连续流水线 传送带速度: 传送带长度: L: 传送带长度 l: 相邻两工作地间中心距 m: 流水线工序数 l附: 两端附加长度 Si: i工序工作地数7/25/2022437） 流水线平面布置 布置原则：运输路线最短 平面布置形式： 直线型

19、： 山字型： 直角型： 环型： 蛇型： 开O型： 工作地排列形式： 单列 双列7/25/202244 2 综合计划性质 综合计划实质上是大型生产计划系统的一部分，它与若干内外因素相关联（如图）。它所关注的不是单个产品或服务，而是一组类似产品，即确定一合乎逻辑的抽象产品和计划单位。如电视机的“台”，自行车的“辆”，而不管其型号。大型百货公司的空间分配也是一项综合计划，对总量的度量仅限于空间的平方米数或放置衣物的货架数，而不考虑品牌名称。 综合计划是对中期生产能力进行全面决策，而不涉及具体细节。一、概念7/25/202245研究和技术市场和需求产品决策劳动力可获得的原材料现有库存外部生产能力需求预

20、测，订单生产规划和生产能力决策综合计划主生产计划和MRP系统详细的工作排程组织为什么需要制定综合计划？答案有两 点： 是关于计划的：执行计划需要时间 是战略性的：“总”很重要，因为对个别项目需求的时间和数量进行任何精度的预测都不大可能。锁定个别项目会失去回应市场的灵活性。7/25/202246综合计划概述 综合计划始于对中期总需求的预测，是为满足设定产出、员工和产成品库存水平的全面计划。管理者会考虑许多计划，对每 一个都要拿柔性和成本来检验。若有问题，就要返工或放弃，重新找可行方案。7/25/202247二、 综合计划策略制定综合计划时有8种策略可供选择：改变库存水平 通过新聘或暂时解聘来改变

21、劳动力的数量 通过超时工作或减时工作来改变生产率 转包 使用非全日制雇员 影响需求 高峰需求时期的延迟交货 不同季节产品混合 8种策略选择的有利及不利之处：7/25/202248 我们应重点关注属于生产职能范围内的、与生产能力有关的决策选项。较为重要的有：维持一个水平的职工总人数维持稳定的产出率一个时期接一个时期地适应市场需求采取决策变量组合 无论组织选择哪种策略，公司政策和成本将是两个最重要的因素。7/25/202249三、 综合计划方法1、图表法 图表法是将预测的每个时期需求量及平均需求量绘制在一张坐标图上，表示出它们之间的差异。按照所选择的满足预测需求的策略，核算各种计划方案的总成本（包

22、括用工成本、库存持有成本、转包成本、新聘或暂时解雇成本等），并做出决策。如图1。 7/25/2022507/25/2022512、 线性规划运输模型法 这种方法可以提供一个使成本最小化的最优计划。而且在确定各时期的正常与超时工作产量、转包生产产量、额外轮班及各时期库存的累积量方面有一定的变动幅度。允许作敏感性分析，也有相关的线性规划软件。用线性规划的运输模型 分析综合计划问题，特别是分析持有库存、超时工作和转包的效率很有作用。但如果引用因素较多，该方法收效不大。加上模型的复杂性，因而这种方法在企业中未能广泛地运用。 7/25/2022523 生产作业计划与生产控制二、 生产作业计划的编制三、

23、生产作业控制一、 生产作业计划概述7/25/2022531、生产作业计划概念 生产作业计划是生产计划的具体执行计划。它是把企业全年的生产任务具体地分配到各车间、工段、班组以至每个工作地和工人，规定他们在月、旬、周、日以至轮班和小时内的具体生产任务，从而保证按品种、质量、数量、期限和成本完成企业的生产任务。一、 生产作业计划概述7/25/2022542、 生产作业计划工作的内容1）编制企业各层次的生产作业计划2）编制生产准备计划3）设备和生产面积的负荷率核算和平衡4）制定或修改期量标准5）日常生产派工6）通过生产调度（等候线管理）和生产作业统计，检查和控制生产任务计划进度完成情况生产作业计划编制

24、生产作业计划实施控制7/25/2022551、期量标准概念 为制造对象（产品、部件、零件）在生产过程中的运动所规定的生产期限（时间）和生产数量的标准。生产类型期 量 标 准 大量生产节拍、流水线工作指示图表、在制品定额成批生产批量、生产间隔期、生产周期、在制品定额、提前期单件小批生产周期、提前期不同生产类型的期量标准二、 生产作业计划的编制 7/25/2022562、 生产作业计划的编制方法1） 厂级生产作业计划的编制（1）编制单位：企业生产管理部门（2）内容：年度、季度和月度厂生产作业计划 确定车间的生产任务和生产进度（3）计划单位：产品、部件、零件（4）确定车间生产任务的方法2）车间内部生

25、产作业计划的编制（1）编制单位：车间计划调度组和工段的计划人员（2）内容：工段月、旬、轮班生产作业计划，工作地轮班计划（3）方法： 标准计划法适用于大量流水生产 累计编号法适用于成批轮番生产 日常分派法适用于单件小批生产7/25/202257三、 生产作业控制1、实行生产作业控制的原因和条件原因：加工时间估计不准确 随机因素的影响 加工路线的多样性 企业环境的动态性 当实际情况与计划发生偏离时，就要采取措施（调整进度或修改计划），这就是生产控制。条件：要有一个标准计划 要取得实际生产进度与计划偏离的信息 要采取纠正偏差的措施7/25/2022582、生产调度工作生产调度是生产作业控制工作中心。

26、它根据作业计划对生产过程进行控制和调节，解决日常生产中出现的矛盾和不平衡现象。主要内容：检查生产作业计划的执行情况，发现问题及时采取措施解决。检查、督促和帮助有关部门做好产前准备工作。按照生产需要，合理调配劳力和调整劳动组织。检查和调节生产过程的物资供应情况和储备情况，督促按计划发送物资。7/25/202259一、概述1、库存的概念和定义 库存是指商品的存贮和储备。小到铅笔、螺钉，大到 机器、建筑设备。制造业企业持有原材料供给、买入部件、在制品、产成品、机器、工具等。百货公司持有服装、家具、地毯、文具、礼品、玩具等。请问医院、超级市场有什么库存？这些库存品种大多与他们所从事的业务有关。定义：库

27、存是为了满足未来需要而暂时闲置的资源。4 库存管理7/25/202260 库存对于增加企业运作的灵活性有着重要的作用。它的5种作用是：为预期的用户提供存货。可以应付各种有规律的或偶然性的变化，起应急、备用的缓冲作用。“安全库存”，就是指手头有多余的库存就能避免缺货的危险。可以从数量折扣中得到好处。因为大批量购买可以在很大程度上降低产品价格。可以套购保值以防止通货膨胀和价格变化。为生产运行过程提供周转储备量，使生产得以顺利进行。2、库存的作用与类型7/25/202261 企业拥有4种类型的库存：原材料库存、在制品库存、维护/维修/作业用品库存和产成品库存。 按需求特性分，库存可分为独立需求库存与

28、相关需求库存。 独立需求是指那些不确定、随机性、企业自身不能控制的需求，如用户对企业产成品、产品零配件、维修备件等的需求都属此类。预测在此很重要。（本章重点在于独立需求库存的管理） 相关需求是指产品的需求与其它产品需求之间有内在的相关性，如对冰箱零部件的需求是与冰箱的生产相关的。企业可以对这类库存进行确定型的控制。其库存数量取决于生产计划。7/25/2022623、库存控制系统对独立需求库存的监视可以分为两大类：连续观测系统，也称定量控制法或订货点法。它通过观测库存是否达到再订货点来实现库存控制。其模型如图1所示。这种系统适用于重要物资的库存控制，银行事务如用户存、取款就是典型范例。定期观测系

29、统，也称定期检查法或订货间隔期法。它通过有周期性规律的观测实现对库存的补充。其模型如图2所示。小杂货店的管理者就常用这种方法定期检查货架和储藏室。 7/25/202263图1 订 货 点 法安全库存量 订货提前期订货提前期订货提前期订货提前期数量时间均衡消费 消费加快 消费减慢订货点订货点 不变订货点 升高订货点 降低 增加订货量订货量 不变LT最大库存批量LTLTLT需要为系统确定两个参量：订货点=日需要量订货提前期 订货批量可选择经济订货批量（EOQ）7/25/202264 建立系统前应确定的两个主要参量： 目标库存量S主要考虑为库存设定一个控制限额订货周期T可以选择经济订货周期（EOI）

30、库存量时间 LT LT T T 订货周期 订货周期0目标库存量S图2 定期观测库存系统模型7/25/2022654、库存分类系统ABC分类法 ABC分类法是将手头的库存按年度货币占用量分为三类：品种占库存总数 占库存资金 存货清点次数（循环计数）A类非常重要15%左右80%左右频繁，约每月一次B类适度重要30%左右15%左右较少，约一季度一次C类最不重要55%左右5%左右约6个月一次 管理者在许多方面都可以运用ABC概念来提高运作效率。7/25/202266二、库存控制模型 大多数库存控制模型的目标是使总成本最小化 。在不允许缺货条件下： 总成本持有成本订货成本（采购成本） 库存控制的模型有许

31、多种，运筹学中的存储论对库存问题作了大量的研究。在此我们只讨论三种简单实用的库存模型。 7/25/2022671、基本经济订货批量模型（EOQ） EOQ是一种最古老、也是最通用的库存控制技术。经济批量是指总费用为最低时的订货批量（其模型如图3）。它假定库存需求是连续均匀的；集中到货，补充时间为零；单位货物的存储费用（单位持有成本）为H；不允许缺货；每次订货成本为S；货物单价为P；每次订购量为Q；计划期总需求量为D；单件货物存储费用与货物单价之比为I。则有： 7/25/202268订货次数 = D/Q订货成本 = S D/Q持有成本（平均库存成本） = H Q/2库存物品采购成本 = P D总成本 = 采购成本 + 订货成本 + 持有成本 = PD + SD/Q + HQ/2经求解可得经济订货批量（Q*）为：总成本库