生产系统设施规划与布置培训课件

第二章生产系统设施规划与布置生产企业选址生产系统空间设计生产系统时间设计生产单元组织形式生产系统优化设计生产系统设施规划与布置培训课件第1页主要内容

生产系统设计要求、企业选址、生产系统空间与时间设计、流水生产特征以及成组技术。重点与难点生产系统空间与时间设计学习方法习题+案例分析讨论第二章生产系统设施规划与布置生产系统设施规划与布置培训课件第2页

生产系统设计要求

目标

使产品在生产过程中行程最短、时间最短、耗能最小。

生产系统设施规划与布置培训课件第3页生产系统设计基本要求

连续性：各工序流动连续不停平行性：平行交叉作业百分比性：人员、设备、班次、生产效率均衡性：生产数量相对稳定适应性：依据市场需求调整生产经济型：经济效益最大化生产系统设施规划与布置培训课件第4页缸盖生产线设施布置简图

生产系统设施规划与布置培训课件第5页一、企业选址标准

（一）自然条件方面

1.气候条件2.地理条件3.资源条件

第一节生产企业选址生产系统设施规划与布置培训课件第6页（二）社会环境方面

1.劳动力条件2.基础设施条件3.产品销售条件4.生活条件5.工业与科技依靠条件6政治和文化条件7.扩展条件生产系统设施规划与布置培训课件第7页案例：康佳北上抢滩

1992年，康佳集团现任总经理从日本留学回来任助理总经理，那年企业彩电产量上了百万台，生产规模在行业内进入前五位，康佳并未一味地庆贺，而是看到，在深圳劳动力、房地产、煤电水价格不停上涨，企业规模要扩大必须走出深圳、走出特区，要跨省市、跨国界把工厂办到外面去。生产系统设施规划与布置培训课件第8页1993年，康佳进军东北牡丹江，吞并了原牡丹江电视机厂。康佳出资1800万，对方以1200万实物量，共同成立牡康企业。把新工厂建在偏僻黑龙江省牡丹江市决非偶然，原牡丹江电视机厂建于1970年，是电子工业部彩电定点生产厂，进口了大量先进设备，最高年产量3万台，制造彩电有基础、有些人才。1992年为康佳代加工7000台彩电，市长、市委书记为企业撑腰，市政府只有一个心愿，只要工厂办好，不论怎样都能够。并指示企业：决不能拖累合资企业，全部困难老厂背起来。当地银行、运输、电力、土地管理部门主动上门服务，工厂办得比较顺利。生产系统设施规划与布置培训课件第9页1995年6月，康佳如法炮制，接管了陕西如意电视机厂，建立陕康企业。如意厂生产技术条件要好于牡丹江厂，地理位置非常有利于集团西进战略，只是社会观念比较保守。当接管人员进入新厂时，发生了与牡丹江市截然相反情形，一些工人堵住大门不让进，呼着“砸烂康佳牌子”口号。开工后经常发生停工，进展不如牡康企业。不过两年后，职员发生了很大改变，树立起了爱厂尽职精神。生产系统设施规划与布置培训课件第10页1997年，康佳将第三个工厂选在安徽滁州，吞并了滁州电视机厂，该厂有相当好生产条件，曾生产过“飞跃”“熊猫”等品牌，也曾被列为电子百强企业。华东地域经济发达，除州地处华东中部，在津浦铁路线上，交通十分便利；安徽又是农业大省，劳动力富裕，工资很低；更主要是，1996年上海彩电萎缩，失去了大片市场，而上海索尼和苏州飞利浦还未形成规模，康佳趁虚而入，建立了深圳以外第四个生产基地。生产系统设施规划与布置培训课件第11页至此，康佳集团形成了企业总部设在深圳，在华南、东北、西北、华东拥有东莞、牡康、陕康和安康四个生产基地经营格局，到达400万台彩电规模。总部主要从事管理、信息、投资、融资方面高层决议；东莞产品主要经过香港外销；牡康企业立足于东北、华北、内蒙古市场，再进入前苏联和东欧；陕康企业参加西北市场竞争，再进入中东和东欧；安康企业则利用产地优势增强了康佳集团在华东和中原地域竞争力。生产系统设施规划与布置培训课件第12页思索题

1、康佳为何要走出深圳、广东到经济并不发达省份建新厂？2、康佳在选择新厂时考虑了哪些原因？生产系统设施规划与布置培训课件第13页二企业选址程序

确定选址总目标，如产品效益最大；搜集新建厂相关资料（规模、能力、三废、工艺流程等）；搜集目标地域资料（运输、资源、基础设施、气候等）；评价各目标地域，选择厂址所在区域；综合分析确定详细厂址。生产系统设施规划与布置培训课件第14页企业选址程序框图确定目标列出考虑原因列出各项要求选址与研究指标预选地址满意否确定评价方案满意否确定位置有优解寻找新评价方案取得优解YYNNN领导决议生产系统设施规划与布置培训课件第15页三企业选址方法

1分级加权法2负荷距离法3重心法4量—本—利分析法生产系统设施规划与布置培训课件第16页方法与步骤以下：1．对各影响原因给予权重（权数，可计100分或10分）；2．对各候选厂址，按每一原因优劣程度进行打分；3．把各候选厂址分数与权数相乘；4．把每个厂址各原因乘积加起来计算总评分，得分最高者最优。分级加权法生产系统设施规划与布置培训课件第17页例：我们选择1个千万吨级钢铁厂

现有3个厂址可供选择：北京．河北．山东

影响建厂主要原因：运输．资源．用户．环境保护

影响原因权数候选厂址北京河北山东运输66×7＝426×8＝486×10＝60资源55×6＝305×10＝505×8＝40顾客44×10＝404×8＝324×8＝32环保33×6＝183×8＝243×9＝27总评分＝130＝154＝159显然山东总评分最高，所以确定山东建厂。生产系统设施规划与布置培训课件第18页步骤：

1．确定每一备选地点固定成本和可变成本；2．在同一张图表上绘出各地点总成本线；3．确定在某一预定产量水平上，哪一地点总成本最少或者哪一地点利润最高。量—本—利分析法生产系统设施规划与布置培训课件第19页实例：下表列出了四个可能厂址地点固定成本和可变成本：a.在一张图上绘出各地点总成本线；b.指出使每个备选地点产出最优区间（即总成本最低）；c.假如要选择地点预期每年产量为8000个单位，哪一地总成本最低？生产系统设施规划与布置培训课件第20页0246810121416100200300400500600700ACBD千单位千美元B居优C居优A居优511ab生产系统设施规划与布置培训课件第21页设企业产量为Q从上图能够得出结论：当Q≤5000，选地址B当5000≤

Q≤11000，选地址CQ=8000，地址C总成本最低。生产系统设施规划与布置培训课件第22页第二节生产系统空间设计一、车间布置设计(一)车间布置标准均衡性标准灵活性标准安全和环境保护标准流畅性标准高效性标准生产系统设施规划与布置培训课件第23页(二)厂区布置方法1、生产作业相关图法

出发点：尽可能使一个生产系统中作业关系亲密部门靠近。

该方法借助图解法，将生产单位之间联络亲密程度这么一个定性问题转化为定量分析，最终计算出生产单位之间亲密程度评分值，为平面布置提供依据。生产系统设施规划与布置培训课件第24页生产作业相关图法（以例说明）某厂有以下9个部门：接收与发运、原材料库、工具机修车间、中间零件库、生产车间、成品库、食堂、管理办公室、车库。生产系统设施规划与布置培训课件第25页关系亲密程度分类及代号以下表所表示生产系统设施规划与布置培训课件第26页关系亲密程度原因及代号以下表所表示生产系统设施规划与布置培训课件第27页生产作业关系图1.接收与发运1,2,3A6O6A4,6EUU4O4,6I614,6AU1,4AU4,5IU4,6IU6OU4,5I4,6IUUU1,4E6O1.2.3AU4,5I6,8EU4,5I6O4,5I4,6I2,3,4A2.原材料库3.工具机修车间4.生产车间5.中间零件库6.成品库7.食堂8.管理办公室9.车库4,5I23456789123456789789123方格表示部门1与8之间作业关系关系代码原因代码生产系统设施规划与布置培训课件第28页

生产车间积分计算表与其它单位相关程度相关程度积分与其它单位相关程度相关程度积分A(2、3、6)6×3=18U(7)2×1=2E(5、8、9)5×3=15小计：39I(1)4×1=4生产系统设施规划与布置培训课件第29页依据作业关系亲密部门靠近布置标准，初步确定各部门位置和面积百分比，以下两图所表示。163948257初始布置483617925面积成百分比可行布置生产系统设施规划与布置培训课件第30页2、从至表法从至表法进行车间布置依据是从至表经过一个矩阵式图表形式来统计车间各部门间或车间内各设备间物料运输情况，以车间或设备之间物料搬运量为基础进行车间布置。生产系统设施规划与布置培训课件第31页基本步骤（１）依据初始布置方案编制从至表。（２）计算总运输成本从至表，求得各部门（或设备）间紧密相邻关系。（３）改进从至表，求最正确部门布置方案生产系统设施规划与布置培训课件第32页从至表法生产系统设施规划与布置培训课件第33页从至表法生产系统设施规划与布置培训课件第34页解首先计算部门（或设备）每个月运输成本，计算公式为其中，

C1为所求每个月运输成本，

nij

表示第i个部门（或设备）向第j个部门（或设备）每个月运输次数，

Cij

表示第i个部门（或设备）向第j个部门（或设备）运输单位成本。如表２-6所表示然后计算部门（或设备）间每个月总运输成本，计算公式为其中，C２表示所求各部门（或设备）每个月总运输成本，计算结果如表２-７所表示。从至表法生产系统设施规划与布置培训课件第35页从至表法生产系统设施规划与布置培训课件第36页从至表法生产系统设施规划与布置培训课件第37页依据表２-７中所列各部门（或设备）每个月总运输成本，对其按照从大到小次序排列后，前５位排序结果如表２-８所表示。

生产系统设施规划与布置培训课件第38页最终布置方案生产系统设施规划与布置培训课件第39页二、生产单元布局设计

1、工艺式布置（工艺专业化标准）工艺、工种、设备相同，产品不一样

2、产品生产线式布置（对象专业化标准）产品相同，工艺、工种、设备不一样

生产系统设施规划与布置培训课件第40页工艺式布置工艺式布置就是按工艺阶段或工艺设备相同性标准来建立生产单位（车间），工艺式布置亦称工艺专业化布置或功效性布置。ABAB生产系统设施规划与布置培训课件第41页产品生产线式布置产品生产线式布置就是将全部设备和工作地按产品加工装配工艺路线次序排列。产品生产线式布置亦称对象专业化布置。ABBA生产系统设施规划与布置培训课件第42页工艺式布置和产品生产线式布置比较生产系统设施规划与布置培训课件第43页案例上海拖拉机厂齿轮车间布置

上拖厂齿轮车间是为幸福摩托车配套生产齿轮而建立起来，车间面积3000平方米。它是按对象标准组成车间，在整个制造流程中，除热处理工艺在热处理车间完成外，其余全部在车间内加工。该车间内部平面布置开始时按工艺专业化形式，如图2-1所表示。当初该车间共有职员190人，设备96台，月产量仅有套。车间辅助部分和办公部分在车间附近。图中间虚线圆圈表示热处理工艺在其它地方完成。生产系统设施规划与布置培训课件第44页车间门锯床组包装组磨床组车床组流齿组图2-1工艺专业化布置齿轮车间1热处理35走道467车间门82生产系统设施规划与布置培训课件第45页主要问题在制品在车间内各班组之间运输频繁，为了降低运输，采取一天运一次成批运输方式，这么又造成天天需要进库、出库，上下班时刻在制品库十分拥挤，并占用大量在制品。生产系统设施规划与布置培训课件第46页改进方法一年后伴随需要量增加，原布置方式已不能适应需求，将它改成产品专业化布置形式。同时更新部分设备，新设备效率较高，设备数量增加到110台，职员人数增加216名。新布置形式如图2-2所表示。生产系统设施规划与布置培训课件第47页C齿轮生产线D齿轮生产线热处理锯床包装包装锯床车床滚床磨床车床滚床车床磨床车床走道

产品专业化布置齿轮车间车间门B齿轮A齿轮A齿轮车间门车间门B齿轮生产系统设施规划与布置培训课件第48页按产品专业化布置后按产品专业化布置后，工艺路线通畅，工序之间采取滑槽运输，节约搬运工；中间步骤降低，生产效率提升，月产量到达1套；在制品数量大大降低，降低了流动资金占用量。假如没有热处理步骤就是流水生产线方式。生产系统设施规划与布置培训课件第49页第三节生产系统时间设计

一基本要求前后工序在时间上紧密衔接，确保充分利用工时和设备，尽可能缩短产品生产周期。二三种经典移动方式次序移动方式平行移动方式平行次序移动

生产系统设施规划与布置培训课件第50页1．次序移动方式n：批量，m：工序数101010105555555515151515T顺次序移动方式图工序1234时间/minT顺=4(10+5+15+5)=140生产系统设施规划与布置培训课件第51页

2．平行移动方式1010101015151515T平平行移动方式图工序1234

55555555tl:最长单位加工时间时间/minT平=10+5+15+5+3×15=80生产系统设施规划与布置培训课件第52页101010105555555515151515T平顺平行次序移动方式图工序12343．平行次序移动方式ts:前后两道工序单件加工时间短者时间/minT平顺=4(10+5+15+5)-3×15=95生产系统设施规划与布置培训课件第53页(三)三种移动方式比较

比较项目平行移动平行次序移动次序移动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生产系统设施规划与布置培训课件第54页移动方式比较

次序移动方式适宜于工艺专业化、单件小批、体积小、重量轻、加工时间短生产类型

平行(或平行次序)移动方式

适宜于对象专业化、大量大批、体积大、重量重、加工时间长生产类型

生产系统设施规划与布置培训课件第55页课堂练习设某批零件批量n=5，工序数m=4，其中单件工序时间t1=10min/件，t2=5min/件，t3=8min/件，t4=6min/件，试求这批零件在次序移动，平行移动、平行次序移动下各自加工周期。次序移动方式平行移动方式平行次序移动方式生产系统设施规划与布置培训课件第56页第四节生产单元组织方式一流水生产组织

将一定设备、工具、传动装置和人员按一定特征（见下页）组织生产线称为流水线。假如工作地（设备）按工艺过程次序排列，但未满足一定特征要求，只能算作业线或生产线，不能称流水线类。生产系统设施规划与布置培训课件第57页(一)流水生产基本原理劳动分工（亚当·斯密）：生产效率作业标准化（泰罗）：科学管理生产过程标准化（亨利·福特）：流水生产JIT（丰田企业）：新型流水线生产方式生产系统设施规划与布置培训课件第58页(二)流水生产特征工作地专业化（固定一个产品或工艺）封闭性（工作地按次序排列）节奏性（固定工作节拍）平衡性（各工序间生产能力成百分比）连续性（不间断）生产系统设施规划与布置培训课件第59页(三)流水线分类1.固定流水线和移动流水线2．单一对象流水线和多对象流水线3．连续流水线和间断流水线4．强制节拍、自由节拍和粗略节拍流水线5．手工、机械化流水线和自动线生产系统设施规划与布置培训课件第60页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成组流水线连续流水线间断流水线可变流水线强制节拍流水线粗略节拍流水线自由节拍流水线自动线手工流水线机械化流水线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性机械化程度流水线分类图生产系统设施规划与布置培训课件第61页产品品种稳定，大量大批生产产品结构和工艺含有先进性和稳定性工艺过程能划分为简单工序，各工序时间相差不大原材料供给及时，外协件标准设备经常处于完好状态流水线上能进行产品检验厂房布置允许安装流水线(四)组织流水生产条件生产系统设施规划与布置培训课件第62页(五)流水生产线组织设计生产系统设施规划与布置培训课件第63页确定流水线生产节拍

r=Fe/Q，Fe-计划期制度工作时间

，Q-计划期产量组织工序同期化依据流水线节拍要求，采取技术、组织等办法调整各工作地单件作业时间，使他们等于节拍或节拍整数倍计算流水线上设备数（工作地）以及负荷系数Si=ti/r，Si’=[Si]Si—流水线第i道工序计算所需设备数ti---第i道工序单件时间定额

Ki---设备负荷系数Ki=Si/Si’（i=1,…m）

(五)流水生产线组织设计生产系统设施规划与布置培训课件第64页下列图所表示是加工一个电动毛绒玩具工艺流程图，共有5项作业。其中每项作业是对加工过程进行细分后结果。依据市场预测，对这种产品需求展现大幅增加趋势，天天订单到达900只。为此，企业准备采取流水线生产这种产品。工作制度为两班制，每班工作8小时，每班有20分钟休息时间。已知生产线废品率为2.2%。试依据上述条件进行流水生产线平衡。算例0.1min.0.7min.1.0min.0.5min.0.2min.abcde生产系统设施规划与布置培训课件第65页解答工作地剩下时间够资格分配作业实际分配作业工作地闲置时间11.00.90.2a,ccnoneac-0.221.0bb0.031.00.50.3de-de-0.30.5生产系统设施规划与布置培训课件第66页4.计算和配置工人i=1,…m1-αP—流水线上工人总数

Ni----第i道工序每一工作地同时工作人数G---每日工作班次

α---缺勤率

5.选择运输装置(传送带）传送带速度V=I/r，I-相邻两工作地中心距离6.流水线平面布置生产系统设施规划与布置培训课件第67页独特设备布置－U型布置“多面手”“标准作业”制订和组合D:\102454855948.flv入口出口76109815432生产系统设施规划与布置培训课件第68页二成组技术成组技术（GroupTechnology，GT）按照产品或者零件在某种特征上相同性把它们分组归类，然后在不一样设备群上进行加工一个方法。生产系统设施规划与布置培训课件第69页(一)成组技术产生历史背景

1.产品更新换代速度加紧2.产品寿命周期缩短3.多品种、小批量成为市场主流市场需求多样化生产系统设施规划与布置培训课件第70页(二)成组技术基本原理

利用和识别事物相同性

(三)成组技术基本方法

1.按相同性标准划分零件组2.按零件组成成组生产单元和成组生产流水线3.按零件分类编码进行产品设计和零件选取

生产系统设施规划与布置培训课件第71页零件分类编码

以数代形按数归组

按照零件几何形状和加工工艺相同性将零件分类并编号，编号应反应出零件主要特征，如几何形状、尺寸、材料、精度要求、工艺特征等。奥匹兹分类系统生产系统设施规划与布置培训课件第72页(四)成组技术生产组织形式

成组工艺中心（GT-Centre）成组生产单元（GT-Cell）成组流水线（GT-FlowLine）生产系统设施规划与布置培训课件第73页车车车车车车车车铣铣铣铣铣铣钻钻钻钻磨磨磨钻磨磨磨装配装配装配装配（a）利用成组技术之前出入口生产系统设施规划与布置培训课件第74页车车车车铣铣铣钻钻磨磨磨装配装配（b）利用成组技术之后入口出口生产系统设施规划与布置培训课件第75页类似零件类似零件类似零件CXZBMZXBCTX成组流水线示意图生产系统设施规划与布置培训课件第76页促进产品结构系列化、标准化、通用化降低工艺设计过程与制造过程时间和费用，降低成本，提升生产效率降低设备调整时间和费用简化生产管理工作，降低管理人员(五)成组技术经济效益

生产系统设施规划与布置培训课件第77页三柔性制造系统成组技术能处理外形结构和加工工艺相差不大工件加工问题，但不能很好地处理多品种、中小批量生产自动化问题。可借助于计算机把多台数控机床连接起来组成一个柔性制造系统。生产系统设施规划与布置培训课件第78页柔性制造系统（FlexibleManufacturingSystem，FMS）以数控机床，加工中心及辅助设备为基础将自动化运输、存放系统有机地结合起来由计算机对系统软、硬件资源实施集中管理和控制而形成一个物流和信息流亲密结合没有固定加工次序和工作节拍，主要适合用于多品种中小批量生产高效自动化制造系统。生产系统设施规划与布置培训课件第79页柔性制造系统类型

柔性生产单元柔性制造系统柔性自动生产线生产系统设施规划与布置培训课件第80页第五节生产系统优化设计业务流程重组（BusinessProcessReengineering，BPR）优化设计方法eM-Plant、Witness、Flexsim生产系统设施规划与布置培训课件第81页

一、企业流程再造

BusinessProcessReengineering生产系统设施规划与布置培训课件第82页BPR思想

BPR基本内涵就是以运作流程为中心，摆脱传统组织分工理论束缚，提倡用户导向、组织变通、员工授权及正确利用信息技术，到达适应快速变动环境目标。它所关心是企业怎样基于一个方式运作转变为基于另一个方式运作，以提升绩效。生产系统设施规划与布置培训课件第83页BPR概念BPR不是面向功效或组织，而是面向流程。1993年，MichaelHammer认为BPR“是对企业业务流程作根本性思索和彻底翻新”，其目标是“在成本、质量、服务和速度等方面取得显著改进”。用户Customer竞争Competition改变Change“3C”环境生产系统设施规划与布置培训课件第84页BPRBPR特征显著（Dramatic）改进根本（Radical）再思索流程（Process）重新设计（Redesign）生产系统设施规划与布置培训课件第85页BPR标准（1）组织结构应该以运作流程而非任务为中心。（2）所需信息完整地一次性地获取，经过集成化信息系统，实现信息共享。（3）打破地域概念，视分散资源为一体。（4）适当授权，在工作执行地方设决议点。（5）将各部门作业并行化。生产系统设施规划与布置培训课件第86页IT和BPR关系哈默博士曾说：“信息技术是作业流程改造必要条件，假如没有信息技术，要谈改造，无异于痴人说梦话”。达文波特甚至认为：再造是信息技术与企业流程创造性结合。IT与BPR有着一个互动关系。如图。IT支持企业流程，是BPR强大工具IT创造了全新流程再设计观点信息技术IT企业流程再设计BPRBPR使IT潜力最大程度发展BPR推进了IT发展图IT与BPR之间互动关系生产系统设施规划与布置培训课件第87页案例：FORD汽车企业北美应付款部门

当初福特北美预付款部门雇佣员工500余人，冗员严重，效率低下。他们最初制订改革方案是:利用信息技术，降低信息传递，以到达裁员20%目标。不过参观了Mazda之后，他们震惊了，Mazda是家小企业，其应付款部门仅有5人，就算按企业规模进行数据调整之后，福特企业也多雇佣了5倍员工，于是他们推翻了第一个方案，决定彻底重建其流程。生产系统设施规划与布置培训课件第88页福特传统流程（1）采购部门向供货商发出订单，并将订单副本送往应付款部门；（2）供货商发货，福特验收部门收检，并将验收汇报送到应付款部门；（3）同时，供货商将产品发票送至应付款部门；应付款部门查对“订单”，“验收汇报”以及“发票”，共审查14项数据，当三者一致时，应付款部门才能付款。实际上，该部门大部分时间都花费在处理这三者不一致上，从而造成了人员、资金和时间浪费。生产系统设施规划与布置培训课件第89页福特新流程（1）采购部门发出订单，同时将订单内容输入联机数据库；（2）供货商发货，验收部门核查来货是否与数据库中内容相吻合，假如吻合就收货，并把信息输入数据库，计算机会自动按时付款。生产系统设施规划与布置培训课件第90页福特企业流程再造结果

福特企业新流程采取是“无发票”制度，大大地简化了工作步骤，带来了以下结果：（1）以往应付款部门需在订单、验收汇报和发票中核查14项内容，而如今只需3项——零件名称、数量和供货商代码；（2）实现裁员75%，而非原定20%；（3）因为订单和验收单自然吻合，使得付款也必定及时而准确，从而简化了物料管理工作，并使得财务信息愈加准确。IBM生产系统设施规划与布置培训课件第91页Ford企业流程再造启示1、面向流程而不是单一部门。倘若福特仅仅再造应付款一个部门，那将会发觉是徒劳，正确再造应是将注意力集中于整个“物料获取流程”，包含采购、验收和付款部门，这才能取得显著改进。2、大胆挑战传统标准。福特旧标准：当收到发票时，我们付款。福特新标准：当收到货物时，我们付款。旧标准长久支配着付款作业，并决定了整个流程组织和运行，从未有些人试图推翻它，而BPR实施就是要求我们要大胆质疑，大胆地反思，而不能