企业生产运作系统的设计.doc

第五章 企业生产运作系统的设计一、教学目的与要求通过本章的教学，使学生系统的了解和掌握生产系统设计的基本理论和方法。要求明确生产系统的概念、构成要素；掌握按照不同标志划分的企业的生产类型以及划分方法；掌握生产系统的空间组织设计和时间组织设计的内容，熟悉流水线组织的相关知识。二、教学重点与难点及对学生的要求1.生产系统及其构成要素掌握生产系统的概念、构成要素，熟悉生产系统设计的含义。2.生产类型掌握连续型生产和间断型生产的概念、特点，掌握大量大批生产、单件小批生产、多品种成批生产的概念、特点，熟悉划分生产类型的方法工序数目法。3.生产系统设计的基本内容掌握生产系统的空间组织设计原则工艺原则、对象原则和混合原则的概念、特点和适用范围；掌握成批零件移动的三种方式顺序移动、平行移动和平行顺序移动的概念、加工周期计算方法和适用范围。4. 流水生产线的组织设计熟悉流水线的概念、特点、组织条件以及类型，了解单一品种流水线的组织设计。教学重点：生产系统的概念，大量大批生产、单件小批生产、多品种成批生产的概念、特点，生产系统的空间组织设计原则工艺原则、对象原则和混合原则的概念、特点和适用范围，成批零件移动的三种方式顺序移动、平行移动和平行顺序移动的概念、加工周期计算方法。教学难点：生产系统的空间组织设计原则工艺原则、对象原则和混合原则的概念、特点和适用范围，成批零件移动的三种方式顺序移动、平行移动和平行顺序移动的概念、加工周期计算方法。三、主要外语词汇production management input output conversion production system production system design line batch jobbing continuous processinginterval processing large-scale processing small-scale processing space design time design 四、授课内容5.1 生产系统的概念及分类一、生产系统的概念（一）生产的概念从一般意义上讲，生产是指组织将其投入转换为产出的过程，即投入一定的资源，经过一系列或多种形式的转换，由此增加附加价值并产生效用，最后以某种形式的产出提供给社会的过程。生产既包括有形产品的形成过程（production & manufacturing），也包括提供服务的过程（operation）。（二）生产系统的概念生产系统是企业大系统中的一个子系统。其运动规律就是输入资源，经过生产过程输出产品或服务，并且在生产过程中不断进行信息反馈，如下图所示：不同的企业根据不同的生产目的应输入不同的资源，具体有：劳动力、资金、土地、建筑物、机器设备、工艺装备、原材料、燃料和信息等。 生产系统输出的是产品或服务。它们必须具有使用价值，必须符合社会和市场的需要，这样才能销得出去，这是实现企业赢利目标的前提。 生产系统是一个输入、输出的转换系统，转换过程就是生产过程。企业一定要通过自身的努力，使输出大于输入，才能真正实现企业的赢利目标。为此，企业应尽可能采用最经济的生产方式，以消耗最少的人力、物力、财力和时间，降低成本，缩短交货期。 在生产系统中还要不断加强内部协调性工作。为此，应重视系统内部各环节的信息反馈。信息反馈可以指挥、控制、调整企业生产过程中的偏差，从而使生产顺畅地进行，生产出符合要求的产品或提供劳务。 生产系统与外部环境的联系息息相关，所以必须强调生产系统对外部环境的适应性，加强应变能力。尤其是外部市场瞬息万变，生产系统自身要及时地应变。 二、生产系统的构成要素生产系统的构成要素按其性质和作用来划分，可分为结构化要素和非结构化要素。结构化要素是指构成生产系统主体框架的要素：厂房/生产设施/生产能力/生产技术等。非结构化要素是指支持和控制系统运行的软件要素：人员组织/生产计划/生产库存/质量管理/设备维护等。三、生产系统的分类（一）按照生产的工艺特点分为连续型生产和间断型生产1.连续型生产是指原材料从投入开始，连续地按一定工艺顺序运动，在运动中不断改变形态和性能，最后形成产品的生产，又称流程式生产。如：化工、炼油、冶金、食品、造纸等。这种类型的生产设施按工艺流程布置，加工顺序固定不变，工艺过程的程序化、自动化程度较高，只要把加工设备、工艺参数控制好，生产就会较顺利进行。2.间断型生产是指产品是由很多零部件组成的，各个零部件的加工过程彼此独立，最后组装和总装成最终产品，又称加工装配式生产。如：汽车制造、服装、 电子设备等。这种类型的工艺过程比较复杂，工序较多，构成产品的零部件可以在不同的国家或地区加工制造，生产的计划、组织、控制具有一定的难度。 (二)按照产品品种多少和生产的重复程度可分为大量生产、成批生产和单件小批生产。1.大量生产类型的特点是产品品种少，同种产品产量大，经常重复生产同种产品，工作地固定加工一道或几道工序，专业化程度高。2.单件生产类型的特点是产品品种很多，每种产品只生产一件或几件之后不再重复，或虽有重复但不定期，生产条件很不稳定，工作地专业化程度很低。3.成批生产类型的特点是产品品种较多，各种产品的数量不等，生产条件比较稳定，每个工作地要负担较多的工序，各种产品成批轮番生产，工作地专业化程度比大量生产低。成批生产按批量大小，又可分为大批生产、中批生产和小批生产。大批生产接近于大量生产，因而一般称为大量大批生产；小批生产接近于单件生产，因而一般称为单件小批生产。只有中批生产才具有典型的成批生产特点。由于生产类型特点的不同，反映出来的经济效益也不相同。在大量生产条件下，工作地专业化程度高，可采用高效率的专用设备和工艺装备，便于组织流水线和自动线，工人操作简单，技术熟练，计划管理工作简单，具有较高的劳动生产率和较低的产品成本，经济效益最好。单件生产条件下，工作地专业化程度低，一般采用通用设备和工艺装备，设备利用率和劳动生产率低，对工人技术水平要求高，计划管理工作复杂，产品成本高，经济效益最差。成批生产的经济效益介于大量生产和单件生产之间。（三）按业务来源企业生产可以分为订货生产型和存货生产型1.订货型生产是指按用户订单进行的生产，体现“以需定产”。用户可能对产品提出各种各样的要求，经过协商和谈判，以协议或合同的形式确认对产品性能、质量、数量和交货期的要求，然后组织设计和制造。例如，锅炉、船舶等产品的生产，属于订货型生产。在订货生产方式下，由于顾客订货一般是不稳定的，时多时少，有时要货急，所以会给生产能力带来冲击，因此，要求企业在生产能力上要保持一定的灵活性和机动性。在销售方面，要争取尽可能多的订单接受订货的数量。此外，要严格根据合同按期交货，努力提高履约率。2.存货生产企业根据市场需求预测安排生产，并通过对产品库存来调节生产与市场需求之间的矛盾，即在市场需求低于产量时库存便增加，当市场需求高于产量时就用库存来补偿生产不足。例如，轴承、紧固件、小型电动机等产品的生产。这种安排生产的方式，能使企业生产能力利用率维持在一定水平上，保持稳定的生产秩序。为了缩短交货期，还有一种“按订单装配”式生产（assemble-t order，ato），即零部件是事先制作的，在接到订单之后，将有关的多零部件装配成顾客所需的产品。很多电子产品的生产属于按订单装配式生产。服务业也有很多按订单装配式生产的例子，例如，餐馆按顾客的点菜来炒菜，每种菜的原料是事先准备好的。按订单装配式生产必须以零部件通用化、标准化为前提。 5.2 生产系统的设计生产系统的设计是指应用科学的方法和手段对组成企业的各个部分、各种物质要素(设施、设备等等)进行合理的配置和空间及平面布置，使之形成有机的系统，以最经济的方式和较高的效率为企业的生产经营服务。 生产系统设计的主要内容包括产品或服务的设计、厂址选择、生产方式的选择、生产设备与技术的选择、厂区与设备的平面布置，生产过程组织、编制定员，制定年度与进度计划等。一、生产系统的空间组织设计（一）概念空间组织设计就是将企业内的各种生产设施进行最合理的安排，使它们组合成一定的空间形式，有效地为企业的生产经营服务，以获得最大的经济效果。具体说，就是根据已选定的厂址地貌，对组成企业的各个部分，如基本生产车间、辅助生产车间、仓库、公用设施、办公部门等进行合理布置，确定其平面或立面的位置，并相应地确定物料流程、运输方式和运输路线。（二）要求空间组织设计必须从系统的观点出发，统筹兼顾，全面规划，合理部署，讲求整体的最优效果。应遵循下列原则： (1)应使厂房、设施和其他建筑物的配置满足企业生产过程的要求。 (2)尽可能使厂区内的物料运输距离最短。这就要求尽可能避免交叉运输和重复往返运输，尽可能减少物料流量。因此，应尽可能使厂房、设备按生产流程的顺序布置。 (3)尽可能使厂区平面布置紧凑。一般说来，工厂占地面积小，厂区布置紧凑，则建厂时的土方工程量就小，运输路线、工程管道和道路的里程也短，因而基建费用就低。为了节约用地，不仅要提高企业的建筑系数(厂房、建筑物占地面积在全厂总面积中所占的比重)，还要提高单位建筑面积的产量和利用多层建筑物的优点。 (4)要合理划分厂区。尽可能按功能或其他条件把厂区划分为不同的功能区域，把相同或相近功能且条件要求相近的生产单位布置在同一个区域内。如机械制造厂可分为加工区、动力区、办公区和生活区等等，这样便于管理，有利于厂区安全和环保。 (5)有利于整体协调。厂区平面布置应有整体观念，在可能的条件下使厂区布置各要素之间相互协调。如任何一个单位的进出口处应布置的对于另一个发放或接收的单位是最方便的。 (6)厂区布置要有利于安全和职工的健康。安全要求是多方面的，如防火、防爆、防毒、防盗等，在厂区布置时均应予以妥善考虑。另外，厂区布置应充分考虑保证在其内工作的职工的身心健康，注意厂区的绿化和美化，并设置适当的休息区域。 (7)充分利用外部环境提供的便利条件。在进行厂区平面布置时应充分考虑环境给予的各种便利条件并尽可能予以利用，特别是厂外运输条件。生产过程的流向和运输系统的配置应满足货运路线的要求，保证物料输入和产品输出比较方便。 (8)厂区布置要与环境相协调。企业应牢固树立自己是社会一成员的思想，应使厂区的环境、建筑的式样与周围的社区环境相协调，尤其是在历史名城或风景区附近。 (9)厂区的布置要充分考虑远景发展需要，在可能的情况下为企业未来的发展预留余地。 （三）原则1.工艺原则（工艺专业化原则）概念：按照生产过程各个工艺阶段的工艺特点建立车间。在工艺专业化的生产单位里，集中着同类的工艺设备，对企业生产的各种产品(零件)进行相同的工艺加工。诸如铸造厂、锻造厂、热处理厂、铸造车间、锻造车间、机械加工车间、热处理车间、车工工段、铣刨工段等生产单位。 锻工车间电镀车间热处理磨工车间钻镗车间铣工车间车工车间装配车间优点：1）对产品品种变化的适应力强；2）设备利用率高；3）便于专业化管理和工人技术水平的提高。缺点：1)因为这种形式不是独立完成产品的全部加工工序，一件产品要经过许多生产单位后才能完成，所以产品在生产过程中的运输路线长，运送材料、半成品的劳动消耗多，这就增加了运输费用。2)产品在生产过程中存放、等待时间增多，延长了生产周期，使在制品的数量增多，增加了流动资金的占用。3)由于各单位之间联系协作往来频繁，使生产计划管理、在制品管理、质量管理等项工作复杂化。适用于单件小批生产。2.对象原则（对象专业化原则）概念：按不同加工对象布置车间，每个车间完成其所加工对象的全部工艺过程。优点：缩短运输路线，减少运输费；提高连续性，缩短周期，减少在制品占用；便于生产管理。缺点：对产品品种变化的适应性差；不便于生产面积和设备能力的充分利用；工艺设备管理复杂。适用于大量大批生产。3.混合原则（综合形式）混合专业化形式就是将工艺专业化形式和对象专业化形式结合起来的一种形式，在我国企业中应用比较普遍。它包括在工艺专业化形式的基础上，采用对象专业化的原则建立生产单位，或在对象专业化的基础上，采用工艺专业化的原则来建立生产单位。这种布置形式机动灵活，如应用得当，可取得较好的经济效益。 轴类车间轴承连杆标准件车间箱体车间齿轮车间热处理车间装配车间毛坯车间二、生产系统的时间组织概念：要求劳动对象在车间之间、工作地之间移动，在时间上紧密衔接，以实现有节奏、连续的生产。简单说，就是确定劳动对象在各个车间、各个工序之间的移动方式。重点研究内容：劳动对象的移动方式以及加工周期的计算。（一）单一零件的移动方式零件沿着工艺路线依次移动，即顺序的从前工序移动到后工序。加工周期为零件在各道工序上的加工时间之和。 （二）整批零件的移动方式1.顺序移动方式含义：每批零件在前一道工序全部加工完毕，才整批运送到下一道工序加工，零件在各工序之间是整批移动的。公式：例：n=4， t1=10， t2=5， t3=15, t4=100 20 40 60 80 100 120 140 160m1m2m3m4t 顺t顺 = 4 (10+5+15+10)=160优点：生产组织比较简单、减少了设备的调整时间和运输次数；缺点：零件加工等待时间长，在制品多，生产周期长；适用于批量不大和工序时间较短的零件加工。2.平行移动含义:整批零件中每个零件在前道工序加工完之后，立即转到下一道工序进行加工，这样就形成了整批零件同时在不同工序平行进行加工。公式：优点：加工周期最短缺点：运输次数多、当前后工序时间不相等时，会出现设备等待或零件等待的情况主要适用于大量大批生产。0 20 40 60 80 100 120 140 160m1m2m3m4t 平t = (10+5+15+10)+(4-1)15=853.平行顺序移动特点:顺序移动与平行移动两者结合,扬长避短。公式：0 20 40 60 80 100 120 140 160m1m2m3m4t 平顺t=4(10+5+15+10)+(41)(5+5+10)=100优点：加工周期较短；可以将分散的等待时间集中起来加以利用，保证了工人、设备的充分负荷；减少了运输量。缺点：生产组织复杂。4.三种移动方式的比较移动方式顺序移动平行移动平行顺序移动加工周期长短中运输次数少多中设备利用好差好组织管理简单中复杂5.选择策略需要考虑的因素：（1）生产类型；（2）生产系统的空间组织形式；（3）零件重量及工序劳动量；（4）调整设备所需劳动量；（5）生产任务的轻重缓急。 5.4 流水生产线的组织设计一、概念指劳动对象按一定的工艺过程，顺序