生产运作_生产与运作系统设置的概念及方法概述

生产与运作管理课程课件 2 生产与运作战略 2 生产与运作管理概述 设施布置 4 设施选址 项目管理 7 物料需求计划 库存控制 9 质量管理 生产计划 精益生产方式 生产与运作管理课程目录 3 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 7 4 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 有利生产与服务方便运输节约用地良好环境 5 影响生产运作系统设置的因素 产品结构和工艺 服务 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 6 1 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 订货型生产服务型企业还可分为 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 大量劳务密集服务 专业劳务密集服务 大量资本密集服务 专业资本密集服务 二 生产类型 7 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 8 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服务过程3 基本生产过程构成 生产阶段工序 9 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 计划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 10 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 11 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 生产或服务流水线 12 1 2 4 3 1 1 1 1 5 1 工人 U型生产线 柔性的U型生产布置 13 缺点 操作者相互分开 没有机会相互交流工作 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 14 缺点 操作者被包围起来 没有机会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 柔性的U型生产布置 15 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 16 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 17 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 18 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 19 基于零部件流动的路径矩阵 20 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 M D HT G 2号工作单元 M D GC 3号工作单元 L M HT D GC 4号工作单元 L M G HT 21 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 n t平行移动方式 T平行 t n 1 t最大平行顺次移动方式 T平顺 n t n 1 min tj tj 1 i 1 m i 1 m i 1 m j 1 m 1 22 顺次移动方式示意图 nt2 nt1 nt3 nt4 180分 工序时间 分 23 平行移动方式示意图 t4 105分 工序时间 分 t1 t2 t3 n 1 t3 24 平行顺次移动方式示意图 120分 工序时间 分 25 零售服务业的规划 零售服务业 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 26 TacoBell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 服务台 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 服务台 厨房 女洗手间 男洗手间 顾客 办公室 1986年 1991 2004年 27 服务场景 服务场景是用来概括提供服务的环境以及这些环境是怎样影响顾客和雇员的 服务场景有三个组成部分 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 影响顾客对服务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 28 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 29 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服务的需求顺序安排服务 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服务 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 30 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 31 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 32 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 33 例如 一个小型工厂的生产 辅助 服务等八个部门的相互关系表图如下 34 第一步 将相关图中各部门间的接近程度列入方块图中 23 25 22 25 37 22 20 19 35 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 4 1 2 3 5 4 36 2 E级 5与6 7 8 4 5 1 3 6 2 37 3 I级 1与5 6与7 8 7 4 5 1 6 3 2 38 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 39 40 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 41 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 42 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 43 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 44 用同样的方法再布置部门2和部门5 最后可得出如下图的结果 45 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 设施和生产服务单位 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已知 编制物料运量表如下 46 物料运量图 47 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 48 各生产单位平面布置图 49 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 下图为第一年车间之间的预计工作量 50 车间之间的物料流动 12345678 12345678 51 1357 2468 160 80 现有工厂空间的大小如下图所示 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 52 Step1 以年流动量表示的车间流程图 1 2 3 4 5 6 7 8 175 50 88 180 7 100 5 103 30 20 25 90 90 80 99 25 200 75 17 20 125 180 374 187 53 Step2 成本矩阵 第一个解决方案 12345678 12345678 54 Step3 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 1 2 3 4 5 6 7 8 200 374 100 90 25 103 55 修改后的成本矩阵 成本高出262元 12345678 12345678 56 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7 57 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 可按下列步骤进行 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 寻求一个最佳的机床设备排列方案 有关影片 58 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 59 零件综合工艺流程图 60 原零件从至表 i 1 i 2 61 改进后的零件综合工艺流程图 62 改进后的零件从至表 63 调整后方案二比方案一的排列减少18 12 6个单位距离 64 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 65 夏利汽车生产线 66 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 67 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 68 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 69 生产线平衡 达到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妨碍一些作业组合 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 70 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 部分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 71 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 计划期有效工作时间 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 计划期有效工作时间 计划期产量 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 72 工作地计算数 工序时间之和 节拍 假定计划期的产量为每天480个单位 最大产量 为了达到这一目标最少需要的工作地为 N 2 5 1 2 5个工作地 a b e c d 0 1 1 0 0 7 0 5 0 2 实际采用3个工作地 73 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 利用下列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 74 75 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