生产计划_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 生产企业的选址生产系统的空间设计生产系统的时间设计生产单元组织形式生产系统的优化设计 主要内容生产系统设计要求 企业的选址 生产系统空间与时间设计 流水生产的特征以及成组技术 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 生产系统设计的基本要求 连续性 各工序的流动连续不断平行性 平行交叉作业比例性 人员 设备 班次 生产效率均衡性 生产数量相对稳定适应性 根据市场需求调整生产经济型 经济效益最大化 缸盖生产线设施布置简图 一 企业选址的原则 一 自然条件方面 1 气候条件2 地理条件3 资源条件 第一节生产企业的选址 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 工业与科技依托条件6政治和文化条件7 扩展条件 案例 康佳北上抢滩 1992年 康佳集团的现任总经理从日本留学回来任助理总经理 那年公司的彩电产量上了百万台 生产规模在行业内进入前五位 康佳并未一味地庆祝 而是看到 在深圳劳动力 房地产 煤电水的价格不断上涨 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 1993年 康佳进军东北牡丹江 兼并了原牡丹江电视机厂 康佳出资1800万 对方以1200万实物量 共同成立牡康公司 把新的工厂建在偏僻的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 不论怎样都可以 并指示企业 决不能拖累合资企业 所有的困难老厂背起来 当地的银行 运输 电力 土地管理部门主动上门服务 工厂办得比较顺利 1995年6月 康佳如法炮制 接管了陕西如意电视机厂 建立陕康公司 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的战略 只是社会的观念比较保守 当接管人员进入新厂时 发生了与牡丹江市截然相反的情形 一些工人堵住大门不让进 呼着 砸烂康佳的牌子 的口号 开工后经常发生停工 进展不如牡康公司 不过两年后 职工发生了很大变化 树立起了爱厂尽职的精神 1997年 康佳将第三个工厂选在安徽的滁州 兼并了滁州电视机厂 该厂有相当好的生产条件 曾生产过 飞跃 熊猫 等品牌 也曾被列为电子百强企业 华东地区经济发达 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 更重要的是 1996年上海彩电萎缩 失去了大片市场 而上海的索尼和苏州飞利浦尚未形成规模 康佳趁虚而入 建立了深圳以外的第四个生产基地 至此 康佳集团形成了公司总部设在深圳 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的经营格局 达到400万台彩电的规模 总部主要从事管理 信息 投资 融资方面的高层决策 东莞产品主要通过香港外销 牡康公司立足于东北 华北 内蒙古市场 再进入前苏联和东欧 陕康公司参与西北市场的竞争 再进入中东和东欧 安康公司则利用产地优势增强了康佳集团在华东和中原地区的竞争力 思考题 1 康佳为什么要走出深圳 广东到经济并不发达的省份建新厂 2 康佳在选择新厂时考虑了哪些因素 二企业选址的程序 确定选址的总目标 如产品效益最大 收集新建厂的有关资料 规模 能力 三废 工艺流程等 收集目标地区的资料 运输 资源 基础设施 气候等 评价各目标地区 选择厂址所在区域 综合分析确定具体厂址 企业选址程序框图 确定目标 列出考虑因素 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 寻找新的评价方案 取得优解 Y Y N N N 领导决策 三企业选址的方法1分级加权法2负荷距离法3重心法4量 本 利分析法 方法与步骤如下 1 对各影响因素给予权重 权数 可计100分或10分 2 对各候选厂址 按每一因素的优劣程度进行打分 3 把各候选厂址的分数与权数相乘 4 把每个厂址各因素的乘积加起来计算总评分 得分最高者最优 分级加权法 2020 2 20 湖南大学机械与汽车工程学院范叶email fy blue69 例 我们选择1个千万吨级的钢铁厂现有3个厂址可供选择 北京 河北 山东影响建厂的主要因素 运输 资源 顾客 环保 显然山东的总评分最高 所以确定山东建厂 步骤 1 确定每一备选地点的固定成本和可变成本 2 在同一张图表上绘出各地点的总成本线 3 确定在某一预定的产量水平上 哪一地点的总成本最少或者哪一地点的利润最高 量 本 利分析法 实例 下表列出了四个可能厂址的地点的固定成本和可变成本 a 在一张图上绘出各地点的总成本线 b 指出使每个备选地点产出最优的区间 即总成本最低 c 如果要选择的地点预期每年产量为8000个单位 哪一地的总成本最低 0 2 4 6 8 10 12 14 16 100 200 300 400 500 600 700 A C B D 千单位 千美元 B居优 C居优 A居优 5 11 a b 设企业产量为Q从上图可以得出结论 当Q 5000 选地址B当5000 Q 11000 选地址CQ 8000 地址C的总成本最低 第二节生产系统的空间设计 一 车间布置设计 一 车间布置原则均衡性原则灵活性原则安全和环保原则流畅性原则高效性原则 二 厂区布置的方法 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密切的部门靠近 该方法借助图解法 将生产单位之间联系的密切程度这样一个定性问题转化为定量分析 最终计算出生产单位之间密切程度的评分值 为平面布置提供依据 生产作业相关图法 以例说明 某厂有如下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 关系密切程度的分类及代号如下表所示 关系密切程度的原因及代号如下表所示 生产作业关系图 生产车间积分计算表 根据作业关系密切的部门靠近的布置原则 初步确定各部门的位置和面积比例 如下两图所示 2 从至表法 从至表法进行车间布置的依据是从至表通过一种矩阵式图表的形式来记录车间各部门间或车间内各设备间的物料运输情况 以车间或设备之间物料的搬运量为基础进行车间布置 基本步骤 根据初始布置方案编制从至表 计算总的运输成本从至表 求得各部门 或设备 间的紧密相邻关系 改进从至表 求最佳部门布置方案 从至表法 从至表法 解首先计算部门 或设备 每月的运输成本 计算公式为其中 C1为所求的每月运输成本 nij表示第i个部门 或设备 向第j个部门 或设备 每月运输的次数 Cij表示第i个部门 或设备 向第j个部门 或设备 运输的单位成本 如表 6所示然后计算部门 或设备 间每月总的的运输成本 计算公式为其中 C 表示所求的各部门 或设备 每月总的运输成本 计算结果如表 所示 从至表法 从至表法 从至表法 根据表 中所列的各部门 或设备 每月总运输成本 对其按照从大到小的次序排列后 前 位的排序结果如表 所示 最终布置方案 二 生产单元布局设计 1 工艺式布置 工艺专业化原则 工艺 工种 设备相同 产品不同2 产品生产线式布置 对象专业化原则 产品相同 工艺 工种 设备不同 工艺式布置工艺式布置就是按工艺阶段或工艺设备的相同性原则来建立生产单位 车间 工艺式布置亦称工艺专业化布置或功能性布置 产品生产线式布置产品生产线式布置就是将所有的设备和工作地按产品加工装配的工艺路线顺序排列 产品生产线式布置亦称对象专业化布置 工艺式布置和产品生产线式布置比较 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的 车间面积3000平方米 它是按对象原则组成的车间 在整个制造流程中 除热处理工艺在热处理车间完成外 其余的全部在车间内加工 该车间的内部平面布置开始时按工艺专业化形式 如图2 1所示 当时该车间共有职工190人 设备96台 月产量仅有2000套 车间辅助部分和办公部分在车间附近 图中间的虚线圆圈表示热处理工艺在其他地方完成 车间门 锯床组 包装组 磨床组 车床组 流齿组 图2 1工艺专业化布置的齿轮车间 1 热处理 3 5 走道 4 6 7 车间门 8 2 主要问题 在制品在车间内各班组之间运输频繁 为了减少运输 采用一天运一次的成批运输方式 这样又导致每天需要进库 出库 上下班时刻在制品库十分拥挤 并占用大量在制品 改进方法 一年后随着需要量的增加 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 新设备的效率较高 设备数量增加到110台 职工人数增加216名 新的布置形式如图2 2所示 产品专业化布置的齿轮车间 车间门 B齿轮 A齿轮 A齿轮 车间门 车间门 B齿轮 按产品专业化布置后 按产品专业化布置后 工艺路线通畅 工序之间采用滑槽运送 节省搬运工 中间环节减少 生产效率提高 月产量达到12000套 在制品数量大大减少 降低了流动资金占用量 如果没有热处理环节就是流水生产线方式 第三节生产系统的时间设计 一基本要求前后工序在时间上紧密衔接 保证充分利用工时和设备 尽量缩短产品生产周期 二三种典型的移动方式顺序移动方式平行移动方式平行顺序移动 1 顺序移动方式 n 批量 m 工序数 时间 min T顺 4 10 5 15 5 140 2 平行移动方式 tl 最长的单位加工时间 时间 min T平 10 5 15 5 3 15 80 3 平行顺序移动方式 ts 前后两道工序单件加工时间的短者 时间 min T平顺 4 10 5 15 5 3 15 95 三 三种移动方式的比较 移动方式的比较 顺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 或平行顺序 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 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 试求这批零件在顺序移动 平行移动 平行顺序移动下各自的加工周期 顺序移动方式平行移动方式平行顺序移动方式 第四节生产单元组织方式 一流水生产组织将一定的设备 工具 传动装置和人员按一定特征 见下页 组织的生产线称为流水线 如果工作地 设备 按工艺过程顺序排列 但未满足一定特征要求的 只能算作业线或生产线 不能称流水线类 一 流水生产的基本原理 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 丰田公司 新型流水线生产方式 二 流水生产的特征 工作地专业化 固定一种产品或工艺 封闭性 工作地按顺序排列 节奏性 固定工作节拍 平衡性 各工序间生产能力成比例 连续性 不间断 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 产品品种稳定 大量大批生产产品结构和工艺具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应及时 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 组织流水生产的条件 五 流水生产线的组织设计 确定流水线的生产节拍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根据流水线节拍的要求 采取技术 组织等措施调整各工作地的单件作业时间 使他们等于节拍或节拍的整数倍计算流水线上的设备数 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 流水生产线的组织设计 下图所示是加工一种电动毛绒玩具的工艺流程图 共有5项作业 其中的每项作业是对加工过程进行细分后的结果 根据市场预测 对这种产品的需求呈现大幅增长的趋势 每天的订单达到900只 为此 企业准备采用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分钟的休息时间 已知生产线的废品率为2 2 试根据上述条件进行流水生产线的平衡 算例 0 1min 0 7min 1 0min 0 5min 0 2min a b c d e 解答 4 计算和配备工人i 1 m1 P 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 缺勤率5 选择运输装置 传送带 传送带速度V I r I 相邻两工作地的中心距离6 流水线的平面布置 独特的设备布置 U型布置 多面手 标准作业 的制定和组合D 2009102454855948 flv 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的相似性把它们分组归类 然后在不同的设备群上进行加工的一种方法 一 成组技术产生的历史背景 1 产品更新换代速度加快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 二 成组技术的基本原理利用和识别事物的相似性 三 成组技术的基本方法1 按相似性原则划分零件组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用 零件的分类编码 以数代形按数归组按照零件的几何形状和加工工艺的相似性将零件分类并编号 编号应反映出零件的主要特征 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 四 成组技术的生产组织形式 成组工艺中心 GT Centre 成组生产单元 GT Cell 成组流水线 GT FlowLine 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 运用成组技术之前 出入口 车 车 车 车 铣 铣 铣 钻 钻 磨 磨 磨 装配 装配 b 运用成组技术之后 入口 出口 促进产品结构系列化 标准化 通用化减少工艺设计过程与制造过程的时间和费用 降低成本 提高生产效率减少设备调整的时间和费用简化生产管理工作 减少管理人员 五 成组技术的经济效益 三柔性制造系统 成组技术能解决外形结构和加工工艺相差不大的工件的加工问题 但不能很好地解决多品种 中小批量生产的自动化问题 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 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 存储系统有机地结合起来由计算机对系统的软 硬件资源实施集中管理和控制而形成的一个物流和信息流密切结合没有固定的加工顺序和工作节拍 主要适用于多品种中小批量生产的高效自动化制造系统 柔性制造系统的类型 柔性生产单元柔性制造系统柔性自动生产线 第五节生产系统的优化设计 业务流程重组 BusinessProcessReengineering BPR 优化设计方法eM Plant Witness Flexsim 2020 2 20 湖南大学机械与汽车工程学院范叶email fy blue69 一 企业流程再造BusinessProcessReengineering BPR的思想 BPR的基本内涵就是以运作流程为中心 摆脱传统组织分工理论的束缚 提倡顾客导向 组织变通 员工授权及正确运用信息技术 达到适应快速变动的环境的目的 它所关心的是企业如何基于一种方式的运作转变为基于另一种方式的运作 以提高绩效 BPR的概念 BPR不是面向功能或组织的 而是面向流程的 1993年 MichaelHammer认为BPR 是对企业的业务流程作根本性的思考和彻底翻新 其目的是 在成本 质量 服务和速度等方面取得显著的改善 顾客Customer 竞争Competition 变化Change 3C 环境 BPR BPR的特征 显著的 Dramatic 改善 根本的 Radical 再思考 流程 Process 重新设计 Redesign BPR的原则 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 通过集成化信息系统 实现信息共享 3 打破地域概念 视分散的资源为一体 4 适当授权 在工作执行的地方设决策点 5 将各部门的作业并行化 IT和BPR的关系 哈默博士曾说 信息技术是作业流程改造的必要条件 如果没有信息技术 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的创造性结合 IT与BPR有着一种互动关系 如图 IT支持企业流程 是BPR的强大工具IT创造了全新的流程再设计观点信息技术IT企业流程再设计BPRBPR使IT的潜力最大限度发展BPR推动了IT的发展图IT与BPR之间的互动关系 案例 FORD汽车公司北美应付款部门 当时福特北美预付款部门雇佣员工500余人 冗员严重 效率低下 他们最初制定的改革方案是 运用信息技术 减少信息传递 以达到裁员20 的目标 但是参观了Mazda之后 他们震惊了 Mazda是家小公司 其应付款部门仅有5人 就算按公司规模进行数据调整之后 福特公司也多雇佣了5倍的员工 于是他们推翻了第一种方案 决定彻底重建其流程 福特的传统流程 1 采购部门向供货商发出订单 并将订单的副本送往应付款部门 2 供货商发货 福特的验收部门收检 并将验收报告送到应付款部门 3 同时 供货商将产品发票送至应付款部门 应付款部门核对 订单 验收报告 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 该部门的大部分时间都花费在处理这三者的不一致上 从而造成了人员 资金和时间的浪费 福特的新流程 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的内容相吻合 如果吻合就收货 并把信息输入数据库 计算机会自动按时付款 福特公司流程再造的结果 福特公司的新流程采用的是 无发票 制度 大大地简化了工作环节 带来了如下结果 1 以往应付款部门需在订单 验收报告和发票中核查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 而非原定的20 3 由于订单和验收单的自然吻合 使得付款也必然及时而准确 从而简化了物料管理工作 并使得财务信息更加准确 IBM Ford公司流程再造的启示 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 那将会发现是徒劳的 正确的再造应是将注意力集中于整个 物料获取流程 包括采购 验收和付款部门 这才能获得显著改善 2 大胆挑战传统原则 福特的旧原则 当收到发票时 我们付款 福特的新原则 当收到货物时 我们付款 旧原则长期支配着付款作业 并决