03—工艺选择和设施布置

1、工艺选择在运作系统设计中的地位工艺选择需求预测产品设计技术预测工作设计布置产能规划设施装备核心地位承前启后工艺选择本课程能讲什么？工艺是一个组织用来生产产品或提供服务的技术方法；工艺选择是一个技术性很强的问题，要由相关的行业的技术专家来具体完成。但技术专家们确经常给出很“短视”的工艺方案。因为他们缺少关于成本、效率、柔性方面的考虑。这正是本课程能发挥作用的领域！工艺选择的几个战略性问题自制还是外购？采用何种运作类型？哪里用机器？哪里用人？自制或外购的选择支持自制的理由： 1已拥有设备、技术和相应的专业管理人员；需要对质量进行直接控制；需求高且稳定；支持外购的理由 和上述情况相反；综合评价标准：

2、 1成本最低注意，要考虑运输成本； 2供应的可靠性 案例拆衷的策略： 部分自制部分外包柔性、筹码案例：自制还是外包？F电器公司，中日合资，年产29英寸数字彩电12万台 JIT方式生产，零部件库存仅有2天的用量。电视机壳外包给附近的A公司，附近只此一家注塑厂。每月为F公司生产1次，然后2天一发货某日，F公司发现库存的机壳表面不合格，A重新送货，同样不合格，最终导致F公司停产！五种解决意见：1、F公司增加库存水平；2、要求A公司改为JIT方式；3、多找几家供应商；4、F公司自已生产机壳；5、还用A公司，但每月1次派质检员到A公司。你认为哪种方案好？有第6方案吗？ 返回运作类型 运作类型的选择，取决

3、于产品的标准化程度和产量一连续加工如：石化的分馏，电力供应，全相同的产品连续地通过生产线高度专业化的设备，价格很贵需要大批量生产摊低成本二重复性加工（大量生产）如：福特的T型车组装线，自动洗车房， 大批量内完全相同产品或服务逐个通过生产线 高度专业化的设备，价格很贵需要大批量生产摊低成本产品只有一种规格的情况不多，总是要换规格，这就是成批生产三间歇式加工（成批生产）如罐头生产，本科生教育每批产品规格不同，设备可针对产品规格进行调整批量通常小于重复性加工通用设备四工艺专门化生产（单件生产）每件（或每几件）产品要求不同，加工路线不同如非标设备生产、医院看病、通用设备产量通常很小普通医院普通医院病号

4、病号1头晕发烧头晕发烧儿童儿童病号病号3老人老人挂号挂号内科内科外科外科牙科牙科中医中医眼科眼科儿科儿科化验化验注射注射划价划价收费收费西药西药中药中药观察观察手术手术病号病号2运作类型的选择产品差异性高中等低很低要求设备柔性高中等低很低低产量单件生产单件生产？中等产量批量生产批量生产高产量重复性组装重复性组装极高产量柔性制造柔性制造连续加工连续加工自动化问题一、是否实行自动化自动化的特点用人代替机器1、机器不会厌倦、产品质量稳定 适用于重复性（但不一定简单）劳动2、节约了人工成本，但固定成本高，需要很大的产量来分摊成本3、可调整性差，但在逐渐提高4、没有创造性举例：清华大学几位专家生产的一种

5、表面涂装材料二、采用什么样的自动化自动化的类型1、固定型自动化：（底特律型）20世纪初的福特 专门化设备、低柔性、大批量生产、低成本高质量； 2、可编程自动化：数控机床（NC）、机器人、CAM 通用设备、可调整、程序+计算机+加工设备 适用于多品种小批量生产 3、制造单元：由一台或几台数控机床组织，能加工一组相似的零件4、FMS：计算机+自动物料传送装置+自动化加工设备与人工比： 低成本、质量稳定性与固定型自动化比：低投资、高柔性缺点：柔性有限、技改时间长、要求一次性投入5、CIM： 计算机系统控制着从接到定单到交货的全部环节， 人的作用：编程、监控运行设 施 布 置什么意思？重要吗？怎么决策

6、？设施布置是指对生产（服务）设备的空间位置摆放进行决策 影响生产系统的运行效率和运行费用 如：超市的收银口太少，造成顾客排队； 机床摆放不合理，会导致车间内物流运送费用增加；设施布置取决于运作类型： 连续加工、重复加工产品专业化布置原则 批量生产、单件生产工艺专业化布置原则复习运作类型一连续加工如：石油的分馏，电力供应高度专业化的设备，完全相同的产品连续地通过生产线二重复性加工（大量生产）如：福特的T型车组装线，自动洗车房高度专业化的设备，大批量内完全相同产品或服务逐个通过生产线三间歇式加工（成批生产）如罐头生产，本科生教育专业化设备，每批产品规格不同，设备可针对产品规格进行调整四工艺专门化生

7、产（单件生产）每件（或每几件）产品要求不同，加工路线不同、通用设备如非标设备生产、医院看病、产品专业化原则工序1托盘餐具工序4工序3工序2制成品制成品材料人工材料人工材料人工材料人工甜点色拉主菜面包卷饼饮料收银台顾 客工艺专业化原则3 3铣床车床热处理切齿钻床磨床装 配2 24 41 1挂号挂号内科内科外科外科牙科牙科中医中医眼科眼科儿科儿科化验化验注射注射划价划价收费收费西药西药中药中药观察观察手术手术产品原则与工艺原则的比较 产品专业化工艺专业化描述按产品加工顺序布置设备和人员，以提供标准化的加工按不同工艺划分设备和人员，以提供多样化的加工适用于连续加工、重复性加工比如：石油分馏、汽车组装

8、、自动洗车房成批生产、单件生产比如：罐头生产、非标电梯 本科教学、病人就医产量高、或较高单位费用低、效率高、质量稳定中、等或低产品种类单一、或几种多种、或非常多种产品差异无差异、或很小较大、或每个都不同生产线的适应性很窄较宽、或非常宽柔性好要求人员的技术水平不高较高，或很高（如医生）运转特点任何环节出现问题，都会使系统停止运行设计的核心问题是生产线平衡部分出现问题不影响整体运行物料运输沿固定路线变动的路线设计的核心是物料运送费用最低第三种布置定位布置加工对象不动、材料、设备、人员围绕对象移动； 如：建筑施工项目、造船、飞机制造、管理咨询都是对象不易移动运作系统；设计的核心： 1、材料、人员、设

9、备何时到场； 2、进场时的路线； 3、到场后的摆放位置。详见第十九章“项目管理”机械化种植混合布置单品种大批量多品种小批量对象不易移动对象容易移动产品专业化工艺专业化定位布置住院病人变速箱厂制造单元一种柔性的混合布置产品专业化适合于加工：单品种大批量产品工艺专业化适合于加工：多品种小批量产品多品种大批量怎么办制造单元卖出了第一步！钻热处理切齿装 配车铣钻热处理磨铣铣床 热处理磨车铣钻切齿1357982641 3 4295 867成组技术产品专业化的设计生产线平衡问题第582号螺丝！作业包工作地；你们安排的不合理！应该怎样安排：节拍工作地作业分配举 例 条件： 每天有效工作时间为8小时； 计划产

10、量600件； 每件产品需要5道工序：ae，合计2.5分钟问题：应该设几个工作地？ 每个工作地分配哪些作业？目标：（1）工作地最少，（2）时间最均衡a 0.1分钟b 0.7分钟c 1.0分钟d 0.5分钟e 0.2分钟8小时60分钟/小时600件=0.8分钟/件 这就是节拍，即生产线终端每下来一件产品所需要的时间 但是，工序c需要1.0分钟，计划的节拍不可行！ 最短节拍1.0分钟/件； 最长节拍 2.5分钟/件。生产线也就是说，最大产量为860分钟1分钟/件=480件 设定：产量480件，节拍1分钟/件 工作地数=所工序时间之和节拍=2.51=3个下面分配工序！a 0.1分钟b 0.7分钟c 1

11、.0分钟d 0.5分钟e 0.2分钟工作地一工作地二工作地三a 0.1分钟b 0.7分钟c 1.0分钟d 0.5分钟e 0.2分钟a 0.1分钟b 0.7分钟c 1.0分钟d 0.5分钟e 0.2分钟空闲：0.2分钟空闲：0.0分钟空闲：0.3分钟生产线效率=（0.8+1.0+0.7）(1+1+1).=83%总 结第一步：求生产线充许的最短节拍、最长节拍 最短节拍 = 各工序中最长的作业时间 最长节拍 = 各工序的作业时间之和第二步：求计划节拍 计划节拍 = 有效工作时间计划产量第三步：判断计划节拍是否位于生产线节拍范围内 并调整产量，使计划节拍落在生产线节拍内第四步：计算工作地数 工作地数

12、= 各工序的作业时间之和已定的节拍第五步：分配作业。原则是： 1.紧前工作都已完成的工序才能被分配； 2.尽量让每个工作地的作业时间接近节拍,直到不能再增; 3.同一工作地内各工序的时间之和不能超过已定的节拍 。 实际问题的处理有些工序不能放在同一工作地！ 如打光与喷漆 喷漆作业放到后面的工作地，增加工作地有些工作地的员工不能在标准的工序时间内完成作业 安排到空闲时间多的工作地上个别工序标准作业时间太长，成为瓶颈 采用并行工作地别只盯着生产线内部！计划产量30单位/小时 计划节拍2分钟/单位，在25分钟之内，可行工作地 = 5分钟2分钟/单位（节拍） = 3个1分钟1分钟2分钟1分钟1分钟1分

13、钟2分钟1分钟1分钟1分钟2分钟1分钟2分钟2分钟1分钟并行工作地生产线“嫁接”解剖种毒收液培养超滤灭活灯检分装检验稀配冻溶提取粉碎超滤稀配包装灯检分装检验包装工艺专业化的设计目标一：物料运送费用最低 方法：从至表法目标二：综合目标 1、共用设备设施接近 2、共用人员或原始记录接近 3、生产流接续接近 4、需要经常交流的接近 5、互为安全隐患、互相影响的远离 6、完成工作相似的接近 方法：作业相关法工作地1工作地1工作地13次5米0.1元/米=1.5元2次4米0.15元/米=1.2元1次5米0.1元/米=0.5元2次7米0.15元/米=2.1元总运费=0.5+1.2+2.1=3.8元运费=运输

14、次数距离单位距离运费由工艺路线决定由运输方式决定例：一金属加工车间有六台设备，已知其生产的零件品种及加工路线，并据此给出如表1所示的零件在设备之间的每月移动次数，表2给出了单位距离运输成本。请用这些数据确定该车间的最佳布置方案。 表表 1设设备备间间月月平平均均移移动动次次数数矩矩阵阵锯锯床床磨磨床床冲冲床床钻钻床床车车床床插插床床锯锯床床2174186142180磨磨床床2161906110冲冲床床400114951620钻钻床床16421624168车车床床1267110031550插插床床429583114390 表表 2 单单位位距距离离运运输输成成本本矩矩阵阵锯锯床床磨磨床床冲冲床床

15、钻钻床床车车床床插插床床锯锯床床0.150.150.160.150.16磨磨床床0.180.160.150.150.15冲冲床床0.150.150.150.150.16钻钻床床0.180.150.150.150.16车车床床0.150.170.160.200.15插插床床0.150.150.160.150.15 表 3 单位距离每月运输成本矩阵 锯床 磨床 冲床 钻床 车床 插床 锯床 32.6 62.7 9.8 6.3 28.8 磨床 38.9 8.3 28.5 9.2 1.5 冲床 60.0 17.1 14.3 2.4 3.2 钻床 2.9 63.3 9.3 6.2 10.9 车床 18.

16、9 12.1 16.0 63.0 7.5 插床 6.3 14.3 13.3 17.1 58.5 表 4 单位距离每月总运输成本矩阵 锯床 磨床 冲床 钻床 车床 插床 锯床 71.5(3) 122.7(1) 12.7 25.2 35.1 磨床 25.4 91.7(2) 21.3 15.8 冲床 23.6 18.4 16.5 钻床 69.2(4) 28.0 车床 66.0(5) 插床 锯床磨床冲床钻床车床插床锯床 71.5(3)122.7(1)12.725.235.1磨床 25.491.7(2)21.315.8冲床 23.618.416.5钻床 69.2(4)28.0车床 66.0(5)插床 锯床锯床1钻床2磨床3车床4插床5锯 床冲 床插 床磨 床钻 床车 床(1)(2)(3)(5)(4)返回锯床锯床1钻床2磨床3车床4插床5关系密切程度分类表代号代号密切程度密切程度A绝对重要绝对重要 Absolutely necessaryE特别重要特别重要 Especially importantI重要重要 ImportantO一般程度一般程度 OrdinaryU不重要不重要 UnimportantX不宜接近不宜接近例：例： 一个快餐店欲布置其生产与服务设施。该快