生产计划与控制

第三章生产系统设计3.1、生产过程3.2、产品开发3.3、生产及效劳设施选址3.4、生产及效劳设施布置3.5、流水线生产的组织设计3.6、工作设计与工作测量1第三章生产系统设计生产运作系统的设计是生产运作的重要内容。它涉及的内容主要包括:产品开发、工艺设计和技术选择，生产效劳设施选址，生产效劳设施布置，岗位设计和工作测量。从宏观角度考虑，还有生产布局问题。2一、生产过程的组成

1、生产过程的概念

生产过程是指从原材料投入到产品出产的整个过程。

2、生产过程的组成

3.1、生产过程辅助生产过程生产技术准备过程基本生产过程生产服务过程产品3根本生产过程：指直接为生产根本产品所进行的加工制造工艺过程，即改变原材料理化性能形成产品的工艺过程。生产技术准备过程：指产品投产前的各种技术准备工作。如产品与工艺设计、材料消耗与劳动定额制定、设备布置等。辅助生产过程：是指为保证根本生产过程的正常进行所必须的辅助性生产活动，它是辅助产品的生产过程。辅助产品是企业制造的自用品，它们在根本生产过程中消耗掉，并不构成产品的实体。例如，企业自用的工具、模具，各种动力、能源的生产、分配、供给过程，以及设备的维修过程。生产效劳过程：是指为根本生产、辅助生产提供各种效劳活动的过程。例如，物资供给、运输、检测试验、仓库保管等。附属生产过程：不属于企业专业方向的附属产品的生产过程〔并非所有企业都有〕。4生产过程的时间组成有效时间停顿时间时间组成基本时间辅助时间工作班内停顿时间非工作班时间自然过程时间工艺加工时间准备时间运输时间质量检验时间工序等待时间工艺阶段等待时间批量加工等待时间午休和工作班之间的停歇时间节假日停工时间53、影响生产流程设计的因素产品/效劳需求性质从需求的品种、数量、季节波动性等方面考虑对生产能力的影响，从而决定选择哪种类型的生产流程。自制—外购决策本企业的生产流程主要受自制件的影响。自制件种类越多，批量越大，对生产系统的能力和规模要求越高，不仅投资高，生产准备周期也长。只抓关键零件的生产和整机产品的装配。生产柔性品种柔性是指生产系统从生产一种产品快速地转换为生产另一种产品的能力。〔多品种中小批量生产〕。产量柔性是指生产系统快速增加或减少所生产产品产量的能力。〔产品需求量波动较大或产品不能依靠库存调节供需矛盾〕产品/效劳质量水平接触顾客的程度顾客是生产流程的一个局部。顾客参与程度高的生产运作过程，应把顾客作为生产流程设计的中心。6二、生产过程的组织1、合理组织生产过程的根本要求a、连续性物料在生产过程中始终处于连续不停的运动之中，不出现或少出现不必要的中断、停顿或等待的现象。〔时间/空间〕b、平行性物料在生产过程实行平行交叉作业。平行作业是指相同的零件同时在数台相同的设备上加工。交叉作业是指一批零件在上道工序未完成时，将已完成加工的局部零件转道下道工序加工。c、比例性生产过程各阶段、各工序之间在生产能力上要保持一定的比例性。比例性遭到破坏，生产过程会出现瓶颈，影响到整个过程的效率。d、均衡性在生产过程的各个阶段都要保持按方案有节奏、均衡的进行。要求在相等的时间间隔内生产相等或递增数量的产品。e、准时性在生产过程各阶段、各工序都按后续阶段和工序的需要生产。72、生产过程组织的原那么

a、工艺专业化原那么是指按照不同的工艺性质分别建立工艺专业化的生产单位。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8

优点：适应力强；设备利用率高；生产系统的可靠性较高；便于技术管理和技术交流。

缺点：运输工作量大、费用高；生产周期长，资金占用大；生产率低；管理工作复杂。要解决一个主要问题是：如何设置各个不同的生产活动单元，使物流更加有序。b、对象专业化原那么把加工对象的全部或大局部工艺过程集中在一个生产单位中，组成以产品或零件、部件、零件组为对象的专业化生产单位。优点：缩短运输路线;提高连续性，缩短周期;减少在制品;专业化水平高;便于生产管理缺点：适应性差，工艺设备管理复杂。9毛坯车间轴类车间轴承连杆标准件车间箱体车间齿轮车间热处理装配车间要解决一个主要问题是：如何使每一单元的操作时间都大致相等，即生产线平衡问题。否那么，整个生产线的产出速度只能是费时最多的单元的产出速度。。10c、混合原那么对象专业化设置的根本条件:产品的结构\产量\品种较稳定工种和设备比较齐全和配套生产类型是大量大批或成批生产工艺专业化设置的根本条件:生产的产品不稳定专业化程度较低生产类型是单件小批生产介于上两种情况之间的多品种成批生产，可采用混合布置。@11成组生产单元对象专业化工艺专业化单元热处理热处理锯磨车削锯磨车削车削模压车削模压锯锯锯车削车削车削磨磨模压模压12###三、生产流程选择决策1、产品—流程矩阵132、生产流程选择与费用产量〔万件〕费用〔万元〕225111500101325对象式工艺式成组式143、经营杠杆：本钱函数与销售收入函数间的夹角指在企业生产经营中由于存在固定本钱而使利润变动率大于产销量变动率的规律。费用〔万元〕051025销售收入对象式成组式ab经营杠杆越大，利润或亏损随产量的变化率越大。经营杠杆的作用越大，未来预期利润的不确定性越大。销售预测的不确定越高，经营杠杆作用大的生产系统的风险越高。@产量〔万件〕15163.2、产品开发一、产品的选择及其影响因素1、产品选择是指根据市场行情筛选那些能够顺应和满足顾客需求的产品和效劳，同时又能够为企业创造利润并保持竞争优势得以继续开展的策略。2、产品选择应考虑因素：产品的市场潜力产品的收益性销售利润率、资金利润率市场竞争性应综合考虑市场容量、竞争优势和弱点可利用的资源条件便利程度、经济性、环保要求技术水平和生产能力经销能力营销渠道、效劳能力国家政策\法律\法规等要求17二、产品寿命周期引入期成长期成熟期衰退期年销售额年利润18产品寿命周期与生产运营战略19三、产品战略的制定

1、产品寿命周期预测

[销售增长率分析法]一般而言,从相对长期趋势来观察,产品市场销售额呈直线上升时,属于成长阶段;销售额稳定且增长幅度趋于疲软时,属于成熟阶段;销售额连续下降时,属于衰退阶段.

[例]:某企业生产一种包装材料产品,根据以下数据,判断产品处于哪一时期?+22.5+1.543总利润+4.2-0.30.016单位边际利润+8.5+2.20.112单位价格+15.8+1.0300.8年销售额过去四年间平均变动（%）与上一年相比变动（%）当年情况（百万元）效益指标202、产品进入和占有市场的时机分析大批量\低成本产品衰退阶段产品成长阶段晚期进入晚期退出小批量\灵活性产品成熟阶段产品引入阶段早期进入早期退出小批量\灵活性大批量\低成本产品衰退阶段产品引入阶段早期进入晚期退出对生产经营的涵义市场退出时阶段市场进入时阶段产品战略

市场进入--退出产品战略21四、现代企业的研究与开发〔ResearchandDevelopment，简称R&D)1、个性化定制生产3C：顾客〔Customer〕、竞争〔Competition〕、变化〔Change〕生产方式：“一对多〞“一对一〞增强企业的柔性〔Flexibility〕：产品生产柔性顾客对产品规格、型号、数量、质量和交货期等要求的独立性和随机性导致企业生产任务的不断变动。产品设计柔性当顾客有新产品要求时，也即要求产品性能要发生变化，即产品的功能、结构、加工工艺等方面要发生变化。产品设计柔性是指快速开发新产品和改造老产品的能力。新产品的研究和开发能力以及相应的生产技术是企业赢得竞争优势的根本保证。2、研究与开发内容：根底研究、应用研究、技术开发研究22现代企业的研究与开发1)、R&D经费支出总额接近三百亿美元，十年间年均增长率超过百分之二十2005年，我国的R&D经费支出总额到达299亿美元，比上年增加61亿美元，继续保持世界第六位。美国和日本分别以3125亿美元和1459亿美元的R&D经费支出额高居世界第一和第二位；2007年，我国的R&D经费支出总额到达487.9亿美元(按汇率计算)，比上年增加111.2亿美元，超过英国和法国而跃居世界第四位。23现代企业的研究与开发2)、R&D经费占世界的比重超过3%，在世界研发体系中的地位进一步增强24现代企业的研究与开发2005年主要国家和地区R&D经费支出占38个国家总额的比重及占GDP百分比252007年主要国家和地区R&D经费支出占38个国家总额的比重2023年全国科技经费投入统计公报R&D经费10298.4亿元26五、新产品开发1、什么是新产品新产品是指在性能、结构、材质和技术特征等方面或多方面比老产品有显著改进和提高、或独创的，具有使用价值和推广价值，可产生明显经济效益的产品。特征:新颖性、先进性、经济性、风险性。类型:

(1)全新产品

(2)换代产品

(3)改进产品2、新产品开发面临的压力开发动力:技术推动、市场牵引、同行竞争27a、目前,新产品开发面临着费用高、风险大、成功率低、回报下降等压力。3000原始想法300提议125小工程9项开发4项重大1.7启动1成功1234567*新产品死亡率：98.2%

b、失败原因:无潜在需求、新产品与当前需求不匹配、营销不利。c、新产品开发的关键:找到需求,用技术实现需求.283、产品开发对生产过程本钱的影响a、产品开发的时间构成：据统计，产品设计时间占产品开发时间的近60%〔如图〕。因此，为缩短产品上市时间，必须缩短产品设计时间，产品设计和工艺设计影响着产品的创新速度。实践说明：假设产品寿命周期为5年，产品开发时间每延长6个月，利润就损失1/3。产品开发时间100%设计时间55%制造22%装配23%290510152025行业化装品玩具机床食品药品50年前现在时间(年)

b、产品寿命周期的缩短：产品的寿命周期越来越短，革新换代越来越快。30c、产品本钱的决定:一般产品本钱的70%以上由设计阶段决定,而这一阶段本身所占用的费用仅为产品本钱的6%以下。70%6%20%36%7%40%3%18%设计阶段制造阶段材料采购其它阶段费用本钱的决定因素实际本钱消耗31

此外：

产品制造效率的70%—80%是在设计和工艺阶段决定的；所有质量的40%可以归因于低劣的设计和工艺。

结论：企业的技术活动影响着产品的本钱、质量和制造的效率。尤其产品设计和工艺设计在产品开发中作用重大，它几乎占用了60%的开发时间，决定了70%的本钱。因此，根据管理学中的ABC分类思想，企业技术活动，尤其是企业的产品设计和工艺设计是企业快速响应客户要求的瓶颈，是提高企业竞争力的关键。〔注：ABC分析法又称巴累托分析法、ABC分类管理法、重点管理法等。它是根据事物有关方面的特征，进行分类、排队，分清重点和一般，以有区别地实施管理的一种分析方法。〕32

4、新产品开发系统产品构思产品可行性研究产品功能设计产品制造设计产品设计审核产品最终测试产品进入市场及评估(源于市场需求及环境变化)(产品市场调查)(产品价值分析)(产品如何制造)(产品经济性)(产品是否满足需求)(产品是否成功)产品设计、试制和定型33产品设计试制中必须注重的方面产品的性能和质量产品开发速度产品本钱工程开发费用开发过程框图如下：34新产品构思可行性研究产品设计生产工艺流程设计初步设计样品设计市场反响测试结果设计修改最终设计初步生产工艺流程设计生产工艺研究生产工艺步骤生产设施研究设计修改最终设计最终产品开发最终生产工艺流程设计市场开发与新产品实施35增强市场应变能力增强发展潜力稳定顾客忠诚度提高附加值扩大知名度和市场份额更新速度和更新幅度销售收入可靠性和顾客满意度成本与使用价值市场占有率进入市场的时机满足市场需求程度性能与质量产品经济价值创立品牌对竞争优势的影响衡量指标影响因素新产品引进的影响因素及其衡量指标36

5、新产品评价方法

a、多指标评分法[例]某公司空调新产品的评价指标权重、分数及得分：30824020102002061201510150102205420750市场引力单位边际利润生产能力竞争能力投资要求工程风险加权之和权重(A)分数(B)加权分数(A*B)评价指标37b、盈亏平衡分析法[例]某医院考虑增设一项效劳工程，每位患者收费1600元，提供该效劳需支付年固定费用80万元，单位变动本钱为每位患者800元。问每年应至少有多少患者就医该工程才可以上马？1600x=800x+800000x=1000386.产品加工工艺规程的设计步骤1〕分析零件工作图和产品装配图2〕工艺审查393〕确定毛坯的种类及其制造方法4〕拟定机械加工工艺路线

405〕确定各工序所需的机床和工艺装备6〕确定各工序的加工余量，计算工序尺寸和公差7〕确定切削用量8〕确定各工序工时定额9〕评价工艺路线10〕填写或打印工艺文件。@@4142思考题1、简述生产过程的组织原那么，并分析优缺点？433.3、生产及效劳设施选址设施选址是决定在何处建造生产或效劳设施的问题它不仅会影响到设施建设的投资和速度，而且还在很大程度上决定了所提供的产品或效劳的本钱，从而影响到企业的生产管理活动和经济效益。是生产运作战略的一个重要内容。在美国，有关调查说明，在各类小企业的失败原因中，选址不当占有15%的比重。一、选址的重要性、难度和原那么1、重要性投资本钱职工改变困难,作用深远2、难度选址因素相互矛盾〔如企业生产多种产品或提供多种效劳,它们的原料供给差异大,市场差异也大,那么难以按哪一种产品或效劳来确定厂址〕44不同因素的相对重要性很难确定和度量不同的决策部门利益不同,追求的目标不同判别的标准会随时间变化3、原那么费用原那么长远开展原那么接近用户原那么集聚人才原那么二、选址的重要影响因素1、经济因素a、交通运输条件与费用接近原材料产地：原料笨重、运输不便或原料易变质的企业。例如，水泥生产，钢铁冶金等；水果食品厂。接近消费市场：产品运输不便；产品易变化和变质；大多数效劳企业。如食品厂；商店，医院，银行等。45b、劳动力可获性与费用c、能源可获性与费用对于耗能大的企业，如钢铁、火力发电厂，选址应尽量靠近燃料、动力供给地。d、厂址条件和费用如地质条件、土地价格等e、根底设施电力、煤气、供排水设施，交通、通信设施。2、其它因素a、政治因素：如政治局面是否稳定，法制，环保，尤其是在国外建厂，必须要考虑政治因素。b、社会因素：如居民的生活习惯、宗教信仰。c、自然因素：气候条件和各种自然资源情况。

46d、市场因素：该地区现实与潜在的市场需求及销售渠道状况。

e、可扩展的条件：是否存在扩展空间与场地。

f、协作关系：与原厂及其他企业的协作方便。对制造业企业所作的调查说明，以下因素是制造企业进行设施选址时必须考虑的：

劳动力条件；

与市场的接近程度；

生活质量；

与供给商和资源的接近程度；

与其它企业设施的相对位置。对于效劳业来说，市场因素和与竞争对手的相对位置那么非常重要，需要与顾客直接接触的效劳业企业的设施必须靠近顾客群并考虑竞争者的现有位置。例如，一个洗衣店或一个超级市场。47四、选址的方法即使有比较完善的评价模型,由于数据资料的不准确,也不会得出正确的结果。由于计算复杂,很多组合优化问题已被证明是不可能在常规时间范围内找到最优解的。对于选址，很难找到一个最正确的评价方法或模型。常用的有量本利分析法、因素评分法、最少设施〔效劳量多〕法、线性规划运输问题解法及仿真法。三、选址的一般步骤确定选址总体目标。如，产品、本钱、质量、市场等。收集生产过程系统与厂址选择相关的资料〔如生产规模，产品方向，工艺要求等〕。收集备选选址层次的相关资料。综合分析评价，选定地点。1、量本利分析法(盈亏平衡点分析法)@48[例]某一机动汽化器制造商考虑将新建一处生产制造厂,在A、B、C三个城市进行选择,条件如下表〔元〕:49[解]TCA=300000+750*2000=1800000TCB=600000+450*2000=1500000TCC=1100000+250*2000=1600000LB=1200*2000-1500000=900000金额销量变动本钱利润502、评分法〔一般评分法、加权评分法〕步骤：列出相关因素清单制定权重制定评分标准打分加权评分进行选址51[例]有三个候选厂址：A、B、C，它们经济因素相当，现按7个难以量化的因素进行进一步比较。52[例]考虑在某城市的高速开展区域新开设一医疗诊所，其相关因素及权重如下表，求该选址的加权评分。533、线性规划运输问题算法a、供给过程运费最少问题(新建仓库〕[例]某公司有三原材料供给商:A、B、C,在三个城市；有两个仓库P、Q，位于不同城市。每个仓库月需供给2100吨原材料。为更好的效劳生产，公司决定再设一新仓库。经调查确定X和Y两个点可建仓库。根据以下资料请选择其一。虚拟仓库：建立在计算机和网络通讯技术根底上，进行物品储存、保管和远程控制的物流设施。可实现不同状态、空间、时间、货主的有效调度和统一管理。54[解]首先,假定X选中，其解如下表。月总运输费用为：2100×15+2100×12+300×24+1800×9=

8010055其次,再假定Y选中，其解如下表。同样，月总运输费用为：2100×15+2100×12+300×27+1800×15=91800最后，两者比较，选择X较好。56b、产品发运过程运费最少问题〔新建厂址〕[例]某公司有两个工厂A和B,三个仓库U、V、W，分别位于不同的城市。为求得开展，决定选择某城市建一新厂。现有两个备选厂址，位于不同城市，根本条件如下，请做出选择。57[解]首先,假定X选中，其解如下表。月总发运费用为：2200×10+1400×16+200×14+2400×12=

7600058其次,再假定Y选中，其解如下表。同样，月总发运费用为：2200×10+1400×16+200×14+2400×8=64400最后，两者比较，选择Y较好。59604、仿真法按物料供给过程运费最少的选址决策可能导致产品发运过程运费增加,反之,按产品发运过程运费最少的选址决策可能导致物料供给过程运费增加。如何从总体上考虑运输费用最少,是一个难以用解析方法解决的问题。对这种复杂的优化问题，可以采用仿真方法。仿真方法的一个突出优点是能够解决用解析方法难以解决的十分复杂的问题，有些问题不仅难以求解,甚至难以建立数学模型,当然也就无法得到分析解。仿真可以用于动态过程。可以通过反复试验求优。与实体试验相比,仿真的费用是比较低的,而且可以在较短的时间内得到结果。仿真方法是建立系统的数学模型并将它转换为适合在计算机上编程的仿真模型，然后对模型进行仿真试验的方法。由于连续系统和离散事件系统的数学模型有很大差异，所以仿真方法根本上分为两大类：连续系统仿真方法和离散事件系统仿真方法@6162思考题某公司有三原材料供给商:A、B、C,在三个城市；有两个仓库P、Q，位于不同城市。每个仓库月需供给2000吨原材料。为更好的效劳生产，公司决定再设一新仓库。经调查确定X、Y和Z三个点可建仓库。根据以下资料请选择其一。633.4、生产及效劳设施布置一、布置决策生产和效劳设施布置是指合理安排企业或组织内部各个生产作业单位和辅助设施的相对位置与面积以及车间内部生产设备的布置。1、布置的目标应满足工艺流程设计的要求,并有助于最大限度的提高生产率,尽量减少迂回、停顿和搬运。保持灵活性,具有适应变化和满足未来需求的能力。有效地利用人力和占地面积。有利于员工的健康和平安，有助于提高士气，便于员工相互沟通。为良好的设施管理和维护保养提供方便。2、影响企业生产单位构成的因素产品结构和工艺特点企业的专业化和协作化水平生产单位的专业化原那么企业的生产规模64具体地说，设施布置要考虑以下问题：

应包括哪些经济活动单元？各单元需要多大空间？

各单元的形状如何？各单元在设施范围内的绝对位置与相对位置？怎么布置经济效果最好，效率最高?653.物料流程形式

布置的目标之一是使物流本钱最小，所以流程分析在布置中就是很重要的问题。流程形式可以分为水平的和垂直的。如果所有的设备、设施都在同—个车间里时，就按水平方式考虑.当生产作业是在多个楼层周转时，就按垂直方式考虑。常见的水平流程形式如下图。6667二、典型布置形式

1、固定式布置固定式布置是指加工对象位置固定，生产工人和设备多随加工产品所在的某一位置而转移682、按产品布置按产品布置就是按对象专业化原那么布置有关机器和设施。布置的结果一般成为流水线生产方式。3、按工艺过程布置按工艺过程布置，又称工艺专业化布置，就是按照工艺专业化原那么将同类机器集中在一起，完成相同工艺加工任务产品A产品B钻床组车床组磨床组装配组喷漆组检验发送存储区域69

4、按成组制造单元布置按成组制造单元布置就是首先根据一定的标准将结构和工艺相似的零件组成一个零件组，确定出零件的典型工艺流程，再根据典型工艺流程的加工内容选择设备和工人，由这些设备和工人组成一个生产单元。LGGDDLPGLL原材料成品库单元1单元2单元370三、布置设计1、物料运量图法:按照生产过程中的流向及生产单位之间运输量布置作业车间及各种设施的相对位置。

步骤一、统计车间间物料流量，绘制物料运量表。71

步骤二、优先安排运量最大的车间，然后将与它流量最大的靠近布置，以此类推。步骤三、最后，考虑其它因素进行改正和调整。01040305027104411221172

2、作业相关图法

根据各部门之间的活动关系密切程度布置其相互位置。关系密切原因关系密切程度分类表73[例]一快餐店欲布置其生产和效劳设施。该快餐店共分6个局部，方案布置在2×3的区域内。AAXUOEXOAAUIAAX部门1部门2部门3部门4部门5部门6步骤一：列出关系密切程度〔A、X〕A：1---2，1---3，2---6，3---5，4---6，5---6。X：1---4，3---6，3---4。步骤二编制主联系簇〔如图1〕步骤三考虑其它有A联系的部门6254图1625431图274步骤四画出X关系图〔如图3〕步骤五安置各部门〔如图4〕1634图3图475

[例]某企业各单位间相互关系如下表。IIIEII0OOIOAUUUUUUAAEOAEOEAO134567822345678176确定单位的相对位置7753472A关系图〔联系族图〕X关系图单位5单位4单位6单位3单位2单位1单位8单位7布置步骤：找A关系最多者单位5找与5关系最密者(如有A关系),且与其它单位关系最密切者，单位3、4、2、7。与已排单位的关系为最密者78把面积反映到关系图中单位5单位4单位6单位3单位2单位1单位8单位7根据联系族图与可供使用区域的实际情况，用实验法安置所有的工作地或单位。@@793、从—至〔From—to〕表法是利用从—至表列出设施间的相对位置，寻找物料总运量最小的布置方案的方法。比较适合于多品种、小批量生产的情况。〔1〕选择典型零件，制定典型工艺路线，确定设备〔2〕制定初始方案，统计设备间移动距离〔3〕确定零件在设备间的移动次数和单位运量本钱〔4〕用实验法确定最满意的方案[例]一金属加工车间有六台设备，其加工的零件品种及加工路线，零件在设备间移动次数和单位移动本钱如表所示。请确定最正确布置方案。80设备间月平均移动距离单位距离运输本钱单位距离每月运输本钱单位距离每月总运输本钱①②③④⑤81按运输本钱确定紧密相邻的系数，布置设施。①②④③⑤82某生产线生产三种零件。己知三种零件的工艺过程为:A:毛坯库 铣床 车床铣床B:毛坯库 铣床 磨床C:毛坯库车床 铣床磨床该生产线的布置方案有两种:甲:毛坯库 车床 铣床磨床乙:毛坯库 铣床 磨床车床试比较甲乙两方案哪个较优？(假设各单位距离相等)[例]83零件移动的运距为:甲方案:84乙方案:零件移动的运距为:854、仓库布置原那么:在充分利用存储空间的同时维持尽可能低的物料运送本钱。等面积存储法那么：在各储货区面积相等时，将各储货区按搬运次数排序，搬运次数最多的布置在离进出口最近的地区。非等面积存储法那么：在各储货区面积不相等时，按搬运次数与所占用面积之比值排序，该比值最大的布置在离进出口最近的地区。[例]86按搬运次数/占地面积排序：C:360A:280E:200F:150D:125B:80G:50875、新设备的布置问题目标：使从新设备到原有设备的加权直线移动距离的总和最小。为讨论方便，设物料和人员在设备之间或部门之间的移动只能按垂直交叉的方向。设原有设备的坐标为〔a1,b1〕、〔a2，b2〕、……，〔ai,bi〕、……、〔an,bn〕，新设备安装的地点坐标为〔x，y〕，w是流量。n即f〔x，y〕=∑wi〔∣x–ai∣+∣y–bi∣〕为最小i=1nn令g1〔x〕=∑wi∣x–ai∣g2〔y〕=∑wi∣y–bi∣i=1i=1

f〔x，y〕=g1〔x〕+g2〔y〕为最小

88[例]假设现有两台设备，其位置坐标为〔5，10〕、〔20，30〕，设wi=1〔即权重为1〕。此问题的最优解为：5≦x≦20；10≦y≦30。最优解f(x,y)=35。f(x,y)=X-5+Y-10+20-X+30-Y=35

[例]某大学购置一台新设备，以便全校师生制作教学录像带。这台设备由校园内六个学院的教师使用。这六个学院的位置如下图。其坐标和各学院使用该设备的教师次数见下表。各学院间用草坪隔开，故通道都是交叉垂直的。问该录像带制作设备安置在何处，使所有教师的总行程最小。xy89yx解：累计加权值除以2，204/2=102x最优值求解方法：将x的坐标按递增的顺序排列，同时求出累计加权值在累计加权值中从小到大找出笫一个大于102的值103。与103相对应的x坐标即为最优解，x=6。90y值的求解法与x相同。由表可知，y=12。那么最优解为(6,12)，即新的设备应布置在坐标为(6,12)的地方，这样所有的教师的行走路程的总和最小。91重心法：CX--重心的x坐标；

Cy--重心的y坐标；

Dix--第i个地点的x坐标；

Diy--第i个地点的y坐标；

Vi--运到第i个地点或从第I个地点运出的货物量。

最后，选择求出的重心点坐标值对应的地点作为我们要布置设施的地点。@@

9293练习题1、一快餐店欲布置其生产和效劳设施。该快餐店共分6个局部，方案布置在2×3的区域内，各部门关系如图，试布置该快餐店。EAIUOEXOAOAIAOX部门1部门2部门3部门4部门5部门6942、某生产线生产三种零件。己知三种零件的工艺过程为:A:毛坯库 车床 铣床磨床B:毛坯库 铣床 磨床C:毛坯库铣床车床磨床该生产线的布置方案有两种:甲:毛坯库 车床 铣床磨床乙:毛坯库 铣床 磨床车床试比较甲乙两方案哪个较优？(假设各单位距离相等)953.5、流水生产的组织设计一、流水生产的开展过程现代流水生产起源于1914年—1920年的福特。美国的亨利—福特创立了流水线的生产方式，使生产效率大大提高，本钱下降。．第一条流水线使每辆T型汽车的组装时间由原来的12小时28分钟缩短至10秒钟，生产效率提高了4488倍。当时美国人均年收入5300美元，4个月就可购置一辆T行车。到1920年，汽车保有量达200万辆。主流产品为小轿车。

96世界各国汽车保有量07年汽车密度最高的国家就是美国，到达790辆/千人的水平，09年拥有汽车2.46亿辆，人口3.09亿。整个世界的平均水平为131辆千人。日本09年拥有汽车7500万辆，人口1.27亿，到达590辆/千人的水平。2004年，中国的民用汽车总保有量约为2700万辆(见2005年版《中国汽车工业年鉴》)，按全国13亿人口计算，那么汽车密度即千人拥有汽车约21辆(即21辆/千人)。但假设把农用车和摩托车等车辆也包括在内，那么中国2004年的机动车总保有量就到达1.07亿辆(此为公安部统计数)，每千人拥有机动车82辆(即82辆/千人)。公安部数据显示，至2023年8月底，我国机动保有量为180018512辆。其中，汽车〔含三轮汽车和低速载货汽车〕71856993辆，到达55辆/千人的水平，摩托车92387571辆。从统计情况看，全国机动车保有量到达1.8亿辆。

9798福特制的主要内容：1、在科学组织生产的前提下谋求高效率和低本钱。因而实施产品、零件的标准化、设备和工具的专用化以及工场的专业化。2、创造了流水线的生产方法，建立了传送带式的流水生产线。

内容和形式上发生了很多变化：产品的装配、零件的机械加工、锻压、铸造、热处理、电镀、焊接、油漆以及包装等。单一产品流水线----可变流水线----混合流水线----成组流水线----半自动化线----自动化线99二、流水生产的特征和形式流水生产是指劳动对象按照一定的工艺路线顺序的通过各个工作地，并按照统一的生产速度〔节拍〕完成工艺作业的连续的重复的生产过程。1、特征：工作地的专业化程度高，流水线上固定生产一种或相似的几种制品，每个工作地上固定完成一道或几道工序。具有明显的节奏性各工序的生产能力平衡或成比例工艺过程封闭、生产对象在工序间单向移动生产过程具有高度的连续性100

2、形式按生产对象的移动方式：固定流水线和移动流水线按生产对象的数目：单品种流水线和多品种流水线多品种流水线按产品的轮换方式：可变流水线和混合流水线按连续程度：连续流水线和间断流水线按节奏性程度：强制节拍流水线、自由节拍流水线和粗略节拍流水线按机械化程度：手工流水线、机械化流水线和自动线132101三、组织流水生产的必要条件

1、品种稳定单一，产量足够大，单位劳动量大。2、产品结构和工艺相对稳定。3、工艺过程工序的可重构性。4、厂房和生产面积适合安装流水线。流水线设计的内容

技术设计：工艺路线、设备、运输装置等的设计。组织设计：节拍确定、设备需要量和负荷的计算、工序同期化设计等。102四、单一品种流水线的设计1、确定流水线的节拍节拍是指流水线上连续出产两个相同制品之间的时间间隔。它决定了流水线的生产能力、生产速度和效率。确定节拍的依据是方案期的产量和有效工作时间。

R=T效/QR:节拍T效:方案期有效工作时间Q:方案期制品产量

节奏：如果R很小，且体积重量也很小，不适于按件传递，那么可以实行批传递。顺序出产相邻两批同样制品之间的时间间隔就称为节奏。Rg=R·n其中Rg:节奏n:批量

103[例]某制品流水线方案年销售量为20000件，另需生产备件1000件，废品率2%，两班制工作，每班8小时，时间有效利用系数95%，求流水线的节拍。[解]T效=254×8×2×60×95%=231648分钟Q=(20000+1000)/(1－2%)=21429件R=T效/Q=231648/21429=11(分/件〕1042、工序同期化工序同期化是指通过各种可能的技术、组织措施来调整各工作地的单件作业时间，使它们等于流水线的节拍或者与流水线节拍成倍比关系。通过工序同期化,提高设备负荷，提高劳动生产率和缩短产品生产周期。机械加工工序同期化的措施主要有以下几条：

提高关键工序生产速度。减少辅助操作时间；减少辅助作业时间提高工人的操作熟练水平和工作效率。手工装配工序同期化的措施主要有：分解与合并某些工序。合理调配工人。通过采用高效工具，改进装配工艺，减少装配工时。105[例]假设某流水线的节拍为8分钟，由13道小工序组成，单位产品的总装配时间为44分钟，各工序之间的装配顺序和每道工序的单件作业时间如图。112410911853137622582

3

2

7243123106[解]步骤一、计算流水线上的最少工作地数Nmin=[T/R]=[44/8]=[5.5]=6步骤二、组织工作地需满足的条件：〔1〕保证各工序之间的先后顺序。〔2〕每个工作地的作业时间不能大于节拍。〔3〕每个工作地的作业时间应尽量相等和接近节拍。〔4〕应使工作地的数目最少。分配和平衡方法：列举—消去法1071

112410911853137622582

3

2

72431232

3

4

56

5910

ХХХХХХ12Х按照分配后续作业最多的作业原那么作业2比作业9后续作业更多列举—消去法1081124109118531376225823272431231091103、计算设备数量和设备负荷系数设备数量

Si=ti/R

其中：Si—第i道工序所需设备数

ti—第i道工序单件时间定额设备负荷系数

Ki=Si/Sei

其中：Sei—第i道工序实际使用设备数

工序数为m的流水线的总设备负荷系数〔ka〕：设备负荷系数决定了流水线作业的连续程度，可以根据它来决定流水线是连续的还是间断的。当ka值小于0．75时，宜组织间断流水线。111[例]

某产品的装配工作分七个工序，各工序时间见下表，该产品装配流水节拍时间为5.2分钟。求各工序所需设备数、设备负荷系数及流水线的总设备负荷系数。

[解]：1121134、计算工人人数Pi=Sei·g·Wi其中：Sei--第i道工序实际设备台数Pi——第i道工序的工人人数g——每日工作班次Wi——第i道工序每一工作地同时工作人数〔人/台班〕配备人员时，还要考虑后备人员和每位工人看管的设备数。

P：整条流水线配备的总人数；b：流水线上后备人员百分比；fi：第i道工序每位工人看管的设备数1145、计算工作地时间损失系数εL，平滑系数SIm•R–ΣTeiεL=——————×100%Tei-i工序实际所用时间m•RSI=Σ(Temax–Tei)26、设计运输工具流水线上采取何种运输方式主要取决于加工对象的重量和外形尺寸、流水线的类型和实现节拍的方法。[传送带参数]分区单位长度或跨步：连续流水线的传送带上两相邻制品中心之间的距离〔L0〕。工作地长度：一般情况下，工作地长度Li=L0·(ti/R)ti—第i道工序单件时间定额传送带速度：V=L0/R传送带工作局部的总长度：L=∑Li+Lg(Lg是后备长度〕7、流水线的平面布置@@i=1mi=1m115五、多品种流水线的组织设计1、多品种可变流水线的组织设计多品种可变流水线的特征：①成批轮番生产多种产品，更换产品时，需调整，但调整不大。②每种产品在流水线所有工序上的设备负荷系数应大致相同。③整个方案期内成批轮番的生产多种制品，但在方案期的各段时间内只生产一种制品。步骤一、流水线节拍的计算可变流水线节拍应分别按每种制品计算。设某种可变流水线加工A、B、C三种零件，其方案年产量分别为NA、NB、NC；流水线上加工各零件的单件时间定额为TA、TB、TC。有两种方法计算节拍：116①代表零件法：在流水线所生产的制品中选择一种产量大、劳动量大、工艺过程复杂的制品为代表产品，将其它产品按劳动量换算为代表产品的产量，此后以代表产品来计算节拍。假设A为代表产品，那么：换算后的总产量为N=NA+NBEB+NCEC其中：EB=TB/TA，EC=TC/TA那么各零件的节拍为：RA=T效/N=T效/(NA+NBEB+NCEC)RB=RAEBRC=RAECT效—有效工作时间117[例]：某可变流水线上生产A、B、C三种产品，其方案月产量分别为2000、1875、1857件，每种产品在流水线上各工序单件作业时间之和分别为40、32、28min，流水线按两班制工作，每月有效工作时间为24000min，试确定，可变流水线上各种产品的生产节拍。[解]选择A为代表产品，那么：代表产品的产量：N=NA+NB·EB+NC·EC=2000+1875×32/40+1857×28/40=4800产品A的节拍rA=24000/4800=5﹝min/件﹞产品B的节拍rB=rA·EB=5×32/40=5×0.8=4﹝min/件﹞产品C的节拍rC=rA·EC=5×28/40=5×0.7=3.5﹝min/件﹞118②加工劳动量比重法按各种制品在流水线上总劳动量中所占的比重来分配有效工作时间，然后据以计算各制品的节拍。设A、B、C的加工劳动量在总劳动量中的比重分别为αA、αB、αC，那么：αA=NATA/(NATA+NBTB+NCTC)αB=NBTB/(NATA+NBTB+NCTC)αC=NCTC/(NATA+NBTB+NCTC)三种零件的节拍分别为：RA=αAT效/NARB=αBT效/NBRC=αCT效/NC[例]：某可变流水线上生产A、B、C三种产品，其方案月产量分别为2000、1875、1857件，每种产品在流水线上各工序单件作业时间之和分别为40、32、28min，流水线按两班制工作，每月有效工作时间为24000min，试确定，可变流水线上各种产品的生产节拍。解：？119

步骤二、计算设备需要量及要求分别按不同的制品计算各工序的设备需要量，公式和前面单一品种流水线一样。Si=Ti/R，算出SAi、SBi、SCi在﹝SAi，SBi，SCi﹞取最大值作为i工序的设备需要量。一般要求SA1=SB1=SC1；…SAm=SBm=SCm。这样才能使可变流水线上的设备和人员充分负荷，并有利于组织管理。否那么需要进行工序同期化处理。

其他按按单一品种流水线的处理步骤完成计算。1202、多品种混合流水线的组织设计多品种混合流水线的特点：①成组移动②组内顺序加工③零件转换不需设备调整步骤一、确定零件组的节拍Rg=T效/Ng其中：Ng——零件组数量步骤二、确定各工序设备数量Si=tgi/Rgtgi—第i道工序需要的时间步骤三、零件组的构成及组内排序〔生产比倒数法〕#找出产品组最大公约数#计算产品生产比=该产品的产量/所有产品产量最大公约数#计算生产比倒数121编制规那么为：①生产比倒数最小的产品先投；如有多个最小生产比倒数，那么安排最小生产比倒数晚出现的产品先投。采用这一规那么时，如出现连续投入同一品种时，应排除这个品种，再按此规那么排序。②对已选定的生产比倒数mｊ标上“*〞号，并更新mｊ值，即在所选定的产品的mｊ*上再加上该产品的mj。③重复以上过程，直至排得的连锁中各品种的数目分别等于它们的生产比时，那么说明投产顺序已确定，停止排序。122[例]设某混合流水线成组地生产A、B、C三种产品，方案产量分别为3000、2000、1000件。1、确定组数、生产比和构成找出三种产品产量的最大公约数，最大公约数即为零件组的组数。本例为1000。然后用组数去除各产品产量，得生产比。即：XA=3000/1000=3;XB=2000/1000=2;XC=1000/1000=1。这样即可确定一个零件组有6件产品，其中有3个A产品，2个B产品，1个C产品。2、计算生产比倒数MA=1/XA=1/3,MB=1/XB=1/2,MC=1/XC=13、确定组内产品顺序123124课堂练习[例]设某混合流水线成组地生产A、B、C、D四种产品，方案产量分别为2000、1000、500、1500件。试确定该混合流水线的排产顺序？125练习某产品的装配工作分七个工序，各工序时间见下表，该产品装配流水节拍时间为7分钟。求各工序所需设备数、设备负荷系数及流水线的总设备负荷系数？假设每人看管一台设备，流水线后备人员百分比为10%，计算该流水线所需工人总数？。1263.6、工作设计与工作测量案例

当美国人方案飞往国外时，很多人仍旧发现自己对恐怖主义非常担忧。美国政府已经试图对危险的恐怖分子所造成的威胁做出反响，然而，事实证明在老练的恐怖分子面前没有什么有效的防护措施。更糟糕的是，现有的措施也会因人为原因而失效，特别是机场人员在面对大量不耐烦的旅客和堆积如山的行李进行超负荷工作时，他们经常会不知所措。比方，现有的一个主要问题是X光屏幕监视员的工作设计方式。这个工作是重复性的，毫无疑问员工会变得厌烦、劳累，屏幕监视员注意力不集中。考虑到X光屏幕监视员注意力不集中所带来的灾难性的后果，航空公司应该考虑评价现有的工作设计的合理性。重新设计这份工作，使它变得更加有趣，而且使工作人员更加具有工作积极性，这可以拯救很多人的生命。

127糟糕的工作设计并不会总是导致危及身体甚至生命平安的后果；但是，在一个利润不断下降且全球竞争越来越剧烈的情况下，公司如果不能不断地对产品和工作过程进行改进，后果将不堪设想。工作设计和再设计可以使公司的资源〔人力、资本和技术资源〕得到充分利用，从而使公司保持竞争优势。

128一、工作设计工作：是指一个人承担的一组任务〔Tasks)或活动(Activities)的总称.1、工作设计和工作测量的根本概念1)工作设计：确定一项工作的具体任务和责任、工作环境以及对职工的鼓励。2)工作测量：又称时间研究，是各种时间测定技术的总称，用以制定各项工作或作业的时间标准，确定劳动定额，评价劳动生产率等。即，在一定的条件下，确定人们作业活动所需的时间，并制定出时间标准或定额的科学管理方法。1293)生产率及影响因素①生产率是指生产系统输出的产品或效劳与生产这些产品或提供这些效劳所消耗资源之比。生产率=系统输出的产品或效劳/使用的资源②影响因素：技术因素(生产技术、装备等)--“硬因素〞作业者行为因素(人的生产作业行为状态)--“软因素〞工作设计与工作测量

130生产率工作的物理环境作业者的工作绩效激励工作能力态度个性经验教育智力正式组织工作设计非正式组织领导工会职工心理需要经济条件技术机器物资工厂布置工作设计照明、温度等影响生产率的主要因素1312、工作设计的内容①明确生产任务的作业过程②通过分工确定工作内容③明确每个操作者的工作责任④以组织形式规定分工后的协调，保证任务的完成132最终目标结构由谁做Who

做什么What

何处做Where

何时做When为何做Why怎么做How工作设计决策1333、影响工作设计主要决策问题的因素员工工作组成局部的质量控制。适应多种工作技能要求的交叉培训。工作设计与组织的员工参与及团队工作方式。自动化程度。对所有员工提供有意义的工作和对工作出色员工奖励的组织承诺。远程通讯网络和计算机系统的使用,扩展了工作的内涵,提高了员工的工作能力。能否广泛使用临时工。如人力公司或劳动密集型的效劳公司。134二、工作设计与工作测量的理论根底—科学管理原理泰勒认为，管理技术就是“确切知道要别人干什么,并注意让他们用最好最经济的方法去干〞。泰勒最著名的思想是他提出的科学管理四原那么:▲对工人操作的每个动作进行科学研究，用以代替老的单凭经验的方法；▲科学地挑选工人，并进行培训和教育，使之成长；▲与工人亲密协作，以保证一切工作都按已开展起来的科学原那么去办；▲资方与工人们之间在工作和职责上几乎是均匀的，资方〔管理者〕把自己比工人更胜任的那局部工作承揽下来。

135注：吉尔布雷斯研究砌砖吉尔布雷斯[动作研究之父：弗兰克·吉尔布雷斯〔FrankBunkerGilbreth，1868-1924〕]先生经过仔细研究砌砖工在所有标准情况下砌砖的动作后，把砌每块砖的18个动作压缩为5个.136第一，砌砖工过去认为必要的某些动作，他给完全省略了。第二，他设置了些简易工具。第三，他教砌砖工在作简单动作时要双手同时并用。

137注：科学管理之父泰勒

泰勒(1856—1915)出生于美国费城一个律师家庭，中学毕业后考上哈佛大学法律系，但不幸因眼疾而被迫辍学。1875年，他进入一家小机械厂当学徒工，1878年转入费城米德瓦尔钢铁厂当机械工人，先后被提升为车间管理员、工长、技师和总工程师。在米德瓦尔钢铁厂的实践中，他发现工人缺少训练，没有正确的操作方法和适用的工具，这影响了劳动生产率的提高。为了改进管理，他在米德瓦尔钢铁厂进行各种试验。1381898年，泰勒进行了著名的“搬运生铁块试验〞和“铁锹试验〞。这一研究，改进了操作方法，训练了工人，其结果使生铁块的搬运量提高5倍。堆料场的劳动力,从400—600人减少为140人，平均每人每天的操作量从16吨提高到59吨，每个工人的日工资从1．5美元提高到1．88美元。这些试验集中于“动作〞、“工时〞的研究；工具、机器、材料和工作环境等标准化研究，并根据这些成果制定了每日比较科学的工作定额和为完成这些定额的标准化工具。139三、工作设计中的社会技术理论该理论认为组织任何〔生产〕系统都包括技术子系统和社会子系统。工作设计应把技术因素与人的行为、心理因素结合起来考虑。如果只强调其中一个，而忽略另一个，就会导致整个系统效率低下。在工作设计中，该理论同时强调技术因素与社会变化对工作设计的影响，强调促进人的个性开展，激发人的积极性和劳动效率。140

四、工作设计中的行为理论行为理论的主要内容之一是研究人的工作动机。人的工作动机有多种：经济需要、社会需要以及特殊的个人需要〔实现价值、被尊重〕等。

人的工作动机是人的精神因素，对人如何进行工作和工作结果有很大影响。当一个人的工作内容较狭窄或专业化程度较高时，往往无法控制工作速度，也难以从工作中感受到成功与满足。另外假设与他人勾通较少，迁升的时机也会几乎没有。所以，专业化程度高、重复性强的工作往往容易使人产生单调感，并导致对工作冷淡，影响工作结果。研究说明，有的企业出现员工更换工作频繁、缺勤率高、闹情绪，甚至制造生产障碍,工作单调乏味是其中一个重要原因。为解决上述问题以下三种方法可以考虑：〔一〕工作扩大化〔二〕工作职务轮换〔三〕工作丰富化141注**：吉尔布雷斯夫妇认为，要取得作业的高效率，以实现高工资与低劳动本钱相结合的目的，就必须做到：第一，要规定明确的高标准的作业量——对企业所有员工，不管职位上下，都必须规定其任务；这个任务必须是明确的、详细的、并非轻而易举就能完成的。他们主张，在一个组织完备的企业里，作业任务的难度应当到达非第一流工人不能完成的地步。第二，要有标准的作业条件——要对每个工人提供标准的作业条件(从操作方法到材料、工具、设备)，以保证他能够完成标准的作业量。第三，完成任务者付给高工资——如果工人完成了给他规定的标准作业量，就应付给他高工资。第四，完不成任务者要承担损失——如果工人不能完成给他规定的标准作业量，他迟早必须承担由此造成的损失。上述内容是指要科学地规定作业标准和作业条件，实行刺激性的工资制度。其中，作业标准和作业条件必须通过时间研究和动作研究才能确定下来，而这种刺激性的工资制度，也就是差异计件工资制142五、团队工作方式1、定义：团队工作方式(Teamwork)是指，与以往一个人只负责一项完整工作的一局部〔如一道工序、一项业务的某一程序等〕不同，由数人组成的一个小组，共同负责并完成这项工作。在小组内，每个成员的工作任务、工作方法以及产出速度等都可以自行决定。在有些情况下，小组成员的收入与小组的产出挂钩，这样一种方式就称为团队工作方式。其根本思想是全员参与，从而调动每个人的积极性和创造性，使工作效果尽可能好。2、团队工作方式的形式解决问题式团队。特定目标式团队。自我管理式团队：在这种团队中包括两个重要的新概念：员工授权、组织重构。143

六、工作测量

1、工时消耗结构

工时消耗定额时间非定额时间准备与结束时间单件工时作业时间布置工作地时间休息与生理需要时间根本时间辅助时间组织性技术性固定性可变性非生产工作时间作业者造成的停工损失时间组织上造成的停工损失时间停工时间组织原因员工本身原因机动手动机手并动144

2、劳动定额①定额及劳动定额定额是指在一定的生产技术、组织条件下，或一定的〔标准〕工作条件下，生产单位产品或完成一定量的工作所消耗的资源标准，或所规定的数量界限。企业的定额工作是企业管理的根底工作。劳动定额是指在一定的生产技术、组织条件下，或者是在一定的〔标准〕工作条件下，生产单位产品或完成一定量的工作所消耗的时间标准。企业的劳动定额按其适用性有多种形式：工时定额、产量定额、看管定额、效劳定额等。其中工时定额〔台时定额〕是应用较多的一种形式。

145②工时定额的概念及制定方法概念：又称劳动时间定额，标准工作时间。是指在一定〔标准〕的工作条件下，操作人员完成单位特定工作所需的时间。标准工作条件：合理安排的工作场所和工作环境；操作人员经过一定的培训；执行标准的工作方法；正常努力工作。意义：确定人员编制。方案管理和生产控制的依据。控制本钱的依据。是提高劳动生产率的手段。制定计件工资和奖金的依据。制定方法：估工法；统计分析法与概率估算法；工作测量法〔测时法〕；预定时间标准法；标准资料法；工作抽样法。

3、工作方法这里所说的工作方法主要是指生产与效劳过程的程序、操作与动作的科学合理性。工作方法研究与作业测定构成工作研究。146方法研究方法、程序物料、工具设备、工作环境条件程序分析操作分析动作分析运用工艺程序图，对整个生产或效劳程序或工序分析运用流程程序图，对物料或人的流程分析运用线图或线路图进行布置与经路分析人机操作分析联合作业分析双手操作分析动作要素分析动作经济原那么分析〔接下页〕工作研究构成图147确定标准工作法方法、程序、物料、工具、设备、工作环境条件作业测