生产流程设计

基本要求 描述生产过程规划和设计的主要内容； 描述生产过程的分类，解释各种生产类型的特点； 解释生产系统定位的含义； 描述生产技术选择的内容和实质； 解释自制或外购决策的含义； 解释装配流程图和生产过程流程图在生产过程规划设计中的作 用。 重点难点 各生产类型的特点； 生产组织形式的优缺点； 生产系统的目标体系； 生产系统定位。 决策内容 要解决定基本问题 生产系统设计 产品和服务 流程选择 能力需求 系统设施布置 工作设计 厂址选择 改进和提高产品质量及服务水平的途径 企业应采取的生产流程 中、长期生产能力需要量，最优地满足能力要求的方案。 部门、设备、生产流程及仓储的最佳配置 调动员工积极性的最佳方法，提高生产率的措施 工厂、仓库、分销中心或商店的选点布局 生产系统运行 总体生产规划 库存管理 物料需求计划 作业计划 项目管理 物料管理 质量控制 中长期生产任务，对生产能力的需求 订货批量的大小、订货时机，重点管理的物料 何时、何部门需要何种原材料、零件或产品 最优作业顺序及时间安排，负荷测定、生产设备 影响项目周期的关键因素，目标制定及管理，资源管理 原材料及外购件的采购、供应商管理、仓储、运输保管 建立质量保证体系，质量管理标准的建立与实施 输入 过程规划与设计 输出 1、产品信息 性能技术特点、产 品市场信息、竞争 环境等 2、 生产战略信息 重点优势 3、 生产系统信息 生产要素来源、生 产技术 1、生产系统定位 2、 纵向集成度 3、 生产技术选择 4、 生产流程 1、生产过程流程设计 2、 设备选定 3、 车间布置图 4、 人力需求预测 生产过程规划与设计系统 一、生产系统的类型 1、按标准化程度划分 1）标准化生产：指产品或服务高度一致。如：汽车、电视机、计算 机、报纸、汽车清洗、电视广播、航空服务等 。 2）定制型生产：指标准化程度很低，根据用户的订货要求组织生产 。 如：眼镜、定做的衣服、窗户玻璃、出租车驾 驶、 外科手术等。 这种划分方式还可按照用户的需求特性叫做： 1）存货式生产； 2）订货式生产； 订货式生产又可分为：按订单装配（ ATO） 按订单加工（ MTO） 按订单设计（ ETO） 16个前进档（全同步器）， 2个倒档，空气换 档助力系统 2、按产品的工艺特点划分： 1）流程式生产（连续型生产） 2）加工装配式生产（离散型生产） 3）凝固式生产 3、按产品的产量和稳定程度划分： 1）项目式生产 2）单件生产 3）成批生产 4）大量生产 5）连续式生产 选定所需钢线材料 粗抽 热处理 酸洗磷化 精抽 成型（打头、搓牙） 热处理 表面处理（电镀或磷化） 成品 大批量定制是目前公认的下一代生产模式，它比定制生产、大批量生产具 有更多的优势，如在保持生产成本的情况下能够更快地满足客户的个性化 要求，因此能够获得更高的利润和客户满意度。 定制 大批量生产 大批量定制 目标 通过顾客的特定需求获得成功 通过稳定和控制获得效果 通过灵活迅速的反应获得种类和控制 着眼点 以最确切的满足顾客要 求的方式来开发、生产、 销售和分发产品和服务 以几乎每个人都能支付 的价格开发、生产、销 售和分发商品和服务 开发、生产和分发可支 付的商品和服务，使几 乎每个人找到确切满足 自己需要的东西 主要特征 分散的求 不同的小市场 高成本、不稳定的质量， 定制的商品服务 长的产品开发周期 短的产品生命周期 稳定的需求 巨大、统一的市场 低成本、稳定的质量、 标准产品和服务 长的产品开发周期 长的产品生产周期 分散的求 不同的小市场 低成本、高质量、定制 的产品和服务 短的产品开发周期 短的产品生命周期 一、对象原则 二、工艺原则 三、模块式（成组生产单元） 工作区 1 工作区 2 工作区 3 工作区 4 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 原料或顾客 制成品 开始 结束 产品原则 。 按对象（产品或服务）的技术加工要求进行布置设计。也就是按 加工顺序进行布置。最典型的是流水线，适用于大量生产。 （ 1）产量高； （ 2）可采用专用设备，效率高，单位费用低； （ 3）劳动专门化，培训时间和费用少； （ 4）物料运输距离短，运输费用低； （ 5）工人和设备利用率高； （ 6）工艺路线和进度安排在设计时就确定了，运 转过程中无需再考虑； （ 7）会计、采购、库存控制都相当程序化； （ 8）运作管理简单（计划、质量、核算等）。 （ 1）分工过细，作业重复单调； （ 2）技术低的工人可能对维持设备或产出质量缺 乏兴趣； （ 3）对产品、工艺变化的适应性差； （ 4）个别设备故障或工人缺勤率高，对整个生产 系统影响极大； （ 5）预防性维修、迅速修理和备件库存都是必不 可少的； （ 6）与个人产量相联的激励计划不可行。 （ 1）有利于工人或车辆的往返运输； （ 2）有利于工人的交流和协同工作； （ 3）有利于多机看管； （ 4）入口、出口在同一地点，便于物料运输， 同时可由一人控制始、终两道工序的进度。 进 出 瑞典式布 置 把相同的工艺设备布置在一起。 如：机工车间：车床组、铣床组、磨床组等； 医院：外科、内科、神经科、儿科等； 大学：管理系、机械系、经济系、计算机系 等。 适用于：多品种成批生产、单件生产。 优点： （ 1）能满足多样的工艺要求，适应性强； （ 2）系统受个别设备出故障影响不大； （ 3）通用设备，便宜、维修费用低； （ 4）可采用个人激励制度。 缺点： （ 1）要经常进行工艺路线选择和进度安排； （ 2）工件运输路线长，运输效率低，量大，费用高； （ 3）设备利用率低； （ 4）在制品占用量大，生产周期长； （ 5）对每一产品或顾客需要特别注意，而产量低，导致单位产品费 用高； （ 6）会计、库存、采购等复杂； （ 7）运作管理复杂（计划、质量、核算）。 三、定位布置 加工对象不动，工人、物料、设备四处移动 。 适用于：大型建设项目、大型产品。 四、 混合布置 上述三种布置的混合应用。 成组技术 将零件按照设计特征和制造特征进行分类成 组，按照零件组（族）进行设计和制造。 零件的分类方法： （ 1）目视法； （ 2）设计与生产资料审查（编码法）； （ 3）生产流程分析法。 3） 生产 流程 分析 法。 成组技术在设计中的应 用 开始 分类码输入 搜索分类 玛域矩阵 典型零件？ 相似零件？ 新零件 重新设计 直接采用 修改设计 生 产 准 备 成组生产单元： 能够完成一组或几组相似零件的全部或大部分工艺过 程的一组设备。 工艺：车 -钻 -磨 (1) 车 -铣 -钻 -磨 (2) 铣 -钻 -磨 (3) 三组零件： 车 铣 钻 磨 1 2 1 2 2 3 1 2 3 3 1 2 3 成组生产单元 一、产品生命周期各阶段的生产组织特点 客户产品 产量很小 工艺原则 订货生产 批量很小 低标准化产品 产量小 工艺原则 订货生产 小批量 标准化产品 产量大 对象原则 存货生产 大批量 高标准化产品 产量很大 对象原则 存货生产 大量生产 引入 成长 成熟 衰退 销 售 量 产品生命周期的不同阶段有不同的生产类型，不同的 生产类型导致不同的生产流程和车间布置。 生产系统规划应该按那个阶段来设计呢？这是个风险 决策问题。 即使是按某一个阶段来设计，仍需要考虑其过渡问题 。 小步跟踪方案 大步跟踪方案 短期 长期 能力 需求 能力 =需求 能力 需求 能力 =需求 能力 需求 以上各种情况应采取什么决策？ 长期和短期的考虑 1、 两种典型方式： 策略 产品设计类型 生产组织类型 库存类型 生产流程类型 纯策略 纯策略 客户产品 标准产品 工艺原则 对象原则 订单生产 存货生产 单件小批生产 大量大批生产 2、产品 生产过程矩 阵 品种 -工艺矩阵 项目式生产 单件生产 成批生产 大量生产 连续式生产 产品品种数 多 少 生 产 的 连 续 性 高 低 大规模定制 ？ 3、 经济分 析 产量 金 额 销售收入线 固定成本 变动成本 利润 Q0 盈亏平衡点产量 总成本线 10万 25万 年产量 年 成 本 单件生产 模块生产 自动线 不同方案的成本分析 实质是决定生产技术的自动化程度。 固定型 自动化 可编程型： NC 、 CNC、 DNC 柔性型：制造单元、 FMS、 CIMS 机器人 AMT的硬件： 数控机床、机器人、自动化立体仓 库、机器视觉、 AGV运货小车等； AMT的软件 ： CAD/CAPP/CAM、 MRP、 MPS、 作业排序、 APS、 MRPII/ERP等； AMT的集成系统 ： MC、 FMS(柔性制造系统）、 CIMS。 AMT的脑件： 如何选择和使用 AMT。 项目式生产 单件生产 成批生产 大量生产 连续式生产 CIMS 产品品种数 多 少 生 产 的 连 续 性 高 低 JIT 3、生产类型与生产技术决策 生产类型的转换策略 描述产品全部零部件的装配过程的图表。它可以清楚 地反映产品的层次结构和装配顺序。 可为产品零部件的自制 /外购决策和流程分析提供依 据。 SA SA SA SA A-1 A-2 A-3 A-4 A-5 I-1 I-2 I-3 I-4 A-6 01底座 02垫板 03面板 04TR-4 05TR-5 06Cap-6 07显示器屏 08显示器底座 09芯片 10电路板 11按键 12键盘面板 13键盘底座 14开关 15插头 16电池 17包装盒 电源 键盘 显示器 面板 垫板安装 面板安装 显示器安装 键盘安装 电源安装 包装 电路检验 电路检验 显示器检验 功能检验 计算器装配流程图 对装配流程图上显示的各种零部件做出自制或外购的 决策。 涉及的概念： 专业化协作程度 纵向集成度 虚拟企业（动态联盟、敏捷制造 ） 自制或外购（外包）决策是影响企业竞争力和 生产率的重要决策之一。 成本 外购是否更便宜？ 资金 是否有足够的资金扩充生产能力？ 技术 有生产这种零件的技术能力吗？ 质量 供应商提供零件的质量能否保证？ 时间 供应商能及时保证供应吗？ 竞争 供应商是否能成为直接竞争对手？ 等等。 流程程序分析是对生产制造过程进行详细分析的一种 方法。 流程程序图可以详细的记录生产过程中的操作、检验 、搬运、等待、贮存等状况，以便于进行更细致的分 析。 目的是分析并选择合理的生产过程流程。 基本概念 业务流程：有组织的活动， 相互联系，为客户创造价值。 业务流程重组：是对企业的业务流程作根本性的思考和彻底重建 ，其目的是“在成本，质量，服务和速度等方面取得显著的改善 ，”使得企业能最大限度地适应以“顾客、竞争、变化、为特征 的现代企业经营环境。 以顾客为中心 企业的业务以“流程”为中心 流程改进后具有显效性 从 “ 自我为中心 ” 转向以 “ 客户为中心 ” ， 满足用户需求为 经营管理的决策准则，开发和满足客户需求为导向配置公司 资源。 从“部门最优”转向“整体最优”， 转变分工过细造成的条 块分割，以业务为主进行重组，放弃自我，着眼于流程全局 和核心业务最优，形成供应链的一体化管理。 从 “ 面向职能 ” 的管理转向 “ 面向流程 ” 的管理 ， 坚持组织服从流程 ， 流程适应 “ 3C”（ 顾客 、 竞争 、 变化 ） 。 将业务的审核与决策点定位于业务流程执行 的地方 ， 缩短信息沟通的渠道和时间 ， 从而提高对客 户和市场的反应速度 。 它要求企业间的各个部门真实 反映该流程所经过该部的实际数据 。 这就要求企业的 有关成员诚实地参与此项工作 ， 并从全公司的角度去 考虑问题 ， 而不是本部门的局部利益 。 从 “ 科层制 ” 转向扁平化的组织 ， 某些管理岗位 和部门的作用与权力融入计算机程序 。 其主要方 式体现在横向集成活动 ， 纵向压缩组织 ， 使组织 扁平化 ， 权力下放 ， 授权员工自行作出决定 ， 推 行并行工程 。 某些管理者的作用看上去会突然间 消失 ， 而变成一种固定的计算机程序 。 实际是部 分的管理活动在流程的设计时 ， 已溶入了计算机 件中 ， 使管理变得透明了 。 人 员 1 人 员 1 人 员 1 人 员 1 人 员 1 人 员 1 人 员 1 人 员 1 人 员 1 人 员 1 人 员 1 人 员 1 人 员 1 人 员 1 在业务流程重组由思想到现实的转变中， IT起了一种良好的催化剂的作用。