生产过程规划与设计培训课件

第四章 生产过程规划与设计教学要求 1了解生产技术选择、装配流程图、生产过程流了解生产技术选择、装配流程图、生产过程流程图内容和方法程图内容和方法 2 掌握生产过程类型、生产系统定位常用的方掌握生产过程类型、生产系统定位常用的方法、平衡点分析方法、自制或外购决策法、平衡点分析方法、自制或外购决策 重点：重点：生产组织类型种类及优缺点，生产组织类型种类及优缺点，生产过程类型种类及异同、平衡点分析方法生产过程类型种类及异同、平衡点分析方法第四章 生产过程规划与设计输入信息输入信息过程规划与设计过程规划与设计输出信息输出信息 性能技术特点产品市场信息、竞争环境 竞争重点 生产要素来源、生产技术第一节 生产过程的类型对生产过程规划和设计有影响的分类：对生产过程规划和设计有影响的分类：一、生产过程的组织类型一、生产过程的组织类型二、库存策略二、库存策略三、过程结构三、过程结构 一、生产过程的组织类型 按产品或生产工艺来划分生产单位。1、对象原那么对象专业化、产品导向型 生产过程分为：加工-装配型生产-生产线或装配线流程型生产连续生产2、工艺原那么工艺专业化、工艺导向型 间歇生产3、模块式生产 成组生产单元、重复型生产1 1、对象原那么、对象原那么 生产过程按产品的不同划分生产单位。生产过程按产品的不同划分生产单位。工艺过程是封闭的，能独立地生产产品。工艺过程是封闭的，能独立地生产产品。把加工对象的全部或大局部工艺把加工对象的全部或大局部工艺过程集中在过程集中在一个生产单位中，组成以产品或零件、部件、一个生产单位中，组成以产品或零件、部件、零零件组为对象的专业化生产单位。件组为对象的专业化生产单位。特点：三特点：三“不同一不同一“同同 。不同设备、。不同设备、不同工种的工人、不相同的工艺方法，不同工种的工人、不相同的工艺方法，加工对象相同。如：齿轮车间、标准件加工对象相同。如：齿轮车间、标准件车间、发动机车间。车间、发动机车间。优点：优点：1.缩短运输路线缩短运输路线2.提高连续性，缩短周期，减少在制品提高连续性，缩短周期，减少在制品3.专业化水平高专业化水平高4.有利于按期、按量、按质、成套的完成生产有利于按期、按量、按质、成套的完成生产5.便于生产管理便于生产管理缺点：缺点：要求专用的设备和工装，需较高的初始投资。要求专用的设备和工装，需较高的初始投资。对产品品种变化的适应能力较差。对产品品种变化的适应能力较差。2 2、工艺原那么、工艺原那么 生产过程按工艺来划分生产单位。生产过程按工艺来划分生产单位。特点：三特点：三“同一同一“不同不同 。如：铸造车。如：铸造车间、机加间、机加 工车间、喷漆车间。工车间、喷漆车间。同类设备、同工种的工人、相同的工艺方法，同类设备、同工种的工人、相同的工艺方法，只是加工对象不同只是加工对象不同图图3-2 工艺原那么示意图工艺原那么示意图优点：优点：产品生产具有柔性。产品生产具有柔性。采用通用的设备和工装，初始投资较小。采用通用的设备和工装，初始投资较小。缺点：缺点：运输路线长、运输工作量大、运输费用高。运输路线长、运输工作量大、运输费用高。生产周期长，在制品积压占用流动资金较多。生产周期长，在制品积压占用流动资金较多。生产率低生产率低管理工作复杂。管理工作复杂。3 3、模块式生产重复型、模块式生产重复型 将对象原那么和工艺原那么结合，而将对象原那么和工艺原那么结合，而形成的一种新的生产组织形式。形成的一种新的生产组织形式。它主要有两种形式：它主要有两种形式：1 1在对象专业化根底上，采用工艺专业在对象专业化根底上，采用工艺专业化原那么建立生产单位。如齿轮车间又分化原那么建立生产单位。如齿轮车间又分车工工段、磨工工段等。车工工段、磨工工段等。2 2在工艺专业化根底上，采用对象专业在工艺专业化根底上，采用对象专业化原那么建立生产单位。如装配车间又分化原那么建立生产单位。如装配车间又分变速箱工段和总装工段等。变速箱工段和总装工段等。模模块块式式生生产产是是按按成成组组技技术术原原理理，将将不不同同的的产产品品中中特特征征相相似似的的零零件件集集合合成成组组，建建立立以以零零件件组组为为对对象象对象专业化单位，即成组生产单元。对象专业化单位，即成组生产单元。优点：优点：批量变更引起的调整费用减少，降低在制品数批量变更引起的调整费用减少，降低在制品数量，提高劳动生产率。量，提高劳动生产率。缺点：缺点：生产模块内会有重复设备。生产模块外的零件生产模块内会有重复设备。生产模块外的零件加工效率不高。加工效率不高。二、二、成品库存类型成品库存类型 实质是按生产任务的来源分类。实质是按生产任务的来源分类。1 1、存货生产、存货生产 按预测组织生产，适用于批量较大的消费品生产。按预测组织生产，适用于批量较大的消费品生产。2 2、订货生产、订货生产 按订单组织生产，适用于规格品种多，个性要求按订单组织生产，适用于规格品种多，个性要求较多的工业产品。较多的工业产品。销售销售部门部门库存库存管理管理需求量需求量生产计划部门生产计划部门核实库存核实库存充足充足缺货缺货客户客户库房库房存货生产存货生产三、生产过程结构类型三、生产过程结构类型 按企业生产过程的设备专业化程度以及物流按企业生产过程的设备专业化程度以及物流的标准化程度和产品重复程度划分为：的标准化程度和产品重复程度划分为：1 1、连续生产、连续生产2 2、大量生产、大量生产3 3、成批生产、成批生产 1 1大批生产大批生产 2 2中批生产中批生产3 3小批生小批生产产4 4、单件生产、单件生产5 5、大量客户化生产、大量客户化生产6 6、工程生产、工程生产第二节 产品设计和生产类型关系 产品设计客户产品标准产品生产类型单件小批生产大批大量生产时间销售额引入期引入期成长期成长期成熟期成熟期衰退期衰退期产品寿命周期曲线产品寿命周期曲线第二节 产品设计和生产类型关系生产过程生命周期：生产过程生命周期：从生产结构开展阶段来看，开始总是单件生从生产结构开展阶段来看，开始总是单件生产，然后是小批量、大批量生产，最后是大产，然后是小批量、大批量生产，最后是大量生产量生产,这也是生命周期中的不同阶段。这也是生命周期中的不同阶段。影响生产类型选择的重要因素：影响生产类型选择的重要因素：1、产量和品种、产量和品种2、多产品、多产品3、生命周期阶段的过渡、生命周期阶段的过渡4、预测需求量与实际生产量之间的关系、预测需求量与实际生产量之间的关系n说明生产系统柔性的重要性。说明生产系统柔性的重要性。n能力弹性能力弹性是指生产系统具有应付偏离设计要求是指生产系统具有应付偏离设计要求的能力。的能力。第三节 生产系统定位生产系统定位：生产系统定位：是指产品设计类型、生产过程类型和库存是指产品设计类型、生产过程类型和库存类型的组合选择。类型的组合选择。产品设计和生产过程类型组合策略产品设计和生产过程类型组合策略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1客户产品工艺原则订单生产单件小批生产纯策略2标准产品对象原则存货生产大量大批生产一、产品一、产品生产过程生产过程(工艺矩阵工艺矩阵构成：构成：横坐标：产品生命周期阶段横坐标：产品生命周期阶段(A(A、B B、C C、D D四级四级)纵坐标：生产过程生命周期纵坐标：生产过程生命周期1 1、2 2、3 3、4 4四级四级绩效指标：本钱和柔性两项绩效指标：本钱和柔性两项生产柔性：快速响应用户需求的能力，并适应产品生产柔性：快速响应用户需求的能力，并适应产品和生产过程生命周期阶段变化。和生产过程生命周期阶段变化。产品柔性：生产系统从生产某种产品快速转变到生产品柔性：生产系统从生产某种产品快速转变到生产另一种产品或品种的能力。产另一种产品或品种的能力。产量柔性：快速增加或减少生产数量的能力。产量柔性：快速增加或减少生产数量的能力。低标准化低标准化低标准化低标准化品种单一品种单一品种单一品种单一 n矩阵图的作用：矩阵图的作用：n1 1、可从理论上分析某类行业和企业的、可从理论上分析某类行业和企业的“理论定位理论定位n2 2、规划产品生命周期内生产系统定位的变化轨迹。、规划产品生命周期内生产系统定位的变化轨迹。n3 3、可用来分析和发现新的、可用来分析和发现新的“理论定位点。理论定位点。n生产系统定位还应考虑：生产系统定位还应考虑：n公司的竞争优势和弱点公司的竞争优势和弱点n行业性质行业性质二、经济分析二、经济分析 经济分析主要考虑因素是投资和本钱。经济分析主要考虑因素是投资和本钱。资金来源和数量是选择生产过程类型的首要资金来源和数量是选择生产过程类型的首要 因素。因素。年生产本钱固定本钱可变成年生产本钱固定本钱可变成=F+QV25万件年成本5011122510万件年产量单件生产模块生产自动线年销售收入模块生产自动线年产量年销售收入，成本E1E2P运作杠杆运作杠杆运作杠杆 运作杠杆作用小，那么角度小，利润增长缓慢，运作杠杆作用小，那么角度小，利润增长缓慢，反之运作杠杆度大，夹角大，反之运作杠杆度大，夹角大，利润或亏损变化利润或亏损变化迅速。迅速。三、平衡点分析三、平衡点分析 主要考虑本钱和产量两个因素，用来分析比主要考虑本钱和产量两个因素，用来分析比较不同生产类型方案。较不同生产类型方案。例：设有自动装配线例：设有自动装配线,模块式生产和单件生产三模块式生产和单件生产三个方案个方案,其本钱如下表其本钱如下表.类型固定成本（F）单位可变成本（V）A (自动线）1100002C（模块式）800004J（单件生产）750005年成本（千元）7580110500015000年产量单件生产J模块生产C自动线A平衡点分析10000解：年总本钱计算公式解：年总本钱计算公式 C=F+VQ C=F+VQ当当Q=10000Q=10000件时，件时，CA=130000 CA=130000 元元 CC=120000 CC=120000元元 CJ=125000 CJ=125000 元元 选方案选方案C C 在模块式生产和单件生产的交点平衡点，在模块式生产和单件生产的交点平衡点，CC=CJ CC=CJ 即即 80000+4Q=75000+5Q 80000+4Q=75000+5Q Q=5000 Q=5000 件件 选方案选方案J J 同理：模块式生产和自动线的平衡点同理：模块式生产和自动线的平衡点 CC=CA Q=15000 CC=CA Q=15000 件件 选方案选方案A A盈亏平衡分析盈亏平衡分析n盈亏平衡分析是通过盈亏平衡点盈亏平衡分析是通过盈亏平衡点BEP分析工分析工程本钱与收益的平衡关系的一种方法。程本钱与收益的平衡关系的一种方法。n各种不确定因素如投资、本钱、销售量、产品各种不确定因素如投资、本钱、销售量、产品价格、工程寿命期等的变化会影响投资方案的价格、工程寿命期等的变化会影响投资方案的经济效果，当这些因素的变化到达某一临界值时，经济效果，当这些因素的变化到达某一临界值时，就会影响方案的取舍。盈亏平衡分析的目的就是就会影响方案的取舍。盈亏平衡分析的目的就是找出这种临界值，即盈亏平衡点找出这种临界值，即盈亏平衡点(BEP)，判断投资，判断投资方案对不确定因素变化的承受能力，为决策提供方案对不确定因素变化的承受能力，为决策提供依据。依据。n因为盈亏平衡分析是分析产量因为盈亏平衡分析是分析产量(销量销量)、本钱与利、本钱与利润的关系，所以称量本利分析。润的关系，所以称量本利分析。例：某企业生产某产品，每年固定本钱为例：某企业生产某产品，每年固定本钱为10万元，单万元，单位可变本钱位可变本钱40元，售价为元，售价为60元元/件，试求：件，试求：(1)盈亏平衡点的产量。盈亏平衡点的产量。2假设企业希望取得假设企业希望取得6万元利润求其应到达的产量。万元利润求其应到达的产量。3假设产品预测需求量仅为假设产品预测需求量仅为6000件，求该产量下件，求该产量下的利润。的利润。4假设产品假设产品 需求量只到达需求量只到达6000件，而企业利润指件，而企业利润指标为标为6万元，销售价格不变，那么应将单件可变本钱万元，销售价格不变，那么应将单件可变本钱降为多少？降为多少？解：解：1 1设盈亏平衡点的产量为设盈亏平衡点的产量为Q*,Q*,那么那么 2 2E=60000E=60000元元 3Q=6000，那么 E=(P-V)Q-F=206000-10000=20000 4Q=6000，E=60000元，那么第四节 生产技术选择n产品设计及生产过程类型选定以后，产品设计及生产过程类型选定以后，生产技术选择便是后续的重要决策。生产技术选择便是后续的重要决策。n自动化意味着将先进的信息技术和生自动化意味着将先进的信息技术和生产技术及生产过程集成与一体，成为产技术及生产过程集成与一体，成为综合提高产品质量、扩大生产能力、综合提高产品质量、扩大生产能力、提高生产柔性和降低本钱的主要手段提高生产柔性和降低本钱的主要手段和途径。和途径。n生产技术选择实质上是自动化程度的生产技术选择实质上是自动化程度的选择。选择。第四节 生产技术选择l单机自动化 1、机器自动化附件 2、数控机床 3、机器人 4、自动质量控制和检验系统 5、自动识别系统 6、自动过程控制系统|自动化系统|加工自动线刚性自动化|装配自动线|柔性制造系统FMS|自动存贮和检索系统|计算机辅助设计CAD)|计算机辅助制造CAM|计算机集成制造系统(CIMS)第五节 装配流程图n生产过程流程设计属于运作决策问题生产过程流程设计属于运作决策问题n生产过程流程规划要确定产品制造程序和路线生产过程流程规划要确定产品制造程序和路线以及操作顺序。以及操作顺序。n作用是生产管理部门人员可据以组织生产，作用是生产管理部门人员可据以组织生产，n 采购、供给部门和仓库管理人员据采购、供给部门和仓库管理人员据以以n 确定采购任务。确定采购任务。n通常用流程图来表示装配过程。通常用流程图来表示装配过程。n 装配流程图：表示产品装配过程中零件的走向，装配流程图：表示产品装配过程中零件的走向，产品的层次结构和装配顺序。产品的层次结构和装配顺序。两种符号：两种符号：表示工序表示工序 表示检验表示检验 编号：编号：SA-X 组装代码组装代码 A-X 总装代码总装代码 I-X 检验代码检验代码 A-101 底座A-2A-3A-4A-502 垫板垫板安装03 面板04 TR-405 TR-506 Cap-6SA-1面板安装I-107 显示嚣屏08 显示器底板09 芯片10 电路板SA-2I-2电路检验显示器安装显示器检验SA-3键盘安装面板显示器键盘第六节 自制或外购决策n纵向集成纵向集成n 从零件的原材料供给开始到产品发送至用户为从零件的原材料供给开始到产品发送至用户为止构成生产和配送链。在此产品生产和配送链中，止构成生产和配送链。在此产品生产和配送链中，企业享有自主权的所有环节构成产品的纵向集成。企业享有自主权的所有环节构成产品的纵向集成。n纵向集成度纵向集成度n 企业凭自己的生产能力承担的生产环节在生产企业凭自己的生产能力承担的生产环节在生产和配送链中所占比重。和配送链中所占比重。自制或外购决策影响因素：自制或外购决策影响因素：1、本钱、本钱2、资金、资金3、技术能力、技术能力4、外购零件产品质量、外购零件产品质量5、供给商是否会成为竞争对手、供给商是否会成为竞争对手 例3-1：总本钱=固定本钱+产量可变本钱方案A CA=100000+1000075=85万元方案B CB=300000+1000070=100万元方案C CC=1000080=80万元方案自制A自制B外购C年产（件）年产（件）100001000010000不变成本（元不变成本（元/年）年）100000300000可变成本（元可变成本（元/件）件）757080第七节 生产过程流程图流程图的改进分析技术是“ECRS四大原那么，实现四大原那么可通过“5W1H提问技术来实现。5W1H现有方法现有方法提问提问分析分析改进改进目的做什么（What）是否必要有无其他更合适的对象E or C原因为何做（Why）为何要这样做是否不需要做时间何时做（When）为何要此时做有无其他更合适的时间R地点何处做（Where）为何要此处做有无其他更合适的地点人员何人做（Who）为何要此人做有无其他更合适的人方法如何做（How）为何要这样做有无其他更合适的方法与工具S作业作业 一、名词解释一、名词解释3.纵向集成度纵向集成度二、简答题二、简答题1、生产过程规划和设计的主要内容有哪几项、生产过程规划和设计的主要内容有哪几项？其主要输入、输出是什么？其主要输入、输出是什么？2、试比较对象原那么和工艺原那么的优缺点。、试比较对象原那么和工艺原那么的优缺点。3、产品生命周期和生产过程生命周期两者各、产品生命周期和生产过程生命周期两者各阶段之间有什么关联？阶段之间有什么关联？三、计算题三、计算题1.有一毛衣编织厂有三种生产方案：手工编织、手有一毛衣编织厂有三种生产方案：手工编织、手摇编织机和电动编织机，各方案本钱资料如下表，摇编织机和电动编织机，各方案本钱资料如下表，试确定在何种产量下用何方案有利。试确定在何种产量下用何方案有利。2、某锅炉厂生产一种名叫封板的零件，每台锅炉下、某锅炉厂生产一种名叫封板的零件，每台锅炉下要用要用10块封板。现有两种加工方案可供选择，不块封板。现有两种加工方案可供选择，不同方案的本钱资料如下表。目前该厂年产锅炉同方案的本钱资料如下表。目前该厂年产锅炉50台，问何种方案最经济？台，问何种方案最经济？方方 案案固定固定费用用单位可位可变成本（元）成本（元）1、手工、手工编织2、手、手摇编织机机3、电动编织机机0300014000502010方案方案单位可位可变成本（元）成本（元）模具制造模具制造费用（元）用（元）专用模具用模具通用模具通用模具1124400n练习练习n一、单项选择题一、单项选择题n1、以下产品生产的类型属于大量生产的是、以下产品生产的类型属于大量生产的是 。n A、汽车、汽车 B、重型机床、重型机床 C、工业锅炉、工业锅炉 D、设备修理、设备修理n2、产品生产过程、产品生产过程(工艺工艺)矩阵，主要考虑矩阵，主要考虑 等指标。等指标。n A、投资和本钱、投资和本钱 B、本钱和产量、本钱和产量 C、本钱和柔性、本钱和柔性 D、投资和产量、投资和产量n3、产品寿命周期中，销售量迅速增长的阶段是、产品寿命周期中，销售量迅速增长的阶段是 。n A、投入期、投入期 B、成长期、成长期 C、成熟期、成熟期 D、衰退期、衰退期n4、以下产品生产的类型属于成批生产的是、以下产品生产的类型属于成批生产的是 。n A、汽车、汽车 B、机床设备、机床设备 C、造船、造船 D、炼糖、炼糖n5、工艺原那么适用于的生产类型是、工艺原那么适用于的生产类型是 n A、连续生产、连续生产 B、大量生产、大量生产 C、大批生产、大批生产 D、小批生产、小批生产 n6、对象专业化适用于的生产类型是、对象专业化适用于的生产类型是 。n A、连续生产、连续生产 B、工程生产、工程生产 C、小批生产、小批生产 D、单件生产、单件生产7、产品寿命周期中，竞争最剧烈的阶段是、产品寿命周期中，竞争最剧烈的阶段是 。A、投入期、投入期 B、成长期、成长期 C、成熟期、成熟期 D、衰退期、衰退期8、产品寿命周期中，销售量小且增长缓慢的阶段是、产品寿命周期中，销售量小且增长缓慢的阶段是 。A、投入期、投入期 B、成长期、成长期 C、成熟期、成熟期 D、衰退期、衰退期9、成批生产的特点中不包括、成批生产的特点中不包括 。A、产品品种多、产品品种多 B、对交货期有严格要求、对交货期有严格要求 C、产量不大、产量不大 D、工序按节拍完成、工序按节拍完成10、流水生产的特点中不包括、流水生产的特点中不包括 。A、产品品种多、产品品种多 B、封闭的工艺过程、封闭的工艺过程 C、生产对象在工序间单向移动、生产对象在工序间单向移动 D、工序按、工序按 节拍完成节拍完成11.机床设备生产企业可定位在产品机床设备生产企业可定位在产品-生产过程矩阵的生产过程矩阵的 坐标位置上。坐标位置上。A、(A,1)B、B,2 C、C,3 D、D,412.大量客户化生产企业可定位在产品大量客户化生产企业可定位在产品-生产过程矩阵的生产过程矩阵的 坐标位置上。坐标位置上。A、(B,1)B、A,2 C、A,3 D、C,413.快餐店可定位在产品快餐店可定位在产品-生产过程矩阵的生产过程矩阵的 坐标位置坐标位置上。上。A、(A,1)B、B,2 C、C,3 D、D,414.炼钢生产企业可定位在产品炼钢生产企业可定位在产品-生产过程矩阵的生产过程矩阵的 坐坐标位置上。标位置上。A、(A,1)B、B,2 C、C,3 D、D,4二、判断题二、判断题生产技术的选择实质上是自动化程度的选择。生产技术的选择实质上是自动化程度的选择。自制或外购决策属于长期方案决策的内容。自制或外购决策属于长期方案决策的内容。单一品种大批量生产是适应市场需求的必然趋势。单一品种大批量生产是适应市场需求的必然趋势。模块式生产将相似零件集中为零件族，使得加工批量模块式生产将相似零件集中为零件族，使得加工批量增大。增大。铸造车间是按对象专业化原那么进行组织的。铸造车间是按对象专业化原那么进行组织的。产品产品生产过程矩阵的主要绩效指标是产品数量和本生产过程矩阵的主要绩效指标是产品数量和本钱。钱。流水生产的产品一般处在产品生命周期中成长期阶段。流水生产的产品一般处在产品生命周期中成长期阶段。对象专业化具有产品运输路线长、生产周期长的特点。对象专业化具有产品运输路线长、生产周期长的特点。9.现代企业的开展趋势强调生产柔性，满足客户个性化需现代企业的开展趋势强调生产柔性，满足客户个性化需求和竞争优势，促使企业扩大外购，纵向集成度降低。求和竞争优势，促使企业扩大外购，纵向集成度降低。10.平衡点分析方法常用来分析和比较不同的生产过程方案。平衡点分析方法常用来分析和比较不同的生产过程方案。11.在销售预测的不确定因素较多的条件下，杠杆度大的生在销售预测的不确定因素较多的条件下，杠杆度大的生产过程类型亏损的风险可能性越小。产过程类型亏损的风险可能性越小。12.小企业和初创企业，资金和生产能力短缺，一般选用的小企业和初创企业，资金和生产能力短缺，一般选用的纵向集成度较高。纵向集成度较高。13.一般来说，生产过程设备专业化程度高，标准化和重复一般来说，生产过程设备专业化程度高，标准化和重复程度也就高。程度也就高。14.随着生产技术的进步，生产系统采用自动化技术是大势随着生产技术的进步，生产系统采用自动化技术是大势所趋。因此企业选择自动化的程度越高越好。所趋。因此企业选择自动化的程度越高越好。第四章结束第五章n合理组织中小批量生产的系统方法。由苏联米特洛万诺夫合理组织中小批量生产的系统方法。由苏联米特洛万诺夫创造，后来介绍到欧美，受到普遍重视。创造，后来介绍到欧美，受到普遍重视。n成组技术的根本原那么是根据零件的结构形状特点、工艺成组技术的根本原那么是根据零件的结构形状特点、工艺过程和加工方法的相似性，打破多品种界限，对所有产品过程和加工方法的相似性，打破多品种界限，对所有产品零件进行系统的分组，将类似的零件合并、聚集成一组，零件进行系统的分组，将类似的零件合并、聚集成一组，再针对不同零件的特点组织相应的机床形成不同的加工单再针对不同零件的特点组织相应的机床形成不同的加工单元，对其进行加工，经过这样的重新组合可以使不同零件元，对其进行加工，经过这样的重新组合可以使不同零件在同一机床上用同一个夹具和同一组刀具，稍加调整就能在同一机床上用同一个夹具和同一组刀具，稍加调整就能加工，从而变小批量生产为大批量生产，提高生产效率。加工，从而变小批量生产为大批量生产，提高生产效率。