制造业的系统设计课件

第三章第三章制造业的系统设计制造业的系统设计本章结构本章结构生产过程组织生产过程组织1制造业的物质系统设计制造业的物质系统设计2制造业的信息系统设计制造业的信息系统设计352细节决定成败，过程决定结果。细节决定成败，过程决定结果。日常谚语日常谚语过程做得好，结果自然好。过程做得好，结果自然好。可口可乐公司的名言可口可乐公司的名言第一节第一节生产过程组织生产过程组织3一、生产过程组织的概念一、生产过程组织的概念生产过程组织，是以最理想的方式将各种生产要生产过程组织，是以最理想的方式将各种生产要素结合起来，对生产的各个阶段、环节、工序进素结合起来，对生产的各个阶段、环节、工序进行合理的安排，使其在空间上、时间上形成一个行合理的安排，使其在空间上、时间上形成一个协调的系统。协调的系统。目的是在运行距离最短、花费时间最省、耗费成目的是在运行距离最短、花费时间最省、耗费成本最小的情况下，生产出符合合同规定或市场需本最小的情况下，生产出符合合同规定或市场需求的品种、质量、数量、成本交货期的产品。求的品种、质量、数量、成本交货期的产品。4生产过程增值增值供应商供应商顾客顾客5二、产品生产过程二、产品生产过程（一）生产过程的概念生产过程的概念P36生产过程是动态的生产过程是动态的以劳动过程为主以劳动过程为主劳动过程劳动过程自然过程自然过程工艺过程工艺过程 检验过程检验过程 运输过程运输过程 冷却、干燥、发酵冷却、干燥、发酵 6（二）生产过程的形式（二）生产过程的形式加工装配式生产过程加工装配式生产过程流程式生产过程流程式生产过程原材料由工厂的一端投入生产，顺序经过连续的加工，最后成为产成品。原材料由工厂的一端投入生产，顺序经过连续的加工，最后成为产成品。如：如：化工（塑料、药品、肥皂、肥料等）、炼油、冶金、食品、造纸等化工（塑料、药品、肥皂、肥料等）、炼油、冶金、食品、造纸等原材料先加工成零件再装配成部件，最后将部件总装配成产成品。原材料先加工成零件再装配成部件，最后将部件总装配成产成品。如：机床、汽车、家具、电子设备、服装等产品。如：机床、汽车、家具、电子设备、服装等产品。7三、生产过程的组成三、生产过程的组成生产服务过程生产服务过程为保证企业基本和为保证企业基本和辅助生产所做的如辅助生产所做的如物料的保管和供应、物料的保管和供应、物料运输、理化试物料运输、理化试验、计量工作等服验、计量工作等服务性工作。务性工作。生产生产过程过程基本生产过程基本生产过程直接对劳动对象进行加工直接对劳动对象进行加工而制成产品的过程，即产而制成产品的过程，即产品的加工过程。品的加工过程。产品在正式投产以前，在生产技术产品在正式投产以前，在生产技术方面如市场调研、产品设计、工艺方面如市场调研、产品设计、工艺设计、工时定额设计、工装设计、设计、工时定额设计、工装设计、新产品试制和鉴定等工作。新产品试制和鉴定等工作。生产技术准备过程生产技术准备过程辅助生产过程辅助生产过程为保证基本生产过程为保证基本生产过程正常进行所做的如设正常进行所做的如设备维修、劳动力调配、备维修、劳动力调配、工装制造等各种辅助工装制造等各种辅助性生产活动。性生产活动。按各个阶段按各个阶段对产品生产所起的不同对产品生产所起的不同作用作用和和所需要的劳动的性质的不同所需要的劳动的性质的不同8补充：补充：补充：补充：基本生产过程的结构：工序工种工艺阶段基本生产过程的结构：工序工种工艺阶段工序：工序：是指一个或几个工人，在一个工作地上对一个是指一个或几个工人，在一个工作地上对一个或几个劳动对象连续进行加工的那一部分生产活动。或几个劳动对象连续进行加工的那一部分生产活动。工艺工序工艺工序：是使劳动对象发生物理或化学变化的工序。是使劳动对象发生物理或化学变化的工序。检验工序：检验工序：是对原材料、半成品和成品的质量进行检验的工序。是对原材料、半成品和成品的质量进行检验的工序。运输工序：运输工序：是在工艺工序之间、工艺工序与检验工序之间运送劳是在工艺工序之间、工艺工序与检验工序之间运送劳动对象的工序。动对象的工序。工种：工种：工种是根据劳动管理的需要，按照生产劳动的性质、工工种是根据劳动管理的需要，按照生产劳动的性质、工艺技术的特征、或者服务活动的特点而划分的工作种类。艺技术的特征、或者服务活动的特点而划分的工作种类。工艺阶段：工艺阶段：是按照使用劳动手段的不同和加工性质不同划分的是按照使用劳动手段的不同和加工性质不同划分的局部生产过程。局部生产过程。9四、组织生产过程的要求四、组织生产过程的要求10连续性连续性连续性指时间上的连续性和空间上的连续性：连续性指时间上的连续性和空间上的连续性：时间上的连续性是指生产对象在加工过程各工序的安时间上的连续性是指生产对象在加工过程各工序的安排上紧密衔接，始终处于连续状态，消除生产中断和排上紧密衔接，始终处于连续状态，消除生产中断和不应有的停顿、等待现象。不应有的停顿、等待现象。空间上的连续性是要求生产过程的各个环节在空间布空间上的连续性是要求生产过程的各个环节在空间布置上合理紧凑，使加工对象所经历的生产流程路线短，置上合理紧凑，使加工对象所经历的生产流程路线短，没有迂回往返的现象。没有迂回往返的现象。好处：节省基本投资，减少运输费用和在制品管理费用，好处：节省基本投资，减少运输费用和在制品管理费用，降低产品成本，并可加速流动资金周转，提高资金和设备降低产品成本，并可加速流动资金周转，提高资金和设备利用率。利用率。11比例性（协调性）比例性（协调性）生产过程各环节的生产能力要保持适当的比例，使其与生产过程各环节的生产能力要保持适当的比例，使其与所承担的生产任务所需求的能力相匹配。所承担的生产任务所需求的能力相匹配。如果生产过程的比例性不符合要求，那么企业的生产能如果生产过程的比例性不符合要求，那么企业的生产能力可能达到的水平，将取决于生产过程中生产能力最低的力可能达到的水平，将取决于生产过程中生产能力最低的那个环节，通常称之为那个环节，通常称之为瓶颈环节瓶颈环节，其它环节的生产能力则，其它环节的生产能力则有剩余而得不到充分利用。有剩余而得不到充分利用。保持生产过程的比例性应该是动态的。保持生产过程的比例性应该是动态的。12均衡性（节奏性）均衡性（节奏性）所谓所谓“均衡均衡”是要求在相等的时间间隔内完成大体相等的是要求在相等的时间间隔内完成大体相等的生产工作量。生产工作量。企业的生产任务从投料到最后完工能够按照企业的生产任务从投料到最后完工能够按照预定计划均衡地完成。预定计划均衡地完成。实现均衡生产是生产管理的一项基本要求。只有实现均衡实现均衡生产是生产管理的一项基本要求。只有实现均衡生产，建立起正常的生产秩序，生产能力才能得到充分利生产，建立起正常的生产秩序，生产能力才能得到充分利用，才能保证有稳定的产品质量。用，才能保证有稳定的产品质量。13柔性（适应性）柔性（适应性）当企业产品进行更新换代或品种组成发生变化时，能够企业产品进行更新换代或品种组成发生变化时，能够由生产一种产品迅速转到生产另一种产品的应变能力。由生产一种产品迅速转到生产另一种产品的应变能力。社会对产品的需求是多变的和不均衡的，而企业拥有的人社会对产品的需求是多变的和不均衡的，而企业拥有的人员和设备是相对稳定的。所以企业要在满足多变的、不均员和设备是相对稳定的。所以企业要在满足多变的、不均衡的社会需求的条件下，保持生产过程的比例性和均衡性，衡的社会需求的条件下，保持生产过程的比例性和均衡性，就必须有一个柔性很强的生产系统。就必须有一个柔性很强的生产系统。所谓所谓“柔性柔性”是指用同一组设备和工人，在生产组织形式是指用同一组设备和工人，在生产组织形式不变的条件下，它具有适应加工不同产品的生产能力，并不变的条件下，它具有适应加工不同产品的生产能力，并且能保持高生产率和良好的经济效益且能保持高生产率和良好的经济效益。14 通用公司多种车型公用平台，即不同品牌的车使用同样的底通用公司多种车型公用平台，即不同品牌的车使用同样的底盘、发动机或变速箱盘、发动机或变速箱通用汽车：更加灵活的类似策略通用汽车：更加灵活的类似策略德国大众的德国大众的“B平台平台”应用的车型应用的车型 斯柯达斯柯达 高尔夫高尔夫 甲壳虫甲壳虫 奥迪奥迪产品零部件的结构构成产品零部件的结构构成 通用件易替代，容易找到供应商通用件易替代，容易找到供应商15第二节第二节制造业的物质系统设计制造业的物质系统设计一、物质系统设计概述一、物质系统设计概述生产过程的组织可分为两类：生产过程的组织可分为两类：生产过程的生产过程的空间组织空间组织（物质系统设计）（物质系统设计）是指在一定的空间内合理地确定企业内部各生产是指在一定的空间内合理地确定企业内部各生产单位和其他设施并在车间内合理布置机器设备。单位和其他设施并在车间内合理布置机器设备。生产过程的生产过程的时间组织时间组织（信息系统设计）（信息系统设计）就是确定劳动对象在生产过程中各车间、各工序就是确定劳动对象在生产过程中各车间、各工序就是确定劳动对象在生产过程中各车间、各工序就是确定劳动对象在生产过程中各车间、各工序之间的移动方式，确定生产要素在时间上的衔接之间的移动方式，确定生产要素在时间上的衔接之间的移动方式，确定生产要素在时间上的衔接之间的移动方式，确定生产要素在时间上的衔接关系。它要求生产对象的移动在时间上紧密衔接，关系。它要求生产对象的移动在时间上紧密衔接，关系。它要求生产对象的移动在时间上紧密衔接，关系。它要求生产对象的移动在时间上紧密衔接，以实现有节奏、连续的生产。以实现有节奏、连续的生产。以实现有节奏、连续的生产。以实现有节奏、连续的生产。16生产过程的空间组织需要解决三个问题生产过程的空间组织需要解决三个问题厂址选择工厂布置厂内设备布置17二、工厂选址二、工厂选址（一）工厂选址的重要性（一）工厂选址的重要性 投资 运作成本 税收 员工对诸多方面对诸多方面产生深远的影响产生深远的影响18 珠海著名的珠海著名的“巨人大厦巨人大厦”，其项目选址恰好在三条地，其项目选址恰好在三条地震断裂带交叉点上，并且其设计方案一变再变，从原来的震断裂带交叉点上，并且其设计方案一变再变，从原来的3838层改成层改成4848层，继而层，继而5858层、层、6464层，最后定为层，最后定为7070层。在设计层。在设计为为3838层时不需要打钢桩，只需层时不需要打钢桩，只需2020米深水泥桩就可支撑住大米深水泥桩就可支撑住大厦，工程预算为造价厦，工程预算为造价2.22.2亿人民币。而改为亿人民币。而改为7070层时，选址的层时，选址的地质条件决定了必须打地质条件决定了必须打6565米深的钢桩，穿过地震断裂带坐米深的钢桩，穿过地震断裂带坐在岩层上，整个工程造价便飙升至在岩层上，整个工程造价便飙升至1212亿人民币，造成至今亿人民币，造成至今该项目仍未该项目仍未“拔地而起拔地而起”，使这一珠海市的，使这一珠海市的“标志性建筑标志性建筑”成为成为“标志性遗憾标志性遗憾”。引例引例1：巨人大厦的选址失误巨人大厦的选址失误错误选址遗患无穷错误选址遗患无穷19引例引例2 2：家乐福选址要求家乐福选址要求成功选址受益匪浅成功选址受益匪浅自家乐福自家乐福19951995年进入中国市场至今，已拥有超过年进入中国市场至今，已拥有超过2 2万多名万多名员工，所开店已遍布中国员工，所开店已遍布中国2020多个城市。家乐福在中国每开多个城市。家乐福在中国每开一家新店都严格按照其选址要求进行。一家新店都严格按照其选址要求进行。1、地理位置要求：、地理位置要求：交通方便（私家车、公交车、地铁、轻轨）交通方便（私家车、公交车、地铁、轻轨）人口密度相对集中人口密度相对集中两条马路交叉口，其一为主干道两条马路交叉口，其一为主干道202 2、建筑物要求：、建筑物要求：建筑占地面积建筑占地面积1500015000平方米以上平方米以上 最多不超过两层最多不超过两层 总建筑面积总建筑面积2 2万万4 4万平方米万平方米 建筑物长宽比例建筑物长宽比例1010：7 7或或1010：6 63 3、停车场要求：、停车场要求：至少至少600600个机动车停车位，非机动车停车场地个机动车停车位，非机动车停车场地20002000平方米以上，免费提供家乐福公司及顾客使用平方米以上，免费提供家乐福公司及顾客使用21（二）厂址选择的影响因素（二）厂址选择的影响因素成本因素成本因素非非成本因素成本因素1、运输成本、运输成本2、原料成本原料成本3、动力和能源供应量和成本、动力和能源供应量和成本4、水力供应、水力供应5、劳工成本、劳工成本6、建筑成本和土地成本、建筑成本和土地成本7、税率、保险和利率、税率、保险和利率8、财务供应：资本和贷款的机会、财务供应：资本和贷款的机会9、各类服务和保养费用、各类服务和保养费用1、社区情况、社区情况2、气侯和地理环境、气侯和地理环境3、环境保护、环境保护4、政治稳定性、政治稳定性5、文化习俗、文化习俗6、当地政府政策、当地政府政策7、扩展机会、扩展机会8、当地竞争者、当地竞争者9、公众对工商业的态度、公众对工商业的态度22制造业市场位置的选择制造业市场位置的选择着重考虑着重考虑原材料成本原材料成本，企业距原材料产地很，企业距原材料产地很近是出于三个主要原因：近是出于三个主要原因：必要性必要性采矿业、农场、林业、渔业采矿业、农场、林业、渔业易损坏性易损坏性新鲜水果或蔬菜的制冷保鲜、罐头生产、奶新鲜水果或蔬菜的制冷保鲜、罐头生产、奶产品加工、烘烤行业产品加工、烘烤行业运输成本运输成本铝精炼、造纸业铝精炼、造纸业23归纳：工厂选址的程序归纳：工厂选址的程序 确定选址总体目标；确定选址总体目标；收集新建（或扩建）工厂的各方面与选址有关的资料收集新建（或扩建）工厂的各方面与选址有关的资料(如企如企业规模、生产能力、工艺流程、运输要求、三废处理等业规模、生产能力、工艺流程、运输要求、三废处理等)；收集目标地区资料收集目标地区资料(一般目标地区应根据选址总体目标选择，一般目标地区应根据选址总体目标选择，候选数量不宜多，亦不宜过少候选数量不宜多，亦不宜过少)；评价各目标地区，确定选位区域；评价各目标地区，确定选位区域；综合分析，确定具体厂址。综合分析，确定具体厂址。24（三）厂址选择的方法（三）厂址选择的方法3 31 1线性规划运输模型线性规划运输模型2 2分级评分法分级评分法4 4量本利分析法量本利分析法积点法积点法25 把有关的影响因素列成一个清单把有关的影响因素列成一个清单(只需列出主要的、与各厂只需列出主要的、与各厂址方案有明显差异的影响因素，如址方案有明显差异的影响因素，如市场位置、水源供应、停市场位置、水源供应、停车场、潜在收入等车场、潜在收入等)；确定每个影响因素的权重；确定每个影响因素的权重；按照统一规定的评价标尺，制定各因素的评价标准，评价按照统一规定的评价标尺，制定各因素的评价标准，评价标尺一般用分数表示，规定好最低分、最高分（标尺一般用分数表示，规定好最低分、最高分（0-100分），分），甚至不同等级标度甚至不同等级标度(如好、较好、一般、较差、差如好、较好、一般、较差、差)的分数；的分数；为各方案的各影响因素评分；为各方案的各影响因素评分；排出取舍的先后顺序。各方案的得分为加权评分值，即方排出取舍的先后顺序。各方案的得分为加权评分值，即方案在各影响因素下的分数与该影响因素的权重的乘积之和。案在各影响因素下的分数与该影响因素的权重的乘积之和。分级评分法（加权评分法）分级评分法（加权评分法）26举例举例1 1：一家摄影公司打算开张一家分店，下：一家摄影公司打算开张一家分店，下表是两个可供选择的地点的信息表是两个可供选择的地点的信息因素因素比重比重得分得分(100)衡量值衡量值地点地点1地点地点2地点地点1地点地点2邻近已有商店邻近已有商店交通繁华交通繁华租金租金大小大小布局布局运营成本运营成本0.100.050.400.100.200.151.0010080708640806080909270900.10（100）=10.00.05（80）=4.00.40（70）=28.00.10（86）=8.60.20（40）=8.00.15（80）=12.070.60.10（60）=6.00.05（80）=4.00.40（90）=36.00.10（92）=9.20.20（70）=14.00.15（90）=13.582.7地点地点2综合得分高，是更好的选择。综合得分高，是更好的选择。27序号序号影响因素影响因素权重权重厂址方案厂址方案ABC1建设费用建设费用0.210050802交通运输交通运输0.187050903原料供应原料供应0.168585604动力供应动力供应0.146540755发展余地发展余地0.180100506环境保护环境保护0.0850100757协作条件协作条件0.089060808政治因素政治因素0.061008090总分总分80.565.875.1排序排序132举例举例2 2：某工厂三个可供选择的地点的信息：某工厂三个可供选择的地点的信息例例3:学生案例学生案例”六维空间咖啡吧六维空间咖啡吧”28（一）工厂总布置的含义（一）工厂总布置的含义有统计资料表明，在制造业中，总经营费用的20%-50%是物料的搬运费用，而优良的厂区平面布置可使这一费用至少减少10%-30%。是在厂址选定，生产单位确定之后进行的一项重要的生产空间组织工作，它是根据已选定的厂址地貌，对组成企业的各个部分，如基本生产车间、辅助生产车间、仓库、公用设施、办公部门等进行合理布置，确定其平面或立面的位置，并相应地确定物料流程，运输方式和运输路线。三、工厂布置三、工厂布置29工厂布置的原则工厂布置的原则总体原则总体原则 有利于企业内各项生产活动的正常进行，提高经济效益有利于企业内各项生产活动的正常进行，提高经济效益(最基本原则最基本原则)有利于加强管理有利于加强管理 有利于保证生产的安全，增进职工的身心健康有利于保证生产的安全，增进职工的身心健康具体原则具体原则 综合的原则综合的原则(整体协调整体协调):在可能的条件下使厂区布置各要素之间相互协在可能的条件下使厂区布置各要素之间相互协调。如任何一个单位的进出口处应布置得对于另一个发放或接收的单位调。如任何一个单位的进出口处应布置得对于另一个发放或接收的单位是最方便的。是最方便的。单一流向的原则。避免在生产过程中出现迂回。单一流向的原则。避免在生产过程中出现迂回。最小最大的原则。用最小的人的活动量、物的搬运量、信息的传递量最小最大的原则。用最小的人的活动量、物的搬运量、信息的传递量等去实现生产出最大量的适销对路的产品或服务。等去实现生产出最大量的适销对路的产品或服务。安全的原则安全的原则 立体的原则立体的原则 弹性的原则弹性的原则301生产活动关系图法。生产活动关系图法。2物料流向图法（物料流量分析法）物料流向图法（物料流量分析法）。3块状区划图法块状区划图法 工厂布置的方法工厂布置的方法31物料流向图法物料流向图法(Material Flow Chart)(Material Flow Chart)这这种种方方法法是是按按照照原原材材料料、在在制制品品及及其其他他物物资资在在生生产产过过程程中中总总的的流流动动方方向向及及运运输输量量这这两两个个方方面面来来布布置置工工厂厂的的车车间间、设设施施和和生生产产服服务务单单位位，并并且且编编制制物物料料流流向向图图的的方方法法。在在该该图上要标明物料的流向。图上要标明物料的流向。例例1 1：某企业有六个生产单位，各生产单位某企业有六个生产单位，各生产单位的运输量为已知，编制的运输量为已知，编制物料运量表物料运量表如下：如下：32物料运量图物料运量图 至某车间至某车间从某车间从某车间 1 2 3 4 5 6总计总计 1 6 2 2 4 14 2 6 4 3 13 3 6 6 4 4 20 4 6 2 4 12 5 1 1 6 3 4 7 总计总计 0 15 16 13 11 12 67334 45 52 26 63 31 1图例：图例：2吨吨 -1吨吨 为了得到更为直观和清晰的观点，可把以上物料运量用物料运量相关线图来表示：使相互间流量最大的两个部门放到运距最短的位置，次大的放到使相互间流量最大的两个部门放到运距最短的位置，次大的放到次短的位置，次短的位置，以此类推，使总运输费用最小。以此类推，使总运输费用最小。34各生产单位平面布置图各生产单位平面布置图65243135 至从ABCA2040B2030C4030 例例2 某工厂三个部门，部门间的距离及工作流量分别如下图所示：某工厂三个部门，部门间的距离及工作流量分别如下图所示：位置间的距离(单位：米)部门间工作流量(每天物料流量)至从123110802203039070要求：将1、2、3三个部门分配到位置A、B、C。ABC36 先把工作流量最大的两个部门分配至相互最近的两个位置，先把工作流量最大的两个部门分配至相互最近的两个位置，以下依次类推。得出下图：以下依次类推。得出下图：行程距离（米）部门配备工作流量A-B203-190B-A201-380B-C303-270C-B302-330A-C402-120C-A401-210ABC13237物料运量图练习物料运量图练习 至某车间至某车间从某车间从某车间 A B C D E F总计总计 A 410 3 2 19 B 15 15 C12 5 8 25 D 20 20 E 6 6 F 8 8 总计总计 12 9 44 23 32 67某工厂有六个生产部门某工厂有六个生产部门,部门间每天流动次数见下表部门间每天流动次数见下表,试合理布置这试合理布置这6个部门个部门的位置的位置38（二）车间布置（二）车间布置1.车间的概念车间的概念车间是进行产品生产的场所，占有一定的厂房或场地，拥有为完车间是进行产品生产的场所，占有一定的厂房或场地，拥有为完成一定生产任务所必须的设备、工具、原材料、半成品，以及一定成一定生产任务所必须的设备、工具、原材料、半成品，以及一定数量的工人、技术人员和管理人员。数量的工人、技术人员和管理人员。一般大型的生产车间由以下六个部分组成：一般大型的生产车间由以下六个部分组成：基本生产部分，如机械加工车间的各种机加工设备；基本生产部分，如机械加工车间的各种机加工设备；辅助生产部分，如机修组、电工组等；辅助生产部分，如机修组、电工组等；仓库部分，如中间库、工具室等；仓库部分，如中间库、工具室等；过道部分，如主要过道、次要过道等；过道部分，如主要过道、次要过道等；车间管理部分，如办公室、资料室等；车间管理部分，如办公室、资料室等；生活福利部分，如休息室、盥洗室、更衣室等。生活福利部分，如休息室、盥洗室、更衣室等。德国大众的透明生产车间德国大众的透明生产车间 车间的生产单位包括车间的生产单位包括:组、班、工段、科室等。组、班、工段、科室等。工段：工厂的一个车间内按生产过程划分的基层生工段：工厂的一个车间内按生产过程划分的基层生产组织产组织39 生产过程空间组织有两种典型的专业化形式，即生产过程空间组织有两种典型的专业化形式，即工艺专业化工艺专业化和和对象专业化对象专业化。工艺专业化工艺专业化(Process-Oriented Specialization)按工艺特征建立生产单位按工艺特征建立生产单位 集中了相同类型的设备和相集中了相同类型的设备和相同工种的工人，对不同种类同工种的工人，对不同种类的工件进行相同工艺方式的的工件进行相同工艺方式的加工加工。对象专业化对象专业化(Product-Oriented Specialization)按加工对象建立生产单位按加工对象建立生产单位 集中了为加工某种产品集中了为加工某种产品(零零件件)所需的全套设备、工艺所需的全套设备、工艺装备和各有关工种的工人，装备和各有关工种的工人，对同种或相似的产品对同种或相似的产品(零件零件)进行该产品进行该产品(零件零件)的全部的全部(或大部分或大部分)工艺加工。工艺加工。2.车间的组织形式车间的组织形式40工艺专业化工艺专业化LLLDDDDGG接收和转运接收和转运LDG 车床组镗床组磨床组磨床钻床车床图图48：按工艺过程布置示意图：按工艺过程布置示意图41 例例 工艺原则布置工艺原则布置-病人在专门化的治疗中心之间移动病人在专门化的治疗中心之间移动将相似的设备或功能放在一起以达到不同生产要求的布置将相似的设备或功能放在一起以达到不同生产要求的布置 例例 工艺原则布置工艺原则布置-产品在专门化的加工中心之间移动产品在专门化的加工中心之间移动42 工艺专业化的特点、优缺点工艺专业化的特点、优缺点 优点优点便于充分利用生产设备和生产面便于充分利用生产设备和生产面积，个别设备一时出现故障或进行积，个别设备一时出现故障或进行维修，对整个生产的进程影响较小。维修，对整个生产的进程影响较小。由于提高了设备的利用率，所以相由于提高了设备的利用率，所以相应地减少了设备的投资费用；应地减少了设备的投资费用；便于进行专业化的技术管理和技便于进行专业化的技术管理和技术指导工作，有利于培养技术力量，术指导工作，有利于培养技术力量，提高同工种工人的技术水平。提高同工种工人的技术水平。缺点缺点产品在生产过程中的运输路线较产品在生产过程中的运输路线较长，消耗于运送原材料、半成品的长，消耗于运送原材料、半成品的劳动量较大，增加了运输费用；劳动量较大，增加了运输费用；产品在生产过程中停放、等待时产品在生产过程中停放、等待时间增多，延长了生产周期，增加了间增多，延长了生产周期，增加了在制品，多占用了流动资金；在制品，多占用了流动资金；各生产单位之间的协作、往来频各生产单位之间的协作、往来频繁，使计划管理、在制品管理、质繁，使计划管理、在制品管理、质量管理，以及产品的成套性等工作量管理，以及产品的成套性等工作比较复杂。比较复杂。特点特点：三同一不同三同一不同，即同设备、同工种工人、同工艺方法、不同加工对象。，即同设备、同工种工人、同工艺方法、不同加工对象。43对象专业化对象专业化图图47：按产品（对象）布置的示意图：按产品（对象）布置的示意图加工设备加工设备流水线44 例例对象原则布置对象原则布置-伊利奶粉流水生产线伊利奶粉流水生产线 例例对象原则布置对象原则布置-上海大众上海大众Polo流水生产线流水生产线45 对象专业化的优缺点对象专业化的优缺点 优点优点可以大大缩短产品在生产过程中的运可以大大缩短产品在生产过程中的运输路线，节省运输的人力、设备和费用，输路线，节省运输的人力、设备和费用，减少仓库和生产面积的占用；减少仓库和生产面积的占用；可以减少产品在生产过程中的停放、可以减少产品在生产过程中的停放、等待时间，提高生产过程的连续性，缩等待时间，提高生产过程的连续性，缩短生产周期，减少生产中的在制品占用短生产周期，减少生产中的在制品占用量，节约流动资金；量，节约流动资金；有利于按期、按质、按量、成套地完有利于按期、按质、按量、成套地完成生产任务。成生产任务。便于采用先进的生产组织形式便于采用先进的生产组织形式(如流如流水生产、生产线、成组加工等水生产、生产线、成组加工等)。减少了车间之间的协作联系，从而可减少了车间之间的协作联系，从而可以简化计划管理、生产控制、质量管理、以简化计划管理、生产控制、质量管理、经济核算等工作。经济核算等工作。缺点缺点适应产品品种变化的能力差，适应产品品种变化的能力差，需要较多的生产设备，投资费用大，需要较多的生产设备，投资费用大，又由于分散使用，设备的利用率较低，又由于分散使用，设备的利用率较低，有时一台设备出了故障，会影响整个生有时一台设备出了故障，会影响整个生产线的工作不便于对工艺进行专业化管产线的工作不便于对工艺进行专业化管理和指导。理和指导。特点特点：三不同一同三不同一同，即不同设备、不同工种、不同加工方法、同加工对象。，即不同设备、不同工种、不同加工方法、同加工对象。46 两种布置的适用条件两种布置的适用条件 工艺专业化工艺专业化企业的专业方向未定，生产的产企业的专业方向未定，生产的产品不稳定，生产类型属于品不稳定，生产类型属于单件小单件小批生产批生产。对象专业化对象专业化企业的专业方向已经确定，产品企业的专业方向已经确定，产品的结构、产量、品种比较稳定，工的结构、产量、品种比较稳定，工种和设备比较齐全配套，生产类型种和设备比较齐全配套，生产类型属于属于大量大批生产或成批生产大量大批生产或成批生产。混合原则混合原则在实际工作中，上述两种专业化形式，往往是结合起来应用的，即兼有两在实际工作中，上述两种专业化形式，往往是结合起来应用的，即兼有两种专业化形式的优点，而避免其缺点。种专业化形式的优点，而避免其缺点。例如例如：在机械制造企业中，既有按工艺专业化建立的车间（如铸工车间、：在机械制造企业中，既有按工艺专业化建立的车间（如铸工车间、锻工车间），也有按对象专业化建立的车间。锻工车间），也有按对象专业化建立的车间。47存储物品搬运次数（每周）所需货区1.电烤箱28012.空调16023.微波炉36014.音响37535.电视80046.收音机15017.其他1002货区通道表表41：家电用品仓库的存储信息：家电用品仓库的存储信息图图412：仓库平面示意图：仓库平面示意图例子例子(库房布置库房布置)假设有一个家电用品仓库，共有假设有一个家电用品仓库，共有14个货区，分别存储个货区，分别存储7种家电。仓库种家电。仓库有一个出入口，进出仓库的货物都要经过该口（如图有一个出入口，进出仓库的货物都要经过该口（如图412所示）。假所示）。假设该仓库每种物品每周的存取次数如下表所示，应该如何布置不同物品设该仓库每种物品每周的存取次数如下表所示，应该如何布置不同物品的货区，使总搬运量最小？的货区，使总搬运量最小？4872465537244551通道货区图图413：布置好的仓库平面示意图：布置好的仓库平面示意图49（三）设备布置（三）设备布置1.设备设备(工作地工作地)布置布置原则原则尽可能按照生产过程的流向和工艺顺序布置设备和工作地，尽量使加工路线最短，同时避免生产对象的倒流。便于运输，充分发挥运输工具的作用。大型的加工设备应尽可能布置在有桥式吊车的车间里。尽可能为工人创造安全、良好的工作环境，充分保证采光、照明、卫生、取暖、防尘、防污染等要求，设备的传动部分应有保护装置。考虑工人的作业方便，设备及工作地之间应留有必要的工人走动、操作，放置工具、图纸、工位器具的地方。多设备看管时，应使工人在设备与设备之间的走动距离最短。502.设备布置的方法设备布置的方法从至表法的定义从至表法的定义零件从一个工作地至另一个工作地零件从一个工作地至另一个工作地搬运次数的汇总法。搬运次数的汇总法。从至表法的原理从至表法的原理保证物料的运输路线最短保证物料的运输路线最短和总运量和总运量最小。最小。设备布置的方法有模型布置法、物料流向图法、作业相设备布置的方法有模型布置法、物料流向图法、作业相关图法、关图法、从至表法从至表法等。等。从至表法的基本步骤为：从至表法的基本步骤为：选择典型零件，制定典型零件的工艺路线，确定所用选择典型零件，制定典型零件的工艺路线，确定所用机床设备；机床设备；根据工艺路线编制根据工艺路线编制“从至表从至表”，统计出设备之间的移，统计出设备之间的移动距离；动距离；优化设备排列。重复第二步的工作，反复调整，直至优化设备排列。重复第二步的工作，反复调整，直至获得满意方案获得满意方案51初始零件从至表初始零件从至表 至从1毛坯库2铣床3车床4钻床5镗床6磨床7压床8内圆磨床9锯床10检验台合计1毛坯库28142172铣床121153车床24113114钻床11215105镗床116磨床1127压床2688内圆磨床119锯床21310检验台合计51110128131758i1i=252零件运输总距离计算表零件运输总距离计算表次别前进后退第一次格数对角线上各次数之和1(2+1+4+1)=82(8+2+1)=223(2+6)=244(1+1+1)=125（1+1)=106(4+5+1)=6073=218(2+1)=24格数对角线下各次数之和1(2+1)=32（1+1）=43(2+1)=940=050=062=1270=0小计 181小计 28零件移动总距离 181+28=209(单位距离)53如何尝试改进？如何尝试改进？u在运次保持不变的前提下可通过改变排列减少运输距离。u运输次数大的数字尽量调近对角线；能产生顺流的尽量不产生逆流。至从1毛坯库2车床3钻床4压床5铣床6锯床7检验台8镗床9磨床10内圆磨床合计1毛坯库84221172车床41213113钻床21511104压床2685铣床121156锯床2137检验台8镗床119磨床11210内圆磨床11合计1110853171215854改进改进零件运输总距离计算表零件运输总距离计算表次别前进后退第一次格数对角线上各次数之和1(8+4+2)=142(1+1+1)=63(2+4+1+6)=394(2+1+5)=325（2+3+1）=3060=071=781=8格数对角线下各次数之和1(1+2)=32(1+2)=63（1+1）=642=851=561=6小计 136小计 34零件移动总距离 136+34=170(单位距离)比改进前减少209-170=39(单位距离)55练习：原零件从至表练习：原零件从至表至至从从1毛坯毛坯2铣床铣床3车床车床4钻床钻床5镗床镗床6磨床磨床7检验检验合合计计1、毛坯、毛坯222、铣床、铣床223、车床、车床224、钻床、钻床1235、镗床、镗床116、磨床、磨床7、检验、检验合计合计223121056改进后的零件从至表改进后的零件从至表至至从从 1毛坯毛坯 2车床车床 3铣床铣床 4钻床钻床 5 检验检验 6镗床镗床 7磨床磨床 合合计计1、毛坯、毛坯 2 22、车床、车床 2 23、铣床、铣床 2 24、钻床、钻床 2 1 35、检验、检验 6、镗床、镗床 1 17、磨床、磨床合计合计 2 2 3 2 1 2 1057排列排列顺流顺流倒流倒流方方案案一一格数格数*对角线位上各次之和对角线位上各次之和1*1=12*（2+2）=83*2=6格数格数*对角线位上各次之和对角线位上各次之和1*（2+1）=3小计小计=15小计小计=3零件移动总距离零件移动总距离15+3=18（单位距离）（单位距离）方方案案二二1*（2+2+2+2）=82*1=22*1=2小计小计=10小计小计=2零件移动总距离零件移动总距离10+2=12（单位距离）（单位距离）调整后方案二比方案一的排列减少调整后方案二比方案一的排列减少18-12=6 18-12=6 个单位距离个单位距离58方法二：方法二：十字形四象限法十字形四象限法 十字形四象限法用于验证用于验证相邻两台设备相邻两台设备若交换位置若交换位置后是否还能优化后是否还能优化 至从1毛坯库2车床3钻床4压床5铣床6锯床7检验台8镗床9磨床10内圆磨床合计1毛坯库84221172车床41213113钻床21511104压床2685铣床121156锯床2137检验台8镗床119磨床11210内圆磨床11合计1110853171215859 第一、三象限所有格子第一、三象限所有格子(“十字十字”中心的中心的四个格子数字不考虑四个格子数字不考虑)中的数字相加，再乘中的数字相加，再乘以以-1：即：即(1+2+1+3)+(1+2)*(-1)=-10 第二、四象限所有格子第二、四象限所有格子(“十字十字”中心的中心的四个格子数字不考虑四个格子数字不考虑)中的数字相加，再中的数字相加，再乘以乘以+1：即：即(8+(2+1+5+1+1+2+2+1+1)*(+1)=24 再将再将上述两组数据相加，即上述两组数据相加，即24-10=14，表明若钻床移到车床前面去，表明若钻床移到车床前面去，总运距增加总运距增加14个单位，不可行。个单位，不可行。练练:压床和铣床是否可换压床和铣床是否可换?601243111151工人工人U型生产线型生产线柔性的柔性的U U型生产布置型生产布置61缺点：直线型生产线很难平衡缺点：直线型生产线很难平衡优点：优点：5个操作者可以减为个操作者可以减为4个个柔性的柔性的U U型生产布置型生产布置62第三节第三节制造业的信息系统设计制造业的信息系统设计制造业的信息系统设计即如何制造业的信息系统设计即如何从时间上从时间上组织制造组织制造业的生产过程。业的生产过程。本节需要重点掌握的某些专业术语的定义与计算。本节需要重点掌握的某些专业术语的定义与计算。一、产品的生产周期一、产品的生产周期（一）生产周期及时间构成（一）生产周期及时间构成定义：从原材料投入生产时开始，经过各道工序加工定义：从原材料投入生产时开始，经过各道工序加工直到成品出产为止，所经历的全部日历时间。直到成品出产为止，所经历的全部日历时间。63时间构成：时间构成：无效时间无效时间作业时间作业时间，也称有效也称有效时间时间(1)自然过程时间自然过程时间(2)工艺加工时间工艺加工时间(3)运输时间运输时间(4)质量检验时间质量检验时间基本时间基本时间辅助时间辅助时间停歇时间停歇时间(6)成批等待时间成批等待时间(7)工序之间和工艺阶段之间的等待时间工序之间和工艺阶段之间的等待时间(8)午休和工作班之间的停歇时间午休和工作班之间的停歇时间(9)节假日停歇时间节假日停歇时间多余时间多余时间，即工作班，即工作班内停歇时间内停歇时间生生产产周周期期从生产周期时间构成的研究表明，缩短产品生产从生产周期时间构成的研究表明，缩短产品生产周期主要从技术和管理上采取措施。生产过程的周期主要从技术和管理上采取措施。生产过程的时间组织，即在生产过程中采用何种移动方式时间组织，即在生产过程中采用何种移动方式。641.顺序移动方式顺序移动方式顺序移动方式是指一批产品经多道工序加工时，采取这批是指一批产品经多道工序加工时，采取这批产品在每道工序全部加工完后，统一搬运到下一道工序去产品在每道工序全部加工完后，统一搬运到下一道工序去加工的方式。（如下图所示）加工的方式。（如下图所示）顺序移动方式的特点：零件在工序之间顺序移动方式的特点：零件在工序之间整批整批运输。运输。（二）生产零件的移动方式（二）生产零件的移动方式u移动方式是指劳动对象从一个工作地到另一个工作地之移动方式是指劳动对象从一个工作地到另一个工作地之间的运送形式。间的运送形式。u移动方式与产品的数量有关。移动方式与产品的数量有关。u移动方式有三种：顺序移动方式、平行移动方式、平行移动方式有三种：顺序移动方式、平行移动方式、平行顺序移动方式顺序移动方式65 顺序移动方式示意图顺序移动方式示意图工工序序号号 时时间（每格表示十分钟）间（每格表示十分钟）11025320410加工周期加工周期长度长度 102030405060708090100110120130140150160170180190200nt2 nt1nt3nt4180分分工序工序时间时间(分分)66 顺序移动方式，产品全部生产完成的生产周期计算顺序移动方式，产品全部生产完成的生产周期计算公式如下：公式如下：T顺顺=n ti(i=1,2,3.,m)式中：式中：T顺顺：顺序移动方式下产品加工的生命周期；：顺序移动方式下产品加工的生命周期；n：一批产品生产的数量；：一批产品生产的数量；ti：第：第i道工序的单件工时。道工序的单件工时。67举例举例工序工序1工序工序2工序工序3工序工序4工序工序5T顺顺顺序移动方式示意图顺序移动方式示意图某产品生产某产品生产3件，经件，经5道工序加工，每道工序加工的单件工时分别为道工序加工，每道工序加工的单件工时分别为10分钟、分钟、5分钟、分钟、20分钟、分钟、10分钟、分钟、10分钟，求在顺序移动方式下，分钟，求在顺序移动方式下，将产品全部生产出来的生产周期。将产品全部生产出来的生产周期。T顺顺=3（10+5+20+10+10）分钟分钟=165分钟分钟68优点：优点：产品和零部件的集中加工、集中运送产品和零部件的集中加工、集中运送有利于提高设备的利用率，管理比较简单。有利于提高设备的利用率，管理比较简单。缺点：缺点：一批产品或零部件中大多数存在等待一批产品或零部件中大多数存在等待运输和等待加工的时间，因此在制品占用多，运输和等待加工的时间，因此在制品占用多，生产周期长。生产周期长。顺序移动方式比较适用于顺序移动方式比较适用于工艺专业化工艺专业化的企业的企业或或批量较小批量较小的情况。的情况。692.平行移动方式平行移动方式平行移动方式是指一批产品中的每个产品在某道工序加工完成是指一批产品中的每个产品在某道工序加工完成后，马上转到下一道工序去加工，由此形成一批产品中的每个后，马上转到下一道工序去加工，由此形成一批产品中的每个产品在各道工序上平行地进行加工。（见下图）产品在各道工序上平行地进行加工。（见下图）平等移动方式的特点：产品在工序之间是平等移动方式的特点：产品在工序之间是逐件逐件移动。移动。平行移动方式下的产品加工生产周期的计算公式如下：平行移动方式下的产品加工生产周期的计算公式如下：T平平=ti(i=1,2,3.,m)+（n-1)t长长 式中：式中：T平：平：平行移动方式下产品加工的生产周期；平行移动方式下产品加工的生产周期；t长：长：在各道工序中，在各道工序中，单件工时最长的那道工序的单件工时单件工时最长的那道工序的单件工时。70 平行移动方式示意图平行移动方式示意图工工序序号号时时间间11025320410加工周加工周期期长长度度 t4105分分工序工序时间时间(分分)102030405060708090100110120t1+t2+t3(n-1)t371例例：某产品生产某产品生产3件，经件，经5道工序加工，每道工序加工的单件工时分道工序加工，每道工序加工的单件工时分别为别为10分钟、分钟、5分钟、分钟、20分钟、分钟、10分钟、分钟、10分钟，求在平行移分钟，求在平行移动方式下，将产品全部生产出来的生产周期。动方式下，将产品全部生产出来的生产周期。T平平=（10+5+20+10+10）+（3-1）20=95分钟分钟比较：比较：T顺顺=3（10+5+20+10+10）分钟分钟=165分钟分钟练习：练习：某产品生产某产品生产5件，经件，经4道工序加工，每道工序加工的单件工时分道工序加工，每道工序加工的单件工时分别为别为15分钟、分钟、20分钟、分钟、5分钟、分钟、10分钟，求在顺序及平行移动分钟，求在顺序及平行移动方式下，将产品全部生产出来的生产周期。方式下，将产品全部生产出来的生产周期。72优点：能够把产品加工的在制品减到最少，生产周优点：能够把产品加工的在制品减到最少，生产周期压缩到最短。期压缩到最短。缺点缺点:由于零部件在各道工序之间按件或按小批运送，由于零部件在各道工序之间按件或按小批运送，大大增加了运输工作量，同时，由于零部件在各道大大增加了运输工作量，同时，由于零部件在各道工序的加工时间不一致，会出现设备等待或零件等工序的加工时间不一致，会出现设备等待或零件等待的情况。待的情况。平行顺序移动方式适用于平行顺序移动方式适用于大批大量生产大批大量生产和和对象专业对象专业化化的企业。的企业。733.平行顺序移动方式平行顺序移动方式平行顺序移动方式是将顺序移动方式和平行移动方式结合起来，是将顺序移动方式和平行移动方式结合起来，进行优势互补的方式。即进行优势互补的方式。即一批零件在一道工序上尚未全一批零件在一道工序上尚未全部加工完毕，就将已加工好的一部分零件转入下道工序加工，部加工完毕，就将已加工好的一部分零件转入下道工序加工，以以恰好恰好能使下道工序连续地全部加工完该批零件。（如下图）能使下道工序连续地全部加工完该批零件。（如下图）平行顺序移动方式的特点：零件在各工序之间有的是按件运输，平行顺序移动方式的特点：零件在各工序之间有的是按件运输，有的是集中起来小批量运输。有的是集中起来小批量运输。在平行顺序移动方式下产品加工生产周期的计算公式如下：在平行顺序移动方式下产品加工生产周期的计算公式如下：T平顺平顺=n ti(i=1,2,3.,m)-（n-1)t短短式中：式中：T平顺：平顺：平行顺序移动方式下产品加工的生产周期；平行顺序移动方式下产品加工的生产周期；t短短：相邻两道工序的单件工时间较短相邻两道工序的单件工时间较短的那个时间。的那个时间。74 平行顺次移动方式示意图平行顺次移动方式示意图工工序序号号 时时间间11025320410加工周期加工周期长度长度120分分102030405060708090100110120130140工序工序时间时间(分分)75举例举例某产品生产某产品生产3件，经件，经5道工序加工，每道工序加工的单件工时分道工序加工，每道工序加工的单件工时分别为别为10分钟、分钟、5分钟、分钟、20分钟、分钟、10分钟、分钟、10分钟，求在平行顺分钟，求在平行顺序移动方式下，将产品全部生产出来的生产周期。序移动方式下，将产品全部生产出来的生产周期。T平顺平顺=3*（10+5+20+10+10）-（3-1）（5+5+10+10）=105（分钟）（分钟）比较：比较：T平平=（10+5+20+10+10）+（3-1）20=95分钟分钟T顺顺=3（10+5+20+10+10）分钟分钟=165分钟分钟法二：峰谷图法二：峰谷图P72576优点：优点：采用这种移动方式，克服了平行移动方式下，某采用这种移动方式，克服了平行移动方式下，某些工序开工后又停止等待的缺点，也改善了顺序移动方式些工序开工后又停止等待的缺点，也改善了顺序移动方式下生产周期过长的问题，运送量也比平行移动方式下有所下生产周期过长的问题，运送量也比平行移动方式下有所减少。原因是：零件在各道工序之间的转送是以保证工序减少。原因是：零件在各道工序之间的转送是以保证工序的连续加工，最大可能地缩短生产周期，减少零件运送量。的连续加工，最大可能地缩短生产周期，减少零件运送量。缺点：缺点：管理工作复杂。管理工作复杂。77(零件在工序间的移动方式零件在工序间的移动方式)顺次移动方式顺次移动方式:T顺次顺次=nt平行移动方式：平行移动方式：T平行平行=t +（n-1）t最大最大平行顺次移动方式：平行顺次移动方式：T平顺平顺=nt-(n-1)min(tj,tj+1)i=1mi=1mi=1mj=1m-178 三种移动方式的比较三种移动方式的比较移动方式移动方式优点优点缺点缺点顺序移动顺序移动组织生产比较简单，设备在加工组织生产比较简单，设备在加工产品时不出现停顿现象，工序之产品时不出现停顿现象，工序之间搬运次数少。间搬运次数少。生产周期长。生产周期长。平行移动平行移动生产周期最短生产周期最短（联系前面例子）（联系前面例子）一些工序在加工产品时，一些工序在加工产品时，会出现时停时干的现象，会出现时停时干的现象，停停干干，对设备的使用停停干干，对设备的使用不利；同时，运输次数多，不利；同时，运输次数多，组织生产比较麻烦。组织生产比较麻烦。平行顺序移动平行顺序移动生产周期较短，每道工序在加工生产周期较短，每道工序在加工一批产品时不发生停顿现象，给一批产品时不发生停顿现象，给设备的正常运转带来方便。设备的正常运转带来方便。运输次数多，组织生产复运输次数多，组织生产复杂。杂。79在实际生产中采用哪一种方式，取决于生产类型、企业在实际生产中采用哪一种方式，取决于生产类型、企业内部生产单位的专业化形式、产品需求的轻重缓急、每内部生产单位的专业化形式、产品需求的轻重缓急、每道工序加工量的轻重、产品的大小，以及改变加工产品道工序加工量的轻重、产品的大小，以及改变加工产品时，调整设备所需要的工作量大小等因素。时，调整设备所需要的工作量大小等因素。u从从生产类型生产类型角度考虑角度考虑：单件小批生产宜采用顺序移动方单件小批生产宜采用顺序移动方式；大批大量生产，像流水线生产则采用平行移动方式、式；大批大量生产，像流水线生产则采用平行移动方式、平行顺序移动方式平行顺序移动方式u从企业内部生产单位所采取的从企业内部生产单