第三章-制造业的系统设计课件

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版标题样式,第三章 制造业的系统设计,本章结构,生产过程组织,1,制造业的物质系统设计,2,制造业的信息系统设计,3,5,2,细节决定成败，过程决定结果。,日常谚语,过程做得好，结果自然好。,可口可乐公司的名言,第一节 生产过程组织,3,一、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、时间上形成一个协调的系统。,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求的品种、质量、数量、成本交货期的产品。,4,生产过程,增值,供应商,顾客,5,二、产品生产过程,（一）,生产过程的概念,P36,生产过程是动态的,以劳动过程为主,劳动过程,自然过程,工艺过程,检验过程,运输过程,冷却、干燥、发酵,6,（二）生产过程的形式,加工装配式生产过程,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。,如：,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。,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,生产服务过程,为保证企业基本和辅助生产所做的如物料的保管和供应、物料运输、理化试验、计量工作等服务性工作。,生产过程,基本生产过程,直接对劳动对象进行加工而制成产品的过程，即产品的加工过程。,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、工艺设计、工时定额设计、工装设计、新产品试制和鉴定等工作。,生产技术准备过程,辅助生产过程,为保证基本生产过程正常进行所做的如设备维修、劳动力调配、工装制造等各种辅助性生产活动。,按各个阶段,对产品生产所起的不同,作用,和,所需要的劳动的性质的不同,8,补充：,基本生产过程的结构：工序工种工艺阶段,工序：,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。,工艺工序,：,是使劳动对象发生物理或化学变化的工序。,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。,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动对象的工序。,工种：,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。,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局部生产过程。,9,四、组织生产过程的要求,连续性,Continuity,比例,性,Proportion,均衡,性,Parallel,柔性,Flexibility,生产过程先进、合理,10,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。,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，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，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。,11,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,瓶颈环节,，其它环节的生产能力则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。,12,均衡性（节奏性）,所谓“均衡”是要求在相等的时间间隔内完成大体相等的生产工作量。,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。,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用，才能保证有稳定的产品质量。,13,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，就必须有一个柔性很强的生产系统。,所谓“柔性”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盘、发动机或变速箱,通用汽车：更加灵活的类似策略,德国大众的“,B,平台”应用的车型,斯柯达,高尔夫,甲壳虫,奥迪,产品零部件的结构构成,通用件易替代，容易找到供应商,15,第二节 制造业的物质系统设计,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,空间组织,（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,时间组织,（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，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,厂址选择,工厂布置,厂内设备布置,17,二、工厂选址,（一）工厂选址的重要性,投资,运作成本,税收,员工,对诸多方面,产生深远的影响,18,珠海著名的,“,巨人大厦,”,，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,38,层改成,48,层，继而,58,层、,64,层，最后定为,70,层。在设计为,38,层时不需要打钢桩，只需,20,米深水泥桩就可支撑住大厦，工程预算为造价,2.2,亿人民币。而改为,70,层时，选址的地质条件决定了必须打,65,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,12,亿人民币，造成至今该项目仍未,“,拔地而起,”,，使这一珠海市的,“,标志性建筑,”,成为,“,标志性遗憾,”,。,引例,1,：,巨人大厦的选址失误,错误选址遗患无穷,19,引例,2,：,家乐福选址要求,成功选址受益匪浅,自家乐福,1995,年进入中国市场至今，已拥有超过,2,万多名员工，所开店已遍布中国,20,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。,1,、地理位置要求：,交通方便（私家车、公交车、地铁、轻轨）,人口密度相对集中,两条马路交叉口，其一为主干道,20,2,、建筑物要求：,建筑占地面积,15000,平方米以上,最多不超过两层,总建筑面积,2,万,4,万平方米,建筑物长宽比例,10,：,7,或,10,：,6,3,、停车场要求：,至少,600,个机动车停车位，非机动车停车场地,2000,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,成本因素,非,成本因素,1,、运输成本,2,、,原料成本,3,、动力和能源供应量和成本,4,、水力供应,5,、劳工成本,6,、建筑成本和土地成本,7,、税率、保险和利率,8,、财务供应：资本和贷款的机会,9,、各类服务和保养费用,1,、社区情况,2,、气侯和地理环境,3,、环境保护,4,、政治稳定性,5,、文化习俗,6,、当地政府政策,7,、扩展机会,8,、当地竞争者,9,、公众对工商业的态度,22,制造业市场位置的选择,着重考虑,原材料成本,，企业距原材料产地很近是出于三个主要原因：,必要性,采矿业、农场、林业、渔业,易损坏性,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,运输成本,铝精炼、造纸业,23,归纳：工厂选址的程序,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,(,如企业规模、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,(,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,),；,评价各目标地区，确定选位区域；,综合分析，确定具体厂址。,24,（三）厂址选择的方法,3,1,线性规划运输模型,2,分级评分法,4,量本利分析法,积点法,25,把有关的影响因素列成一个清单,(,只需列出主要的、与各厂址方案有明显差异的影响因素，如,市场位置、水源供应、停车场、潜在收入等,),；,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，评价标尺一般用分数表示，规定好最低分、最高分（,0-100,分），甚至不同等级标度,(,如好、较好、一般、较差、差,),的分数；,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）,26,举例,1,：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,因素,比重,得分,(100),衡量值,地点,1,地点,2,地点,1,地点,2,邻近已有商店,交通繁华,租金,大小,布局,运营成本,0.10,0.05,0.40,0.10,0.20,0.15,1.00,100,80,70,86,40,80,60,80,90,92,70,90,0.10,（,100,）,=10.0,0.05,（,80,）,=4.0,0.40,（,70,）,=28.0,0.10,（,86,）,=8.6,0.20,（,40,）,=8.0,0.15,（,80,）,=,12.0,70.6,0.10,（,60,）,=6.0,0.05,（,80,）,=4.0,0.40,（,90,）,=36.0,0.10,（,92,）,=9.2,0.20,（,70,）,=14.0,0.15,（,90,）,=,13.5,82.7,地点,2,综合得分高，是更好的选择。,27,序号 影响因素 权重,厂址方案,A B C,1,建设费用,0.2,100 50 80,2,交通运输,0.18,70 50 90,3,原料供应,0.16,85,85,60,4,动力供应,0.14,65 40 75,5,发展余地,0.1,80 100 50,6,环境保护,0.08,50 100 75,7,协作条件,0.08,90 60 80,8,政治因素,0.06,100 80 90,总分,80.5 65.8 75.1,排序,1 3 2,举例,2,：某工厂三个可供选择的地点的信息,例,3:,学生案例”六维空间咖啡吧”,28,（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,29,工厂布置的原则,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,(,最基本原则,),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,具体原则,综合的原则,(,整体协调,):,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是最方便的。,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,立体的原则,弹性的原则,30,1,生产活动关系图法。,2,物料流向图法（物料流量分析法）,。,3,块状区划图法,工厂布置的方法,31,物料流向图法,(Material Flow Chart),这种方法是按照原材料、在制品及其他物资在生产过程中总的,流动方向,及,运输量,这两个方面来布置工厂的车间、设施和生产服务单位，并且编制物料流向图的方法。在该图上要标明物料的流向。,例,1,：,某企业有六个生产单位，各生产单位的运输量为已知，编制,物料运量表,如下：,32,物料运量图,至某车间,从某车间,1,2,3,4,5,6,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,0,15,16,13,11,12,67,33,4,5,2,6,3,1,图例：,2,吨,-1,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，次大的放到次短的位置，,以此类推，使总运输费用最小。,34,各生产单位平面布置图,6,5,2,4,3,1,35,至,从,A,B,C,A,20,40,B,20,30,C,40,30,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：,位置间的距离,(,单位：米,),部门间工作流量,(,每天物料流量,),至,从,1,2,3,1,10,80,2,20,30,3,90,70,要求：将,1,、,2,、,3,三个部门分配到位置,A,、,B,、,C,。,A,B,C,36,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：,行程,距离（米）,部门配备,工作流量,A-B,20,3-1,90,B-A,20,1-3,80,B-C,30,3-2,70,C-B,30,2-3,30,A-C,40,2-1,20,C-A,40,1-2,10,A,B,C,1,3,2,37,物料运量图练习,至某车间,从某车间,A,B,C,D,E,F,总计,A,4,10,3,2,19,B,15,15,C,12,5,8,25,D,20,20,E,6,6,F,8,8,总计,12,9,44,23,3,2,67,某工厂有六个生产部门,部门间每天流动次数见下表,试合理布置这,6,个部门的位置,38,（二）车间布置,1.,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。,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；,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；,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；,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,车间的生产单位包括,:,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产组织,39,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,和,对象专业化,。,工艺专业化,(Process-Oriented Specialization),按工艺特征建立生产单位,集中了相同类型的设备和相同工种的工人，对不同种类的工件进行相同工艺方式的加工,。,对象专业化,(Product-Oriented Specialization),按加工对象建立生产单位,集中了为加工某种产品,(,零件,),所需的全套设备、工艺装备和各有关工种的工人，对同种或相似的产品,(,零件,),进行该产品,(,零件,),的全部,(,或大部分,),工艺加工。,2.,车间的组织形式,40,工艺专业化,L,L,L,D,D,D,D,G,G,接收和转运,L,D,G,车床组,镗床组,磨床组,磨床,钻床,车床,图,4,8,：按工艺过程布置示意图,41,例,工艺原则布置,-,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,例,工艺原则布置,-,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,优点,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。,缺点,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、等待时间增多，延长了生产周期，增加了在制品，多占用了流动资金；,各生产单位之间的协作、往来频繁，使计划管理、在制品管理、质量管理，以及产品的成套性等工作比较复杂。,特点,：,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。,43,对象专业化,图,4,7,：按产品（对象）布置的示意图,加工设备,加工设备,流水线,44,例,对象原则布置,-,伊利奶粉流水生产线,例,对象原则布置,-,上海大众,Polo,流水生产线,45,对象专业化的优缺点,优点,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，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、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量，节约流动资金；,有利于按期、按质、按量、成套地完成生产任务。,便于采用先进的生产组织形式,(,如流水生产、生产线、成组加工等,),。,减少了车间之间的协作联系，从而可以简化计划管理、生产控制、质量管理、经济核算等工作。,缺点,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，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，会影响整个生产线的工作不便于对工艺进行专业化管理和指导。,特点,：,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。,46,两种布置的适用条件,工艺专业化,企业的专业方向未定，生产的产品不稳定，生产类型属于,单件小批生产,。,对象专业化,企业的专业方向已经确定，产品的结构、产量、品种比较稳定，工种和设备比较齐全配套，生产类型属于,大量大批生产或成批生产,。,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，即兼有两种专业化形式的优点，而避免其缺点。,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、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,280,1,2.,空调,160,2,3.,微波炉,360,1,4.,音响,375,3,5.,电视,800,4,6.,收音机,150,1,7.,其他,100,2,货区,通道,表,4,1,：家电用品仓库的存储信息,图,4,12,：仓库平面示意图,例子,(,库房布置,),假设有一个家电用品仓库，共有,14,个货区，分别存储,7,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,4,12,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的货区，使总搬运量最小？,48,7,2,4,6,5,5,3,7,2,4,4,5,5,1,通道,货区,图,4,13,：布置好的仓库平面示意图,49,（三）设备布置,1.,设备,(,工作地,),布置,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,。,50,2.,设备布置的方法,从至表法的定义,零件从一个工作地至另一个工作地搬运次数的汇总法。,从至表法的原理,保证物料的运输路线最短,和总运量最小。,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、,从至表法,等。,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，确定所用机床设备；,根据工艺路线编制“从至表”，统计出设备之间的移动距离；,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,51,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,2,8,1,4,2,17,2,铣床,1,2,1,1,5,3,车床,2,4,1,1,3,11,4,钻床,1,1,2,1,5,10,5,镗床,1,1,6,磨床,1,1,2,7,压床,2,6,8,8,内圆磨床,1,1,9,锯床,2,1,3,10,检验台,合计,5,11,10,1,2,8,1,3,17,58,i,1,i=2,52,零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)=8,2(8+2+1)=22,3(2+6)=24,4(1+1+1)=12,5,（,1+1)=10,6(4+5+1)=60,73=21,8(2+1)=24,格数,对角线下各次数之和,1,(2+1)=3,2,（,1+1,）,=4,3(2+1)=9,40=0,50=0,62=12,70=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？,在运次保持不变的前提下可通过改变排列减少运输距离。,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,8,4,2,2,1,17,2,车床,4,1,2,1,3,11,3,钻床,2,1,5,1,1,10,4,压床,2,6,8,5,铣床,1,2,1,1,5,6,锯床,2,1,3,7,检验台,8,镗床,1,1,9,磨床,1,1,2,10,内圆磨床,1,1,合计,11,10,8,5,3,17,1,2,1,58,54,改进,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)=14,2(1+1+1)=6,3(2+4+1+6)=39,4(2+1+5)=32,5,（,2+3+1,）,=30,60=0,71=7,81=8,格数,对角线下各次数之和,1,(1+2)=3,2(1+2)=6,3,（,1+1,）,=6,42=8,51=5,61=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,至,从,1,毛坯,2,铣床,3,车床,4,钻床,5,镗床,6,磨床,7,检验,合,计,1,、毛坯,2,2,2,、铣床,2,2,3,、车床,2,2,4,、钻床,1,2,3,5,、镗床,1,1,6,、磨床,7,、检验,合计,2,2,3,1,2,10,56,改进后的零件从至表,至,从,1,毛坯,2,车床,3,铣床,4,钻床,5,检验,6,镗床,7,磨床,合,计,1,、毛坯,2,2,2,、车床,2,2,3,、铣床,2,2,4,、钻床,2,1,3,5,、检验,6,、镗床,1,1,7,、磨床,合计,2,2,3,2,1,2,10,57,排列,顺流,倒流,方,案,一,格数*对角线位上各次之和,1*1=1,2*,（,2+2,）,=8,3*2=6,格数*对角线位上各次之和,1*,（,2+1,）,=3,小计,=15,小计,=3,零件移动总距离,15+3=18,（单位距离）,方,案,二,1*（2+2+2+2）=8,2*1=2,2*1=2,小计,=10,小计,=2,零件移动总距离,10+2=12,（单位距离）,调整后方案二比方案一的排列减少,18-12=6,个单位距离,58,方法二：,十字形四象限法,十字形四象限法,用于验证,相邻两台设备,若交换位置后是否还能优化,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,8,4,2,2,1,17,2,车床,4,1,2,1,3,11,3,钻床,2,1,5,1,1,10,4,压床,2,6,8,5,铣床,1,2,1,1,5,6,锯床,2,1,3,7,检验台,8,镗床,1,1,9,磨床,1,1,2,10,内圆磨床,1,1,合计,11,10,8,5,3,17,1,2,1,58,59,第一、三象限所有格子,(“,十字”中心的四个格子数字不考虑,),中的数字相加，再乘以,-1,：即,(1+2+1+3)+(1+2),*(-1)=-10,第二、四象限所有格子,(“,十字”中心的四个格子数字不考虑,),中的数字相加，再乘以,+1,：即,(8+(2+1+5+1+1+2+2+1+1),*(+1)=24,再将,上述两组数据相加，即,24-10=14,，表明若钻床移到车床前面去，总运距增加,14,个单位，不可行。,练,:,压床和铣床是否可换,?,60,1,2,4,3,1,1,1,1,5,1,工人,U,型生产线,柔性的,U,型生产布置,61,缺点：直线型生产线很难平衡,优点：,5,个操作者可以减为,4,个,柔性的,U,型生产布置,62,第三节 制造业的信息系统设计,制造业的信息系统设计即如何,从时间上,组织制造业的生产过程。,本节需要重点掌握的某些专业术语的定义与计算。,一、产品的生产周期,（一）生产周期及时间构成,定义：从原材料投入生产时开始，经过各道工序加工直到成品出产为止，所经历的全部日历时间。,63,时间构成：,无效时间,作业时间,，也称有效,时间,(1),自然过程时间,(2),工艺加工时间,(3),运输时间,(4),质量检验时间,基本时间,辅助时间,停歇时间,(6),成批等待时间,(7),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,(9),节假日停歇时间,多余时间,，即工作班内停歇时间,生产周期,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。生产过程的时间组织，即在生产过程中采用何种移动方式,。,64,1.,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）,顺序移动方式的特点：零件在工序之间,整批,运输。,（二）生产零件的移动方式,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。,移动方式与产品的数量有关。,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,65,顺序移动方式示意图,工,序,号,时 间（每格表示十分钟）,1,10,2,5,3,20,4,10,加工周期 长度,10,20,30,40,50,60,70,80,90,100,110,120,130,140,150,160,170,180,190,200,nt,2,nt,1,nt,3,nt,4,180,分,工序,时间,(,分,),66,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：,T,顺,=n,t,i,(i=1,2,3.,m),式中：,T,顺,：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；,t,i,：第,i,道工序的单件工时。,67,举例,工序,1,工序,2,工序,3,工序,4,工序,5,T,顺,顺序移动方式示意图,某产品生产,3,件，经,5,道工序加工，每道工序加工的单件工时分别为,10,分钟、,5,分钟、,20,分钟、,10,分钟、,10,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。,T,顺,=3,（,10+5+20+10+10,）,分钟,=165,分钟,68,优点：,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。,缺点：,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，生产周期长。,顺序移动方式比较适用于,工艺专业化,的企业或,批量较小,的情况。,69,2.,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）,平等移动方式的特点：产品在工序之间是,逐件,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：,T,平,=,t,i,(i=1,2,3.,m)+,（,n-1)t,长,式中：,T,平：,平行移动方式下产品加工的生产周期；,t,长：,在各道工序中，,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,工序号,时 间,1,10,2,5,3,20,4,10,加工周期 长度,t,4,105,分,工序,时间,(,分,),10,20,30,40,50,60,70,80,90,100,110,120,t,1,+t,2,+t,3,(n-1)t,3,71,例,：,某产品生产,3,件，经,5,道工序加工，每道工序加工的单件工时分别为,10,分钟、,5,分钟、,20,分钟、,10,分钟、,10,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。,T,平,=,（,10+5+20+10+10,）,+,（,3-1,）,20,=95,分钟,比较：,T,顺,=3,（,10+5+20+10+10,）,分钟,=165,分钟,练习：,某产品生产,5,件，经,4,道工序加工，每道工序加工的单件工时分别为,15,分钟、,20,分钟、,5,分钟、,10,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。,72,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。,缺点,:,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。,平行顺序移动方式适用于,大批大量生产,和,对象专业化,的企业。,73,3.,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，进行优势互补的方式。即,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，以,恰好,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，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：,T,平顺,=,n,t,i,(i=1,2,3.,m)-,（,n-1)t,短,式中：,T,平顺：,平行顺序移动方式下产品加工的生产周期；,t,短,：,相邻两道工序的单件工时间较短,的那个时间。,74,平行顺次移动方式示意图,工序号,时 间,1,10,2,5,3,20,4,10,加工周期 长度,120,分,10,20,30,40,50,60,70,80,90,100,110,120,130,140,工序,时间,(,分,),75,举例,某产品生产,3,件，经,5,道工序加工，每道工序加工的单件工时分别为,10,分钟、,5,分钟、,20,分钟、,10,分钟、,10,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。,T,平顺,=3*,（,10+5+20+10+10,）,-,（,3-1,）,（,5+5+10+10,）,=105,（分钟）,比较：,T,平,=,（,10+5+20+10+10,）,+,（,3-1,）,20,=95,分钟,T,顺,=3,（,10+5+20+10+10,）,分钟,=165,分钟,法二：峰谷图,P72 5,76,优点：,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：,管理工作复杂。,77,(,零件在工序间的移动方式,),顺次移动方式,:,T,顺次,=n,t,平行移动方式：,T,平行,=,t +,（,n-1,）,t,最大,平行顺次移动方式：,T,平顺,=n,t-,(n-1),min(,t,j,t,j+1,),i=1,m,i=1,m,i=1,m,j=1,m-1,78,三种移动方式的比较,移动方式,优点,缺点,顺序移动,组织生产比较简单，设备在加工产品时不出现停顿现象，工序之间搬运次数少。,生产周期长。,平行移动,生产周期最短,（联系前面例子）,一些工序在加工产品时，会出现时停时干的现象，停停干干，对设备的使用不利；同时，运输次数多，组织生产比较麻烦。,平行顺序移动,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，给设备的正常运转带来方便。,运输次数多，组织生产复杂。,79,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。,从,生产类型,角度考虑,：,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、平行顺序移动方式,从企业内部生产单位所采取的,专业化形式,的角度考虑：对象专业化由于其生产产品的批量较大，故以采用平行移动或平行顺序移动方式为好。而工艺专业化由于其设备布置有它自身的特点，它的排列组合形式，使生产运输受到很大限制和影响，采用平行移动、平行顺序移动运输次数多，很不方便，所以以采用顺序移动方式合适,在实际生产中采用何种方式呢？,80,从产品,需求的轻重缓急,考虑：紧急任务时间要求比较急迫，要想方设法创造一些条件，采用平行移动方式，或平行顺序移动方式，确保生产任务的完成。,考虑工序的,加工量大小及产品的重量,：加工量大、产品比较重的，应采用平行移动方式或平行顺序移动方式为好；反之，为了减少在生产现场加工过程中的搬运次数，减少由搬运多而产生的混乱，可以采用顺序移动方式。,81,二、成批生产的期量指标,（一）批量与生产间隔期,批量（,Q,）：,一次,投入或出产的,同一种,制品（产品、部件、零件、毛坯）的数量。,生产间隔期（,R,）：前后相邻两批同一制品投入或出产的间隔时间。,公式：,Q=R*N,日,（其中，,N,日,指平均日产量：计划产量,/,计划工作天数）,在,N,日,一定的情况下，,Q,与,R,成,正,比例关系。,如何确定批量和生产间隔期,?,82,确定批量和生产间隔期的方法,以量定期法,最小批量法,经济批量法,以期定量法,83,最小批量法,设备利用率与劳动生产率,Q,min,=t,调,/t,序,*,r,调,（,t,调,设备调整时间；,t,序,工序单件时间定额,r,调,设备允许的调整时间损失系数）,设备允许的调整时间损失系数：平均每个零件分摊 的调整时间占单件工序时间的比值。,84,2.,经济批量法,单位产品生产总费用最低,经济批量法也称最小批量法。,批量与设备调整费用和库存保管费用有关：,Q,*,=rat(2NA/C),（,N,产品的年产量；,A,每次设备调整费用,C,每件制品的年平均保管费用）,公式的推导学了库存保管费用再推导。,85,3.,以期定量法,86,（二）生产周期,产品的生产周期由各个零部件的生产周期所组成，各个零部件的生产周期由该零部件在各个工艺阶 段或工序的生产周期所组成。,工艺阶段生产周期的确定,P58,公式,产品生产周期的确定,87,（三）生产提前期,定义：指产品（零件）在各生产环节投入（出产）的时间比成品出产的时间应提前的时间。前者称为投入提前期，后者称为出产提前期。,车间投入提前期,=,本车间出产提前期,+,本车间生产周期车间出产提前期,=,后车间投入提前期,+,保险期,88,（四）在制品占用量定额,体现各车间在生产期限方面相互配合的关系。,在制品：指从原材料投入生产到成品入库为止，处于生产过程各工艺阶段,尚未完成的,各种制品（包括毛坯、零件、部件）的总称。,在制品占用量定额：指在一定时间、地点和一定生产技术组织条件下，为保证生产连续、均衡进行所,必需的、最低限度的,在制品数量标准。,分类：按存放地点的不同分为车间内部在制品占用量定额和车间之间库存半成品占用量定额。后者按性质和用途不同分为周转占用量定额和保险储备量定额。,89,1.,车间内部,在制品占用量,指,正在加工,、,等待加工,、,处于运输,或,检验,过程中的在制品。在成批生产条件下，车间在制品整批地在车间之间转移，故计算公式如下：,Z,内,=Q*(T/R)=T*N,日,Q,批量,T,生产周期,R,生产间隔期,N,日,平均日产量,90,车间之间库存半成品占用量定额,指前一车间已经完工入库而后一车间还未领用的库存半成品的数量标准。,是为保证后一车间正常生产而设置的。,分类：周转占用量定额、保险储备量定额。,91,周转占用量定额,是由前后两车间的生产批量和间隔期不同或由出入库时刻不同而产生的。,大小是根据前一车间的入库批量与后一车间的领用批量确定。最大周转占用量为一批入库数量，最小周转占用量为零。一般取平均：,1/2,入库批量,(1/2Q),。,经济批量法公式的推导？,92,经济批量法：,经济批量法主要从与批量有关的费用考虑，以实现批量费用最小化来确定最优批量。,与批量相关的费用可分为两部分：一部分是随批量增加而增加的部分，如：在制品周转时的保管费（,E1,）,；,另一部分是随批量增加,而减少的费用，如：品种转换而导致的设备调整费（,E2,）。,总费用,E,E1+E2,93,在制品周转保管费平均每件制品的保管费用*在制品周转量，即,E1=C*Q/2,设备调整费平均每次设备调整费用*设备调整次数，设备调整次数等于批次，而批次等于年产量,/,批量，即,E2=A*N/Q,总费用,E,E1+E2,如何使总费用最小？,94,费用,批量,C2,C1,C,对批量（,Q,）求一阶导数，令一阶导数为,0,95,E=E,1,+E,2,=,*,Q/2+,*,N/Q,dE/dQ,=C/2-AN/Q,2,=0,Q=RAT(2AN/C),保险储备量定额,：,是为防止前车间发生意外而影响到后车间的正常生产而设置的半成品储备量。一般根据后车间日需用量和前车间排除故障所需时间两个因素决定。,Z,b,=,T,b,q,T,b,=,保险天数；,q=,后车间平均日需求量；,96,四、大批大量生产的期量指标,1.,节拍,节拍是组织大量流水线生产的依据。节拍分为生产节拍和工序节拍。,生产节拍是流水线上出产两个相邻的相同制品的间隔时间。它反映了流水线生产的速度,生产节拍的计算公式,F:,计划期有效工作时间,N:,计划期产品产量,97,例,1,：设计某流水线，计划年产量为,20000,件，废品率,2%,，两班制工作，每班,8,小时，一年按,251,天算，计算节拍,例,2,：,P65,表,3-9,零件名称,计划月产量,(,件,),单件工时定额,(,分,/,件,),A,5000,10,B,4000,20,C,2000,15,每班有效工作时间按,460,分计算,月有效时间按,25,天计算,98,工序节拍：流水线上某道工序相邻两件同样制品投入或出产的间隔时间。,工序节拍的计算公式：,r=,t,i,/s,i,t,i,第,i,道工序的单件时间定额,s,i,共同完成第,i,道工序的工作地数目,99,2.,节奏,概念：节奏是节拍派生出来的一个期量指标。当节拍很短而各零件体积又较小不便单件运输时，应采用成批运输，这时流水线上相邻两批运输批量的间隔时间就称为节奏。,计算公式：,R=r*Q,运,R,生产节拍,Q,运,运输批量,100,Thank 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