工艺选择和设施布置

单击此处编辑母版标题样式,*,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,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,本章的目的,上一章涉及到了工艺设计，但仅说明了从产品设计到工艺设计的过程，以及过程中总的指导原则（并行、稳健、可拆装）。,本章继续讲工艺设计（本章叫工艺选择）；,但本章的内容更具体：,1、工艺选择的后果（影响到了什么）；,2、有哪些工艺（类型）可供选择：,3、不同工艺类型下如何布置生产设施（被影响的方面）；,4、各种设施布置方式中的关键问题。,工艺选择与其它系统设计问题的关系,工艺选择,需求预测,产品设计,技术预测,工作设计,布置,设施装备,核心地位承前启后,产能规划,相关术语,工艺过程：是对生产对象进行实际转化的技术过程。,注意：一个完整的生产过程还包括生产准备、工序间运输、质量检验等环节。但它们不属于工艺过程。,毛坏铸造,车外圆、端面,铣齿,热处理,工艺阶段1：铸造,工艺阶段2：机器加工,工艺阶段3：热处理,生产齿轮的工艺过程,检验、运输等,检验、运输等,工艺阶段：工艺过程中需要特定生产技术和物质技术条件的一个阶段(,子过程,)。,如：,铸造阶段、机械加工阶段、热处理阶段。,工序：在一个工作地（或一台设备）上，由一个工人（或一组工人）对一定的劳动对象,连续,进行的加工（或装配）作业(,子阶段,),。,如：,铸造金属准备、铸型准备、铸件处理等工序,工艺：每一个工艺阶段(,或工序,)所使用的生产技术。,如：,铸造工艺、机械加工工艺、热处理工艺。,车端面工艺、铣齿工艺,工艺类型,产品不同、工艺过程就不同，但不同的过程经常包括生产组织方式相似的工艺阶段，如：汽车生产过程，包括了很多相似的工艺阶段（见下张幻灯片）。,这种具有相似生产组织特点的工艺阶段被划入同一工艺类型。,裁剪,冲压,焊装,油漆,车身,铸造,机加,发动机体,变速箱体,锻造,热处理,发动机零件,变速器零件,机加,热处理,发动机装配线,变速箱装配线,整车装配线,成批生产,单元式生产,流水线生产,常见的工艺类型,一连续加工,如：石油的分馏，电力供应，纯矿泉水生产,全相同的产品连续地通过生产线,高度专业化的设备，造价很贵需要大批量生产摊低成本,二重复性加工（大量生产,）,如：福特的T型车组装线、各种单一品种的装配线，自动洗车房。,全相同产品或服务对象逐个通过生产线,高度专业化的设备，造价很高需要大批量生产摊低成本,注：产品只有一种规格的情况不多，如果经常要换规格，这就过渡为,成批生产,。,三间歇式加工（成批生产）,如：饮料灌装，车身冲压，本科生教育,每批产品规格不同，通用设备，设备可针对产品规格进行调整,批量通常小于重复性加工,3,铣床,车床,热处理,切齿,钻床,磨床,装 配,2,4,1,上页的生产类似于流水线，但设备是可调整的；,也有的批量生产采用下图的生产方式，其中,1,、,2,、,3,、,4,代表不同批次的加工对象。,四工艺专门化生产（单件生产,）,如果上页中生产批量变为1，则成为单件生产。,每件（或每几件）产品要求不同，加工路线不同,如：非标设备生产、医院看病、,通用设备,产量通常很小,挂号,内科,外科,牙科,中医,眼科,儿科,化验,注射,划价,收费,西药,中药,观察,手术,运作类型的选择,产品差异性,高,中等,低,很低,要求设备柔性,高,中等,低,很低,低产量,单件生产,？,中等产量,批量生产,高产量,重复性组装,极高产量,柔性制造,连续加工,设 施 布 置,设施布置是指对业务部门、工作中心和设备进行布局，以确保系统中工作流（顾客或材料）运行通畅。,设置布置影响生产的效率、成本、质量。,L型布置减少工人走动距离,打磨工位,喷涂工位,焊接工位,工位间互为质量隐患和安全隐患,车间,超市出入口太近引起人流紊乱,产品专业化原则,工序1,工序4,工序3,工序2,制成品,原材料,材料人工,材料人工,材料人工,材料人工,按产品加工顺序布置设备和人员，以提供标准化的加工；,适用于连续生产、重复生产、大批量加工,工艺专业化原则,3,铣床,车床,热处理,切齿,钻床,磨床,装 配,2,4,1,按不同工艺划分设备和人员，以提供多样化的加工。,适用于中小批量加工、单件生产,产品原则与工艺原则的比较,产品专业化,工艺专业化,描述,按产品加工顺序布置设备和人员，以提供标准化的加工,按不同工艺划分设备和人员，以提供多样化的加工,适用于,连续加工、重复性加工,比如：石油分馏、汽车组装、自动洗车房,成批生产、单件生产,比如：罐头生产、非标电梯 本科教学、病人就医,产量,高、或较高,单位费用低、效率高、质量稳定,中、等或低,产品差异,无差异、或很小,较大、或每个都不同,要求人员的技术水平,不高,较高，或很高（如医生）,运转特点,任何环节出现问题，都会使系统停止运行,设计的核心问题是生产线平衡,部分出现问题不影响整体运行,物料运输,沿固定路线,变动的路线,设计的核心是物料运送费用最低,制造单元一种柔性的混合布置,产品专业化适合于加工：单品种大批量产品,工艺专业化适合于加工：多品种小批量产品,多品种大批量怎么办制造单元卖出了第一步！,钻,热处理,切齿,装 配,车,铣,钻,热处理,磨,铣,铣床,热处理,磨,车,铣,钻,切齿,1,3,5,7,9,8,2,6,4,1,3,4,2,9,5,8,6,7,成组技术,第三种布置定位布置,加工对象不动、材料、设备、人员围绕对象移动；,如：建筑施工项目、造船、飞机制造、管理咨询,都是对象不易移动运作系统；,设计的核心：,1、材料、人员、设备何时到场；,2、进场时的路线；,3、到场后的摆放位置。,参考见“项目管理”,产品专业化的设计生产线平衡问题,洗车房的工艺流程,第582号螺丝！,忙闲不均问题！,应该怎样安排？,去污3分钟,冲洗4分钟,烘干2分钟,检查2分钟,这样就好多了！,把作业打包，每个作业包对应一个工作地，每个工作地一个(组)工人；,每4分钟完成一辆车，即节拍=4分钟,去污3分钟,冲洗4分钟,烘干2分钟,检查2分钟,去污3分钟,冲洗4分钟,烘干2分钟,检查2分钟,生产描述,：,每天有效工作时间为8小时；,计划产量600件；,每件产品需要5道工序：ae，合计2.1分钟,计划节拍,=8,小时,60,分钟,/,小时,600,件,=0.8,分钟,/,件,实际节拍：取,0.8,分钟,/,件。（,1.0,分钟可以吗？）,一个加工对象从上线到下线需要,2.1,分钟，假设有,X,个工作地，则在每个工作地停留时间应为,0.8,分钟，即,2.1,分钟,/X=0.8,分钟,X=2.1,分钟,/0.8,分钟,=3,a 0.5分,b 0.2分,c 0.7分,d 0.1分,e 0.6分,工作地1,工作地2,工作地3,算法举例,生产线效率,=（0.7+0.8+0.6）(0.8+0.8+0.8).=87.5%,举 例,条件,：,每天有效工作时间为8小时；,计划产量600件；,每件产品需要5道工序：ae，合计2.5分钟,问题,：应该设几个工作地？,每个工作地分配哪些作业？,a 0.1分,b 0.7分,c 1.0分,d 0.5分,e 0.2分,8小时60分钟/小时600件=0.8分钟/件,但是，工序,c,需要1.0分钟，计划的节拍不可行,！,最短节拍1.0分钟/件；,最长节拍 2.5分钟/件。,生产线,也就是说，最大产量为860分钟1分钟/件=480件,设定：,节拍1分钟/件（产量480件/天），,工作地数=工序时间之和节拍=2.51=3个,下面分配工序！,a 0.1分,b 0.7分,c 1.0分,d 0.5分,e 0.2分,工作地一,工作地二,工作地三,a,0.1分钟,b,0.7分钟,c,1.0分钟,d,0.5分钟,e,0.2分钟,a,0.1分钟,b,0.7分钟,c,1.0分钟,d,0.5分钟,e,0.2分钟,空闲：0.2分钟,空闲：0.0分钟,空闲：0.3分钟,生产线效率=（0.8+1.0+0.7）(1+1+1).=83%,总 结,第一步：分析生产线充许的最短节拍,最短节拍=各工序中最长的作业时间,第二步：求计划节拍,计划节拍=有效工作时间计划产量,第三步：判断计划节拍是否大于生产线允许的最短节拍,若小于，调整产量,第四步：计算工作地数,工作地数=各工序的作业时间之和已定的节拍,第五步：分配作业。原则是：,1.在流程图上，从左向右选取作业进行分配，紧前作业未完成的工序不能被分配；,2.尽量让每个工作地的作业时间接近节拍,直到不能再增;,实际问题的处理,有些工序不能放在同一工作地！,如打光与喷漆,喷漆作业放到后面的工作地，增加工作地,有些工作地的员工不能在标准的工序时间内完成作业,安排到空闲时间多的工作地上,个别工序标准作业时间太长，成为瓶颈,采用并行工作地,计划产量30单位/小时,计划节拍2分钟/单位，在25分钟之内，可行,工作地=5分钟2分钟/单位（节拍）=3个,1分钟,1分钟,2分钟,1分钟,1分钟,1分钟,2分钟,1分钟,1分钟,1分钟,2分钟,1分钟,2分钟,2分钟,1分钟,并行工作地,工艺专业化的设计,目标一：物料运送费用最低,方法：,从至表法,目标二：综合目标,1、共用设备设施接近,2、共用人员或原始记录接近,3、生产流接续接近,4、需要经常交流的接近,5、互为安全隐患、互相影响的远离,6、完成工作相似的接近,方法,：,作业相关法,工作地1,工作地1,工作地1,3次5米0.1元/米,=1.5元,2次4米0.15元/米,=1.2元,1次5米0.1元/米,=0.5元,2次7米0.15元/米,=2.1元,总运费=0.5+1.2+2.1=3.8元,运费=运输次数,距离,单位距离运费,由工艺路线决定,由运输方式决定,例：一金属加工车间有六台设备，已知其生产的零件品种及加工路线，并据此给出如表1所示的零件在设备之间的每月移动次数，表2给出了单位距离运输成本。请用这些数据确定该车间的最佳布置方案。,锯床,磨床,冲床,钻床,车床,插床,锯床,71.5,(3),122.7,(1),12.7,25.2,35.1,磨床,25.4,91.7,(2),21.3,15.8,冲床,23.6,18.4,16.5,钻床,69.2,(4),28.0,车床,66.0,(5),插床,锯床,锯床,1,钻床,2,磨床,3,车床,4,插床,5,返回,锯床,锯床,1,钻床,2,磨床,3,车床,4,插床,5,关系密切程度分类表,例：一个快餐店欲布置其生产与服务设施。该快餐店共分为六个部门，计划布置在2,3区域内。已知这六个部门间的作业关系密切程度如下图所示。请做出设施布置的合理方案。,部门1,部门2,部门3,部门4,部门5,部门6,A,A,A,A,A,A,E,X,X,X,U,I,U,O,O,接近程度为A的部门,接近程度为X的部门,12,13,26,35,46,56,14,36,34,A级出现次数：6（3）、1235（2）、4（1）,X级出现次数：4（2）、3（2）、1（1）,6,4,2,1,5,3,6,4,2,5,4,3,1,6,1,2,6,3,5,4,