Chap4 工藝選擇與設(shè)施布置

1、CHAPTER4工藝選擇與設(shè)備布置學(xué)習(xí)目的學(xué)習(xí)本章以后，他將能：了解或描畫：常見的幾種工藝類型工藝選擇的關(guān)鍵問(wèn)題設(shè)備布置的根本類型產(chǎn)品原那么布置的設(shè)計(jì)與工藝原那么布置的設(shè)計(jì)的方法及其優(yōu)缺陷可以進(jìn)展一些簡(jiǎn)單的工藝原那么布置設(shè)計(jì) 豐田的全球車身流水線全球車身消費(fèi)線一個(gè)規(guī)范化的金屬加工系統(tǒng) 新消費(fèi)線的投資要比它所取代的那條節(jié)省50% 在新消費(fèi)線上消費(fèi)一種不同的轎車，本錢降低70%空間只需舊消費(fèi)線所需場(chǎng)地空間的一半 同一車間可以消費(fèi)8種車型，加強(qiáng)了靈敏性新制造體系大大節(jié)省制造多種車型的本錢 思索傳統(tǒng)的汽車制造業(yè)屬于哪種消費(fèi)類型？ 豐田的全球車身消費(fèi)線與傳統(tǒng)的汽車制造工藝有何區(qū)別之處？ 工藝選擇消費(fèi)產(chǎn)品

2、或提供效力的組織方法主要影響運(yùn)營(yíng)才干規(guī)劃設(shè)備布置設(shè)備任務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)引言預(yù)測(cè)產(chǎn)品和效力設(shè)計(jì)技術(shù)變化運(yùn)營(yíng)才干規(guī)劃工藝選擇設(shè)備和設(shè)備布置任務(wù)設(shè)計(jì)工藝選擇和系統(tǒng)設(shè)計(jì)關(guān)鍵方面資本的密集度 設(shè)備/勞動(dòng)力工藝柔性設(shè)計(jì)產(chǎn)量技術(shù)工藝戰(zhàn)略工藝選擇的關(guān)鍵問(wèn)題產(chǎn)品和效力需求的性質(zhì)與市場(chǎng)需求相順應(yīng)自動(dòng)化程度優(yōu)點(diǎn)：完全一致的消費(fèi)和效力 排除了人性化的心情問(wèn)題 減少了變動(dòng)本錢 缺陷：本錢較高 不易隨便改動(dòng)在一定程度上對(duì)工人的心思和消費(fèi)率產(chǎn)生負(fù)面影響自動(dòng)化程度分類固定型可編程型柔性型制造單元柔性制造系統(tǒng)(FMS)了解不同自動(dòng)化類型的特征及優(yōu)缺陷工藝選擇的關(guān)鍵問(wèn)題單件小批量批量加工反復(fù)性加工延續(xù)性加工工程方式了解每種類型的特征、

3、優(yōu)缺陷以及對(duì)工人、設(shè)備的要求工藝類型產(chǎn)品 工藝矩陣Product-Process Matrix, PPM 1979年，由海斯Robert H. Hayes、惠爾萊特Steven C. Wheelwright提出解釋二維矩陣 橫坐標(biāo)：產(chǎn)品構(gòu)造與產(chǎn)品生命周期，沿箭頭方向從左向右表示從導(dǎo)入期到生長(zhǎng)期到成熟期再到衰退縱坐標(biāo)：工藝構(gòu)造與工藝生命周期，沿箭頭方向從上向下表示工藝生命周期的開展 沿著PPM矩陣對(duì)角線選擇和配置消費(fèi)運(yùn)作工藝，可以到達(dá)最優(yōu)的程度 也有的企業(yè)適當(dāng)采用偏離對(duì)角線的選擇戰(zhàn)略，出奇制勝產(chǎn)品 工藝矩陣工藝構(gòu)造/工藝生命周期 產(chǎn)品構(gòu)造/產(chǎn)品生命周期高柔性低效率高單位本錢低柔性高效率低單位本錢

4、單件小批量批量加工反復(fù)性加工延續(xù)性加工客戶化單件多種類中小批量主要產(chǎn)品中等批量規(guī)范化大批量工具模具廠/美容院報(bào)紙印刷/講座傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)消費(fèi)/快餐煉鋼廠/家庭供水不可行不可行布置: 對(duì)車間、任務(wù)中心和設(shè)備進(jìn)展規(guī)劃，以確保系統(tǒng)中任務(wù)流顧客或資料的暢通。布置決策的重要性需求投入大量資金和精神具有長(zhǎng)期性對(duì)短期運(yùn)營(yíng)的本錢和效率有很大影響設(shè)備布置根據(jù)任務(wù)流程布置產(chǎn)品原那么布置Product-oriented Layout 工藝原那么布置Process-oriented Layout 定位布置Fixed-position Layout 混合布置Mixed Layout 根據(jù)消費(fèi)系統(tǒng)功能布置倉(cāng)儲(chǔ)布置 零售布置

5、 辦公室布置 根本布置類型用于反復(fù)性或延續(xù)性過(guò)程產(chǎn)品原那么布置產(chǎn)品原那么布置Product-oriented Layout一種根據(jù)產(chǎn)品制造的步驟來(lái)安排設(shè)備或任務(wù)過(guò)程的方式 適用于規(guī)范化極高的產(chǎn)品或者效力 典型實(shí)例是消費(fèi)線或裝配線 關(guān)鍵問(wèn)題是消費(fèi)線的平衡 任務(wù)流程原資料或顧客制廢品任務(wù)地1任務(wù)地2任務(wù)地3優(yōu)點(diǎn)產(chǎn)量高，單位本錢低加強(qiáng)了工人操作的熟練程度，減少了培訓(xùn)本錢簡(jiǎn)化了物料運(yùn)輸人力和設(shè)備得到充分利用 缺陷工人短少開展時(shí)機(jī)，容易導(dǎo)致厭倦心情的產(chǎn)生設(shè)備和工人對(duì)變化的順應(yīng)才干較差，柔性較差某個(gè)工人或者某個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，將會(huì)影響整個(gè)消費(fèi)系統(tǒng)系統(tǒng)需求具備迅速修復(fù)的才干和備用件庫(kù)存，添加了一定的本錢 產(chǎn)品

6、原那么布置優(yōu)缺陷產(chǎn)品原那么布置- U型消費(fèi)線U型消費(fèi)線提高柔性物料流物料流不好，操作者被分開，沒有時(shí)機(jī)進(jìn)展交流！普通美國(guó)工廠采用配件流水線 好，可交流，或增減操作人員，經(jīng)訓(xùn)練的人幾乎可自動(dòng)平衡不同消費(fèi)速度 不好，操作者被圍起來(lái)，沒時(shí)機(jī)與第一個(gè)操作者一同任務(wù)以添加產(chǎn)量 物料好，操作者可相互協(xié)助，可與第三個(gè)人一同任務(wù)以提高產(chǎn)量不好，直線形很難平衡好，U形消費(fèi)線的一個(gè)特點(diǎn)就是操作者容易進(jìn)入，5個(gè)操作者可減為4個(gè) 工藝原那么布置將類似的設(shè)備或功能集中放在同一個(gè)部門，使其相對(duì)位置到達(dá)最優(yōu) 最優(yōu)的布置：將彼此之間物流量較大的部門相鄰布置，以減少物料的搬運(yùn)費(fèi)用 關(guān)鍵：如何安排好任務(wù)部門之間的相對(duì)位置 Dep

7、t. ADept. BDept. DDept. CDept. FDept. E用于間歇式加工單件小批和成批工藝原那么布置(職能式)工藝原那么布置Work Station 1Work Station 2Work Station 3產(chǎn)品原那么布置(延續(xù)性)用于反復(fù)性加工反復(fù)性和延續(xù)性工藝原那么布置-例子Bank 1995 Corel Corp.Machine Shop 1995 Corel Corp.Hospital 1995 Corel Corp.優(yōu)點(diǎn)個(gè)別設(shè)備出了缺點(diǎn)或個(gè)別工人缺席對(duì)整個(gè)消費(fèi)系統(tǒng)的影響較小 上下工序之間的相互依賴性較小設(shè)備維修費(fèi)用較低，投資于備用件上的本錢也較低缺陷假設(shè)批量加工，

8、在制品庫(kù)存量會(huì)很大要經(jīng)常進(jìn)展工藝道路選擇及進(jìn)度安排設(shè)備利用率低加工的多樣性要求頻繁地調(diào)整設(shè)備，呵斥任務(wù)流的不延續(xù)性，構(gòu)成間歇加工物料傳輸慢，效率低，單位運(yùn)輸本錢較高 工藝原那么布置優(yōu)缺陷在工藝原那么布置的根底上轉(zhuǎn)換而來(lái)先確定出具有類似設(shè)計(jì)特征或制造特征的零件，然后將不同的機(jī)器組成加工中心，對(duì)這些外形或工藝要求類似的零件進(jìn)展加工 步驟將零部件進(jìn)展分類識(shí)別零件組的物流類型，作為成組布置的根底將機(jī)器和工藝分組，組成加工中心或任務(wù)單元與工藝原那么布置的關(guān)系類似之處：其加工中心也是用來(lái)完成一組特定的工藝過(guò)程 不同之處：還具備了產(chǎn)品原那么布置的優(yōu)點(diǎn)，即，減少了在制品和物料的搬運(yùn)，提高了工人的操作技藝和快速

9、學(xué)習(xí)才干工藝原那么布置-成組技術(shù)定位布置和混合布置定位布置Fixed-position Layout消費(fèi)設(shè)備需求移到要加工的產(chǎn)品處，而不是產(chǎn)品移到設(shè)備處 廣泛運(yùn)用于耕種、消防、筑路、建筑、鉆探石油、醫(yī)院中的手術(shù)室等方面 混合布置Mixed Layout企業(yè)同時(shí)存在兩種或兩種以上方式的布置 醫(yī)院科室按照工藝原那么布置 手術(shù)室按照定位布置設(shè)置 混合布置一個(gè)例子倉(cāng)儲(chǔ)布置在倉(cāng)庫(kù)中安排物資的存放 原那么：最大限制地利用倉(cāng)儲(chǔ)空間，以最低本錢保管、處置物資 要思索的要素：訂貨次數(shù)、物品間的相關(guān)性、走道的數(shù)量和寬度等 零售布置原那么：使單位面積的凈收益到達(dá)最大，同時(shí)，為顧客提供最便利的、最賞心順眼的店鋪規(guī)劃

10、辦公室布置趨勢(shì)：開放式，為員工提供了更多的交流和團(tuán)隊(duì)協(xié)作的時(shí)機(jī)和空間 其他效力布置商品規(guī)劃銷售最頻繁的貨物，如牛奶、面包等，都應(yīng)放在最里邊，放在不同地方；相關(guān)貨物，如茶葉、咖啡、糖等放在一同；邊沿利潤(rùn)高的商品，如精巧貨物等，放在運(yùn)用最為頻繁的過(guò)道上或貨架兩頭；過(guò)道設(shè)置盡量長(zhǎng)，可使消費(fèi)者可以走過(guò)整個(gè)商店；自然性購(gòu)買的商品，如口香糖、雜志等，放在收銀出口附近；應(yīng)經(jīng)常作調(diào)整，使顧客需求在店中尋覓把產(chǎn)品X價(jià)高、利潤(rùn)高放在約1.6米的高度；把價(jià)錢較高的同類競(jìng)爭(zhēng)性商品放在其旁邊；價(jià)錢較低、利潤(rùn)低的放在接近地面處；把X包裝中顯眼的一邊或長(zhǎng)的一邊面對(duì)過(guò)道產(chǎn)品原那么布置設(shè)計(jì): 消費(fèi)線平衡決議如何將任務(wù)分配到任務(wù)

11、地的一過(guò)程 目的：使分配到各個(gè)任務(wù)地的作業(yè)所需求的時(shí)間大致相等，從而使消費(fèi)線上各活動(dòng)同步進(jìn)展，實(shí)現(xiàn)工人和設(shè)備的最大利用 能夠遇到的困難設(shè)備問(wèn)題根本作業(yè)的時(shí)間差別不能經(jīng)過(guò)分配作業(yè)組而處理 消費(fèi)或裝配所要求的技術(shù)順序 對(duì)理想的分配有約束力消費(fèi)線的平衡-任務(wù)地?cái)?shù)量確實(shí)定 任務(wù)地?cái)?shù)量確實(shí)定 節(jié)拍各任務(wù)地完成分配給它的作業(yè)直到任務(wù)地可以往下進(jìn)展所允許的最長(zhǎng)時(shí)間 產(chǎn)出才干=OT/CT式中 OT每天運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間；CT節(jié)拍能夠最小的節(jié)拍：等于最長(zhǎng)的那個(gè)作業(yè)時(shí)間 能夠最大的節(jié)拍：等于各任務(wù)時(shí)間之和 消費(fèi)線節(jié)拍確實(shí)定取決于運(yùn)用幾個(gè)任務(wù)地 消費(fèi)線的平衡-任務(wù)地?cái)?shù)量確實(shí)定任務(wù)地?cái)?shù)量確實(shí)定 節(jié)拍能夠最小節(jié)拍和能夠最大節(jié)拍的

12、作用確定消費(fèi)線產(chǎn)量范圍 協(xié)助調(diào)整方案期產(chǎn)量 CT=OT/D 式中 D方案期的產(chǎn)量 假設(shè)方案期產(chǎn)量已定，而計(jì)算出來(lái)的節(jié)拍沒有處于最大和最小節(jié)拍之間，那么就必需對(duì)方案期的產(chǎn)量做出修正 消費(fèi)線的平衡-任務(wù)地?cái)?shù)量確實(shí)定任務(wù)地?cái)?shù)量確實(shí)定 任務(wù)地?cái)?shù)量的計(jì)算任務(wù)地?cái)?shù)的實(shí)際最小值 Nmin=t/CT式中 Nmin任務(wù)地?cái)?shù)的實(shí)際最小值； t各作業(yè)時(shí)間之和 消費(fèi)線的平衡-作業(yè)順序圖作業(yè)分配的啟發(fā)式算法 作業(yè)順序圖的概念abcd0.1 分鐘1.0 分鐘0.4 分鐘0.5 分鐘這個(gè)作業(yè)順序圖闡明，作業(yè)b開場(chǎng)的前提是a已完成；而d要開場(chǎng)，前提是b和c都曾經(jīng)完成 消費(fèi)線的平衡-作業(yè)順序圖作業(yè)分配的啟發(fā)式算法先分配后續(xù)作業(yè)

13、數(shù)最多的作業(yè)的原那么 各任務(wù)地最初的“剩余時(shí)間等于節(jié)拍 只需先行作業(yè)曾經(jīng)被分配完、作業(yè)時(shí)間不超越該任務(wù)地的剩余時(shí)間的作業(yè)才夠資歷被分配 假設(shè)出現(xiàn)多個(gè)作業(yè)的后續(xù)作業(yè)數(shù)一樣多的情況時(shí)，那么采用膠著選賽tiebreaking法，即首先分配所需時(shí)間最長(zhǎng)的作業(yè) 消費(fèi)線的平衡-作業(yè)順序圖作業(yè)分配的啟發(fā)式算法 先分配后續(xù)作業(yè)數(shù)最多的作業(yè) 算例abcd0.2 分鐘1.0 分鐘0.5 分鐘0.4 分鐘將圖中的作業(yè)分配到三個(gè)任務(wù)地。知節(jié)拍為1.0分鐘。e0.2 分鐘消費(fèi)線的平衡-作業(yè)順序圖解答作業(yè)分配分析表 工作地剩余時(shí)間夠資格分配的作業(yè)分配作業(yè)修正的剩余時(shí)間工作地閑置時(shí)間11.0a, ca0.80.8cc0.3

14、0.3無(wú)無(wú)0.321.0bb0.00.031.0dd0.60.6ee0.40.40.7消費(fèi)線的平衡消費(fèi)線平衡的一些相關(guān)要素及指點(diǎn)原那么 作業(yè)分配的普通程序 確定節(jié)拍，求出所需最小任務(wù)地?cái)?shù) 從第一個(gè)任務(wù)地開場(chǎng)，按順序給任務(wù)地分配作業(yè)，不斷分配到一切作業(yè)都已被分配作業(yè)分配的效率丈量 消費(fèi)線閑置時(shí)間百分比 =每節(jié)拍內(nèi)的閑置時(shí)間/N實(shí)踐節(jié)拍100% 消費(fèi)線的效率 100%消費(fèi)線閑置時(shí)間百分比 消費(fèi)線的平衡消費(fèi)線平衡的一些相關(guān)要素及指點(diǎn)原那么 產(chǎn)量問(wèn)題運(yùn)用各種方法處理問(wèn)題 制約要素 ：技術(shù)約束、人力要素、設(shè)備約束、空間約束、產(chǎn)量約束 促進(jìn)消費(fèi)線平衡的其他一些方法 培育多面手 設(shè)計(jì)混合型消費(fèi)線 1 min

15、.2 min.1 min.1 min.30/hr.30/hr.30/hr.30/hr.1 min.1 min.1 min.1 min.60/hr.30/hr.30/hr.60/hr.1 min.30/hr.30/hr.BottleneckParallel Workstations其他方法-平行任務(wù)地信息要求:部門或任務(wù)中心列表任務(wù)流平面圖位置間的間隔投資與該布置得資金額需特別思索的事項(xiàng)關(guān)鍵設(shè)備的位置工藝原那么布置設(shè)計(jì)工藝原那么布置設(shè)計(jì)布置方法 從至表法單行布置法 部門內(nèi)部任務(wù)地成單行陳列，且任務(wù)地之間往來(lái)親密程度的關(guān)系能定量表示時(shí)運(yùn)用零件的綜合往來(lái)道路圖 初始零件從至表 最終零件從至表 從至數(shù)

16、代表任務(wù)地之間的流量的大小數(shù)據(jù)距對(duì)角線的格數(shù)是任務(wù)地之間的間隔單位數(shù) L零件總的挪動(dòng)間隔 ；i 兩個(gè)任務(wù)地之間的間隔；j 這兩個(gè)任務(wù)地的從至數(shù) 工藝原那么布置設(shè)計(jì)算例 知某廠有6個(gè)部門，部門之間的初始物流流量如表所示，做出修正后的最終零件從至表 至從合計(jì)備件車間21811機(jī)加工車間12115沖壓車間123油漆車間33裝配22倉(cāng)庫(kù)0合計(jì)0533211i=2i=1工藝原那么布置設(shè)計(jì)解答修正后的從至表 至從合計(jì)部門82111部門部門12115部門33部門213部門22合計(jì)0115332工藝原那么布置設(shè)計(jì)解答布置改良前后的零件總挪動(dòng)間隔 前 進(jìn)后 退ijij改進(jìn)前1(2+1+1)=422=43(1+2

17、)=94(1+1)=858=4010=02(3+2)=1030=040=050=0零件總移動(dòng)距離L=ij=75改進(jìn)后1(2+8)=102(2+1)=631=340=051=51(1+3+1+2)=720=032=640=050=0零件總移動(dòng)距離L1=ij=37改進(jìn)前后之差LLL1753738總距離相對(duì)減少程度L/L38/7550.7%工藝原那么布置設(shè)計(jì)布置方法 雙行布置法當(dāng)部門內(nèi)部成雙行布置時(shí)，采用雙行布置法 詳細(xì)方法 根據(jù)從至表，整理出零件挪動(dòng)次數(shù)的排序表，從大到小陳列根據(jù)陳列作出調(diào)整，把挪動(dòng)次數(shù)多的相關(guān)任務(wù)地相鄰安排，直至把全部任務(wù)地安排完為止 幾個(gè)概念 相鄰從至線：處于相鄰位置的任務(wù)地之

18、間的從至線超鄰從至線：處于不相鄰位置的任務(wù)地之間的從至線工藝原那么布置設(shè)計(jì)布置方法 雙行布置法幾個(gè)概念 極限規(guī)范：當(dāng)追求總挪動(dòng)間隔為最短時(shí)，就要使一切有流量往來(lái)關(guān)系的任務(wù)地處于相鄰位置，這時(shí)，總挪動(dòng)間隔為最短，此時(shí)的總間隔稱為極限規(guī)范。超極限規(guī)范數(shù)：即方案的總挪動(dòng)間隔與極限規(guī)范之間的差額 式中xi ji, j兩個(gè)任務(wù)地之間的間隔； yi j i, j兩個(gè)任務(wù)地之間的從至數(shù) 工藝原那么布置設(shè)計(jì)算例 根據(jù)上例的從至表，做雙行布置零件挪動(dòng)次數(shù)排序表 次序相關(guān)設(shè)備次數(shù)次序相關(guān)設(shè)備次數(shù)187123813291421015211162工藝原那么布置設(shè)計(jì)解答 相鄰從至線：10條；超鄰從至線：1條； =(21) 1=1工藝原那么布置設(shè)計(jì)關(guān)系圖法a、確定單位之間的關(guān)系b、列出各單位與其它單位發(fā)生關(guān)系等級(jí)的有關(guān)數(shù)據(jù)c、按關(guān)系重要程度及其發(fā)生數(shù)布置相對(duì)位置(Position Relationsh