生產(chǎn)與運(yùn)作管理6

生產(chǎn)運(yùn)作管理

工藝選擇與設(shè)施布置

Chapter71學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)本章以后，你將能：了解或描述：常見(jiàn)的幾種工藝類(lèi)型工藝選擇的關(guān)鍵問(wèn)題設(shè)施布置的基本類(lèi)型產(chǎn)品原則布置的設(shè)計(jì)與工藝原則布置的設(shè)計(jì)的方法及其優(yōu)缺點(diǎn)能夠進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的工藝原則布置設(shè)計(jì)

2豐田的全球車(chē)身流水線(xiàn)全球車(chē)身生產(chǎn)線(xiàn)——一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的金屬加工系統(tǒng)新生產(chǎn)線(xiàn)的投資要比它所取代的那條節(jié)省50%在新生產(chǎn)線(xiàn)上生產(chǎn)一種不同的轎車(chē)，成本降低70%空間只有舊生產(chǎn)線(xiàn)所需場(chǎng)地空間的一半同一車(chē)間可以生產(chǎn)8種車(chē)型，增強(qiáng)了靈活性新制造體系大大節(jié)省制造多種車(chē)型的成本思考傳統(tǒng)的汽車(chē)制造業(yè)屬于哪種生產(chǎn)類(lèi)型？豐田的全球車(chē)身生產(chǎn)線(xiàn)與傳統(tǒng)的汽車(chē)制造工藝有何區(qū)別之處？在豐田的車(chē)間布置中，有什么是值得我們學(xué)習(xí)的？3工藝選擇企業(yè)選擇何種生產(chǎn)工序的戰(zhàn)略決策工藝類(lèi)型工藝專(zhuān)門(mén)化批量加工重復(fù)性加工連續(xù)性加工項(xiàng)目方式了解每種類(lèi)型的特征、優(yōu)缺點(diǎn)以及對(duì)工人、設(shè)備的要求4工藝選擇—continued工藝選擇的關(guān)鍵問(wèn)題產(chǎn)品和服務(wù)需求的性質(zhì)——與市場(chǎng)需求相適應(yīng)自動(dòng)化程度優(yōu)點(diǎn)：完全一致的生產(chǎn)和服務(wù)排除了人性化的情緒問(wèn)題減少了變動(dòng)成本缺點(diǎn)：成本較高不易輕易改變?cè)谝欢ǔ潭壬蠈?duì)工人的心理和生產(chǎn)率產(chǎn)生負(fù)面影響5工藝選擇—continued工藝選擇的關(guān)鍵問(wèn)題自動(dòng)化程度分類(lèi)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(lèi)型的特征及優(yōu)缺點(diǎn)6工藝選擇—continued工藝選擇工具——產(chǎn)品—工藝矩陣（Product-ProcessMatrix,PPM）1979年，由海斯（RobertH.Hayes）、惠爾萊特（StevenC.Wheelwright）提出解釋二維矩陣橫坐標(biāo)：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與產(chǎn)品生命周期，沿箭頭方向從左向右表示從導(dǎo)入期到成長(zhǎng)期到成熟期再到衰退縱坐標(biāo)：工藝結(jié)構(gòu)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發(fā)展沿著PPM矩陣對(duì)角線(xiàn)選擇和配置生產(chǎn)運(yùn)作工藝，可以達(dá)到最優(yōu)的水平也有的企業(yè)適當(dāng)采用偏離對(duì)角線(xiàn)的選擇策略，出奇制勝7工藝選擇—continued工藝選擇工具——產(chǎn)品—工藝矩陣工藝結(jié)構(gòu)/工藝生命周期產(chǎn)品結(jié)構(gòu)/產(chǎn)品生命周期高柔性低效率高單位成本低柔性高效率低單位成本工藝專(zhuān)門(mén)化批量加工重復(fù)性加工連續(xù)性加工客戶(hù)化（單件）多品種（中小批量）主要產(chǎn)品（中等批量）標(biāo)準(zhǔn)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)生產(chǎn)/快餐煉鋼廠/家庭供水不可行不可行8設(shè)施布置設(shè)施布置的基本形式根據(jù)工作流程布置產(chǎn)品原則布置（Product-orientedLayout）工藝原則布置（Process-orientedLayout）定位布置（Fixed-positionLayout）混合布置（MixedLayout）根據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)功能布置倉(cāng)儲(chǔ)布置零售布置辦公室布置9設(shè)施布置—continued產(chǎn)品原則布置（Product-orientedLayout）一種根據(jù)產(chǎn)品制造的步驟來(lái)安排設(shè)備或工作過(guò)程的方式適用于標(biāo)準(zhǔn)化極高的產(chǎn)品或者服務(wù)典型實(shí)例是生產(chǎn)線(xiàn)或裝配線(xiàn)關(guān)鍵問(wèn)題是生產(chǎn)線(xiàn)的平衡工作流程原材料或顧客制成品工作地1工作地2工作地310設(shè)施布置置—continued產(chǎn)品原則則布置（（Product-orientedLayout）優(yōu)點(diǎn)產(chǎn)量高，，單位成成本低增強(qiáng)了工工人操作作的熟練練程度，，減少了了培訓(xùn)成成本簡(jiǎn)化了物物料運(yùn)輸輸人力和設(shè)設(shè)備得到到充分利利用缺點(diǎn)工人缺少少發(fā)展機(jī)機(jī)會(huì)，容容易導(dǎo)致致厭倦情情緒的產(chǎn)產(chǎn)生設(shè)備和工工人對(duì)變變化的適適應(yīng)能力力較差，，柔性較較差某個(gè)工人人或者某某個(gè)環(huán)節(jié)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)問(wèn)題，將將會(huì)影響響整個(gè)生生產(chǎn)系統(tǒng)統(tǒng)系統(tǒng)需要要具備迅迅速修復(fù)復(fù)的能力力和備用用件庫(kù)存存，增加加了一定定的成本本11設(shè)施布置置—continued產(chǎn)品原則則布置（（Product-orientedLayout）U型生產(chǎn)線(xiàn)線(xiàn)提高柔柔性物料流物料流不好，操操作者被被分開(kāi)，，沒(méi)有機(jī)機(jī)會(huì)進(jìn)行行交流??！一般美美國(guó)工廠廠采用配配件流水水線(xiàn)好，可交交流，或或增減操操作人員員，經(jīng)訓(xùn)訓(xùn)練的人人幾乎可可自動(dòng)平平衡不同同生產(chǎn)速速度不好，操操作者被被圍起來(lái)來(lái)，沒(méi)機(jī)機(jī)會(huì)與第第一個(gè)操操作者一一起工作作以增加加產(chǎn)量物料好，操作作者可互互相幫助助，可與與第三個(gè)個(gè)人一起起工作以以提高產(chǎn)產(chǎn)量不好，直直線(xiàn)形很很難平衡衡好，U形生產(chǎn)線(xiàn)線(xiàn)的一個(gè)個(gè)特點(diǎn)就就是操作作者容易易進(jìn)入，，5個(gè)操作者者可減為為4個(gè)12設(shè)施布置置—continued工藝原則則布置（（Process-orientedLayout）將相似的的設(shè)備或或功能集集中放在在同一個(gè)個(gè)部門(mén)，，使其相相對(duì)位置置達(dá)到最最優(yōu)最優(yōu)的布布置：將將彼此之之間物流流量較大大的部門(mén)門(mén)相鄰布布置，以以減少物物料的搬搬運(yùn)費(fèi)用用關(guān)鍵：如如何安排排好工作作部門(mén)之之間的相相對(duì)位置置13設(shè)施布置置—continuedBank?1995CorelCorp.MachineShop?1995CorelCorp.Hospital?1995CorelCorp.14設(shè)施布置置—continued工藝原則則布置（（Process-orientedLayout）優(yōu)點(diǎn)個(gè)別設(shè)備備出了故故障或個(gè)個(gè)別工人人缺席對(duì)對(duì)整個(gè)生生產(chǎn)系統(tǒng)統(tǒng)的影響響較小上下工序序之間的的相互依依賴(lài)性較較小設(shè)備維修修費(fèi)用較較低，投投資于備備用件上上的成本本也較低低缺點(diǎn)如果批量量加工，，在制品品庫(kù)存量量會(huì)很大大要經(jīng)常進(jìn)進(jìn)行工藝藝路線(xiàn)選選擇及進(jìn)進(jìn)度安排排設(shè)備利用用率低加工的多多樣性要要求頻繁繁地調(diào)整整設(shè)備，，造成工工作流的的不連續(xù)續(xù)性，形形成間歇歇加工物料傳輸輸慢，效效率低，，單位運(yùn)運(yùn)輸成本本較高15設(shè)施布置置—continued定位布置置（Fixed-positionLayout）生產(chǎn)設(shè)備備需要移移到要加加工的產(chǎn)產(chǎn)品處，，而不是是產(chǎn)品移移到設(shè)備備處廣泛應(yīng)用用于耕種種、消防防、筑路路、建筑筑、鉆探探石油、、醫(yī)院中中的手術(shù)術(shù)室等方方面混合布置置（MixedLayout）企業(yè)同時(shí)時(shí)存在兩兩種或兩兩種以上上形式的的布置醫(yī)院科室按照照工藝原原則布置置手術(shù)室按按照定位位布置設(shè)設(shè)置16設(shè)施布置置—continued倉(cāng)儲(chǔ)布置置在倉(cāng)庫(kù)中中安排物物資的存存放原則：最最大限度度地利用用倉(cāng)儲(chǔ)空空間，以以最低成成本保管管、處理理物資要考慮的的因素：：訂貨次次數(shù)、物物品間的的相關(guān)性性、走道道的數(shù)量量和寬度度等17設(shè)施布置置—continued零售布置置原則：使使單位面面積的凈凈收益達(dá)達(dá)到最大大，同時(shí)時(shí)，為顧顧客提供供最便捷捷的、最最賞心悅悅目的店店鋪布局局辦公室布布置趨勢(shì)：開(kāi)開(kāi)放式，，為員工工提供了了更多的的交流和和團(tuán)隊(duì)合合作的機(jī)機(jī)會(huì)和空空間18生產(chǎn)線(xiàn)的的平衡決定如何何將工作作分配到到工作地地的一過(guò)過(guò)程目標(biāo)：使使分配到到各個(gè)工工作地的的作業(yè)所所需要的的時(shí)間大大致相等等，從而而使生產(chǎn)產(chǎn)線(xiàn)上各各活動(dòng)同同步進(jìn)行行，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)工人和和設(shè)備的的最大利利用可能遇到到的困難難設(shè)備問(wèn)題題基本作業(yè)業(yè)的時(shí)間間差異不不能通過(guò)過(guò)分配作作業(yè)組而而解決生產(chǎn)或裝裝配所要要求的技技術(shù)順序序，對(duì)理想的的分配有有約束力力19生產(chǎn)線(xiàn)的的平衡—continued工作地?cái)?shù)數(shù)量的確確定節(jié)拍各工作地地完成分分配給它它的作業(yè)業(yè)直到工工作地可可以往下下進(jìn)行所所容許的的最長(zhǎng)時(shí)時(shí)間產(chǎn)出能力力=OT/CT式中OT———每天運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)時(shí)間；；CT———節(jié)拍可能最小小的節(jié)拍拍：等于于最長(zhǎng)的的那個(gè)作作業(yè)時(shí)間間可能最大大的節(jié)拍拍：等于于各工作作時(shí)間之之和生產(chǎn)線(xiàn)節(jié)節(jié)拍的確確定取決決于使用用幾個(gè)工工作地20生產(chǎn)線(xiàn)的的平衡—continued工作地?cái)?shù)數(shù)量的確確定節(jié)拍可能最小小節(jié)拍和和可能最最大節(jié)拍拍的作用用確定生產(chǎn)產(chǎn)線(xiàn)產(chǎn)量量范圍幫助調(diào)整整計(jì)劃期期產(chǎn)量CT=OT/D式中D——計(jì)劃期的的產(chǎn)量如果計(jì)劃劃期產(chǎn)量量已定，，而計(jì)算算出來(lái)的的節(jié)拍沒(méi)沒(méi)有處于于最大和和最小節(jié)節(jié)拍之間間，那么么就必須須對(duì)計(jì)劃劃期的產(chǎn)產(chǎn)量做出出修改21生產(chǎn)線(xiàn)的的平衡—continued工作地?cái)?shù)數(shù)量的確確定工作地?cái)?shù)數(shù)量的計(jì)計(jì)算工作地?cái)?shù)數(shù)的理論論最小值值Nmin=∑t/CT式中Nmin———工作地?cái)?shù)數(shù)的理論論最小值值；∑t——各作業(yè)時(shí)時(shí)間之和和22生產(chǎn)線(xiàn)的的平衡—continued作業(yè)分配配的啟發(fā)發(fā)式算法法作業(yè)順序序圖的概概念abcd0.1分鐘1.0分鐘0.4分鐘0.5分鐘這個(gè)作業(yè)業(yè)順序圖圖表明，，作業(yè)b開(kāi)始的前前提是a已完成；；而d要開(kāi)始，，前提是是b和c都已經(jīng)完完成23生產(chǎn)線(xiàn)的的平衡—continued作業(yè)分配配的啟發(fā)發(fā)式算法法先分配后后續(xù)作業(yè)業(yè)數(shù)最多多的作業(yè)業(yè)的原則則各工作地地最初的的“剩余余時(shí)間””等于節(jié)節(jié)拍先行作業(yè)業(yè)已經(jīng)被被分配完完、作業(yè)業(yè)時(shí)間不不超過(guò)該該工作地地的剩余余時(shí)間的的作業(yè)才才夠資格格被分配配如果出現(xiàn)現(xiàn)多個(gè)作作業(yè)的后后續(xù)作業(yè)業(yè)數(shù)一樣樣多的情情況時(shí)，，首先分分配所需需時(shí)間最最長(zhǎng)的作作業(yè)24生產(chǎn)線(xiàn)的的平衡—continued作業(yè)分配配的啟發(fā)發(fā)式算法法先分配后后續(xù)作業(yè)業(yè)數(shù)最多多的作業(yè)業(yè)算算例abcd0.2分鐘1.0分鐘0.5分鐘0.4分鐘將圖中的的作業(yè)分分配到三三個(gè)工作作地。已已知節(jié)拍拍為1.0分鐘。e0.2分鐘25生產(chǎn)線(xiàn)的的平衡—continued解答作業(yè)分配配分析表表工作地剩余時(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,ca0.80.8cc0.30.3無(wú)無(wú)0.321.0bb0.00.031.0dd0.60.6ee0.40.40.726生產(chǎn)線(xiàn)的的平衡—continued生產(chǎn)線(xiàn)平平衡的一一些相關(guān)關(guān)因素及及指導(dǎo)原原則作業(yè)分配配的一般般程序確定節(jié)拍拍，求出出所需最最小工作作地?cái)?shù)從第一個(gè)個(gè)工作地地開(kāi)始，，按順序序給工作作地分配配作業(yè)，，一直分分配到所所有作業(yè)業(yè)都已被被分配作業(yè)分配配的效率率測(cè)量生產(chǎn)線(xiàn)閑閑置時(shí)間間百分比比=每節(jié)拍內(nèi)內(nèi)的閑置置時(shí)間/（N實(shí)際節(jié)拍）100%生產(chǎn)線(xiàn)的的效率100%生產(chǎn)線(xiàn)閑閑置時(shí)間間百分比比27生產(chǎn)線(xiàn)的的平衡—continued生產(chǎn)線(xiàn)平平衡的一一些相關(guān)關(guān)因素及及指導(dǎo)原原則產(chǎn)量問(wèn)題題運(yùn)用各種種方法解解決問(wèn)題題制約因素素：技技術(shù)約束束、人力力因素、、設(shè)備約約束、空空間約束束、產(chǎn)量量約束促進(jìn)生產(chǎn)產(chǎn)線(xiàn)平衡衡的其他他一些方方法培養(yǎng)多面面手設(shè)計(jì)混合合型生產(chǎn)產(chǎn)線(xiàn)28對(duì)工藝原原則布置置的設(shè)計(jì)計(jì)布置方法法從至表法法（單行行布置法法）部門(mén)內(nèi)部部工作地地成單行行排列，，且工作作地之間間往來(lái)密密切程度度的關(guān)系系能定量量表示時(shí)時(shí)使用零件的綜綜合往來(lái)來(lái)路線(xiàn)圖圖初始零件件從至表表最終零件件從至表表從至數(shù)代代表工作作地之間間的流量量的大小小數(shù)據(jù)距對(duì)對(duì)角線(xiàn)的的格數(shù)是是工作地地之間的的距離單單位數(shù)L—零件總的的移動(dòng)距距離；；i—兩個(gè)工作作地之間間的距離離；j—這兩個(gè)工工作地的的從至數(shù)數(shù)29對(duì)工藝原原則布置置的設(shè)計(jì)計(jì)—continued算例已知某廠廠有6個(gè)部門(mén)，，部門(mén)之之間的初初始物流流流量如如表所示示，做出出修改后后的最終終零件從從至表至從ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ合計(jì)Ⅰ備件車(chē)間21811Ⅱ機(jī)加工車(chē)間12115Ⅲ沖壓車(chē)間123Ⅳ油漆車(chē)間33Ⅴ裝配22Ⅵ倉(cāng)庫(kù)0合計(jì)0533211i=2i=130對(duì)工藝原原則布置置的設(shè)計(jì)計(jì)—continued解答修改后的的從至表表至從ⅠⅥⅡⅣⅢⅤ合計(jì)部門(mén)Ⅰ82111部門(mén)Ⅵ部門(mén)Ⅱ12115部門(mén)Ⅳ33部門(mén)Ⅲ213部門(mén)Ⅴ22合計(jì)011533231對(duì)工藝原原則布置置的設(shè)計(jì)計(jì)—continued解答布置改進(jìn)進(jìn)前后的的零件總總移動(dòng)距距離前進(jìn)后退ijij改進(jìn)前1(2+1+1)=422=43(1+2)=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ΔLLL1753738總距離相對(duì)減少程度ΔL/L38/7550.7%32對(duì)工藝原原則布置置的設(shè)計(jì)計(jì)—continued布置方法法雙行布置置法當(dāng)部門(mén)內(nèi)內(nèi)部成雙雙行布置置時(shí)，采采用雙行行布置法法具體方法法根據(jù)從至至表，整整理出零零件移動(dòng)動(dòng)次數(shù)的的排序表表，從大大到小排排列根據(jù)排列列作出調(diào)調(diào)整，把把移動(dòng)次次數(shù)多的的相關(guān)工工作地相相鄰安排排，直至至把全部部工作地地安排完完為止幾個(gè)概念念相鄰從至至線(xiàn)：處處于相鄰鄰位置的的工作地地之間的的從至線(xiàn)線(xiàn)超鄰從至至線(xiàn)：處處于不相相鄰位置置的工作作地之間間的從至至線(xiàn)33對(duì)工藝原原則布置置的設(shè)計(jì)計(jì)—continued布置方法法雙行布置置法幾個(gè)概念念極限標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)：當(dāng)追追求總移移動(dòng)距離離為最短短時(shí)，就就要使所所有有流流量往來(lái)來(lái)關(guān)系的的工作地地處于相相鄰位置置，這時(shí)時(shí)，總移移動(dòng)距離離為最短短，此時(shí)時(shí)的總距距離稱(chēng)為為極限標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。超極限標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)：：即方案案的總移移動(dòng)距離離與極限限標(biāo)準(zhǔn)之之間的差差額Δ式中xij——i,j兩個(gè)工作作地之間間的距離離；yij——i,j兩個(gè)工作作地之間間的從至至數(shù)Δ34對(duì)工藝原原則布置置的設(shè)計(jì)計(jì)—continued算例根據(jù)上例例的從至至表，做做雙行布布置零件移動(dòng)動(dòng)次數(shù)排排序表次序相關(guān)設(shè)備次數(shù)次序相關(guān)設(shè)備次數(shù)1Ⅰ→Ⅳ87Ⅰ→Ⅴ12Ⅳ→Ⅱ38Ⅱ→Ⅲ13Ⅰ→Ⅱ29Ⅱ→Ⅴ14Ⅱ→Ⅳ210Ⅱ→Ⅵ15Ⅲ→Ⅵ211Ⅲ→Ⅳ16Ⅴ→Ⅲ235對(duì)工藝原原則布置置的設(shè)計(jì)計(jì)—continued解答ⅣⅡⅠⅥⅢⅤ相鄰從至至線(xiàn)：10條；超鄰從至至線(xiàn)：1條；Δ=(21)1=136對(duì)工藝原原則布置置的設(shè)計(jì)計(jì)—continued