生產(chǎn)與運(yùn)作管理07.ppt

1、7-1,生產(chǎn)運(yùn)作管理工藝選擇與設(shè)施布置Chapter 7,7-2,學(xué)習(xí)目標(biāo),學(xué)習(xí)本章以后，你將能： 了解或描述： 常見的幾種工藝類型 工藝選擇的關(guān)鍵問(wèn)題 設(shè)施布置的基本類型 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),7-3,豐田的全球車身流水線,全球車身生產(chǎn)線一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的金屬加工系統(tǒng) 新生產(chǎn)線的投資要比它所取代的那條節(jié)省50% 在新生產(chǎn)線上生產(chǎn)一種不同的轎車，成本降低70% 空間只有舊生產(chǎn)線所需場(chǎng)地空間的一半 同一車間可以生產(chǎn)8種車型，增強(qiáng)了靈活性 新制造體系大大節(jié)省制造多種車型的成本 思考 傳統(tǒng)的汽車制造業(yè)屬于哪種生產(chǎn)類型？ 豐田的全球車身生

2、產(chǎn)線與傳統(tǒng)的汽車制造工藝有何區(qū)別之處？,7-4,工藝選擇,企業(yè)選擇何種生產(chǎn)工序的戰(zhàn)略決策 工藝類型 工藝專門化 批量加工 重復(fù)性加工 連續(xù)性加工 項(xiàng)目方式 了解每種類型的特征、優(yōu)缺點(diǎn)以及對(duì)工人、設(shè)備的要求,7-5,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 在一定程度上對(duì)工人的心理和生產(chǎn)率產(chǎn)生負(fù)面影響,7-6,工藝選擇continued,工藝選擇的關(guān)鍵問(wèn)題 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

3、同自動(dòng)化類型的特征及優(yōu)缺點(diǎn),7-7,工藝選擇continued,工藝選擇工具產(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)角線的選擇策略，出奇制勝,7-8,工藝選擇continued,工藝選擇

4、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 專門化,批量 加工,重復(fù)性 加工,連續(xù)性 加工,客戶化 （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,7-9,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-oriented Layout） 工藝原則布置（Process-oriented Layout） 定位布置（Fixed-position Layout）

5、 混合布置（Mixed Layout） 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,7-10,設(shè)施布置continued,產(chǎn)品原則布置（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)線或裝配線 關(guān)鍵問(wèn)題是生產(chǎn)線的平衡,工作流程,原材料或顧客,制成品,工作地1,工作地2,工作地3,7-11,設(shè)施布置continued,產(chǎn)品原則布置（Product-oriented Layout） 優(yōu)點(diǎn) 產(chǎn)量高，單位成本低 增強(qiáng)了工人操作的熟練程度，減少了培訓(xùn)成本 簡(jiǎn)化了物料運(yùn)輸 人力和設(shè)備得到充分利用

6、缺點(diǎn) 工人缺少發(fā)展機(jī)會(huì)，容易導(dǎo)致厭倦情緒的產(chǎn)生 設(shè)備和工人對(duì)變化的適應(yīng)能力較差，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)生產(chǎn)系統(tǒng) 系統(tǒng)需要具備迅速修復(fù)的能力和備用件庫(kù)存，增加了一定的成本,7-12,設(shè)施布置continued,產(chǎn)品原則布置（Product-oriented Layout） U型生產(chǎn)線提高柔性,物料流,物料流,不好，操作者被分開，沒(méi)有機(jī)會(huì)進(jìn)行交流！一般美國(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)平衡不同生產(chǎn)速度,不好，操作者被圍起來(lái)，沒(méi)機(jī)會(huì)與第一個(gè)操作者一起工作以增加產(chǎn)量,物料,好，操作者可互相幫助，可與第三個(gè)人一起工作以提高產(chǎn)量,不好，直

7、線形很難平衡,好，U形生產(chǎn)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),7-13,設(shè)施布置continued,工藝原則布置（Process-oriented Layout） 將相似的設(shè)備或功能集中放在同一個(gè)部門，使其相對(duì)位置達(dá)到最優(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：如何安排好工作部門之間的相對(duì)位置,7-14,設(shè)施布置continued,7-15,設(shè)施布置continued,工藝原則布置（Process-oriented Layout） 優(yōu)點(diǎn) 個(gè)別設(shè)備出了故障或個(gè)別工人缺席對(duì)整個(gè)生產(chǎn)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

8、，投資于備用件上的成本也較低 缺點(diǎn) 如果批量加工，在制品庫(kù)存量會(huì)很大 要經(jīng)常進(jìn)行工藝路線選擇及進(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，造成工作流的不連續(xù)性，形成間歇加工 物料傳輸慢，效率低，單位運(yùn)輸成本較高,7-16,設(shè)施布置continued,工藝原則布置（Process-oriented Layout） 成組技術(shù) 在工藝原則布置的基礎(chǔ)上轉(zhuǎn)換而來(lái) 先確定出具有相似設(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)這些形狀或工藝要求相似的零件進(jìn)行加工 步驟 將零部件進(jìn)行分類 識(shí)別零件組的物流類型，作為成組布置的基礎(chǔ) 將機(jī)器和工藝分組，組成加工中心或工作單元,7-17,設(shè)

9、施布置continued,工藝原則布置（Process-oriented Layout） 成組技術(shù) 與工藝原則布置的關(guān)系 相似之處：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)品原則布置的優(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能和快速學(xué)習(xí)能力,7-18,設(shè)施布置continued,定位布置（Fixed-position Layout） 生產(chǎn)設(shè)備需要移到要加工的產(chǎn)品處，而不是產(chǎn)品移到設(shè)備處 廣泛應(yīng)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形式的布置 醫(yī)院 科室按照工藝原則布置 手術(shù)

10、室按照定位布置設(shè)置,7-19,設(shè)施布置continued,倉(cāng)儲(chǔ)布置 在倉(cāng)庫(kù)中安排物資的存放 原則：最大限度地利用倉(cāng)儲(chǔ)空間，以最低成本保管、處理物資 要考慮的因素：訂貨次數(shù)、物品間的相關(guān)性、走道的數(shù)量和寬度等,7-20,設(shè)施布置continued,零售布置 原則：使單位面積的凈收益達(dá)到最大，同時(shí)，為顧客提供最便捷的、最賞心悅目的店鋪布局 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)合作的機(jī)會(huì)和空間,7-21,生產(chǎn)線的平衡,決定如何將工作分配到工作地的一過(guò)程 目標(biāo)：使分配到各個(gè)工作地的作業(yè)所需要的時(shí)間大致相等，從而使生產(chǎn)線上各活動(dòng)同步進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)工人和設(shè)備的最大利用 可能遇到的困難 設(shè)備問(wèn)

11、題 基本作業(yè)的時(shí)間差異不能通過(guò)分配作業(yè)組而解決 生產(chǎn)或裝配所要求的技術(shù)順序 對(duì)理想的分配有約束力,7-22,生產(chǎn)線的平衡continued,工作地?cái)?shù)量的確定 節(jié)拍 各工作地完成分配給它的作業(yè)直到工作地可以往下進(jìn)行所容許的最長(zhǎng)時(shí)間 產(chǎn)出能力=OT/CT 式中 OT每天運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間；CT節(jié)拍 可能最小的節(jié)拍：等于最長(zhǎng)的那個(gè)作業(yè)時(shí)間 可能最大的節(jié)拍：等于各工作時(shí)間之和 生產(chǎn)線節(jié)拍的確定取決于使用幾個(gè)工作地,7-23,生產(chǎn)線的平衡continued,工作地?cái)?shù)量的確定 節(jié)拍 可能最小節(jié)拍和可能最大節(jié)拍的作用 確定生產(chǎn)線產(chǎn)量范圍 幫助調(diào)整計(jì)劃期產(chǎn)量 CT=OT/D 式中 D計(jì)劃期的產(chǎn)量 如果計(jì)劃期產(chǎn)量已定，而

12、計(jì)算出來(lái)的節(jié)拍沒(méi)有處于最大和最小節(jié)拍之間，那么就必須對(duì)計(jì)劃期的產(chǎn)量做出修改,7-24,生產(chǎn)線的平衡continued,工作地?cái)?shù)量的確定 工作地?cái)?shù)量的計(jì)算 工作地?cái)?shù)的理論最小值 Nmin=t/CT 式中 Nmin工作地?cái)?shù)的理論最小值； t各作業(yè)時(shí)間之和,7-25,生產(chǎn)線的平衡continued,作業(yè)分配的啟發(fā)式算法 作業(yè)順序圖的概念,a,b,c,d,0.1 分鐘,1.0 分鐘,0.4 分鐘,0.5 分鐘,這個(gè)作業(yè)順序圖表明，作業(yè)b開始的前提是a已完成；而d要開始，前提是b和c都已經(jīng)完成,7-26,生產(chǎn)線的平衡continued,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)的原則 各工作地最初

13、的“剩余時(shí)間”等于節(jié)拍 只有先行作業(yè)已經(jīng)被分配完、作業(yè)時(shí)間不超過(guò)該工作地的剩余時(shí)間的作業(yè)才夠資格被分配 如果出現(xiàn)多個(gè)作業(yè)的后續(xù)作業(yè)數(shù)一樣多的情況時(shí)，則采用膠著選賽（tiebreaking）法，即首先分配所需時(shí)間最長(zhǎng)的作業(yè),7-27,生產(chǎn)線的平衡continued,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,a,b,c,d,0.2 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)工作地。已知節(jié)拍為1.0分鐘。,e,0.2 分鐘,7-28,生產(chǎn)線的平衡continued,解答 作業(yè)分配分析表,7-29,生產(chǎn)線的平衡continued,生產(chǎn)線平衡的一些相關(guān)因素及指導(dǎo)

14、原則 作業(yè)分配的一般程序 確定節(jié)拍，求出所需最小工作地?cái)?shù) 從第一個(gè)工作地開始，按順序給工作地分配作業(yè)，一直分配到所有作業(yè)都已被分配 作業(yè)分配的效率測(cè)量 生產(chǎn)線閑置時(shí)間百分比 =每節(jié)拍內(nèi)的閑置時(shí)間/（N實(shí)際節(jié)拍）100% 生產(chǎn)線的效率 100%生產(chǎn)線閑置時(shí)間百分比,7-30,生產(chǎn)線的平衡continued,生產(chǎn)線平衡的一些相關(guān)因素及指導(dǎo)原則 產(chǎn)量問(wèn)題 運(yùn)用各種方法解決問(wèn)題 制約因素 ：技術(shù)約束、人力因素、設(shè)備約束、空間約束、產(chǎn)量約束 促進(jìn)生產(chǎn)線平衡的其他一些方法 培養(yǎng)多面手 設(shè)計(jì)混合型生產(chǎn)線,7-31,對(duì)工藝原則布置的設(shè)計(jì),布置方法 從至表法（單行布置法） 部門內(nèi)部工作地成單行排列，且工作地之間

15、往來(lái)密切程度的關(guān)系能定量表示時(shí)使用 零件的綜合往來(lái)路線圖 初始零件從至表 最終零件從至表 從至數(shù)代表工作地之間的流量的大小 數(shù)據(jù)距對(duì)角線的格數(shù)是工作地之間的距離單位數(shù) L零件總的移動(dòng)距離 ；i 兩個(gè)工作地之間的距離；j 這兩個(gè)工作地的從至數(shù),7-32,對(duì)工藝原則布置的設(shè)計(jì)continued,算例 已知某廠有6個(gè)部門，部門之間的初始物流流量如表所示，做出修改后的最終零件從至表,i=1,i=2,7-33,對(duì)工藝原則布置的設(shè)計(jì)continued,解答,修改后的從至表,7-34,對(duì)工藝原則布置的設(shè)計(jì)continued,解答,布置改進(jìn)前后的零件總移動(dòng)距離,7-35,對(duì)工藝原則布置的設(shè)計(jì)continued

16、,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 具體方法 根據(jù)從至表，整理出零件移動(dòng)次數(shù)的排序表，從大到小排列 根據(jù)排列作出調(diào)整，把移動(dòng)次數(shù)多的相關(guān)工作地相鄰安排，直至把全部工作地安排完為止 幾個(gè)概念 相鄰從至線：處于相鄰位置的工作地之間的從至線 超鄰從至線：處于不相鄰位置的工作地之間的從至線,7-36,對(duì)工藝原則布置的設(shè)計(jì)continued,布置方法 雙行布置法 幾個(gè)概念 極限標(biāo)準(zhǔn)：當(dāng)追求總移動(dòng)距離為最短時(shí)，就要使所有有流量往來(lái)關(guān)系的工作地處于相鄰位置，這時(shí)，總移動(dòng)距離為最短，此時(shí)的總距離稱為極限標(biāo)準(zhǔn)。 超極限標(biāo)準(zhǔn)數(shù)：即方案的總移動(dòng)距離與極限標(biāo)準(zhǔn)之間的差額 式中xi ji,

17、j兩個(gè)工作地之間的距離； yi j i, j兩個(gè)工作地之間的從至數(shù),7-37,對(duì)工藝原則布置的設(shè)計(jì)continued,算例 根據(jù)上例的從至表，做雙行布置 零件移動(dòng)次數(shù)排序表,7-38,對(duì)工藝原則布置的設(shè)計(jì)continued,解答,相鄰從至線：10條； 超鄰從至線：1條； =(21) 1=1,7-39,對(duì)工藝原則布置的設(shè)計(jì)continued,布置方法 計(jì)算機(jī)分析 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)施布置技術(shù)（CRAFT） 利用搜尋技術(shù)，調(diào)整部門之間的位置，以使總物料運(yùn)輸成本為最低 結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)計(jì)算機(jī)分析出來(lái)的結(jié)果作一定的調(diào)整,7-40,對(duì)工藝原則布置的設(shè)計(jì)continued,布置方法 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)施布置技術(shù)運(yùn)算原理 從第1行第1列開始循環(huán)，計(jì)算兩兩交換工件地位置后的運(yùn)輸費(fèi)用之差，并將此數(shù)據(jù)保存。在全部計(jì)算完以后，取運(yùn)輸費(fèi)用降低最多的方案并將所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)工件地交換位置，作