第八章生产运作系统的组织与设计

第八章生产运作系统的组织与设计生产与运作系统●生产与运作系统是通过有效的资源配置实现“投入→变换→产出”功能的综合体；它是企业大系统中的子系统●生产与运作系统的载体（或生产与运作系统的主体）是各种各样的社会组织投入人力物料设备技术信息能源土地资金顾客或用户的参与实施信息反馈产出产品服务变换过程①③⑤②④生产与运作系统活动过程外部信息内部信息价值增值过程一、制造业生产过程构成1生产技术准备过程2基本生产过程3辅助生产过程4生产服务过程5附属生产过程§1生产过程与生产类型基本生产过程●生产阶段：按工艺加工性质划分的局部生产过程●工序：组成生产过程的最基本单位；指一个或几个工人在一个工作地上对一个（或几个）劳动对象连续进行的生产活动按其作用可分为工艺工序、检验工序、运输工序等●工作地：由一定场地面积、机器设备和辅助工具组成，劳动工具对劳动对象进行生产活动的地点二、生产类型1、生产类型的划分标志3、服务业运作类型的划分及其特点2、不同生产类型的生产组织管理特征分析1、生产类型的划分标志（1）按接受生产任务的方式划分订货生产类型（MTO）存货生产类型（MTS）（2）按产品的结构特征划分大型复杂产品类型简单产品生产类型（3）按生产工艺特征划分流程（连续）生产型加工装配（间断）生产型（4）按生产方法划分合成型（机电类厂）分解型（炼油厂）调制型（炼钢厂）提取型（煤矿）（5）按生产的重复程度（工作地的专业化程度）划分大量生产类型成批生产类型单件小批生产类型项目管理类型三种不同生产类型的生产管理特点大量生产成批生产单件小批生产品种少较多很多产量大中小设备专用部分通用通用生产周期短长短不一长成本低中高追求目标连续性均衡性柔性2、不同生产类型的生产组织管理特征分析（1）连续（流程性工艺过程）生产类型的生产管理特征①保证原料、动力不间断地连续供应②加强设备维修保养工作③对生产过程实行监控④生产计划由企业集中编制，根据市场需求的波动和变化及时调整生产的品种规格⑤尽量维持均衡生产，规定合理的生产批量，控制必要库存⑥避免生产频繁调整，充分发挥企业的生产能力类型大量生产成批生产单件小批生产组织形式流水生产线、自动生产线①按对象专业化原则建立生产单位、②多对象和可变流水线、③建立成组生产单元、④采用柔性制造系统①按工艺专业化原则建立生产单位、②建立成组生产单元、③采用柔性制造系统提高竞争力的关键优质、优价、备件充分、维修方便产品不断更新换代、提高质量满足市场需求强大的设计能力、良好的售后服务生产管理重点①保证供应、②设备不出故障、③尽量应用标准计划、④保障均衡生产、⑤降低消耗和产品成本①优化产品组合、②制定科学的生产批量和生产间隔期、③简化零件进度计划、改善零件加工过程和工序之间的衔接、④安排好零部件生产进度、组织好物流平衡①掌握能力、正确决策、②提高瓶颈环节生产能力、③抓住关键零部件的生产进度和物流平衡、④监控生产成套性保证交货期（2）离散生产类型生产管理特征3、服务业运作类型的划分及其特点按顾客的需求特性分通用型专用型按运作系统特性分技术密集人员密集大量资本密集服务：专业资本密集服务：航空，运输，金融，医院，汽车等修理旅游，观光，娱乐，业，技术服务业邮电通讯，广播电视大量劳动密集服务：专业劳动密集服务：零售，批发，学校咨询公司，建筑设机关，餐饮计、律师、会计事务所服务业运作类型的划分§2生产与运作组织方式选择（一）生产与运作过程的空间组织（二）生产与运作过程的时间组织（三）生产与运作过程先进性、合理性的主要标志1工艺专业化形式2对象专业化形式1零件在工序间的移动方式（1）顺序移动方式（2）平行移动方式（3）平行—顺序移动方式2选择移动方式要考虑因素ABFD产品1产品2产品3E产品1产品2产品3C1、工艺专业化形式（一）生产与运作过程的空间组织2、对象专业化形式A、B、D产品1产品1产品2产品2D、E、C产品3产品3E、F、A（1）顺序移动方式概念：指一批零件或产品在前道工序全部加工完成后，整批转移到后道工序加工的移动方式例:加工批量n＝4，工序数m＝4，各道工序时间t1＝10mint2=5mint3=15mint4=10min其顺序移动方式示意图如下：10515工序4工序3工序2工序1t2040608010012014016010（二）生产与运作过程的时间组织生产周期计算公式：n——批量m——工序数ti——i工序单件工时T顺——顺序移动方式生产周期例：T顺＝4×（10＋5＋15＋10）=160miitnT1＝顺(2)平行移动方式概念：指每个产品或零件在上道工序加工完后，立即转到下道工序加工，使各个零件或产品在各道工序上的加工平行地进行生产周期计算公式：t长：工序时间最长的工序时间例：T平=（10＋5＋15＋10）＋（4－1）×15＝40＋45＝85miitntT1)1(长平＝t2040608085100工序4工序3工序2工序1(3)平行顺序移动方式概念：即一批零件或产品,既保持每道工序的平行性，又保持连续性的作业移动方式。101510501020304050607080901002545t工序4工序3工序2工序1计算公式：ti短——相邻两工序中,工时较短的工序单件工时T平顺=160－（4－1）×（5＋5＋10）＝100min或t较大：比相邻工序单件工时均较大的工序单件工时t较小：比相邻工序单件工时均较小的工序单件工时T平顺=40＋（4－1）×（10+15－5）＝100min111)1(miimiitntnT短平顺)()1(较小较大平顺ttntTi选择零件移动方式要考虑因素零件尺寸加工时间批量大小生产单位专业化形式平行移动方式大长大对象专业化平行顺序移动方式小长大对象专业化顺序移动方式小短小工艺专业化零件三种移动方式的比较平行移动方式平行顺序移动方式顺序移动方式生产周期短中长运输次数多中少设备利用差好好组织管理中复杂简单（三）生产过程先进性、合理性的主要标志1连续性2平行性3比例性4均衡性5柔性§3流水生产线（一）基本概念1.流水生产概念及特点2.流水线的分类3.对流水线的评价4.流水生产组织的条件（二）流水线的组织设计1、流水生产概念及特点概念：是指加工对象按照一定的工艺路线、有规律地从前道工序流到后道工序加工，并按照一定的生产速度连续完成工序作业的生产过程特点：1）流水线上固定生产一种或少数几种产品（零件），工作地专业化程度高2）流水线上每个工作地按照产品工艺过程（零件）顺序安排，产品按单向运输路线移动3）工艺过程是封闭的，工作地按工艺顺序安排为索链形式，劳动对象在工序间作单向流动，自成系统，便于管理和控制4）生产具有明显的节奏性5）生产具有较高连续性6）流水线上各工序之间的生产能力是平衡的，成比例的（一）基本概念2、流水线的分类分类标志对象移动方式对象数目对象轮换方式连续程度节奏化机械化程度流水线固定流水线移动流水线单一对象流水线多对象流水线不变流水线可变流水线成组流水线连续流水线间断流水线强制节拍流水线自由节拍流水线粗略节拍流水线自动生产线机械化流水线手工流水线混合流水线3、流水线的评价优点：1）产品的生产过程较好地符合连续性、平行性、比例性以及均衡性要求2）生产率较高3）缩短生产周期，减少在制品的占用量和运输工作量，加速资金周转4）简化生产管理工作缺点：1）柔性差2）工人工作单调、紧张、易疲劳，不利于提高工人生产技术水平4、流水生产组织的条件1）品种稳定2）产品结构基本定型并标准化3）原材料、协作件标准化，能保证及时供应4）机器设备处于完好状态5）产品检验能在流水线上进行（二）流水生产线的组织设计1.流水生产线的组织设计和技术设计1）流水线生产的技术设计2）流水线生产的组织设计2.流水线组织设计的各项准备工作3.单一对象流水线的组织设计1）流水生产线的技术设计•工艺路线、工艺规程的制定•专用设备的设计●设备改装设计●专用工夹具设计●运输传送装置设计●信号装置设计即硬件设计1、流水生产线的组织设计和技术设计2）流水生产线的组织设计•流水线节拍和生产速度的确定•设备需要量和负荷的计算•工序同期化设计•工人配备•运输传送方式的设计•流水线平面布置的设计•流水线工作制度•生产服务工作组织和标准计划图表的制定即软件设计2、流水线组织设计的各项准备工作1）产品零件分析2）改进产品结构，使之适合于流水生产3）审查和修改工艺规程4）收集整理设计所需资料3、单一对象流水线的组织设计1）确定流水线节拍与节奏2）工序同期化3）计算流水线设备（工作地）数量及设备负荷率4）计算工人人数5）确定流水线节拍性质6）设计流水线的运输方式及设备7）流水线平面布置节拍●概念：流水线上连续投入或出产两个制品的时间间隔●计算公式：r:节拍F:计划期有效工作时间N:计划期产品产量F0:制度工作时间K:时间利用系数●例1：设计某流水线，计划年产量为20000件，外销件1000件，废品率2%，两班制工作，每班8小时，时间利用系数0.95，计算节拍KFF0（分）66.10)02.01/()100020000()6095.082251(rNFr节奏•概念：流水线顺序出产两批同样制品的时间间隔•计算公式：n运:运输批量•流水线运输批量参考值•例2：接例1，若零件重量轻，n运=100。求节奏r0=100×10.66=1066分/批rnr运0r0:节奏流水线运输批量参考值0.10.20.51.02.05.0≥101.01005020105211.0～2.0502020105212.0～5.020201052215.0～10101052211运输批量单件重量（kg）工序平均加工时间（分）单件2）工序同期化●指通过采取技术组织措施调整工序时间，使之尽可能与节拍相等或成整数倍关系的过程●例：工作地顺序工序号原工序单件时间新工作地单件时间11、2、66、2、21025、71、6733、95、51044、87、310510、115、4911⑧⑩⑤④③②⑥①⑦⑨26651324557同期化主要措施（1）机加工工序●在未同期化的工序上采用高效率设备，或改装原设备，提高出产效率●采用高效工艺装备●改变加工方法，减少切削时间●改进工作地布置与操作方法●提高工人的熟练程度和工作效率（2）装配工序●适当分解和合并工序●合理配置力量●采用高效率工具3）计算流水线设备数量及设备负荷率①工作地（设备）计算数Si计：ti：i工序单件工时r：节拍②i工作地实配设备数Si：Si≥Si计③i工作地负荷系数ηi：ηi=Si计/Si流水线平均设备负荷系数：最少工作地（设备）数：④单件损失时间i工序：流水线：t损=N×r－T流水线时间损失系数：平1rNTrNBDrNTNrtSSii计平iiiStrt损][minrTNrtSii计4）计算工人人数（1）手工操作为主的流水线Pi:i工序工人总数Si:i工序工作地数Wi:i工序工作地同时工作的人g:每日工作班次（2）设备加工为主的流水线gWSPiii)1(bSNgP看P:流水工人人数N:流水线总设备数S看:平均设备看管定额b:后备工人与上岗工人之比iPP5）确定流水线节拍性质●工序同期化程度高,工艺性好,加工对象稍重,体积稍大,可严格按节拍出产符合精度要求的产品,采用强制节拍流水线(连续流水线)●反之采用自由节拍或粗略节拍流水线(间断流水线)6）设计流水线的运输方式及设备●分配式传送带:●用于自由节拍间断流水线●工作式传送带:●用于强制节拍连续流水线●传送带速度:●传送带长度:L:传送带长度l:相邻两工作地间中心距m:流水线工序数l附:两端附加长度Si:i工序工作地数rlV附miilSlL127）流水线平面布置●布置原则：运输路线最短●平面布置形式：直线型：山字型：直角型：环型：蛇型：开O型：●工作地排列形式：单列双列§3成批生产与单件生产根据产品投入生产的连续性，可大致分为三种不同的生产类型。1.单件生产产品品种多，每一品种的产品数量很少，大