第3章生产过程的规划与设计

第三章生产过程规划与设计第三章生产过程规划与设计第一节生产过程的类型第二节产品设计和生产类型的关系第四节生产技术选择第五节装配流程图第三节生产系统定位第七节生产过程流程图第六节自制或外购决策CompanyLogo生产过程规划和设计系统的输入、输出信息和主要决策内容：第三章生产过程规划与设计企业凭自己生产能力承担的生产环节在生产和配送链中所占比重CompanyLogo设备先进程度：技术密集型vs劳动密集型产品形成技术特点：装配型（机械制造）；分解型（化工）；调制型（钢铁）第一节生产过程的类型CompanyLogo生产过程的类型过程结构库存策略生产过程组织类型第一节生产过程的类型对生产过程规划和设计工作最有影响的分类有以下三种CompanyLogo按工艺原则即工艺导向型按对象原则即产品导向型模块式生产一、生产过程的组织类型不同的生产组织方式，这直接影响生产过程资源的配置和效益。CompanyLogo（1）按某种产品来组织生产单位，将生产这种产品所需要的各种工序和设备装置集中在一个生产单位。（2）工艺过程是封闭式，不用跨越其他生产单位就能独立地生产产品。（3）视产品不同可分为两大类。一类是加工-装配型生产，如生产线、装配线；另一类是流程型生产，常称为连续生产。1．按对象原则的生产过程组织（产品导向型）CompanyLogo加工——装配型生产指组装不同的零件来生产一项产品的方法。主要的例子包括汽车、家电、计算机等。装配式生产的重点在材料采购，因此，材料表、材料需求规划、供货商关系、材料库存等为其管理重心。流程型生产（Processmanufacturing）指由混合、分离、成型或执行化学反应来提高附加价值的一种生产方式。例如石油提炼、精密铸造、油漆涂料、水泥等。流程式生产的管理重点在制程管制，其材料通常相当单纯。因此管理重点包括：途程表、在制品库存、在制品追踪、系统产出率、周期时间等。CompanyLogo（1）需要较高的初始投资，（2）制作专用设备和工具；（3）适应性差，一旦更换产品系统就很难适应。（4）优点是对劳动技能要求不高，培训和指导工作量不大，计划和控制生产较方便。产品导向型生产过程组织特点CompanyLogo按生产工艺来划分生产单位。一个生产单位汇集同类工艺所需要的各种设备和装置，对企业的各种产品进行相同的工艺加工。例如焊接车间、喷漆车间、机加车间。这类生产过程组织亦可称之为间歇生产。2．按工艺原则的生产过程组织（工艺导向型）CompanyLogo（1）产品柔性，即适应生产各种类型产品的能力；（2）一般采用通用加工设备和材料搬运设备；（3）初始投资较小；（4）需要较熟练的劳动技能，生产计划和控制也比较复杂。工艺导向型生产过程组织特点CompanyLogo（1）模块式生产的基础是成组技术的推广应用建立零件的代码系统——具有相似特性的零件归并为一组形成零件族——一个零件族可以在同一机器上使用相似的工具和工序来完成——相应的加工设备和工艺路线形成一个模块或制造单元——车间按此模块或制造单元组织生产便是模块式生产组织。3.模块式生产（重复型）CompanyLogo模块式生产系统CompanyLogo存货生产——按预测来组织生产订货生产——按订单组织生产二、成品库存类型CompanyLogo预测产品市场需求量——确定生产数量以及库存数量。像家电、汽车、手机、台式计算机等消费品生产属于此类。预测数据首先输入到库存控制部门——核实库存数量——已有足够库存量则可直接从成品库中按订单发货——如成品库缺货，则需下达生产任务。1．存货生产CompanyLogo它适用于规格品种多，个性要求较多的工业产品。企业未接到订单，此项产品便不投入生产，这是和存货生产的主要差别之处。订货生产并不排斥存货生产的概念，成品虽然没有库存，但有些标准化、规范化的零部件仍然可以有库存，在收到订单之前就投入生产。2．订货生产CompanyLogo存货生产VS订货生产订货生产在订货之后进行生产大多是多品种少数量生产每次接受订货都进行设计产品生产周期很长需要很多熟练工人根据生产计划采购材料没有必要储存商品存货生产预测之后进行生产大多是少品种多数量生产在一定期间定期进行设计产品的制作期间很短需要很多单一工种的工人根据预测计划采购材料有必要储存商品CompanyLogo按专业化及标准化程度可将生产过程结构分为：连续生产大量生产成批生产单件生产大量客户化生产项目生产三、生产过程结构类型CompanyLogo1．连续生产根据需求而常年无间歇性地生产产品，从原料投入到产品产出完全自动化，如炼铜、化工、炼钢等行业。2．大量生产产品品种比连续生产多些，产品数量大。典型的大量生产行业有汽车工业、电子工业等。三、生产过程结构类型CompanyLogo3．批量生产产品的品种较多，而每个品种的产量较少。有相同或类似的工艺路线，采用专用设备，换产时间长，故又称间歇性生产。典型的批量生产如机床制造、轻工业机械制造行业等。由于批量的规模差别很大，通常又可分为大批生产、中批生产和小批生产。4．单件生产品种多，产品数量很少。产品有单独的工艺路线，生产技术准备工作的时间长。设备和工艺装备都是通用的，设备利用率较低，产品生产周期长，产品成本高。像重型机械制造等行业属于单件生产类型。CompanyLogo5．大量客户化生产按照客户个性化需求组织生产，新意在于“大量”两字6．项目生产产品的体积庞大，一般固定不动，制造时间长，如船舶、飞机、桥梁和高速公路的构件。在机械制造行业中，连续生产和项目生产很少遇到，主要需了解大量、成批和单件三种生产方式的内容和特点。大量大批单件小批CompanyLogo一、产品设计和产品生命周期：1.产品设计两种基型：客户产品标准产品按个性需求来生产产品，品种多，批量少，要求按时发货品种少，批量大，要求快速发货和降低成本第二节产品设计和生产类型的关系CompanyLogo2.产品的生命周期：CompanyLogo产品生命周期明显缩短以汽车为例：1970年：产品生命周期12年1980年：4年1990年：18个月现在：？051015202530化妆品玩具机床食品药品行业时间/年50年前现在CompanyLogo摩尔定律(IT行业)1965年高登·摩尔在《电子学》杂志(ElectronicsMagazine)第114页发表了影响科技业至今的摩尔定律：比尔·盖茨：我离破产只有18个月!!!1、集成电路芯片上所集成的电路的数目，每隔18个月就翻一番2、微处理器的性能每隔18个月提高一倍，而价格下降一倍3、用一个美元所能买到的电脑性能，每隔18个月翻两番CompanyLogo本田雅阁（Accord）1998年第6代1976年第1代1982年第2代1990年第4代1988年第3代1994年第5代2003年第7代2007年第8代CompanyLogo1.生产过程的生命周期概述：将产品生命周期和生产过程生命周期联系起来分析，两者相互影响：产品引入期：批量小，按工艺原则和订单组织生产；成长期、成熟期：批量增加，大量生产，产品转向标准产品设计，按对象原则和存货组织生产；衰退期：产量逐渐减少，生产过程批量减少，直至停产。二、生产过程的生命周期CompanyLogo2.影响生产类型选择的其他因素：（1）多产品；（2）生命周期阶段的过渡；（3）预测需求量和实际生产量之间的关系。自学CompanyLogo生产过程类型产品设计类型成品库存类型生产系统定位产品生命周期第三节生产系统定位CompanyLogo产品设计和生产过程类型组合可归纳为两种典型方式:策略产品设计类型生产组织类型库存类型生产流程类型纯策略Ⅰ客户产品工艺原则订单生产单件、小批生产纯策略Ⅱ标准产品对象原则存货生产大量大批生产CompanyLogo1.企业的绩效指标：一、产品——生产过程矩阵CompanyLogo生产柔性——快速响应市场需求的能力包括产品柔性和产量柔性。产品柔性：由一种产品转为生产另一种产品，生产过程设计要考虑较多的通用设备，多技能工人。产量柔性：快速增减生产数量的能力。2.生产柔性的分类：CompanyLogo除了考虑产品成本和柔性外，还需考虑以下因素：（1）公司的竞争优势和弱点具有不同优、劣势的企业在同样的市场环境下应有不同的生产定位，生产定位要结合企业的实际背景，不能说何种类型产品和生产过程绝对好。3.生产系统定位分析及其影响因素：CompanyLogo（2）行业性质小企业：一般都采用资金需求小、按订单生产的柔性生产系统，待其产品的生命周期阶段趋于成熟后，则向标准产品、按对象生产发展。技术含量高的企业：生命周期短，资金密集，生产系统必须能迅速形成新产品生产能力，生产柔性要求高，因而这类企业要具备足够的技能高的技术人员和充沛的资本。CompanyLogo经济分析时考虑的因素——投资和成本（如生产线投资大，产品生产成本低；单件生产投资小，但产品生产成本高）投资：资金来源和数量是否充足是选择生产过程类型的首要因素成本：若投资不成问题，则要考虑年生产成本二、经济分析CompanyLogo该图说明，生产类型选择取决于生产数量，如生产量小于10万件，单件生产形式合理，在10万～25万件之间模块式生产合理，产量大于25万件则可采用自动线。CompanyLogo平衡点分析方法常用来分析和比较不同的生产过程方案，下面通过数字例子说明其在生产类型选择中的应用。如图3-9所示，设有自动装配线(A)、模块式生产(C)和单件生产(J)三个方案，其成本结构如表3-2所示。三、平衡点分析类型固定成本（年）可变成本V（Q）A1100002C800004J750005CompanyLogo如产量为10000件，则各种类型生产的年总成本TC=FC+V(Q)，有：TCA=FCA+VA(10000)=110000+2*10000=130000TCc=FCc+Vc(10000)=80000+4*10000=120000TCJ=FCJ+VJ(10000)=75000+5*10000=125000CompanyLogo单件生产和模块生产的平衡点上：TCJ=TCc，即75000+5（Q）=80000+4（Q），Q=5000件说明5000件以下，单件生产方式经济上合理，5000件以上则选用模块式生产。进而分析模块生产自动线的平衡点TCc=TCA，即80000+4（Q）=110000+2（Q），Q=15000件。可见，模块式生产组织适用于5000～15000件之间，大于15000件则应采用自动线。CompanyLogo一、单机自动化：1.机器自动化附件：局部改装成自动装置，节省时间和人力。2．数控机床：指带有控制系统的机床，可读出磁带或计算机存储的操作指令并按指令完成工序操作。数控机器已广泛应用于按工艺原则组织的生产车间中。第四节生产技术选择CompanyLogo是一种可重复编程、多功能的操纵器，通过各种程度的自动化动作去移动材料、零件、工具或专门装置以完成某种操作。机器人的头脑是微机手臂和手掌，传感器使手臂和手掌得以精确定位可上下、左右、前后移动可完成送料、取料、焊接、喷漆、装配、检验、运输等工作。3．工业机器人：CompanyLogo4．自动质量控制和检验系统：用来控制产品质量、测量零件的尺寸和几何精度。5．自动识别系统：利用条形码、磁头和光学识别器来传感信息并输入计算机，数据从产品、文件、零件和包装箱等处自动读出而无需人工。超市、仓库常用。CompanyLogo1、加工自动线：由若干自动机床联成一体并配备自动化传送和搬运设备。自动送料、自动加工、自动卸料。这类自动线属于固定自动化或刚性自动化。特点：（1）专为某种零件或产品设计；（2）初始投资大；（3）产品柔性差；（4）单位产品成本较低。二、自动化系统：CompanyLogo2．自动装配线：若干自动装配机器+自动材料