生产与作业管理3

第三讲，生产与作业系统的配置张志英工业工程与管理系上海交通大学2006年11月2019/10/7主讲：张志英第2页主要内容生产能力决策选址决策设备管理流水线的组织和平面布置2019/10/7主讲：张志英第3页生产能力决策定义：一定时间内企业所能生产一定种类和一定质量的产品或服务的最大数量。制造企业–一定的时间通常是一年–生产能力取决于固定资产及其技术组织条件服务企业–一定的时间是指天或一个轮班–取决于设施、设备、人力2019/10/7主讲：张志英第4页生产能力与生产规模生产能力决定生产规模–炼铁厂高炉容积生铁产量–处于经营场所的商场，营业面积决定销售额–旅馆客房数量决定接待能力–餐厅营业面积，影响营业额和服务质量2019/10/7主讲：张志英第5页企业生产成本如何降低成本？(中西方观点差异)–节约原材料和费用？–提高生产能力利用率？2019/10/7主讲：张志英第6页生产能力提高生产效率提高生产能力利用率降低费用和劳动力支出2019/10/7主讲：张志英第7页生产能力决策市场需求决定能力预测需求（长期的需求、前瞻性的需求）例子–94、95年空调企业–丰田摩托生产•1958年，送货的轻型摩托车生产•新工厂月产30,000量，是当时市场需求能力的10倍，进军美国2019/10/7主讲：张志英第8页规模经济性规模经济性：单位成本或单位产出的成本随规模增大而下降的性质。如何确定规模才能取得最大的经济性？（不同行业有不同的规模经济指标）经验曲线法：单位产品成本随产量单位（规模单位）的增大而呈下降趋势的特征。学习曲线法：单位产品成本随操作工人重复生产该种产品的次数增加而下降的趋势。（针对手工操作）2019/10/7主讲：张志英第9页经验曲线法(ExperienceCurve)2019/10/7主讲：张志英第10页经验曲线公式2ln/lnnnkxxy)(y(x):产量为x时的单位产品成本；x-产量]1,0(经验曲线百分率，描述成本随产量下降的幅度工人的熟练程度2019/10/7主讲：张志英第11页经验曲线公式6441004100)4(8021002100)2(3219.02ln/8.0ln3219.02ln/8.0lnyy8.02019/10/7主讲：张志英第12页经验曲线法(ExperienceCurve)EC可以刻画–规模增大生产成本下降–工人熟练生产成本下降–百分率越高，规模变化对单位成本的影响越小。2019/10/7主讲：张志英第13页经验曲线的对数形式指数形式nkxxy)(•对数形式xnkxnkxyxylnln)(ln)(2019/10/7主讲：张志英第14页经验曲线的对数形式2019/10/7主讲：张志英第15页例子：核发电厂的规模经济性在美国，发电行业规模经济性AkRRy)(y:美元/千瓦K:常数R：规模A：规模指数：通过规模-成本数据的曲线拟合来确定。2019/10/7主讲：张志英第16页例子：核发电厂的规模经济性(Cont’d)规模与利用系数有关利用系数规模设计发电能力实际运行发电能力利用系数＝规模大容易导致利用系数下降，如图2019/10/7主讲：张志英第17页例子：核发电厂的规模经济性(Cont’d)综合考虑利用系数规模经济成本实际成本＝2019/10/7主讲：张志英第18页生产能力决策的几种观点除了规模经济性外，其它因素仍需考虑–W.斯金纳认为，•聚焦工厂•有效管理–生产能力超过预测水平（柔性）2019/10/7主讲：张志英第19页决策树法建厂的三种考虑方案一：建大厂，投资2500万元，销路好，每年获利1100万元，不好亏损100万元，服务期限10年方案二：建小厂，投资1300万元，销路好，每年获利400万元，不好时，仍可获利300万元，服务期限10年方案三：先建小厂，1年后销路好再扩建，追加1600万元，服务期限9年，每年获利950元生产能力决策方法：探索式决策过程2019/10/7主讲：张志英第20页ІⅡ建大厂建小厂不建厂销路好0.7销路差0.3扩建不扩建销路差0.325000000250000002900000013000000130000000投资11000000-10000009500000400000030000000年收益2019/10/7主讲：张志英第21页决策树法-nnjj1n11-(1i)A()A()1ii1F()1i年现金折现＝终值折现＝i:根据银行贷款利息率和投资风险率综合确定的折现率2019/10/7主讲：张志英第22页方案一的NPV1193.6052500))((11002.112.0))2.1(1119NPV782.28352500))((1002.112.0))2.1(1129NPV211.15)782.2835(3.0605.11937.01ENPV建厂需要一年成功的概率2019/10/7主讲：张志英第23页方案二的NPV129.341300))((4002.112.0))2.1(1219NPV653.2921300))((3002.112.0))2.1(1229NPV605.57)653.292(3.0129.437.02ENPV2019/10/7主讲：张志英第24页方案三的NPV410.14361600))((9502.112.0))2.1(1318NPV653.2921300))((3002.112.0))2.1(1329NPV554.34)653.292(3.0)1300833.0*1436)833.0(400(7.022ENPV2019/10/7主讲：张志英第25页决策树法(Cont’d)综合比较应该选方案三2019/10/7主讲：张志英第26页选址决策产品销售条件：方便购物或订货提供服务条件：方便享受服务交通条件：便于运输、及时送货等劳动力条件资源供给条件基础设施条件地价和税收条件环境保护法规政治和文化条件扩展条件影响因素工业企业（企业的产品特点）商业企业服务业（饭店、银行、学校）2019/10/7主讲：张志英第27页加权评分法影响因素等级：把有关的影响因素列成一个清单，并对每一因素规定统一的度量等级标度。确定每一影响因素的权数分别对每一个影响因素确定每个候选方案的标度等级和分数。将每个候选方案在每种影响因素下的分数，乘以该影响因素的权数，然后汇总起来，得到每个候选方案的总得分选择总分最高的候选方案为最佳方案2019/10/7主讲：张志英第28页加权评分法影响因素权数候选方案ABCD等级分数等级分数等级分数等级分数销售条件2551252503754100服务条件5420315315420交通10330440220550劳动力5210525420315资源供给515210420315基础设施10330440440330地价税收20120360360240环境保护5315315210420政治文化5420525315315扩展10330220440330总计3053003153352019/10/7主讲：张志英第29页线性规划法例多点布局问题东风制氧公司在某市建有A，B，C三个制氧厂，分别向10个单位供氧，相关生产能力以及运费见下表。问怎样安排运输，在满足用户要求的同时使得费用最少？工厂用户所在地点12345678910A0.210.240.190.480.370.290.20.410.50.47B0.390.290.40.270.240.230.410.340.340.35C0.350.340.290.260.320.410.320.190.180.1812345678910A3.683.713.663.953.843.763.673.883.973.94B3.653.553.663.633.53.493.673.63.63.61C3.863.853.83.773.833.923.833.73.693.69用户所在地点工厂运输成本加生产成本元/m312345678910需求量0.50.80.50.90.90.80.60.60.80.7用户用户需求量万m3/天A180003.47B400003.26C160003.51工厂生产能力和单位生产成本生产能力单位成本2019/10/7主讲：张志英第32页线性规划模型设备布置类型及原则工艺布置产品布置定位布置研究在生产场所或工作场所，如何合理地布置各种设备和设施，使得物流和业务流能够以尽可能短的时间通过系统，缩短运输距离，减少在制品存放，提高生产效率和服务效率。2019/10/7主讲：张志英第34页工艺布置医院依据是专业化分工原则：同一类型的设备和同工种的操作人员集中在一起。优点：–有利于提高操作人员的专业技能–提高设备利用率–适应面广缺点：–在制品，运输时间长，交流频繁2019/10/7主讲：张志英第35页产品布置汽车、食品加工、家用电器、玩具等对象专业化：按照某种产品或零件，或者是某种业务的加工顺序来排列有关的设备和加工中心。市场需求量大、重复性生产和标准化的产品优点：–减少在制品、交流少、运输距离短缺点：–可靠性低–柔性差（适应性）2019/10/7主讲：张志英第36页定位布置飞机或造船优点：–加工对象移动较少，节省费用–工序易于设计–易于管理缺点：–不适应于大批量生产–不易于用科学的管理方法2019/10/7主讲：张志英第37页活动相关图法调查或估计各功能部门或功能区之间的流量绘制活动相关图（反映紧密程度和原因）–活动相关图：反映各种活动或功能部门之间相互关系及其紧密程度的矩阵图表，字符表示相关的紧密程度，数字表示紧密程度的原因。采用关系图法进行平面布置2019/10/7主讲：张志英第38页例：社区诊所的平面布置2019/10/7主讲：张志英第39页相关程度分类相关程度分类相关程度类别代码评分绝对必要A6很重要E5重要I4一般O3不重要U2不宜接近X12019/10/7主讲：张志英第40页相关程度原因及代码2019/10/7主讲：张志英第41页关系卡1。确定各功能部门的相对位置，建立关系卡,然后，选出“A”关系数量最多的样板。然后，取一块与已选用的样板有一个A关系，而与其他样板A关系最多。2019/10/7主讲：张志英第42页排列方案2。把各部门的具体面积反映到具体位置图中，然后结合实际的建筑物平面图进行布置2019/10/7主讲：张志英第43页实际排列3。结合实际的建筑物平面图进行布置2019/10/7主讲：张志英第44页从至表法（From-ToTable）定义：从至表法是一种根据零件或作业在各种设备或工作中心之间移动的次数，合理地安排设备布置方案尝试法主要用于车间内的设备布置或是工作场所的设备布置2019/10/7主讲：张志英第45页机械加工的设备布置工艺表（见P81）2019/10/7主讲：张志英第46页初始至从表初始零件至从表根据零件的工艺路线图编制零件从至表。–从至表：零件从一个工作中心（设备）至另一个工作中心（设备）移动次数的汇总表。•按工作中心数n作的一个n*n矩阵•直列为起始的工序，横行为终至的工序•对角线的右上方表示按箭头方向前进的移动次数•对角线的左下方表示按箭头方向后退的移动次数分析和改进初始的零件从至表，获得满意的布置方案2019/10/7主讲：张志英第47页修改后的至从表改进后的初始零件至从表使从至数最大的设备排列在越靠近对角线位置上。2019/10/7主讲：张志英第48页至从表移动总距离计算编号i的斜线穿过的从至数jijL2019/10/7主讲：张志英第49页流水线的组织和平面布置基本特征–固定生产一种或少数几种产品，生产过程是连续重复进行的，最大限度地减少了制品的等候时间和设备的加工间歇时间–工作中心专业化程度高–节拍：流水线上相继出产两件相同产品之间的时间间隔–生产能力是平衡的–工艺过程是封闭的：连续性、平行性、比例性、节奏性高，mmststst2211工序的单件工作时间工作中心数