6-生产与服务的系统设计

生产与服务的系统设计SystemDesignforProductionandService邱灿华同济大学经济与管理学院Qiucanhua,TongjiUniversityOutline系统的长期生产能力配置生产设施的地点选择生产设备的布置形式工作系统的设计物流网络Qiucanhua,TongjiUniversity过程选择与系统设计预测产品和服务设计能力计划设施与设备布置工作系统过程选择技术Qiucanhua,TongjiUniversity一、战略能力规划1、生产能力（Capacity）：一个系统在一定时间内可以实现的产出量。2、生产能力的时间性（一）生产能力Capacity种类及时间目标及内容长期生产能力计划（3-5年）中期生产能力计划（1-2年）短期生产能力计划（1-3个月）计划目标与企业生产发展规划协调提高生产能力利用率充分挖掘生产潜力设备厂房建设计划，设备购置和改造计划修改基本建设和技术改造计划提高厂房设备利用强度技术组织措施计划人员智力开发方针、人才招聘、职工培训的战略安排职工招聘和培训计划合理配备临时调动加班计划物资取得资源的方针落实订货计划原材料和零部件的发送Qiucanhua,TongjiUniversity3、战略性生产能力计划的目的战略能力计划总体生产能力设施工具劳动力规模设备企业的长期竞争战略市场反应速度成本结构库存策略管理员工政策Qiucanhua,TongjiUniversity4、生产能力决策的重要性决定未来满足需求的能力生产能力影响了运作成本规模经济性和规模不经济性决定初始成本生产能力决策与资源的长期投入生产能力影响竞争能力进入壁垒Qiucanhua,TongjiUniversity（二）生产能力的度量（功能性的生产能力）行业投入产出汽车制造劳动工时、机器工时每班生产汽车数量钢铁工厂炉膛尺寸每天钢铁吨数农业土地亩数、母牛数量谷物数量、牛奶产量饭馆餐桌数、座位数每天招待的客人数剧院座位数每场售出的票数零售店店铺面积每天实现的收入Qiucanhua,TongjiUniversity（三）生产能力计划1、有效生产能力的决定因素A．工厂设施4．动机1．设计5．报酬2．选址6．学习率3．布局7．缺勤和跳槽4．环境E．运行B．产品/服务1．排程1．设计2．材料管理2．产品或服务组合3．质量保证C．工艺4．维修政策1．产量能力5．设备故障2．质量能力F．外部因素D．人力因素1．产品标准1．工作满足2．安全条例2、工作设计3．社会3．培训和经验4．环境保护标准Qiucanhua,TongjiUniversity2、生产能力决策需求的预测：长期考虑：生产能力的整体水平。短期考虑：需求季节性、随机不规则性波动。设备和劳动力数量：合理配置可获得的设备与劳动力数量：Qiucanhua,TongjiUniversity3、开发生产能力方案中的策略将柔性设计融入系统全盘考虑生产能力的变化新产品/服务、成熟产品/服务；系统各部分的相关性；处理生产能力的“瓶颈”尽量避免生产能力的大起大落建立互补需求模式，需求管理；综合计划技术；明确最优运行水平设施规模固定、设施规模连续可变Qiucanhua,TongjiUniversity（五）服务能力计划1、服务业与制造业生产能力计划的比较时间：不能为以后的使用而储存。场所：场所的接近性要求。需求的易变性：顾客接触、需求的突发性。2、服务能力利用率与服务质量一般的服务排队系统服务能力利用率达到最大服务能力的70%时，服务效果最好。需求与服务能力差异的风险性考虑风险很大：选择较低的服务能力利用率。需求量相对稳定：较高的服务能力利用率。特殊情况下的服务：足球比赛。Qiucanhua,TongjiUniversity二、地点选择1、地点选择的重要性地点选择是一项长期决策选定之后难以改变影响生产中的固定成本和可变成本运输成本：制造业的运输成本相当于产品价格的25%其他成本：税收、工资、租金Qiucanhua,TongjiUniversity2、影响地点选择的因素国家选择的因素政府的政策市场的位置劳动力：劳动生产率、成本基础设施外汇汇率地区选择的因素企业长远规划地区的吸引力劳工素质与劳工成本能源成本政府优惠靠近客户和供应商土地和建筑费用•位置选择的因素地点的大小（利用空间）地点成本运输条件协作服务条件周边环境影响Qiucanhua,TongjiUniversity2、制造业地点选择策略着眼于成本不同地点产品售价变化不大地点对成本有至关重要的影响影响运输和生产成本不同地点成本相差悬殊Qiucanhua,TongjiUniversity3、服务业地点选择策略着眼于销售收入不同地点销售成本相差无几地点对收入有至关重要的影响影响客户接触量影响商业交易量Qiucanhua,TongjiUniversity4、地点选择方法工作步骤列出影响因素，为其规定权数；规定评价标尺并为各因素定级；计算得分；汇总厂址。例：某厂有4个候选厂址，10个影响因素，应用分级加权法选址。•分级加权法（因素评分法）Qiucanhua,TongjiUniversity分级加权法选址（因素评分法）候选厂址影响因素权数ABCD劳动力条件721432142817地理条件542021021015气候条件6318424318212资源供应条件441641628416基础设施条件3131339412产品销售条件248243648生活条件61616212424环境保护条件521031542015政治文化条件339393939扩展的余地144442211总计10811212299Qiucanhua,TongjiUniversity运输模型方法解决从n点到m点的运输规划问题。Qiucanhua,TongjiUniversity重心法Qiucanhua,TongjiUniversity三、设施布置问题（一）布置决策Facilitylayoutcanbedefinedastheprocessbywhichtheplacementofdepartments,workgroupswithindepartments,workstations,machines,andstock-holdingpointswithinafacilityaredetermined.对车间、工作中心和设备进行布局，以确保系统中工作流（顾客和材料）的畅通。Qiucanhua,TongjiUniversity布置决策的重要性无效率的运作（高成本、瓶颈）物料的合理流动在制品的数量员工情绪环境问题Qiucanhua,TongjiUniversity设施规划决策的输入设施规划的目标。估计对系统的需求。各部门之间物流和操作数量。各部门需要的空间。建筑物本身可用空间。加工设备的能力。Qiucanhua,TongjiUniversity（二）布置的基本类型工艺原则布置ProcessLayout对象原则布置ProductLayout成组技术布置GroupTechnology(Cellular)Layout定位布置Fixed-PositionLayoutQiucanhua,TongjiUniversity机械加工的工艺设计过程车间模型机床工夹具工人工件模型工艺规程毛坯零件半成品工艺路线生成CAD系统零件描述人机交互成本核算工时定额材料消耗加工成本特征建模工艺过程设计机床选择刀具选择夹具选择工艺路线工序设计Qiucanhua,TongjiUniversity1、工艺原则布置ProcessLayoutGearcuttingMillDrillLathesGrindHeattreatAssembly111333222444222111444111333111122222223333111444111Qiucanhua,TongjiUniversity工艺原则布置的特征主要优点系统能满足多样性的工艺要求；系统受个别设备故障的影响不大；通用设备、较便宜，维修易、费用低；可采用个人激励方式；主要缺点在制品（WIP）库存很大；要经常进行工艺路线选择及进度安排；设备利用率低；物料运输慢、效率低，单位运输费用较高；工作复杂化导致监督跨度减少，监督费用高；会计、库存控制、采购管理复杂；Qiucanhua,TongjiUniversity2、对象原则布置ProductLayoutAU-ShapedProductionLine12345678910InOutWorkersQiucanhua,TongjiUniversity•对象原则布置的特征主要优点产量高；减少了培训费用和时间；专用设备高额费用因为规模效应而分担，单位成本低；物料运输费用低；工人和设备的利用率高；工艺路线和进度安排固定；会计、库存控制、采购管理程序化；主要缺点分工过细；技术低的工人对维持设备和产出质量缺乏兴趣；对产量、产品、工艺变化的适应能力差；个别设备的故障、员工缺勤对整个系统的影响很大；需要预防性维修，要求迅速修理能力；与个人产量相关联的激励计划是不可行的；Qiucanhua,TongjiUniversity3、成组单元布置GroupTechnology(Cellular)Layout-1111-1111222222222-2222Assembly3333333333-333344444444444444-4444LatheLatheMillMillMillMillDrillDrillDrillHeattreatHeattreatHeattreatGearcutGearcutGrindGrindQiucanhua,TongjiUniversity成组技术GroupTechnology成组技术的基本原理成组技术是以相似性原理为基础,合理地进行产品、工艺设计，技术准备和组织产品生产过程的一种方法。理论依据：产品零件的相似性,具体表现在零件种类在机械产品中的使用概率。根据零件的相似程度可以把机械产品中使用的零件分成：标准件(A)，相似件(B)，复杂件(C)三种。据统计每一种的使用概率为：15％、60％、25％.Qiucanhua,TongjiUniversity奥匹兹分类编码系统Qiucanhua,TongjiUniversity成组技术布置的特征具有对象专业化形式的优点，又有较高的柔性；适合多品种、中小批量生产；加工较快、物料运输量和在制品库存量都较少；使生产准备时间缩短；工人组成团队完成任务，改善人际关系；有利于提高工人的操作技能；Qiucanhua,TongjiUniversity4、定位布置Fixed-positionLayout耕种、消防、房屋建设、大型船舶；注意力重点：材料和设备的运用时间的控制；协调活动，管理负担大；