现代生产与物流管理 课程设计.docx

现代生产与物流运作管理课程设计姓名：matchstickmen学号: 班级：自动化1003作业一、产品在工序间的移动方式1. 说明产品在工序间的三种移动方式（顺序移动、平行移动、平行顺序移动）、适用场合及其优缺点；2. 假设加工批量n4,工序数m4,各道工序时间分别为t15min,t2=15min t3=12min,t4=8min,请计算三种移动方式的工时,并画出图形。解答：问题一：说明产品在工序间的三种移动方式（顺序移动、平行移动、平行顺序移动）、适用场合及其优缺点顺序移动适用的场合：批量不大，单件加工时间较短、生产单位按工艺专业化组成，距离较远的情况下。采用顺序移动方式的优点是：1. 组织与计划工作简单；2. 零件集中加工，集中运输，减少了设备调整时间和运输工作量；3. 设备连续加工不停顿，提高了工效。采用顺序移动法的缺点是：1. 大多数产品有等待加工和等待运输的现象，生产周期长；2. 资金周转慢，经济效益较差。平行移动适用的场合：适用于各工序生产率相等，因为当各工序生产率不相等时，可能出现等待情况。采用平行移动的优点是：1. 加工周期短2. 在制品占用量少；采用平行移动的缺点是：1. 运输次数多2. 当前后工序时间不相等时，存在设备中断和制品等待的情况。平行顺序移动适用的场合：一批工件在每一道工序的设备上加工时要连续进行，一批工件在工序上要尽可能平行的加工。采用平行顺序移动的优点是：1. 劳动过程中中断时间比顺序移动方式的少，零件生产周期较短；2. 在一定程度上消除了工人与设备的空间时间，使工人和设备的空间时间集中起来，便于用来做其他工作。采用平行顺序移动的缺点是：1. 组织管理比较复杂。问题二：假设加工批量n4,工序数m4,各道工序时间分别为t15min,t2=15min t3=12min,t4=8min,请计算三种移动方式的工时,并画出图形。采用顺序移动生产周期计算公式如下：其中，n: 批量m: 工序数ti : 第i道工序单件工时T顺: 顺序移动方式生产周期将数据代入上式，可得顺序移动所用时间为：顺序移动示意图如下：图一顺序移动方式示意图采用平行移动生产周期计算公式如下：其中，n: 批量m: 工序数ti : 第i道工序单件工时T平: 顺序移动方式生产周期t长：工序时间最长的工序时间将数据代入上式，可得平行移动所用时间为：平行移动示意图如下：图二平行移动示意图采用平行顺序移动生产周期计算公式如下：其中，n: 批量m: 工序数ti : 第i道工序单件工时T平顺: 顺序移动方式生产周期ti短: 相邻两工序中,工时较短的工序单件工时将数据代入上式，可得平行顺序移动所用时间为：平行顺序移动示意图如下：图三平行顺序移动示意图作业二、关于生产系统的设计与管理以某制造业的生产系统为例，完成以下工作：1. 举例说明在日常生产生活中遇到的不同生产类型的企业及其对应的产品；如果你是一个企业的老总, 如何确定企业的经营战略和运作战略,并举例说明其关系2. 如何理解生产运作过程与运作系统，说明它们间的关系，用图解释和说明他们的组成及关系；3. 从系统的角度，说明不同层次生产运作管理的决策内容，画出生产运作管理的职能组成图（树形图）4. 设计生产系统的布局，采用哪种形式的设施布局；5. 在产品对象专业化的设施布局类型中,如何使各单元的操作时间近乎相等，以保持生产线的平衡？6. 请比较说明产品在工序间的三种移动方式；证明或说明在平行顺序移动方式中生产周期的计算公式的合理性解答：问题一：举例说明在日常生产生活中遇到的不同生产类型的企业及其对应的产品；如果你是一个企业的老总, 如何确定企业的经营战略和运作战略,并举例说明其关系不同生产类型的企业企业按照生产类型可分为如下几种：1. 离散制造业1. 单件生产2. 多品种小批量生产3. 大量生产4. 大规模定制2. 流程工业1. 重复生产2. 连续生产离散制造业包含的企业及其产品如下：离散制造业：不同的物料经过非连续的移动，通过不同路径，生产出不同的物料和产品。如汽车、飞机、计算机等。单件生产：产品按订单设计、按客户需求生产，产品很复杂。产品生产周期一般都很长。有时一个合同按部件多次交货。如三大动力厂（大电机、汽轮机、锅炉）重型机械、造船等。生产组织按工艺划分，设备是通用的。生产管理中除应用多品种小批量生产的整套方法外，需增加网络计划（项目管理），关键资源排序，配置控制，产品报价，作业排序。多品种小批量生产：产品是标准的或选配的。需求可以是预测，或按订单生产，按订单装配。生产组织按工艺特征分车间、工段、班组，如铸、锻、铆、焊、车、铣、刨、磨、装配等。生产计划的特征是典型的MRPII加配置控制。大批量生产：产品是标准或少数选配。需求主要靠预测，也考虑订单。生产设备是以物料（零件、部件）为对象组成一条条流水生产线。生产计划的特征是将传统MRPII与JIT混合制造，中长期计划和批量生产的零件采用物料需求计划MRP，执行计划采用JIT、看板（电子看板）、反冲库存、条码物料跟踪等计划。CRM，SCM，电子商务就很重要。 大规模定制：将多品种小批量生产以满足不同客户个性需求和大批量生产提高生产率，降低成本的优势相结合。生产组织仍是流水线，但产品配置是多种多样。在生产计划控制方面它需要结合MRP、JIT、配置控制等综合应用。是前两种的混合制造模式。流程工业包含的企业及其产品如下：流程工业：物料经过混合、分离、成型或者化学反应，物料大多连续地通过相同路径，生产出有价值的产品。在管理上要求配方管理、副产品、联产品、多种计量单位，同一物品多个质量等级、批号跟踪、保质期等特点，一般用专业流程工业软件。其优点为：ü 保证原料、动力不间断地连续供应ü 加强设备维修保养工作ü 对生产过程实行监控ü 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ü 尽量维持均衡生产，规定合理的生产批量，控制必要库存ü 避免生产频繁调整，充分发挥企业的生产能力重复生产：重复生产的产品通常可一个个分开，它是由离散制造的高度标准化后，为批量生产而形成的一种方式。如工厂等。连续生产：连续生产的产品是连续不断地经过加工设备，一批产品通常不可分开。如工厂中轧制的过程，一旦原钢冷却后，就无法进行轧制，所以产品生产不可中断。经营运作战略的制定若要确定企业的经营战略及运作战略，首先需要了解企业的经营战略及运作战略定义。经营战略：企业根据经营环境的变化、发展趋势，为求得生存、发展、实现企业的经营发展目标，对企业经营作出的全局性、方向性和长远性的决策运作战略：在企业经营战略的总体框架下，根据对企业各种资源要素和内、外部环境的分析，对生产运作活动的指导思想和指导原则所进行的决策 。即在经营目标一定的情况下，采取什么样的指导思想和决策原则（实现策略）来实现预定的经营目标。根据定义可知，若要确定企业的经营战略，首先需要对于企业在市场的大环境中有一个准确的定位，即外部因素，包括：ü 国内外宏观经济环境和经济产业政策、ü 市场需求及其变化、ü 技术进步及供应市场，同时要了解自己相较于其他企业的优势在于何处，即内部因素包括：ü 企业整体经营目标与各部门职能战略ü 企业生产运作能力。在充分了解了自身和其他企业的优缺点后，从总体上指定适合企业发展的长期方针，不需拘泥于具体实施措施，但必须有一个总体目标，对于企业的发展有一个明确的掌握。而运作战略，在另一方面，就必须借助于公司员工的力量，制定符合企业长期发展的具体措施，对于企业的每个方面，都必须有相应的措施与之对应。规范员工的行为准则，从而提高公司的运营效率，最终实现企业的长期目标。运营战略与运作战略的区别在于前者是对于企业发展战略的总体掌握，不需要具体到每一条规范，但是运作战略则必须包含符合公司长期发展目标的决策原则以及实现策略，要落实到实处，能被员工实际落实。问题二：如何理解生产运作过程与运作系统，说明它们间的关系，用图解释和说明他们的组成及关系；生产与运作过程：即研究如何有效地计划、组织和控制生产与运作的各项活动，例如轧辊生产。生产与运作系统：是运作过程得以实现的载体和手段，包括有形的实体系统+管理系统。二者的区别：生产运作过程是运作系统的指导思想，运作系统是根据运作过程得以指定和执行。高效率的运作系统必须建立在一个明确的运作过程基础上。图四 生产运作过程图五 生产运作系统问题三：从系统的角度，说明不同层次生产运作管理的决策内容，画出生产运作管理的职能组成图（树形图）从系统角度，生产运作管理可分为以下三个层级：生产运作战略层、生产运作系统设计层和生产运作运行层。下面，针对这三个层面分别对应的决策方式，分别阐述其决策内容。生产运作战略决策的主要内容在企业经营战略的总体框架下，决定如何通过生产运作活动来达到企业的整体经营目标根据对企业各种资源和内外部环境的分析，确定生产运作活动以及生产运作系统的总的指导思想和决策原则，具体包括：ü 产品决策ü 新产品选择ü 产品组合策略ü 生产进出策略ü 竞争策略（产品与服务）生产运作系统设计决策的主要内容ü 组织方式决策ü 运作类型的划分ü 几种不同的生产运作组织方式ü 生产集成度生产运作运行决策的主要内容生产运作运行决策是指以运行战略为指导方针，制定的详细的规章制度。主要包括企业具体规章制度的指定，运行条例的规范，生产规模的指定，产出量的设定，财务部门的记录以及未来产品发展方向的制定。 图六生产运作管理职能问题四：设计生产系统的布局，采用哪种形式的设施布局生产系统（Production System），所谓生产系统，是指在正常情况下支持单位日常业务运作的信息系统。它包括生产数据、生产数据处理系统和生产网络。针对不同的生产系统，对应有不同的设施布局。工艺对象专业化布置适合有下述特点的生产系统ü 生产的产品品种较多、生产量不是很大、断续生产；ü 采用工艺对象专业化的生产组织方式；ü 设备按照其具有的功能进行排列和布局产品对象专业化布置适合有下述特点的生产系统ü 适用于产品品种较少、生产量较大，流水线方式ü 采用产品对象专业化的生产组织方式；ü 设备按照产品类的加工路线顺序排列成生产线混合布局适合有下述特点的生产系统ü 零部件生产按工艺对象专业化形式，产品组装按产品对象专业化形式，如FMS成组单元布置适合有下述特点的生产系统ü Job shop型的单元布局ü 日本式的单元制造型的单元布局ü 混合式单元制造布局问题五：在产品对象专业化的设施布局类型中,如何使各单元的操作时间近乎相等，以保持生产线的平衡？生产线的平衡，主要是希望每一工作地的工作任务都大致相等，减少或消除忙闲不均的现象。进行生产线平衡时，首先需要把所有的工作分为一个个工作单元，即最小的、不可再分解或没必要再分解的独立作业动作，然后确定其标准工作时间，把它们组合进不同的工作地，使每个子作地的时间尽量相等问题六：请比较说明产品在工序间的三种移动方式；证明或说明在平行顺序移动方式中生产周期的计算公式的合理性三种移动方式三种移动方式分别为顺序移动，平行移动，平行顺序移动。证明公式的合理性平行顺序移动方式中生产周期的计算公式如下：其中，n: 批量m: 工序数ti : 第i道工序单件工时T平顺: 顺序移动方式生产周期ti短: 相邻两工序中,工时较短的工序单件工时平行顺序移动需满足三个条件，分别为;1. 同一个工序的工件必须连续加工；2. 如果本工序时间短于上工序，最后一个工件开始时间是上一个工序所有工件的完工时间；3. 如果本工序时间长于上工序，第一个工件的开始时间是上工序第一个工件的完工时间以作业一中的平行顺序移动为例，其示意图如下：图六 平行顺序移动示意图当计算工序二结束后所需时间时，实际所用时间为：其中，T实际：实际所用时间T顺：顺序移动所用时间T重合：工序一和工序二重合时间因为条件3，工序一和工序二重合的时间为（n-1）t1，所以有:在计算工序三结束后所用时间时，根据条件2，工序三所用时间小于工序二所用时间，所以二者重合时间为（n-1）t3，所以工序三结束后，实际所用时间为：条件2和条件3涵盖了所有可能的工序组合情况，所以根据上述分析，可得：作业三、关于生产系统的布局和选址问题以某制造业的生产系统为例，完成以下工作：Ø 请列举日常生产和生活中的几种不同类型的设施选址问题,特别是服务行业,并分析其主要考虑的因素和特点;Ø 服务设施选址和制造业选址的主要区别,请举例说明之Ø 请论述几种不同类型的设施布局,并分析其特点Ø 在产品对象专业化的设施布局类型中,如何使各单元的操作时间近乎相等，以保持生产线的平衡？Ø 在工艺对象专业化的设施布局中,如何设置各经济活动单元，改善物流的有序性？解答：问题一：请列举日常生产和生活中的几种不同类型的设施选址问题,特别是服务行业,并分析其主要考虑的因素和特点;1、 设施选址问题简介选址问题（Location Problem）是组合优化中一类有着重要理论意义和广泛实际背景的问题，其实质是寻求对需求完成分配任务的合理安排以得到某种意义下的最优结果。它在网络设施的安放、网格服务点的分布、核电站的建址等诸多方面有着大量的应用。同时，它与理论计算机科学和离散组合数学也存在着密切的联系。近几十年来，选址问题得到了运筹学、工程学、管理学和计算机科学界的极大关注，并且随着对经典选址问题研究的日趋深入，大量具有实际应用背景的新问题不断涌现。设施选址是众多选址问题的一个重要研究领域。本文所研究的多层工厂选址问题与多产品选址问题都属于其范畴中。研究方法主要依靠组合优化、运筹学等计量方法，这是设施选址与其他选址问题的重要区别。服务型企业，为人们提供生活生产服务，如宾馆、饭店、航空公司、医院等；生产过程型工厂，流程型生产类型企业，如汽车、石化等企业；产品型工厂，少品种、大批量生产，如奶制品，饮料厂等；市场地区型工厂，产品只供应一特定地区，如啤酒；通用型工厂，灵活性较大、没有固定产品和固定供应市场，如生产设备。2、 设施选址问题分类离散选址问题即设施点被选址的地点是离散的。此类问题往往设定设施点与需求点都位于在网络节点上，需求点区位确定，需求点与其他一些节点作为设施被选点，需求点与设施被选点之间有连线相连。离散选址问题纷繁复杂，在国外学者的研究基础上，我们认为主要的离散选址问题有：中值问题、覆盖问题、中心问题、多产品问题、动态选址问题、路径选址、多目标选址与网络中心选址问题。(1)中值问题Hakimi（1964）最早提出中值问题，中值问题的目标是使所有需求点到设施的平均权重距离最短（距离也可用交通、运输时间表示）。其文章假设每个节点是需求点同时也是设施点，网络中的线路表示交通线路。作者提出对于任一给定设施数p，总存在至少一个最优解使得总距离最小。Cooper 的模型不仅在网络中选择设施区位，而且确定设施在网络中的服务范围。Goldman 研究在树状网上如何选择一个设施点的中值问题，具体方法为首先任选一个节点，计算该点的权重是否超过所有权重一半，如果是则为中值点。如果不是则该点权重被计算在相邻点上，直到找到中值点为止。(2)覆盖问题中值问题的应用非常广泛，但是在某些情况下以降低总运输成本（总距离）作为目标不太适宜。例如城市的消防车、医疗急救车辆要求必须在特定时间内到达事故现场，此类设施点必须布置在与需求点特定距离之内才能满足特别的需要。对覆盖问题的研究分两类：完全覆盖问题与最大覆盖问题。(3)中心问题完全覆盖问题目标方程求在特定距离（时间）内满足所有需求应修建的最小设施数。与此不同，中心问题虽然也要求满足所有需求，但设施数是给定的，求任需求点到与它最近设施的最小最大距离，即最小最大化问题。(4)多产品问题需求点对服务与产品的需求往往不是单一的，零售商通常要提供多种产品才能满足顾客或企业的正常需要。Geoffrion 与Graves 建立了多产品的二级选址模型，即不同产品从工厂到分销商再到零售商（需求点）的物流过程。(5)动态选址问题一般而言，分销中心、配送中心、消防站、急救中心等设施一旦修建要服务很长时间。但影响选址决策的因素如需求、运输成本是变化的，再次规划、建设新的设施点成本太高，动态选址问题应运而生。Scott研究问题为在每个时段内布置一个设施点，一旦设施点被选定，它只为一个特定的区域服务。Wesolowskky 与Truscott扩展了上述模型，决策者可根据预测的需求变化重新布置设施点。作者构建了整数规划模型，在约束条件中加上了一个时期内可重新选址的次数。研究动态选址问题的学者还有Frantzeskakis、Shulman等。(6)多目标选址问题通常情况下，不论是公共部门还是私人企业，囿于资源所限，设施选址都不会只设定单一目标，经常将运输（交通成本）、投资成本（建设成本）、客户服务水平（在特定时间、距离为客户提供服务）、设施能力的“平衡利用”等目标综合考虑。构建此类模型最常用的方式是将成本最小化作为总目标，将要实现的作为限制条件。Heller（1989）研究医疗服务设施的中值问题，平均运输成本最小已不是唯一目标，同时必须在特定时间内为病人提供服务。Revelle 与Laporte所构建的模型中有两个目标：最小化成本与特定时间内最大程度满足需求。1、服务业与制造业选址问题在众多选址问题中，本文针对服务业与制造业选址需要考虑的问题进行重点阐述。制造业选址需考虑的因素：ü 有利的劳动力环境(76)ü 劳动力成本、流行的工资率ü 劳动力生产率ü 工作态度ü 工会强度ü 接近市场(55)ü 生活质量(35)ü 接近供应商和资源(31)ü 接近母公司设施(25)服务业选址需考虑的因素：ü 顾客：服务设施应尽量接近顾客ü 成本：某些服务，如仓库等成本最重要ü 竞争者：接近竞争者可以吸引顾客，还可以观察、评价和学习ü 支持系统：接近支持系统，诊所、旅馆等接近医疗中心ü 地理/环境因素：娱乐服务，滑雪等ü 商业氛围：计算机行业集中在大学和科研机构附近ü 通讯：大银行、金融结构座落在大城市ü 运输：邮寄订货公司ü 高级主管的个人要求：CEO的个人喜好问题二：服务设施选址和制造业选址的主要区别,请举例说明之服务业选址的重点是如何有效的将服务提供给客户，并且周围是否有大量潜在客户群，所以要着重考虑的是是否离客户近，由于服务项目难以运输到远处，设施必须靠近顾客群商业氛围，运输等等，例如，一个洗衣店或一个超级市场，影响其经营收入的因素有多种，但其设施位置有举足轻重的作用。如设施周围的人群密度、收入水平、交通条件等，将在很大程度上决定企业的经营收入。此外，竞争者对于服务性行业选址也是一个必须要着重考虑的内容，对于制造业而言，同一地区的竞争者的影响可能要稍小一些。例如如果是一个商场选址，周围最好有密集的住宅区，并且同一区域内最好没有同一类型的大型商场，并且交通通畅。但在商店、快餐店等情况下，在竞争者附近设址有更多的好处。在这种情况下，可能会有一种“聚焦效应”。对于制造业而言，要更多地考虑地区因素以及如何选择效率和效能最优的地点则是需要重点考虑的问题，所以降低成本和提高利润是需要主要考虑的问题，具体来说，就是需要靠近有利的劳动力环境和供货商和资源，并且最好同时靠近市场，并且地价不能过高，所以一般的工厂都建在郊区。例如一个工厂选址，那么充沛的劳动力要考虑，否则就必须再建造宿舍，肯定是一笔不小的开支，此外，要考虑靠近大型商场以及供货源。问题三：请论述几种不同类型的设施布局,并分析其特点设施布局共分为四种类型，分别为：、工艺对象专业化布置工艺对象专业化布置，也称车间或功能布置，是指一种将相似的设备或功能放在一起的生产布局方式，例如将所有的车床放在一处，将冲压机床放在另一处。被加工的零件，根据预先设定好的流程顺序从一个地方转移到另一个地方，每项操作都由适宜的机器来完成。医院是采用工艺导向布局的典型。特点为：ü 生产的产品品种较多、生产量不是很大、断续生产；ü 采用工艺对象专业化的生产组织方式；ü 设备按照其具有的功能进行排列和布局、产品对象专业化布置产品对象专业化布置，也称装配线布局，是指一种根据产品制造的步骤来安排设备或工作过程的布局方式。鞋、化工设备和汽车清洗剂的生产都是按产品导向原则设计的。特点为：ü 适用于产品品种较少、生产量较大；流水线方式ü 采用产品对象专业化的生产组织方式；ü 设备按照产品类的加工路线顺序排列成生产线、混合布置（Hybrid Layout）混合布置是一种常用的设施布置方法。指将两种布局方式结合起来的布局方式。比如，一些工厂总体上是按产品导向布局（包括加工、部装和总装三阶段）在加工阶段采用工艺导向布局，在部装和总装阶段采用产品导向布局。这种布置方法的主要目的是：在产品产量不足以大到使用生产线的情况下，也尽量根据产品的一定批量、工艺相似性来使产品生产有一定顺序，物流流向有一定秩序，以达到减少中间在制品库存、缩短生产周期的目的。混合布置的方法又包括：一人多机、成组技术等具体应用方法。特点为：ü 零部件生产按工艺对象专业化形式，产品组装按产品对象专业化形式，如FMS、 成组单元布置 （Cell Layout）ü 所谓成组技术布局，也称单元式布局，是指将不同的机器组成加工中心（工作单元）来对形状和工艺相似的零件进行加工。成组技术布局和工艺导向布局的相似点是加工中心用来完成特定的工艺过程，加工中心生产的产品种类有限。例如Job shop型的单元布局、日本式的单元制造型的单元布局、混合式单元制造布局。特点为：ü 改善人际关系：工人组成团队来完成整个任务。ü 提高操作技能：在一个生产周期内，工人只能加工有限数量的不同零件，重复程度高，有利于工人快速学习和熟练掌握生产技能。ü 减少在制品和物料搬运：一个生产单元完成几个生产步骤，可以减少零件在车间之间的移动。ü 缩短生产准备时间：加工种类的减少意味着模具的减少，因而可提高模具的更换速度。问题四：在产品对象专业化的设施布局类型中,如何使各单元的操作时间近乎相等，以保持生产线的平衡？生产线的平衡，主要是希望每一工作地的工作任务都大致相等，减少或消除忙闲不均的现象。进行生产线平衡时，首先需要把所有的工作分为一个个工作单元，即最小的、不可再分解或没必要再分解的独立作业动作，然后确定其标准工作时间，把它们组合进不同的工作地，使每个子作地的时间尽量相等问题五：在工艺对象专业化的设施布局中,如何设置各经济活动单元，改善物流的有序性？工艺对象专业化布置，也称车间或功能布置，是指一种将相似的设备或功能放在一起的生产布局方式，根据预先设定好的流程顺序从一个地方转移到另一个地方，每项操作都由适宜的机器来完成。若要改善物流的有序性，关键在于确保每个产品在完成本道工序后可以顺畅的进入下一道临近的工序，所以，改善物流有序性的最关键步骤就是确保所有工序的有序排放。其次，还要尽量满足平行移动条件，即各工序效率基本相同，避免等待情况的发生，进一遍改善物流的有序性。参考文献1 谭素平设施选址问题综述J科技信息，2012(8)