第六章生产运作与管理课件.ppt

1 1 设备设备/设施布置决策设施布置决策2 2 布置决策的定量分析布置决策的定量分析3 3 流水生产线概述流水生产线概述4 4 非制造业的设施布置非制造业的设施布置第六章第六章 生产和服务设施布置生产和服务设施布置1生产设施布置服务设施布置工厂总体布置服务设施总体布置服务设施内部布置 车间内部布置设施布置种类第一节第一节 设备设备/设施布置决策设施布置决策2（一）（一）设施布置设施布置要考虑的四个问题要考虑的四个问题1 1、应包括哪些经济活动单元？、应包括哪些经济活动单元？2 2、每个单元需要多大空间？、每个单元需要多大空间？3 3、每个单元空间的形状如何？、每个单元空间的形状如何？4 4、每个单元在设施范围内的位置、每个单元在设施范围内的位置(相对相对/绝对绝对)？ADBEFCGDAFEBGC一、一、影响企业生产单位构成的因素影响企业生产单位构成的因素3 产品的结构与工艺特点产品的结构与工艺特点 企业的专业化与协作化水平企业的专业化与协作化水平 企业的生产规模企业的生产规模（二）（二）影响企业生产单位构成的因素影响企业生产单位构成的因素4 生产单位专业化原则和形式，影响企业生产单位专业化原则和形式，影响企业内部的生产分工和协作关系，决定着物内部的生产分工和协作关系，决定着物料流向、物流路线和运输量。料流向、物流路线和运输量。（一）工艺专业化原则（一）工艺专业化原则（二）对象专业化原则（二）对象专业化原则二、生产单位的专业化原则和形式5n工艺专业化原则工艺专业化原则：将完成相同工艺或工作的设备和工人布置在一将完成相同工艺或工作的设备和工人布置在一个区域内。在此区域内对不同产品和零部件的个区域内。在此区域内对不同产品和零部件的某一相同或相似工艺进行加工。某一相同或相似工艺进行加工。n对象专业化原则对象专业化原则：将加工某种产品或完成某种服务所需的设备和将加工某种产品或完成某种服务所需的设备和工人布置在一个区域内，所有生产设备和工作工人布置在一个区域内，所有生产设备和工作地按产品加工装配的工艺路线顺序排列。在这地按产品加工装配的工艺路线顺序排列。在这个区域内完成产品或零部件的全部或大部分工个区域内完成产品或零部件的全部或大部分工艺。艺。6车工段车工段铣工段铣工段检验组检验组钻工段钻工段原材料原材料磨工段磨工段磨工段磨工段半成品库半成品库ABBA工艺专业化形式示意图工艺专业化形式示意图7车车钻钻铣铣磨磨检验检验铣铣钻钻车车磨磨检验检验A原原材材料料BA半半成成品品库库BA生产车间生产车间B生产车间生产车间对象专业化形式示意图对象专业化形式示意图8项目项目工艺专业化原则工艺专业化原则对象专业化原则对象专业化原则优优点点1.设备应用面广，利用率高；2.有利于工艺管理；3.部分设备停歇不影响正常生产运作；4.对产品品种变换的适应性强。1.加工路线短，节约运输资源；2.产品等待时间减少，生产运作周期短，流动资金占用少；3.物料流程简单，有利于保证完工周期和质量；4.工人素质要求专门化。缺缺点点1.加工路线长，运输费用高；2.生产运作周期长，流动资金占用多；3.物料流程复杂，不便于管理；4.不利于保证完工周期和质量；5.工人素质要求高1.设备专用性强，利用率低；2.不利于工艺管理；3.生产运作过程易受影响；4.生产运作灵活性差。适用范围单件小批生产类型单件小批生产类型大量大批生产类型大量大批生产类型9（一）设施布置的目标（一）设施布置的目标 满足生产过程的需要满足生产过程的需要 设施占用空间缩小设施占用空间缩小 总运输费用最少总运输费用最少 生产系统柔性强生产系统柔性强 组织结构的合理化和管理的方便性组织结构的合理化和管理的方便性 提供方便、安全、舒适的作业环境提供方便、安全、舒适的作业环境 三、影响设施布置决策的因素三、影响设施布置决策的因素10（二）影响设施布置决策的因素（二）影响设施布置决策的因素厂房的布置满足生产过程的要求，以避免互相交厂房的布置满足生产过程的要求，以避免互相交叉和迂回运输，缩短生产周期，节省生产费用叉和迂回运输，缩短生产周期，节省生产费用生产联系和协作联系密切的单位应相互靠近布置生产联系和协作联系密切的单位应相互靠近布置充分利用现有运输条件充分利用现有运输条件按照生产性质、防火和环保要求，合理划分厂区按照生产性质、防火和环保要求，合理划分厂区在考虑防火和卫生条件下，总平面布置应力求占在考虑防火和卫生条件下，总平面布置应力求占地面积最小地面积最小工厂布置应考虑有扩建的余地工厂布置应考虑有扩建的余地11四、几种典型的布置形式 物料流程形式物料流程形式 可分为水平的和垂直的可分为水平的和垂直的n所有的设备、设施都在同一个车间里时，按所有的设备、设施都在同一个车间里时，按水平方式考虑水平方式考虑n生产运作是在同一个楼层周转时，按垂直方生产运作是在同一个楼层周转时，按垂直方式考虑式考虑12 布置类型布置类型n固定式布置（固定式布置（FixedPositionLayout）加工对象位置固定，生产工人和设备都随加工对象位置固定，生产工人和设备都随加工产品所在的某一位置而转移。加工产品所在的某一位置而转移。13n 按产品布置按产品布置 （Product LayoutProduct Layout）按对象专业化原则布置有关机器和设备，按对象专业化原则布置有关机器和设备，常见的如流水生产线或产品装配线。如图常见的如流水生产线或产品装配线。如图6 61 1所示。所示。加工设备加工设备按产品（对象）布置的示意图按产品（对象）布置的示意图14n按工艺过程布置按工艺过程布置（ProcessLayout）又称工艺专业化布置。即按照工艺专业化又称工艺专业化布置。即按照工艺专业化原则将同类机器集中在一起，完成相同工艺加原则将同类机器集中在一起，完成相同工艺加工任务。工任务。LLLDDDDGG接收和转运接收和转运LDG车床组车床组镗床组镗床组磨床组磨床组磨床磨床钻床钻床车床车床按工艺过程布置示意图按工艺过程布置示意图15n 按成组制造单元布置（按成组制造单元布置（LayoutsBasedonGroupTechnology）LDDGGLGGLL原材料成品库单元1单元2单元3GDL车床钻床磨床如如63：成组生产单元布置示意图：成组生产单元布置示意图16n 按按C C形制造单元布置形制造单元布置机器2机器1机器3机器4机器5机器6入口出口如如64：C形制造单元布置示意图形制造单元布置示意图17n U U形制造单元及生产线布置（形制造单元及生产线布置（U-line CellU-line Cell）76543217654321入口出口入口出口工人的行走路线图图65：U形制造单元及生产线布置形制造单元及生产线布置18物料流物料流缺点：操作者相互分开，没缺点：操作者相互分开，没有机会相互交流工作有机会相互交流工作优点：操作者可以交优点：操作者可以交换工作，可以增加或换工作，可以增加或减少操作人数。操作减少操作人数。操作者经过训练可以自动者经过训练可以自动平衡不同的生产速度。平衡不同的生产速度。物料流物料流19缺点：操作者被包围起来，缺点：操作者被包围起来，没有机会通过第三个操作没有机会通过第三个操作者来提高产量。者来提高产量。优点：操作者可以优点：操作者可以互相帮助，可以通互相帮助，可以通过第三个操作者来过第三个操作者来提高产量提高产量物料物料20缺点：直线型生产线很难平衡缺点：直线型生产线很难平衡优点：优点：5个操作者可以减为个操作者可以减为4个个21第二节 布置决策的定量分析1 1、收集有关信息和数据、收集有关信息和数据所需经济活动单元及其面积所需经济活动单元及其面积可利用空间的大小可利用空间的大小(或现有布置图或现有布置图)各个单元之间的相关关系各个单元之间的相关关系其它约束条件其它约束条件2 2、做出初步平面布置方案、做出初步平面布置方案(块状区划图块状区划图)，进行评价进行评价3 3、确定最终块状区划图，做出详细方案、确定最终块状区划图，做出详细方案 设施布置的步骤设施布置的步骤22设施布置的设施布置的基本思路基本思路1 1、追求、追求物流合理物流合理化化物料搬运占生产周期和生产成本的比物料搬运占生产周期和生产成本的比重很大；重很大；尽量使物流量较大的经济活动单元靠尽量使物流量较大的经济活动单元靠近，以减少搬运距离和搬运量；近，以减少搬运距离和搬运量；尽量使经济活动单元的排列有利于物尽量使经济活动单元的排列有利于物流顺畅。流顺畅。232 2、追求、追求生产生产线的平衡性线的平衡性 （1 1）焦点：）焦点：生产线的平衡问题生产线的平衡问题如何使各个工作如何使各个工作站的工作任务大致相等站的工作任务大致相等（2 2）基本思路：）基本思路：工作地之间的相对位置无其它选择工作地之间的相对位置无其它选择生产线的产出速度等于速度最慢的工生产线的产出速度等于速度最慢的工作地的产出速度作地的产出速度24一、作业相关图作业作业相关图法由穆德提出，它是根据企业各个相关图法由穆德提出，它是根据企业各个部门之间的活动关系密切程度布置其相互位置。部门之间的活动关系密切程度布置其相互位置。1 1、首先将密切程度划分为、首先将密切程度划分为A A、E E、I I、O O、U U、X X六六个等级，然后列出导致不同程度关系的原因。个等级，然后列出导致不同程度关系的原因。2 2、使用这两种资料，将待布置的部门一一确定、使用这两种资料，将待布置的部门一一确定出相互关系出相互关系3 3、根据相互关系重要程度，按重要等级高的部、根据相互关系重要程度，按重要等级高的部门相邻布置的原则，安排出最合理的布置方案。门相邻布置的原则，安排出最合理的布置方案。25级别级别代号代号 关系密切程度关系密切程度评分评分1A绝对必要绝对必要AbsolutelyNecessary62E特别重要特别重要EspeciallyImportant53I重重要要Important44O一一般般Ordinary35U不不重重要要Unimportant26X不可接受不可接受126代号代号关系密切原因关系密切原因1使用共同的原始记录使用共同的原始记录2共用人员共用人员3共用场地共用场地4人员接触频繁人员接触频繁5文件交换频繁文件交换频繁6工作流程连续工作流程连续7做类似的工作做类似的工作8共用设备共用设备9其他其他表：关系密切原因表：关系密切原因27例如：一个小型工厂的生产、辅助、服务等八个部门的相互关系表图如下：1 总总 库库 2 材材 料料 室室 3 工工 具具 室室 4 机机 修修 组组 5 生产车间生产车间 6 更更 衣衣 室室 7 食食 堂堂 8 办办 公公 室室AOAAEIOOOAUEXOAUUEIUUOUUUUOO28第一步：将相关图中各部门间的接近程度列入方块图中1.总库总库2.材料库材料库3.工具库工具库4.机修库机修库A2I5O3,4,8U6,7A1,5O3,4,8U6,7A4,5O1,2U6,7A3,5O1,2,8U6,75.生产车间生产车间6.更衣室更衣室7.食堂食堂8.办公室办公室A2,3,4E6,7,8I1E5I7U1,2,3,4X8E5I6O8U1,2,3,4E5O1,2,4,7U3232522253722201929第二步将各方块切开，根据关系的密切程度和接近的必要性重新在平面上按A、E、I、O、U的顺序逐次排列1、A级：级：1与与25与与2，3，412354302.E级：级：5与与6，7，8 4 5 1 3 6 2313.I级：级：1与与5；6与与7 8 7 4 5 1 6 3 232第三步按各部门实际面积大小的比例，绘制工厂平面布置图 2材料室 3工具室 4机修组 1 总库5生 产 车 间 8办公室 7食堂 6更衣室33二、从至表法 具体步骤如下：具体步骤如下：n选择典型零件，制定典型零件的工艺路线，选择典型零件，制定典型零件的工艺路线，确定所用机床设备确定所用机床设备n制定设备布置的初始方案，统计出设备之间制定设备布置的初始方案，统计出设备之间的移动距离的移动距离n确定出零件在设备之间的移动次数和单位运确定出零件在设备之间的移动次数和单位运量成本量成本n实验法确定最满意的布置方案。实验法确定最满意的布置方案。34所谓所谓”从至表从至表“是指零件从一个设备到另是指零件从一个设备到另一个设备的搬运次数的统计表。一个设备的搬运次数的统计表。因而调换设备的位置，使运输次数大的格因而调换设备的位置，使运输次数大的格子靠近对角线，并使对角线下面有数字的子靠近对角线，并使对角线下面有数字的格子置换到对角线上面去，以使生产线上格子置换到对角线上面去，以使生产线上的运输量下降和减少逆向运输。的运输量下降和减少逆向运输。35序序号号毛毛胚胚库库A铣铣床床B车车床床C钻钻床床D镗镗床床E磨磨床床F压压床床G检检验验台台H01020304生产线加工零件的工艺路线图生产线加工零件的工艺路线图生产线加工零件的工艺路线图生产线加工零件的工艺路线图36代号代号ABCDEFGH合计合计A224B11C213D112E112F22G1113H0合计合计0132223417初始方案从至表初始方案从至表初始方案从至表初始方案从至表37方方案案零件顺向运输距离零件顺向运输距离（对角线上部的运输距离）（对角线上部的运输距离）零件逆向运输距离（对零件逆向运输距离（对角线下部的运输距离）角线下部的运输距离）初初始始方方案案1 11 11 13 31 13 32 2（2 21 12 21 12 2）16164 41 14 43 31 13 35 51 15 54 4（1 11 1）8 86 62 21212小计小计 4040小计小计 1212零件运输的总距离：零件运输的总距离：404012125252初始方案零件运输距离计算表初始方案零件运输距离计算表初始方案零件运输距离计算表初始方案零件运输距离计算表38代号代号ACEFHGDB合计合计A224C213E112F22H0G1113D112B11合计合计0322432117最终方案从至表最终方案从至表最终方案从至表最终方案从至表39方方案案零件顺向运输距离零件顺向运输距离（对角线上部的运输距离）（对角线上部的运输距离）零件逆向运输距离（对零件逆向运输距离（对角线下部的运输距离）角线下部的运输距离）改改进进后后方方案案1 1（2 22 21 12 21 1）8 81 11 11 12 2（1 11 1）4 42 21 12 24 41 14 43 31 13 35 52 210104 41 14 4小计小计 2626小计小计 1010零件运输的总距离：零件运输的总距离：262610103636改进后方案比初始方案减少运输距离改进后方案比初始方案减少运输距离 523616改进后方案零件运输距离计算表改进后方案零件运输距离计算表改进后方案零件运输距离计算表改进后方案零件运输距离计算表40物料运物料运量图法量图法含义：含义：比较各种生产单位之间的运量大小及运比较各种生产单位之间的运量大小及运输次数来确定布置方案的一种方法。输次数来确定布置方案的一种方法。方法方法：相互间运量大的单位尽量靠近布置。相互间运量大的单位尽量靠近布置。目标：目标：总运量减少，降低运输费用总运量减少，降低运输费用 。41举例：从从010203040506小计小计0111110284113032680426101805121206小计小计01381812116262车间物料运量表车间物料运量表42运量相关线图运量相关线图（按两行式排列）05车间车间06车间车间04车间车间01车间车间02车间车间03车间车间实箭线表示2个物料单位虚箭线表示1个物料单位 43三、新设备布置问题三、新设备布置问题该问题的目标是使从新设备到老设备的加权直该问题的目标是使从新设备到老设备的加权直线移动距离的总和最小。（两台设备之间不能线移动距离的总和最小。（两台设备之间不能走对角线）走对角线）（5，10）（20，30）44第三节第三节 装配线平衡装配线平衡产品原则布置的优点在于要把工作分解成可产品原则布置的优点在于要把工作分解成可由技术不高的工人或专用机器快速而机械地由技术不高的工人或专用机器快速而机械地完成一系列基本作业。完成一系列基本作业。每一个工人只分派一个作业是不实际的。每一个工人只分派一个作业是不实际的。通常会将作业分成可控制的作业包分配给各通常会将作业分成可控制的作业包分配给各工作地，每个工作地由一个或两个人操作。工作地，每个工作地由一个或两个人操作。决定如何将作业分配到工作地的这一过程被决定如何将作业分配到工作地的这一过程被称为生产线平衡，其目标在于分到各工作地称为生产线平衡，其目标在于分到各工作地的作业所需时间大致相等。（不等时会出现的作业所需时间大致相等。（不等时会出现闲置时间）闲置时间）45达到生产线完全平衡的主要障碍在于要组成具有同样达到生产线完全平衡的主要障碍在于要组成具有同样加工时间的作业包是很困难的。加工时间的作业包是很困难的。n对设备要求不同或一些活动不相容；对设备要求不同或一些活动不相容；n基本作业的时间差异通过作业分组解决不了；基本作业的时间差异通过作业分组解决不了；n所要求的技术顺序也可能妨碍一些作业组合。所要求的技术顺序也可能妨碍一些作业组合。擦污擦污2分钟分钟冲洗冲洗4分钟分钟烘干烘干2分钟分钟有时候一个工作地上会有多个工人，本章所有的例有时候一个工作地上会有多个工人，本章所有的例子与问题涉及到的工作地上只有一个人。子与问题涉及到的工作地上只有一个人。46考虑管理者可决定利用考虑管理者可决定利用1-51-5个工作地来完成五个作业。个工作地来完成五个作业。当利用当利用1 1个工作地时，所有的作业都在这一工作地完个工作地时，所有的作业都在这一工作地完成；利用成；利用5 5个工作地时，每一个工作地只安排个工作地时，每一个工作地只安排1 1个作个作业。如果利用业。如果利用2 2个、个、3 3个、个、4 4个工作地时，部分或全部个工作地时，部分或全部的工作地将分配多项作业。管理者如何决定利用多的工作地将分配多项作业。管理者如何决定利用多少个工作地？少个工作地？主要决定因素是节拍。节拍是指将完成单位产品所主要决定因素是节拍。节拍是指将完成单位产品所需要的作业分配到各工作地时，各工作地完成其上需要的作业分配到各工作地时，各工作地完成其上的作业所容许的最大时间。如果节拍是的作业所容许的最大时间。如果节拍是2 2分钟，那么分钟，那么该生产线每该生产线每2 2分钟完成一个产品。分钟完成一个产品。思考47假定要制造某种产品，该工作可以分解为假定要制造某种产品，该工作可以分解为5个基本作业，个基本作业，每一作业所需时间及各作业的顺序如下图所示：每一作业所需时间及各作业的顺序如下图所示：0.1分钟分钟0.7分钟分钟1.0分钟分钟0.5分钟分钟0.2分钟分钟产量计划期有效工作时间节拍产量计划期有效工作时间节拍假定一生产线每天运转假定一生产线每天运转8小时，其中节拍为小时，其中节拍为1分钟，那么分钟，那么产量为产量为480个单位；当节拍为个单位；当节拍为2.5分钟时，那么产量为分钟时，那么产量为192个单位。个单位。节拍计划期有效工作时间计划期产量节拍计划期有效工作时间计划期产量最小可能的节拍：最长的作业时间最小可能的节拍：最长的作业时间1.0分钟分钟最大可能的节拍：各作业时间之和最大可能的节拍：各作业时间之和2.5分钟分钟48工作地计算数工序时间之和节拍工作地计算数工序时间之和节拍假定计划期的产量为每天假定计划期的产量为每天480个单位（最大产量），为个单位（最大产量），为了达到这一目标最少需要的工作地为：了达到这一目标最少需要的工作地为：N2.512.5个工作地个工作地abecd0.11.00.70.50.2实际采用实际采用3个工作地个工作地49作业分配的步骤从工作地从工作地1开始，按顺序给工作地分配作业。作业的分开始，按顺序给工作地分配作业。作业的分配按作业先后顺序图自左至右进行。配按作业先后顺序图自左至右进行。在每一分配前，利用下列标准确定哪些作业够资格分在每一分配前，利用下列标准确定哪些作业够资格分配到一工作地：配到一工作地：n所有先行作业都已被分配所有先行作业都已被分配n该作业时间不超过该工作地的剩余时间该作业时间不超过该工作地的剩余时间如果没有够资格分配的作业，继续下一个工作地如果没有够资格分配的作业，继续下一个工作地每当一个作业被分配后，计算出该工作地的剩余时间。每当一个作业被分配后，计算出该工作地的剩余时间。剩余时间等于节拍减去工作地上总的作业时间。剩余时间等于节拍减去工作地上总的作业时间。如果出现两个作业情况都一样时，可通过分配后续作如果出现两个作业情况都一样时，可通过分配后续作业数做多的作业，或分配加工时间最长的作业解决。业数做多的作业，或分配加工时间最长的作业解决。继续下去直到所有作业都被分配。继续下去直到所有作业都被分配。50工作地工作地剩余时间剩余时间够资格分够资格分配的作业配的作业分配作业分配作业工作地闲工作地闲置时间置时间1231.00.90.21.01.00.50.3a,cc-bde-ac-bde-0.20.00.30.551评价作业分配的效率生产线闲置时间百分比（闲置率）生产线效率生产线闲置率每节拍内的闲置时间（实际工作地生产线闲置率每节拍内的闲置时间（实际工作地数数节拍）节拍）生产线效率生产线效率1生产线闲置率生产线闲置率52begdf0.20.30.61.00.4h0.3ac0.20.853工作地工作地剩余时间剩余时间够资格分配的作够资格分配的作业业分配作业分配作业工作地闲置工作地闲置时间时间12341.21.00.201.20.60.31.20.21.20.80.5a,cc,bb,de,de,deffggha(0.2)c(0.8)b(0.2)d(0.6)e(0.3)f(1.0)g(0.4)h(0.3)0.00.30.20.554工作地4工作地3工作地2工作地1begdf0.20.30.61.00.4h0.3ac0.20.855