生产与运作管理电子教案完整版.ppt

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1、1生产与运作管理Production & Operations Management2生产与运作管理生产活动是人类最基本的活动，本书按照系统的观点组织生产运作管理的内容。第一篇 绪论第二篇 生产运作系统的设计第三篇 生产运作系统的运行第四篇 生产运作系统的维护与改进3第一篇 绪论本篇包括：n第1章 基本概念n第2章 企业战略和运作策略n第3章 需求预测基本概念是讨论生产系统设计、运行、维护和改进的基础；生产运作策略是生产系统设计、运行、维护和改进的指导思想和谋划；需求预测则是进行生产系统设计、运行、维护和改进的前提。4第1章 基本概念1.1 生产运作管理1.2 生产运作的分类和生产类型1.3

2、能力与需求的匹配1.4 生产运作管理历史和发展趋势51.1 生产运作管理n1.1.1 社会组织及其基本职能n1.1.2 生产概念的发展n1.1.3 生产运作管理的目标和内容61.1.1 社会组织及其基本职能社会组织n具有特定目标和功能的、社会化的生产要素的集合体。n是社会分工的结果，也是社会生产力发展水平的标志。n有益的输出（产品和服务）是社会组织的贡献，是它赖以生存的基础。有害的输出（三废加噪音）破坏环境。n要提供输出则必须有输入。 71.1.1 社会组织及其基本职能（续）环境约束：经济、政治、社会、法律、市场资源支撑：人、财、物、技术输入：原材料、能源、信息输出：产品、服务社会组织社会组织

3、及其外部约束社会组织及其外部约束81.1.1 社会组织及其基本职能（续）社会组织的基本职能有3项：生产运作、理财和营销。n生产运作提供产品和服务。社会组织的大部分人力、物力和财力都投入到生产运作之中。n理财就是为社会组织筹措资金并合理地运用资金。n营销就是要发现与发掘顾客的需求，让顾客了解公司的产品和服务，并将这些产品和服务送到顾客手中。 三项基本职能互相依存。91.1.2 生产概念的发展服务业的兴起使生产的概念得到扩展前工业 (Pre-industrial)社会n人们主要从事农业和采掘业n实质是从自然界直接获取所需的物品n动力来自人力和兽力n主要活动是同自然界打交道n生活节奏与自然界同步，“

4、日出而作，日落而息”n沐浴明媚的阳光，呼吸着新的空气，饮用洁净的水，享受大自然的美。 101.1.2 生产概念的发展（续）工业 (Industrial)社会n人们主要从事制造业，其本质是制造出自然界原来没有的、可以满足人们需要的物品。n动力来自蒸汽和电力。n分工是工业社会组织生产活动的基本原则。 n主要活动是同经过加工的物品打交道。n产品的制造和使用过程产生自然界原来没有的东西，打破了原有的平衡，造成环境污染和破坏。111.1.2 生产概念的发展（续）后工业 (Post-industrial)社会n人们主要从事服务业。n服务是满足个性化需要的过程。n服务过程必须有单个顾客的特定输入。n信息成为

5、关键资源。n生活质量由教育、保健和休闲来衡量。n主要活动是人们之间的交往。121.1.2 生产概念的发展（续）服务业一般包括五个方面的活动n业务服务：如咨询、财务金融、银行、房地产等；n贸易服务：零售、维修等；n基础设施服务：交通运输、通讯等；n社会服务：餐馆、旅店、保健等；n公共服务：教育、公用事业、政府等。服务业的兴起是社会生产力发展的必然结果，也是社会生产力发展水平的一个重要标志。 没有服务业就没有现代社会131.1.2 生产概念的发展（续）当前，以信息技术产业为主导的现代服务业成为推动经济增长的主要源泉。信息技术(Information Technology，IT)将人类社会带入了信息

6、时代,它极大地的提高了生产效率,也改变了人们的生活方式。由机器体系构成的制造系统，只是制造业的“肌肉和骨骼系统”，用信息技术改造传统制造业，实质上是给传统制造企业赋予“神经系统”，使之能够迅速觉察内外环境的变化，从而求得生存和发展。 141.1.2 生产概念的发展（续）人们在解决基本的物质需要之后，精神需要就突出出来。精神需要可以从物质享受中得到一定满足，但精神需要主要通过服务才能得到满足。当一个社会多数人已经达到“衣食无忧”的状况时，继续大力发展农业和制造业，只能使农产品和工业品大量积压，浪费有限的资源，并不能促进经济持续增长。服务业发展不够不仅会成为限制国民经济发展的瓶颈，而且会造成社会的

7、不稳定。与物质需要的有限性不同，精神需要具有无限性，这种特点使得服务业的发展永无止境。 151.1.2 生产概念的发展（续）服务业的兴起，使生产的概念得到延伸和扩展按照马克思主义的观点，生产是以一定生产关系联系起来的人们利用劳动资料，改变劳动对象，以适合人们需要的过程创造财富的过程 从一般意义上讲，我们可以给生产下这样一个定义：生产是一切社会组织将对它的输入转化增值为输出的过程161.1.2 生产概念的发展（续）英文教科书已经从最初的生产管理（Production Management）改为生产和运作管理（Production and Operations Management）,现在大都称运

8、作管理（Operations Management），与Operations Research（运作研究，运筹学）是姊妹学科。为了符合汉语的习惯，译作“生产运作管理”，或简称“运作管理”。对营利组织如企业，也可译为“运营管理”；但对于非营利组织，如政府、大学、医院等，称“运营管理”则不合适。 171.1.2 “生产”概念的发展(续）社会组织社会组织主要输入主要输入转化的内容转化的内容主要输出主要输出 工厂工厂原材料原材料加工制造加工制造产品产品运输公司运输公司产地的物资产地的物资位移位移销地的物资销地的物资修理站修理站损坏的机器损坏的机器修理修理修复的机器修复的机器医院医院病人病人诊断与治疗诊

9、断与治疗恢复健康的人恢复健康的人大学大学高中毕业生高中毕业生教学教学高级专门人才高级专门人才咨询站咨询站情况、问题情况、问题咨询咨询建议、办法、建议、办法、方案方案 典型社会组织的输入、转化和输出典型社会组织的输入、转化和输出181.1.2 生产概念的发展（续）生产运作系统n生产运作系统是由人和机器构成、能将一定输入转化为特定输出的有机整体。 n生产运作系统是人的组织、物的配置和资金运筹的协调运作的统一体。 n输入是由输出决定的，生产运作系统也是由输出决定的n生产运作系统是由人设计建造的，它可以按照需要进行构造和重构，使它能够适应外界环境的变化。191.1.3 生产运作管理的目标和内容生产运作

10、管理的目标n高效、灵活、准时、清洁地生产合格产品和/或提供满意服务。高效n效率是投入和产出的比较，高效就是以较少的投入得到较多的产出。 n产出的是产品和服务；投入包括人力、物力、财力和时间。 201.1.3 生产运作管理的目标和内容（续）生产率 = 产出的量/投入的量 如果产出的量=10000单位，而花费的工时是500小时，则，单因素生产率 = 10000/500 = 每小时20个单位的产出多因素生产率 = 产出的量/(劳动力+物资+能源+资本+其它) 计算多因素生产率，需要将劳动力、物资、能源、资本和其它资源换算成统一单位，通常换算成货币金额。211.1.3 生产运作管理的目标和内容（续）灵

11、活n指能很快地适应市场的变化，生产不同的品种和开发新品种或提供不同的服务和开发新的服务。n要能够很快地适应市场变化，需要提高生产系统的柔性。柔性是指处理环境变化的能力。 221.1.3 生产运作管理的目标和内容（续）准时n是在用户需要的时间，按用户需要的数量，提供所需的产品和服务。n从提高效率的角度看，要求生产过程具有连续性、平行性、比例性与均衡性。但是，不与市场需求挂钩，追求连续性、平行性与均衡性毫无意义。在市场多变的情况下，比例性也只是一种永远达不到的理想状态，瓶颈出现永远是正常现象。23 1.1.3 生产运作管理的目标和内容（续）合格产品和(或)满意服务，是指质量。n对有形产品，通常以性

12、能、可靠性、维修性、安全性、适应性、经济性等作为衡量质量的指标。n对服务通常以功能性、经济性、安全性、时间性、舒适性和文明性等作为衡量质量的指标。 241.1.3 生产运作管理的目标和内容（续）生产运作管理的内容 生产运作管理是对生产运作系统的设计、运行与维护过程的管理，是对生产运作活动进行计划、组织与控制。生产运作系统的设计包括n产品或服务的选择和设计n生产运作设施的定点选择n生产运作设施布置n服务交付系统设计和工作设计。生产运作系统的设计对其运行有先天性的影响251.1.3 生产运作管理的目标和内容（续）生产运作系统的运行，主要是讲在现行的生产运作系统中，如何适应市场的变化，按用户的需求，

13、生产合格产品和提供满意服务。生产运作系统的运行主要涉及生产运作计划、组织与控制三个方面。n计划方面解决生产什么、生产多少和何时出产的问题。 n组织方面解决如何合理组织生产要素，使有限的资源得到充分而合理的利用的问题。n控制方面解决如何保证按计划完成任务的问题，主要包括接受订货控制、投料控制、生产进度控制、库存控制和成本控制等。26 1.1.3 生产运作管理的目标和内容（续）生产运作系统的维护和改进包括人员的培训、设施的维护以及生产系统的改善n管理人员的管理水平、工人的操作技能以及人员的整体素质需要通过不断培训来提高，这是从事生产活动的保障。n设备和设施的维护是保证生产运作系统正常运行的物质条件

14、。n生产系统的改善则是不断消除浪费、降低成本、提高产销率的需要。271.1.3 生产运作管理的目标和内容（续）生产运作管理人员所需技能 n技术技能包括专业技术与管理技术。必须具备有关的专业技术知识，特别是工艺知识；懂现代生产运作管理技术和方法。n行为技能必须具备处理人际关系的能力，要善于与他人合作共事，调动他人的工作积极性，并协调众人的活动。 281.2 生产运作的分类和生产类型n1.2.1 产品生产n1.2.2 服务运作n1.2.3 生产类型的划分n1.2.4 不同生产类型的特征n1.2.5 提高多品种小批量生产效率的途径291.2.1 产品生产产品生产n是通过物理和(或)化学作用将有形输入

15、转化为有形输出的过程 产品生产分成两种：n连续性生产和流程式生产：化工、炼油、造纸等n离散性生产(加工装配式生产) ：机械、电子、家俱、服装等n 流程式生产与加工装配式生产在产品市场特征、生产设备、原材料等方面有不同特点。301.2.1 产品生产（续）特征特征 流程式生产流程式生产加工装配式生产加工装配式生产 产品品种数产品差别营销特点资本/劳力/材料密集自动化程度设备布置的性质设备布置的柔性生产能力扩充能力的周期对设备可靠性要求维修的性质原材料品种数能源消耗在制品库存副产品较少有较多标准产品依靠产品的价格与可获性资本密集较高流水式生产较低可明确规定 较长高停产检修较少较高较低较多较多有较多用

16、户要求的产品依靠产品的特点劳力、材料密集较低批量或流水生产较高模糊的较短较低多数为局部修理较多较低较高较少 流程式生产与加工装配式生产的比较311.2.1 产品生产（续）流程式（process）生产 生产设施地理位置集中，生产过程自动化程度高，对生产系统可靠性和安全性的要求很高。 加工装配式(fabrication/assembly)生产 生产设施地理位置分散，零件加工和产品装配可以在异地进行，零件种类繁多，加工工艺多样化，涉及多种多样的加工单位、工人和设备，生产过程中协作关系十分复杂。 加工装配式生产可以采取备货型（make-to-stock, MTS）生产方式，也可以采取订货型（make-

17、to-order, MTO）生产方式321.2.1 产品生产（续）备货型生产n预测驱动，生产为补充库存，通过库存满足需要，可通过分销渠道销售。n标准化产品适用备货型生产：轴承、紧固件、小型电机等。n优点：生产效率较高，即时满足顾客共性需要，利于计划管理，企业有较大主动权。n缺点：顾客选择有限，难以满足顾客个性化需求，往往造成积压与短缺并存，给企业带来极大风险。331.2.1 产品生产（续）订货型生产n订单驱动，生产为顾客个性化需求，不必维持成品库存，不必通过分销渠道销售。n非标准化产品：大型船舶、电站锅炉等。n优点：能够满足顾客个性化需要，可以消除成品库存。n缺点：生产效率较低，企业主动权较少

18、，给管理工作带来极大挑战。341.2.1 产品生产（续）按订单制造（Build-to-Order, BTO）nMTO本是用于大型、非标准产品的生产，BTO则是从大量重复性生产发展而来，如汽车制造，可以采取MTS,也可采用BTO；nMTO中大部分零件由本企业加工制造，BTO则倾向于多数零部件由外部采购。 其实，MTO和MTS只是一条连续带上的两个点35制造企业顾客研发 设计 采购 加工 装配 发运按订单销售（STO）按订单装配（ATO）按订单加工（FTO）按订单采购（PTO）按订单设计（ETO）按订单研发（DTO）产 品个 性化 程度高高低低生产效率高订 货提 前期长短低库存量备货订货分离点 备

19、货型生产 订货型生产36（1）按行业分类，在我国国民经济行业分类中除农业、工业、建筑业之外的所有其它15个行业。包括娱乐、教育、通信、金融、保险、运输、公用事业、政府服务、保健、医疗、贸易和商业等。（2）按服务组织的目的可分为营利服务和非营利服务。政府服务、教育、医疗、公用事业应该为非营利服务。1.2.2 服务运作371.2.2 服务运作（续）（3） 按顾客参与方式可分为涉及顾客身体处理（如保健、医疗、理发、餐饮）、涉及心理刺激（如教育、信息、娱乐、咨询、心理救助）和涉及顾客拥有物处理（如维修、洗衣、清扫、房屋整理、剪草）三种服务。（4）按照是否提供有形产品可将服务分成纯劳务和一般劳务两种。纯

20、劳务不提供任何有形产品。如咨询、法庭辩护、指导和讲课。一般劳务则提供有形产品，如批发、零售、邮政、运输、图书馆书刊借阅。381.2.2 服务运作（续）（5）按顾客是否参与也可将服务运作分成两种：顾客参与的服务和顾客不参与的服务。前者如理发、保健、旅游、客运、学校、娱乐中心等，没有顾客的参与，服务不可能进行；后者如修理、洗衣、邮政、货运等。顾客参与的服务运作管理较为复杂。391.2.2 服务运作（续）（6）按劳动密集程度和与顾客接触程度可将服务分成4种：大量资本密集服务、专业资本密集服务、大量劳务密集服务和专业劳务密集服务。大量资本密集服务又称为服务工厂（service factory），大量劳

21、务密集服务又称为服务作坊(service shop),专业资本密集服务又称为大众化服务，专业劳务密集服务又称为专业化服务。 40 劳动（或资本）密集程度 资本密集 劳动密集 与 低 大量资本密集服务： 大量劳动密集服务： 顾 航空公司 中、小学校 客 大酒店 批发 接 游乐场 零售 触 程 高 专业资本密集服务： 专业劳动密集服务： 度 医院 律师事务所 汽车修理 专利事务所 会计事务所 1.2.2 服务运作（续）411.2.2 服务运作（续） 服务的特征n无形性（intangibility）。n异质性（heterogeneity），或波动性（variability）。 n同步性（simult

22、aneity），或不可分性。（inseparability） n易逝性（perishability）。实际上，有些特点并非服务所独有，如软件产品具有无形性。 有单个顾客的特定输入，是服务最本质的特征。421.2.2 服务运作（续）服务运作管理的特征 n由于服务的无形性，使服务的生产率难以测定。现行的考核脑力劳动者工作量的办法大都采用考核体力劳动者的办法，是不科学的，副作用相当大。 n由于服务的同步性，服务不能存储，不能通过库存来缓冲来适应需求变化。n由于服务的异质性和无形性，使得服务质量难以测量。n由于服务的易逝性，会造成服务资源的浪费。n顾客参与是服务的本质决定的，顾客直接参与对服务企业有正

23、面和负面影响。431.2.3 生产运作类型的划分生产运作类型按照品种多少、批量大小、生产重复程度划分 n大量生产运作 n单件生产运作 n成批生产运作 大量大批生产运作 中批生产运作 单件小批生产运作 大量生产运作 成批生产运作 单件生产运作 生产类型的划分44 大量大批生产运作类型的特征n 设计方面由于可以采用经过多次制造和使用检验的标准图纸生产，不仅大大减少了设计工作量(重复生产时，图纸只需作小的修改)，节省了设计阶段所需的时间，而且保证了设计质量，也节省了设计人员。n工艺方面由于设计图纸变化小，产品结构相对稳定，可以编制标准制造工艺，标准工艺经过反复生产验证，其质量可不断提高。由于减少以至

24、消除了重复编制工艺的工作，不仅大大减少了工艺编制的工作量，缩短了工艺准备周期。而且节省了工艺人员。由于产量大，生产重复程度高，可设计专用、高效的工艺装备，便于且宜于精确制定材料消耗定额，减少原材料消耗。1.2.4 不同生产运作类型的特征45大量大批生产运作类型的特征（续）n 生产组织方面可进行精细分工，工作地专业化程度高，工人操作简化，可推行标准操作方法，提高工作效率。宜于购置专用高效设备，采用流水线、自动线等高效的组织生产的形式。n 生产管理方面便于且宜于制定准确的工时定额。由于产品品种及产量稳定，原材料、毛坯变化小，易与供应厂家和协作厂家建立长期稳定的协作关系，质量与交货期容易得到保证。例

25、行管理多，例外管理少，计划、调度工作简单，生产管理人员易熟悉产品和工艺，易掌握生产进度。1.2.4 不同生产运作类型 的特征（续）46好处： n 从设计到出产的整个生产周期短，因此加快资金周转。大量大批生产一般是备货型生产，生产周期短使得用户的订货提前期短，从而加快了整个社会的生产速度；n 用人少，机械化、自动化水平高，产出率高，劳动生产率高；n人力、物力消耗少，成本低；n 产品质量高而稳定。 1.2.4 不同生产运作类型 的特征（续）47单件小批生产运作类型的特征n设计方面每生产一种新产品都必须重新设计，绘制新图，或作较大修改。因此，设计工作量大，设计周期长，需要的设计人员多。因图纸得不到制

26、造过程和使用过程的检验，设计质量也不易提高。n工艺方面 必须为每种新设计的产品编制工艺，需设计、制造新的工艺装备。编制工艺的周期长。由于生产的重复程度低， 材料消耗定额也不易或不宜准确制定。工艺质量不易提高，需要的工艺人员多。1.2.4 不同生产运作类型 的特征（续）48单件小批生产运作类型的特征（续）n 生产组织方面只能进行粗略分工，工作地专业化程度不高。工人需完成多种较复杂的操作，需较长时间培训。多品种生产只适于使用通用设备，效率低，工作转换时间长。一般只能采用按功能布置(机群式布置)，零件运输路线长。n 生产管理方面只能粗略制定工时定额。原材料、毛坯种类变化大，不易建立长期稳定的协作关系

27、，质量与交货期不易保证。计划、调度工作复杂，例行管理少，例外管理多，需要管理人员多。1.2.4 不同生产运作类型 的特征（续） 491.2.4 不同生产运作类型 的特征（续） 缺点： 产品制造周期长，资金周转慢，用户订货提前期长； 用人多，生产效率低，劳动生产率低； 成本高； 产品质量不易保证。 501.2.5提高多品种小批量生产效率的途径（1）减少零件变化n推行“三化”（产品系列化，零部件标准化和通用化）n推行成组技术n推行减少变化方法（2）提高生产运作系统柔性n柔性是系统处理外界变化的能力n硬办法：提高机器体系的柔性n软办法：提高组织管理系统的柔性511.3 能力与需求的匹配n1.3.1

28、供需链瓶颈及其影响n1.3.2 能力与需求的匹配n1.3.3 理想的供需关系：准时生产52采掘企业采掘企业冶炼企业冶炼企业制造企业制造企业用户用户农牧业农牧业食品服装加工食品服装加工食品服装销售食品服装销售衣食需要衣食需要1.3.1 供需链瓶颈及其影响53瓶颈是制约整个系统产出的部位或环节。一条高速公路的某段正在修路，修路部分就成为这条高速公路的瓶颈。整条高速公路的汽车通过率（单位时间内通过汽车的数量）下降到瓶颈上的汽车通过率。加宽非瓶颈部分的公路宽度不仅不能提高整条高速公路的通过率，而且白白浪费了资源 供需链的瓶颈在供方，形成卖方市场。供需链的瓶颈在需方，形成买方市场 1.3.1 供需链瓶颈

29、及其影响（续）54原料生产企业材料加工企业产品制造企业最终用户 A B C D 生产能力 最终需求 15（BN） 20 25 24 25 20（BN） 25 25 25(BN) 25(BN) 25(BN) 26 30 30 35 28 （BN）供需链瓶颈的变化1.3.1 供需链瓶颈及其影响（续）551.3.2 能力与需求 的匹配是生产运作管理要解决的基本问题能力在“量”和“质”方面的改变能力与需求在量方面的匹配n改变能力n影响需求能力与需求在质的方面适应n以不变应变：“全能机器”和“全能员工”n以变应变：业务过程重构，敏捷制造561.3.3 理想的供需关系： 准时生产按需生产是组织生产运作的基

30、本原则准时性是组织生产运作的基本要求准时生产是组织生产的哲理，有普遍性供需协调n将需方所需的产品和服务，在需方需要的时间，在需方需要的地点，按需方要求的数量和质量，以合理的价格提供给需方571.4 生产运作管理的历史 和发展趋势1.4.1 生产运作管理的历史n产业革命n科学管理运动n管理科学n日本制造业的影响1.4.2 当前生产运作管理面临的形势及发展趋势58 产业革命产业革命始于18世纪70年代的英国，随后扩展到欧洲，19世纪传到美国。1764年，瓦特(James Watt)发明了蒸汽机，给机器带来了能源。1770年James Hargreave发明了珍妮纺纱机在1776年劳动分工论。178

31、5年Edmund Cartwright发明了动力织布机，这3项发明带来了纺织工业的革命。 1800年 Whitney 的标准化互换零件n随着产业革命的深入发展、机器的大规模引入，科学管理也应运而生。59 科学管理运动科学管理科学管理(Scientific Management) 泰勒(Frederick Winslow Taylor，1911) 甘特图（ Henry Gantt, 1916）装配流水线装配流水线(Moving Assembly Line) 福特(Herry Fort 1913)动作研究动作研究 吉尔布雷斯(Frank Gilbreth,1922)夫妇 60 管理科学1915年，

32、哈里斯(F. w. Harris)提出了第1个库存管理数学模型，从此将数学引入管理领域 。1924年，休哈特 (W. Shewhart)提出了抽样和质量控制的统计方法。 1935年，梯培特 (L. H. C. Tippett)提出统计抽样理论。 二战以后，人们将运筹学(Operations research, OR)用于企业管理领域，发展成为管理科学(Management science)61日本制造业的影响日本的制造业采用JIT和精细生产方式，通过高质量、低成本而具有竞争力。日本的全面质量管理是通过美国质量管理专家引入的，但是，日本企业重视人的因素，并将质量控制方法简化，使普通工人而不只是专

33、家都懂得如何使用，从而使质量控制成为全员参与的工作。对质量重视体现以顾客为尊，是向基于顾客的管理迈出的第一步。日本强调不断改善、团队精神，都是现代生产运作管理需要的。 62形势n服务革命正在兴起n基于时间竞争n环境问题趋势n重视生产运作策略（operations strategy）n业务过程重组n精细生产n供应链管理n敏捷制造n大量定制生产1.4.2 生产运作管理面临的 形势和发展趋势63谢谢生产与运作管理Production & Operations Management生产与运作管理第十五章 设备维修管理引导案例：引导案例：EAM系统使设备管理人员放心系统使设备管理人员放心n国内某大型燃气

34、企业A公司，承担着在我国某省输送燃气的任务。这家公司最重要的工作目标，就是要确保送气工作安全平稳进行，这一点比经济效益目标更加重要。nA公司是一个拥有50亿元资产、1 600公里输气管道的流程型运输企业，其生产过程并不改变产品（燃气）的结构和特性。n从财务数据分析可以看出，燃气公司的成本绝大部分都在设备上，包括设备折旧、配件库存、维修和维护，这些开支占公司年度开支的75%以上。生产与运作管理n不久前，A公司上马了EAM（企业资产管理）系统，EAM是以企业固定资产为主要对象，从固定资产的设计、采购、安装调试、运行管理到转让报废的全生命周期都进行管理的应用信息系统，其目的就是提高企业资产的运行可靠

35、性与使用价值、降低维护与维修成本，从而提高企业整体运行质量、降低总体成本。n用上了EAM系统之后，公司安全性指标、设备总成本有了显著的改进，综合效益每年提高竟然能够达到15%以上，同时也保障了社会生活的稳定进行。生产与运作管理第十五章 设备维修管理 15.1 设备管理概述 15.2 生产维修 15.3 基本维护决策 15.4 企业资产管理系统 15.5 设备维护业务外包生产与运作管理15.1 设备管理概述 英国标准3811号给“维修”下的定义是：“各中技术行动与相关的管理行动相配合，其目的是使一个物件保持在或者恢复达到能履行它所规定功能的状态。” 设备维修管理：指依据企业的生产经营目标，通过一

36、系列的技术、经济和组织措施，对设备寿命周期内的所有设备物质运动形态和价值运动形态进行的综合管理工作。生产与运作管理设备管理的影响l 设备管理水平的高低直接影响企业的计划、交货期、生产过程的均衡性等方面的工作；l 设备管理水平的高低直接关系到企业产品的产量和质量；l 设备管理水平的高低直接影响着产品制造成本的高低；l 设备管理水平的高低关系到安全生产和环境保护；l 设备管理水平的高低影响着企业生产资金的合理使用。 设备管理的主要内容依据企业经营目标及生产需要制定设备规划。选择、购置、安装调试所需设备。对投入运行的设备正确、合理地使用。精心维护保养和及时检查设备，保证设备正常运行。适时改造和更新设

37、备。生产与运作管理生产与运作管理设备维修发展概况 事后修理 预防维修 生产维修 维修预防 设备综合管理基于状态维修（Condition-based Maintenance）和智能维修（Intelligent Maintenance）等新方法。生产与运作管理设备综合工程学特点 把设备的最经济寿命费用作为其研究目的 把与设备有关的工程技术、财务、管理等方面结合起来进行综合性管理 研究提高设备的可靠性、维修性设计，提高设计的质量和效率 把设备的一生，即整个寿命周期作为管理和研究的对象 强调设备的设计、使用和费用的信息反馈生产与运作管理15.2 生产维修设备维修的理论有两种基本观点： 第一种观点建立在

38、摩擦学基础之上，以研究机械磨损规律的“设备修理周期结构”理论。 第二种观点是建立在故障物理学基础之上，以研究故障规律和设备可靠性的“故障分析与状态管理”理论。生产与运作管理维修术语n平均故障期(mean time between failure, MTBF)，是指两次故障之间的期望时间，其大小等于1/ 其中 为故障率。 n 平均维修时间（mean time to repair，MTTR）， 是指修理时间R的期望值。 n 可用性（availability），是指机器运行时间的 平均值： MTTRMTBFMTBFRETETEiii)()()(A生产与运作管理机器零件的磨损规律 n初期磨损期 零件的

39、表面宏观几何和微观几何都要发生明显变化，磨损速度很快。这一阶段对设备来说没有什么危害，而是设备进入正常运转的必经阶段，称“跑合”、“磨合”。n正常磨损期 经跑合磨损后，设备各个部分进入了正常工作状态。n急剧磨损期 零件是有一定寿命的。经过一段时间以后，正常磨损关系破坏了，这时候的磨损速度非常块，短时间内就可以使零件丧失应有的精度或强度。生产与运作管理生产与运作管理设备故障曲线I IIIII正常区劣化区t( ) t0( )t图图152：设备故障曲线：设备故障曲线 第一段为初期故障时期。这段时期的故障主要使由于设计上的原因，安装不正确，操作上的不习惯，新装配零件没有跑合，质量不好等。 第二段为偶发

40、故障期。设备处于正常运转阶段，故障率较低，一般由于维护不好和操作失误引起的偶然故障。 第三段为磨损故障期。零件开始老化，故障率逐渐上升。生产与运作管理设备维修体制n 计划预修制 计划预修制是根据零件的一般磨损规律和设备故障规律，有计划地进行维修，在故障发生之前修复或更换已磨损或老化的零件。日常维护设备的维护 定期清洗换油定期检查计划预修制小修计划修理 中修大修生产与运作管理实现计划修理方法 由于设备的重要程度和结构的繁简程度不同，以及对零件使用寿命的掌握程度不同，因此，规定了三种不同的实现计划修理的方法。 标准修理法，又叫强制修理法 定期修理法 检查后修理法生产与运作管理全面生产维修制（Tot

41、al Production Maintenance，简称TPM）n TPM的基本思想 全效益，是指要求设备一生的寿命周期的费用最小、输出最大。 设备综合效率 全系统，从设备的设计、制造、使用、维修、改造到更新的设备一生的管理。 全员参加，凡是和设备规划、设计、制造、使用、维修有关的部门和人员都参加到设备管理行列中 设备寿命周期的输出设备寿命周期的输入生产与运作管理n TPM的基本特征 以提高设备综合效率为目标 建立以设备一生为对象的生产维修总系统 设计设备的计划、使用、保养等所有 部门 从最高领导到第一线工人全体成员参加 加强生产维修保养思想教育，开展班组自主活动，推广生产维修生产与运作管理n

42、 TPM的主要内容 日常检点 定期检查 计划修理 改善性维修 故障修理 维修记录分析 开展5S活动（整理（Seiri）、整顿（Seiton） 清洁（Seisoh）、清扫（Seiketsu）、教养（Shitsuke）生产与运作管理15.3 基本维护决策 集中维修集中维修指把所有维修力量集中起来组成专门的设备维修部门，负责整个企业的设备维修工作。优点：有利于提高维修技术水平，集中力量完成复杂、技术难度大的维修任务。 缺点：易出现生产与维修的脱节，不能及时处理故障。 分散维修 分散维修就是由企业的各个下层部门分别设立维修小组，每一个小组负责本部门的设备维修工作。 优点：把各部门的生产与维修统一起来，

43、维修时间灵活 缺点：分散了维修力量，难以处理技术难度大的维修任务。 委托维修与自行维修生产与运作管理备用设备问题n 某些情况下，一旦设备出现故障，就有可能造成很大的损失。备用设备就是为了缓解这种情况而出现的。然而，备用设备会占用大量的资金，造成成本上升。设备管理就是的任务之一就是要找到一个平衡点。生产与运作管理维修人员的确定 n假设一组设备的数量足够大，使得到达概率为常数并且到达间隔时间与服务时间服从负指数分布（到达率服从泊松分布）。设机器平均故障率 为每周0.8，一个维修工人一个星期能修好一台机器（m1），如果增加工人（最多到4人），则维修时间成比例地下降，超过4个维修工人时，需要另外增加一

44、个排队维修场地。若维修工人每周工资为250元/人，一台机器停歇一周的费用是750元，问在这种情况下应该招聘多少维修工人？生产与运作管理n首先，利用排队论的结果求出生产系统的平均故障设备数量（正在修理的和等待修理的）： LS081084.其次，计算使用不同数量维修工人的总成本，然后 进行比较。当使用一个维修工人时，总成本为：125047503 250（元）。n 如果使用两个工人，由于提高了服务率，每周可以修好两台设备，所以： LS0820806667.总成本为：22500.666 77501 000（元）。 生产与运作管理n如果使用3个工人，维修能力为每周修好3台设备，此时LS083080363

45、6.总成本为：32500.363 67501 023（元）。 n 比较而言，最佳的维修工人数为2人。 生产与运作管理预防性维修与事后修理 是采取预防性维修还是采取设备发生故障后再来抢修，这也是一个设备维修的决策问题。通常，管理人员从成本的角度衡量，寻求总成本最低的预防性维修水平，避免造成过度维修。生产与运作管理更换年限决策n 讨论总费用最低的零件更换年限问题。 假设：机器维护费用随着机器的使用年限而增加。这里所讨论的模型既适用于连续工作的设备，也适用于间歇工作的机器。n 不妨假设，更换某个零件的费用是K，该零件在工作年限为u时的运行费用是C（u），且C（u）的初始值是au。边际更换费用随时间的

46、推移而降低，边际运行维护费用随时间推移而上升。总费用是零件更换费用与维护费用之和，这里要找到总费用最低的更换时间点。生产与运作管理 为简化问题，假设： 机器连续运转； 不考虑停机修理时间； 机器上的每一个新零件具有相同的特征； 只考虑更换费用和运行维护费用； 目标是取得长期总费用最低； 维护一个零件运行费用是au，更换一个零件的费用是K。生产与运作管理20032( )/ 2( ),( )1( )()220,( )145*,( )20,*2ttkC u duauduatG ttG tatKatG tKtttG ttTG taKTta每一周的更换费用每一周的维护总费用设单位时间总费用为，更换周期为

47、则可由下式给出由于G (t)=K/是变量 的凹函数，如图 所示。目标是求出总费用最低的更换周期由于是凹函数，其最优解满足：KG (t)=-解得生产与运作管理15.4 企业资产管理系统n 概念 一般认为，企业资产管理（Enterprise Asset Management，简称EAM）是在CMMS基础上发展起来的，以现代化的计算机及网络通信技术为运行平台，以企业有形资产（如生产设备、厂房设施、交通工具、库存等）为管理对象，以降低总体维修成本、提高维修效率和投资回报为目标，融合先进设备管理思想，集企业各项设备管理功能为一身，并能对企业各种维修资源进行有效协调与控制的计算机管理系统。生产与运作管理E

48、AM的管理思想 先进维修管理思想 成本控制思想 集成化管理思想 知识管理思想生产与运作管理EAM的功能构成生产与运作管理EAM的应用实施EAM能达到以下目标： 降低设备故障率 缩短维修相应时间和维修工作时间 提高设备的可利用率和可靠性指标 延长设备寿命 控制维修费用，提高企业投资回报率 改善工人的安全保障 降低维修设备库存水平 提高采购效率，降低采购成本 更有效的配置生产设备、人员及其他维修资源生产与运作管理15.5 设备维护业务外包关于业务外包l 业务外包是现代企业普遍采用的一种运作策略。l 业务外包（outsourcing）,是Outside Resource Using的意思，即利用外部

49、资源的意思。l 一般认为，业务外包是以合约方式将原本应由企业运作的业务，交由外面的服务商，由他们完成，以维持企业的运营。生产与运作管理推动企业开展业务外包原因： 企业自身资源约束 竞争环境的变化 新的管理思想的推动生产与运作管理设备维护业务外包管理的内容 设备维护业务外包战略分析 设备维护业务外包决策分析 设备维护承包商的评估与选择 外包业务执行过程的管理 设备维护外包终止生产与运作管理设备维护业务外部决策n 外包决策涉及外包策略分析、外包对象选择、服务商选择、外包风险与收益评估、交易方式选择与合同设计等广泛内容。n 实践中，企业一般使用选择性设备维护业务外包。n 选择性设备维护外包的决策要解

50、决：l 选择正确的外包对象l 选择适合特定外包对象的正确交易方式生产与运作管理设备维护外包决策还应做到 设备维护需求分析 设备维护能力识别 选择性设备维护业务外包决策过程案例:A公司实施TPM的经验A公司是1985年由国家投资建立的一家大型钢铁联合企业，现有注册资本213亿元。公司主要生产热轧卷板、冷轧卷板、镀锌板、镀锡板、冷轧硅钢片以及大型型材、线材、中厚板等一百多个品种，还生产焦炭、耐火材料、化工产品、粉末冶金制品等。1999年初，该公司的最高管理层就认识到TPM的重要性和必要性，同时将TPM列入该年度工作目标。经过2个月的试运行，公司最终确定在全公司开展TPM活动，并制定了相关政策。生产