西安交大生产管理第六章.pptx

《西安交大生产管理第六章.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《西安交大生产管理第六章.pptx（56页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、Contents基本布置方式基本布置方式1布置的步骤和技术方法布置的步骤和技术方法2装配线平衡装配线平衡3办公室布局办公室布局4柔性制造系统柔性制造系统5第1页/共56页设施布置设施布置几乎所有的企业、非盈利组织、政府或者军队等待都面临在哪里布置各种设施的问题。Tompkin and White(1984)在他们的著作中声称：制造业中的总运营成本的20%-50%花费在物料搬运成本中。有效的设施布置可以将这个成本减少10%-30%。第2页/共56页设施布置考虑的目标设施布置考虑的目标最小化在对新设备中投入最小化生产时间最有效的利用现有的空间提供便利性、安全性以及员工的舒适性保持一个柔性的安排最小

2、化物料搬运成本有利于制造过程有利于组织结构第3页/共56页基本布置的方式基本布置的方式生产布置方式受工作流的形式限制，它有三种基本类型：工艺原则布置、产品原则布置和定位布置，另外还有一种混合类型（成组技术或单元布置）。工作流形式（6种）直线型直线型U型型L型型螺旋型螺旋型S型型环型环型第4页/共56页工艺原则布置工艺原则布置工艺原则布置（也称车间或功能布置）：Process layout，是一种将相似设备或功能放在一起的方式，比如将所有的车床放在一处，将冲压机床放在另一处。被加工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，每项操作由适宜的机器来完成。工艺原则布置在服务业很常见。医院

3、、学院及大学、银行、汽车修理铺、航空公司和公共图书馆都属于这一类。如医院是采用工艺原则布置的典型，每个科室只能完成特定的医疗服务。Job-shop，适用于中小批量的产品制造，产品之间差异很大。有较大的柔性，产品的设计改变，路径可以随之改变。可以最小化机器的空闲时间（idle time）。第5页/共56页第6页/共56页产品原则布置产品原则布置产品原则布置（Product layout）：是一种根据产品制造的步骤来安排设备或工作过程的方式。实际上每种产品的加工路径都是直线型。适用于大批量的标准型产品的制造。装配线（Assembly line）就是按照产品原则布置的。Flowshop，如化工设备进

4、行的生产是按产品原则布置的。可以提供最快的周期时间（cycle time）。但如果生产线的一个部分停了，整个生产线就要停了。如果产品的工作流改变，生产线要随之变动。第7页/共56页第8页/共56页定位布置定位布置定位布置(Fixed position layouts)，该布置中，产品（由于体积或重量庞大）停留在一个地方，生产设备移到要加工的产品处对产品进行加工。如制造飞机、轮船、火箭等。工程布置方式（Project layout）也是一种。如大楼的建筑，桥梁的建造等。在工程的开始时，将生产设备移到工程所在地，建造完成后，将生产设备撤离。第9页/共56页第10页/共56页基于成组技术的布置基于成

5、组技术的布置成组技术（单元式）布置是将不同的机器组成加工中心来对形状和工艺相似的零件进行加工。工艺布置容易造成被加工对象在生产单元之间交叉往返运输，不仅引起费用上升，而且延长了生产周期。成组的基本原理：首先根据一定的标准将结构和工艺相似的零件组成一个零件组，然后确定出零件组的典型工艺流程，再根据典型工艺流程的加工内容选择设备和工人，由这些设备和工人组成一个生产单元。（举例）第11页/共56页第12页/共56页第13页/共56页举例：按工艺布置举例：按工艺布置车床车床车床钻床钻床钻床钻床磨床磨床接收与转运第14页/共56页举例：成组技术举例：成组技术车床钻床磨床钻床车床磨床车床磨床钻床车床原材料

6、成品库单元单元1单元单元2单元单元3第15页/共56页成组技术的优缺点成组技术的优缺点优点降低在制品库存降低生产准备时间（setup time）降低物料搬运成本更优的排序：周期时间的减少以及在制品队列的缩减使得更好的交货可靠性。缺点：难以确定合适的产品组（part families）为了各个单元的独立性，需要更多的某些机器第16页/共56页直击企业的实践直击企业的实践在企业的实践中，通常是对不同的生产线采取不同的布置方式，或者几种布置方式混合使用。产品的差异性（variation）与年度产量（annual volume）是选择布置方式考虑的主要因素。成组技术是一个较新的应用，随着自动化工厂的普

7、及，成组技术会得到更多的应用。第17页/共56页布置的程序和方法布置的程序和方法布置的步骤：收集和掌握工厂布置的相关资料；应用优化方法，寻求最优布置方案；进行实际布置布置的方法：活动关系图法（Activity Relationship Chart）物料流向图法（From-to Chart）第18页/共56页活动关系图活动关系图也叫作业相关图，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。首先将关系密切程序划分为 A、E、I、O、U、X六个等级，然后列出导致不同关系的原因。使用着两种资料，将待布置的部门一一确定出其相互关系，根据相互关系的重要程序，按重要等级高的部门相邻布置的原则，安排

8、出最合理的布置方案。第19页/共56页六种关系六种关系A Absolute important 绝对重要E Especially important 特别重要I Important 重要O Ordinary important 一般重要U Unimportant 不重要X Undesirable 不予考虑第20页/共56页关系密切原因关系密切原因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做类似工作做类似工作8共用设备共用设备9其他其他第21页/共56页举例举例

9、汉堡王是一家连锁的快餐店，目前他计划在交大南门新开一家店，店里面有以下这些部门：1.Cooking burgers2.Cooking fries3.Packing and storing burgers4.Drink dispensers5.Counter servers6.Drive-up server第22页/共56页活动关系图例活动关系图例1.Cooking burgers2.Cooking fries3.Packing and Storing4.Drink dispensers5.Counter service6.Drive-up serviceXIOAOIUUUUUUEEA11为安全

10、起见，汉堡为安全起见，汉堡的烤制和炸鸡的设的烤制和炸鸡的设备不能离得太近备不能离得太近2。.。.。第23页/共56页按照活动关系图进行布置按照活动关系图进行布置第一步：列出关系密切程度分类表（A and E）A E 4-5 3-5 4-6 3-6第二步：根据列表编制联系簇。从关系A中出现次数最多的部门开始。5 4 6 3第三步：考虑X关系的部门，根据场地限制，安置所有部门。463125第24页/共56页 活动关系图的另一种形式：给各种关系赋以分值，作为权重。如：A=6分；E=5分；I=4分；O=3分；U=2分；X=1分。例：有5个部门，各部门的面积分别为：A1=1000 m2 、A2=2000

11、 m2、A3=2000 m2 A4=1000 m2、A5=1000 m2 采用活动关系图法进行这五个部门的布置。活动关系图活动关系图 例子例子第25页/共56页 至至从从A1A2A3A4A5总分总分A1U/2E/5I/4U/213A2U/2O/3O/3U/210A3E/5O/3A/6O/317A4I/4O/3A/6U/215A5U/2U/2O/3U/29经分析各部门的相关关系如下表：第26页/共56页1）找出关系总分最高者，把其布置在中央；2）按关系级别，找出与已布置部门关系级别最高者，作为下一个布置的部门；3）当最高关系级别部门同时有多个时，选其关系总分最高者先布置；03 0303 0304

12、第27页/共56页4）当某部门位置方案有多个时，比较各方案的布置得分，取得分最高的方案；计算各方案布置得分：按部门相邻布置则计其关系分，不相计算各方案布置得分：按部门相邻布置则计其关系分，不相邻布置则零分计。邻布置则零分计。方案方案1=41=4；方案方案2=2=方案方案4=54=5；方案方案3=5+4=93=5+4=9；故应选方案故应选方案3 303 030401010101方案方案1方案方案2方案方案3方案方案4第28页/共56页5 5）重复）重复 2 2）至）至 4 4）步，直至所有部门布置完，得到各）步，直至所有部门布置完，得到各部门初步布置方案；部门初步布置方案；03 0304 010

13、20202 02020202 02方案方案1方案方案2方案方案3方案方案4方案方案1=2+3=51=2+3=5；方案；方案2=3+3=62=3+3=6；方案方案3=2+3=53=2+3=5；方案；方案4=34=3；取方案取方案2 2。第29页/共56页对05部门的布置结果如下：03 0304 01020205v6）根据总体面积形状，调整各部门面积形状，加入通道系统。第30页/共56页经部门面积调整后的布置方案0301020504第31页/共56页物料流向图法物料流向图法物流流向图（From-to chart）用于分析部门之间的物料流动。最常用的两个方法是表示部门之间距离的图表和表示两个部门之间

14、每天物料搬运次数的图表。物料流向图与活动关系图不同，它是基于一个已经存在的布置所做的分析。对于一个已有的布置（layout），物料流向图是归纳 flow data 的一个很便捷的方法。第32页/共56页举例：举例：From-to Chart一个车间有6个工作站，每个工作站中的机器类别是：1.Saws 锯床2.Milling machines 磨床3.Punch presses 冲床4.Drills 钻床5.Lathes 车床6.Sanders 磨砂机第33页/共56页 To FromSawsMillingPunch PressDrillsLathesSandersSaws1840306524M

15、illing1838751630Punch Press4038223812Drills3075225046Lathes6516385060Sanders2430124660第34页/共56页Example上图中的距离图是对称的，但是并不是所有的情况都是这样的。有的时候，假如说单行道的存在，就会有不对称的情况发生，如物料的搬运是通过自动化控制的托盘来进行的这种情况。下图给出各个部门之间每天的物料搬运次数。这个数据可以是针对一组特定的产品组合而得来的，或者是平均到每天的搬运次数。第35页/共56页 To FromSawsMillingPunch PressDrillsLathesSandersSa

16、ws43261440Milling756023Punch Press4516Drills2228Lathes4530Sanders12第36页/共56页Example如果公司的会计部门估计的物料搬运成本是：20cents/foot，那么就可以估计出平均每天的物料搬运成本。例如，Saws 与Milling部门之间的距离是18feet,之间的搬运次数是43次。每天的搬运距离是 43*18=774 feet.搬运成本为 774*0.2=$154.80.第37页/共56页 To FromSawsMillingPunch PressDrillsLathesSandersSaws154.820884520

17、Milling570900138Punch Press34238.4Drills330280Lathes144300Sanders72第38页/共56页对流向图的评价对流向图的评价From-to Chart不是用来确定layout的，他只是用来描述已有的布局各个部门之间的流特性。他可以用来对几个备选方案进行比较。如果除了物料搬运成本，还考虑其他的一些目标，那么在流向图中可以包括更多的其他因素。第39页/共56页信息交流信息交流劳动生产率劳动生产率成本成本美观美观办公室布局办公室布局（Office layout）第40页/共56页第41页/共56页封闭式布局封闭式布局办公室布局办公室布局（Off

18、ice layout）第42页/共56页办公室布局办公室布局 开放式布局开放式布局（Office layout）第43页/共56页？办公室布局选择的考虑因素办公室布局选择的考虑因素资源与成本资源与成本文化的差异文化的差异临窗座位临窗座位工作的性质工作的性质第44页/共56页总裁总裁工程顾问工程顾问工程师区工程师区秘书秘书办公室人员构成办公室人员构成关系图关系图 第45页/共56页新视角：新视角：柔性制造系统（柔性制造系统（FMS）近几年来，柔性制造系统（Flexible Manufacturing system）得到了越来越多的关注。FMS可以使企业的布局更具有柔性。一个柔性制造系统是由一系列

19、数字控制的加工设备与计算机控制的物料搬运设备组成的一套系统。当企业的制造产品种类较多时，企业就可以从FMS获益良多。但是，一套FMS是相当昂贵的，（$10 million）。因此，很多企业采用一些柔性制造单元（Flexible Manufacturing cells）。第46页/共56页新视角：新视角：柔性制造系统（柔性制造系统（FMS）在什么情况下一个企业应该考虑采用FMS？单独的数控机器110710510410310210810610FMS固定的流水线每年生产的产品数每年生产的产品数有限的订单数量有限的订单数量且每种订单的产且每种订单的产品数很少品数很少批量生产批量生产大量生产大量生产柔柔

20、性性和和零零件件的的种种类类高高中中低低第47页/共56页一个典型的一个典型的FMSMachine 2ToolsMachine 1ToolsMachine 3ToolsComputer/Parts inParts outPallets with parts第48页/共56页采用采用FMS的好处的好处降低在制品库存：FMS中的WIP可以作为决策变量事先设定。增加机器的利用率：数字控制的各种设备一般的利用率都在50%以上。而一套有效的FMS的利用率一般都在80%以上。这不仅减少了机器换装的时间，也使得整个系统的工作量达到更好的平衡。减少制造提前期：FMS降低了零件在不同工作单元之间的运输时间，生产

21、准备时间，以及刀具、磨具等的换装时间，使得生产的提前期降低。可以处理大量不同的零件类型：FMS中的机器可能会有5-100个不同的tools。减少人力劳动：管理FMS所需要的人力一般是传统的制造车间的1/10甚至更少。第49页/共56页FMS的缺点的缺点FMS的缺点在哪？成本！传统的NPV的计算会表明这个投资并不是那么的吸引人。Yamazaki Machinery Company：投资$18million在FMS上。结果是：机器数从68降到18，雇工数量从215降到12，厂区面积从103，000平方英尺降到了30，000.零件的平均加工时间从35天降到了1.5天。Impressive Datum

22、！第50页/共56页然而，当我们将这些数字反映到投资回报的时候，事情就变了！公司的报告指出他们在投资两年后节省了$6.9 million,然后是在接下来的20年中每年能够节省$1.5million。计算出来的投资回报率低于10%。而通常业界规定的临界获利率（hurdle rate,最低预期投资回报率）是15%以上。因此，考虑到NPV方面，FMS 很poor！第51页/共56页FMS：一个抉择：一个抉择除了设备的直接投资之外，FMS还会引起一些非直接的成本。如一套完善的计算机管理软件可能会很贵，需要进行员工培训等等。另外像备用件的购买，在安装或者试运行阶段生产量的下滑等等都使得很多公司在评估或者

23、采用FMS时很迟疑。其实，Kaplan认为传统的NPV计算并不是很公平的。因为它假设市场份额、价格、劳动力成本、还有公司的竞争地位等都是保持不变的。然而，这些因素都可能发生改变，如果没有先进的生产系统的话，公司在某些部分的价值会缩水。第52页/共56页FMS否？否？因此，很多公司采用一种更安全的方法，不是整个的将生产线换掉全部FMS，而是在部分或者小规模的采取，这种策略从短期来看很不错，但是长期来看的话并不是最优的。当然，除了成本，FMS受冷落还有其他的一些原因，比如没有预料到的生产线故障，要是某一台机器出问题了，整个生产线要停下来等故障排除。或者中央控制电脑或者搬运系统出问题了，那么FMS也就崩溃了！第53页/共56页FMS的未来前景的未来前景很光明！FMS在日本比在美国得到了更好的应用。对于一个企业而言，在决定FMS之前，要充分的考虑FMS的能力（power）和他的一些局限性（Limitations）！第54页/共56页XJTU第55页/共56页by XITU-IE Zhang Xiaoqing感谢您的观看！第56页/共56页