制造业产品工艺选择(PPT 13)1
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批量生产 (Batch Shop)：实际上是标准的工艺专业化生产，通常用于有相对稳定产 品系列的生产，每种产品根据订单或库存进行周期性生产。如冲压和电镀。
装配线生产(Assembly Line)：按照受控速率、零部件按装配顺序从一个工序到另 一个工序进行装配生产。当若干工艺按装配线顺序形成线性模式时，通常称之为生 产线。
制造业产品工艺选择
制造工艺分析(2)
1. 该工厂的零部件生产能力是多少？装配能力是多少？工艺能力是否均衡？ 零部件的周产能：25pcs/小时 台*5台*7.5小时/天*5天/周＝4687pcs 装配能力：130pcs/小时*7.5小时*5天/周＝4875pcs 工艺能力为4687pcs/周，两种生产能力基本均衡。 2. 如果8台零部件加工设备全部开起来，整个工艺生产能力是多少？ 零部件的周产能：25pcs/小时 台*8台*7.5小时/天*5天/周＝7500pcs 瓶颈工序为装配工序，整个工艺生产能力为4875pcs/周。
沟通
进行工艺详细设 计；设计开发工具 与设备；参与建立
完整模型
测试与实验工具、设 备；建立第二阶段原 型；安装设备；提出
新程序
在商业化过程中进行 小规模生产；基于小 规模生产经验改进工 艺培训人员；验证供
货渠道
增量生产至目标产 量；达到质量、产量
、成本目标
关键事 件
关键决 策
* 定义产品与工艺的 概念
行原型测试
产品设计细节改进； 参与建立第二阶段原
型
评价、测试小规模生 产产品；解决问题
用产品评价；生产商 业系统
进行原型顾客测 试；参与原型评价
执行第二阶段顾客测 试；评价原型；市场 拓展计划；建立分销
计划
市场扩展准备；培训 销售人员与服务人 员；准备订货项目/工
艺系统
占领销售渠道；销售 、促销；与关键客户
￥80,000 ￥60,000 ￥40,000 ￥20,000
￥0
高速设备加 工成本
慢速设备加 工成本
A
30RMB/pcs 的受益 采购成本
B
0
300
600
900
1,200 1,500 1,800 2,100 2,400 2,700 3,000 3,300 3,600 3,900 4,200
制造业产品工艺选择
* 确定产品与工艺的 框架
* 定义项目参数
概念批准
规划批准
* 建立测试完成原型 * 验证产品设计
* 建立改进第二阶段 * 进行小规模生产
原型
* 商业系统的运作与
* 验证工艺工具和设计 测试
* 增量生产至批量生 产
* 达到最初商业目的
详细设计批准
产品和工艺的批准 批准第一批商业销售 全面商业化的批准
制造业产品工艺选择
专用设备的选择的决策变量和考虑因素
决策变量 最初投资
产出率 产出质量 运行要求
考虑因素 价格 制造商 可用的配套模具 空间要求 对辅助设备的需求 实际能力与额定能力的比率 满足产品规范的可靠性 操作的简便性 安全性 人为因素的影响 直接与间接的比率
决策变量 劳动力需求
柔性
生产设备要求
维护
陈旧 在制品库存 系统范围内的影响
工艺三种分类
单阶段工艺和多阶段工艺 （Single-stage pricess and Multi-stage process） 基于库存的生产工艺和基于订单的生产工艺 (Make-to-order and Make-to Stock) 基于工艺用途的分类：转化工艺（Conversio Process）、制造工艺（Fabrication Process）、装配工艺（Assembly Process）、测试工艺(Testing Process)
制造业产品工艺选择
产品开发过程涉及的商业职能
顾客 市场 系统
需求
营销与销售
新产品 概念 市场营销
பைடு நூலகம்产品开发 改进研究
促销 响应
技术概
念
产品规范
产品设计
制造
流程 规划
产品 生产
顾客 市场 系统
顾客 订单
销售 生产订单
制造业产品工艺选择
产品开发的典型过程
阶段
概念开发 产品框架 概念设计 目标市场
产品规划 市场建立 小规模测试 投资/财务
考虑因素 技能与培训 通用设备与专用设备的对比 专用工具 复杂性 转换速度 复杂性 零部件的可获得性 技术发展水平 缓冲库存的时间安排与需要量 与现存或计划系统的联系 控制活动 与生产策略相适应
制造业产品工艺选择
专用设备的盈亏平衡分析 1
假设某公司需要获得零部件A，有三种方案可供选择：①以25RMB/pcs的价格从供应商处采购；②在 慢速设备上面进行自己加工，每件成本为15RMB(包括原材料），买一台慢速设备需要8000RMB; ③在 高速设备上进行加工，每件成本为1.5RMB，买一台高速设备为50000RMB。假设三种方案中产能均不 存在问题，且保持线性关系。 则三种方案的总成本分别为（见下页盈亏平衡图）： 采购成本 ＝ 25RMB X demand 慢速设备生产成本 ＝ 8,000RMB + 15RMB X demand 高速设备生产成本 ＝ 50,000RMB + 1.5RMB X demand 盈亏平衡点A的计算： 25RMB X demand ＝ 8,000RMB + 15RMB X demand
1. 转化工艺：如将铁矿石转化为铁板 2. 制造工艺：将原材料加工成特定现状的产品，如冲压 3. 装配工艺：如将触针装进塑件里 4. 测试工艺：严格意义上这不是一个基本工艺，但通常作为一个独立活动而存在于工
厂中。如光学检测系统
制造业产品工艺选择
工艺的四种流程结构
工艺专业化生产 （Job Shop）: 多品种小批量产品的生产，通常要求设置不同或顺 序不同的工艺过程。如备件加工。
工艺
小规模生产
增量生产
制造业产品工艺选择
并行工程（CE-Concurret Engineering)
CE侧重交叉职能的集成、产品的同步开发及相应的实现过程，而不是由一 个阶段完成之后交给下一个阶段。
团队是CE的基本综合机制：计划管理团队、技术团队及“设计－制造”团 队。
因为项目各阶段的工作平行完成，所以CE的优点主要是节省了完成项目的 时间。
产品生命周期阶段
Ⅰ
低产能－低标 准化，常为单
件生产
Ⅱ
多品种，小批 量
Ⅲ
主要产品较少， 高产量
Ⅰ 工作车间
备件加工
Ⅱ 批量生产
冲压
Ⅳ 高产量－高标 准化、商品产
品
无
（不可行）
效率测量
柔性（高） 单件成本（高）
Ⅲ 装配线生产
Ⅳ 连续流程
无 （不可行）
手机装配 纸张生产
柔性（低） 单件成本（低）
制造业产品工艺选择
制造工艺流程设计
制造工艺流程设计是重点考虑原材料、零部件和半成品在工厂中移动的特定工艺。 工艺流程设计中常用的生产管理工具有装配图、装配程序图、加工路线单、流程图
装配图是一种简单的组成成品的各个零部件分解示意图。 装配程序图利用装配图提供的信息确定装配零部件的方法和装配顺序。 加工路线单详细描述某一零部件的作业和加工路线，传递加工零部件所需的设备、
制造业产品工艺选择
交叉职能的集成活动
功能活 动
概念开发
产品规划
产品开 发
提出新技术；开发； 建立仿真模型
选择零部件及与供应 商联系建立早期系统 原型；定义产品构架
市场营 提供市场投入；产品 销 概念的提出与调查
制造 工艺概念的提出
开发阶段
详细产品/工艺工程
阶段Ⅰ
阶段Ⅱ
试生产/增量生产
投放市场
产品详细设计和与 工艺交互作用；建 立完整的原型；进
连续流程(Continuous flow)：无差异原料（如石油）的转化或深加工过程。和装配 线生产相似，生产按照预定的步骤进行但是其流程是连续的而不是离散的。通常这 种结构是高度自动化的。
制造业产品工艺选择
产品－工艺矩阵（Product-Process Matrix）
产品结构
工艺结构 工艺生命周期阶段
产品/工艺过程 产品详细设计和设备/工具 建立/测试原型
小规模生产/增量生产 (Pilot Production / Ramp Up) 大量生产 工厂启动 生产量增长至商业目标
项目开始 36
时间进度表 市场导入提前期
27
18
9
投放市场 0
概念
计划通过
设计/规划 产品
第一个完 整模型
最终实施 市场导入
demand = 800pcs 盈亏平衡点B的计算： 8,000RMB + 15RMB X demand ＝ 50,000RMB + 1.5RMB X demand
demand = 3111pcs
受益是收入与所选择方案间的差值。
制造业产品工艺选择
专用设备的盈亏平衡分析 2
￥140,000
￥120,000 ￥100,000
工具和完成作业的有关信息。 装配工艺流程图说明当产品经过生产设备时所发生的变化。
分析生产运作关键在于确认各种生产活动的最优化和最小化！
制造业产品工艺选择
制造工艺分析(1)
工艺分析包括调整生产能力和均衡工艺中的不同环节，用现有资源实现产出最大化或成本最小化
例：某工厂装配某成品，装配线上共有作业员8名，一个班实际作业实际7.5小时，每小时生 产成品130pcs，采用集体计件制，每个合格品工资为0.10RMB。如果生产需要，可以再 招聘8个作业员来开第二个班。 装配该成品需要某零部件，这种零部件公司生产一部分，其余的从外面采购。公司共 有8台设备来生产这种零部件，但是通常情况下总有一部设备处在维修中。每部设备需 要一个作业员，每个小时可生产2.5个零部件，每加工一个合格的零部件则该作业员可 以得到0.5RMB（加班需要增加50%的加班工资），现在公司共有5个作业员会使用这种 设备。每个零部件的原材料成本为0.40RMB，同时需要使用电力0.20RMB。从供应商采 购的单价为1.20RMB。 另外生产场地租金为每周500RMB，同时所有管理人员的薪水为每周4000RMB，设备 折旧为每周50RMB。
装配线生产(Assembly Line)：按照受控速率、零部件按装配顺序从一个工序到另 一个工序进行装配生产。当若干工艺按装配线顺序形成线性模式时，通常称之为生 产线。
制造业产品工艺选择
制造工艺分析(2)
1. 该工厂的零部件生产能力是多少？装配能力是多少？工艺能力是否均衡？ 零部件的周产能：25pcs/小时 台*5台*7.5小时/天*5天/周＝4687pcs 装配能力：130pcs/小时*7.5小时*5天/周＝4875pcs 工艺能力为4687pcs/周，两种生产能力基本均衡。 2. 如果8台零部件加工设备全部开起来，整个工艺生产能力是多少？ 零部件的周产能：25pcs/小时 台*8台*7.5小时/天*5天/周＝7500pcs 瓶颈工序为装配工序，整个工艺生产能力为4875pcs/周。
沟通
进行工艺详细设 计；设计开发工具 与设备；参与建立
完整模型
测试与实验工具、设 备；建立第二阶段原 型；安装设备；提出
新程序
在商业化过程中进行 小规模生产；基于小 规模生产经验改进工 艺培训人员；验证供
货渠道
增量生产至目标产 量；达到质量、产量
、成本目标
关键事 件
关键决 策
* 定义产品与工艺的 概念
行原型测试
产品设计细节改进； 参与建立第二阶段原
型
评价、测试小规模生 产产品；解决问题
用产品评价；生产商 业系统
进行原型顾客测 试；参与原型评价
执行第二阶段顾客测 试；评价原型；市场 拓展计划；建立分销
计划
市场扩展准备；培训 销售人员与服务人 员；准备订货项目/工
艺系统
占领销售渠道；销售 、促销；与关键客户
￥80,000 ￥60,000 ￥40,000 ￥20,000
￥0
高速设备加 工成本
慢速设备加 工成本
A
30RMB/pcs 的受益 采购成本
B
0
300
600
900
1,200 1,500 1,800 2,100 2,400 2,700 3,000 3,300 3,600 3,900 4,200
制造业产品工艺选择
* 确定产品与工艺的 框架
* 定义项目参数
概念批准
规划批准
* 建立测试完成原型 * 验证产品设计
* 建立改进第二阶段 * 进行小规模生产
原型
* 商业系统的运作与
* 验证工艺工具和设计 测试
* 增量生产至批量生 产
* 达到最初商业目的
详细设计批准
产品和工艺的批准 批准第一批商业销售 全面商业化的批准
制造业产品工艺选择
专用设备的选择的决策变量和考虑因素
决策变量 最初投资
产出率 产出质量 运行要求
考虑因素 价格 制造商 可用的配套模具 空间要求 对辅助设备的需求 实际能力与额定能力的比率 满足产品规范的可靠性 操作的简便性 安全性 人为因素的影响 直接与间接的比率
决策变量 劳动力需求
柔性
生产设备要求
维护
陈旧 在制品库存 系统范围内的影响
工艺三种分类
单阶段工艺和多阶段工艺 （Single-stage pricess and Multi-stage process） 基于库存的生产工艺和基于订单的生产工艺 (Make-to-order and Make-to Stock) 基于工艺用途的分类：转化工艺（Conversio Process）、制造工艺（Fabrication Process）、装配工艺（Assembly Process）、测试工艺(Testing Process)
制造业产品工艺选择
产品开发过程涉及的商业职能
顾客 市场 系统
需求
营销与销售
新产品 概念 市场营销
பைடு நூலகம்产品开发 改进研究
促销 响应
技术概
念
产品规范
产品设计
制造
流程 规划
产品 生产
顾客 市场 系统
顾客 订单
销售 生产订单
制造业产品工艺选择
产品开发的典型过程
阶段
概念开发 产品框架 概念设计 目标市场
产品规划 市场建立 小规模测试 投资/财务
考虑因素 技能与培训 通用设备与专用设备的对比 专用工具 复杂性 转换速度 复杂性 零部件的可获得性 技术发展水平 缓冲库存的时间安排与需要量 与现存或计划系统的联系 控制活动 与生产策略相适应
制造业产品工艺选择
专用设备的盈亏平衡分析 1
假设某公司需要获得零部件A，有三种方案可供选择：①以25RMB/pcs的价格从供应商处采购；②在 慢速设备上面进行自己加工，每件成本为15RMB(包括原材料），买一台慢速设备需要8000RMB; ③在 高速设备上进行加工，每件成本为1.5RMB，买一台高速设备为50000RMB。假设三种方案中产能均不 存在问题，且保持线性关系。 则三种方案的总成本分别为（见下页盈亏平衡图）： 采购成本 ＝ 25RMB X demand 慢速设备生产成本 ＝ 8,000RMB + 15RMB X demand 高速设备生产成本 ＝ 50,000RMB + 1.5RMB X demand 盈亏平衡点A的计算： 25RMB X demand ＝ 8,000RMB + 15RMB X demand
1. 转化工艺：如将铁矿石转化为铁板 2. 制造工艺：将原材料加工成特定现状的产品，如冲压 3. 装配工艺：如将触针装进塑件里 4. 测试工艺：严格意义上这不是一个基本工艺，但通常作为一个独立活动而存在于工
厂中。如光学检测系统
制造业产品工艺选择
工艺的四种流程结构
工艺专业化生产 （Job Shop）: 多品种小批量产品的生产，通常要求设置不同或顺 序不同的工艺过程。如备件加工。
工艺
小规模生产
增量生产
制造业产品工艺选择
并行工程（CE-Concurret Engineering)
CE侧重交叉职能的集成、产品的同步开发及相应的实现过程，而不是由一 个阶段完成之后交给下一个阶段。
团队是CE的基本综合机制：计划管理团队、技术团队及“设计－制造”团 队。
因为项目各阶段的工作平行完成，所以CE的优点主要是节省了完成项目的 时间。
产品生命周期阶段
Ⅰ
低产能－低标 准化，常为单
件生产
Ⅱ
多品种，小批 量
Ⅲ
主要产品较少， 高产量
Ⅰ 工作车间
备件加工
Ⅱ 批量生产
冲压
Ⅳ 高产量－高标 准化、商品产
品
无
（不可行）
效率测量
柔性（高） 单件成本（高）
Ⅲ 装配线生产
Ⅳ 连续流程
无 （不可行）
手机装配 纸张生产
柔性（低） 单件成本（低）
制造业产品工艺选择
制造工艺流程设计
制造工艺流程设计是重点考虑原材料、零部件和半成品在工厂中移动的特定工艺。 工艺流程设计中常用的生产管理工具有装配图、装配程序图、加工路线单、流程图
装配图是一种简单的组成成品的各个零部件分解示意图。 装配程序图利用装配图提供的信息确定装配零部件的方法和装配顺序。 加工路线单详细描述某一零部件的作业和加工路线，传递加工零部件所需的设备、
制造业产品工艺选择
交叉职能的集成活动
功能活 动
概念开发
产品规划
产品开 发
提出新技术；开发； 建立仿真模型
选择零部件及与供应 商联系建立早期系统 原型；定义产品构架
市场营 提供市场投入；产品 销 概念的提出与调查
制造 工艺概念的提出
开发阶段
详细产品/工艺工程
阶段Ⅰ
阶段Ⅱ
试生产/增量生产
投放市场
产品详细设计和与 工艺交互作用；建 立完整的原型；进
连续流程(Continuous flow)：无差异原料（如石油）的转化或深加工过程。和装配 线生产相似，生产按照预定的步骤进行但是其流程是连续的而不是离散的。通常这 种结构是高度自动化的。
制造业产品工艺选择
产品－工艺矩阵（Product-Process Matrix）
产品结构
工艺结构 工艺生命周期阶段
产品/工艺过程 产品详细设计和设备/工具 建立/测试原型
小规模生产/增量生产 (Pilot Production / Ramp Up) 大量生产 工厂启动 生产量增长至商业目标
项目开始 36
时间进度表 市场导入提前期
27
18
9
投放市场 0
概念
计划通过
设计/规划 产品
第一个完 整模型
最终实施 市场导入
demand = 800pcs 盈亏平衡点B的计算： 8,000RMB + 15RMB X demand ＝ 50,000RMB + 1.5RMB X demand
demand = 3111pcs
受益是收入与所选择方案间的差值。
制造业产品工艺选择
专用设备的盈亏平衡分析 2
￥140,000
￥120,000 ￥100,000
工具和完成作业的有关信息。 装配工艺流程图说明当产品经过生产设备时所发生的变化。
分析生产运作关键在于确认各种生产活动的最优化和最小化！
制造业产品工艺选择
制造工艺分析(1)
工艺分析包括调整生产能力和均衡工艺中的不同环节，用现有资源实现产出最大化或成本最小化
例：某工厂装配某成品，装配线上共有作业员8名，一个班实际作业实际7.5小时，每小时生 产成品130pcs，采用集体计件制，每个合格品工资为0.10RMB。如果生产需要，可以再 招聘8个作业员来开第二个班。 装配该成品需要某零部件，这种零部件公司生产一部分，其余的从外面采购。公司共 有8台设备来生产这种零部件，但是通常情况下总有一部设备处在维修中。每部设备需 要一个作业员，每个小时可生产2.5个零部件，每加工一个合格的零部件则该作业员可 以得到0.5RMB（加班需要增加50%的加班工资），现在公司共有5个作业员会使用这种 设备。每个零部件的原材料成本为0.40RMB，同时需要使用电力0.20RMB。从供应商采 购的单价为1.20RMB。 另外生产场地租金为每周500RMB，同时所有管理人员的薪水为每周4000RMB，设备 折旧为每周50RMB。