第五章_工艺选择与设施布局

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建一座桥梁
制作动画
21
项目
项目中存在的规律性:
典型的项目是在某一特定的时间内大量地使用
某些技能,而在另外一些时间则很少或者不使
用这些技能。
协调各类人员和设备,以及分包的技巧和能 力。
项目计划和排序以及调度控制给予极大的关注
22
分析和讨论
试图建立每一种工艺类型和实际生产过程 的一一对应是非常困难的,许多企业通常 采用两者或者更多的这些单一形式的组 合。
23
分析和讨论
个性化越来越强 批量越来越大 项目 单件小 批量 批 过程 连续 过程
重复
24
分析和讨论
从生产的柔性、劳动力、原料、计划和控 制、管理任务等方面对生产过程进行分析:
柔性 从项目到连续生产过程柔性逐渐降低。 劳动力 从项目到连续生产过程,有以下特点: 产品每单位货币价值的劳动量降低。 要求的劳动技能、培训时间和工人的判断处理能力逐渐 降低。
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柔性的U型生产布置
缺点:不利于工人车辆往返移动
1
2
3
4
5
工人 10 9
8
优点:交流沟通
7
6
38
柔性的生产布置
缺点:操作者相互分 开,没有机会相互交 流工作
物料流
优点:操作者可以交 换工作,可以增加或 减少操作人数。操作 者经过训练可以自动 平衡不同的生产速 度。
物料流
39
柔性的生产布置
缺点:操作者被包围 起来,没有机会通过 第三个操作者来提高 产量。
0.1 1.0
实际采用3个工作地
a
0.7
b
0.5 0.2
c
d
e
一个简单的作业先后顺序图
46
生产线平衡程序
1、确定节拍,求最少所需工作台数。 2、从工作台1开始,按顺序给工作台分配作业。 3、在分配前,用以下标准确定哪些作业够资格分配到一工作台 a 所有先行作业都已被分配 b 该作业时间不超过该工作台的剩余时间 如果没有够资格分配的作业,继续下一个工作台
0.2
0.3
a
0.8
b
0.6
e
1.0
0.4 0.3
c
d
f
g
h
CT=OT/D=每天480分钟/每天400个单位=1.2分钟 完成一件产品所需总时间3.8分钟,
Nmin /CT =3.8分钟/每个工作地1.2分钟=3.17台(取整4) ti
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工作地
剩余时间
够资格分配的作 分配作业 业
生产线效率
生产线效率=1-生产线闲置率 生产线效率=1-16.7%=83.3%
51
例子
假定一天工作8小时,计算一天要达到产量为400 个单位的节拍。 求出最少需要的工作地数
利用下列原则将作业分配到各工作地,先分配后
续作业数最多的作业。如果出现多个作业一样的
情况,可采用先分配所需时间最长的作业
52
0.2
48
Example 1
0.1分 a
1.0 b
★ 先分配后续作业数最多的作业
剩余工作
工作台 时间 11.0 0.9 0.2 21.0 31.0 0.5 0.3
c 0.7
d 0.5
e 0.2
够资格分 配的作业
a,c c 无 b d e a c -
分配作业
修订后的剩 余时间
0.9 0.2 0.0
工作台闲置 时间

优点:操作者可 以互相帮助,可 以通过第三个操 作者来提高产量
40
夏利汽车生产线
41
生产线平衡
每一个工人只分派一个作业是不实际的。
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的作业所需时间大 致相等。(不等时会出现闲置时间)
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生产线平衡
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。
工作可以往下进行所容许的最大时间。
节拍确定了生产线一定时间内的产量。
44
假定要制造某种产品,该工作可以分解为5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:
0.1分钟 0.7分钟 1.0分钟 0.5分钟 0.2分钟
最小可能的节拍:最长的作业时间—1.0分钟 最大可能的节拍:各作业时间之和—2.5分钟 产量=计划期有效工作时间/节拍
有助于达到产品和服务的质量水平
有效利用空间和人力
避免出现瓶颈 消除工人或物料的不必要搬运 缩短生产和顾客服务时间 实现安全生产
32
布置类型
产品导向的布置(Product-oriented layout)
工艺导向的布置(Process-oriented layout) 固定位置的布置(Fixed-position layout) 办公室布置(Office layout) 仓库的布置(Warehouse layout) 零售业布置 (Retail/service layout)
工艺选择与设施布置
于海杰 经济与管理学院
1
工艺选择与设施布置
工艺类型及特征 设施布置
2
工艺选择应考虑的因素
工艺选择是组织生产或提供服务的方式。
预测 能力规划 产品和服务 设计
设施与设备
布置
工艺选择 技术变化
工作设计
3
工艺选择
组织进行工艺选择取决于该组织的工艺战 略。
资本密集度:组织利用机器和劳动力的组合。
4、每当一个工作台分配后,计算出该工作台的剩余时间 剩余时间等于节拍减去工作台上总的工作时间 5、当出现两个作业情况一样时,可采用下列方法之一解 决
47
?如何将作业分配给工作台
例如:
启发式方法
★ 先分配加工时间最长的作业 ★ 先分配位置权数最大的作业 一个作业的位置权数等于该作业及其后续作业的时间总和 6、继续下去直到所有作业都已分配到工作台 7、计算反映这一系列分配情况的一些指标(闲置时间百 分比,效率)
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分析和讨论
原料 从项目到连续生产过程,有以下特点:
原料需求的不确定性逐渐降低; 与供应商的伙伴关系更正式,持续性也更 长; 原材料库存规模增加,成品库存(finish goods , FG)也更大, 而在制品库存规模下 降。
26
分析和讨论
计划和控制 从项目到连续生产过程,有以下特点:
长期需求预测变得更重要
工厂布局常常是依产品定制的 工人的唯一职责是对过程的监控
18
Example: Continuous Flow
Paper (Continuous)
© 1984-1994 T/Maker Co.
19
连续性
当市场需求确定且平稳,连续生产过程的生 产效率很高而且也是很经济的。
原材料
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项目
有一定持续期的运营 在一定期限内完成一系列特定目标的非常 规性工作。
重复
自动 洗车房
连续 低
炼油厂
数量

29
工艺选择与设施布置
工艺类型及特征 设施布置
30
设施布置
设施布置是指对业务部门、工作中心和设备进行 布局,以确保系统中工作流(顾客或材料)运行
顺畅。
设施布置是一种长期战略。 布置会对系统的运行绩效产生重要影响。
31
布置(Layout)
布置的目标
决定长期作业效率的决策
工艺柔性:系统能够适应由于产品服务设计,加 工量以及技术变化等因素引起的对工艺变化的程 度。
4
工艺选择需考虑的问题
系统需要处理多少品种的产品 或服务
需要具有什么样柔性的设备
工艺选择
期望的产量是多少
5
工艺类型
单件小批量
批量
重复性 连续性
项目
6
单件小批量
应用:规模相对小的运营。 适用:产品和服务差异大且产量低。 特征:高柔性的设备和熟练的技术工人。
0.2
b d e -
0.0
0.5 0.3
0.3
0.5
49
Example 1
0.1分 a
1.0 b
c 0.7
d 0.5
e 0.2
工作台1
0.1分
工作台2
1.0
工作台3
aபைடு நூலகம்
c
0.7
b
d
0.5
e
0.2
50
评价作业分配的效率
生产线闲置时间百分比(闲置率)
生产线闲置率=每节拍的闲置时间和/(实际工地数 ×节拍) 生产线闲置率=0.5/(3*1.0)*100%=16.7%
12
重复性
应用:标准化程度较高,产量较大。 适用:产品和服务差异低。 特征:较低柔性的设备,工人技术一般不 高。
13
Examples
Clothes Dryer
over 95 billion served
Fast Food
Truck
© 1995 Corel Corp.
© 1984-1994 T/Maker Co.
主菜
土豆和 蔬菜
面包
饮料
收银台
自助餐馆服务线
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产品导向的布置
优点:
产量高 单位费用低
在制品库存少 减少培训费用和时间 单位物料运输费用低
工人和设备的利用率高
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产品导向的布置
缺点:
工作重复单调 系统对产量变化以及产品或工艺设计变化的适 应性差 个别设备故障或工人缺席率高对整个生产系统 的影响极大 预防性维修、迅速修理的能力和备用件库存都 是必不可少的 与个人产量相联系的激励计划是不可行的
© 1995 Corel Corp.
14
重复性
与批量生产过程比较,重复性生产方式具 有以下特征:
由不同设备组成的具有产品特征的布局按照一 定的顺序进行布置,从而提高效率。
产品很容易地从一个作业向另一个作业移动, 因此只有很少的在制品库存。 在生产线上也 没有存货间。
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Example: Production Line
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连续性
应用:标准化程度高,产量大。 适用:产品没有变化。
特征:不要求设备具有柔性,工人的技术
要求高低取决于系统的复杂程度和专业人 员的要求。
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连续性
许多高产量的消费品和日用品是采用连续生产 方式生产的,例如,原油的提炼、造纸业等 等。连续生产方式最明显的特征是: 物料在过程中基本不停
资本投资和自动化程度通常比其它生产过程 要高
工作地闲置 时间
1 2 3 4
1.2 1.0 0.2 0 1.2 0.6 0.3 1.2 0.2 1.2 0.8 0.5
a,c c,b b,d e,d e,d e f f g g h —
a(0.2) c(0.8) b(0.2) — d(0.6) e(0.3) — f(1.0) — g(0.4) h(0.3) —
0.0 0.3 0.2 0.5
54
工作地1
0.2
0.2
工作地2
0.3
工作地3
1.0
工作地4
0.4 0.3
a
0.8
b
e
0.6
f
g
h
c
d
效率=100%-1.0分钟/4*1.2分钟×100%=79.17%
55
例子
将下列作业先后顺序图中的作业分配到各个工作 地,要求闲置时间最少。管理部门计划每天产量 为275个单位。假定每天工作时间为440分钟。 A 求出相应的节拍 B 最少所需工作地数是多少
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批量
应用:品种适中,产量为中等规模。 适用:产品和服务差异较低。 特征:较高柔性的设备和较熟练的技术工 人。
10
Examples
11
批量生产方式
批量和单件小批量生产方式十分相像。
它们的布局设计是类似的,设备都是根据功
能而不是产品分组的。 与单件小批量的生产方式相比,批量相对比 较大一些 ,产品更标准化。
更加注重生产能力的高效利用
由于不确定性的降低,调度的复杂性越来 越低
质量控制变得越来越正规
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分析和讨论
管理任务
从项目到连续生产过程,有以下特点:
长期的诸如生产能力计划、设施布置、技术 创新和长期预测等事项相对于日常的运作问
题变得更重要。
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产品-工艺矩阵
品种 单件小 批量 项目 急诊室
批量
面包房
对设备要求不同或一些活动不相容; 基本作业的时间差异通过作业分组解决不了; 所要求的技术顺序也可能妨碍一些作业组合。
擦污 2分钟
冲洗 4分钟
烘干 2分钟
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。
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思考
考虑管理者可决定利用1-5个工作地来完成五 个作业。 节拍是指各工作地完成分配給它的作业直到
假定一生产线每天运转8小时,其中节拍为1分钟,那么产 量为480个单位;当节拍为2.5分钟时,那么产量为192个单 位。
节拍=计划期有效工作时间/计划期产量 CT=OT/D
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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480个单位(最大产量),为 了达到这一目标最少需要的工作地为: N=2.5/1=2.5个工作地
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产品导向的布置
产品导向的布置旨在使大量产品或顾客顺 利且迅速地通过系统。
该布置适用于重复和连续过程(标准化极 高的产品或服务)。
生产线 装配线
34
工作流程
原料
顾客
工作区1
工作区2
工作区3
工作区1
制成品
材料和/或人工
材料和/或人工 材料和/或人工
材料和/或人工
生产或服务流水线
托盘和 餐具
甜点
色拉
7
Examples
Bank Hospital Machine Shop
© 1995 Corel Corp. © 1995 Corel Corp.
© 1995 Corel Corp.
8
单件小批量
需要按照相似设备功能进行设备排列。有时 候,可以确认零件族或者产品族,而且它们 达到了足够的批量,从而需要建立内部制造 单元。 在单件小批量生产方式内的每一个工件都按 照它特有的路径(或者路线)通过设备。 原料移动缺乏有效性。 在制品库存比较多。
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