第五章_工艺选择与设施布局

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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
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
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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
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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
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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。
7
Examples
Bank Hospital Machine Shop
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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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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。
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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
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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。
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Examples
Clothes Dryer
over 95 billion served
Fast Food
Truck
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© 1984-1994 T/Maker Co.
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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
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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。
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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
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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。
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
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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。
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
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) —
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。
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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
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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。
0.0 0.3 0.2 0.5
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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％
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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
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%
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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
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0.2
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
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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
物
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
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夏利汽车生产线
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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。
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
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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
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
a
c
0.7
b
d
0.5
e
0.2
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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%