动态布置设计与改善

ABA
ABA ABAB ABABA ABABAC
多品种混合编组与均衡化
[例6-2] 有两种简单产品A、B，要求组织混合流水生 产。其周产量分别为：A=200台，B=100台。装配过 程如下图，试设计此混合装配流水线并计算其负荷 率 ( 周有效工作时间为 2400 分钟，各作业元素的单 件时间标其旁边，单位：分钟)。
每名员工能控制多台设备进行多工序操作； 设备成U形布置；
在需要的时间提供需要的量的产品；
需要借助平衡生产节拍，来保证企业的生产能力与需求 相适应，同时不产生生产线某个环节不符合节拍的现 象，避免产生产品积压或者生产线停顿。
单元化生产
传统机加工车间——“功能导向型” 单元化生产——“产品导向型”
生产单元——“零件族”U型布置
设施规划与物流管理
殷复鹏
山东建筑大学管理学院 2011年3月
第六章 动态布置设计与改善
第一节 动态布置设计 第二节 精益生产 第三节 精益思想与价值流图析
第一节 动态布置设计
• 科学技术日新月异 • 客户需求的多样性 • 产品寿命周期不断缩短
大批量生产方式+专用高效设施设备 多品种小批量生产方式+柔性高效设施设备
一、精益生产的概念
• 精益生产的管理理念
– 极高的生产效率、极佳的产品质量、很大的 生产柔性 – 持续改善：持续不断地发现并限制资源的浪 费和不断改进提高劳动生产率
二、生产的同步化
减少在制品库存
• • • •
“一个流”模式 设备与人员配置 单元化生产 小批量生产及降低设置时间
“一个流”模式
一个流生产是指从毛坯投入到成品产出的整个制 造加工过程，零件始终处于不停滞、不堆积、不超越， 按节拍一个一个的流动的生产方法。 含义包括： 每道工序加工完一个制品后立即流到下一个工序； 工序间在制品数量不超过前工序的装夹数量； 制品的运动不间断、不超越、不落地； 生产工序、检验工序和运输工序合为一体； 只有合格的产品才能允许往下一道工序流动。 要求：将作业场地、人员设备 (作业台)合理配置，使 产品在生产时，每个工序最多只有一个在制品或成 品，从生产开始到完成之前，没有在制品放置场地 和入箱包装的作业。 实施一个流生产的优点：生产周期短、在制品少 、 场地占用少、灵活性大、避免批量质量缺陷 。
生产均衡化图示
计划阶段均衡化
生产均衡化
制造阶段：设备通用化和作业标准化
生产数量的均衡 产品品种的均衡
均衡化生产进度安排 • 宗旨:本工序每天的生产量必需同时仅需 满足下道工序(或客户)当天对产品的需求
多品种混合编组与均衡化
[ 例 6-1] 现有产品 A 、 B 、 C ，在下一个计划期 的需求量分别为 3000 、 2000 、 1000 。对其进 行混合编组 解： •求生产比 •求生产比倒数值 •混合编组规则 生产比：A∶B∶C=3∶2∶1, 生产比倒数值：A-1/3、B-1/2、C-1
“一个流”模式
实施一个流生产的优点：
生产周期短
在制品少 场地占用少 灵活性大 避免批量质量缺陷
批量生产和一个流生产的比较
实现“一个流”生产的原则和前提条件
实现一个流生产应遵循的原则
（1）物流同步原则
（2）内来自百度文库用户原则 （3）消除浪费原则
实现“一个流”生产的原则和前提条件
实现一个流生产应遵循的原则
1）简单的物料搬运系统
2）生产线内的“一个流”的生产组织形式 3）准时、高效的运输体制
第一节 动态布置设计
• 4、仓储管理
1）库存补货
2）先进先出
第一节 动态布置设计
• 5、日本生产模式的影响
第二节 精益生产
麻省理工学院数位从事“国际汽车计划”的专 家对日本“丰田生产方式”的经验总结与理论 提升 核心内容是在企业内部减少资源的浪费，以最 低的投入获得最大的产出
一、精益生产的概念
• 精益生产方式的优越性
– 日本精益生产方式的优越性主要表现在以下几个方面： • 所需人力资源无论是在产品开发、生产系统，还是工厂的其它部门， 与大量生产方式下的工厂相比，均能减至1/2； • 新产品开发周期可减至l／2或2/3； • 生产过程的在制品库存可减至大量生产方式下一般水平的1／10；
“组”的装配过程
作业
1 2 3 4 5 6
阶位置
123
7
8 9
10
11 12 13 14 15
18+4+4+12+10+21+15+3+9+15+12=123
作业
1 2 3 4 5 6
阶位置
123 51
7
8 9
10
11 12 13 14 15
3+5+9+5+15+2+12=51
作业
1 2 3 4 5 6
阶位置
123 51 38
7
8 9
10
11 12 13 14 15
4+12+10+12=38
作业
1 2 3 4 5 6
阶位置
123 51 42 57 51 39
7
8 9
48
26 34
10
11 12 13 14 15
36
32 14 22 27 12
序号 1 2 3 4
作业 1 4 2 5
阶位置 123 57 51 51
实现“一个流”生产的原则和前提条件
实现一个流生产应遵循的原则
（3）消除浪费原则
一个流生产的目的是减少在制品，使生产中存在的浪费现 象暴露出来，并不断排除，使成本下降。这些浪费现象包括： 在制品过剩 供货拖拉 排除设备故障的时间长 信息交流不畅通 工艺纪律差 上述的任何一个问题都会阻碍一个流生产方式的顺利进行， 因此，必须采取积极的态度解决这些问题，为实现一个流生产 方式创造条件。
机群式加工、流水线 加工、固定工位加工
柔性生产线、柔性制造系 统、柔性制造单元
第一节 动态布置设计
• 一、系统动态地进行优化布置
1、确定发展规划，做到远近结合 2、确定合理算法，做到动静结合 3、动态分析设计应以产品预测为先导 4、单体设施的可扩展性与总体布置的可调整性相结合 5、设施模块式 标准化、模块化的建筑物、工作地和物料搬运设施
（1）生产比倒数最小者优先进组并更新生产比倒数值； （2）有多个生产比倒数值相等的情况下,优先选择出现得 最晚的品种进组但应防止连续。
多品种混合编组与均衡化
表6-2 多品种混合编组
循环 1 2 A 1/3 2/3 B 1/2 1/2 C 1 1 组内 A AB
3
4 5 6 7
2/3
1 1
1
1
1
1 1 1
5
6 7
7
3 6
48
42 39
8
9 10 11 12 13 14
10
9 11 14 8 13 12
36
34 32 27 26 22 14
15
15
12
表6-3 装配线平衡过程
工作地 1 作业 1 2 6 5 7 3 4 12 9 8 11 10 14 13 15 工作地时间 24 作业时间 18 3 3 15 5 4 21 2 12 4 5 9 15 10 12 工作地剩余时间 6 3 0 9 4 0 3 1 12 8 3 15 0 14 2 工作地负荷率 100
（1）物流同步原则
（ 2）内部用户原则 一个流生产要求在没有库存的前提下，实现在必要的时刻得 到必要的零件，为此，应使各种零部件的生产和供应完全同步， （3）消除浪费原则 整个生产按比例、协调地连续生产，按照后工序的需要安排投入 和产出。 物流同步要求避免以下情况： a.超过装夹数量的零件到达某工序，零件出现等候和积压； b.某工序所需要的零件不同时到达，出现滞后或超前； c.前后工序生产不均衡； d.因某一工序的问题使物流出现停顿。 为实现物流的同步，要求班组不断开展“5S”活动。
2 3 4 5 6
24 24 24 24 24
• 工厂占用空间可减至采用大量生产方式工厂的1/2；
• 成品库存可减至大量生产方式工厂平均库存水平的1/4； • 产品质量可提高3倍。
一、精益生产的概念
• 精益生产方式定义 准时生产制（JIT）+柔性生产 在需要的时间，按需要的量，生产需要的产品
根据市场需求变化能及时（即时）柔性对应生产
精益生产方式定义
2）单条生产线实现“混流”生产 3）U型布置的加工生产线 4）简单、低廉的设备配置
第一节 动态布置设计
入口
1 4
甲
2
3
5
7
乙
6
出口
第一节 动态布置设计
1
8
2
7 6
3
6
4
5 1 2 3
产品A
标准时间：1.5分钟 作业人员：5人
产品C
产品B
5 4
5
4
6 3
7 2
8 1
第一节 动态布置设计
• 3、物料搬运系统
小批量生产及降低设置时间
包括更换工装等具备时间
三、生产均衡化
避免生产过早或者过多
• 生产均衡化含义 • 均衡化生产进度安排 • 多品种混合编组与均衡化
生产均衡化含义 • 是指企业采购、制造以及配送的整个过 程都与市场需求相符合。采用均衡化意 味着最终供货与需求相适应，同时从需 求开始进行拉动，总装配线在向前工序 领取零部件时应均衡地使用各种零部件， 生产各种产品。为此在制定生产计划时 就必须加以考虑然后将其体现于产品生 产顺序计划之中。
实现“一个流”生产的原则和前提条件
实施“一个流”的前提
a.生产线按产品对象原则布置； b.换装时间占作业时间的比例很小，可忽略不计； c.要求职能部门、服务部门以现场为中心，全力以赴地支持； d.要求纵向责任明确，横向关系协调； e.要求信息的收集、传递、处理和反馈及时准确、全面畅通
设备与人员配置
设施模块式
• 沃尔沃在瑞典Kalmar的模块化工厂
装配路线图
第一节 动态布置设计
• 二、工厂精益化布置内容（丰田公司）
– 1、工厂总体布置 联合大厂房，厂房之间平行布置、紧 密排列且距离很紧，门与门相对，节省生 产占地，缩短物流且使物流顺畅。
第二节
第一节 动态布置设计
• 2、车间布置设计
1）“河流水系”状的总装配布置
实现“一个流”生产的原则和前提条件
实现一个流生产应遵循的原则
（2）内部用户原则
实现一个流生产要求每一道加工工序无缺陷、无故障，若 （ 3）消除浪费原则 制件出现缺陷，要幺停掉生产线，要幺强行把有缺陷的制件流 下去，无论何种选择都将引起成本的上升。 因此，一个流要求每一道工序严格控制工作质量，做到质 量在过程中控制，遵循内部用户原则。其含义是： 每一道工序是前道工序的用户 每一道工序是后道工序的供货商 每一道工序只接受前道工序合格的产品 每一道工序只生产合格的产品 每一道工序只提供合格的产品给后道工序 遵循内部用户原则的具体方法是开展自检、互检，并严格按工 艺操作规范进行生产。
一、精益生产的概念 二、生产同步化 三、生产均衡化
一、精益生产的概念
• • • • 从TPS到精益生产方式 精益生产方式的优越性 精益生产方式定义 精益生产的管理理念---持续改善
一、精益生产的概念
• 从TPS到精益生产方式
– 1989年，麻省理工学院《改变世界的机器》 制造工业的一次革命 – 是对传统大量生产方式的扬弃 – “精简、消肿”
精益生产 : 通过系统结构、人员组织、运行方式和市 场供求等方面的变革，使生产系统能很快适应用户需 求不断变化，并能使生产过程中一切无用、多余的东 西被精简，最终达到包括市场供销在内的生产的各方 面最好的结果。 北京航空航天大学杨光京教授 一种在整个企业范围内以降低在所有生产活动中各种 资源 ( 包括时间 ) 的消耗，并使之最小化的生产哲 学。她要求在设计、生产、供应链管理及与客户关系 等各个方面，发现并排除所有的非增值行为(Non Value Adding Activities)。 美国生产及库存管理协会APICS
均衡化的过程：
1. 编组：很明显，其组内结构为ABA； 2. 合并作业关系图：按照“相同作业合并、不同作业保留” 的原则将每品种各自的装配的作业关系图予以合并，构成 组的装配过程图，见图6-14。 3. 计算各作业的时间：按照组内结构关系，核算“组”的装 配过程图上各作业元素时间，见图6-14。 4. 求节拍：C=2400/100=24分/组。 5. 求工作地数：S=总工作含量时间/C=(30+15+93)/24=6 6. 求阶位值并排序：阶位值系指作业与其紧后线路上所有作 业的时间之和。此处略。 7. 建立工作地并分配作业：平衡结果见表6-3。
设施模块式
A C 脊柱 B
D
设施模块式
A C 脊柱 E B
D
F
设施模块式
A A C C B B
D
脊柱 D E E F F
设施模块式
A A C C B B
D
脊柱 D E E F F B B
C
C
脊柱 D A E F D A E F
变化后设施
原有设施
设施模块式
沃尔沃Skovdeverken工厂的块状布置图