1、第五章 生产与运作管理,学习重点: 生产与运作管理的概念、内容与目标 设施选址的影响因素、原则及评估方法 设施布置的要求、类型与方法 综合计划与主生产计划 准时生产、精益生产与敏捷制造 全面质量管理及常用工具,章节安排: 第一节 生产与运作管理概述 第二节 设施选址与布置 第三节 综合计划与主生产计划 第四节 MRP MRP与ERP 第五节 新型生产方式 第六节 质量管理,第一节 生产与运作管理概述,生产,运作,1、生产与运作管理的概念,附属于生产过程的业务、服务过程分离出来,生产运作管理（Production and Operation Management，简称POM）是对生产运作活动进行
2、计划、组织和控制的过程，具体包括对生产运作系统的设计、运行和维护过程的管理。,2、生产运作管理的地位,生产运作是企业创造价值的主要环节； 运作活动是一切企业组织中耗费最大的部分之一； 生产运作管理是企业竞争力的关键要素之一。,3. 生产与运作管理的基本内容,1）生产与运作战略 2）生产准备与生产组织 3）生产与运作计划 4）生产与运作控制 5）先进的运作模式,竞争因素的变化：,4. 生产与运作管理的目标/任务,目标/任务:高效、低耗、灵活、清洁、准时地生产合格的产品和提供满意的服务。,第二节 设施选址与布置,一、设施选址的影响因素 （一）影响地区选择的因素 1.政治因素政治局势、法制、税负 2
3、.经济因素（1）与目标市场/顾客和原材料市场/供应商距离的远近（2）运输条件与费用（3）人力资源的供给与价格（技术）（4）能源供给与费用 （5）厂址条件与费用（6）土地与基础设施 3.社会因素生活习惯、宗教信仰、生活/消费水平、文化教育水平 4.自然因素气候条件、水资源状况等,（二）影响地点选择的因素1. 工厂空间的可扩展性2. 整理环境的费用3. 职工生活的便利 （三）服务业和零售业选址1、地区消费水平 2、顾客流量 3、交通便利4、竞争对手情况,二、设施选址的评估方法,主要有量本利分析法、评分法、线性规划法及仿真法。1、量本利分析法(盈亏平衡点分析法)例 某机动汽化器制造商考虑将新建一处生
4、产制造 厂,在A、B、C三个城市进行选择,条件如下表（元）:,假设销售量和价格相同,解 TCA = 300000+750*2000= 1800000 TCB = 600000+450*2000= 1500000 TCC = 1100000+250*2000= 1600000,1）假设销售量和价格相同，仅对成本进行比较,LB = 1200*2000-1500000= 900000,2）假设销售量不相同，对利润进行比较 利润=销售量*价格-总成本,110,60,收入,30,A,B,C,成本,销售量（万）,1.2 1.5 2.2,销售量在1.2-1.5选A 销售量在1.5-2.2选B 销售量在2.2
5、以上选C 比较收入线和成本线相交的角度大小，角度越大，利润越大,2、评分法：（1）直接淘汰：通过专家估计每个方案的得分，然后进行比较。,（2）加权法对选址涉及的各种因素进行评分，并根据不同的决策目标给选址因素分配权重。将每个方案的各项因素分值乘以各项因素的权重之后求和，取加权和最大的方案。,三、设施布置 1. 设施布置的类型 产品布置、工艺过程布置、固定布置、混合布置 （1）产品布置：产品对象专业化，以产品生产的工序即加工路线为依据，设备或生产部门按照产品的加工路线或加工顺序依次排列。如产品装配线或流水生产线，适合批量生产。,产品专业化原则布置的齿轮车间,生产线可以是直线型，也可以是L型、O型
6、、S型、U型等多种形状或几种形状的组合。,产品原则布置的优缺点,优点： 1、布置符合工艺过程，物流畅通 2、上下工序衔接，存放量少 3、物料搬运工作量少 4、可做到作业专业化，对工人技能要求不高，易于培训 5、生产计划简单，易于控制 6、可使用专用设备和机械化、自动化搬运方法 缺点： 1、设备发生故障时将引起整个生产线的中断 2、产品设计变化将引起布置的重大调整 3、生产线速度取决于最慢的机器 4、生产线有的机器负荷不满，造成相对投资较大 5、生产线重复作业，工人易产生厌倦 6、维修和保养费用高 关键：确保每一单元的操作时间大致相等。,（2）工艺过程布置：工艺对象专业化，将功能类似的部分（如工
7、作中心、机器设备或部门）放在一起,相同工艺过程的加工任务集中完成。适合多品种小批量的产品加工。常用于学校、医院、银行、飞机场、图书馆、办公室等的设施布置。,工艺过程布置,工艺原则布置的优缺点,优点： 1、机器利用率高，可减少设备数量2、设备和人员柔性程度较高，更改产品和数量方便3、操作人员作业多样化，有利于提高工作兴趣和职业满足感,缺点： 1、由于流程较长，搬运路线不确定，运费高 2、生产计划与控制较复杂，对员工素质要求较高 3、库存量相对较大,（3）固定布置：人员、设备围绕加工对象移动。适合加工体积、重量大的产品,同心圆规则产品位居中心，材料定位在同心圆上，在内环上 是经常使用的配件，而非经
8、常使用的配件在离中心较远的地方。,结合工艺专业化和对象专业化，按成组制造单元的形式进行设施布置，即将不同的机器组成加工中心或工作单元来对形状和工艺要求相似的零件进行加工。,（4）混合布置,2.设施布置的要求 P271,（1）合乎生产过程的要求，运输路线合理、联络方便、节约时间和成本 （2）联系密切的单元相互靠近布置 （3）充分利用现有的运输条件和基础设施 （4）按照生产性质和环保要求，合理划分不同的生产区域 （5）尽可能节约空间和占地面积 （6）保留扩充余地,3.设施布置的方法： 从至表法（fromto）,步骤： (1)选择典型零件,确定所需设备; (2)计算设备之间零件的移动距离; (3)确
9、定零件在设备间的移动次数和单位距离运输成本; (4)计算单位距离月运输总成本， (5)依据总运输成本的大小，确定设备之间的紧密程度以制定最终方案。,例题: 设备间月平均移动次数矩阵,单位距离运输成本矩阵,单位距离每月运输成本矩阵,第一步:计算单位距离每月运输成本矩阵(=月平均移动次数单位距离运输成本),第二步:求单位距离每月总运输成本矩阵=对角线对称的成本元素相加,单位距离每月总运输成本矩阵,插床,66.0,28.0,16.5,15.8,35.1,插床,21.3,91.7,25.4,磨床,车床,69.2,钻床,18.4,23.6,冲床,25.2,车床,122.7,冲床,锯床,12.7,71.5
10、,锯床,钻床,磨床,第四步:布置方案,第三步:按总运输成本,从大到小排列,第三节 综合计划与主生产计划,一、生产与运作计划系统,（一）生产运作计划的概念 根据需求和企业生产运作能力的限制，对一个生产运作系统的产出品种、产出速度、产出时间、劳动力和设备配置以及库存等问题所预先进行的考虑和安排。,（二）企业计划的层次及其关系,年度生产计划与主生产计划的区别,床垫的年度生产计划,各种型号床垫的主生产计划,（三）生产计划指标体系 生产计划的主要指标有品种、产量、质量、产值和出产期。 1、品种指标 企业在计划期内出产的产品品名、型号、规格和种类数编制生产计划的首要问题，关系到企业的生存和发展。 2、产量
11、指标 企业在计划期内出产的合格产品的数量关系到企业能获得多少利润。 3、质量指标 企业在计划期内产品质量应达到的水平。 4、产值指标 用货币表示的产量指标综合反映企业生产经营活动成果，以便不同行业比较 商品产值、总产值、净产值 5、出产期：为了保证按期交货确定的产品出产期限。 对于订货型企业，确定交货期和产品价格是主要的决策。 对于备货型企业，主要确定品种和产量。,二、 综合计划策略 综合生产计划要解决的基本问题：能力与需求的关系 一、处理非均匀需求的策略,1、改变库存水平（平衡策略）通过库存来调节生产，而维持生产率和工人数量不变可节约固定资产投资，但库存维持费用会增加纯劳务性生产不能采用此策
12、略,2、追赶策略：使生产率与需求率匹配 （1）稳定的劳动力水平变动的工作时间 （2）改变工人数量 （3）分包 3、混合策略 分阶段跟踪需求的变化，采用长期追赶、短期均 衡的策略。 二、影响需求的策略1、直接影响需求策略：广告、促销、人员推销和降价2、暂缓交货：延迟交货时间,三、主生产计划的制定主生产计划是确定每一具体的产品在每一具体时间段内的生产数量。,床垫的年度生产计划,各种型号床垫的主生产计划,ERP系统模块中的主生产计划（MPS）制订,主生产计划的理论非常复杂，需考虑关键工作中心关键工序的能力是否足够。在ERP系统中，从企业的实际情况出发，把主生产计划进行了彻底简化，使之变得非常的实用。
13、,计划管理人员首先对产品进行分类，定义产品的产能类别，然后对每一产能类别排定生产完工日期，使得排定日期的负荷与该类每天的生产能力基本平衡，就可据此进行后续的MRP、CRP、FRP计划。,1、定义产能类别,钟表制造企业每天的生产能力状况,对生产能力按产品进行分类，这样的类别称为产能类别,2、对每一产能类别排定生产完工日期 当订单很多时，手工排定MPS工作量很大，大部分应按交货日期的顺序，考虑生产能力，进行MPS计算。手工排定中日期没有确定的部分在运行MPS时会全部重新排定生产完成日期。,主生产计划的制订程序,第四节 MRP、MRP与ERP,第四节 MRP、MRP与ERP一、物料需求计划(MRP)
14、的产生 1.独立需求与相关需求 2.订货点法 基本假设：对各种物料的需求是相互独立的；物料的需求是稳定、连续(均匀)的；订货提前期是已知的、固定的。 基本思想:根据过去经验预测未来需求,根据物料的需求情况来确定订货点和定货批量。 缺陷：只适合需求比较稳定的物料库存控制与管理，在解决相关需求问题时暴露出明显缺陷，容易造成库存积压与资金浪费。 3. MRP的提出与工作原理 1965年，奥列基（Joseph A.Orlicky,IBM）等人提出用物料需求计划的管理方法解决相关需求问题。,产品需求数量与需求时间,产品装配数量与装配时间,零部件出产数量和出产时间,零部件投入数量与投入时间,制成,加工,组
15、装,总装,制造资源的需要数量和需要时间,计划,执行,MRP的工作原理,MRP的工作原理:按照主生产计划规定的产品生产数量及需要时间，利用产品结构、物料库存情况、各生产阶段（或订购）的提前期、安全库存等信息，通过反工艺顺序来推算各个零部件以至原材料的需要数量和需要时间，从而通过各种生产环节的精确计算与控制，实现最小库存和及时供货。,主生产计划MPS,物料清单,物料需求计划,库存信息,每一项自制件的建议计划 需求数量 开始日期和完工日期,每一项采购件的建议计划 需求数量 订货日期和到货日期,我们要制造什么？,我们需要什么？,我们有什么？,生产作业计划,采购供应计划,MRP的处理逻辑图,举例： （1
16、）要生产什么？假设某公司生产A产品，现在接到客户的订单，要求出产的日期和数量如下表：,（2）需要什么？1件A由1件B和2件C组装成，其中1件B由2件C加工而成。B和C组装成A需要2周，C采购周期为2周，C加工成B需要1周。,A（1）,B（1）,C（2）,C（2）,产品A的产品结构图,0层,1层,2层,将A产品结构按时间坐标进行倒排计划：,A（1）,B（1）,C（2）,C（2）,基于时间坐标的产品结构,2周 总装,1周 加工 2周 采购,2周 采购,交货期,时间,（3）现在有什么？ 物料库存信息表,（4）MRP怎样处理？ 需要的5种数据：总需要量、预计到货量、现有数、净需要量和计划发出订货量。净
17、需要量=总需要量预计到货量现有数注意:如果计算的净需要量小于0,则取0。,二、MRP的发展：闭环MRP MRP ERP,1、闭环MRP 70年代，在最初MRP（假定生产计划和物料采购计划均可行）的基础上提出了在有限能力条件下安排计划的概念和方法。 在生成物料需求计划后，对物料所需的生产能力进行计算，制定出能力需求计划（Capacity requirement planning,CRP），在对各个工作中心的能力进行平衡后进入作业监控子系统，监控计划的实施过程。 闭环MRP新增功能： （1）编制能力需求计划 （2）建立了信息反馈机制 （3）计划调整功能 闭环MRP完整的生产计划与控制系统。,主生产
18、计划,物料需求计划,能力需求计划,可行否,执行能力计划,执行物料需求计划,否,是,闭环MRP逻辑流程图,2。 制造资源计划MRP （manufacturing resources planning） 80年代初，在闭环MRP系统完成对生产的计划和控制的基础上提出的一种资源协调系统； 将企业的生产制造、财务会计、市场营销、采购供应以及信息管理等部门纳入整体管理中，实现企业物流、资金流、人员流和信息流的有机结合，利用计算机集成技术与模拟功能，构建一个完整的生产经营计划管理系统，大大提高了对企业内部资源的管理效率。,3。企业资源计划ERP (enterprise resources planning
19、) 90年代，随着计算机网络技术的迅猛发展和国际市场的形成，企业不仅需要对内部资源进行计划控制，还需要外部企业的密切合作，由此美国加特纳公司（Gartner Group）在MRP的基础上提出ERP概念 ERP对MRP的扩展： （1）管理范围的扩展。 ERP将客户需求和企业内部制造活动以及供应商的制造资源整合在一起，形成从原材料到最终用户的供应链管理。 （2）管理功能的扩展。 ERP新增了质量控制、运输、分销、售后服务与维护、市场开发、人力资源管理、实验室管理、项目管理、配方管理、融资投资管理、获利分析、经营风险管理等功能子系统。 （3）模拟分析和决策支持的扩展。从低层的数据处理扩展到高层的决策
20、支持，新增了动态监控能力。 （4）系统功能模块化（物流类模块、人力资源类模块、财务类模块等），实现对供应链上所有环节的有效管理。,第五节 新型生产方式,第五节 新型生产方式,1.计算机集成制造系统（Computer Integrated Manufacturing System CIMS） 在自动化技术、信息技术及制造技术的基础上，通过计算机及其软件将制造工厂全部生产活动所需的各种分散的自动化系统有机集成起来，形成一种高效率、高柔性的智能制造系统。 CIM：指一种组织现代化生产的哲理、思想方法或生产模式。 CIMS：实现CIM思想的具体体现系统。,CIMS结构示意图,CAD计算机辅助设计； C
21、AE计算机辅助工程 ；GT成组技术 (GroupTechnology) ；CAPP计算机辅助工艺过程； CAM计算机辅助制造； FMS柔性制造系统；CNC 计算机数控系统(Computer Numerical Control ）, DNC直接数字控制/分布式数字控制 ； GAT计算机辅助测试系统；AS (Autonomous System)自治系统 。,第五节 新型生产方式,2.柔性制造系统 P282 (flexible manufacturing system, FMS) 是一套可编程的制造系统,含有自动物料输送设备,能在计算机的支持下实现信息集成和物流集成. 可同时加工具有相似形体和工艺的
22、多种零件; 能自动更换刀具和工件; 能方便地联网,容易与其他系统集成; 局部故障时,可动态重组物流路径.,3.准时生产（just in time,JIT） 20C70,日本丰田 在需要的时间和地点，生产必要的数量和完美质量的产品和零部件，以杜绝超量生产，消除无效劳动和浪费，达到用最少的投入实现最大产出的目的。 JIT是一种理想的生产方式 设置了一个最高标准、一种极限，即“零”库存。 提供了一个不断改进的途径，即降低库存解决问题降低库存这是一个无限循环的过程。 JIT的思想：“宁可中断生产，决不掩盖矛盾。” 主要包括:基于看板的生产控制、全面质量管理、全体雇员参与决策、供应商的协作关系。,4精益
23、生产(lean production, LP) LP的基本含义 精益生产(lean manufacturing)。即：精益求精，以简代繁。精益生产的基本目的是：同时获得高效率、高质量、高柔性； 零库存：通过实施准时化生产，不断降低生产过程的物料占用和积压；同时不断暴露问题，解决问题，从而使生产系统不断得到优化。 高柔性(多品种、快速反应)：组织柔性、劳动力柔性、设备柔性，以适应市场需求多样化、需求个性化的特征； 无缺陷：对工作、对产品不断追求完美；上道工序把下道工序看是客户，以最好的服务和保证，力争用户满意。,65,5敏捷制造（Agile Manufacturing，AM）敏捷制造是指制造企业
24、采用现代通信手段,通过快速配置各种资源(包括技术、管理和人) ,以有效和协调的方式响应用户需求,实现制造的敏捷性 直接面向用户不断变更的个性化需求，完全按订单生产的可重新设计、重新组合、连续更换的新的信息密集的制造系统。 AM的三个主要要素：生产技术、管理和人力资源。,第六节 质量管理,一、质量管理的发展阶段P289 1.质量检验阶段(QI) 2.统计质量控制阶段（SQC） 3.全面质量管理阶段（TQM）,二、全面质量管理 1.含义：以质量为中心，以全员参与为基础，目标在于通过顾客满意和本组织所有成员和社会受益而达到长期成功的管理途径。 2. 基本思想: 以客户（外部、内部）为中心，坚持“客户
25、至上”，使产品质量和服务质量全方位地满足客户需求。 预防为主，强调事先控制，将质量隐患消除在产品形成过程的早期阶段。 采用科学系统的方法，建立一套严密有效的质量保证体系，实施全过程质量管理。 突出人的作用，向员工授权,调动全员参与积极性。 持续不断地改进。,3. 基本方法:PDCA循环/戴明环,四阶段八步骤：P（Plan）：计划阶段D（DO） ：执行阶段C（Check）：检查阶段A（Action）：处理阶段 全面质量管理是一项循环性的工作。随着循环不停地运转，主要的质量问题不断地得到解决，原来次要的质量问题逐渐上升为主要质量问题，并逐个得到解决。如此循环不断，使得工作质量、工程质量、产品质量和
26、管理水平实现阶梯式上升。,三、ISO9000族标准,2000版ISO9000族标准的基本内容： ISO9000：质量管理体系 基础和术语 ISO9001：质量管理体系 要求 ISO9004：质量管理体系 业绩改进指南 ISO19011： 质量和（或）环境管理体系审核指南 ISO9000族标准明确的质量管理八项原则：P297 （1）以客户为中心； （2）领导作用； （3）全员参与； （4）过程方法； （5）管理的系统方法； （6）持续改进； （7）以事实为基础进行决策； （8）与供方互利的关系。,质量认证,质量认证（conformity certification）是第三方依据程序对产品、过程或
27、服务符合规定的要求给予书面保证（合格证书）。 认证机构属于第三方性质。通常把产品的生产企业称为“第一方”，把产品的采购单位称为“第二方”，“第三方”是独立于第一方和第二方的另外一方。在质量认证活动中的第三方就是一个公正的认证机构。他和第一方、第二方都不存在行政上的隶属关系和经济上的利害关系。 质量认证的合格表示方式是颁发“认证证书”和“认证标志”，并予以注册登记。,四、6质量管理,统计含义：6代表的质量水平是产品缺陷率在3.4ppm（100万分之3.4次）以下。6质量改进模式： DMAIC循环管理过程 （1）定义阶段（Definition）：确认顾客关键需要,识别需要改进的产品和流程 （2）测
28、量阶段（Measurement）：制定期望目标和业绩衡量标准 （3）分析阶段（Analysis）：找出导致缺陷发生的关键原因 （4）改进阶段（Improvement）：寻找最优改进方案 （5）控制阶段（Control）：改进过程程序化，成功经验制度化，改进效果持续化,五、质量管理常用工具,老七种工具:因果图、排列图、直方图、检查表、分类法、散布图、控制图 新七种工具：箭线图法、关联图法、系统图法、KJ法、矩阵图法、矩阵数据分析法、PDPC法 1.分类法 是加工整理数据的一种重要方法，也是分析影响质量原因的一种基本方法。 把收集到的数据按照不同的目的、标志进行分类，把性质相同、生产条件相同的数据
29、归为一类，找到影响质量的原因和责任者，对症下药。 常用的分类标志：操作者、设备、材料、操作方法、时间、检验手段、作业环境等。,2直方图法（频数分布图）,它是用来整理质量特性值，掌握质量 动态的一种方法。作用：可以直观地看出产品质量特性的分布状态，可以判断工序是否处于受控制状态，还可以对总体进行推断，判断其总体质量分布情况。,5.555 5.645 5.735 5.825 5.915 6.005 6.095 6.185 6.275 6.365 6.455,35,25,30,20,15,10,5,直方图,频数,T,标准T为6mm0.45 ,即5.556.45,3.因果图 又称因果分析图或特性因素图
30、或树枝图或鱼刺 寻找和记录造成质量问题的原因的有效方法 特点：能够全面反映影响产品质量的因果关系，而且层次分明，可以反映某种原因是通过什么途径来影响结果。 问题来源：4M1E,4.排列图,又称帕累托（Pareto）图或主次因素分析图， 是用来找出影响产品质量主要问题（或主要因素，或主要项目）的一种有效方法。注意： A类区对应的主要问题至多不超过3个； 纵坐标可以用件数、时间、金额、可能性等表示； 不重要的项目并入其他项，其他项即使很高也排在最后； 确定了主要问题，采取改进措施后，应重新画出排列图以检验措施的效果。,影响产品质量的问题（从大到小）,案例讨论:,大连北兴电束线有限公司是一家日本独资
31、以外销为主的生产电束线的专业工厂。自1995年初投产以来，以其先进的工艺技术和可靠的产品质量赢得了国内外客户的广泛赞誉，需求量直线上升。因此公司连续两次扩大规模，但随着规模的扩大，质量问题随之而来，用户索赔案件开始逐渐增多，1997年入夏以来，平均每个月都有7次索赔发生。为此，公司开展了由品质管理部部长叶军负责的“查问题原因，补管理漏洞，全面提高质量意识”的质量月活动。根据质量月中各部门自查、互查中发现出的问题，叶部长将其归纳为以下几类： （1）新员工素质较差（90%为初中生），教育不够，质量意识淡薄，对质量认识比较模糊，不能严格按照操作规程操作。,（2）技术文件不规范，个别工序有随意更改、涂
32、写图纸和按领导口头指示作业的现象，造成过程参数值和质量特征值不清晰、不准确，导致批量性的加工错误。 （3）工序间的质量控制力度不够，产品质量仅仅靠最终检查保证。 （4）缺乏完善的质量保证体系，对不合格产品的产生原因及对策缺乏深层次的探讨，导致同类质量问题的重复发生。 为解决目前出现的各种质量问题，经公司董事会亚军决定准备根据ISO9000系列标准建立高水平的质量管理和质量保证体系，同时授权品质保证部组织实施，要求尽快通过认证审核，并取得人证证书。,但在各部门经理参加的人证准备会上，这个决定没有得到积极响应。原因很简单：一是认为早晨近期质量问题的重要原因是新员工较多，操作不熟练、教育不够、监督不
33、利，只要加强教育、监督、指导，完全可以减少和避免类似事故。二是大家对ISO9000系列标准缺乏充分的了解和认识，认为ISO9000系列标准是国际水平的要求，对于我们这个技术含量较低的来料加工企业来说没有多大必要。而且ISO9000系列标准概括性太强，理解起来很困难，执行中容易流于形式，不如原有的TQC质量体系来得实在。因而大家没能就ISO9000系列标准认证活动取得共识，叶部长碰了个“软钉子”。,会后叶部长又重新研究了ISO9000系列标准并与TQC做了个比较，关系了各自对企业发展的意义，又重新有了推行ISO9000系列标准的信心。为了便于大家理解和接受，他将ISO9000系列标准的内容高度概
34、括为十二个字“有章可循，有章必依，有据可查”。看着自己的杰作，叶部长不禁有些得意 兴奋之余，叶部长又组织召开了ISO9000系列标准学习会，但与会者的反应仍很冷淡。仍有一些人坚持认为现有的质量管理体系和质量保证的方式（TQC）完全可以满足需要，搞ISO9000系列标准纯属多余；还有人说现有的质量管理体系和质量保证体系已经运行了四年，公司上下都已经适应了它 的要求，如果再适应新的体系，弄不好会引起混乱；甚至有人强调说现在生产太忙，再搞什么认证，恐怕没有时间叶部长又一次陷入了迷茫,讨论：,1.公司一直在实行全面质量管理,为什么还会出现那么多的质量问题? 2.全面质量管理与ISO9000系列标准二者是怎样一种关系? 3.如果你是叶部长,你将采取怎样的措施保证ISO9000系列标准的顺利实施.,
