1、运营管理 Operations Management,授课人 王琛,Email： ,第五讲 工艺选择和设施布置,学习目的,明确工艺选择、设施布置与运营能力的关系明确工艺选择的定义、类型了解设施布置的原则、类型解决简单的生产线平衡问题,中国工业历史的记忆,上海大众：从5000到600000国内服装生产的模式：汉正街、石狮模式，到虎门模式。,1983年04月11日第一辆桑塔纳轿车组装成功。 1984年10月10日在人民大会堂举行上海大众汽车有限公司公司合营合同签字仪式。 1984年10月12日李鹏同志和联邦德国总理科尔为上海大众奠基。 1985年02月16日国家工商行政管理局向上海大众颁发营业执照
2、，上海大众汽车有限公司成立。 1985年03月20日上海大众在上海召开第一次董事会会议，组成第一任执管会，负责公司日常业务。 1985年03月21日 上海大众汽车有限公司正式成立。,工艺选择、设施布置和运营能力规划,运营能力规划,工艺选择,预测,产品和服务设计,技术变化,设施和设备,布置,工作设计,投入,产出,设施布置,一、工艺选择,解决什么样的问题之后才能选取适当的方法来进行生产呢？,7,1主要问题,8,2工艺类型,9,工艺类型例,单件生产： 对于制造业来说单件生产如：订做鞋、订做服装、船舶、特制设备等。对于服务业来说如1对1服务：诊疗，汽车修理，建筑设计，企业咨询，翻译等。 批量生产 批量
3、生产如：金属，机器加工，锻造，服装，家具，瓷器等。在服务业批量指的是提供标准化服务：旅游团，集体体检等。 连续生产 连续型制造业分为 加工装配式连续生产（大量生产）如：电视，汽车，电工工具等； 流程式连续生产如：啤酒，肥料，石油，纸张，水泥等。连续型提供服务如咖啡店，快餐店，洗衣店，银行窗口服务，定线定期公汽服务，列车运行等。,中国传统服饰的生产,面包烘烤加工,汽车制造、装配,标准件产品加工,工艺专业化,批量,重复性,连续性,11,其它,项目型项目型制造如：桥梁，堤坝，高速公路等大规模工程。 项目型服务如：导弹开发，可行性调查等。,12,二、 设施布置,一、设施布置的基本概念 （一）设施布置
4、设施布置就是确定各个部门、部门内部各工作地、机器设备等的相对空间位置。,14,重要性,15,（二）设施布置的目标 1、使企业内部的物流畅通 2、内部人员和外部顾客出入便利 3、提高工作效率 4、减低运输成本,16,1、产品原则布置,（1）产品原则布置是一种根据产品制造的步骤来安排设备或工作过程的方式； （2）适用于标准化极高的产品或者服务 ； （3）典型实例是生产线或装配线； （4）关键问题是生产线的平衡。,二、设施布置的基本形式,17,1、产品原则布置,18,19,产品布置原则的优点产量高，单位成本低； 增强了工人操作的熟练程度，减少了培训成本； 简化了物料运输； 人力和设备得到充分利用。
5、产品布置的缺点工人缺少发展机会，容易导致厌倦情绪的产生； 设备和工人对变化的适应能力较差，柔性较差； 某个工人或者某个环节出现问题，将会影响整个生产系统； 系统需要具备迅速修复的能力和备用件库存，增加了一定的成本 。,20,钢铁生产过程,21,1,3,2,4,5,办公室,传送带,流水生产的现场布置,22,3 分,办公室,6 分,5 分,2 分,4 分,每6分钟生产1件,分 派 结 果 现 场 演 示,23,柔性布置,24,生产线外形的选择,25,（1）工艺原则布置是将相似的设备或功能集中放在同一个部门，使其相对位置达到最优的一种布置。,2、工艺原则布置,26,（2）最优的布置 将彼此之间物流量
6、较大的部门相邻布置，以减少物料的搬运费用。（3）工艺原则布置的关键问题 如何安排好工作部门之间的相对位置。,27,工艺原则布置举例,28,电锯和电钻的生产工序图示,钻孔机,车床,研磨机,存储,电锯零件,电钻零件,上漆,搬运,检查,装配,29,L,L,L,L,L,L,L,L,L,L,车工班,L,L,L,L,L,L,L,L,L,L,M,M,M,M,D,D,D,D,D,D,D,D,G,G,G,G,G,G,P,P,A,A,A,发货和收货,装配,涂漆班,车工班,磨工班,钻工班,碾磨班,工 艺 布 置 示 意 图,30,工艺原则布置的优点 个别设备出了故障或个别工人缺席对整个生产系统的影响较小； 上下工序
7、之间的相互依赖性较小； 设备维修费用较低，投资于备用件上的成本也较低。 工艺原则布置的缺点 如果批量加工，在制品库存量会很大； 要经常进行工艺路线选择及进度安排； 设备利用率低； 加工的多样性要求频繁地调整设备，造成工作流的不连续性，形成间歇加工； 物料传输慢，效率低，单位运输成本较高。,31,产品原则布置的齿轮车间,两种布置类型的比较,32,两种布置类型的比较,33,（1）生产设备需要移到要加工的产品处，而不是产品移到设备处。 （2）广泛应用于耕种、消防、筑路、建筑、钻探石油、医院中的手术室等方面。,3、定位布置,34,定位布置示意图,制造对象,制造场所,完成品,物料,人,工具、设备,35,
8、36,定位布置建筑,37,（1）混合布置是指企业同时存在两种或两种以上形式的布置。 （2）比如：医院的布置 科室按照工艺原则布置 手术室按照定位布置设置,4、混合布置,38,5、单元布置,39,例：国际机场分为国内航班和国际航班；火车站，根据车次目的地的不同方向来布置候车厅等,40,比较,41,缺点： 1、需要较高的生产控制水平以平衡各单元之间的生产流程 2、若单元间流程不平衡，需中间储存，增加了物料搬运 3、班组成员需掌握所有作业技能 4、减少了使用专用设备的机会 5、兼有产品原则布置和工艺原则布置的缺点,42,比较,43,仓 储 布 置,其他布置,44,零售布置 （1）使单位面积的净收益达
9、到最大。 （2）为顾客提供最便捷的、最赏心悦目的店铺布局。,45,46,3、对产品原则布置进行设计：生产线平衡,一、生产线平衡的基本概述 1、生产线平衡 按照产品生产的工艺顺序布置工作地，使产品连续、协调、均衡地在各个工作地加工和装配直到生产出成品的过程。 2、生产线平衡的实质 决定如何将工作分配到工作地的过程 3、生产线平衡的目标 使分配到各个工作地的作业所需要的时间大致相等，从而使生产线上各活动同步进行，实现工人和设备的最大利用。,47,4、生产线平衡可能遇到的困难 （1）设备问题； （2）基本作业的时间差异不能通过分配作业组而解决； （3）生产或装配所要求的技术顺序对理想的分配有约束力。
10、,48,二、生产线平衡的方法 1、计算生产线的节拍 （1）节拍的概念 各工作地完成分配给它的作业直到工作地可以往下进行所容许的最长时间。用CT来表示。即，每一个工作中心完成所分配的系列任务(作业)所允许的最大时间 （2）可能最小的节拍 等于最长的那个作业时间 （3）可能最大的节拍 等于各作业时间之和生产线节拍的确定取决于使用几个工作地,可能最小节拍和可能最大节拍的作用 1）确定生产线产能范围 2）帮助调整计划期产能,生产节拍,节拍是指将完成单位产品所需要的作业分配到各工作地，各个工作地完成其上作业所容许的最大时间，如果节拍是2分钟，那么该生产线将每两分钟完成一个产品。,生产节拍,例如：有一套工
11、序，可能最小的节拍等于最长的那个作业时间（1分），可能最大作业时间等与各作业时间之和（0.1+0.7+1.0+0.5+0.2=2.5）。很明显，最大节拍是所有的作业在一个工作地上完成时出现的，最小作业节拍是分别在五个工作地上完成时出现的。,生产节拍,最小和最大节拍确定了生产线可能的产量范围，产量=OT/CT（最小节拍决定最大产出率） OT=计划期有效工作时间 CT=节拍 假定一生产线一天运转8小时（480分），节拍为一分钟，则产量为OT/CT=480单位，当节拍为2.5分时，产量= OT/CT=192单位，假如无平行活动（两条生产线），那么产量必定介于192和480之间。若计划期产量确定后，可
12、计算出节拍。CT=OT/D D计划期产量 例如，产量是每天480单位，节拍是每天480分/每天480单位=1.0分,52,（4）产出能力计算 产出能力=OT/CT其中，OT每日运转时间；CT节拍。如果计划期产量已定，而计算出来的节拍没有处于最大和最小节拍之间，那么就必须对计划期的产量做出修改。,53,（5）计算节拍的公式 CT=OT/D 其中： OT每日运转时间；D计划期的产量。,54,例,55,生产线平衡举例: 画流程图,57,确定节拍,Question: 假定每天（工作7小时）组装100台. 该布置的节拍是多少（每隔多长时间组装一台）?,58,2、计算工作地数的理论最小值工作地数的理论最小
13、值 Nmin=t/CT 式中 Nmin工作地数的理论最小值；t各作业时间之和。,59,3、作业分配 生产线平衡的工具作业顺序图,60,作业分配的启发式算法,（1）作业分配的启发式方法1）先分配后续作业最多的作业2）先分配位置权数最大的作业,（2）工作站的作业分配原则 先分配后续作业数最多的作业的原则,首先分配后续作业数量最多的作业进入工作站1 在先行作业都已分配完毕的作业中选择后续作业数量最多的作业进入工作站1（在工作站1空闲时间范围内） 在2规则出现问题时，分配作业时间最长的作业 其余工作站的选择按2、3规则。 各工作的作用时间应该尽量接近或等于节拍,Station 3,生产线平衡举例: 计
14、算装配线效率与平衡损失,生产线平衡举例: 计算装配线效率与平衡损失,66,练习：产品流水生产线 作业工序操作顺序流程图,根据所给出的产品流水生产线作业工序操作顺序流程图和各作业工序的操作时间, 给出该流水生产线的平衡结果。每天可供作业的时间是480分钟, 要求装配流水线每天的产出率为40件产品。,67,解: 首先计算生产节拍和最小工作单元数: 生产节拍(分钟) = 每日可供作业时间/每日产出量 = 480/40 = 12分钟/件 最小工作单元数(U) = 总操作时间/生产节拍 = 66/12 = 5.5 或6 见图 该产品流水生产线的效率(%) = 66分钟/(6 12分钟) = 66/72 = 91.7%,生产线平衡: 装配线的效率,4.2,思考,生产节拍的概念 工艺的基本类型 设施布置的原则及内容 生产线平衡原则 设施布置的方法,
