1、第3章 产品、工艺过程和计划进度设计,3.1 概述 3.2 产品设计 3.3 工艺过程设计 3.4 计划进度设计 3.5 市场预测方法,3.1 概述,一、产生设施规划方案前需要确定的问题,（1）生产什么？,（2）如何生产？,（3）什么时候生产？,（4）每种产品的产量是多少？,（5）产品生产需要多长时间？,（6）产品在哪里生产？,产品设计 工艺过程设计 计划进度设计,选址 或 计划进度设计,二、设施规划与PP&S之间的关系,产品设计人员确定最终产品的尺寸和材料组成；,工艺规划人员确定产品如何生产；,生产计划人员决定生产数量和进度安排；,设施规划在上述三类设计人员及时准确的数据输入的基础上进行工作
2、。,并行工程需求！,四种职能关系模型,四类人员关系,3.2 产品设计,产品？产品的装配图零部件明细表（材料、尺寸、公差、表面粗糙度等要求）零部件图。设计部门最好提供产品原型。,设施规划需获得的信息：,一家小企业布置电磁阀生产线,电磁阀装配图,1、组合骨架 2、线圈 3、衔铁 4、弹簧 5、壳体 6、钢球 7、活门座,爆炸式装配图示例,空气调节阀零件明细表,通过产品设计输入数据有助于设施规划人员：,在布置设计中对通道、工作站、存储等空间需求的确定。在搬运系统设计中对搬运设备、器具、包装等具体要求的确定。,3.3 工艺过程设计,一、工艺设计的内容,确定产品的生产制造工艺； 确定谁来加工，即“自制或
3、采购”决策； 确定所采用的设备； 单件产品每个工序的加工时间。,注：最终的工艺过程设计在很大程度上依赖于产品和计划进度设计过程所提供的资料的详细程度。,二、工艺过程设计的步骤,（6）工艺选择。,（1）定义零件的基本加工步骤,确定生产每一种零部件所需的加工工艺，要求考虑不同形式的原材料和基本加工类型；,（2）确定每个加工步骤可以选择的加工工艺方案,确定能进行基本加工的不同设备类型，人工的、机械的或自动化的；,（3）分析加工工艺方案,确定各种基本加工类型和可选设备类型的单位生产时间和设备利用率；,（4）加工工艺方案的标准化,（5）对不同设备选择方案的详细评价,阶梯轴工艺过程示例：,在车床上，先车阶
4、梯轴的一端端面； 钻中心孔； 调头装夹，再车另一端，完成第一道工序； 然后车外圆，车槽和倒角完成第二道工序； 在铣床上，铣键槽，去毛刺，完成第三道工序。 在磨床上，磨外圆，完成第四道工序,三、设施规划所需信息及对规划人员的要求,需要了解自制或外购决策结果及产品零件构成，它们通常反映在零件明细表或物料清单中、产品结构图中；,空气调节阀的产品结构,需要了解生产工艺信息工艺路线卡；,注：工艺路线卡是工艺选择过程的结果文件。,需要了解零件装配过程的信息装配程序图；,空气调节阀装配程序图,装配程序图绘制：,其绘制方法一般为：从产成品开始向后到部件、再到零件和元器件的反向分解。,注：图中如圈内为零部件编号
5、，外面有零部件名称，或圈内为工艺号。,需要了解物料在设施内流动的总体情况加工工艺过程图；,加工工艺过程图绘制方法：,总体思路：在装配程序图的基础上，添加工艺路线卡中的信息，采用的方法也是反向分解。,自制的：单独竖直引出工艺过程，每个工艺用圆圈表示，内部写上工艺号；最后在反向分解末端引出水平直线，线上写出零部件名称，线下标出零件号。,外购的：直接用直线引入到相应的装配工艺，线上写出零部件名称，线下标出零件号。,空气调节阀先后次序图,注：由于装配程序图和加工工艺过程图其绘制过程都是依据产品拆解的顺序与装配的顺序相反的原则进行绘制的，但事实上往往拆解顺序并不是唯一的，所以装配次序也不是唯一的。从而绘
6、制出来的装配程序图和加工工艺过程图只是给出其中的一种，但顺序对空间需求和物料搬运系统的设计影响最大。因为这两种图的限制，为了显示更多可能的加工顺序，一般建议先绘制先后次序图。根据先后次序图再构建不同的装配程序图和加工工艺过程图。先后次序图没有零件的移动、物料搬运和布置决策信息，故通常需要三种的配合使用。在加工工艺过程图上还可以加上运输、存储和停滞过程，这时就成为流程图。,设施规划用 工艺流程图图例,变速器工艺流程图,1）作业符号代表作业单位及其功能； 2）作业单位应该在同一个层级上； 3）符号内应标注作业单位编号或名称； 4）左边标注单位时间内物流强度。,注：,1）对工艺过程设计的了解有助于设
7、施规划人员进行部门、作业单位的划分及作业单位之间相互关系的确定。 2）进行设施布置之前应把待规划系统内的工艺流程图全部绘制出来，并进行适当合并。,3.4 计划进度设计,一、计划进度设计决策对设施规划的主要影响,机器的选择及机器的数量；生产班次、工人数量；空间需求；存储与物料搬运设备；存储策略；集装单元设计；厂房面积等。,二、设施规划所需信息,定量信息：生产规模、需求趋势和未来需求预测。定性信息：见下表 信息来源：营销部门,1、市场营销信息,2、工艺过程需求（设备）,三、生产规模的确定,少品种大批量生产规模确定：市场需求预测。 多品种小批量生产规模确定：选定代表性产品。,代表产品选择考虑的主要因
8、素：,代表产品与被代表产品应是同类产品，基本结构 应尽可能相似；代表产品应是该工业设施建成后数量较多的产 品；同类产品中如果年产量相差不多时，应选中等尺 寸者为代表产品。,被代表产品的折合算法：,式中：,折合为代表产品的年产量；,被代表产品的产量；,折合系数。,式中：,重量折合系数。,成批性折合系数。,复杂性折合系数。,重量折合系数计算：,式中：,被代表产品的单台重量；,代表产品的单台重量；,成批性折合系数：,注:n及nx分别为代表产品与被代表产品的年产量； 其他n/nx的值可用插入法求得； n/nx一般不小于0.5，不大于10。,复杂性折合系数：,复杂性包括两方面内容：,指制造精度的差别；指
9、产品结构复杂程度的差别；,确定途径：通常由产品设计师的经验来决定。,四、工艺过程需求（设备）,确定设备需求的一般步骤：,第一步：确定要生产的零件数量，包括损耗数量，以满足市场估测的需要； 第二步：确定每一个工艺的设备需求； 第三步：汇总各工艺设备需求以获得总的设备需求。,1、损耗估测,设，第k道工序的损耗率为Pk，该工序的期望产出为Ok，问需要的投入数量Ik 是？,如有n道工序的零件，生产投料数为：,示例：某产品市场预测为97000件。它需要三道加工工序：车、铣、钻，各自的损耗率分别是P1=0.04，P2=0.01和P3=0.03。其中最后一道工序的产出应当满足市场预测量。假设工序之间没有损耗
10、，问需要投入多少件的物料进行生产？,2、设备折算台数,如：复印一份文件需要1/2h，现在要求在2h内复印出6份文件，需要多少台复印机？,需要1.5台复印机。,有问题吗？,取决于以下问题：,（3）标准时间、文件数量和设备可用时间是否都是确定不变的？,（1）文件复印是否真正按照复印每份文件要1/2h的标准来进行的？,（2）复印机在此2h的时期内是否可用？,解决：标准时间除以历史效率,解决：时间乘以可靠性系数,解决：随机型转化为确定型,确定型设备台数估算模型：,式中：,F每班所需机器数量； S每件产品生产的标准时间（min）； Q每班要生产的产品件数； E实际工作状态,以标准时间的百分比表示； H每
11、台机器可用的时间(min)； R机器可靠性，以机器正常工作时间百分比表示。,影响设备需求的其它因素：,班次数；调整时间；批量灵活性程度；布置类型；总的生产性维护情况。,示例：某零件在铣床上的标准加工时间是2.8min。要求在8h班次里要生产该零件200件。在480min可用时间中，铣床真正的工作时间为80%。而在零件加工时，零件的生产率为标准时间的95%。问需要多少台铣床？,求解：,S=2.8min/件，Q=200件/班，H=480min/班，E=0.95 R=0.80,3、确定总设备需求,将相同类型的设备折算台数合并汇总，综合考虑其它因素进行确定。,其它因素通常包括：,设备成本； 机器调整准
12、备时间； 在制品库存成本； 加班可行性成本； 生产/或准备时间； 预计需求增长等。,注：对计划进度设计的了解有助于设施规划人员更加明确空间、移 动、设备设施等方面的需求。,一、市场预测,预测，就是人们对某一不确定的或未知事件的表述。,预测的内容：,第四，从以上的变化中找出规律性的东西对未来进 行判断。,第一，要正确地掌握变化的原因；,第二，要了解变化的状态；,第三，要从量的变化中找出因果关系；,两项基本原则：,惯性原则、类推的原则,3.5 市场预测方法,预测技术：,判断预测、,时间序列预测、,因果预测技术。,1、判断预测(定性预测技术),在一种有组织的形式下，搜集各个人对分析过程所作的判断，然
13、后进行预测的方法。,常用方法： “德尔菲法”、 “市场调查”、“历史类比法”等。,适用条件： 是在数据奇缺，或难于作定量分析时使用。比如，某产品首次投入市场前，预测销售量；某项新技术的发展和应用前景等。一般这类方法用于中长期预测。,2、时间序列预测（定量预测技术）,时间序列分析预测技术是根据所预测对象的纵向历史数据资料，按时间进程组成的动态数列，进行分析，预测来来的方法。时间序列的分析预测是基于历史的继承性这一原则而进行的，就是说短期内某个事物的发展趋势是其过去历史的延伸。,适用条件：外界影响比较稳定的条件下作短期预测。,常用方法： “移动平均”、“布朗指数平滑”、“威特指数平滑”、“生长曲线
14、”、“马尔可夫链”等。,3、因果预测技术（定量预测技术）,常用方法： (1)计量经济模型；(2)投入产出法；(3)回归模型,根据预测对象与其制约因素之间联系的分析，建立预测对象与其所能观察到的相关度强的变量之间的因果预测模型进行预测的方法。,适用条件： 注重研究影响某个事物发展变化的外因的作用。因此，作因果预测必须掌握大量的纵向和横向数据资料，并要对此作因果关系逻辑分析和相关度计算，然后再建立预测模型。,二、预测实例,1、判断预测法实例,某公司三个销售员对明年的销售量作如下估计。销售预测表为,假设取三者预测比重相同,则取三者的平均数:（730+900+570）/3=733.3单位 公司两位销售
15、经理,根据自己的经验，分别预测：经理甲：1000，经理乙：800。则有：（1000+800）/2=900单位 然后再将经理预测值与销售人员预测值作加权平均值： 明年销售预测值=（1* 733.3+900*2）/3=844.4单位,2、时间序列预测实例,（1） 移动平均预测法,移动平均预测法其中的“平均”是取预测对象的时间序列中最近 一组实际值的算术平均值；,其中的“移动”是指参与平均的实际值随预测的推进而不断更 新，并且每一个新的实际值参与到“平均”值时，都要剔除掉 已参与“平均”值中的最陈旧的一个实际值，以保证每次参与 “平均”的实际值都有相同的个数，按照上述办法可以简单地 推导出移动平均法
16、的计算公式。,示例：下表为某矿某年度1月至11月的煤炭实际销售量，请用移动平均 预测法预测其12月的煤炭销售量。,n选择的原则：,(2)要由已有的时间序列的趋势而定，趋势平稳并基本 保持水平状态的，n可以取得大一些；趋势平稳并保 持阶梯性或周期性增长的，n应该取得小一些；趋势 不稳并有脉冲式增减的，n应取得大一些。,(1)要由所需处理的时间序列的数据点的多少而定，数 据点多，n可以取得大一些；,（2）指数平滑预测法,利用时间序列中本期的实际值与本期的预测值加权平均作为下一期的预测值，其基本公式为,式中：Ft+1(1)在t+1时刻的一次指数平滑值 (t时刻预测值)； 平滑系数，规定0 l； xt
17、 在t时刻的实际值。,示例:某煤矿对某年度111月煤炭的价格情况进行了 统计，见表，试用一次指数平滑法对该年12月 份煤炭的市场价格进行预测。,应用上述公式进行预测：取=0.9 ，F1(1)=x1，则得：,以此类推。计算结果见表。,例：某企业采购成本的统计值见表，试取F 1 （1）=(x1+x2+x3)/3，值 分别为0.1，0.5，0.9，分别求该企业第二年一月份的采购成本。,F 1 （1）=(x1+x2+x3)/3=（51+35+28）/3=38,值选取的一般原则：,（5）时间序列摆动的频率和振幅较小，取值要小一 些，以强调用历史发展趋势预测。,（1）初始值的准确性小时，宜取得大些，以强调重 视现实的变化状态；,（2）初始数据的时间序列中，只有一部分与预测值拟合 较好而大部分不好时，说明历史状态不能较好地反 映现实，宜取较大的数据；,（3）时间序列虽有不规则摆动，但其长期趋势较为平稳 时，宜取小些，以强调重视总的演变趋势；,（4）时间序列摆动的频率和振幅较大，取值要大一些， 以强调重视近期实际的变化状态；,（3）因果预测技术实例,回归分析法实例子，用Excel方法可回归获得。如14季度东、南、西、北地区工作生产总值如下图所示。,
