《精编》生产与作业系统的配置课件

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1、第三讲 生产与作业系统的配置 张志英工业工程与管理系上海交通大学2006年11月 23 05 2020 主讲 张志英 第2页 主要内容 生产能力决策选址决策设备管理流水线的组织和平面布置 23 05 2020 主讲 张志英 第3页 生产能力决策 定义 一定时间内企业所能生产一定种类和一定质量的产品或服务的最大数量 制造企业一定的时间通常是一年生产能力取决于固定资产及其技术组织条件服务企业一定的时间是指天或一个轮班取决于设施 设备 人力 23 05 2020 主讲 张志英 第4页 生产能力与生产规模 生产能力决定生产规模炼铁厂高炉容积生铁产量处于经营场所的商场 营业面积决定销售额旅馆客房数量决定

2、接待能力餐厅营业面积 影响营业额和服务质量 23 05 2020 主讲 张志英 第5页 企业生产成本 如何降低成本 中西方观点差异 节约原材料和费用 提高生产能力利用率 23 05 2020 主讲 张志英 第6页 生产能力 提高生产效率 提高生产能力利用率 降低费用和劳动力支出 23 05 2020 主讲 张志英 第7页 生产能力决策 市场需求决定能力预测需求 长期的需求 前瞻性的需求 例子94 95年空调企业丰田摩托生产1958年 送货的轻型摩托车生产新工厂月产30 000量 是当时市场需求能力的10倍 进军美国 23 05 2020 主讲 张志英 第8页 规模经济性 规模经济性 单位成本或

3、单位产出的成本随规模增大而下降的性质 如何确定规模才能取得最大的经济性 不同行业有不同的规模经济指标 经验曲线法 单位产品成本随产量单位 规模单位 的增大而呈下降趋势的特征 学习曲线法 单位产品成本随操作工人重复生产该种产品的次数增加而下降的趋势 针对手工操作 23 05 2020 主讲 张志英 第9页 经验曲线法 ExperienceCurve 23 05 2020 主讲 张志英 第10页 经验曲线公式 y x 产量为x时的单位产品成本 x 产量 经验曲线百分率 描述成本随产量下降的幅度 工人的熟练程度 23 05 2020 主讲 张志英 第11页 经验曲线公式 23 05 2020 主讲

4、张志英 第12页 经验曲线法 ExperienceCurve EC可以刻画规模增大生产成本下降工人熟练生产成本下降百分率越高 规模变化对单位成本的影响越小 23 05 2020 主讲 张志英 第13页 经验曲线的对数形式 指数形式 对数形式 23 05 2020 主讲 张志英 第14页 经验曲线的对数形式 23 05 2020 主讲 张志英 第15页 例子 核发电厂的规模经济性 在美国 发电行业规模经济性 y 美元 千瓦K 常数R 规模A 规模指数 通过规模 成本数据的曲线拟合来确定 23 05 2020 主讲 张志英 第16页 例子 核发电厂的规模经济性 Cont d 规模与利用系数有关利用

5、系数 规模大容易导致利用系数下降 如图 23 05 2020 主讲 张志英 第17页 例子 核发电厂的规模经济性 Cont d 综合考虑 23 05 2020 主讲 张志英 第18页 生产能力决策的几种观点 除了规模经济性外 其它因素仍需考虑W 斯金纳认为 聚焦工厂有效管理生产能力超过预测水平 柔性 23 05 2020 主讲 张志英 第19页 决策树法 建厂的三种考虑方案一 建大厂 投资2500万元 销路好 每年获利1100万元 不好亏损100万元 服务期限10年方案二 建小厂 投资1300万元 销路好 每年获利400万元 不好时 仍可获利300万元 服务期限10年方案三 先建小厂 1年后销

6、路好再扩建 追加1600万元 服务期限9年 每年获利950元 生产能力决策方法 探索式决策过程 23 05 2020 主讲 张志英 第20页 23 05 2020 主讲 张志英 第21页 决策树法 i 根据银行贷款利息率和投资风险率综合确定的折现率 23 05 2020 主讲 张志英 第22页 方案一的NPV 建厂需要一年 成功的概率 23 05 2020 主讲 张志英 第23页 方案二的NPV 23 05 2020 主讲 张志英 第24页 方案三的NPV 23 05 2020 主讲 张志英 第25页 决策树法 Cont d 综合比较应该选方案三 23 05 2020 主讲 张志英 第26页

7、选址决策 产品销售条件 方便购物或订货提供服务条件 方便享受服务交通条件 便于运输 及时送货等劳动力条件资源供给条件基础设施条件地价和税收条件环境保护法规政治和文化条件扩展条件 影响因素 工业企业 企业的产品特点 商业企业服务业 饭店 银行 学校 23 05 2020 主讲 张志英 第27页 加权评分法 影响因素等级 把有关的影响因素列成一个清单 并对每一因素规定统一的度量等级标度 确定每一影响因素的权数分别对每一个影响因素确定每个候选方案的标度等级和分数 将每个候选方案在每种影响因素下的分数 乘以该影响因素的权数 然后汇总起来 得到每个候选方案的总得分选择总分最高的候选方案为最佳方案 23

8、05 2020 主讲 张志英 第28页 加权评分法 23 05 2020 主讲 张志英 第29页 线性规划法 例多点布局问题东风制氧公司在某市建有A B C三个制氧厂 分别向10个单位供氧 相关生产能力以及运费见下表 问怎样安排运输 在满足用户要求的同时使得费用最少 23 05 2020 主讲 张志英 第32页 线性规划模型 设备布置 类型及原则工艺布置产品布置定位布置 研究在生产场所或工作场所 如何合理地布置各种设备和设施 使得物流和业务流能够以尽可能短的时间通过系统 缩短运输距离 减少在制品存放 提高生产效率和服务效率 23 05 2020 主讲 张志英 第34页 工艺布置 医院依据是专业

9、化分工原则 同一类型的设备和同工种的操作人员集中在一起 优点 有利于提高操作人员的专业技能提高设备利用率适应面广缺点 在制品 运输时间长 交流频繁 23 05 2020 主讲 张志英 第35页 产品布置 汽车 食品加工 家用电器 玩具等对象专业化 按照某种产品或零件 或者是某种业务的加工顺序来排列有关的设备和加工中心 市场需求量大 重复性生产和标准化的产品优点 减少在制品 交流少 运输距离短缺点 可靠性低柔性差 适应性 23 05 2020 主讲 张志英 第36页 定位布置 飞机或造船优点 加工对象移动较少 节省费用工序易于设计易于管理缺点 不适应于大批量生产不易于用科学的管理方法 23 05

10、 2020 主讲 张志英 第37页 活动相关图法 调查或估计各功能部门或功能区之间的流量绘制活动相关图 反映紧密程度和原因 活动相关图 反映各种活动或功能部门之间相互关系及其紧密程度的矩阵图表 字符表示相关的紧密程度 数字表示紧密程度的原因 采用关系图法进行平面布置 23 05 2020 主讲 张志英 第38页 例 社区诊所的平面布置 23 05 2020 主讲 张志英 第39页 相关程度分类 相关程度分类 23 05 2020 主讲 张志英 第40页 相关程度原因及代码 23 05 2020 主讲 张志英 第41页 关系卡 1 确定各功能部门的相对位置 建立关系卡 然后 选出 A 关系数量最

11、多的样板 然后 取一块与已选用的样板有一个A关系 而与其他样板A关系最多 23 05 2020 主讲 张志英 第42页 排列方案 2 把各部门的具体面积反映到具体位置图中 然后结合实际的建筑物平面图进行布置 23 05 2020 主讲 张志英 第43页 实际排列 3 结合实际的建筑物平面图进行布置 23 05 2020 主讲 张志英 第44页 从至表法 From ToTable 定义 从至表法是一种根据零件或作业在各种设备或工作中心之间移动的次数 合理地安排设备布置方案尝试法主要用于车间内的设备布置或是工作场所的设备布置 23 05 2020 主讲 张志英 第45页 机械加工的设备布置 工艺表

12、 见P81 23 05 2020 主讲 张志英 第46页 初始至从表 初始零件至从表根据零件的工艺路线图编制零件从至表 从至表 零件从一个工作中心 设备 至另一个工作中心 设备 移动次数的汇总表 按工作中心数n作的一个n n矩阵直列为起始的工序 横行为终至的工序对角线的右上方表示按箭头方向前进的移动次数对角线的左下方表示按箭头方向后退的移动次数分析和改进初始的零件从至表 获得满意的布置方案 23 05 2020 主讲 张志英 第47页 修改后的至从表 改进后的初始零件至从表使从至数最大的设备排列在越靠近对角线位置上 23 05 2020 主讲 张志英 第48页 至从表 移动总距离计算编号i的斜

13、线穿过的从至数j 23 05 2020 主讲 张志英 第49页 流水线的组织和平面布置 基本特征固定生产一种或少数几种产品 生产过程是连续重复进行的 最大限度地减少了制品的等候时间和设备的加工间歇时间工作中心专业化程度高节拍 流水线上相继出产两件相同产品之间的时间间隔生产能力是平衡的工艺过程是封闭的 连续性 平行性 比例性 节奏性高 工序的单件工作时间 工作中心数 23 05 2020 主讲 张志英 第50页 流水线分类 固定和移动 产品 固定 生产对象固定 工人按顺序流动 船舶的装配 虚拟流水线 移动 生产对象移动 工人 设备不懂 如汽车装配线单一对象和多对象单一对象 只生产一种产品 适于大

14、量生产多对象 生产两种或以上产品 可变流水线和混流生产线连续和间断连续 生产过程完全连续间断 生产对象在各工序之间出现停放等待强制性节拍和自由节拍 工作中心之间 设安全在制品库存 无专用运输和有专有运输 有无运输设备 手工 机械 自动化 机械化程度 23 05 2020 主讲 张志英 第51页 固定和移动 产品 固定 例如船等重型设备移动 汽车 电视机的装配 23 05 2020 主讲 张志英 第52页 单一对象和多对象 多产品可变流水线 成批轮番 混合流水线 物料的组织和配送 23 05 2020 主讲 张志英 第53页 连续和间断 生产过程中间是否有停顿 生产能力不均衡 23 05 202

15、0 主讲 张志英 第54页 强制性节拍和自由节拍 工作中心的时间可以调节与否设备控制 操作者自行控制 23 05 2020 主讲 张志英 第55页 装配线的平衡问题 给定流水线节拍 求出使装配线所需的工作中心数量或人工数量最少给定工作中心数量 求流水线节拍最小的配置使各工作中心的单件作业时间尽可能等于节拍或节拍的倍数 使每个工作中心或工人的作业空闲时间最少 23 05 2020 主讲 张志英 第56页 装配线的几个基本概念 N 工作中心数量C 节拍 工作中心的最大允许作业时间ti第i个作业的时间 23 05 2020 主讲 张志英 第57页 装配线的基本平衡方法 细分 将整个任务细分为许多小工

16、序合并 将相邻的小工序合并成大工序 使大工序的单件作业时间接近于节拍或节拍的倍数 23 05 2020 主讲 张志英 第58页 装配平衡的基本步骤 一 确定装配线的节拍 某产品装配线计划日产量为150件 采用两班生产 8hr 每班21分钟的停歇时间 计划不合格率为2 23 05 2020 主讲 张志英 第59页 装配平衡的基本步骤 二 计算装配线上需要的最少工作站 工作中心 数量 23 05 2020 主讲 张志英 第60页 装配平衡的基本步骤 三 组织工作中心先后序每个工作中心时间之和不大于节拍各工作地的单件工序时间相等或接近节拍应使工作中心数目尽量少启发式方法和分枝定界法 23 05 2020 主讲 张志英 第61页 装配线负荷系数 23 05 2020 主讲 张志英 第62页 装配线平衡损失系数 23 05 2020 主讲 张志英 第63页 平行网络 23 05 2020 主讲 张志英 第64页 例 三轮童车装配线的平衡 装配线的平面布置 23 05 2020 主讲 张志英 第66页 U 型生产线 23 05 2020 主讲 张志英 第67页 案例分析 福达电子公司 TheEnd