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1、1,4 生产过程的规划与设计,主要内容： 4.1 生产过程规划 4.2 生产系统定位 4.3 经济分析目标： 理解产品与过程之间的相互配合,生产过程规划及设计系统,产品信息生产战略信息生产系统信息,生产系统定位纵向集成度生产技术选择生产流程,生产过程流程设计设备选定车间布置人力需求测算,输入,过程规划与设计,输出,3,生产过程规划,例子：一个洗车公司 服务：高档、豪华轿车洗车服务 流程： 1、轿车外部清洗，自动化洗车机，130秒洗车时 间，20秒洗完车离开/待洗车进入。 2、轿车内部清洁，人工内部清洁中心，每洗一部车 1个工人用6分钟，或2个工人用3分钟，以此类 推。一个清洁中心最多配备3个工
2、人。,4,洗车过程的流程图,5,简单的计算,第1阶段自动机器，资本密集型 单台生产周期 = 130+20=150秒，2.5分 单台生产能力 =1/2.5=0.4车/分，24车/小时 两台生产能力 = 2 X 24 = 48车/小时第2阶段人工，劳力密集型 n=2时，生产能力 =2 X 60/(6/2)=40车/小时 n=3时，生产能力 =2 X 60/(6/3)=60车/小时则有： n=2时，第2 阶段为瓶颈资源，整个过程生产能力为40车/小时； n=3时，第1 阶段为瓶颈资源，整个过程生产能力为48车/小时。,6,工人数量对洗车过程的影响,7,生产过程规划（续）,生产过程规划和设计工作内容：
3、生产系统过程规划和设计工作主要内容有： 生产系统定位、选择生产过程类型；确定纵向集成度并作出“自制或外购”决策；选择适宜技术即确定自动化程度以及确定生产流程。,8,4.1生产过程的类型,一、生产过程的组织类型 1、产品导向型，按对象原则组织生产过程，将生产这种产品所需要的各种工序和设备装置集中在一个生产单位。 特点：专用设备，工序紧密衔接，作业计划简化，对劳动技能要求不高，生产率高，对变化的适应能力差； 加工-装配型生产：生产线或装配线 流程型生产（process manufacturing）；也称连续生产，原材料连续流过各道工序。,9,生产过程的组织类型 (续),2、工艺导向型，按工艺原则组
4、织生产过程，按生产工艺来划分生产单位。也可称为间歇生产（intermittent production）特点：通用设备，工序连续性差，周期长，在制品量大，生产率低，计划管理复杂，对变化有较强的适应能力；,10,生产过程的组织类型 (续),3、重复型，模块式生产，也称为混合型。 可看成单件小批生产和大量生产的中间阶段。,11,存货生产make-to-stock订单生产make-to-order订单装配assemble-to-order,二、成品库存类型,加工,装配,原材料库存,顾客,12,4.2产品设计和生产类型的关系,一、产品设计的基型客户产品（custom products）：按照个性化的客
5、户需求来设计产品。产品品种多，批量小，对生产柔性及按时发货的要求高。标准产品（standard products）：按一定标准生产的产品。产品品种少，大批大量生产，要求快速发送和低成本。,13,二、生产过程的生命周期,海耶思和费乐赖特提出生产过程生命周期的概念。从生产结构发展阶段来看，开始总是单件生产，然后是小批量、大批量生产，最后是大量生产。,14,影响生产类型选择的因素,1、多产品 从保持设备利用率的角度组合产品,15,确定生产类型应考虑的因素 (续),2、生命周期阶段的过渡3、预测需求量和实际生产量之间的关系结论 生产系统的柔性不仅是为了适应客户需求的变化，产品生命周期也引申出产品和产量
6、柔性的要求，在产品经历它生命周期各阶段的过程中产量会有变化，生产能力的需求也会有变化，所以对于任何类型的生产系统都要考虑到它有可能的变型和生产能力的扩充或收缩，所选定的生产类型都应具备一定的能力弹性（capacity cushion）。,16,4.3生产系统的定位,一、定义生产系统定位是指产品设计类型、生产过程类型和产成品库存类型的组合选择，包括选定客户产品或标准产品，按产品导向或过程导向组织生产，按存货生产或订单生产等。产品设计和生产过程类型组合可归纳为两种典型方式：策略产品设计类型生产组织类型库存类型生产过程类型纯策略客户产品工艺原则订单生产单件、小批生产纯策略标准产品对象原则存货生产大量
7、、大批生产,17,二、产品过程矩阵,Product process matrix，PPM,18,生产系统的“理论定位”产品生命周期内生产系统的变化发现新的“理论定位”点,产品过程矩阵（续）,19,案例：霍尔公司,罗伯特霍尔是一位马拉松爱好者。在他跑步生涯的早期，常因跑步引起脚部不适。经医生诊断，他的症状需要穿特制的运动鞋才能消除。于是他开始为自己制作运动鞋，随后也为几位朋友缝制运动鞋。 最初的几年，他在父母的汽车房里有他们的缝纫机缝制运动鞋，后来为降低成本也添置了一些其他设备。他的制造方法是，凡能买的就外购，买不到的就自制。他采购整张或整卷的原料皮子，用剪刀剪出所需的样式。他自己做一些木制的鞋
8、楦，然后在鞋楦上把裁制的鞋料拼在一起。他把一部老式的干衣机改装成烘干炉，用来烘干黏结鞋片的粘胶。很快，“慢跑热潮”席卷美国。,20,目前，他租下了2000平方英尺的厂房，运动鞋的制造作业与他在父母的汽车房里制作时的方法没有多大的区别，所不同的是生产批量加大了，采用了一些重型设备，如两台工业缝纫机。车间布置如图所示。他雇了一位有经验的全日制制衣工人，还雇了5位经过培训的临时工。他开发出三种主流款式，一种是为在街道上跑步设计的，一种是为在乡间道路上跑步设计的，还有一种是竞赛用运动鞋。每种鞋都有多种尺码供选择。为了简化作业计划，同样尺码和款式的鞋是批量生产的。他注意到，越来越多的人把运动鞋作为便装或
9、每天经常穿的鞋，从这种趋势看有必要为此开发不同的款式和颜色，他感到高质量运动鞋市场潜力巨大，他打算扩大他的生产能力。一,案例：霍尔公司（续）,21,案例：霍尔公司（续）,要求：可讨论一下有关生产过程特征、对应的产品特征，以及产品过程相互作用和演进的概念,22,三、 经济分析,品种-产量变化与生产单位形式的关系,品种,23,经济分析（续）,过程方案设计成本,自动线条件下投入很高单件生产，固定成本相对最小，可变成本最高模块式生产则居中生产量小于10万件，单件生产形式合理；10万25万件之间模块式生产合理；产量大于25万件则可采用自动线,24,经济分析（续）,运作杠杆：用于度量年生产成本和年销售收入
10、之间的关联,产量为E1时，模块式生产的年生产成本等于年销售总额，阴影部分左边为亏损，右边为利润。 运作杠杆作用可从两条线的夹角反映，如运作杠杆作用小，则角度小，利润增长缓慢，反之杠杆度大，夹角大，利润或亏损变化迅速。,25,经济分析（续）,平衡点分析,26,经济分析（续）,设有自动装配线(A)、模块式生产(c)和单件生产(J)三个方案，其成本结构如表所示。 如产量为10000件，则各种类型生产的年总成本 TC=FC+V(Q) 故：TCA=FCA+VA(10000) =110000+2x10000=130000 TCc=FCc+Vc(10000)=80000+10000x4=120000 TCj
11、=FCJ+VJ(10000)=75000+10000x5=125000,27,4.4装配流程图,产品设计阶段的产出是蓝图，包括产品总装配图、部件装配图、组件图和零件图。生产过程流程设计一般先画出装配流程图，它形象地表示组、部件及产品装配过程，描述产品的整个装配路线。对于复杂的产品，这种图能帮助生产管理计划和控制人员理解和掌握装配过程。装配流程图亦称为gozinto图，表示产品装配过程中零件的走向。,28,O表示工序表示检验,29,4.5 自制或外购决策,一个企业所需要的各种零部件不可能全部由本企业生产。例如对汽车制造公司来说，汽车的零部件多达两三万个，涉及到机械、电子、橡胶、玻璃、精密仪器等不
12、同行业，其生产不可能全部集中在汽车公司。其中有些本企业无法生产，只能外购；有些本企业有能力生产，但有其他企业生产或供应商提供这类产品，且成本、质量和送货时间均能满足要求，也需要外购。生产管理部门要和采购部门一道进行产品的“自制或外购”(make orbuy)决策。,30,一、纵向集成度,纵向集成度(degree ofvertical integration)是和自制或外购决策相关联的概念。在产品生产和配送链中，企业享有自主权的所有环节构成产品的纵向集成。纵向集成度表示企业凭自己的生产能力承担的生产环节在生产和配送链中所占比重。 小企业和初创企业，资金和生产能力短缺，一般选用的纵向集成度很低。当
13、产品处于引入期，产品的许多生产环节将由其他企业或供应商完成，而产品配送将由运输和配送公司承担。然而，产品达到成熟期以后，出于降低成本和加强生产能力的原因，可能有更多的生产过程和配送业务回归到由企业内部完成。,31,纵向集成度（续）,大型企业传统上都倾向于纵向集成度高的方向发展，自主掌握大部分制造和装配设施，外购项目主要是原材料。现在的发展趋势则强调生产柔性，满足客户个性化需求和核心竞争优势，这些因素都促使企业扩大外购，纵向集成度降低。外购的内容不断扩充，不仅是原材料和零部件，还包括生产配送链中的许多服务环节，如设备维护；人员培训；产品设计；计算机编程；会计和合同管理等。 生产过程中的某些功能包
14、给其他企业去完成，这已超出外购原本的含义，所以“自制或外购”决策发展成为“自制或外购外包”决策。在20世纪90年代，企业信息系统以及CAD、CAM系统等项目，世界的每年外包总额达500亿美元，并在快速增长。,32,二、向前集成和向后集成,纵向集成可以分为向前集成和向后集成两种。向后集成：企业从目前所从事的生产阶段进一步向生产的前一阶段发展，即供应链的上游。考虑向后集成的主要目的，通常是为了保持原材料、零部件供应的安定性，保证供应质量、按时交货以及低成本等。向前集成：指企业从目前所从事的生产阶段向接近最终消费市场的方向发展，也就是说，向供应链的下游发展。制定向前集成的运作战略时，企业可能主要考虑
15、的是技术的积累，生产能力比较充足，以及原有产品已在市场上具有了一定影响力等。企业也有可能考虑同时向前和向后集成，实现供应链的高度集成控制。,33,纵向集成度（续）,纵向集成度,34,三、零部件自制、外购与分包,寻找一个量，在该处自制和外购的总成本相等，这个点就是损益平衡点。,35,自制外购决策的损益平衡点,计算方法：,Fb外购方案的固定成本核算Fm自制方案的固定成本Cb外购方案的变动成本Cm自制方案的变动成本,36,例子,例31一个油井油泵制造企业生产一种新型高压油泵，需确定该油泵由电子控制的输入阀门是自制还是,外购，几种方案的有关数据如表所示。按生产成本分析，在产量为10000件的条件下各方
16、案的年总成本为： CA=100000+10000(75)=850000 CB=300000+10000(70)=1000000 C外购=0+10000(80)=800000 此时，外购方案为优。,37,4.6 生产运作流程的具体设计,一、流程的节拍、瓶颈与空闲时间 流程的“节拍”(cycle time)是指连续完成相同的两个产品(或两次服务，或两批产品)之间的间隔时间。换句话说，即指完成一个产品所需的平均时间。 节拍通常只是用于定义一个流程中某一具体工序或环节的单位产出时间。如果产品必须是成批制作的，则节拍指两批产品之间的间隔时间。在流程设计中，如果预先给定了一个流程每天(或其他单位时间段)必须的产出，就可以计算出流程的节拍。,
