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1、生产与服务的系统设计System Design for Production and Service蔡三发同济大学经济与管理学院Outline 战略能力规划 地点选择 制造业设施布置 服务业设施布置过程选择与系统设计关系预测产品和服务设计能力计划设施与设备布置工作系统过程选择技术技术一、战略能力规划1、生产能力 （ Capacity）：一个系统在一定时间内可以实现的产出量。2、生产能力的时间性（一）生产能力 Capacity种类及时间目标及内容长期生产能力计划（ 3-5 年）中期生产能力计划（ 1-2 年）短期生产能力计划（ 1-3 个月）计划目标 与企业生产发展规划协调 提 高生产能力利用率
2、 充分挖掘生产潜力设 备厂房建设计划，设备购置和改造计划修改基本建设和技术改造计划提高厂房设备利用强度技术组织措施计划人 员智力开发方针、人才招聘、职工培训的战略安排职工招聘和培训计划 合理配备临时调动加班计划物 资 取得资源的方针 落实订货计划 原材料和零部件的发送3、战略性生产能力计划的目的战略能力计划总体生产能力设施工具劳动力规模设备企业的长期竞争战略市场反应速度成本结构库存策略管理员工政策竞争者行为 现有原材料 市场需求量现有劳动力库存量经济状况前生产能力外部能力如：分包生产中的活动生产计划公司外部公司内部4、生产能力决策的重要性 决定未来满足需求的能力 生产能力影响了运作成本规模经济
3、性和规模不经济性 决定初始成本 生产能力决策与资源的长期投入 生产能力影响竞争能力 进入壁垒（二）生产能力的度量（功能性的生产能力）每天实现的收入店铺面积零售店每场售出的票数座位数剧院每天招待的客人数餐桌数、座位数饭馆谷物数量、牛奶产量土地亩数、母牛数量农业每天钢铁吨数炉膛尺寸钢铁工厂每班生产汽车数量劳动工时、机器工时汽车制造产出投入行业（三）生产能力计划1、有效生产能力的决定因素4环境保护标准3培训和经验3社会2、工作设计2安全条例1工作满足1产品标准D人力因素F外部因素2质量能力5设备故障1产量能力4维修政策C工艺3质量保证2产品或服务组合2材料管理1设计1排程B产品 /服务E运行4环境7
4、缺勤和跳槽3布局6学习率2选址5报酬1设计4动机A工厂设施2、生产能力决策 需求的预测： 长期考虑：生产能力的整体水平。 短期考虑： 需求季节性、随机不规则性波动。 设备和劳动力数量： 合理配置可获得的设备与劳动力数量：3、开发生产能力方案中的策略 将柔性设计融入系统 全盘考虑生产能力的变化新产品 /服务、成熟产品 /服务；系统各部分的相关性； 处理生产能力的 “瓶颈 ” 尽量避免生产能力的大起大落建立互补需求模式，需求管理；综合计划技术； 明确最优运行水平设施规模固定、设施规模连续可变（五）服务能力计划1、服务业与制造业生产能力计划的比较 时间： 不能为以后的使用而储存。 场所： 场所的接近
5、性要求。 需求的易变性： 顾客接触、需求的突发性。2、服务能力利用率与服务质量 一般的服务排队系统服务能力利用率达到最大服务能力的 70%时，服务效果最好。 需求与服务能力差异的风险性考虑风险很大：选择较低的服务能力利用率。需求量相对稳定：较高的服务能力利用率。特殊情况下的服务：足球比赛。二、地点选择（一）地点选择的重要性 地点选择是一项长期决策 （投资、成本、职工） 选定之后难以改变 影响生产中的固定成本和可变成本运输成本： 制造业的运输成本相当于产品价格的 25%其他成本： 税收、工资、租金（二）影响地点选择的因素 国家选择的因素政府的政策市场的位置劳动力： 劳动生产率、成本基础设施外汇汇
6、率 地区选择的因素企业长远规划地区的吸引力劳工素质与劳工成本能源成本政府优惠靠近客户和供应商土地和建筑费用 位置选择的因素地点的大小（利用空间）地点成本运输条件协作服务条件周边环境影响（三）制造业地点选择策略 着眼于成本不同地点产品售价变化不大 地点对成本有至关重要的影响影响运输和生产成本不同地点成本相差悬殊（四）服务业地点选择策略 着眼于销售收入不同地点销售成本相差无几 地点对收入有至关重要的影响影响客户接触量影响商业交易量例：服务位置选择考虑因素1、进出：到高速公路出口和道路进口的方便性2、可视性：距街道的障碍，标牌置放3、交通：能表明潜在能力的交通流量、能妨碍交通的障碍物4、停车：充足的
7、路旁停车位5、扩展性：便于扩展的房屋6、环境：能说明完成服务工作的周围条件7、竞争性：竞争对手的定位8、政府：区域限制，税收（五）地点选择方法工作步骤列出影响因素，为其规定权数； 规定评价标尺并为各因素定级； 计算得分； 汇总厂址。例：某厂有 4个候选厂址， 10个影响因素，应用分级加权法选址。1、分级加权法 （因素评分法）分级加权法选址 （因素评分法）候选厂址影响因素 权数ABCD劳动力条件721432142817地理条件542021021015气候条件6318424318212资源供应条件441641628416基础设施条件3131339412产品销售条件248243648生活条件6161
8、6212424环境保护条件521031542015政治文化条件339393939扩展的余地144442211总计 108 112 122 992、运输模型方法 解决从 n 点到 m 点的运输规划问题。3、重心法 用于确定能使一定量的产品分配到附近市场的成本最小的生产中心或者仓库的位置。三、制造业设施布置（一）布置决策 Facility layout can be defined as the process by which the placement of departments, workgroups within departments, workstations, machines,
9、and stock-holding points within a facility are determined. 对车间、工作中心和设备进行布局，以确保系统中工作流（顾客和材料）的畅通。布置决策的重要性 无效率的运作（高成本、瓶颈） 物料的合理流动 在制品的数量 员工情绪 环境问题设施规划决策的输入 设施规划的目标。 估计对系统的需求。 各部门之间物流和操作数量。 各部门需要的空间。 建筑物本身可用空间。 加工设备的能力。（二）布置的基本类型 工艺原则布置 Process Layout 对象原则布置 Product Layout 成组技术布置 Group Technology (Cellu
10、lar) Layout 定位布置 Fixed-Position Layout 机械加工的工艺设计过程车 间 模 型机 床工夹具工人工 件 模 型工艺规程毛坯 零件半成品工 艺 路 线 生 成CAD 系统零件描述人机交互成本核算工时定额材料消耗加工成本特征建模工艺过程设计机床选择 刀具选择夹具选择 工艺路线工 序 设 计1、工艺原则布置 Process LayoutGearcuttingMillDrillLathesGrindHeattreatAssembly111333222444222111444111 3331111 222222233331114441113333333334444433
11、333322222工艺原则布置的特征 主要优点 系统能满足多样性的工艺要求； 系统受个别设备故障的影响不大； 通用设备、较便宜，维修易、费用低； 可采用个人激励方式； 主要缺点 在制品（ WIP）库存很大； 要经常进行工艺路线选择及进度安排； 设备利用率低； 物料运输慢、效率低，单位运输费用较高； 工作复杂化导致监督跨度减少，监督费用高； 会计、库存控制、采购管理复杂；2、对象原则布置 Product LayoutA U-Shaped Production Line123 45678910InOutWorkers对象原则布置的特征 主要优点 产量高； 减少了培训费用和时间； 专用设备高额费用因
12、为规模效应而分担，单位成本低； 物料运输费用低； 工人和设备的利用率高； 工艺路线和进度安排固定； 会计、库存控制、采购管理程序化； 主要缺点 分工过细； 技术低的工人对维持设备和产出质量缺乏兴趣； 对产量、产品、工艺变化的适应能力差； 个别设备的故障、员工缺勤对整个系统的影响很大； 需要预防性维修，要求迅速修理能力； 与个人产量相关联的激励计划是不可行的；3、成组单元布置Group Technology (Cellular) Layout-1111 -1111222222222- 2222Assembly3333333333- 333344444444444444- 4444LatheLat
13、heMillMillMillMillDrillDrillDrillHeat treatHeat treatHeat treatGearcutGearcutGrindGrind成组技术 Group Technology成组技术的基本原理 成组技术是以相似性原理为基础,合理地进行产品、工艺设计，技术准备和组织产品生产过程的一种方法。 理论依据：产品零件的相似性,具体表现在零件种类在机械产品中的使用概率。根据零件的相似程度可以把机械产品中使用的零件分成：标准件(A)，相似件(B)，复杂件(C)三种。据统计每一种的使用概率为：15、60、25.奥匹兹分类编码系统成组技术布置的特征 具有对象专业化形式的
14、优点，又有较高的柔性； 适合多品种、中小批量生产； 加工较快、物料运输量和在制品库存量都较少； 使生产准备时间缩短； 工人组成团队完成任务，改善人际关系； 有利于提高工人的操作技能；实现步骤： 零件分类 识别零件组的物流类型 将机器和工艺分组，组成工作单元车削热处理锯车削磨锯模压模压锯 磨 磨423651车削热处理磨锯车削磨锯 车削车削模压模压1AB24、定位布置 Fixed-position Layout 耕种、消防、房屋建设、大型船舶； 注意力重点： 材料和设备的运用时间的控制； 协调活动，管理负担大。（三）装配生产线的平衡 确定装配流水线节拍 计算装配需要的最少工作地数量 组织工作地保证
15、各工序的先后顺序；每个工作地作业时间之和不大于节拍；各工作地作业时间尽量接近或者等于节拍；应该使得工作地数量尽量少。四、服务业设施布置（一）不好的服务布局会带来的问题：（ 1）影响甚至中断物料的传递，包括文书的传递。（ 2）增加服务的直接时耗（ 3）物料经过太多的程序，从而增大了潜在的物料损失和丢失风险，并造成人力的浪费。（ 4）导致顾客长时间等待或物料（包括文书）库存的增大（ 5）使服务人员和管理者在本应靠近的情况下形成距离上的分离（ 6）增加管理费用（ 7）增加两次服务之间的等待时间（ 8）造成服务地点拥挤和混乱，增加了管理难度（ 9）未来扩建变得困难（ 10）增加其他运作成本（二）服务业布局的分类和关注与制造业的布局分类相比，服务业基本不适用。（ 1）服务工
