1、第三章 生產系統設計3.1、生產過程3.2、產品開發3.3、生產及服務設施選址 3.4、生產及服務設施布置 3.5、流水線生產的組織設計3.6、工作設計與工作測量第三章 生產系統設計 生產運作系統的設計是生產運作的重要內容。它涉及的內容主要包括產品開發、工藝設計和技術選擇，生產服務設施選址，生產服務設施布置，崗位設計和工作測量。從宏觀角度考慮，還有生產布局問題。一、生產過程的組成 1、生產過程的概念 生產過程是指從原材料投入到產品出產的整個過程。 2、生產過程的組成 3.1、生產過程輔助生產過程生產技術準備過程基本生產過程生產服務過程產品生產技術準備過程生產技術準備過程：指產品投產前的各種技術

2、準備工作。如產品與工藝設計、材料消耗與勞動定額制定、設備布置等。基本生產過程基本生產過程：指直接為生產基本產品所進行的加工制造工藝過程，即改變原材料理化性能形成產品的工藝過程。輔助生產過程輔助生產過程：是指為保證基本生產過程的正常進行所必須的輔助性生產活動，它是輔助產品的生產過程。輔助產品是企業制造的自用品，它們在基本生產過程中消耗掉，并不構成產品的實體。例如，企業自用的工具、模具，各種動力、能源的生產、分配、供應過程，以及設備的維修過程。生產服務過程生產服務過程：是指為基本生產、輔助生產提供各種服務活動的過程。例如，物資供應、運輸、檢測試驗、倉庫保管等。附屬生產過程附屬生產過程：不屬于企業專

3、業方向的附屬產品的生產過程（并非所有企業都有）。生產過程的時間組成 有效時間停頓時間 時間組成基本時 間輔助時 間工作班內停頓時間非工作班時間自然過程時間 工藝加工時間 準備時間 運輸時間 質量檢驗時間 工序等待時間 工藝階段等待時間 批量加工等待時間 午休和工作班之間的停歇時間 節假日停工時間 3、影響生產流程設計的因素 產品/服務需求性質 從需求的品種、數量、季節波動性等方面考慮對生產能力的影響，從而決定選擇哪種類型的生產流程。 自制外購決策 本企業的生產流程主要受自制件的影響。自制件種類越多，批量越大，對生產系統的能力和規模要求越高，不僅投資高，生產準備周期也長。只抓關鍵零件的生產和整機

4、產品的裝配。 生產柔性 品種柔性是指生產系統從生產一種產品快速地轉換為生產另一種產品的能力。（多品種中小批量生產）。 產量柔性是指生產系統快速增加或減少所生產產品產量的能力。（產品需求量波動較大或產品不能依靠庫存調節供需矛盾） 產品/服務質量水平 接觸顧客的程度 顧客是生產流程的一個部分。顧客參與程度高的生產運作過程，應把顧客作為生產流程設計的中心。二、生產過程的組織 1、合理組織生產過程的基本要求 a、連續性 物料在生產過程中始終處于連續不停的運動之中，不出現或少出現不必要的中斷、停頓或等待的現象。（時間/空間） b、平行性 物料在生產過程實行平行交叉作業。 平行作業是指相同的零件同時在數臺

5、相同的設備上加工。 交叉作業是指一批零件在上道工序未完成時，將已完成加工的部分零件轉道下道工序加工。 c、比例性 生產過程各階段、各工序之間在生產能力上要保持一定的比例性。比例性遭到破壞，生產過程會出現瓶頸，影響到整個過程的效率。 d、均衡性 在生產過程的各個階段都要保持按計劃有節奏、均衡的進行。要求在相等的時間間隔內生產相等或遞增數量的產品。 e、準時性 在生產過程各階段、各工序都按后續階段和工序的需要生產。 2 2、生產過程組織組織的原則 a、工藝專業化原則 是指按照不同的工藝性質分別建立工藝專業化的生產單位。 鍛工車間電鍍車間熱處理磨工車間鉆鏜車間銑工車間車工車間裝配車間 優點：適應力強

6、；設備利用率高；生產系統的可靠性較高；便于技術管理和技術交流。 缺點：運輸工作量大、費用高；生產周期長，資金占用大；生產率低；管理工作復雜。 要解決一個主要問題是：如何設置各個不同的生產活動單元，使物流更加有序。 b、對象專業化原則 把加工對象的全部或大部分工藝過程集中在一個生產單位中，組成以產品或零件、部件、零件組為對象的專業化生產單位。 優點：縮短運輸路線;提高連續性，縮短周期;減少在制品;專業化水平高;便于生產管理 缺點：適應性差，工藝設備管理復雜。毛坯車間軸類車間軸承連桿標準件車間箱體車間齒輪車間熱處理裝配車間 要解決一個主要問題是：如何使每一單元的操作時間都大致相等，即生產線平衡問題

7、。否則，整個生產線的產出速度只能是費時最多的單元的產出速度。c、混合原則 對象專業化設置的基本條件: 產品的結構產量品種較穩定 工種和設備比較齊全和配套 生產類型是大量大批或成批生產 工藝專業化設置的基本條件: 生產的產品不穩定 專業化程度較低 生產類型是單件小批生產介于上兩種情況之間的多品種成批生產，可采用混合布置。成組生產單元工藝專業化單位熱處理熱處理鋸磨車削鋸磨車削車削模壓車削模壓鋸鋸鋸車削車削車削磨磨模壓模壓AABBBB三、生產流程選擇決策 1、產品流程矩陣 2、生產流程選擇與費用產量（萬件）費用（萬元）22511150 0 10 13 25對象式工藝式成組式 3、經營杠桿：成本函數與

8、銷售收入函數間的夾角費用（萬元） 0 5 10 25銷售收入對象式成組式ab經營杠桿越大，利潤或虧損隨產量的變化率越大。經營杠桿的作用越大，未來預期利潤的不確定性越大。銷售預測的不確定越高，經營杠桿作用大的生產系統的風險越高。產量（萬件）3.2、產品開發一、產品的選擇及其影響因素 1、 產品選擇 是指根據市場行情篩選那些能夠順應和滿足顧客需求的產品和服務，同時又能夠為企業創造利潤并保持競爭優勢得以繼續發展的策略。 2、產品選擇應考慮因素： 產品的市場潛力 產品的收益性 銷售利潤率、資金利潤率 市場競爭性 應綜合考慮市場容量、競爭優勢和弱點 可利用的資源條件 便利程度、經濟性、環保要求 技術水平

9、和生產能力 經銷能力 營銷渠道、服務能力 國家政策法律法規等要求2003年一汽豐田在太原考察評估經銷商（角逐4S店品牌過程）時，涉嫌弄虛作假，向考察對象泄露申請店評分用表中的內容，這使得其他參與競爭豐田經銷商的企業利益間接受損。二、產品壽命周期引入期 成長期 成熟期 衰退期年銷售額年利潤產品壽命周期與生產運營戰略 產品壽命周期各階段的經營特點與注重方面市場引入期成長期成熟期衰退期公司戰略研究開發是關鍵擴大市場份額的有利時機市場銷售是關鍵調整價格提高質量樹立產品形象強化市場能力低成本變得更關鍵難以擴大市場份額促銷成本控制是關鍵生產運營戰略產品設計與開發是關鍵產品和工藝過程設計改動頻繁生產能力富裕

10、試生產階段人員技能要求高生產成本較高產品規格有限設計改進迅速銷售預測是關鍵重視產品和工藝流程可靠性選擇與提高產品競爭優勢增加生產能力開始批量化生產提高經營能力產品區域標準化產品更新速度減緩達到最佳市場能力生產過程趨于穩定人員技能要求不高大批量生產改進生產作業降低生產成本產品差異化小使成本最低行業生產能力過剩停業生產非盈利產品削減生產能力三、產品戰略的制定 1、產品壽命周期預測 銷售增長率分析法 一般而言,從相對長期趨勢來觀察,產品市場銷售額呈直線上升時,屬于成長階段;銷售額穩定且增長幅度趨于疲軟時,屬于成熟階段;銷售額連續下降時,屬于衰退階段. 例:某企業生產一種包裝材料產品,根據以下數據,判

11、斷產品處于哪一時期?+22.5+1.543總利潤+4.2-0.30.016單位邊際利潤+8.5+2.20.112單位價格+15.8+1.0300.8年銷售額過去四年間平均變動（%）與上一年相比變動（%）當年情況（百萬元）效益指標 2、產品進入和占有市場的時機分析大批量低成本產品衰退階段產品成長階段晚期進入晚期退出小批量靈活性產品成熟階段產品引入階段早期進入早期退出小批量靈活性 大批量低成本產品衰退階段產品引入階段早期進入晚期退出對生產經營的涵義市場退出時階段市場進入時階段產品戰略 市場進入-退出產品戰略四、現代企業的研究與開發（Research and Development，簡稱R&

12、D) 1、個性化定制生產 3C：顧客（Customer）、競爭（Competition）、變化（Change） 生產方式：“一對多” “一對一” 增強企業的柔性（Flexibility）： 產品生產柔性 顧客對產品規格、型號、數量、質量和交貨期等 要求的獨立性和隨機性導致企業生產任務的不斷變動。 產品設計柔性 當顧客有新產品要求時，也即要求產品性能要發 生變化，即產品的功能、結構、加工工藝等方面要發生變化。產品設計柔 性是指快速開發新產品和改造老產品的能力。 新產品的研究和開發能力以及相應的生產技術是企業贏得競爭優勢的 根本保證。 2、研究與開發 內容：基礎研究、應用研究、技術開發研究 近年來

13、各國R&D/GDP的比值：發達國家2%3%之間，我國19902000年大概在0.5%0.7%；2001年，我國R&D經費支出首次突破1000億元，達到1042.5億元，RD經費支出與國內生產總值（GDP）的比值已達1.09%。五、新產品開發 1、什么是新產品 新產品是指在性能、結構、材質和技術特征等方面或多方面比老產品有顯著改進和提高、或獨創的，具有使用價值和推廣價值，可產生明顯經濟效益的產品。特征: 新穎性、先進性、經濟性、風險性。2、新產品開發面臨的壓力開發動力:技術推動、市場牽引、同行競爭 a、目前,新產品開發面臨著費用高、風險大、成功率低、回報下降等壓力。3000原始想

14、法300提議125小項目9項開發4項重大1.7啟動1成功1 2 3 4 5 6 7 *新產品死亡率：98.2% b、失敗原因:無潛在需求、新產品與當前需求不匹配、營銷不利。c、新產品開發的關鍵:找到需求,用技術實現需求. 3、產品開發對生產過程成本的影響 a、產品開發的時間構成：據統計，產品設計時間占產品開發時間的近60%（如圖）。因此，為縮短產品上市時間，必須縮短產品設計時間，產品設計和工藝設計影響著產品的創新速度。實踐表明：若產品壽命周期為5年，產品開發時間每延長6個月，利潤就損失1/3。產品開發時間 100%設計時間 55%制造 22%裝配 23%0 5 10 15 20 25行業化妝品

15、玩具機床食品藥品50年前現在時間(年) b、產品壽命周期的縮短：產品的壽命周期越來越短，革新換代越來越快。 c、產品成本的決定:一般產品成本的70%以上由設計階段決定,而這一階段本身所占用的費用僅為產品成本的6%以下。70%6%20%36%7%40%3%18%設計階段 制造階段 材料采購 其它階段費用成本的決定因素實際成本消耗 此外： 產品制造效率的70%80%是在設計和工藝階段決定的； 所有質量的40%可以歸因于低劣的設計和工藝。 結論：結論： 企業的技術活動影響著產品的成本、質量和制造的效率。尤其產品設計和工藝設計在產品開發中作用重大，它幾乎占用了60%的開發時間，決定了70%的成本。因此

16、，根據管理學中的ABC分類思想，企業技術活動，尤其是企業的產品設計和工藝設計是企業快速響應客戶要求的瓶頸，是提高企業競爭力的關鍵。 4、新產品開發系統產品構思產品可行性研究產品功能設計產品制造設計產品設計審核產品最終測試產品進入市場及評估(源于市場需求及環境變化)(產品市場調查)(產品價值分析)(產品如何制造)(產品經濟性)(產品是否滿足需求)(產品是否成功)產品設計、試制和定型 a、產品構思 來源: 企業內部：公司經理、員工和研究開發部門。 企業外部：經銷商、產品許可經營者和發明者等。 b、產品可行性研究 市場標準：企業的競爭力、對市場需求的應變能力、新構思的專利狀態、產品促銷和售后服務要求

17、、以及對現有經銷渠道的適應程度。 生產經營標準：生產實施的技術可行性、技術狀況、管理水平與產品制造技術的匹配程度。 財務標準 c、產品設計和試制 產品功能設計 注重的是產品的性能和質量，要求在產品設計中充分考慮顧客要求，體現產品的經濟價值，并以此為原則，保證高品質設計。 技術手段：價值工程、裝配過程模擬、裝配設計、質量功能選擇和計算機輔助設計等。 產品制造設計 其目的是：在顧客可接受的價格下生產出功能和結構兩方面都滿意的產品。為了在競爭價格下，生產出最高質量的產品，制造設計必須與產品功能設計協調進行。 產品設計審核和最終測試 產品設計審核 是在產品生產實施之前，產品項目開發組確保對產品整個設計

18、進行全面的檢驗和評價。 產品最終測試 確保產品的可生產性。 產品設計試制中必須注重的方面 產品的性能和質量 產品開發速度 產品成本 項目開發費用新產品構思可行性研究產品設計生產工藝流程設計初步設計樣品設計市場反饋測試結果設計修改最終設計初步生產工藝流程設計生產工藝研究生產工藝步驟生產設施研究設計修改最終設計最終產品開發最終生產工藝流程設計市場開發與新產品實施 d、引進產品的市場評估 引進產品的市場評估是指依據顧客對產品的信息反饋對新產品投入市場后的績效進行評價，目的主要是考察新產品的引進是否成功，并從中分析原因，制定對策，以利于今后的發展。 一定時期內銷售額的實際增長幅度是體現產品成功與否的主

19、要標志。增強市場應變能力增強發展潛力穩定顧客忠誠度提高附加值擴大知名度和市場份額更新速度和更新幅度銷售收入可靠性和顧客滿意度成本與使用價值市場占有率進入市場的時機滿足市場需求程度性能與質量產品經濟價值創立品牌對競爭優勢的影響衡量指標影響因素新產品引進的影響因素及其衡量指標 5、新產品評價方法 a、多指標評分法例某公司空調新產品的評價指標權重、分數及得分： 30 8 240 20 10 200 20 6 120 15 10 150 10 2 20 5 4 20 750市場引力單位邊際利潤生產能力競爭能力投資要求項目風險加權之和 權重(A) 分數(B) 加權分數(A*B)評價指標 b、盈虧平衡分析

20、法例某醫院考慮增設一項服務項目，每位患者收費1600元，提供該服務需支付年固定費用80萬元，單位變動成本為每位患者800元。問每年應至少有多少患者就醫該項目才可以上馬？ 1600 x = 800 x + 800000 x=1000六、并行工程產品開發組織的趨勢 1、串行的產品開發方法產 品規 劃開 發部門技 術開 發部門設 計部門工 藝 、生 產 部門 ， 外協企業營 銷部 門服 務部門缺陷：開發周期長，效率低，各部門缺乏應有的合作。2、并行的產品開發方法 由于產品設計各階段的工作是互相影響的，因此并行工程的開發過程要求企業各有關部門在開發的整個過程加強聯系,參與每一階段的工作。 并行工程是對

21、產品及其相關過程，包括制造過程和支持過程，進行并行、一體化設計的一種系統化的方法。產品規劃開發部門技術開發部門設計部門工藝、生產部門，外協企業營銷部門服務部門 運用并行工程開發產品最普遍的組織形式是由包括用戶、供應商在內的各部門人員參加的工作小組。 3、并行工程技術 并行工程實際上是在擯棄傳統的勞動分工思想的基礎上建立起來的一種全新的工作模式，這種工作模式的使用需要一些技術支持，例如，如何實現信息共享，數據合成，如何實現信息的遠距離傳輸等，這些都是并行工程需要解決的問題。 a、虛擬制造 b、產品數據管理（PDM）：在數據庫基礎上發展起來的面向工程應用的信息管理技術。 c、產品系列化、零部件標準

22、化、通用化。 d、成組技術：利用零件的相似性來組織生產、開發。3.3、生產及服務設施選址 設施選址是決定在何處建造生產或服務設施的問題它不僅會影響到設施建設的投資和速度，而且還在很大程度上決定了所提供的產品或服務的成本，從而影響到企業的生產管理活動和經濟效益。是生產運作戰略的一個重要內容。 在美國，有關調查表明，在各類小企業的失敗原因中，選址不當占有15%的比重。一、選址的重要性、難度和原則 1、重要性 投資 成本 職工 改變困難,作用深遠 2、難度 選址因素相互矛盾（如企業生產多種產品或提供多種服務,它們的原料供應差別大,市場差別也大,則難以按哪一種產品或服務來確定廠址） 不同因素的相對重要

23、性很難確定和度量 不同的決策部門利益不同,追求的目標不同 判別的標準會隨時間變化 3、原則 費用原則 長遠發展原則 接近用戶原則 集聚人才原則二、選址的重要影響因素 1、經濟因素 a、交通運輸條件與費用 接近原材料產地：原料笨重、運輸不便或原料易變質的企業。例如，水泥生 產，鋼鐵冶金等；水果食品廠。 接近消費市場：產品運輸不便；產品易變化和變質；大多數服務企業。如食品廠；商店，醫院，銀行等。 b、勞動力可獲性與費用 c、能源可獲性與費用 對于耗能大的企業，如鋼鐵、火力發電廠，選址應盡量靠近燃料、動力供應地。 d、廠址條件和費用 如地質條件、土地價格等 e、基礎設施 電力、煤氣、供排水設施，交通

24、、通信設施。 2、其它因素 a、政治因素 ： 如政治局面是否穩定，法制，環保，尤其是在國外建廠，必須要考慮政治因素。 b、社會因素：如居民的生活習慣、宗教信仰。 c、自然因素：氣候條件和各種自然資源情況。 d、市場因素：該地區現實與潛在的市場需求及銷售渠道狀況。 e、可擴展的條件：是否存在擴展空間與場地。 f、協作關系：與原廠及其他企業的協作方便。 對制造業企業所作的調查表明，下列因素是制造企業進行設施選址時必須考慮的： 勞動力條件； 與市場的接近程度； 生活質量； 與供應商和資源的接近程度； 與其它企業設施的相對位置。 對于服務業來說，市場因素和與競爭對手的相對位置則非常重要，需要與顧客直接

25、接觸的服務業企業的設施必須靠近顧客群并考慮競爭者的現有位置 。例如，一個洗衣店或一個超級市場。四、選址的方法 即使有比較完善的評價模型,由于數據資料的不準確,也不會得出正確的結果。由于計算復雜,很多組合優化問題已被證明是不可能在常規時間范圍內找到最優解的。對于選址，很難找到一個最佳的評價方法或模型。常用的有量本利分析法、因素評分法、最少設施（服務量多）法、線性規劃運輸問題解法及仿真法。三、選址的一般步驟 確定選址總體目標。如，產品、成本、質量、市場等。 收集生產過程系統與廠址選擇相關的資料（如生產規模， 產 品方向，工藝要求等） 。 收集備選選址層次的相關資料。 綜合分析評價，選定地點。1、量

26、本利分析法(盈虧平衡點分析法) 例 某一機動汽化器制造商考慮將新建一處生產制造廠,在A、B、C三個城市進行選擇,條件如下表（元）:方案固定成本單位變動成本預測銷量預計銷售價格A30萬75020001200B60萬45020001200C110萬25020001200解TCA = 300000+750*2000 = 1800000TCB = 600000+450*2000 = 1500000TCC = 1100000+250*2000 = 1600000LB = 1200*2000-1500000 = 900000 2、評分法（一般評分法、加權評分法 ） 步驟：列出相關因素清單 制定權重 制定評

27、分標準 打分 加權評分 進行選址 例例 有三個候選廠址：A、B、C，它們經濟因素相當，現按7個難以量化的因素進行進一步比較。選址因素最高分數候選廠址ABC未來燃料可獲性水源供應的充足程度勞動力供應情況生活條件運輸的靈活性及前景環境污染法規稅收穩定性3001002501502005050200802201201603030250902001201604040220802001001403030合 計1100840900800例 考慮在某城市的高速發展區域新開設一醫療診所，其相關因素及權重如下表，求該選址的加權評分。地理位置因素權重(a)評分(b)加權評分(ab)每人病人公里設施利用率緊急出診平均

28、往返時間高速交通易達到程度土地費用與建造成本員工的偏好程度2520201510104334151006060601050選址的加權評分 340工廠生產能力 (噸/月)到各倉庫單位運費(元)PQXYABC24002400180015274527122448249512715 3、線性規劃運輸問題算法 a、供應過程運費最少問題 例某公司有三原材料供應商:A、B、C,在三個城市；有兩個倉庫P、Q，位于不同城市。每個倉庫月需供應2100噸原材料。為更好的服務生產，公司決定再設一新倉庫。經調查確定X和Y兩個點可建倉庫。根據以下資料請選擇其一。工 廠倉 庫能 力PQX虛擬倉庫A2100 15 27 483

29、00 02400B 272100 12300 24 02400C 45 241800 9 01800需 求210021002100300解首先,假定X選中，其解如下表。月總運輸費用為：210015 + 210012 + 30024 + 18009 = 8010080100工 廠倉 庫能 力PQY虛擬倉庫A2100 15 27 51300 02400B 272100 12300 27 02400C 45 241800 15 01800需 求210021002100300其次,再假定Y選中，其解如下表。同樣，月總運輸費用為：210015+210012+30027+180015 = 91800 91

30、800 最后，兩者比較，選擇X較好?，F有工廠和備選工廠生產能力（臺/月）到倉庫的單位運費（元）UVWABXY280020002400240010203040241622303614128各倉庫的需求（臺/月）220014002600 b、產品發運過程運費最少問題 例某公司有兩個工廠A和B,三個倉庫U、V、W，分別位于不同的城市。為求得發展，決定選擇某城市建一新廠?，F有兩個備選廠址，位于不同城市，基本條件如下，請做出選擇。工 廠倉 庫能 力UVW虛擬倉庫A2200 10 24 36600 02800B 201400 16200 14400 02000X 30 222400 12 02400需 求

31、2200140026001000解首先,假定X選中，其解如下表。月總發運費用為： 220010+140016+20014+240012 = 7600076000工 廠倉 庫能 力UVW虛擬倉庫A2200 10 24 36600 02800B 201400 16200 14400 02000X 40 302400 8 02400需 求2200140026001000其次,再假定Y選中，其解如下表。同樣，月總發運費用為：220010+140016+20014+24008 = 64400 64400 最后，兩者比較，選擇Y較好。 4、仿真法 按物料供應過程運費最少的選址決策可能導致產品發運過程運費增

32、加,反之,按產品發運過程運費最少的選址決策可能導致物料供應過程運費增加。如何從總體上考慮運輸費用最少,是一個難以用解析方法解決的問題。對這種復雜的優化問題，可以采用仿真方法。 仿真方法的一個突出優點是能夠解決用解析方法難以解決的十分復雜的問題，有些問題不僅難以求解, 甚至難以建立數學模型, 當然也就無法得到分析解。仿真可以用于動態過程。可以通過反復試驗求優。與實體試驗相比,仿真的費用是比較低的,而且可以在較短的時間內得到結果。3.4、生產及服務設施布置一、布置決策 生產和服務設施布置是指合理安排企業或組織內部各個生產作業單位和輔助設施的相對位置與面積以及車間內部生產設備的布置。 1、布置的目標

33、 應滿足工藝流程設計的要求,并有助于最大限度的提高生產率,盡量減少迂回、停頓和搬運。 保持靈活性,具有適應變化和滿足未來需求的能力。 有效地利用人力和占地面積。 有利于員工的健康和安全，有助于提高士氣，便于員工相互溝通。 為良好的設施管理和維護保養提供方便。 2、影響企業生產單位構成的因素 產品結構和工藝特點 企業的專業化和協作化水平 生產單位的專業化原則 企業的生產規模具體地說，設施布置要考慮以下問題： 應包括哪些經濟活動單元？ 各單元需要多大空間？ 各單元的形狀如何？ 各單元在設施范圍內的絕對位置與相對位置？ 怎么布置經濟效果最好，效率最高?二、典型布置形式 1、固定式布置 2、按產品布置

34、 3、按工藝過程布置產品A產品B鉆床組車床組磨床組裝配組噴漆組檢驗發送存儲區域 4、按成組制造單元布置LGGDDLPGLL原材料成品庫單元1單元2單元3三、布置設計 1、物料運量圖法:按照生產過程中的流向及生產單位之間運輸量布置作業車間及各種設施的相對位置。 步驟一、統計車間間物料流量，繪制物料運量表。0102030405總計01721414026280345110046280522總計01114107 步驟二、優先安排運量最大的車間，然后將與它流量最大的靠近布置，以此類推。 步驟三、最后，考慮其它因素進行改正和調整。010403050271044112211 2、作業相關圖法 根據各部門之間

35、的活動關系密切程度布置其相互位置。代號關系密切原因1使用共同的原始記錄2共用人員3共用場地4人員接觸頻繁5文件交換頻繁6工作流程連續7做類似的工作8共用設備9其它關系密切原因代號 密切程度A絕對重要E特別重要I重要O一般U不重要X不予考慮 關系密切程度分類表例一快餐店欲布置其生產和服務設施。該快餐店共分6個部分，計劃布置在23的區域內。AAXUOEXOAAU IAAX部門1部門2部門3部門4部門5部門6步驟一列出關系密切程度（A、X） A：1-2，1-3，2-6， 3-5，4-6，5-6。 X：1-4，3-6，3-4。步驟二編制主聯系簇（如圖1）步驟三考慮其它有A聯系的部門6254 圖1625

36、431 圖2 步驟四畫出X關系圖（如圖3） 步驟五安置各部門（如圖4）1634126354 圖3 圖4 例某企業各單位間相互關系如下表。1. 管理辦公室2. 接受和發運部3. 工具車間4. 維修車間5. 生產車間6. 動力車間7. 成品庫8. 休息室I4，7I4，7I4，7E4，7I4，7I4，707O5O5I5，7O7A1,3,4UUUUUUA1,3,4A5E7O5A5E7O5E7A5,7O71345678223456781確定單位的相對位置單位 1A:O:8E:5U:I:2,3,4,6,7X:單位 5A:3,4,7O:E:1,6U:8I:2X單位 6A:O:2,7E:3,4,5U:8I:1

37、X單位 7A:2,5O:3,4,6E:U:8I:1X單位 8A:O:1E:U:2,3,4,5,6,7I:X單位 2A:7O:3,4,6E:U:8I:1,5X單位 3A:4,5O:2,7E:6U:8I:1X單位 4A:3,5O:2,7E:6U:8I:1X53472 A 關系圖（聯系族圖）X 關系圖(無)單位5單位4單位6單位3單位2單位1單位8單位7布置步驟：找A關系最多者 單位5找與5關系最密者(如有A關系),且與其它單位 關系最 密切者，單位3、4、2、7。與已排單位的關系為最密者把面積反映到關系圖中 單位5單位4單位6單位3單位2單位1單位8單位7根據聯系族圖與可供使用區域的實際情況，用實

38、驗法安置所有的工作地或單位。 3、從至（Fromto）表法 是利用從至表列出設施間的相對位置，尋找物料總運量最小的布置方案的方法。比較適合于多品種、小批量生產的情況。 （1）選擇典型零件，制定典型工藝路線，確定設備 （2）制定初始方案，統計設備間移動距離 （3）確定零件在設備間的移動次數和單位運量成本 （4）用實驗法確定最滿意的方案例一金屬加工車間有六臺設備，已知其加工的零件品種及加工路線，零件在設備間移動次數和單位移動成本如表所示。請確定最佳布置方案。鋸床沖床插床磨床鉆床車床鋸床 磨床 沖床 鉆床 車床 插床鋸床 217 418 61 42 180磨床 216 52 190 61 10沖床

39、400 114 95 16 20鉆床 16 421 62 41 68車床 126 71 100 315 50插床 42 95 83 114 390鋸床 磨床 沖床 鉆床 車床 插床鋸床 0.15 0.15 0.16 0.15 0.16磨床 0.18 0.16 0.15 0.15 0.15沖床 0.15 0.15 0.15 0.15 0.16鉆床 0.18 0.15 0.15 0.15 0.16車床 0.15 0.17 0.16 0.20 0.15插床 0.15 0.15 0.16 0.15 0.15鋸床 磨床 沖床 鉆床 車床 插床鋸床 32.6 62.7 9.8 6.3 28.8磨床38.9

40、 8.3 28.5 9.2 1.5沖床60.0 17.1 14.3 2.4 3.2鉆床2.9 63.3 9.3 6.2 10.9車床18.9 12.1 16.0 63.0 7.5插床6.3 14.3 13.3 17.1 58.5鋸床 磨床 沖床 鉆床 車床 插床鋸床 71.5 122.7 12.7 25.2 35.1磨床 25.4 91.7 21.3 15.8沖床 23.6 18.4 16.5鉆床 69.2 28.0車床 66.0插床設備間月平均移動次數單位距離運輸成本單位距離每月運輸成本單位距離每月總運輸成本按運輸成本確定緊密相鄰的系數，布置設施。鋸床沖床插床磨床鉆床車床 某生產線生產A.B

41、.C三種零件。己知三種零件的工藝過程為:A: 毛坯庫 銑床 車床 銑床B: 毛坯庫 銑床 磨床C: 毛坯庫 車床 銑床 磨床該生產線的布置方案有兩種:甲: 毛坯庫 車床 銑床 磨床乙 :毛坯庫 銑床 磨床 車床試比較甲乙兩方案哪個較優？ (假設各單位距離相等)例零件移動的運距為: 至從1.毛坯庫2.車床3.銑床4.磨床1.毛坯庫122.車床23.銑床124.磨床102211221甲方案:乙方案: 至從1.毛坯庫 2.銑床3.磨床4.車床1.毛坯庫212.銑床213.磨床4.車床2零件移動的運距為:1331212122 4、倉庫布置 原則: 在充分利用存儲空間的同時維持盡可能低的物料運送成本。

42、等面積存儲法則：在各儲貨區面積相等時，將各儲貨區按搬運次數排序，搬運次數最多的布置在離進出口最近的地區。 非等面積存儲法則：在各儲貨區面積不相等時，按搬運次數與所占用面積之比值排序，該比值最大的布置在離進出口最近的地區。例物品種類 搬運次數 占用面積物品種類 搬運次數 占用面積 A 280 1 E 800 4 B 160 2 F 150 1 C 360 1 G 100 2 D 375 3CEEFDBG 通 道AEEDDBGC: 360 A: 280 E: 200 F: 150 D: 125 B: 80 G: 50 通 道 5、 新設備的布置問題 目標：使從新設備到原有設備的加權直線移動距離的總

43、和最小。為討論方便，設物料和人員在設備之間或部門之間的移動只能按垂直交叉的方向。設原有設備的坐標 為（a 1, b1）、（a 2，b 2）、， （a i ,b i）、（a n ,b n），新設備安裝的地點坐標為（x ，y），w是流量 。 n 即 f（x，y）= w i（ x a i + y b i ）為最小 i =1 n n 令 g 1（x） = w i x a i g 2（y） = w i y b i i =1 i =1 f（x，y）= g 1（x） + g 2（y） 為最小 例 假設現有兩臺設備，其位置坐標為（5，10）、（20，30）， 設 w i = 1（即權重為1）。 此問題的最優解

44、為：5x20 ；10y30。 最優解 f (x,y) =35。 例 某大學購買一臺新設備，以便全校師生制作教學錄像帶。這臺設備由校園內六個學院的教師使用。這六個學院的位置如圖所示。其坐標和各學院使用該設備的教師次數見下表。各學院間用草坪隔開，故通道都是交叉垂直的。問該錄像帶制作設備安置在何處，使所有教師的總行程最小。 xyyx學院學院坐標坐標使用次數使用次數商學院5，1331教育學院8，1828工學院0，019人文學院6，353法學院14，2032理學院10，1241解：累計加權值除以2， 204 / 2 = 102x 最優值求解方法：將 x 的坐標按遞增的順序排列，同時求出累計加權值在累計加

45、權值中從小到大找出笫一個大于102的值103。與103相對應的 x 坐標即為最優解，x = 6。學院學院x坐標坐標權值累計加權值工學院01919商學院53150人文學院653103教育學院828131理學院1041172法學院1432204學院學院y坐標坐標權值累計加權值工學院01919人文學院35372理學院1241113商學院1331144教育學院1828172法學院2032204y 值的求解法與x相同。由表可知，y = 12。則最優解為(6,12)，即新的設備應布置在坐標為(6,12)的地方，這樣所有的教師的行走路程的總和最小。重心法： CX- 重心的x坐標； Cy- 重心的y坐標； D

46、ix-第i個地點的x坐標； Diy-第i個地點的y坐標； Vi-運到第i個地點或從第I個地點運出的貨物量。 最后，選擇求出的重心點坐標值對應的地點作為我們要布置設施的地點。 作業：作業：松江鎮醫院的診室布局分析松江鎮醫院的診室布局分析 松江鎮醫院是松江鎮旅游區的鎮級醫院，醫院各診室（部門）目前的平面布置如下圖所示。 為了進一步方便病人，減少病患就診時在醫院中行走的距離，醫院的李院長準備應用生產布局知識更改原有的平面布置。掛掛號號室室初初診診門門診診一一室室門門診診二二室室X X光光室室化化驗驗室室B B超超手手術術室室手手術術后后休休息息室室理理療療室室目目前前各各診診室室平平面面圖圖4 40

47、 0 m m1 10 0 m m1 10 0 m m方案目標：方案目標：使病員進入醫院后在就診區總的走動距離最短。面積及距離：面積及距離： 每間診室面積為10*10=100m2； 假設相鄰診室、相對診室、斜對門診室之間距離均為10m，相隔一個診室的為20m，其余依此類推。限制條件：限制條件： 各診室之間分隔墻均為承重墻，因此面積大小不能改變。 保持掛號初診室在其原有的位置。每天病員走動次數數據：每天病員走動次數數據： 通過分析以往醫院病人就診記錄，可以得出每天病員在各診室（部門）間平均走動次數的數據。要求：提出改進方案，并對效果進行評價。要求：提出改進方案，并對效果進行評價。1 12 23 3

48、4 45 56 67 78 81 10 00 03 30 0 2 20 02 20 03 30 02 20 03 30 02 20 01 10 00 05 50 01 10 0目目前前病病員員流流圖圖 總計距離（米）總計距離（米）6700112101001000213201002000324205010004251020200534103030063520306007453020600848102020095610202001058301030011671030300序號序號病員流向病員流向 兩診室間距離（米）兩診室間距離（米）走動次數走動次數合計距離（米）合計距離（米）3.5、流水生產的組織

49、設計一、流水生產的發展過程 現代流水生產起源于1914年1920年的福特。 福特制的主要內容： 1、在科學組織生產的前提下謀求高效率和低成本。因而實施產品、零件的標準化、設備和工具的專用化以及工場的專業化。 2、創造了流水線的生產方法，建立了傳送帶式的流水生產線。 內容和形式上發生了很多變化：產品的裝配、零件的機械加工、鍛壓、鑄造、熱處理、電鍍、焊接、油漆以及包裝等。單一產品流水線-可變流水線-混合流水線-成組流水線-半自動化線-自動化線二、流水生產的特征和形式 流水生產是指勞動對象按照一定的工藝路線順序的通過各個工作地，并按照統一的生產速度（節拍）完成工藝作業的連續的重復的生產過程。 1、特

50、征： 工作地的專業化程度高，流水線上固定生產一種或相似的幾種制品，每個工作地上固定完成一道或幾道工序。 具有明顯的節奏性 各工序的生產能力平衡或成比例 工藝過程封閉、生產對象在工序間單向移動 生產過程具有高度的連續性 2、形式 按生產對象的移動方式：固定流水線和移動流水線 按生產對象的數目：單品種流水線和多品種流水線 多品種流水線按產品的輪換方式：可變流水線和混合流水線 按連續程度：連續流水線和間斷流水線 按節奏性程度：強制節拍流水線、自由節拍流水線和粗略節拍流水線 按機械化程度：手工流水線、機械化流水線和自動線132三、組織流水生產的必要條件 1、品種穩定單一，產量足夠大，單位勞動量大。 2

51、、產品結構和工藝相對穩定 。 3、工藝過程工序的可重構性。 4、廠房和生產面積適合安裝流水線。流水線設計的內容流水線設計的內容 技術設計：工藝路線、設備、運輸裝置等的設計。 組織設計：節拍確定、設備需要量和負荷的計算、工序同期化設計等。四、單一品種流水線的設計 1、確定流水線的節拍 節拍是指流水線上連續出產兩個相同制品之間的時間間隔。它決定了流水線的生產能力、生產速度和效率。 確定節拍的依據是計劃期的產量和有效工作時間。 R=T效/Q R: 節拍 T效: 計劃期有效工作時間 Q: 計劃期制品產量 節奏：如果R很小，且體積重量也很小，不適于按件傳遞，則可以實行批傳遞。順序出產相鄰兩批同樣制品之間

52、的時間間隔就稱為節奏。 Rg=Rn 其中 Rg: 節奏 n: 批量 例某制品流水線計劃年銷售量為20000件，另需生產備件1000件，廢品率2%，兩班制工作，每班8小時，時間有效利用系數95%，求流水線的節拍。 解 T效 = 254826095% = 231648 分鐘 Q = (20000+1000) / (12%) = 21429 件 R = T效 / Q = 231648 / 21429 = 11(分/件） 2、工序同期化 工序同期化是指通過各種可能的技術、組織措施來調整各工作地的單件作業時間，使它們等于流水線的節拍或者與流水線節拍成倍比關系。 通過工序同期化, 提高設備負荷，提高勞動生

53、產率和縮短產品生產周期。 機械加工工序同期化的措施主要有以下幾條： 提高關鍵工序生產速度。 減少輔助操作時間；減少輔助作業時間 提高工人的操作熟練水平和工作效率。手工裝配工序同期化的措施主要有： 分解與合并某些工序。 合理調配工人。 通過采用高效工具，改進裝配工藝，減少裝配工時。 例假設某流水線的節拍為8分鐘，由13道小工序組成，單位產品的總裝配時間為44分鐘，各工序之間的裝配順序和每道工序的單件作業時間如圖。1124109118531376225 82 3 2 7243123解 步驟一、計算流水線上的最少工作地數 Nmin=T/R=44/8=5.5=6 步驟二、組織工作地 需滿足的條件： （

54、1）保證各工序之間的先后順序。 （2）每個工作地的作業時間不能大于節拍。 （3）每個工作地的作業時間應盡量相等和接近節拍。 （4）應使工作地的數目最少。 分配和平衡方法：列舉消去法1 1124109118531376225 82 3 2 72431232 3 4 56 5910 1 2工作地順序號工序號工序單件作業時間工作地單件作 業 時 間工作地空閑時 間1122578 7 = 123888 8 = 0345822488 8 = 0410778 7 = 1567932388 8 = 0611121312368 6 = 2 3、計算設備數量和設備負荷系數 設備數量 Si = ti / R 其中

55、： Si 第 i 道工序所需設備數 ti 第 i 道工序單件時間定額 設備負荷系數 Ki = Si / Sei 其中： Sei 第 i 道工序實際使用設備數 工序數為m的流水線的總設備負荷系數（ka）： mieimiiaSSK11 設備負荷系數決定了流水線作業的連續程度，可以根據它來決定流水線是連續的還是間斷的。當ka值小于075時，宜組織間斷流水線。例 某產品的裝配工作分七個工序，各工序時間見下表，該產品裝配流水節拍時間為5.2分鐘。求各工序所需設備數、設備負荷系數及流水線的總設備負荷系數。 工序號 1234567工序時間分鐘 7.03.45.27.22.03.75.269.0,2,38.1

56、1,1,165.0,1,65.067.0,234.12.50.7444433332222111111KSrtSKSrtSKSrtSSSKSrtSeeeee；解：1117.017.038.0138.0777766665555KSrtSKSrtSKSrtSeee；72.011121121.07.038.038.1165.034.111mieimiiaSSK4、計算工人人數 Pi = Sei g Wi 其中： Pi 第i道工序的工人人數 g 每日工作班次 Wi 第i道工序每一工作地同時工作人數（人/臺班） 配備人員時，還要考慮后備人員和每位工人看管的設備數。 miieifgSbP1)1(P：整條流水

57、線配備的總人數；b：流水線上后備人員百分比；f：第 i道工序每位工人看管的設備數 5、計算工作地時間損失系數L，平滑系數SI mR Tei L= 100% mR SI= (TemaxTei)2 6、設計運輸工具 流水線上采取何種運輸方式主要取決于加工對象的重量和外形尺寸、流水線的類型和實現節拍的方法。 傳送帶參數 分區單位長度或跨步： 連續流水線的傳送帶上兩相鄰制品中心之間的距離（L0）。 工作地長度： 一般情況下，工作地長度 Li = L0(ti / R) 傳送帶速度：V = L0 / R 傳送帶工作部分的總長度：L = Li + Lg ( Lg是后備長度） 7、流水線的平面布置i=1mi=

58、1m五、多品種流水線的組織設計 1、多品種可變流水線的組織設計 多品種可變流水線的特征： 成批輪番生產多種產品，更換產品時，需調整，但調整不大。 每種產品在流水線所有工序上的設備負荷系數應大致相同。 整個計劃期內成批輪番的生產多種制品，但在計劃期的各段時間內只生產一種制品。 步驟一、流水線節拍的計算 可變流水線節拍應分別按每種制品計算。 設某種可變流水線加工A、B、C三種零件，其計劃年產量分別為NA、NB、NC；流水線上加工各零件的單件時間定額為TA、TB、TC。有兩種方法計算節拍： 代表零件法：在流水線所生產的制品中選擇一種產量大、勞動量大、工藝過程復雜的制品為代表產品，將其它產品按勞動量換

59、算為代表產品的產量，爾后以代表產品來計算節拍。 假設A為代表產品，則：換算后的總產量為 N = NA + NBEB + NCEC 其中：EB = TB / TA，EC = TC / TA 則各零件的節拍為： RA = T效 / N = T效 / (NA + NBEB + NCEC) RB = RA EB RC = RA EC例 ：某可變流水線上生產A、B、C三種產品，其計劃月產量分別為2000、1875、1857件，每種產品在流水線上各工序單件作業時間之和分別為40、32、28min，流水線按兩班制工作，每月有效工作時間為24000min，試確定，可變流水線上各種產品的生產節拍。 解選擇A為代

60、表產品，則：代表產品的產量：N=NA+NBEB+NCEC=2000+187532/40+185728/40=4800產品A的節拍rA=24000/4800=5min/件產品B的節拍rB= rA EB =532/40=50.8=4min/件產品C的節拍rC=rA EC =528/40=50.7=3.5min/件 加工勞動量比重法 按各種制品在流水線上總勞動量中所占的比重來分配有效工作時間，然后據以計算各制品的節拍。 設A、B、C的加工勞動量在總勞動量中的比重分別為A 、B 、C ，則： A = NATA / (NATA + NBTB + NCTC) B = NBTB / (NATA + NBTB + NCTC) C