企業(yè)生產(chǎn)運作系統(tǒng)的設(shè)計

1、第五章 企業(yè)生產(chǎn)運作系統(tǒng)的設(shè)計一、教學目的與要求通過本章的教學，使學生系統(tǒng)的了解和掌握生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計的基本理論和方法。要求明確生產(chǎn)系統(tǒng)的概念、構(gòu)成要素；掌握按照不同標志劃分的企業(yè)的生產(chǎn)類型以及劃分方法；掌握生產(chǎn)系統(tǒng)的空間組織設(shè)計和時間組織設(shè)計的內(nèi)容，熟悉流水線組織的相關(guān)知識。二、教學重點與難點及對學生的要求1.生產(chǎn)系統(tǒng)及其構(gòu)成要素掌握生產(chǎn)系統(tǒng)的概念、構(gòu)成要素，熟悉生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計的含義。2.生產(chǎn)類型掌握連續(xù)型生產(chǎn)和間斷型生產(chǎn)的概念、特點，掌握大量大批生產(chǎn)、單件小批生產(chǎn)、多品種成批生產(chǎn)的概念、特點，熟悉劃分生產(chǎn)類型的方法工序數(shù)目法。3.生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計的基本內(nèi)容掌握生產(chǎn)系統(tǒng)的空間組織設(shè)計原則工藝原則、對象

2、原則和混合原則的概念、特點和適用范圍；掌握成批零件移動的三種方式順序移動、平行移動和平行順序移動的概念、加工周期計算方法和適用范圍。4. 流水生產(chǎn)線的組織設(shè)計熟悉流水線的概念、特點、組織條件以及類型，了解單一品種流水線的組織設(shè)計。教學重點：生產(chǎn)系統(tǒng)的概念，大量大批生產(chǎn)、單件小批生產(chǎn)、多品種成批生產(chǎn)的概念、特點，生產(chǎn)系統(tǒng)的空間組織設(shè)計原則工藝原則、對象原則和混合原則的概念、特點和適用范圍，成批零件移動的三種方式順序移動、平行移動和平行順序移動的概念、加工周期計算方法。教學難點：生產(chǎn)系統(tǒng)的空間組織設(shè)計原則工藝原則、對象原則和混合原則的概念、特點和適用范圍，成批零件移動的三種方式順序移動、平行移動和

3、平行順序移動的概念、加工周期計算方法。三、主要外語詞匯production management input output conversion production system production system design line batch jobbing continuous processinginterval processing large-scale processing small-scale processing space design time design 四、授課內(nèi)容5.1 生產(chǎn)系統(tǒng)的概念及分類一、生產(chǎn)系統(tǒng)的概念（一）生產(chǎn)的概念從一般意義上講，生產(chǎn)是指組織將其

4、投入轉(zhuǎn)換為產(chǎn)出的過程，即投入一定的資源，經(jīng)過一系列或多種形式的轉(zhuǎn)換，由此增加附加價值并產(chǎn)生效用，最后以某種形式的產(chǎn)出提供給社會的過程。生產(chǎn)既包括有形產(chǎn)品的形成過程（production & manufacturing），也包括提供服務(wù)的過程（operation）。（二）生產(chǎn)系統(tǒng)的概念生產(chǎn)系統(tǒng)是企業(yè)大系統(tǒng)中的一個子系統(tǒng)。其運動規(guī)律就是輸入資源，經(jīng)過生產(chǎn)過程輸出產(chǎn)品或服務(wù)，并且在生產(chǎn)過程中不斷進行信息反饋，如下圖所示：不同的企業(yè)根據(jù)不同的生產(chǎn)目的應輸入不同的資源，具體有：勞動力、資金、土地、建筑物、機器設(shè)備、工藝裝備、原材料、燃料和信息等。 生產(chǎn)系統(tǒng)輸出的是產(chǎn)品或服務(wù)。它們必須具有使用價值，必須符

5、合社會和市場的需要，這樣才能銷得出去，這是實現(xiàn)企業(yè)贏利目標的前提。 生產(chǎn)系統(tǒng)是一個輸入、輸出的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，轉(zhuǎn)換過程就是生產(chǎn)過程。企業(yè)一定要通過自身的努力，使輸出大于輸入，才能真正實現(xiàn)企業(yè)的贏利目標。為此，企業(yè)應盡可能采用最經(jīng)濟的生產(chǎn)方式，以消耗最少的人力、物力、財力和時間，降低成本，縮短交貨期。 在生產(chǎn)系統(tǒng)中還要不斷加強內(nèi)部協(xié)調(diào)性工作。為此，應重視系統(tǒng)內(nèi)部各環(huán)節(jié)的信息反饋。信息反饋可以指揮、控制、調(diào)整企業(yè)生產(chǎn)過程中的偏差，從而使生產(chǎn)順暢地進行，生產(chǎn)出符合要求的產(chǎn)品或提供勞務(wù)。 生產(chǎn)系統(tǒng)與外部環(huán)境的聯(lián)系息息相關(guān)，所以必須強調(diào)生產(chǎn)系統(tǒng)對外部環(huán)境的適應性，加強應變能力。尤其是外部市場瞬息萬變，生產(chǎn)系統(tǒng)

6、自身要及時地應變。 二、生產(chǎn)系統(tǒng)的構(gòu)成要素生產(chǎn)系統(tǒng)的構(gòu)成要素按其性質(zhì)和作用來劃分，可分為結(jié)構(gòu)化要素和非結(jié)構(gòu)化要素。結(jié)構(gòu)化要素是指構(gòu)成生產(chǎn)系統(tǒng)主體框架的要素：廠房/生產(chǎn)設(shè)施/生產(chǎn)能力/生產(chǎn)技術(shù)等。非結(jié)構(gòu)化要素是指支持和控制系統(tǒng)運行的軟件要素：人員組織/生產(chǎn)計劃/生產(chǎn)庫存/質(zhì)量管理/設(shè)備維護等。三、生產(chǎn)系統(tǒng)的分類（一）按照生產(chǎn)的工藝特點分為連續(xù)型生產(chǎn)和間斷型生產(chǎn)1.連續(xù)型生產(chǎn)是指原材料從投入開始，連續(xù)地按一定工藝順序運動，在運動中不斷改變形態(tài)和性能，最后形成產(chǎn)品的生產(chǎn)，又稱流程式生產(chǎn)。如：化工、煉油、冶金、食品、造紙等。這種類型的生產(chǎn)設(shè)施按工藝流程布置，加工順序固定不變，工藝過程的程序化、自動化程

7、度較高，只要把加工設(shè)備、工藝參數(shù)控制好，生產(chǎn)就會較順利進行。2.間斷型生產(chǎn)是指產(chǎn)品是由很多零部件組成的，各個零部件的加工過程彼此獨立，最后組裝和總裝成最終產(chǎn)品，又稱加工裝配式生產(chǎn)。如：汽車制造、服裝、 電子設(shè)備等。這種類型的工藝過程比較復雜，工序較多，構(gòu)成產(chǎn)品的零部件可以在不同的國家或地區(qū)加工制造，生產(chǎn)的計劃、組織、控制具有一定的難度。 (二)按照產(chǎn)品品種多少和生產(chǎn)的重復程度可分為大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和單件小批生產(chǎn)。1.大量生產(chǎn)類型的特點是產(chǎn)品品種少，同種產(chǎn)品產(chǎn)量大，經(jīng)常重復生產(chǎn)同種產(chǎn)品，工作地固定加工一道或幾道工序，專業(yè)化程度高。2.單件生產(chǎn)類型的特點是產(chǎn)品品種很多，每種產(chǎn)品只生產(chǎn)一件或幾件之

8、后不再重復，或雖有重復但不定期，生產(chǎn)條件很不穩(wěn)定，工作地專業(yè)化程度很低。3.成批生產(chǎn)類型的特點是產(chǎn)品品種較多，各種產(chǎn)品的數(shù)量不等，生產(chǎn)條件比較穩(wěn)定，每個工作地要負擔較多的工序，各種產(chǎn)品成批輪番生產(chǎn)，工作地專業(yè)化程度比大量生產(chǎn)低。成批生產(chǎn)按批量大小，又可分為大批生產(chǎn)、中批生產(chǎn)和小批生產(chǎn)。大批生產(chǎn)接近于大量生產(chǎn)，因而一般稱為大量大批生產(chǎn)；小批生產(chǎn)接近于單件生產(chǎn)，因而一般稱為單件小批生產(chǎn)。只有中批生產(chǎn)才具有典型的成批生產(chǎn)特點。由于生產(chǎn)類型特點的不同，反映出來的經(jīng)濟效益也不相同。在大量生產(chǎn)條件下，工作地專業(yè)化程度高，可采用高效率的專用設(shè)備和工藝裝備，便于組織流水線和自動線，工人操作簡單，技術(shù)熟練，計劃

9、管理工作簡單，具有較高的勞動生產(chǎn)率和較低的產(chǎn)品成本，經(jīng)濟效益最好。單件生產(chǎn)條件下，工作地專業(yè)化程度低，一般采用通用設(shè)備和工藝裝備，設(shè)備利用率和勞動生產(chǎn)率低，對工人技術(shù)水平要求高，計劃管理工作復雜，產(chǎn)品成本高，經(jīng)濟效益最差。成批生產(chǎn)的經(jīng)濟效益介于大量生產(chǎn)和單件生產(chǎn)之間。（三）按業(yè)務(wù)來源企業(yè)生產(chǎn)可以分為訂貨生產(chǎn)型和存貨生產(chǎn)型1.訂貨型生產(chǎn)是指按用戶訂單進行的生產(chǎn)，體現(xiàn)“以需定產(chǎn)”。用戶可能對產(chǎn)品提出各種各樣的要求，經(jīng)過協(xié)商和談判，以協(xié)議或合同的形式確認對產(chǎn)品性能、質(zhì)量、數(shù)量和交貨期的要求，然后組織設(shè)計和制造。例如，鍋爐、船舶等產(chǎn)品的生產(chǎn)，屬于訂貨型生產(chǎn)。在訂貨生產(chǎn)方式下，由于顧客訂貨一般是不穩(wěn)定的

10、，時多時少，有時要貨急，所以會給生產(chǎn)能力帶來沖擊，因此，要求企業(yè)在生產(chǎn)能力上要保持一定的靈活性和機動性。在銷售方面，要爭取盡可能多的訂單接受訂貨的數(shù)量。此外，要嚴格根據(jù)合同按期交貨，努力提高履約率。2.存貨生產(chǎn)企業(yè)根據(jù)市場需求預測安排生產(chǎn)，并通過對產(chǎn)品庫存來調(diào)節(jié)生產(chǎn)與市場需求之間的矛盾，即在市場需求低于產(chǎn)量時庫存便增加，當市場需求高于產(chǎn)量時就用庫存來補償生產(chǎn)不足。例如，軸承、緊固件、小型電動機等產(chǎn)品的生產(chǎn)。這種安排生產(chǎn)的方式，能使企業(yè)生產(chǎn)能力利用率維持在一定水平上，保持穩(wěn)定的生產(chǎn)秩序。為了縮短交貨期，還有一種“按訂單裝配”式生產(chǎn)（assemble-t order，ato），即零部件是事先制作的

11、，在接到訂單之后，將有關(guān)的多零部件裝配成顧客所需的產(chǎn)品。很多電子產(chǎn)品的生產(chǎn)屬于按訂單裝配式生產(chǎn)。服務(wù)業(yè)也有很多按訂單裝配式生產(chǎn)的例子，例如，餐館按顧客的點菜來炒菜，每種菜的原料是事先準備好的。按訂單裝配式生產(chǎn)必須以零部件通用化、標準化為前提。 5.2 生產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)計生產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)計是指應用科學的方法和手段對組成企業(yè)的各個部分、各種物質(zhì)要素(設(shè)施、設(shè)備等等)進行合理的配置和空間及平面布置，使之形成有機的系統(tǒng)，以最經(jīng)濟的方式和較高的效率為企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營服務(wù)。 生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計的主要內(nèi)容包括產(chǎn)品或服務(wù)的設(shè)計、廠址選擇、生產(chǎn)方式的選擇、生產(chǎn)設(shè)備與技術(shù)的選擇、廠區(qū)與設(shè)備的平面布置，生產(chǎn)過程組織、編制定員，制定

12、年度與進度計劃等。一、生產(chǎn)系統(tǒng)的空間組織設(shè)計（一）概念空間組織設(shè)計就是將企業(yè)內(nèi)的各種生產(chǎn)設(shè)施進行最合理的安排，使它們組合成一定的空間形式，有效地為企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營服務(wù)，以獲得最大的經(jīng)濟效果。具體說，就是根據(jù)已選定的廠址地貌，對組成企業(yè)的各個部分，如基本生產(chǎn)車間、輔助生產(chǎn)車間、倉庫、公用設(shè)施、辦公部門等進行合理布置，確定其平面或立面的位置，并相應地確定物料流程、運輸方式和運輸路線。（二）要求空間組織設(shè)計必須從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，全面規(guī)劃，合理部署，講求整體的最優(yōu)效果。應遵循下列原則： (1)應使廠房、設(shè)施和其他建筑物的配置滿足企業(yè)生產(chǎn)過程的要求。 (2)盡可能使廠區(qū)內(nèi)的物料運輸距離最短。這就

13、要求盡可能避免交叉運輸和重復往返運輸，盡可能減少物料流量。因此，應盡可能使廠房、設(shè)備按生產(chǎn)流程的順序布置。 (3)盡可能使廠區(qū)平面布置緊湊。一般說來，工廠占地面積小，廠區(qū)布置緊湊，則建廠時的土方工程量就小，運輸路線、工程管道和道路的里程也短，因而基建費用就低。為了節(jié)約用地，不僅要提高企業(yè)的建筑系數(shù)(廠房、建筑物占地面積在全廠總面積中所占的比重)，還要提高單位建筑面積的產(chǎn)量和利用多層建筑物的優(yōu)點。 (4)要合理劃分廠區(qū)。盡可能按功能或其他條件把廠區(qū)劃分為不同的功能區(qū)域，把相同或相近功能且條件要求相近的生產(chǎn)單位布置在同一個區(qū)域內(nèi)。如機械制造廠可分為加工區(qū)、動力區(qū)、辦公區(qū)和生活區(qū)等等，這樣便于管理，

14、有利于廠區(qū)安全和環(huán)保。 (5)有利于整體協(xié)調(diào)。廠區(qū)平面布置應有整體觀念，在可能的條件下使廠區(qū)布置各要素之間相互協(xié)調(diào)。如任何一個單位的進出口處應布置的對于另一個發(fā)放或接收的單位是最方便的。 (6)廠區(qū)布置要有利于安全和職工的健康。安全要求是多方面的，如防火、防爆、防毒、防盜等，在廠區(qū)布置時均應予以妥善考慮。另外，廠區(qū)布置應充分考慮保證在其內(nèi)工作的職工的身心健康，注意廠區(qū)的綠化和美化，并設(shè)置適當?shù)男菹^(qū)域。 (7)充分利用外部環(huán)境提供的便利條件。在進行廠區(qū)平面布置時應充分考慮環(huán)境給予的各種便利條件并盡可能予以利用，特別是廠外運輸條件。生產(chǎn)過程的流向和運輸系統(tǒng)的配置應滿足貨運路線的要求，保證物料輸入

15、和產(chǎn)品輸出比較方便。 (8)廠區(qū)布置要與環(huán)境相協(xié)調(diào)。企業(yè)應牢固樹立自己是社會一成員的思想，應使廠區(qū)的環(huán)境、建筑的式樣與周圍的社區(qū)環(huán)境相協(xié)調(diào)，尤其是在歷史名城或風景區(qū)附近。 (9)廠區(qū)的布置要充分考慮遠景發(fā)展需要，在可能的情況下為企業(yè)未來的發(fā)展預留余地。 （三）原則1.工藝原則（工藝專業(yè)化原則）概念：按照生產(chǎn)過程各個工藝階段的工藝特點建立車間。在工藝專業(yè)化的生產(chǎn)單位里，集中著同類的工藝設(shè)備，對企業(yè)生產(chǎn)的各種產(chǎn)品(零件)進行相同的工藝加工。諸如鑄造廠、鍛造廠、熱處理廠、鑄造車間、鍛造車間、機械加工車間、熱處理車間、車工工段、銑刨工段等生產(chǎn)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

16、間裝配車間優(yōu)點：1）對產(chǎn)品品種變化的適應力強；2）設(shè)備利用率高；3）便于專業(yè)化管理和工人技術(shù)水平的提高。缺點：1)因為這種形式不是獨立完成產(chǎn)品的全部加工工序，一件產(chǎn)品要經(jīng)過許多生產(chǎn)單位后才能完成，所以產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中的運輸路線長，運送材料、半成品的勞動消耗多，這就增加了運輸費用。2)產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中存放、等待時間增多，延長了生產(chǎn)周期，使在制品的數(shù)量增多，增加了流動資金的占用。3)由于各單位之間聯(lián)系協(xié)作往來頻繁，使生產(chǎn)計劃管理、在制品管理、質(zhì)量管理等項工作復雜化。適用于單件小批生產(chǎn)。2.對象原則（對象專業(yè)化原則）概念：按不同加工對象布置車間，每個車間完成其所加工對象的全部工藝過程。優(yōu)點：縮短運輸

17、路線，減少運輸費；提高連續(xù)性，縮短周期，減少在制品占用；便于生產(chǎn)管理。缺點：對產(chǎn)品品種變化的適應性差；不便于生產(chǎn)面積和設(shè)備能力的充分利用；工藝設(shè)備管理復雜。適用于大量大批生產(chǎn)。3.混合原則（綜合形式）混合專業(yè)化形式就是將工藝專業(yè)化形式和對象專業(yè)化形式結(jié)合起來的一種形式，在我國企業(yè)中應用比較普遍。它包括在工藝專業(yè)化形式的基礎(chǔ)上，采用對象專業(yè)化的原則建立生產(chǎn)單位，或在對象專業(yè)化的基礎(chǔ)上，采用工藝專業(yè)化的原則來建立生產(chǎn)單位。這種布置形式機動靈活，如應用得當，可取得較好的經(jīng)濟效益。 軸類車間軸承連桿標準件車間箱體車間齒輪車間熱處理車間裝配車間毛坯車間二、生產(chǎn)系統(tǒng)的時間組織概念：要求勞動對象在車間之間、

18、工作地之間移動，在時間上緊密銜接，以實現(xiàn)有節(jié)奏、連續(xù)的生產(chǎn)。簡單說，就是確定勞動對象在各個車間、各個工序之間的移動方式。重點研究內(nèi)容：勞動對象的移動方式以及加工周期的計算。（一）單一零件的移動方式零件沿著工藝路線依次移動，即順序的從前工序移動到后工序。加工周期為零件在各道工序上的加工時間之和。 （二）整批零件的移動方式1.順序移動方式含義：每批零件在前一道工序全部加工完畢，才整批運送到下一道工序加工，零件在各工序之間是整批移動的。公式：例：n=4， t1=10， t2=5， t3=15, t4=100 20 40 60 80 100 120 140 160m1m2m3m4t 順t順 = 4 (

19、10+5+15+10)=160優(yōu)點：生產(chǎn)組織比較簡單、減少了設(shè)備的調(diào)整時間和運輸次數(shù)；缺點：零件加工等待時間長，在制品多，生產(chǎn)周期長；適用于批量不大和工序時間較短的零件加工。2.平行移動含義:整批零件中每個零件在前道工序加工完之后，立即轉(zhuǎn)到下一道工序進行加工，這樣就形成了整批零件同時在不同工序平行進行加工。公式：優(yōu)點：加工周期最短缺點：運輸次數(shù)多、當前后工序時間不相等時，會出現(xiàn)設(shè)備等待或零件等待的情況主要適用于大量大批生產(chǎn)。0 20 40 60 80 100 120 140 160m1m2m3m4t 平t = (10+5+15+10)+(4-1)15=853.平行順序移動特點:順序移動與平行移

20、動兩者結(jié)合,揚長避短。公式：0 20 40 60 80 100 120 140 160m1m2m3m4t 平順t=4(10+5+15+10)+(41)(5+5+10)=100優(yōu)點：加工周期較短；可以將分散的等待時間集中起來加以利用，保證了工人、設(shè)備的充分負荷；減少了運輸量。缺點：生產(chǎn)組織復雜。4.三種移動方式的比較移動方式順序移動平行移動平行順序移動加工周期長短中運輸次數(shù)少多中設(shè)備利用好差好組織管理簡單中復雜5.選擇策略需要考慮的因素：（1）生產(chǎn)類型；（2）生產(chǎn)系統(tǒng)的空間組織形式；（3）零件重量及工序勞動量；（4）調(diào)整設(shè)備所需勞動量；（5）生產(chǎn)任務(wù)的輕重緩急。 5.4 流水生產(chǎn)線的組織設(shè)計一、概念指勞動對象按一定的工藝過程，順序