Chap4 工藝選擇與設施布置

1、CHAPTER4工藝選擇與設備布置學習目的學習本章以后，他將能：了解或描畫：常見的幾種工藝類型工藝選擇的關鍵問題設備布置的根本類型產(chǎn)品原那么布置的設計與工藝原那么布置的設計的方法及其優(yōu)缺陷可以進展一些簡單的工藝原那么布置設計 豐田的全球車身流水線全球車身消費線一個規(guī)范化的金屬加工系統(tǒng) 新消費線的投資要比它所取代的那條節(jié)省50% 在新消費線上消費一種不同的轎車，本錢降低70%空間只需舊消費線所需場地空間的一半 同一車間可以消費8種車型，加強了靈敏性新制造體系大大節(jié)省制造多種車型的本錢 思索傳統(tǒng)的汽車制造業(yè)屬于哪種消費類型？ 豐田的全球車身消費線與傳統(tǒng)的汽車制造工藝有何區(qū)別之處？ 工藝選擇消費產(chǎn)品

2、或提供效力的組織方法主要影響運營才干規(guī)劃設備布置設備任務系統(tǒng)設計引言預測產(chǎn)品和效力設計技術變化運營才干規(guī)劃工藝選擇設備和設備布置任務設計工藝選擇和系統(tǒng)設計關鍵方面資本的密集度 設備/勞動力工藝柔性設計產(chǎn)量技術工藝戰(zhàn)略工藝選擇的關鍵問題產(chǎn)品和效力需求的性質與市場需求相順應自動化程度優(yōu)點：完全一致的消費和效力 排除了人性化的心情問題 減少了變動本錢 缺陷：本錢較高 不易隨便改動在一定程度上對工人的心思和消費率產(chǎn)生負面影響自動化程度分類固定型可編程型柔性型制造單元柔性制造系統(tǒng)(FMS)了解不同自動化類型的特征及優(yōu)缺陷工藝選擇的關鍵問題單件小批量批量加工反復性加工延續(xù)性加工工程方式了解每種類型的特征、

3、優(yōu)缺陷以及對工人、設備的要求工藝類型產(chǎn)品 工藝矩陣Product-Process Matrix, PPM 1979年，由海斯Robert H. Hayes、惠爾萊特Steven C. Wheelwright提出解釋二維矩陣 橫坐標：產(chǎn)品構造與產(chǎn)品生命周期，沿箭頭方向從左向右表示從導入期到生長期到成熟期再到衰退縱坐標：工藝構造與工藝生命周期，沿箭頭方向從上向下表示工藝生命周期的開展 沿著PPM矩陣對角線選擇和配置消費運作工藝，可以到達最優(yōu)的程度 也有的企業(yè)適當采用偏離對角線的選擇戰(zhàn)略，出奇制勝產(chǎn)品 工藝矩陣工藝構造/工藝生命周期 產(chǎn)品構造/產(chǎn)品生命周期高柔性低效率高單位本錢低柔性高效率低單位本錢

4、單件小批量批量加工反復性加工延續(xù)性加工客戶化單件多種類中小批量主要產(chǎn)品中等批量規(guī)范化大批量工具模具廠/美容院報紙印刷/講座傳統(tǒng)的計算機消費/快餐煉鋼廠/家庭供水不可行不可行布置: 對車間、任務中心和設備進展規(guī)劃，以確保系統(tǒng)中任務流顧客或資料的暢通。布置決策的重要性需求投入大量資金和精神具有長期性對短期運營的本錢和效率有很大影響設備布置根據(jù)任務流程布置產(chǎn)品原那么布置Product-oriented Layout 工藝原那么布置Process-oriented Layout 定位布置Fixed-position Layout 混合布置Mixed Layout 根據(jù)消費系統(tǒng)功能布置倉儲布置 零售布置

5、 辦公室布置 根本布置類型用于反復性或延續(xù)性過程產(chǎn)品原那么布置產(chǎn)品原那么布置Product-oriented Layout一種根據(jù)產(chǎn)品制造的步驟來安排設備或任務過程的方式 適用于規(guī)范化極高的產(chǎn)品或者效力 典型實例是消費線或裝配線 關鍵問題是消費線的平衡 任務流程原資料或顧客制廢品任務地1任務地2任務地3優(yōu)點產(chǎn)量高，單位本錢低加強了工人操作的熟練程度，減少了培訓本錢簡化了物料運輸人力和設備得到充分利用 缺陷工人短少開展時機，容易導致厭倦心情的產(chǎn)生設備和工人對變化的順應才干較差，柔性較差某個工人或者某個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，將會影響整個消費系統(tǒng)系統(tǒng)需求具備迅速修復的才干和備用件庫存，添加了一定的本錢 產(chǎn)品

6、原那么布置優(yōu)缺陷產(chǎn)品原那么布置- U型消費線U型消費線提高柔性物料流物料流不好，操作者被分開，沒有時機進展交流！普通美國工廠采用配件流水線 好，可交流，或增減操作人員，經(jīng)訓練的人幾乎可自動平衡不同消費速度 不好，操作者被圍起來，沒時機與第一個操作者一同任務以添加產(chǎn)量 物料好，操作者可相互協(xié)助，可與第三個人一同任務以提高產(chǎn)量不好，直線形很難平衡好，U形消費線的一個特點就是操作者容易進入，5個操作者可減為4個 工藝原那么布置將類似的設備或功能集中放在同一個部門，使其相對位置到達最優(yōu) 最優(yōu)的布置：將彼此之間物流量較大的部門相鄰布置，以減少物料的搬運費用 關鍵：如何安排好任務部門之間的相對位置 Dep

7、t. ADept. BDept. DDept. CDept. FDept. E用于間歇式加工單件小批和成批工藝原那么布置(職能式)工藝原那么布置Work Station 1Work Station 2Work Station 3產(chǎn)品原那么布置(延續(xù)性)用于反復性加工反復性和延續(xù)性工藝原那么布置-例子Bank 1995 Corel Corp.Machine Shop 1995 Corel Corp.Hospital 1995 Corel Corp.優(yōu)點個別設備出了缺點或個別工人缺席對整個消費系統(tǒng)的影響較小 上下工序之間的相互依賴性較小設備維修費用較低，投資于備用件上的本錢也較低缺陷假設批量加工，

8、在制品庫存量會很大要經(jīng)常進展工藝道路選擇及進度安排設備利用率低加工的多樣性要求頻繁地調整設備，呵斥任務流的不延續(xù)性，構成間歇加工物料傳輸慢，效率低，單位運輸本錢較高 工藝原那么布置優(yōu)缺陷在工藝原那么布置的根底上轉換而來先確定出具有類似設計特征或制造特征的零件，然后將不同的機器組成加工中心，對這些外形或工藝要求類似的零件進展加工 步驟將零部件進展分類識別零件組的物流類型，作為成組布置的根底將機器和工藝分組，組成加工中心或任務單元與工藝原那么布置的關系類似之處：其加工中心也是用來完成一組特定的工藝過程 不同之處：還具備了產(chǎn)品原那么布置的優(yōu)點，即，減少了在制品和物料的搬運，提高了工人的操作技藝和快速

9、學習才干工藝原那么布置-成組技術定位布置和混合布置定位布置Fixed-position Layout消費設備需求移到要加工的產(chǎn)品處，而不是產(chǎn)品移到設備處 廣泛運用于耕種、消防、筑路、建筑、鉆探石油、醫(yī)院中的手術室等方面 混合布置Mixed Layout企業(yè)同時存在兩種或兩種以上方式的布置 醫(yī)院科室按照工藝原那么布置 手術室按照定位布置設置 混合布置一個例子倉儲布置在倉庫中安排物資的存放 原那么：最大限制地利用倉儲空間，以最低本錢保管、處置物資 要思索的要素：訂貨次數(shù)、物品間的相關性、走道的數(shù)量和寬度等 零售布置原那么：使單位面積的凈收益到達最大，同時，為顧客提供最便利的、最賞心順眼的店鋪規(guī)劃

10、辦公室布置趨勢：開放式，為員工提供了更多的交流和團隊協(xié)作的時機和空間 其他效力布置商品規(guī)劃銷售最頻繁的貨物，如牛奶、面包等，都應放在最里邊，放在不同地方；相關貨物，如茶葉、咖啡、糖等放在一同；邊沿利潤高的商品，如精巧貨物等，放在運用最為頻繁的過道上或貨架兩頭；過道設置盡量長，可使消費者可以走過整個商店；自然性購買的商品，如口香糖、雜志等，放在收銀出口附近；應經(jīng)常作調整，使顧客需求在店中尋覓把產(chǎn)品X價高、利潤高放在約1.6米的高度；把價錢較高的同類競爭性商品放在其旁邊；價錢較低、利潤低的放在接近地面處；把X包裝中顯眼的一邊或長的一邊面對過道產(chǎn)品原那么布置設計: 消費線平衡決議如何將任務分配到任務

11、地的一過程 目的：使分配到各個任務地的作業(yè)所需求的時間大致相等，從而使消費線上各活動同步進展，實現(xiàn)工人和設備的最大利用 能夠遇到的困難設備問題根本作業(yè)的時間差別不能經(jīng)過分配作業(yè)組而處理 消費或裝配所要求的技術順序 對理想的分配有約束力消費線的平衡-任務地數(shù)量確實定 任務地數(shù)量確實定 節(jié)拍各任務地完成分配給它的作業(yè)直到任務地可以往下進展所允許的最長時間 產(chǎn)出才干=OT/CT式中 OT每天運轉時間；CT節(jié)拍能夠最小的節(jié)拍：等于最長的那個作業(yè)時間 能夠最大的節(jié)拍：等于各任務時間之和 消費線節(jié)拍確實定取決于運用幾個任務地 消費線的平衡-任務地數(shù)量確實定任務地數(shù)量確實定 節(jié)拍能夠最小節(jié)拍和能夠最大節(jié)拍的

12、作用確定消費線產(chǎn)量范圍 協(xié)助調整方案期產(chǎn)量 CT=OT/D 式中 D方案期的產(chǎn)量 假設方案期產(chǎn)量已定，而計算出來的節(jié)拍沒有處于最大和最小節(jié)拍之間，那么就必需對方案期的產(chǎn)量做出修正 消費線的平衡-任務地數(shù)量確實定任務地數(shù)量確實定 任務地數(shù)量的計算任務地數(shù)的實際最小值 Nmin=t/CT式中 Nmin任務地數(shù)的實際最小值； t各作業(yè)時間之和 消費線的平衡-作業(yè)順序圖作業(yè)分配的啟發(fā)式算法 作業(yè)順序圖的概念abcd0.1 分鐘1.0 分鐘0.4 分鐘0.5 分鐘這個作業(yè)順序圖闡明，作業(yè)b開場的前提是a已完成；而d要開場，前提是b和c都曾經(jīng)完成 消費線的平衡-作業(yè)順序圖作業(yè)分配的啟發(fā)式算法先分配后續(xù)作業(yè)

13、數(shù)最多的作業(yè)的原那么 各任務地最初的“剩余時間等于節(jié)拍 只需先行作業(yè)曾經(jīng)被分配完、作業(yè)時間不超越該任務地的剩余時間的作業(yè)才夠資歷被分配 假設出現(xiàn)多個作業(yè)的后續(xù)作業(yè)數(shù)一樣多的情況時，那么采用膠著選賽tiebreaking法，即首先分配所需時間最長的作業(yè) 消費線的平衡-作業(yè)順序圖作業(yè)分配的啟發(fā)式算法 先分配后續(xù)作業(yè)數(shù)最多的作業(yè) 算例abcd0.2 分鐘1.0 分鐘0.5 分鐘0.4 分鐘將圖中的作業(yè)分配到三個任務地。知節(jié)拍為1.0分鐘。e0.2 分鐘消費線的平衡-作業(yè)順序圖解答作業(yè)分配分析表 工作地剩余時間夠資格分配的作業(yè)分配作業(yè)修正的剩余時間工作地閑置時間11.0a, ca0.80.8cc0.3

14、0.3無無0.321.0bb0.00.031.0dd0.60.6ee0.40.40.7消費線的平衡消費線平衡的一些相關要素及指點原那么 作業(yè)分配的普通程序 確定節(jié)拍，求出所需最小任務地數(shù) 從第一個任務地開場，按順序給任務地分配作業(yè)，不斷分配到一切作業(yè)都已被分配作業(yè)分配的效率丈量 消費線閑置時間百分比 =每節(jié)拍內的閑置時間/N實踐節(jié)拍100% 消費線的效率 100%消費線閑置時間百分比 消費線的平衡消費線平衡的一些相關要素及指點原那么 產(chǎn)量問題運用各種方法處理問題 制約要素 ：技術約束、人力要素、設備約束、空間約束、產(chǎn)量約束 促進消費線平衡的其他一些方法 培育多面手 設計混合型消費線 1 min

15、.2 min.1 min.1 min.30/hr.30/hr.30/hr.30/hr.1 min.1 min.1 min.1 min.60/hr.30/hr.30/hr.60/hr.1 min.30/hr.30/hr.BottleneckParallel Workstations其他方法-平行任務地信息要求:部門或任務中心列表任務流平面圖位置間的間隔投資與該布置得資金額需特別思索的事項關鍵設備的位置工藝原那么布置設計工藝原那么布置設計布置方法 從至表法單行布置法 部門內部任務地成單行陳列，且任務地之間往來親密程度的關系能定量表示時運用零件的綜合往來道路圖 初始零件從至表 最終零件從至表 從至數(shù)

16、代表任務地之間的流量的大小數(shù)據(jù)距對角線的格數(shù)是任務地之間的間隔單位數(shù) L零件總的挪動間隔 ；i 兩個任務地之間的間隔；j 這兩個任務地的從至數(shù) 工藝原那么布置設計算例 知某廠有6個部門，部門之間的初始物流流量如表所示，做出修正后的最終零件從至表 至從合計備件車間21811機加工車間12115沖壓車間123油漆車間33裝配22倉庫0合計0533211i=2i=1工藝原那么布置設計解答修正后的從至表 至從合計部門82111部門部門12115部門33部門213部門22合計0115332工藝原那么布置設計解答布置改良前后的零件總挪動間隔 前 進后 退ijij改進前1(2+1+1)=422=43(1+2

17、)=94(1+1)=858=4010=02(3+2)=1030=040=050=0零件總移動距離L=ij=75改進后1(2+8)=102(2+1)=631=340=051=51(1+3+1+2)=720=032=640=050=0零件總移動距離L1=ij=37改進前后之差LLL1753738總距離相對減少程度L/L38/7550.7%工藝原那么布置設計布置方法 雙行布置法當部門內部成雙行布置時，采用雙行布置法 詳細方法 根據(jù)從至表，整理出零件挪動次數(shù)的排序表，從大到小陳列根據(jù)陳列作出調整，把挪動次數(shù)多的相關任務地相鄰安排，直至把全部任務地安排完為止 幾個概念 相鄰從至線：處于相鄰位置的任務地之

18、間的從至線超鄰從至線：處于不相鄰位置的任務地之間的從至線工藝原那么布置設計布置方法 雙行布置法幾個概念 極限規(guī)范：當追求總挪動間隔為最短時，就要使一切有流量往來關系的任務地處于相鄰位置，這時，總挪動間隔為最短，此時的總間隔稱為極限規(guī)范。超極限規(guī)范數(shù)：即方案的總挪動間隔與極限規(guī)范之間的差額 式中xi ji, j兩個任務地之間的間隔； yi j i, j兩個任務地之間的從至數(shù) 工藝原那么布置設計算例 根據(jù)上例的從至表，做雙行布置零件挪動次數(shù)排序表 次序相關設備次數(shù)次序相關設備次數(shù)187123813291421015211162工藝原那么布置設計解答 相鄰從至線：10條；超鄰從至線：1條； =(21) 1=1工藝原那么布置設計關系圖法a、確定單位之間的關系b、列出各單位與其它單位發(fā)生關系等級的有關數(shù)據(jù)c、按關系重要程度及其發(fā)生數(shù)布置相對位置(Position Relationsh