離散型制造智能工廠 課件 CH2 精益工廠布局

02精益工廠布局目錄/Contents01生產(chǎn)綱領(lǐng)02精益流程03流程化設(shè)施布局04一個流生產(chǎn)與產(chǎn)線布置生產(chǎn)綱領(lǐng)兩個基本問題：生產(chǎn)什么產(chǎn)品？每個產(chǎn)品要生產(chǎn)多少？回答以上問題，也就是確定工廠的生產(chǎn)綱領(lǐng)。生產(chǎn)綱領(lǐng)指的是在規(guī)定時期內(nèi)（一般以年為單位）制造的主要產(chǎn)品的品種，規(guī)格及數(shù)量。生產(chǎn)綱領(lǐng)通常需要在市場預(yù)測和企業(yè)戰(zhàn)略規(guī)劃的基礎(chǔ)上確定。生產(chǎn)綱領(lǐng)生產(chǎn)綱領(lǐng)按類型劃分，可分為:精確綱領(lǐng)。指生產(chǎn)綱領(lǐng)精確地規(guī)定了產(chǎn)品品種和數(shù)量而且這些產(chǎn)品有完整的生產(chǎn)工藝等技術(shù)資料。對于大批大量生產(chǎn)的工廠，一個零件的增減或變化會引起設(shè)備數(shù)量和工藝方法的變動。因此，必須有精確的綱領(lǐng)，它規(guī)定的產(chǎn)品必須與將來實際生產(chǎn)的產(chǎn)品一致。折合綱領(lǐng)。指生產(chǎn)綱領(lǐng)沒有包括全部產(chǎn)品而只包括一部分產(chǎn)品、其它產(chǎn)品都折合成代表產(chǎn)品。對多品種、中小批量生產(chǎn)類型的工廠，由于產(chǎn)品品種規(guī)格太多或者產(chǎn)品規(guī)格變化太快或產(chǎn)品資料不完整，一般都采用折合綱領(lǐng)作為規(guī)劃設(shè)計的依據(jù)，即將產(chǎn)品劃分為若干類，每類選一代表產(chǎn)品，其余產(chǎn)品作為被代表產(chǎn)品折合成代表產(chǎn)品。代表產(chǎn)品與被代表產(chǎn)品應(yīng)該是結(jié)構(gòu)基本一致、只是規(guī)格有差別的同類產(chǎn)品。選定的代表產(chǎn)品應(yīng)該是同類產(chǎn)品中數(shù)量最多的產(chǎn)品。如果數(shù)量差別不大，則應(yīng)選中等規(guī)格的產(chǎn)品作為代表產(chǎn)品。生產(chǎn)綱領(lǐng)選定代表產(chǎn)品后，將被代表產(chǎn)品的數(shù)量折合為代表產(chǎn)品的當(dāng)量數(shù)，即式中：Qx為被代表產(chǎn)品的數(shù)量，Q為折合成代表產(chǎn)品的當(dāng)量數(shù)，α為折合系數(shù)，折合系數(shù)α一般由三個系數(shù)組成，即α1為重量折合系數(shù)，可用該式計算：式中，W表示代表產(chǎn)品的單臺重量，Wx表示被代表產(chǎn)品的單臺重量。α2為批量折合系數(shù)。若被代表產(chǎn)品的批量大，每臺所需的生產(chǎn)時間相對較小，則，若被代表產(chǎn)品的批量小，則相反生產(chǎn)綱領(lǐng)

目錄/Contents01生產(chǎn)綱領(lǐng)02精益流程03流程化設(shè)施布局04一個流生產(chǎn)與產(chǎn)線布置精益流程精益流程核心思想可以概述為三條：確定價值：從企業(yè)運營的角度出發(fā)，精確地確定當(dāng)智能工廠設(shè)計交付后，工廠生產(chǎn)與物流日常運營流程存在的價值，即業(yè)務(wù)流程的目標(biāo)和任務(wù)，特別是要從運營的角度出發(fā)，精確地確定業(yè)務(wù)流程所提供的服務(wù)的價值。重新思考：在企業(yè)能力范圍內(nèi)重新思考達(dá)到業(yè)務(wù)流程目標(biāo)的手段。識別價值流：精確地識別業(yè)務(wù)流程的價值流，消除一切浪費（Muda）。精益流程1.

確定價值精確地確定業(yè)務(wù)流程存在的價值，是設(shè)計和優(yōu)化業(yè)務(wù)流程并最終達(dá)到精益流程的出發(fā)點。工廠業(yè)務(wù)流程的價值是以可以接受的成本、能夠在特定時間內(nèi)、為滿足工廠高效交付最終產(chǎn)品提供服務(wù)和支持。業(yè)務(wù)流程的價值最終體現(xiàn)在公司向客戶交付的產(chǎn)品的價值之中。產(chǎn)品的價值是由生產(chǎn)者通過一系列的流程創(chuàng)造的。從客戶的立場來看，這是生產(chǎn)者及業(yè)務(wù)流程之所以存在的理由。因此，精益流程的設(shè)計，必須以價值為導(dǎo)向，精確定義流程的目標(biāo)，將實現(xiàn)目標(biāo)中有價值的活動保留、無價值的活動盡量消除。知道什么是真正要做的事是必要的，否則業(yè)務(wù)流程設(shè)計的方向幾乎肯定會被扭曲。精益流程2.

重新思考業(yè)務(wù)流程管理的核心是“不連續(xù)的思想，是認(rèn)識和打破日常操作中一些過時的條條框框和基本假設(shè)”。隨著環(huán)境的變化以及技術(shù)的進(jìn)步，許多日常已經(jīng)成為人們思維方式的諸如技術(shù)、人員、組織目標(biāo)等方面的假設(shè)和限制條件已經(jīng)不再成立，在這些條件的約束下不可能設(shè)計出最有效率和效力的業(yè)務(wù)流程。必須首先對這些約束條件進(jìn)行查新審查和評估，在新的約束條件下考慮達(dá)到目標(biāo)的最有效業(yè)務(wù)流程。特別值得強(qiáng)調(diào)的是近年來，在新的工藝技術(shù)、新的物流裝備、新的信息技術(shù)手段日新月異的背景下，需要認(rèn)真研究是否存在全新的、甚至顛覆性的技術(shù)手段可以實現(xiàn)業(yè)務(wù)流程的目標(biāo)。因此，精益流程設(shè)計在確定流程的真正價值、目標(biāo)，確定了要做的事之后，需要查新審視做事的約束條件，確保在經(jīng)濟(jì)可行的條件下最大程度利用各種可用的高效的手段和方法。精益流程3.

識別價值流價值流是完成業(yè)務(wù)流程的目標(biāo)和任務(wù)所必須的一組特定的活動。價值流分析能夠顯示出業(yè)務(wù)流程中的三種活動：（1）明確的能夠創(chuàng)造價值的活動；（2）雖然不創(chuàng)造價值，但是在現(xiàn)有技術(shù)與生產(chǎn)條件下不可避免的活動；（3）不創(chuàng)造價值而且可以馬上去掉的活動。識別價值流就是刪除業(yè)務(wù)流程中的第三種活動，并且努力盡量較少第二種活動，最終追求的目標(biāo)是業(yè)務(wù)流程中只有第一種活動。從以上分析可以看出，精益流程追求的境界可以高度概括為：只做正確的事并且正確的做事。目錄/Contents01生產(chǎn)綱領(lǐng)02精益流程03流程化設(shè)施布局04一個流生產(chǎn)與產(chǎn)線布置流程化設(shè)施布局精益布局應(yīng)遵循以下原則：1.整體優(yōu)化原則：設(shè)計時應(yīng)將設(shè)施布置有影響的所有因素都考慮進(jìn)去，以達(dá)到優(yōu)化的方案。2.物料搬運費用最少。要便于物料的輸入和產(chǎn)品、廢料的輸出，物料運輸路線短捷，盡量避免運輸?shù)耐岛徒徊妫M量減少人工搬運。3.流動性原則：設(shè)施布置應(yīng)使在制品在生產(chǎn)過程中流動順暢，消除無謂停滯，力求生產(chǎn)流程連續(xù)化，減少在制品庫存。4.柔性原則：應(yīng)考慮各種因素變化可能帶來的布置變更，以便于以后的擴(kuò)展和調(diào)整。5.空間利用原則：生產(chǎn)區(qū)域或儲存區(qū)域的空間安排，都應(yīng)力求充分有效地利用空間。6.安全原則：布局應(yīng)首先避免將工人置于不安全的工作環(huán)境，避免各種設(shè)備設(shè)施對工人人身安全造成危險。其次，應(yīng)從人因工程學(xué)的角度，減輕工人作業(yè)疲勞，降低因長期不舒適工作造成職業(yè)損傷的危害。有時，這些原則相互矛盾。例如，對盡量減少運輸往返這一原則，如果不實事求是，做出的布置可能違反柔性原則。因此，上述任何一項原則，都不能無視其它原則而片面地應(yīng)用。流程化設(shè)施布局生產(chǎn)設(shè)施布局的基本類型a)產(chǎn)品原則布置

b)固定型布置

c)產(chǎn)品族型布置

d)工藝原則布置流程化設(shè)施布局布置形式優(yōu)點缺點工藝原則布置l

一般采用通用設(shè)備，投資成本低l

系統(tǒng)系統(tǒng)可靠性高，單臺設(shè)備可靠性要求低l

設(shè)備和人員柔性程度高，能滿足多樣化的產(chǎn)品與工藝要求l

人員作業(yè)多樣化，工作興趣和職業(yè)滿足感強(qiáng)l

流程較長，搬運路線不確定，物料搬運成本高l

生產(chǎn)計劃與控制復(fù)雜、難度大l

生產(chǎn)周期長l

在制品庫存量相對較大l

操作人員從事多種作業(yè)，需要較高技術(shù)等級，人員調(diào)度協(xié)調(diào)復(fù)雜產(chǎn)品原則布置l

符合工藝，物流順暢，物料搬運工作量少l

工序銜接緊密，在制品存放量少l

生產(chǎn)周期短l

生產(chǎn)計劃簡單l

常采用專用設(shè)備和機(jī)械化、自動化搬運方法l

作業(yè)專業(yè)化，人員技術(shù)要求l

一旦出現(xiàn)故障燈會造成生產(chǎn)線全線中斷l(xiāng)

柔性差，產(chǎn)品設(shè)計變化將引起布置的重大調(diào)整l

生產(chǎn)線速度取決于最慢的機(jī)器l

相對投資較大l

重復(fù)作業(yè)，單調(diào)乏味l

維修和保養(yǎng)費用高成組原則布置l

設(shè)備利用率高l

流程通順，運距較短，搬運量少l

利于發(fā)揮班組合作精神l

利于擴(kuò)大工人作業(yè)技能l

縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時間l

兼有產(chǎn)品原則布置和工藝原則布置的優(yōu)點l

需較高生產(chǎn)控制水平l

需中間儲存，增加了單元間的物料搬運l

需掌握所有作業(yè)技能l

減少使用專用設(shè)備的機(jī)會l

兼有產(chǎn)品原則布置和工藝原則布置的缺點固定布置l

物料移動少l

當(dāng)采用班組方式時，可提高作業(yè)連續(xù)性l

提高質(zhì)量，因為班組可以完成全部作業(yè)l

高度柔性，可適應(yīng)產(chǎn)品和產(chǎn)量的變化l

人員和設(shè)備移動增加l

設(shè)備需要重復(fù)配置l

工人需要較高的技能l

增加面積和工間儲存l

生產(chǎn)計劃要加強(qiáng)控制協(xié)調(diào)流程化設(shè)施布局系統(tǒng)化設(shè)施布置方法流程化設(shè)施布局1.基本要素分析（1）產(chǎn)品P。指所設(shè)計的工廠將生產(chǎn)的產(chǎn)品。通常由生產(chǎn)綱領(lǐng)和產(chǎn)品設(shè)計提供，包括產(chǎn)品的種類、型號和產(chǎn)品特征等。（2）產(chǎn)量Q。指工廠所生產(chǎn)的產(chǎn)品的數(shù)量，每一種產(chǎn)品要制造多少。數(shù)量這一要素影響著設(shè)施規(guī)模、設(shè)備數(shù)量、運輸量和建筑物面積等因素。（3）工藝流程R。指產(chǎn)品生產(chǎn)的工藝流程。影響著各作業(yè)單位之間的關(guān)系、物料搬運路線、倉庫及堆放地的位置等方面。（4）輔助服務(wù)部門S。指除生產(chǎn)之外的公用的、附屬的有關(guān)作業(yè)單位或職能部門，這些部門是生產(chǎn)的支持系統(tǒng)。輔助服務(wù)部門包括維護(hù)、機(jī)修、工具室、車間辦公室、收貨及發(fā)運區(qū)等。一般來講,儲存場地也作為輔助部門的一部分。輔助服務(wù)部門的面積加在一起,常常比生產(chǎn)部門本身所占的面積還要大,所以必須給以足夠的重視。（5）時間T。指在什么時候、用多長時間生產(chǎn)出產(chǎn)品，包括各工序的操作時間以及更換批量的次數(shù)。有了生產(chǎn)工序的操作時間,就能求出需要多少臺某種機(jī)器,從而又能求出需要多少面積、人員、以及平衡各個工序。流程化設(shè)施布局2.物流分析與作業(yè)單位相互關(guān)系分析3.繪制作業(yè)單位位置相關(guān)圖流程化設(shè)施布局4.

作業(yè)單位占地面積計算5.繪制作業(yè)單位面積相關(guān)圖6.修正：7.方案評價與擇優(yōu)作業(yè)單位面積相關(guān)圖只是一個原始布置圖，還需要根據(jù)其他因素進(jìn)行調(diào)整與修正。此時需要考慮的修正因素包括物料搬運方式、操作方式、儲存周期等，同時還需要考慮實際限制條件如成本、安全和職工傾向等方面是否允許。考慮了各種修正因素與實際限制條件以后，對面積圖進(jìn)行調(diào)整，得出數(shù)個有價值的可行工廠布置方案。目錄/Contents01生產(chǎn)綱領(lǐng)02精益流程03流程化設(shè)施布局04一個流生產(chǎn)與產(chǎn)線布置一個流生產(chǎn)與產(chǎn)線布置一個流生產(chǎn)：也稱為一件流生產(chǎn)，是將作業(yè)場地、人員和設(shè)備合理配置，按照一定的作業(yè)順序，使零件一個接一個地依次經(jīng)過各工序設(shè)備進(jìn)行加工和移動，做到每加工一個就傳送一個，每個工序在任一時刻最多只有一個在制品或成品，從生產(chǎn)開始到完成，全程沒有在制品的周轉(zhuǎn)作業(yè)。一個流生產(chǎn)的特征包括：①單件加工、單件傳送、單件檢查，而不是批量處理；②作業(yè)人員跟隨在制品移動，進(jìn)行多工序操作。工廠內(nèi)各生產(chǎn)線之間也采用一個流的同步生產(chǎn)方式，這樣整個工廠就像被一條“看不見的傳送帶”連接起來，各個工序和生產(chǎn)線無縫銜接，形成一個整體化的“一個流生產(chǎn)”。一個流生產(chǎn)與產(chǎn)線布置U型生產(chǎn)線布置特征：（1）根據(jù)生產(chǎn)需求調(diào)整工人人數(shù)。當(dāng)產(chǎn)量增加時，增加操作人員；當(dāng)產(chǎn)量減少時，減少操作人員，但前提是操作人員能夠操作多種工序。（2）便于團(tuán)隊協(xié)作，提高整條生產(chǎn)線的效率。（3）行走距離最短，每位操作人員操作的多工序形成一個圓形，第一道工序和最后一道工序相鄰。（4）逆時針布置，便于操作人員在生產(chǎn)線內(nèi)移動部件時使用右手進(jìn)行操作。一個流生產(chǎn)與產(chǎn)線布置一筆畫的整體工廠布置具體步驟如下：（1）將機(jī)群式布置改為流程式布置。同時，盡可能設(shè)立更多的生產(chǎn)線。雖然每條生產(chǎn)線的產(chǎn)量較低，但每個產(chǎn)品在每條生產(chǎn)線上都能迅速完成加工，縮短流程時間，形成“細(xì)流而快”的模式，更好地滿足多品種小批量和短交貨期的市場需求。（2）采用U形生產(chǎn)線。流程式布置強(qiáng)調(diào)根據(jù)生產(chǎn)工