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1、第三章第三章生生产过程程规划与划与设计第三章第三章 生产过程规划与设计生产过程规划与设计第一节第一节 生产过程的类型生产过程的类型第二节第二节 产品设计和生产类型的关系产品设计和生产类型的关系第四节第四节 生产技术选择生产技术选择第五节第五节 装配流程图装配流程图第三节第三节 生产系统定位生产系统定位第七节第七节 生产过程流程图生产过程流程图第六节第六节 自制或外购决策自制或外购决策v生产过程规划和设计系统的输入、输出信息和主要决策内容：第三章第三章 生产过程规划与设计生产过程规划与设计企业凭自己生产能力承企业凭自己生产能力承担的生产环节在生产和担的生产环节在生产和配送链中所占比重配送链中所占
2、比重v设备先进程度：技技术密集型密集型vs劳动密集型密集型v产品形成技术特点：装配型机械制造；分解型化工；装配型机械制造；分解型化工；调制型制型钢铁第一第一节生生产过程的程的类型型生产过程生产过程的类型的类型过程结构过程结构库存策略库存策略生产过程生产过程组织类型组织类型第一第一节生生产过程的程的类型型v对生产过程规划和设计工作最有对生产过程规划和设计工作最有影响的分类有以下三种影响的分类有以下三种按工按工按工按工艺艺原原原原则则即工即工即工即工艺导艺导向型向型向型向型 按按按按对对象原象原象原象原则则即即即即产产品品品品导导向型向型向型向型 模模模模块块式生式生式生式生产产 一、生产过程的组
3、织类型一、生产过程的组织类型 不同的生产组织方式，这直接影响生产过程资源的配置和效益。不同的生产组织方式，这直接影响生产过程资源的配置和效益。v1按某种产品来组织生产单位，将生产这种产品所需要的各种工序和设备装置集中在一个生产单位。v2工艺过程是封闭式，不用跨越其他生产单位就能独立地生产产品。v3视产品不同可分为两大类。一类是加工加工-装配型生装配型生产，如生产线、装配线；另一类是流程型生流程型生产，常称为连续生产。1 1按按对象原象原则的生的生产过程程组织产品品导向型向型q加工加工装配型生产装配型生产 指组装不同的零件来生产一项产品的方法。主要的例子包括汽车、家电、指组装不同的零件来生产一项
4、产品的方法。主要的例子包括汽车、家电、计算机等。装配式生产的重点在材料采购，因此，材料表、材料需求规划、计算机等。装配式生产的重点在材料采购，因此，材料表、材料需求规划、供货商关系、材料库存等为其管理重心。供货商关系、材料库存等为其管理重心。q流程型生产流程型生产Process manufacturing 指由混合、别离、成型或执行化学反响来提高附加价值的一种生产方式。指由混合、别离、成型或执行化学反响来提高附加价值的一种生产方式。例如石油提炼、精密铸造、油漆涂料、水泥等。流程式生产的管理重点在制例如石油提炼、精密铸造、油漆涂料、水泥等。流程式生产的管理重点在制程管制，其材料通常相当单纯。因此
5、管理重点包括：途程表、在制品库存、程管制，其材料通常相当单纯。因此管理重点包括：途程表、在制品库存、在制品追踪、系统产出率、周期时间等。在制品追踪、系统产出率、周期时间等。1需要较高的初始投资，2制作专用设备和工具；3适应性差，一旦更换产品系统就很难适应。4优点是对劳动技能要求不高，培训和指导工作量不大，方案和控制生产较方便。产品品导向型生向型生产过程程组织特点特点v按生产工艺来划分生产单位。v一个生产单位聚集同类工艺所需要的各种设备和装置，对企业的各种产品进行相同的工艺加工。例如焊接车间、喷漆车间、机加车间。v这类生产过程组织亦可称之为间歇生产。2 2按工按工艺原原则的生的生产过程程组织工工
6、艺导向型向型1产品柔性，即适应生产各种类型产品的能力；2一般采用通用加工设备和材料搬运设备；3初始投资较小；4需要较熟练的劳动技能，生产方案和控制也比较复杂。工工艺导向型生向型生产过程程组织特点特点1模块式生产的基础是成组技术的推广应用建立零件的代码系统具有相似特性的零件归并为一组形成零件族一个零件族可以在同一机器上使用相似的工具和工序来完成相应的加工设备和工艺路线形成一个模块或制造单元车间按此模块或制造单元组织生产便是模块式生产组织。3.3.模模块式生式生产重复型重复型模模块式生式生产系系统存存存存货货生生生生产产按按按按预测预测来来来来组织组织生生生生产产订货订货生生生生产产按按按按订单组
7、织订单组织生生生生产产二、成品二、成品库存存类型型v预测产品市场需求量确定生产数量以及库存数量。像家电、汽车、台式计算机等消费品生产属于此类。v预测数据首先输入到库存控制部门核实库存数量已有足够库存量则可直接从成品库中按订单发货如成品库缺货，则需下达生产任务。1 1存存货生生产v它适用于规格品种多，个性要求较多的工业产品。v企业未接到订单，此项产品便不投入生产，这是和存货生产的主要差异之处。v订货生产并不排斥存货生产的概念，成品虽然没有库存，但有些标准化、标准化的零部件仍然可以有库存，在收到订单之前就投入生产。2 2订货生生产存货生产存货生产VS订货生产订货生产v订货生产订货生产在订货之后进行
8、生产大多是多品种少数量生产每次接受订货都进行设计产品生产周期很长需要很多熟练工人根据生产方案采购材料没有必要储存商品v存货生产存货生产预测之后进行生产大多是少品种多数量生产在一定期间定期进行设计产品的制作期间很短需要很多单一工种的工人根据预测方案采购材料有必要储存商品v 按按专业化及化及标准化程度准化程度可将生产过程结构分为：连续生生产大量生大量生产成批生成批生产单件生件生产大量客大量客户化生化生产工程生工程生产三、生三、生产过程程结构构类型型v1 1连续生生产根据需求而常年无根据需求而常年无间歇性地生歇性地生产产品，从原料投品，从原料投入到入到产品品产出完全自出完全自动化，如化，如炼铜、化工
9、、化工、炼钢等行等行业。v2 2大量生大量生产产品品种比品品种比连续生生产多些，多些，产品数量大。典型的大量品数量大。典型的大量生生产行行业有汽有汽车工工业、电子工子工业等。等。三、生三、生产过程程结构构类型型v3 3批量生批量生产产品的品种品的品种较多，而每个品种的多，而每个品种的产量量较少。有相同或少。有相同或类似的工似的工艺路路线，采用，采用专用用设备，换产时间长，故又，故又称称间歇性生歇性生产。典型的批量生。典型的批量生产如机床制造、如机床制造、轻工工业机械制造行机械制造行业等。由于批量的等。由于批量的规模差异很大，通常又模差异很大，通常又可分可分为大批生大批生产、中批生、中批生产和小
10、批生和小批生产。4 4单件生件生产品种多，品种多，产品数量很少。品数量很少。产品有品有单独的工独的工艺路路线，生，生产技技术准准备工作的工作的时间长。设备和工和工艺装装备都是通用都是通用的，的，设备利用率利用率较低，低，产品生品生产周期周期长，产品成本高。品成本高。像重型机械制造等行像重型机械制造等行业属于属于单件生件生产类型。型。v5 5大量客大量客户化生化生产按照客按照客户个性化需求个性化需求组织生生产，新意在于，新意在于“大量大量两两字字v6 6工程生工程生产产品的体品的体积庞大，一般固定不大，一般固定不动，制造，制造时间长，如船，如船舶、舶、飞机、机、桥梁和高速公路的构件。梁和高速公路
11、的构件。v在机械制造行在机械制造行业中，中，连续生生产和工程生和工程生产很少遇很少遇到，主要需了解大量、成批和到，主要需了解大量、成批和单件三种生件三种生产方式方式的内容和特点。的内容和特点。大量大批大量大批单件小批单件小批一、一、产品品设计和和产品生命周期：品生命周期：1.1.产品品设计两种基型：两种基型：客客户产品品标准准产品品按个性需求来生按个性需求来生产产品，品种多，批量少，品，品种多，批量少，要求按要求按时发货品种少，批量大，要品种少，批量大，要求快速求快速发货和降低成和降低成本本第二第二节产品品设计和生和生产类型的关系型的关系2.2.产品的生命周期：品的生命周期：产品生命周期明显缩
12、短以汽车为例：以汽车为例：19701970年：产品生命周期年：产品生命周期1212年年19801980年：年：4 4年年19901990年：年：1818个月个月现在：？现在：？摩尔定律摩尔定律ITIT行业行业 1965年高登年高登摩尔在电子学杂志摩尔在电子学杂志Electronics Magazine第第114页发表了影响科技页发表了影响科技业至今的摩尔定律：业至今的摩尔定律：比尔比尔盖茨：我离破产只有盖茨：我离破产只有18个月个月!1、集成电路芯片上所集成的电路的数目，每隔、集成电路芯片上所集成的电路的数目，每隔18个月就翻一番个月就翻一番2、微处理器的性能每隔、微处理器的性能每隔18个月提
13、高一倍，而价格下降一倍个月提高一倍，而价格下降一倍3、用一个美元所能买到的电脑性能，每隔、用一个美元所能买到的电脑性能，每隔18个月翻两番个月翻两番本田雅阁Accord1998年第6代 1976年第1代 1982年第2代1990年第4代 1988年第3代1994年第5代 2003年第7代 2007年第8代 1.1.生生产过程的生命周期概述：程的生命周期概述：v将产品生命周期和生产过程生命周期联系起来分析，两者相互影响：产品引入期：批量小，按工品引入期：批量小，按工艺原原则和和订单组织生生产；成成长期、成熟期：批量增加，大量生期、成熟期：批量增加，大量生产，产品品转向向标准准产品品设计，按，按对
14、象原象原则和存和存货组织生生产；衰退期：衰退期：产量逐量逐渐减少，生减少，生产过程批量减少，直至停程批量减少，直至停产。二、生二、生产过程的生命周期程的生命周期2.2.影响生影响生产类型型选择的其他因素：的其他因素：v1多产品；v2生命周期阶段的过渡；v3预测需求量和实际生产量之间的关系。自学自学生生产过程程类型型产品品设计类型型成品成品库存存类型型 生生产系系统定位定位 产品生命周期品生命周期第三第三节生生产系系统定位定位产品品设计和生和生产过程程类型型组合可合可归纳为两种典型方式两种典型方式:策略产品设计 类 型生产组织类型库存类型生产流程类型纯策略客户产品工艺原则订单生产单件、小批生产纯
15、策略标准产品对象原则存货生产大量大批生产1.1.企企业的的绩效指效指标：一、一、产品品生生产过程矩程矩阵v生产柔性快速响应市场需求的能力包括包括产品柔性和品柔性和产量柔性。量柔性。产品柔性：由一种品柔性：由一种产品品转为生生产另一种另一种产品，生品，生产过程程设计要考要考虑较多的通用多的通用设备，多技能工人。，多技能工人。产量柔性：快速增减生量柔性：快速增减生产数量的能力。数量的能力。2.2.生生产柔性的分柔性的分类：除了考虑产品成本和柔性外，还需考虑以下因素：1 1公司的公司的竞争争优势和弱点和弱点具有不同优、劣势的企业在同样的市场环境下应有不同的生产定位，生产定位要结合企业的实际背景，不能
16、说何种类型产品和生产过程绝对好。3.3.生生产系系统定位分析及其影响因素定位分析及其影响因素：2 2行行业性性质小企小企业：一般都采用资金需求小、按订单生产的柔性生产系统，待其产品的生命周期阶段趋于成熟后，则向标准产品、按对象生产开展。技技术含量高的企含量高的企业：生命周期短，资金密集，生产系统必须能迅速形成新产品生产能力，生产柔性要求高，因而这类企业要具备足够的技能高的技术人员和充分的资本。经济分析时考虑的因素投资和成本如生产线投资大，产品生产成本低；单件生产投资小，但产品生产成本高投投资：资金来源和数量是否充足是金来源和数量是否充足是选择生生产过程程类型的首要因素型的首要因素成本：假成本：
17、假设投投资不成不成问题，则要考要考虑年生年生产成本成本 二、二、经济分析分析该图说明，生明，生产类型型选择取决于生取决于生产数量，如生数量，如生产量小于量小于1010万件，万件，单件生件生产形式合理，在形式合理，在1010万万2525万件之万件之间模模块式生式生产合理，合理，产量量大于大于2525万件万件则可采用自可采用自动线。v平衡点分析方法常用来分析和比较不同的生产过程方案，下面通过数字例子说明其在生产类型选择中的应用。如图3-9所示，设有自动装配线A、模块式生产C和单件生产J三个方案，其成本结构如表3-2所示。三、平衡点分析三、平衡点分析类型固定成本年 可变成本VQA1100002C80
18、0004J750005v如产量为10000件，则各种类型生产的年总成本TC=FC+VQ，有：TCA=FCA+VA10000=110000+2*10000=130000TCc=FCc+Vc10000=80000+4*10000=120000TCJ=FCJ+VJ10000=75000+5*10000=125000v单件生产和模块生产的平衡点上：TCJ=TCc，v即75000+5Q=80000+4Q，Q=5000件v说明5000件以下，单件生产方式经济上合理，5000件以上则选用模块式生产。v进而分析模块生产自动线的平衡点TCc=TCA，v即80000+4Q=110000+2Q，Q=15000件。v
19、可见，模块式生产组织适用于500015000件之间，大于15000件则应采用自动线。一、一、单机自机自动化：化：1.机器自动化附件：局部改装成自局部改装成自动装置，装置，节省省时间和人力。和人力。2数控机床：指指带有控制系有控制系统的机床，可的机床，可读出磁出磁带或或计算机存算机存储的的操作指令并按指令完成工序操作。操作指令并按指令完成工序操作。数控机器已广泛数控机器已广泛应用于按工用于按工艺原原则组织的生的生产车间中。中。第四第四节生生产技技术选择是一种可重复是一种可重复编程、多功能的操程、多功能的操纵器，通器，通过各种程各种程度的自度的自动化化动作去移作去移动材料、零件、工具或材料、零件、
20、工具或专门装装置以完成某种操作。置以完成某种操作。机器人的机器人的头脑是微机是微机手臂和手掌，手臂和手掌，传感器使手臂和手掌得以精确定位感器使手臂和手掌得以精确定位可上下、左右、前后移可上下、左右、前后移动可完成送料、取料、可完成送料、取料、焊接、接、喷漆、装配、漆、装配、检验、运、运输等工作。等工作。3工业机器人：v4自动质量控制和检验系统：用来控制用来控制产品品质量、量、测量零件的尺寸和几何精度。量零件的尺寸和几何精度。v5自动识别系统：利用条形利用条形码、磁、磁头和光学和光学识别器来器来传感信息并感信息并输入入计算机，数据从算机，数据从产品、文件、零件和包装箱等品、文件、零件和包装箱等处
21、自自动读出而无需人工。出而无需人工。超市、超市、仓库常用。常用。1、加工自动线：由假设干自动机床联成一体并配备自动化传送和搬运设备。自自动送料、自送料、自动加工、自加工、自动卸料。卸料。这类自自动线属于固定自属于固定自动化或化或刚性自性自动化。化。特点：特点：1 1专为某种零件或某种零件或产品品设计；2 2初始投初始投资大；大；3 3产品柔性差；品柔性差；4 4单位位产品成本品成本较低。低。二、自二、自动化系化系统：v2自动装配线：假假设干自干自动装配机器装配机器+自自动材料装卸材料装卸设备联成系成系统。材料或零部件自材料或零部件自动送到各台机器；送到各台机器；每台机器完成装配工序后即送往下一
22、台机器，直到每台机器完成装配工序后即送往下一台机器，直到产品装配完品装配完毕为止。止。特点：特点：1 1可降低可降低产品成本；品成本；2 2提高提高产品品质量；量；3 3初始投初始投资少；少；4 4不局限于不局限于产量很大的量很大的产品。品。v3柔性制造系统：一一组按次序排列的机器，由自按次序排列的机器，由自动装卸及装卸及传送机器送机器连接接并并经计算机系算机系统集成一体，原材料和待加工零件在零集成一体，原材料和待加工零件在零件件传输系系统上装卸，零件在一台机器上加工完上装卸，零件在一台机器上加工完毕后后传到下一台机器，每台机器接收操作指令，自到下一台机器，每台机器接收操作指令，自动装卸所装卸
23、所需工具，无需工人参与，如需工具，无需工人参与，如图3-103-10所示。所示。特点：特点：1 1初始投初始投资很大很大2 2但但单位成本低位成本低3 3产品品质量高量高4 4柔性程度大。柔性程度大。v4自动存储和检索系统：用来接受生用来接受生产线上有关材料的指令，将材料放置在存上有关材料的指令，将材料放置在存储器中，器中，发送材料到指定工序以及送材料到指定工序以及调整整库存存记录。它由三个主要局部它由三个主要局部组成：成：计算机及通算机及通讯系系统；自自动材料装卸及材料装卸及发送系送系统；仓库存存储和和检索系索系统。v5自动化技术的新开展：CADCAD计算机算机辅助助设计是是计算机运用于交互
24、式工程的制算机运用于交互式工程的制图和和贮存存设计。CAMCAM计算机算机辅助制造是助制造是应用用计算机来安排和控制各个算机来安排和控制各个生生产设备在零件加工中的运作。在零件加工中的运作。CIMSCIMS将企将企业各种各种计算机系算机系统像像CADCADCAMCAM及及财务、营销等等连成一体，成一体，实现企企业全全过程程计算机化的算机化的综合系合系统。v生产过程定位和生产技术选择属于过程规划中的战略性决策，接着要进行生产过程流程设计。v生产过程流程设计一般先画出装配流程装配流程图，然后从产品装配所需的所有零部件中做出“自制或外自制或外购决策决策，再根据自制零件编制出过程流程程流程图和后续的工
25、艺卡等实用的生产文件。v生产过程流程图：确定产品制造程序和路线以及操作顺序。第五第五节装配流程装配流程图1功能：功能：v通常采用装配流程图来形象地表示组、部件及产品装配过程，描述产品的整个装配路线。v对于结构复杂的产品，这种装配图能帮助生产管理方案和控制人员理解和掌握装配过程。装配流程图表示产品装配过程中零件的走向。2 2表示方法：表示方法：v1装配流程图只用两种符号：表示工序；表示检验。v2框内符号表示编号，SA-1表示组装代码，A-1表示总装代码，I-1表示检验代码。v3各代码由上而下，先右后左顺序排号。v4框外文字表示工序和检验的内容，如SA-1为面板组装。v5工序流动过程用垂直线表示，
26、而材料流动用水平线反映，垂直和水平线不可交叉。v6装配流程图中，总装配线画在最右侧，总装配线必然有一个主装件，它是产品装配的载体，其他零件都安装在它上面，零部件按进入总装配线的先后顺序，由右向左排列。1 1、纵向集成度的含向集成度的含义：v纵向集成度表示企业凭自己的生产能力承担的生产环节在生产和配送链中所占比重。v纵向集成度高，说明企业的生产能力强，大局部零部件能够自己加工。第六第六节自制或外自制或外购决策决策v2 2“自制或外自制或外购决策的延伸和开展：决策的延伸和开展：1“自制或外购/外包决策：自制：自制：节约资金，但要求足金，但要求足够的生的生产能力；能力；外包：减少外包：减少库存成本，
27、集中开展企存成本，集中开展企业的核心能力，但的核心能力，但要求建立企要求建立企业间合作合作标准和信用机制。准和信用机制。2“自制或外购/外包决策的因素：a a自制的成本是否小于从供自制的成本是否小于从供给商商处购置的置的费用；用；b b是否有足是否有足够资金金扩充生充生产能力；能力；c c是否具有生是否具有生产这种零件的技种零件的技术能力；能力；d d供供给商提供零件的商提供零件的质量能否有保量能否有保证。v敏捷敏捷竞争争&虚虚拟组织等等趋势外包外包兴起起v敏捷敏捷竞争争agility petition面面对市市场竞争争环境境变化的快速反响能力化的快速反响能力v虚虚拟组织Virtual org
28、anization 企企业伙伴伙伴间的的联盟关系，是一些相互独立的企盟关系，是一些相互独立的企业如如供供给商、客商、客户甚至甚至竞争者通争者通过信息技信息技术连接的接的暂时联盟，盟，这些企些企业在在诸如如设计、制造、分、制造、分销等等领域分域分别为该联盟奉献出自己的核心能力。盟奉献出自己的核心能力。虚虚拟企企业是由一些独立的厂商、是由一些独立的厂商、顾客，甚至同行的客，甚至同行的竞争争对手，通手，通过信息技信息技术连成成临时的网的网络组织，以到达，以到达共享技共享技术，分，分摊费用以及用以及满足市足市场需求的目的。需求的目的。一、一、生生产过程流程程流程图的的绘制：制：1、生产过程流程图的意义
29、：以工序为基础环节，描述产品或单项零部件的生产过程，形象地显示各工序之间的联系、物流的方向和路径，说明作业人员操作内容和方法。第七第七节生生产过程流程程流程图生产过程流程图的基本符号及内容：1基本符号有五种：表示操作表示检验，表示运输，表示等待，表示存储。后三种都属于非生后三种都属于非生产性活性活动，却是生，却是生产过程分析的重程分析的重点，因点，因为分析分析结果果总希望尽量减少等待和存希望尽量减少等待和存贮时间。2表格内容：标题栏-图号、零件名及代号、零件名及代码、产量量产品名、品名、车间名、制名、制图人、人、审批批人及日期等。人及日期等。工作内容工作内容栏描述各工序完成的描述各工序完成的时
30、间和距离；和距离；流程流程栏表示零件物流路表示零件物流路线；汇总栏总计物流物流时间及距离。及距离。工作内容工作内容栏以工序以工序为单位，按照位，按照时间先后先后顺序，填写每个工序的内序，填写每个工序的内容；容；然后在流程然后在流程栏内，内，对每道工序每道工序选定五种符号中的一种，再将每种定五种符号中的一种，再将每种选定符号用粗定符号用粗线连成一体即构成流程成一体即构成流程图；最后填写最后填写汇总表，表，汇总该作作业的各工序次数、所需的的各工序次数、所需的时间、物流距、物流距离。离。如果用来分析改如果用来分析改进后的生后的生产过程流程，程流程，则要和原有要和原有过程相比程相比较，注，注明改明改进
31、后的效果。后的效果。1目的：用来分析并用来分析并选择出合理的生出合理的生产过程流程。程流程。流程流程图的分析改的分析改进技技术可可归结为“八字八字诀，即，即“取取消、合并、重排、消、合并、重排、简化化，亦即称，亦即称ECRSECRS原原则，因，因为此四此四项措施的英文名措施的英文名词为EliminateEliminate，binebine，RearrangeRearrange，SimplifySimplify。而。而实现此八字此八字诀可通可通过一系一系列提列提问来到达，即来到达，即“6W6W或或“5W1H5W1H技技术，如表，如表3-43-4所所示示-二、运用二、运用过程流程程流程图的目的及作
32、用的目的及作用2过程重组BPR：一般可按以下步一般可按以下步骤进行。行。1 1行行动背景背景说明。明。行动必要性的说明。行动目的说明将到达何种绩效指标。2 2辨辨识待重待重组的的过程。程。重重组对象并非企象并非企业的所有生的所有生产过程。可以通程。可以通过一些提一些提问来来选定待重定待重组的的过程。程。v3“使能因素筛选。“使能使能因素指因素指过程重程重组中能借以到达中能借以到达绩效目的的因素。如信息效目的的因素。如信息技技术、自、自动化技化技术等。等。v4现有系统诊断：诊断就是断就是对现状作出状作出评价并指出价并指出问题所在。生所在。生产过程中的各种作程中的各种作业可分可分为三三类：增：增值作作业，即客，即客户愿意愿意为此付价的作此付价的作业；不增；不增值作作业，对客客户来来说并无价并无价值，但，但为了了实现增增值作作业还需要需要这些不些不增增值作作业；空耗作；空耗作业，既不增，既不增值，又不起促，又不起促进作用。作用。v5过程重新设计。过程重新程重新设计是个是个创造性思造性思维过程，并非完全靠程，并非完全靠逻辑推理、推理、标准程序就可以做到的。在此准程序就可以做到的。在此过程中，程中，现行行规章制度、方法和章制度、方法和观念念应暂时搁在一在一边，但也仍可找到，但也仍可找到过程重新程重新设计所所应遵循的一些原遵循的一些原则。