生产与运营系统设计实用教案

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1、2.1 生产能力(shn chn nn l)决策生产能力的概念 生产能力是一个系统在特定时间内（年、日、轮班）可能达到的最大产出数量 。制造企业生产能力主要取决于生产性固定资产及技术组织条件(tiojin)；服务企业除取决于设备能力外还取决于人力的大小。第1页/共77页第一页，共77页。2.1 生产能力(shn chn nn l)决策最大能力(nngl)-技术上的最大除正常维修、保养外，设备连续运转的产出能力(nngl)-应急措施正常能力(nngl)-经济上的最大合理的人员、时间安排下设备的最大产出能力(nngl)第2页/共77页第二页，共77页。战略性能力计划-能力决策的重要性 - 生产能力

2、不足-丧失商业机会；生产能力利用不足-增大成本 - 企业资本密集型资源(zyun)生产能力水平的选择，对企业的响应速度、成本结构、库存政策和管理方式产生关键影响第3页/共77页第三页，共77页。生产能力决策原则-需求决定供给(gngj) 生产能力规划受多因素影响：需求、竞争要求（竞争战略理论）、规模经济性。 决策原则：根据市场供需的变化趋势及产业发展周期的预测，合理进行能力决策-第4页/共77页第四页，共77页。 产业成长期-积极策略（总供给潜在需求） 按（市场）实际规模规划生产能力，达到产业经济规模时，采取外包、外协扩大(kud)产能，以保持生产能力柔性第5页/共77页第五页，共77页。规模

3、经济性(Economies of Scale)与学习曲线随着工厂的规模和产量的增长，单位产出平均成本趋向下降(xijing)-规模经济性两种学习效应个人学习组织学习（管理方面的学习）第6页/共77页第六页，共77页。第7页/共77页第七页，共77页。 学习曲线（经验(jngyn)曲线）-发现于飞机制造业：产量增加一倍时，所需生产时间就减少20%第8页/共77页第八页，共77页。 绘制(huzh)学习曲线xnkYbbnKYxKxYxxnxlnlnln2ln/ln产品(chnpn)单位数生产第 x单位产品(chnpn)所需的直接工时生产第一件产品所需的直接工时b-学习率,反映学习效应。学习率越高，

4、规模效应越不明显（产量加倍时，单位成本下降的幅度）第9页/共77页第九页，共77页。 学习曲线的运用 -帮助企业准确估计合理规模，制定最佳能力计划-适度规模（例2-3P.47-48）； -行业主导企业利用学习曲线可加大行业新入者的风险，阻止竞争 -帮助企业估计成本降低的可能性，制定产品的成本计划及价格预测（例2-2P.46-47） -基于学习曲线改进(gijn)个人绩效目标 第10页/共77页第十页，共77页。生产能力决策(juc)的方法-决策(juc)树法 (P. 50例2-4)考虑资金的时间价值NPV法和内含报酬率法 (Internal Rate of Return, IRR )nnjnj

5、iFiiAiA)11()1 (1)11(1)(年金折现终值折现第11页/共77页第十一页，共77页。2.2 服务(fw)能力规划服务能力对时间和地点的依赖性时间 - 服务不能储存起来供以后之用地点 - 服务场所必须靠近(kojn)顾客，单一场所的服务能力不可能很大服务质量与能力利用率-经验表明，服务能力一般利用到最大能力的70%为宜第12页/共77页第十二页，共77页。服务能力的扩张-选择单一维度（多场所、多元化）扩张：通过多场所的方式扩张服务能力连锁经营-特许(t x)经营创业阶段成长阶段连锁经营-特许(t x)经营阶段大多数试图既增加新业务，又向外扩展的企业都归于失败成熟阶段第13页/共7

6、7页第十三页，共77页。驾驭(jiy)运营复杂性的能力“百慕大”三角(snjio)销售(xioshu)收入高低高低高低运营复杂性运营绩效创业期多场所扩张期成长期成熟期多场所单一场所单项服务多样化服务连锁餐馆连锁旅馆轿车租赁航空公司专用品店干洗店餐馆音像制品店百货商店银行医院旅游胜地大学服务成长矩阵运营复杂性多服务场所的合理化时间第14页/共77页第十四页，共77页。2.3 选址(xun zh)决策设施选址的目标：制造业的选址目标：成本(chngbn)最小化；服务业的选址目标：收益最大化。第15页/共77页第十五页，共77页。选址决策的影响因素制造业设施选址的影响因素：交通运输条件：是否靠近运输

7、线；是否接近市场-提高产品投放速度、降低运输成本；是否接近原材料供应地-形成(xngchng)产供销一条龙；（两项运费占总收入25%）第16页/共77页第十六页，共77页。零部件供给条件：与外协厂家的相对位置（汽车城：美国底特律、日本丰田市）；劳动力供给条件：成本、质量（熟练技能）及可获得性、文化（性格特点、宗教信仰）；（加拿大木质品制造公司的选址(xun zh)：密西西比州图泊洛全球木制品制造基地）基础设施条件：水、电、气、通讯、三废处理要求，第17页/共77页第十七页，共77页。政策、法规条件：经济特区、开发区、低税率国家；气候条件：温度、湿度、气压（联邦捷运小件包裹(bogu)轴心辐射配

8、送系统的选址：田纳西州孟菲斯）；第18页/共77页第十八页，共77页。可扩展性：地质情况：平整度、载重(zizhng)能力、地下水位；周围环境：技术依托、生活条件第19页/共77页第十九页，共77页。服务业选址的影响因素：消费者的购买力；人口情况（客流量大小(dxio)、年龄结构、消费习惯）；竞争对手的选址（集聚效应）第20页/共77页第二十页，共77页。设施(shsh)选址的分析方法单一设施选址-加权评分法 独立的选择一个新的设施地点，其运营不受现有设施网络的影响 网络设施选址（多点布局问题）-线性规划法（运输模型-表上作业法）企业拥有多处设施，彼此间运营不是独立，选址须综合考虑各设施间的运

9、输、不同设施间工作任务的分配、生产能力的确定等问题才能(cinng)使整个设施网络的生产运作效果最优。第21页/共77页第二十一页，共77页。选址的分析方法 : 加权评分法 重心法 盈亏平衡(pnghng)分析法 回归分析法第22页/共77页第二十二页，共77页。加权评分(png fn)法（P.57表2-3）确定影响因素和因素的度量等级标度(bio d)和分数（一般采用5级标度(bio d)：很差1、较差2、一般3、较好4、很好5）；确定每个影响因素的权数，并归一化处理；按度量等级标度(bio d)对候选地址的各影响因素评分；求各候选地址评分的加权平均值；总分最高者为优选地址。第23页/共77

10、页第二十三页，共77页。重心(zhngxn)法适用范围 生产成本中运输费用所占比重较大的设施选址(xun zh)(如：分配中心)基本原理 使主要原材料或货物总运量距离（总负荷）最小方法特点 较快得到相对较优的选址(xun zh)，但不一定是最优选址(xun zh)第24页/共77页第二十四页，共77页。方法步骤 1.按公式计算重心，以重心为所选位置计算总负荷: 2.计算重心上、下、左、右临近点的总负荷，与重心的总负荷相比较(bjio)，取最小者为新的重心位置。3.重复第二步，直到找不出新的重心 ，最后的重心即为所选位置。niiniiiniiniiiQyQyQxQx110110/)(/)(第25

11、页/共77页第二十五页，共77页。案例：某折扣百货商店在芝加哥、匹兹堡、纽约、亚特兰大都设有分店，其分布(fnb)如图示。各分店的商品需求率为：2000车/月， 1000车/月， 1000车/月， 2000车/月。由于仓库小且过于陈旧，公司决定寻找一个中心地址建立一个新的仓库。第26页/共77页第二十六页，共77页。Cx=(30 x2000+90 x1000+130 x1000+60 x2000)/6000=66.7Cy=(120 x2000+110 x1000+130 x1000+40 x2000)/6000=93.3俄亥俄州中部(zhn b)：哥伦布城第27页/共77页第二十七页，共77页

12、。盈亏(yngku)平衡分析法原理：通过(tnggu)定义可变成本和不变成本，计算多个选址方案的总成本，选取成本最小的作为最终选址。第28页/共77页第二十八页，共77页。案例：某汽车制造商考虑(kol)在三个地点：阿克伦、鲍灵格林和芝加哥中选一个作为其预期生产规模2000辆的新厂厂址。成本研究资料表明：三个地址的年固定成本分别是￥30，000，￥60，000和￥110，000；单位产品可变成本分别是￥75，￥45，￥25，预期售价￥120。第29页/共77页第二十九页，共77页。第30页/共77页第三十页，共77页。结论：预期产量(chnling)2000辆时，在鲍灵格林建厂总成本最小。年预

13、期利润：￥90，000。第31页/共77页第三十一页，共77页。回归(hugu)分析法旅馆选址(xun zh)（通过回归法建立旅馆选址(xun zh)模型并预测选址(xun zh)的有效性）。案例：心族旅馆集团总部设在北京，是一家中等价格的连锁酒店集团，在全国共有150家连锁旅馆，主要为经常性的商业旅行服务。第32页/共77页第三十二页，共77页。拟定选址的影响因素：四类指标35个独立自变量。 竞争性指标：临近地区旅馆里的房间数（服务能力）、平均房租水平； 需求吸引力指标：地区性的吸引消费者的设施：办公楼、医院、商场等； 人口统计(rn ku tn j)指标：地区人口量、失业率等； 市场灵敏度

14、指标：地区内小旅馆的数目、进入的难易程度、信息的透明度等。第33页/共77页第三十三页，共77页。回归分析影响因素的重要性： Y-利润(lrn) X1-旅馆价格 X2-收入水平中位数 X3-旅馆附近的本地人数 X4-附近的大学位置 Y=a+b1X1+b2X2+b3X3+b4X4；R2=51%预测选址的有效性第34页/共77页第三十四页，共77页。网络设施选址线性规划(xin xn u hu)法（运输模型） 企业拥有多处设施，彼此间运营不是独立，选址须综合考虑各设施间的运输、不同设施间工作任务的分配、生产能力的确定等问题才能使整个设施网络(wnglu)的生产运作效果最优。 这类设施的选址决策和生

15、产能力决策往往相联系，主要按使总生产成本和运输成本最低的原则来布局。此类选址决策问题称为多点布局问题（网络(wnglu)设施选址），解决方法是线性规划法（表上作业法）第35页/共77页第三十五页，共77页。网络设施(shsh)选址要考虑三个问题： 新设施(shsh)位置； 添加新设施(shsh)后整个网络的工作任务分配； 新设施(shsh)的生产能力。第36页/共77页第三十六页，共77页。网络设施选址方法（多点布局问题）-线性规划(xin xn u hu)法 在新设施位置和设施生产能力给定的条件下用运输模型求出最优运输方式，再对位置和能力两因素变量进行多种组合，在每种组合下分别用上述方法，寻

16、求最优的运输方式和最优位置。第37页/共77页第三十七页，共77页。2.4 设备(shbi)布置 研究在生产或工作场所（如：工厂、车间、办公室、仓库等），如何合理布置各种设施（指需占据空间的任何实体，包括人、机器(j q)、工作台、通道、桌子、储藏室、工具架等），使物流和业务流顺畅流动，快速通过系统，缩短运输距离，减少在制品存放、提高生产和服务效率。第38页/共77页第三十八页，共77页。设备布置原则及类型设备布置原则及类型工艺工艺(gngy)专业化原则专业化原则工艺工艺(gngy)布置布置 ( Process layout 工艺工艺(gngy)导向型布置导向型布置) 将相近的设备或功能单元布

17、置在一将相近的设备或功能单元布置在一起起产品（对象）专业化原则产品（对象）专业化原则-产品布产品布置置 （Product layout 产品导向产品导向型布置型布置)设备和工序按产品加工的相继步骤设备和工序按产品加工的相继步骤安排安排第39页/共77页第三十九页，共77页。设备布置原则及类型设备布置原则及类型成组单元布置成组单元布置 ( Group technology, cellular layout )-混合型布局混合型布局(bj)按照产品或零件形状和加工工艺的按照产品或零件形状和加工工艺的相似性分组，将不同种类的设备布相似性分组，将不同种类的设备布置在一个单元内，完成一族相似零置在一个单

18、元内，完成一族相似零件的加工件的加工定位布置定位布置 ( Fixed-position layout )-固定布局固定布局(bj)产品不动，加工设备围绕产品移动产品不动，加工设备围绕产品移动第40页/共77页第四十页，共77页。工艺工艺(gngy)布置布置适用范围适用范围:处理多品种、小批量的处理多品种、小批量的产品或服务。如产品或服务。如,医院、餐厅医院、餐厅 优点：优点：通用型设备按生产工艺类型安排，通用型设备按生产工艺类型安排，利用率较高；利用率较高；产品结构柔性强；产品结构柔性强；有利于提高员工专业技能，技术有利于提高员工专业技能，技术(jsh)管理简单。管理简单。第41页/共77页第

19、四十一页，共77页。工艺工艺(gngy)布置布置缺点：缺点：在制品多；在制品多；每种产品有不同的作业顺序，运每种产品有不同的作业顺序，运输路线输路线(lxin)复杂；复杂；生产周期长。生产周期长。 第42页/共77页第四十二页，共77页。主要问题和目标 -对每种产品进行不同的物料流管理（使零件和人员流动较多的部门位置相邻），以降低(jingd)物料运送费用。第43页/共77页第四十三页，共77页。第44页/共77页第四十四页，共77页。产品产品(chnpn)布置布置适用范围：处理单品种（相似程度适用范围：处理单品种（相似程度(chngd)高，少变化的产品）高，少变化的产品） 、大、大批量产品如

20、：电视机、冰箱、汽车轮批量产品如：电视机、冰箱、汽车轮胎等胎等优点：优点： 布置简单（按加工顺序布置）；布置简单（按加工顺序布置）； 运输距离短，物流简单，生产周期缩运输距离短，物流简单，生产周期缩短短-短周期；短周期； 在制品、存货较少在制品、存货较少-低库存；低库存； 培训、监督员工更容易，作业管理简培训、监督员工更容易，作业管理简单。单。第45页/共77页第四十五页，共77页。产品产品(chnpn)布置布置缺点：缺点：设备利用率较低（专用设备）；设备利用率较低（专用设备）； 任何一处停顿都会使生产陷任何一处停顿都会使生产陷于瘫痪，可靠性低；于瘫痪，可靠性低； 产品产品(chnpn)结构柔

21、性差。结构柔性差。第46页/共77页第四十六页，共77页。主要问题和目标主要问题和目标 安排在制品从一个工序安排在制品从一个工序到下一个工序，寻找最佳到下一个工序，寻找最佳(zu ji)的人员和机器利用，使生产的人员和机器利用，使生产线或装配线的不平衡减至最小。线或装配线的不平衡减至最小。第47页/共77页第四十七页，共77页。第48页/共77页第四十八页，共77页。成组单元成组单元(dnyun)布置布置适用范围：多品种小批量的成组生产方适用范围：多品种小批量的成组生产方式。式。 对零部件按相似性分组后，将不同对零部件按相似性分组后，将不同种类设备按一族零部件的典型工艺路线种类设备按一族零部件

22、的典型工艺路线顺序布置在一个单元内，完成一族相似顺序布置在一个单元内，完成一族相似零件的加工。零件的加工。优点：兼具低成本（符合对象专业化原优点：兼具低成本（符合对象专业化原则）高柔性（加工顺序可根据零件族的则）高柔性（加工顺序可根据零件族的内部内部(nib)差异在组内灵活安排，符差异在组内灵活安排，符合工艺专业化原则）。合工艺专业化原则）。 第49页/共77页第四十九页，共77页。第50页/共77页第五十页，共77页。定位定位(dngwi)布局布局适用范围适用范围: : 加工对象难移动、件加工对象难移动、件数少、时间长的大型项目布局，如：数少、时间长的大型项目布局，如：轮船、建筑物、高速公路

23、、桥梁、轮船、建筑物、高速公路、桥梁、石油钻井等的布局。石油钻井等的布局。 优点：加工对象移动较少，节省运优点：加工对象移动较少，节省运费费(yn fi)(yn fi)。缺点：不适应大批量生产，作业程缺点：不适应大批量生产，作业程序化、标准化程度低。序化、标准化程度低。 第51页/共77页第五十一页，共77页。工艺布置的常用方法工艺布置的常用方法- -活动相关图法活动相关图法案例：某机械厂的一个车间，生产各案例：某机械厂的一个车间，生产各种种( zhn)( zhn)小型金属零件，其设备小型金属零件，其设备大都为通用机械，拟对现有设施布置大都为通用机械，拟对现有设施布置进行改造。进行改造。第52

24、页/共77页第五十二页，共77页。一、汇集有关一、汇集有关信息信息(xnx)和和数据：数据：1、经济活动、经济活动单元与各单元单元与各单元所需面积：所需面积：第53页/共77页第五十三页，共77页。2、各单元间的相互关系-活动(hu dng)关系图：物料从至表：第54页/共77页第五十四页，共77页。相关程度相关程度(chngd)分类表：分类表：第55页/共77页第五十五页，共77页。3 3、其它约束信息：、其它约束信息：单元单元3 3须保持原位，因靠近轨道须保持原位，因靠近轨道（厂内小火车）；（厂内小火车）；单元单元4 4位置不变，因移动位置不变，因移动(ydng)(ydng)预算过大。预算

25、过大。第56页/共77页第五十六页，共77页。4、车间(chjin)可用的总面积（90mx60m）和原有布局：原有布局成本=d12x20+d14x20+d16x80+d23x10+d25x75+d34x15+d36x90+d45x70=3x20+2x20+2x80+2x10+2x75+1x15+3x90+1x70=785第57页/共77页第五十七页，共77页。二、改变二、改变(gibin)(gibin)后的布局与布局成后的布局与布局成本：本：现有方案成本现有方案成本=d12x20+d14x20+d1=d12x20+d14x20+d16x80+d23x10+d25x76x80+d23x10+d2

26、5x75+d34x15+d36x90+d5+d34x15+d36x90+d45x7045x70=1x20+1x20+1x80+3=1x20+1x20+1x80+3x10+1x75+1x15+1x9x10+1x75+1x15+1x90+1x700+1x70=480=480第58页/共77页第五十八页，共77页。三、做出最终详细方案三、做出最终详细方案(fng (fng n)n)：按每个单元的实际面积和形状做按每个单元的实际面积和形状做出详细布置，包括必要的通道、出详细布置，包括必要的通道、走廊、休息场所等周边空间（占走廊、休息场所等周边空间（占单元全部空间的单元全部空间的25%25%）第59页/

27、共77页第五十九页，共77页。2.5 2.5 流水线的组织流水线的组织(zzh)(zzh)和平面布置和平面布置流水线流水线劳动对象按一定工艺路线，顺序劳动对象按一定工艺路线，顺序通过各工位，并按一定节拍完成通过各工位，并按一定节拍完成作业的连续重复生产作业的连续重复生产(shngchn)的一种生产的一种生产(shngchn)组织形式。组织形式。第60页/共77页第六十页，共77页。流水线的分类：流水线的分类：按生产对象的移动方式：固定按生产对象的移动方式：固定(gdng)、移动流水线移动流水线按生产对象的数目：单一、多对象流水按生产对象的数目：单一、多对象流水线（可变流水线：固定线（可变流水线

28、：固定(gdng)成批轮成批轮番生产几种产品；混合流水线：同时生番生产几种产品；混合流水线：同时生产几种产品）产几种产品）按生产过程的连续程度：连续、间断流按生产过程的连续程度：连续、间断流水线水线按流水线节拍的确定方法：强制、自由按流水线节拍的确定方法：强制、自由节拍流水线节拍流水线按产品运输方式：无、有专用运输设备按产品运输方式：无、有专用运输设备流水线流水线按流水线及机械化程度：自动化、机械按流水线及机械化程度：自动化、机械化、手工流水线化、手工流水线第61页/共77页第六十一页，共77页。装配线的平衡问题装配线的平衡问题 (P.71)- (P.71)-工序同工序同期化期化节拍节拍 (

29、Pace, cycle time ) ( Pace, cycle time )的概的概念念(ginin)(ginin)：装配线上相继出产两件相同产品的装配线上相继出产两件相同产品的一致的时间间隔一致的时间间隔给定流水线节拍，求使流水线所需给定流水线节拍，求使流水线所需工位数量最少的任务分派方案工位数量最少的任务分派方案给定工位数量，求使流水线节拍最给定工位数量，求使流水线节拍最小化的任务分派方案小化的任务分派方案第62页/共77页第六十二页，共77页。工序同期化：通过技术组织措施工序同期化：通过技术组织措施(cush)来调整流水线的工序时间定来调整流水线的工序时间定额，使他们等于流水线节拍或与

30、节拍额，使他们等于流水线节拍或与节拍成整倍数关系。它是提高设备负荷，成整倍数关系。它是提高设备负荷，提高劳动生产率和缩短产品生产周期提高劳动生产率和缩短产品生产周期的重要手段，也是组织连续流水线的的重要手段，也是组织连续流水线的必要条件。必要条件。粗略同期化：工序分解后重新组合成粗略同期化：工序分解后重新组合成新工序。新工序。精确同期化：改进设备与操作方法，精确同期化：改进设备与操作方法，提高生产率，缩短过长的工序时间。提高生产率，缩短过长的工序时间。修改节拍修改节拍:取各工序单件时间中最大值取各工序单件时间中最大值为实际节拍。为实际节拍。第63页/共77页第六十三页，共77页。装配线平衡的步

31、骤装配线平衡的步骤1. 作业分解和描述任务的先后顺序作业分解和描述任务的先后顺序先后顺序图先后顺序图 (Precedence Graph) 2. 确定装配线的节拍确定装配线的节拍(jipi)C3. 计算装配线上需要的最少工位数计算装配线上需要的最少工位数NminC = 每日有效(yuxio)工作时间每日产品产量iitNCtNmin工位数任务(rn wu)时间第64页/共77页第六十四页，共77页。4. 选择任务分派规则主规则 最少前道任务法 最多后续任务法副规则 最长任务时间(shjin)优先第65页/共77页第六十五页，共77页。5. 组织工位保证各任务（作业(zuy)元素）之间的先后顺序关

32、系每个工位分配到的任务时间之和不能大于节拍各工位的单件作业(zuy)时间应尽量相等或接近节拍应使工位数量尽量少第66页/共77页第六十六页，共77页。6. 计算装配线的负荷系数 （0.75）;平衡(pnghng)损失系数BD1,BDCNti第67页/共77页第六十七页，共77页。 案例：工厂(gngchng)每天的开工时间是8小时，要求每天的产出量是40台复印机，试进行装配线平衡。 装配线平衡的步骤 1. 作业分解和描述任务的先后顺序 先后顺序图 (Precedence Graph) 第68页/共77页第六十八页，共77页。为了将总装配时间为66分钟的静电复印机的生产(shngchn)过程表示

33、成顺序图，下表给出了任务、装配时间和生产(shngchn)顺序。第69页/共77页第六十九页，共77页。生产(shngchn)顺序图：第70页/共77页第七十页，共77页。2. 确定(qudng)装配线的节拍 =8x60/40=12分钟/台C = 每日有效工作(gngzu)时间每日产品产量第71页/共77页第七十一页，共77页。3. 计算( j sun)装配线上需要的最少工位数 =66/12=5.5=6个工作站 iitNCtNmin工位数任务(rn wu)时间第72页/共77页第七十二页，共77页。4. 选择任务分派规则主规则 最少前道任务法 最多后续任务法副规则 最长任务时间优先5. 组织工

34、位-保证各任务（作业元素）之间的先后顺序关系-每个工位分配到的任务时间之和不能大于节拍-各工位的单件作业时间应尽量相等或接近(jijn)节拍-应使工位数量尽量少第73页/共77页第七十三页，共77页。第74页/共77页第七十四页，共77页。6. 计算装配线的负荷系数(xsh) （平衡效率）1,BDCNti=66/6x12=91.7%第75页/共77页第七十五页，共77页。装配线的平面布置原则：使设备、工具、运输装置、操作工人有机结合，合理安排工位-使在制品运输路线最短-方便(fngbin)工人操作-充分利用生产面积第76页/共77页第七十六页，共77页。感谢您的观看(gunkn)！第77页/共77页第七十七页，共77页。