内容发布更新时间 : 2024/5/18 6:10:26星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
第三章 生产系统设计
学时数：10
教学目的与要求：了解产品开发、工艺设计和技术选择，生产服务设施选址，生产服务设施布置，岗位设计和工作测量的方法步骤。
重点与难点：工艺设计和技术选择，生产服务设施选址，生产服务设施布置，岗位设计 教学内容： 3.1、生产过程
一、概念
1、生产过程的概念 生产过程是指从原材料投入到产品出产的整个过程。 2、生产过程的组成
3、影响生产流程设计的因素
产品/服务需求性质 从需求的品种、数量、季节波动性等
方面考虑对生产能力的影响，从而决定选择哪种类型的生产流程。
自制—外购决策本企业的生产流程主要受自制件的影响。自制件种类越多，批量越大，对生产系统的能力和规模要求越高，不仅投资高，生产准备周期也长。只抓关键零件的生产和整机产品的装配。 生产柔性 品种柔性是指生产系统从生产一种产品快速地转换为生产另一种产品的能力。（多品种中小批量生产）。 产量柔性是指生产系统快速增加或减少所生产产品产量的能力。（产品需求量波动较大或产品不能依靠库存调节供需矛盾）
接触顾客的程度 顾客是生产流程的一个部分
二、生产过程的组织
1、合理组织生产过程的基本要求
a、连续性 物料在生产过程中始终处于连续不停的运动之中，不出现或少出现不必要的中断、停顿或等待的现象。（时间/空间）
b、平行性 物料在生产过程实行平行交叉作业。
平行作业是指相同的零件同时在数台相同的设备上加工。交叉作业是指一批零件在上道工序未完成时，将已完成加工的部分零 件转道下道工序加工。 c、比例性 生产过程各阶段、各工序之间在生产能力上要保持一定的比例性。比例性遭到破坏，生产过程会出现瓶颈，影响到整个过程的效率。
d、均衡性 在生产过程的各个阶段都要保持按计划有节奏、均衡的进行。要求在相等的时间间隔内生产相等或递增数量的产品。
e、准时性 在生产过程各阶段、各工序都按后续阶段和工序的需要生产。
2、生产过程组织的原则
a、工艺专业化原则 是指按照不同的工艺性质分别建立工艺专业化的生产单位。
b、对象专业化原则 把加工对象的全部或大部分工艺过程集中在一个生产单位中，组成以产品或零件、部件、零件组为对象的专业化生产单位。
c、混合原则
三、生产流程选择决策 1、产品—流程矩阵
2、生产流程选择与费用
3、经营杠杆：成本函数与销售收入函数间的夹角 本次课小结：
介绍了生产过程的概念、生产过程的组成和影响生产流程设计的因素，讲解生产过程的组织和生产流程选择决策。本节内容为学生建立生产过程的基本感念很有帮助。
练习题：
试述生产过程的组成和影响生产流程设计的因素并举例说明？ 3.2、产品开发
一、产品的选择及其影响因素
1、 产品选择 是指根据市场行情筛选那些能够顺应和满足顾客需求的产品和服务，同时又能够为企业创造利润并保持竞争优势得以继续发展的策略。 2、产品选择应考虑因素：
二、产品寿命周期 三、产品战略的制定 1、产品寿命周期预测
2、产品进入和占有市场的时机分析
四、现代企业的研究与开发（Research and Development，简称R&D) 1、个性化定制生产
2、研究与开发
内容：基础研究、应用研究、技术开发研究
五、新产品开发
六、并行工程——产品开发组织的趋势 1、串行的产品开发方法
缺陷：开发周期长，效率低，各部门缺乏应有的合作。
2、并行的产品开发方法
并行工程是对产品及其相关过程，包括制造过程和支持过程，进行并行、一体化设计的一种系统化的方法。
本次课小结：
产品开发是制定生产计划的基础，通过本节内容的学习使学生掌握产品开发的概念和基本方法。本节内容丰富、学生反映良好。 练习题：
请描述产品开发的过程，并结合实际产品给出具体开发方案？ 3.3、生产及服务设施选址
一、选址的重要性、难度和原则 二、选址的重要影响因素 三、选址的一般步骤
确定选址总体目标。如，产品、成本、质量、市场等。收集生产过程系统与厂址选择相关的资料（如生产规模， 产 品方向，工艺要求等） 。 收集备选选址层次的相关资料。 综合分析评价，选定地点。
四、选址的方法
即使有比较完善的评价模型,由于数据资料的不准确,也不会得出正确的结果。由于计算复杂,很多组合优化问题已被证明是不可能在常规时间范围内找到最优解的。对于选址，很难找到一个最佳的评价方法或模型。常用的有量本利分析法、因素评分法、最少设施（服务量多）法、线性规划运输问题解法及仿真法。
3.4、生产及服务设施布置
一、布置决策
生产和服务设施布置是指合理安排企业或组织内部各个生产作业单位和辅助设施的相对位置与面积以及车间内部生产设备的布置。
1、布置的目标
应满足工艺流程设计的要求,并有助于最大限度的提高生产率,尽量减少迂回、停顿和搬运。 2、影响企业生产单位构成的因素 产品结构和工艺特点，企业的专业化和协作化水平，生产单位的专业化原则
企业的生产规模
二、典型布置形式 1、固定式布置 2、按产品布置
3、按工艺过程布置 4、按成组制造单元布置 三、布置设计 1、物料运量图法:按照生产过程中的流向及生产单位之间运输量布置作业车间及各种设施的相对位置。
步骤一、统计车间间物料流量，绘制物料运量表。
步骤二、优先安排运量最大的车间，然后将与它流量最大的靠近布置，以此类推。 步骤三、最后，考虑其它因素进行改正和调整。
2、作业相关图法
根据各部门之间的活动关系密切程度布置其相互位置。 步骤四画出X关系图 步骤五安置各部门
3、从—至（From—to）表法
是利用从—至表列出设施间的相对位置，寻找物料总运量最小的布置方案的方法。比较适合于多品种、小批量生产的情况。
（1）选择典型零件，制定典型工艺路线，确定设备 （2）制定初始方案，统计设备间移动距离
（3）确定零件在设备间的移动次数和单位运量成本 （4）用实验法确定最满意的方案
4、仓库布置
原则: 在充分利用存储空间的同时维持尽可能低的物料运送成本。
等面积存储法则：在各储货区面积相等时，将各储货区按搬运次数排序，搬运次数最多的布置在离进出口最近的地区。
非等面积存储法则：在各储货区面积不相等时，按搬运次数与所占用面积之比值排序，该比值最大的布置在离进出口最近的地区。
5、 新设备的布置问题 本次课小结：
本次课为难点内容，结合案例并多次提问，加深学生的理解。 练习题：
生产设施选址的一般原则与步骤是什么？ 3.5、流水生产的组织设计
一、流水生产的发展过程 二、流水生产的特征和形式
流水生产是指劳动对象按照一定的工艺路线顺序的通过各个工作地，并按照统一的生产速度（节拍）完成工艺作业的连续的重复的生产过程。 1、特征：
工作地的专业化程度高，流水线上固定生产一种或相似的几种制品，每个工作地上固定完成一道或几道工序。
具有明显的节奏性
各工序的生产能力平衡或成比例
工艺过程封闭、生产对象在工序间单向移动 生产过程具有高度的连续性
2、形式
按生产对象的移动方式：固定流水线和移动流水线 按生产对象的数目：单品种流水线和多品种流水线，
多品种流水线按产品的轮换方式：可变流水线和混合流水线 按连续程度：连续流水线和间断流水线
按节奏性程度：强制节拍流水线、自由节拍流水线和粗略 节拍流水线
按机械化程度：手工流水线、机械化流水线和自动线
三、组织流水生产的必要条件
1、品种稳定单一，产量足够大，单位劳动量大。 2、产品结构和工艺相对稳定 。 3、工艺过程工序的可重构性。
4、厂房和生产面积适合安装流水线。
流水线设计的内容：
技术设计：工艺路线、设备、运输装置等的设计。
组织设计：节拍确定、设备需要量和负荷的计算、工序同期化设计等。
四、单一品种流水线的设计 1、确定流水线的节拍
节拍是指流水线上连续出产两个相同制品之间的时间间隔。它决定了流水线的生产能力、生产速度和效率。 确定节拍的依据是计划期的产量和有效工作时间。
节奏：如果R很小，且体积重量也很小，不适于按件传递，则可以实行批传递。顺序出产相邻两批同样制品之间的时间间隔就称为节奏。
2、工序同期化
工序同期化是指通过各种可能的技术、组织措施来调整各工作地的单件作业时间，使它们等于流水线的节拍或者与流水线节拍成倍比关系。
3、计算设备数量和设备负荷系数 4、计算工人人数
5、计算工作地时间损失系数εL，平滑系数SI
6、设计运输工具 7、流水线的平面布置
五、多品种流水线的组织设计 1、多品种可变流水线的组织设计 多品种可变流水线的特征：
①成批轮番生产多种产品，更换产品时，需调整，但调整不大。 ②每种产品在流水线所有工序上的设备负荷系数应大致相同。
③整个计划期内成批轮番的生产多种制品，但在计划期的各段时间内只生产一种制品。 步骤一、流水线节拍的计算 可变流水线节拍应分别按每种制品计算。
设某种可变流水线加工A、B、C三种零件，其计划年产量分别为NA、NB、NC；流水线上加工各零件的单件时间定额为TA、TB、TC。
有两种方法计算节拍：
①代表零件法：在流水线所生产的制品中选择一种产量大、劳动量大、工艺过程复杂的制品为代表产品，将其它产品按劳动量换算为代表产品的产量，尔后以代表产品来计算节拍。
2、多品种混合流水线的组织设计
本次课小结：本节内容是本章的重点和难点，讲解过程中结合案例详细讲解，并让学生做课堂练习以加深印象。 练习题：
假设某流水线的节拍为8分钟，由13道小工序组成，单位产品的总装配时间为52分钟，各工序之间的装配顺序和每道工序的单件作业时间如图。1）进行工序同期化？2）计算总设备负荷系数？3）假设每人看管一台设备，共需要多少名工人? 3.6、工作设计与工作测量
一、工作设计
1、工作设计和工作测量的基本概念 生产率及影响因素
①生产率是指生产系统输出的产品或服务与生产这些产品或提供这些服务所消耗资源之比。 生产率=系统输出的产品或服务/使用的资源
②影响因素：
技术因素(生产技术、装备等) --“硬因素”
作业者行为因素(人的生产作业行为状态 )--“软因素”工作设计与工作测量 ① 工作：是指一个人承担的一组任务（Tasks)或活动(Activities)的总称.
②工作设计：确定一项工作的具体任务和责任、工作环境以及对职工的激励。
③工作测量： 又称时间研究，是各种时间测定技术的总称，用以制定各项工作或作业的时间标准，确定劳动定额，评价劳动生产率等。即，在一定的条件下，确定人们作业活动所需的时间，并制 定出时间标准或定额的科学管理方法。
2、工作设计的内容
3、影响工作设计主要决策问题的因素
二、工作设计与工作测量的理论基础—科学管理原理 三、工作设计中的社会技术理论
该理论认为 组织任何（生产）系统都包括技术子系统和社会子系统。工作设计应把技术因素与人的行为、心理因素结合起来考虑。只强调其中一个，而忽略另一个，就会导致整个系统效率低下。
四、工作设计中的行为理论
行为理论的主要内容之一是研究人的工作动机
五、团队工作方式
1、定义：团队工作方式(Team work) 是指，与以往一个人只负责一项完整工作的一部分（如一道工序、一项业务的某一程序等）不同，由数人组成的一个小组，共同负责并完成这项工作。在小组内，每个成员的工作任务、工作方法以及产出速度等都可以自行决定。在有些情况下，小组成员的收入与小组的 产出挂钩，这 样一种方式就 称为 团队工作方式。其基本思想是全员参与，从而调动每个人的积极性和创造性，使工作效果尽可能好。 2、团队工作方式的形式
六、工作测量 七、激励工资制
工作设计的目标是提高生产率。为此，需要解决的第一个问题是如何建立一个工作结构，满足社