生产与运作管理第三章.第四章讲义

1、第三章 产品开发与工艺选择,第一节 企业开发产品的意义 巩固与扩大市场占有率 开拓新的经营领域 调整结构适应需求,第二节 制造业的产品开发与工艺选择,一、产品开发流程 包括概念产品形成阶段、产品设计阶段和加工制造阶段。,二、新产品开发两种动力模式,1、技术导向型 从最初的科学探索出发开发新产品，以供给的变化带动需求的产生和变化。 技术导向型的产品是以技术 生产 市场的模式出现，即“将研究结果推向市场”。 2、市场导向型 从市场需求出发进行新产品开发。 市场导向型的产品则是以市场 研究与开发 生产 市场的模式出现，即“把市场需求带入研究”。,三、新产品的选择,市场条件 ：关系到未来的营业额 生产运作条件 ：决定产品的成本 财务条件：综合二者 一般考虑下面因素： 服从企业经营方向, 参照企业的竞争策略 发挥企业的技术特长 ：企业应该尽可能地选择有利于发挥自己专门技术的产品。（专有技术 ） 估计产品的获利能力 ：支出和收入 统一各职能管理部门意见,四、提高产品开发的成功率,为用户设计 :技术上可靠适用，功能上不过剩，货真价实 。 为制造设计 :产品设计与制造成本有紧密的关系 , 如选材、易加

2、工性 、零件的标准化和通用性等 运用并行工程方法 ： 基本思想是，从产品开发的初始阶段开始，就由开发设计人员、工艺技术人员、质量控制人员、营销人员，有时甚至还加上协作厂家、用户代表联合工作，各项工作同时并行。,历来的顺序开发过程 一个阶段完成之后，下一个阶段才开始。 并行工程的开发过程 由于产品设计各阶段的工作是互相影响的，因此并行工程的开发过程要求企业各有关部门在开发的整个过程加强联系,参与每一阶段的工作,运用并行工程开发产品需要采取必要的组织措施，最普遍的组织形式是由包括用户、供应商在内的各部门人员参加的工作小组。 并行工程实际上是在摈弃传统的劳动分工思想的基础上建立起来的，是一种全新的工作模式、当然，这种工作模式的使用还需要一些技术支持，例如，如何实现信息共享，数据合成，如何实现信息的远距离传输等，这些都是并行工程需要解决的问题。,五、工艺选择 产品加工工艺也是关系到产品质量、生产效率和生产成本的重要因素。 作工艺选择时通常要作三方面的决策：决定主要的制造技术，决定产品的基本制造流程，决定关键的制造设备。 1关注主要制造技术的选择 2谨慎选择制造流程,上图传递了两个重要信息： 根

3、据产品结构性质，沿对角线选择和配置制造流程，可以达到最好的技术经济性 根据市场需求变化仅仅调整产品结构的战略，往往不能达到预期目标, 因为它忽视了同步调整制造流程的重要性。,通用电气公司的旋转压缩机 1981年，通用电气公司（GE）的家用电器部门的市场份额和利润都在下降。与外国的竞争对手相比，该公司的技术已经过时了。例如，该公司制造电冰箱压缩机需要65分钟的工时，而在日本和意大利的竞争对手只需25分钟。此外，GE 劳工成本也较高。摆在面前的选择是明显的：要么从日本或意大利购买压缩机，要么设计制造更好的型号。 到1983年，GE决定制造新型的室内用旋转压缩机，同时，也决定投资12亿美元建一新工厂。GE并非旋转压缩机技术方面的新手，它发明了这项技术，多年来一直把这项技行应用在空调机上。与普通的往愎式压缩机相比，旋转压缩,机重量较轻，零件减少了三分之一，而且更节省能源。旋转压缩机占用的空间较少，所以给电冰箱里面提供更大的空间，更好地满足消费者的要求。 一些工程师持反对意见，他们指出旋转压缩机运转起来产生更多的热量，对大多数空调机来说这不是一个问题，因为冷却剂可把压缩机冷却。但是，在冰箱中，冷

4、却剂流动的速度只有在空调中的十分之一，而且压缩机在一年内比空调运转的时间长四倍。GE空调中使用早期的旋转压缩机时遇到了困潍。尽管较小型的旋转压缩机消除了缺陷，GE较大的设备中还是停止使用旋转压缩机，原因是这些旋转压缩机在相对较热的环境里经常失灵。,GE的经理们和设计工程师也很关心其他一些问题。旋转压缩机发出音调比较高的呜呜声，经理们担心这会严重影响顾客对产品的接受。经理们和消费者调查小组的人员就这个问题讨论了许多个小时。新的设计也要求关键的零件工作时能够吻合得相当好，只允静五千万分之一英寸的偏差。以前从来没有大批量生产过如此精密的产品，但是制造工程部们确信他们能够生产出来。,他们最后设计出来的压缩机几乎和在空调中使用的一模一样，只有一处作改动。压缩机中的两个小零件是由粉末金属制成的，而不是像在空调中那样使用淬火钢和铸铁。选择这种材料是因为它能够制成精密度很高的产品，并且降低机加工成本，十多年前，粉末金属就被试用于空调中，但是都失败了。没有以前压缩机设计经验的设计工程师并没有很重视过去的失败。一个顾问建议GE和一家在市场上已经推出冰箱压缩机的日本公司合资生产该产品，管理层拒绝了这一建议。

5、空调旋压机的原设计者现已离开GE，他提出愿意给GE当顾问。GE没有同意他的请求，并写信告诉他GE有足够的技术能力开发这一产品。,1983年，GE测试了600个压缩机，没有一个失败。这些压缩机在较高温和较高压力的环境下不停地运转了两个月，GE认为这样可以模拟5年的运转。GE通常对新产品进行长期的实地测试。GE原来计划在实地对模型进行两年测试，由于要完成这一项目的时间很紧，测试时间减少至9个月。 拆下并检查零件的技术员认为这些零件不太正常。马达的一些部位变色了，表明热量过大。轴承被磨损了，看来过高的热量破坏了润滑油。技术员的上司没有把这些发现放在心上，也没有报告给上一级的管理人员。另一个评估测度结果的顾问认为检测可能有问题，因为在二年时间里只有一个产品失灵，并建议加强测试的环境的强度。这一建议也遭到管理层的拒绝。,到1986年，在获董事会批准之后只有两年半，新建的工厂就以每分撞10 个的速度生产压缩机到该年年底，工厂就生产了一百多万个这样的产品。产品的市场份额猛增，看来新推出的冰箱将大功告成。但是在1987年7月，第一台压缩机坏了。不久，从波多黎各地也传来了产品失灵的报告。到9月，家用电器

6、部门知道他们出了大问题。到12月，工厂停止制造这种压缩机。直到1988年才诊断出问题在于两个粉末金属制件过分磨损，烧光了润滑油。仅在1989年一年旋转压缩机带来的损失就达45亿美元。到了1990年中，GE自愿给顾客替换了将近110 万个压缩机，换上去的压缩机是从6 个供应商那里购买的，其中5个供应商来自国外。,讨论题 1在产品开发过程中的哪些因素导致了这一灾难？哪些人应负责任？ 2怎样做可以避免这一灾难？你认为GE 从中能吸取什么教训？ 3GE试图在什么基础上夺取竞争优势？又是怎样失败的？,第四章 生产系统布局,第一节 生产单位的配置 一、生产单位类型 1.影响企业生产单位构成的因素 企业的产品 企业规模 企业的生产专业化水平与协作化水平 企业的技术水平 2. 生产单位类型 基本生产单位 辅助生产单位 生产服务部门 生产技术准备部门,二、生产单位组织形式 1工艺专业化 即把加工工艺相同或相似的加工作业放在一起，组成一个生产单位。设备是按照其所具有的功能来布置的,优点：这种生产组织形式对产品的适应性较高 ,便于工艺管理 ，设备的利用率也较高。 缺点：产品的物流比较复杂，无序，运输路线长，

7、费用高；在制品占用量增多，生产周期较长。车间之间的联系较多，使得车间之间的生产计划、质量管理、在制品管理、生产控制、以及经济核算工作变得比较复杂。 这种布置下的一个主要课题是：如何设置各个不同的经济活动单元，使本来无序的物流稍加有序。,2. 产品专业化 即按加工对象的种类组织生产单位。设备是按照某一种或某几种（但这几种产品的加工路线基本类似）产品的加工路线或加工顺序顺次排列的。,优点 ：缩短了产品加工路线，减少运输环节，减少中间的周转仓库，减少加工过程中的等待时间，缩短了加工周期，也减少了在制品占用量和流动资金占用量；由于车间之间联系少，管理工作简化，有利于提高生产计划、控制和核算的工作质量，也有利于提高产品质量。相应的厂区平面布置工作要简单一些。 缺点：对产品变化的应变能力比较差；由于生产单位内配置了许多不同加工工艺的岗位，不便于进行工艺管理。 在这种布置下的主要课题是：如何使每一单元的操作时间都大致相等。否则，整个生产线的产出速度只能是费时最多的单元的产出速度。此即生产线平衡问题。,选择,I区：单一品种，大量生产。宜采用产品对象专业化布置。 II区：多品种成批生产，宜采用混合布置。

8、 III区：多品种，单件生产，宜采用工艺对象专业化布置。,第二节 厂区总平面布置 确定生产车间和其他部门的平面位置 一、厂区平面布置原则 工艺原则 ：满足生产工艺过程的要求 经济原则：寻求最小运输量的布置方案，还要求能充分利用土地面积。 安全和环保原则 ：,二、工厂平面布置的方法 1.模板布置法 首先，按照一定的比例制作厂址平面图和所有生产单位的模板；然后，根据布置三原则，在平面上排列出一个个的布置方案；最后作适当的评价分析，选择较满意的方案。 2.重量一距离模式 1确定判别式 运输费用与运输重量和距离成正比，设运输费用为C，得下列判别式：,N：生产单位数量 Lij：生产单位i和j之间工件运输重量 Dij：生产单位i和j之间的距离 Pij：生产单位i和j之间的运输单价,2估计运输量 生产规模与制造流程确定以后，生产单位之间的运输量是可以估计的 流量矩阵表,3确定生产单位之间的距离 这个数值将取决于各单位在厂区布置中所处的位置，在开始时可以提出一个初始方案，算得所有生产单位之间的距离值，并出距离矩阵。 4计算运输费用 使用上述判别式计算运费，逐步修改初始方案，努力求得运输费用最小的方案。

9、,3.生产活动相关图法 生产活动相关图法,U 7,U 7,A 6,U 7,O 4,A,A,I 4,5,A 6,U,U,U,I 4,5,A 4,E 4,U,U,I 4,5,A 4,E 6,O 4,I 4,5,I 6,0 4,I,U,O 5,U,相关程度代号及评分,相关原因代号表,计算相关程度积分 为每个生产单位计算积分，可列表计算。下表为生产车间的计算表。,平面布置 把积分最高的最先安排，并尽可能安排在中心区域，相关程度顺序在它周围布置其他单位，同类性质的单位尽可能靠近一些。,第三节 车间布置 一、设备布置的形式 1工艺专业化布置形式,物料从至表法 下面通过一个事例来说明具体的布置方法。该事例是某机械厂的一个车间，生产各种小型金属零件，其设备大都为通用机械，现在拟对现有的设施布置进行改造。,单元 面积m 1.磨床 1000 2.数控机床 950 3.装卸处 750 4.车、铣床 1200 5.工具组 800 6.检验组 700 总计 5400,各单元所需空间面积,现有块状区划图,物料从至表,两个单元之间的物料流动情况，该数字可以是搬运次数，搬运重量，或其它度量,本例有两个主要约束条件为：（1）单元3必须保持原位置，因靠近轨道（厂内小火车）；（2）单元4位置保持不变，因移动预算过于庞大。 应优先考虑的是： 使单元3和6尽量接近； 使单元1和6尽量接近； 使单元2和5尽量接近； 使单元4和5尽量接近。,因此移动顺序应是：由于3不能移动，将6移至1的位置；将1放在紧邻于6；2、5应尽量接近，可将5放在原6的位置；由于4、5应尽量接近，可将2、5对调，最后的结果如图所示。,5 4 3 2 1 6,某生产线生产A.B.C三种零件。己知三种零件的工艺过程为: A: 毛坯库 铣床 车床 铣床 B: 毛坯库 铣床 磨床 C: 毛坯库 车床 铣床 磨床 该生产线的布置方案有两种: 甲: 毛坯库 车床 铣床 磨床 乙 :毛坯库 铣床 磨床 车床 试比较甲乙两方案哪个较优？,甲方案,

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