为什么要学习生产与运作管理
生产运作管理是企业竞争力的源泉
工商管理人员没有对现代生产与运作管理方法的理解，单纯的商业教育是完全不够的.各类人员均须具备生产与运作知识;工业工程人员必须掌握生产与运作知识
生产与运作管理为研究企业组织过程提供了系统化方法，并广泛地用于其他职能领域
生产与运作管理提供了诱人的事业发展机会
*
各类人员均须具备生产与运作知识
● 会计师需要了解库存管理、资源利用率和劳动定额才能够计算出精确的成本数据，从而进行审核，做出财务报告
● 财务经理可运用库存和生产能力的概念来确定需要投入的资金量，预测现金流量，对现有资产进行管理
● 营销专家需要了解怎样运作才能满足顾客定货日期，满足顾客对产品或服务的个性化要求以及进行新产品介绍
● 人事经理必须了解工作的设置、工作标准与员工激励方案之间的关系，以及生产工艺要求工人掌握的技术
● 企业家往往因为没有良好的生产计划和库存管理的知识，不能有效地运用资金，而最终经营失败
*
为什么不喜欢生产与运作管理
对生产与运作管理的重要性认识不足
生产与运作管理的复杂性
枯燥
*
生产与运作管理
第一章 生产与运作管理概述
第二章 生产与运作战略决策
第三章 生产系统的合理布局
第四章 生产技术准备与管理
第五章 生产计划与生产作业计划
第六章 大量生产类型生产组织形式及生产作业计划
第七章 多品种中小批量的生产组织形式及生产作业计划
第八章 单件小批订货生产类型的生产组织
第九章 网络计划技术
第十章 现代制造业生产管理技术
第十一章 描述统计
第十二章 工序过程能力分析
第十三章 统计工序（过程）控制
*
第一章 生产与运作管理概述
§1．1生产与运作管理的基本概念
§1．2生产与运作管理的范围和内容
§1．3生产与运作管理学的新特征
*
§1．1生产与运作管理的基本概念
一 生产与运作系统
二 生产与运作概念的发展过程
三 生产与运作管理及其研究对象
*
一 生产与运作系统
● 生产与运作系统是通过有效的资源配置实现“投入→变换→产出”功能的综合体；它是企业大系统中的 子系统
● 生产与运作系统的载体（或生产与运作系统的主体）是各种各样的社会组织
*
投入
人力
物料
设备
技术
信息
能源
土地
资金
顾客或用户的参与
实施信息反馈
产出
产品
服务
变换过程
① ③
⑤
② ④
生产与运作系统活动过程
*
二 生产与运作概念的发展过程
生产
运作
生产与运作
*
生产
对变换过程的研究限于有形产品变换过程的研究，既对生产制造过程的研究。从研究方法上没有把它当作上述的“投入→变换→产出”的过程来研究，主要是研究有形产品生产制造过程的组织、计划与控制.
*
运作
● 对所有提供无形产品的运作过程进行管理和研究
● 系统论的发展使人们能够 从更抽象、更高的角度来认识和把握各种现象的共性，把有形产品的生产过程和无形产品服务的提供过程都看作一种“投入→变换→产出”的过程，作为一种具有共性的问题来研究
● 生产管理的研究范围从制造业 扩大到了非制造业。 无论是有形产品的生产过程，还是无形产品的提供过程，被统称为运作过程
*
生产与运作
● 从管理的角度而言，制造业的生产和服务业的运作具有一定的差别，因此称生产与运作管理更为恰当。
*
制造业与服务业的区别
*
制造业（生产） 服务业（运作）
1）产品是有形的，耐久的
2）产出可储存
3）顾客与生产系统极少接
触
4）响应顾客需求周期较长
5）可服务于地区、全国乃
至国际市场
6）设施规模较大
7）质量易于度量 产品无形，不可触，不耐久
产出不可储存
顾客与服务系统接触频繁
响应顾客需求周期很短
主要服务于有限区域范围内
设施规模较小
质量不易度量
三 生产与运作管理及其研究对象
概念：生产与运作管理是对提供公司主要产品或服务的生产运作系统进行设计、运行、评价和改进等管理活动的总称
研究对象—— 生产与运作系统
（1）生产运作物质（实体）系统设计
（2）生产与运作过程的计划、组织与控制
*
制造业生产过程构成
生产技术准备过程
基本生产过程
辅助生产过程
生产服务过程
附属生产过程
*
基本生产过程
● 生产阶段：按工艺加工性质划分的局部生产过程
● 工序：组成生产过程的最基本单位；指一个或几
个工人在一个工作地上对一个（或几个）劳动
对象连续进行的生产活动
按其作用可分为工艺工序、检验工序、运
输工序等
● 工作地：由一定场地面积、机器设备和辅助工具
组成，劳动工具对劳动对象进行生产活动的地
点
*
§1．2生产与运作管理的范围和内容
生产与运作管理的目标与任务
生产与运作管理的职能范围
生产与运作管理的决策内容
*
一 生产与运作管理的目标与任务
目标： 在需要的时候，以适宜的价格，向顾客提供具有
适当质量的产品和服务
任务：
（1） 保证和提高质量----质量管理
（2） 保证适时适量投放市场----进度管理
（3） 产品价格为顾客所接受----成本管理
（4） 资源要素管理----设备、物料及人力资源
管理
（5） 不断提高生产系统柔性（应变能力）
*
二 生产运作管理的职能范围
生产运作是企业经营的基本职能之一
2 生产运作管理的职能范围
*
目标决策
经营方针
（资金筹措）
财务活动
生产技术活动
供应活动
生产活动
（利润分配）
财务活动
实现经营目标
企业经营的基本活动
销售活动
*
营销
财务
人力资源
生产
技术
企业经营的基本职能
*
市场调查
技术预测
产品研究 生产系统
与开发 选择设计
营销 财务 售后服务
有形产品生产运作管理的职能范围
产品设计 生产技术
制造
*
三 生产运作管理的决策内容
生产运作战略决策
生产运作系统设计决策
生产运作运行决策
*
§1．3生产与运作管理学的新特征
生产与运作管理学的产生与发展
现代企业的环境特征
生产与运作管理的新特征
*
一 生产与运作管理学的产生与发展
● 现代生产与运作管理学起源于20世纪初的泰勒的科学管理
● 1913年，福特在其汽车工厂内按装了第一条汽车流水线，揭开了现代化大生产的序幕
● 二次世界大战以后，运筹学的发展及其在生产管理中的应用给生产管理带来了惊人的变化
● 从20世纪60年代后半期到70年代，机械化、自动化技术的飞速发展使企业面临着不断进行技术改造、引进新设备、新技术，并相应地改变工作方式的机遇和挑战，生产系统的选择、设计和调整成为生产管理中的新内容，进一步 扩 大了生产管理的范围
● 80年代，技术进步日新月异，市场需求日趋多变，世界经济进入了一个市场需求多样化的新时期，多品种小批量生产方式成为主流, 从而给生产管理带来了新的、更高的要求
● 从80年代后半期至今，信息技术的飞速发展促使企业尽快地引入信息技术、利用信息技术来增强企业的竞争力
*
二 现代企业的环境特征
市场需求多样化
技术飞速发展
竞争方式与种类越来越多
随着通讯技术和交通运输业的发展 ，生产和贸易日益国际化、全球化
*
市场需求多样化
（1）产品更新换代速度加快
（2）产品寿命周期缩短
（3）由卖方市场向买方市场转化
*
产品销量 投入 成长 成熟 衰退
时间
设计开发 工艺成熟
成本发生 成本补偿
产品寿命周期曲线
工艺改进
*
技术飞速发展
自动化技术、微电子技术、计算机技术、新材料技术等给企业提供多样化产品、用新的生产技术产出产品提供了越来越多的可能性，因此企业不断面临着生产技术的选择以及生产系统的重新设计、调整和组合.
*
三 生产与运作管理的新特征
从制造业的生产发展到非制造业的运作
生产与运作管理的涵盖范围加宽
多品种小批量生产成为生产方式的主流
技术的现代化带来了管理的现代化
全球生产与运作成为现代企业的重要课题
*
第二章 生产与运作战略决策
§ 生产能力及其核定
§ 生产与运作类型
§ 生产与运作组织方式选择
§ 生产与运作战略概述
*
§ 生产与运作战略概述
一 生产与运作战略概念
二 生产与运作战略与企业经营战略
三 生产与运作战略制定的影响因素
四 生产与运作战略的内容
*
一 生产与运作战略概念
1 企业经营战略：指在商品经济条件下，企业根
据经营环境的变化、发展趋势，为求得生
存、发展、实现企业的经营发展目标，对
企业经营作出的全局性、方向性和长远性
的决策
2 生产运作战略：在企业经营战略的总体框架下，
根据对企业各种资源要素和内、外部环境
的分析，对生产运作活动的指导思想和指
导原则所进行的决策
*
生产运作战略与企业经营战略
*
生产运作战略与企业经营战略的关系
公司经营战略
C事业部战略
A事业部战略
B事业部战略
人力资源战略
财务战略
R&D战略
生产运作战略
营销战略
三 生产与运作战略制定的影响因素
国内外宏观经济环境和经济产业政策
市场需求及其变化
技术进步
供应市场
企业整体经营目标与各部门职能战略
企业生产运作能力
企业外部环境
企业内部因素
影响因素
*
四 生产运作战略的内容
企业经营战略决策
生产运作战略决策
●产品战略决策
●竞争战略决策
●生产运作组织方式决策
生产运作系统运行决策
●生产计划
●生产作业计划
●项目管理
●质量管理
●后勤管理
生产运作系统设计决策
●生产系统的合理布置
●生产能力
●生产技术准备与管理
*
§ 生产能力及其核定
生产能力的概念
影响生产能力的因素
三 生产能力的种类
四 生产能力的计算单位
五 生产能力的核算
六 生产任务与生产能力的平衡
七 合理利用和提高生产能力的途径
*
一 生产能力的概念
指企业的生产性固定资产，在一定时期内（年、季、月，通常是一年），在一定的技术组织条件下，所能生产的一定种类和一定质量水平的产品的最大数量，它是反映生产可能性的指标.
*
二 影响生产能力的因素
1 固定资产的数量
2 固定资产的工作时间
3 固定资产的生产效率
*
1 固定资产的数量
●设备数量：指能用于生产的设备数，含①处于运行的机器设备；②正在和准备安装、修理的设备；③因生产任务不足或其他不正常原因暂停使用的设备。不含①不能修复决定报废的设备；②不配套的设备；③企业留作备用的设备；④封装待调的设备
注意：辅助车间与基本生产车间相同的设备，不参与企业基本生产车间生产能力的计算
● 生产面积数量：生产面积只含厂房和其他生产性建筑物面积，不含非生产性房屋、建筑物和厂地面积
*
*
2 固定资产的工作时间
●制度工作时间：
指在规定的工作制度下，计划期内的工作时间
年制度工作日数=全年日历日数365－全年节假日数114=251
年制度小时数＝年制度工作日数×每日制度工作小时数f
一班制：f=8h(2008)
两班制：f＝()
三班制非连续设备：f=()
●有效工作时间：
●设备有效工作时间 = 制度工作时间扣除设备修理、停歇时间
后的工作时间数
＝ × ×
●生产面积有效工作时间＝制度工作时间
设备年有效工作时间
年制度工作日数
每日制度工作小时数
设备计划利用系数
*
产量定额：单位设备、单位时间生产的产品产量
设备的生产效率
时间定额：制造单位产品耗用的设备时间
单位面积单位时间产量定额
生产面积的生产效率
单位产品生产面积占用额和占用时间
总：设备与生产面积越多，工作时间越长，生产效率越高，则生产
能力越大
3 固定资产的生产效率
*
三 生产能力的种类
1 设计能力： 指企业在基建设计时，设计任务书和技
术设计文件中规定的生产能力
2 查定能力： 若企业没有设计能力；或企业有设计能
力，但在投产一段时间后，原设计水平
明显落后；或企业生产技术条件发生重
大变化时，重新调查核定的生产能力
3 计划能力：指企业在计划年度内依据现有生产技术
条件，实际能达到的生产能力，为编制
生产计划提供准确依据
*
生产能力的计量单位
1 具体产品
2 代表产品
3 假定产品
*
生产能力的计量单位
1 具体产品
适用于：产品品种单一的大量生产类型企业
2 代表产品
适用于：产品结构、工艺相似、多品种生产的企业。选择其中
一种作为代表产品，以代表产品产量表示生产能力。
换算步骤： ①计算产量换算系数
Ki：i产品产量换算系数
ti ：i产品工时定额
t代：代表产品工时定额
②将i产品产量换算为代表产品产量
例：
*
代表产品法例：
某厂车床组有车床10台，每台车床全年有效工作时间为4648小时。在车床上加工A、B、C三种产品，其计划产量分别是：280台、400台、220台，单位产品台时定额（台时/台）分别是45、50、55，试用代表产品法求车床组生产能力。
①确定B为代表产品
②以B产品为标准的车床组生产能力（见表）
*
3 假定产品
适用于：产品结构、工艺不相似，多品种生产的企业
换算步骤：①将各种产品按其产品产量比重构成一种假定产
品
假定产品的时间定额
i产品的时间定额
i产品的产量比重
产品品种数
②i产品的换算系数
③i产品产量换算为假定产品产量
例
*
假定产品例：
某厂铣床组有铣床14台，每台铣床的年有效工作时间为4553小时，铣床组加工ABCD四种产品，其计划产量台时分别为200台、100台、140台、160台，单位产品台时定额分别为100台、60台、100台、120台。试用假定产品法计算铣床组的计划产量和生产能力以及各具体产品表示的生产能力。
*
生产能力的核算
1 设备组生产能力的核算
2 工段(车间)生产能力的核算
3 企业生产能力确定
*
①先将设备按其功能、生产率、功率、精度等
分组
②设备组生产能力计算
M: 设备组生产能力
F: 计划期有效工作时间
S: 设备组设备数量
t: 产品的时间定额
q: 产品的产量定额
1 设备组生产能力的核算
*
2 工段（车间）生产能力的核算
①生产能力取决于设备组
工段（车间）生产能力以大多数设备组的能
力或以主要设备组的生产能力作为车间生产
能力综合平衡的依据
②生产能力主要取决于生产面积（如装配车间）
M: 生产面积生产能力
F制: 计划期制度工时(h)
A: 生产面积(m2)
a: 单位产品占用生产面积(m2/台)
t: 单位产品占用时间(h/台)
q: 单位时间、单位面积的产量定额
= F制×A×q
*
3 企业生产能力确定
①基本生产部门之间的能力平衡
②基本生产部门和辅助生产部门的能力平衡
*
六 生产任务与生产能力的平衡
①以实物单位进行生产任务和生产能力比较
②以台时为单位进行比较
: j设备组生产任务所需台时
: i产品计划产量
: i产品在j设备组加工的台时消耗定额
:i产品 废品率
: 品种数
*
七 合理利用和提高生产能力的途径
1 提高设备的实际利用时间，减少设备的停歇时间
2 提高设备的利用强度
3 改善生产面积的利用
4 增加工作班次，增添设备生产面积
*
§ 生产与运作类型
生产类型的划分标志
四 服务业运作类型的划分及其特点
不同生产类型的生产组织管理特
征分析
二 生产类型划分步骤与方法
*
一 生产类型的划分标志
1 按接受生产任务的方式划分
订货生产类型 存货生产类型
2 按产品的结构特征划分
大型复杂产品类型 简单产品生产类型
3 按生产工艺特征划分
流程（连续）生产型 加工装配（间断）生产型
4 按生产方法划分
合成型、分解型、调制型、提取型
5 按生产的重复程度（工作地的专业化程度）划分
大量生产类型 成批生产类型
单件小批生产类型 项目管理类型
*
三种不同生产类型的生产管理特点
*
二 生产类型划分步骤与方法
1 企业生产类型的确定步骤
2 工作地生产类型的确定方法
(1) 工序数目法
(2) 大量系数法
(3) 产量法
*
1 企业生产类型的确定步骤
①根据工作地的专业化程度确定工作地生产类型
②根据占比重最大的工作地的生产类型确定班组（工段）生产类型
③根据占比重最大的工段（班组）的生产类型确定基本生产车间生产类型
④根据占比重最大的基本生产车间的生产类型确定企业生产类型
*
工序数目法
根据工作地承担工序数目的多少来描述工作地专业化程度，从而确定工作地生产类型的方法.
*
适用范围：对已投产的企业确定生产类型时使用
大量系数法（工作地负荷系数法）
：i工序大量系数 ：i工序单件工时
：该工作地平均生产节拍 ：工作地全年有效工作时间
：工件年产量 ：全年制度工作时间
：工作地设备利用系数 一般取 ～
*
适用：工厂和车间设计时使用
产量法
概念：根据产品年生产量大小和产品的特征（重量）
来确定生产类型
注：不同行业划分方法不同
机床生产厂生产类型划分数据
*
三 不同生产类型的生产组织管理特征分析
连续（流程性工艺过程）生产类型的生 产管理特征
*
2 离散生产类型生产管理特征
1 连续（流程性）生产类型的生产管理特征
①保证原料、动力不间断地连续供应
②加强设备维修保养工作
③对生产过程实行监控
④生产计划由企业集中编制，根据市场需求的波动和变化及时调整生产的品种规格
⑤尽量维持均衡生产，规定合理的生产批量，控制必要库存
⑥避免生产频繁调整，充分发挥企业的生产能力
*
*
2、离散生产类型生产管理特征
四 服务业运作类型的划分及其特点
通用型 专用型
技术密集
人员密集
航空，运输，金融， 医院，汽车等修理 旅游，观光，娱乐， 业，技术服务业
邮电通讯，广播电视
零售，批发，学校 咨询公司，建筑设
机关，餐饮 计，律师，会计事
务所
按运作系统特性分
按顾客的需求特性分
*
服务业运作类型的划分
§ 生产与运作组织方式选择
生产与运作过程的空间组织
生产与运作过程的时间组织
三 生产与运作过程先进性、合理性的主要标志
1 工艺专业化形式
2 对象专业化形式
产品在工序间的移动方式
（1）顺序移动方式
（2）平行移动方式
（3）平行—顺序移动方式
2 选择移动方式要考虑因素
*
A
B
F
D
E
C
1 工艺专业化形式
*
产品1
产品2
产品3
产品1
产品2
产品3
2 对象专业化形式
A、B、D
D、E、C
E、F、A
*
产品1
产品1
产品2
产品2
产品3
产品3
（1）顺序移动方式
概念：指一批零件或产品在前道工序全部加工完成后，
整批转移到后道工序加工的移动方式
例: 加工批量n＝4，工序数m＝4，各道工序时间
t1＝10min t2=5min t3=15min t4=10min 其顺序
移动方式示意图如下：
10
5
15
工序4
工序3
工序2
工序1
t
20 40 60 80 100 120 140 160
10
*
生产周期计算公式：
n——批量
m——工序数
ti ——i工序单件工时
T顺——顺序移动方式生产周期
例： T顺＝4×（10＋5＋15＋10）=160
*
(2) 平行移动方式
概念：指每个产品或零件在上道工序加工完后，立即
转到下道工序加工，使各个零件或产品在各道
工序上的加工平行地进行
生产周期计算公式：
t长：工序时间最长的工序时间
例： T平=（10＋5＋15＋10）＋（4－1）×15
＝40＋45＝85
*
t
20 40 60 80 85 100
工序4
工序3
工序2
工序1
*
(3) 平行顺序移动方式
概念：即一批零件或产品,既保持每道工序的平行性，又保持连续性的作业移动方式。
10
15
10
5
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
25 45
工序4
工序3
工序2
工序1
*
t
计算公式：
——相邻两工序中,工时较短的工序单件工时
T平顺=160－（4－1）×（5＋5＋10）＝100min
或
t较大：比相邻工序单件工时均较大的工序单件工时
t较小：比相邻工序单件工时均较小的工序单件工时
T平顺=40＋（4－1）×（10+15－5）＝100min
*
选择移动方式应考虑的因素
(1) 生产类型
(2) 企业内部专业化形式
(3) 零件重量及工序劳动量大小
(4) 设备调整量大小
*
三 生产过程先进性、合理性的主要标志
1 连续性 2 平行性
3 比例性 4 均衡性
5 柔性
*
第三章 生产系统的合理布置
§ 概述
§ 厂址选择
§ 企业生产单位及其合理配置
§ 厂区布置
§ 车间布置
*
§ 概述
概述： 生产系统的合理布置是指应用科学的方法
和手段对组成企业的各个部分、各种物质
要素（设施、设备、厂内运输线路）进行
合理的配置及空间平面布置，使之成为有
机的系统，以最经济的方式和较高效率满
足生产经营的要求。
时机：（1）新厂设计阶段
（2）老厂重新设计
*
§ 厂址选择
一 厂址选择的影响因素
二 厂址选择的方法
*
一 厂址选择的影响因素
1 地理条件 2 气候条件
3 交通运输条件 4 资源供应条件
5 能源供应条件 6 基础设施条件
7 产品销售条件 8 生活条件
9 环境保护条件 10 科技依托条件
11 政治文化条件 12 扩展条件
13 安全条件 14 劳动力条件
15 科技培训条件 16 建厂投资费用
*
二 厂址选择的方法
1 定性分析法
2 定量分析法
（1）盈亏平衡分析法
（2）分级加权法
（3）线性规划法
（4）费用效益比分析法
*
厂址选择（盈亏分析法）
乙
甲
414000
260000
154000
20000
20
13
22000
398000
240000
158000
20000
20
12
19750
元
元
元
件
元
元/件
件
总成本
可变费用总额
固定费用总额
计划年产量
单价
单位产品可变费用
盈亏平衡点产量
厂 址
单位
项目
*
厂址选择（分级加权法）
*
厂址选择（线性规划法）
某企业有n个可供选择的厂址，需供应m个目标市场
设 Xi: i工厂的产量 (i=1‥‥‥ n)
Rj: j目标市场需求量 (j=1 ‥‥‥ m)
Xij: i工厂运往j目标市场的产品数量
Ci: i工厂的单位产品成本
Dij: i工厂向j目标市场运输单位产品的费用
目标函数:
约束条件：
*
§企业生产单位及其合理 配置
一 影响企业生产单位构成的因素
二 典型制造企业的生产单位
三 企业生产单位合理配置的原则
*
一 影响企业生产单位构成的因素
生产单位：企业中包含一定生产力要素，
实现一定功能并占据一定空间
位置的子系统即为生产单位。
1 产品：产品品种、结构特点、工艺特点
与生产规模
2 企业规模：规模∝生产单位数量、大小
3 生产专业化水平和协作化水平
4 企业的生产技术水平
5 企业的环境条件
*
典型制造企业的生产单位
基本生产单位：指直接从事基本产品生产，实现基本生产过程的
生产单位。如：准备车间、加工车间、装配车间
辅助生产单位：指为基本生产提供辅助产品和劳务， 实现辅助生
产过程的生产单位。如：辅助车间、动力部门
生产服务单位：指为基本生产和辅助生产服务的单位。如：运输
部门、仓库、试验与计量检验部门
生产技术准备部门：指为企业生产提供技术保证与服务，并负责
新产品试制工作的部门。如：研究所、设计
科、工艺科、工具科、试制车间
附属生产单位：生产企业附属产品的生产单位
*
三 生产单位的合理配置的原则
1 有利于组织专业化生产
2 有利于社会协作
3 有利于提高产品及工艺的通用化、标准
化水平
4 合理安排基本生产部门与辅助生产部门、生产服务部门的比例
*
§ 厂区布置
一 厂区布置的目标
二 平面布置的原则
三 厂区平面布置的程序
*
一 厂区布置的目标
1 最短的运输路线
2 最大的灵活性
3 面积的最有效利用
4 最良好的工作环境
5 最合理的发展余地
*
二 平面布置的原则
1 满足生产工艺过程的要求
● 符合生产工艺顺序，使产品有单一流向
● 使生产联系和协作关系密切的车间和部门尽
量布置在一起
●合理划分厂区
2 有利于提高经济效益
● 减少运输量
● 尽量紧凑
● 提高建筑系数
3 有利于安全和增进职工健康
*
三 厂区平面布置的程序
1 确定目标
2 收集资料：基础资料、生产单位的配置、
生产系统图
3 确定各组成部分所占面积
4 确定各生产单位之间的相互关系
（1）定性分析方法
（2）定量分析方法
5 初步确定平面布置方案
6 方案评价
（1）定性评价法
（2）定量评价法
*
§ 车间布置
一 概述
二 车间总体布置
三 工作地（设备）布置的类型及原则
四 工作地（设备）布置的技术与方法
*
一 车间布置
所谓车间布置就是按一定的原则、正确地确定车间内部各组成单位（工段、班组）及工作地，设备机床之间的相互位置，从而使它能组成一个有机整体，实现车间的具体功能和任务。
*
二 车间总体布置
1 基本生产部分
2 辅助生产部分
3 仓库部分
4 过道部分
5 车间管理部分
6 生活福利部分
*
三 工作地布置的类型及原则
类型：1 工艺专业化布置
2 对象专业化布置
3 定位布置
4 成组单元布置
原则：1 符合生产过程流向
2 便于运输
3 创造安全、良好的工作环境
4 便于工人操作和工作地（工具、图纸、工位器具）
的布置
5 充分利用车间面积
6 充分考虑机床精度和工作特点
*
四 工作地（设备）布置的技术和方法
1 模拟技术
（1）设备布置草图
（2）样板布置
（3）模拟布置
2 研究方法
（1）从至表法
（2）线形规划法
*
第四章 生产技术准备与管理
§ 生产技术准备与管理概述
§ 产品设计准备（或生产设计）
§ 生产工艺准备
§ 新产品试制和鉴定
§ 生产技术准备计划
*
*
§ 生产技术准备与管理概述
概念
生产技术准备是企业在开发新产品、改造老产品、采用新技术和改变生产组织方法时所进行的一系列生产技术上的准备工作
二 生产技术准备的任务
1 以最短时间和最少消耗完成准备任务
2 设计出具有先进技术经济指标的新产品
3 推行先进的工艺和先进的生产组织方法，提高企业的生
产技术水平
三 生产技术准备工作的内容
1 产品设计准备
2 生产工艺准备
3 新产品试制与鉴定
*
§ 产品设计准备（或生产设计）
一 编制设计（技术）任务书
二 技术设计
三 工作图设计
*
§ 生产工艺准备
一 产品的工艺分析和审查
二 拟定工艺方案
三 编制工艺规程
四 工艺装备的设计和制造
*
§ 新产品试制和鉴定
一 新产品试制的内容
新产品试制的内容取决于生产类型、产品结构的复杂程度和设计方式
二 样品试制与鉴定
1 样品试制的基本任务
2 样品试制组织
（1）技术交底
（2）技术追随（跟踪）
3 样品鉴定
三 小批试制和鉴定
*
§ 生产技术准备计划
一 生产技术准备计划种类
1 企业年度生产技术准备综合计划
2 产品生产技术准备计划
3 科室年度生产技术准备计划
4 科室月份生产技术准备计划
二 生产技术准备计划的编制方法
1 反顺序法
2 开展平行交叉作业
3 采用网络计划技术编制生产技术准备计划表
*
第五章 生产计划与生产作业计划
§ 生产计划的编制步骤
§ 生产作业计划概述
§ 生产计划及其指标体系
*
生产计划概念
生产计划又称生产大纲，它是根据销售计划所确定的销售量，在充分利用生产能力和综合平衡的基础上，对企业所生产的产品品种、数量、质量和生产进度等方面所作的统筹安排，是企业生产管理的依据。
生产计划指标体系
1 产品品种指标 2 产品产量指标
3 产品质量指标 4 产值指标
§ 生产计划及其指标体系
*
1 产品品种指标
概念：指企业在计划期内规定生产的产品项（种）
数
考核指标：
*
注：①不能以计划外品种代替计划内品种
②不大于100％
2 产品产量指标
概念：指企业在计划期内生产的合格（符合质量
标准）的产品（或劳务）的实物数量
考核指标：
*
注：①实际完成产量可计算计划外产品产量和超计划产量
② 产量计划完成率可大于100％
3 产品质量指标
概念：指企业在计划期内产品质量方面应达到
的水平
考核指标：
产品质量指标
工作质量指标：质量损失率、废品率、返
修品率、一次交验合格率等
反映产品内在质量的指标
等级品率
*
4 产值指标
概念：产值指标是用货币表示的产量指标
分类:（1）商品产值
（2）工业总产值
（3）工业增加值
*
商品产值
●概念：指企业在计划期内生产的可供销售的
工业产品（或工业劳务）价值
● 商品产值＝ ＋ ＋
●商品产值按现行价格计算
本企业自备原材料生产的可供销售的成品、半成品价值
外单位来料加工的产品加工价值
对外承作的工业性劳务价值
*
工业总产值
●概念：企业在计划期内完成的工业生产活动总成果的
价值。它反映企业在一定时期的生产规模及水
平，是计算劳动生产率、产值利润率等指标的
依据
●组成：①全部商品产值
②外单位来料加工的来料价值和对外承作工业
性劳务对象价值
③企业自制半成品、在制品、自制工夹模具的
期末与期初结存量差额的价值、已构成固定
资产并转入财务帐目的企业自制设备的价值
●一般以不变价格计算
*
工业增加值
●概念：指企业在计划期内从事生产经营活动新创造的
价值
●计算方法
①生产法：工业增加值＝工业总产出－工业中间投入
②收入法：工业增加值＝固定资产折旧＋劳动报酬＋
生产税净额＋营业盈亏
●一般以现行价格计算
*
§ 生产计划的编制步骤
一 调查研究、收集资料
二 统筹安排、初步提出生产计划草案
三 综合平衡、确定生产计划
四 审批阶段
*
统筹安排、初步提出生产计划草案
1 产量优选
（1）盈亏平衡分析法
（2）经营安全程度分析
（3）线性规划法
2 产品出产进度计划
（1）大量生产类型
（2）成批生产类型
（3）单件小批生产类型
3 品种搭配
市场需求量稳定
需求具有季节性
均衡安排
变动安排
折衷方式
*
（1）盈亏平衡分析法
概念
基本原理
边际贡献、边际贡献率和综合变动成本率
单一品种及多品种企业盈亏平衡法的应用
注意事项
*
根据与决策方案相关的产品产销量，成本与盈利之间的相互关系，来分析各种决策方案对盈亏产生的影响，从而评价和优选方案的决策方法。
① 概念
②基本原理
从成本与产量之间的依存关系可将成本分为变动成本
和固定成本两大类
计算公式
盈亏平衡分析图
例1
*
V
费用
产销量Q
费用
F
产销量
产销量Q
单位变动成本
Va
产销量Q
单位固定成本
*
成本总额C:
销售收入总额S: P：销售单价
利润M:
盈亏平衡点产销量
盈亏平衡点销货额 ：
盈利目标为 时的产销量 ：
盈利目标 时的销售额 ：
计算公式
*
亏
损
区
盈
利
区
M’
*
例1：某水泥厂水泥销售单价为150元/t,单位变动成本为90元，年固定成本总额3,000,000元，求其保本产量。若方案1：实现目标利润1,200,000元，方案2：实现目标利润1,800,000元。求两方案的产量分别为多少。
解：
*
③ 边际贡献（收益）、边际贡献（收益）率及变动成本率
● 边际贡献
单位产品边际贡献
边际贡献总额
● 边际贡献率
指销售收入与变动成本的差额
单位产品边际贡献率
加权边际贡献率( 多品种）
变动成本率
单位产品变动成本率
综合变动成本率（多品种）
边际贡献在销售收入中比重
*
A单一品种企业（即可求销售量，又可求销售额）
●盈亏平衡点：
●目标利润为
●例2：设某企业去年销售收入S=2400万元，固定成本总额F=800万元，获利润M＝400万元，试计算盈亏平衡点销售额。
解：
1600
1200
800
400
1600
2400
2000
800
④单一品种及多品种企业盈亏平衡法的应用
B多品种（只能求销售额）
H
*
● 由加权边际贡献率计算盈亏平衡点销售额
例3 某企业生产A,B,C三种产品 ，固定成本为2000万元，有关资料如表(见下一页）所示，试计算该产品结构下的盈亏平衡点的销售额。
由加权边际贡献率计算盈亏平衡点销售额
B多品种企业（只能求销售额）
由综合变动成本率计算盈亏平衡点销售额
例4
综合变动成本率的计算
例5
*
加权边际贡献率计算表
*
例4： 某通用机械厂预计安排的第二年（下一年）生产的产品品种、收入、成本计划如下表，该厂固定成本总额100万元，问（1）在该品种结构下的保本点销售额及保本点各产品销售额和销售量；（2）该计划下的利润；（3）若目标利润为80万元，应实现销售额为多少，各产品销售额和销售量是多少？
360
200
150
100
300
∑
1200
2400
600
72
144
144
667
1333
334
40
80
80
264
360
1032
20
40
40
60
120
120
600
600
2400
1000
2000
500
甲
乙
丙
销售
量
（台）
销售额（万元）
销售量（台）
销售额（万元）
变成总额
（万元）
单位变动成本（元）
品种结构比例（%）
销售收入（万元）
单价（元）
销售量（台）
产品
i
P
*
解：
①
②
③
图解法
*
费用（万元）
●综合变动费用率 得出
如例4——由计划计算得出。
若有若干期销售收入——总费用的统计资料，可用最小二乘法计算 综合变动成本率
若已知费用C，销售额S的若干对数据（ ）i=1,2, …,n.用回归方法得
200
0
100
100
200
F
S
C=F+
其中
*
例5:资料见表，求盈亏平衡点销售总额
解：①求 ； ； ；
②
70020
93300
514
650
6720
9000
12000
17100
25200
6400
10000
14400
22500
40000
84
90
100
114
126
80
100
120
150
200
1
2
3
4
5
总费用
销售额
期间
③
*
⑤ 注意事项
当考虑到销售税金时，将税金作为变动成本纳入公式计算
产量
销售额
CVP分析的假设是投入量=产出量＝销售量，在实际产销活
动中对分析结果应进行调整
*
概念
经营状态判断
提高经营安全率的途径
（2）经营安全程度分析法
*
① 概念：利用CVP分析的数据，对企业经营安全状况进
行评价，并据此作出提高经营安全程度决策的
分析方法。其指标为经营安全率。
经营安全率公式：
Q0
Qi
Q
Qi
A
B
C
费用
经营安全区间
*
② 经营状态判断
③ 提高经营安全率的途径：增大经营安全区间
Q
i
●
例6
0
Q
●
*
例6 某纸浆厂纸浆每吨售价P＝600元，销售税金tα＝30元（税率5％），V α=360元，F＝840，000元，计划产量Q＝5000吨，年盈利M=210，000元。计算①经营安全率，②若经营安全率目标为30％，探讨各种可行措施
解：①
② ●
● 降低保本点产量到Q0x
*
●若降低保本点产量到Q0x
*
适用于：运输、生产任务的分配、生产计划安排和资源合
理利用
一般步骤：提出问题→建立数学模型→求解数学模型
当决策仅有两个变量时，可用图解求解
当决策有三个变量时，可用单纯形法求解等
例7 某工厂经市场调研，决定生产甲、乙两种产品，其单台利润分别为60元和30元，两种产品共用一种钢材、一台设备，其资源及获利情况如下：
（3） 线性规划法
30
60
利润（元）
250件
0
2
配件（件/台）
400小时
1
3
台时消耗定额（小时/台）
600公斤
4
2
钢材消耗定额（公斤/台）
现有资源
乙
甲
求利润最大的产品结构决策
解：
*
解：① 设变量：设甲生产x1台，乙生产x2台，可得最大利润
② 确定目标函数及约束条件——建立数学模型
目标函数：
约束条件：
③ 将不等式变为等式并在x1－x2坐标图中作出直线
④ 最优点在凸边形的顶点，代入（1）式可得maxP
*
0
50
50
100
100
150
150
200
250
300
350
200
250
300
350
400
x1
x2
A(0,150)
B(100,100)
C(125,25)
D(125,0)
(4)
*
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
计划期 （分月）
④
③
②
①
①平均分配 ②分期递增
③小幅度连续增长 ④抛物线递增
生产稳定情况下的几种产量分配形式示意图
*
平均日产量
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
月份
40
30
25
20
15
10
5
产量（千件）
需求量累计线
生产量累计线
需求量>生产量
生产量>需求量
库存量
外协量及库存
需求具有季节性情况下生产进度的均衡安排方式
*
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
月份
40
30
25
20
15
10
5
产量（千件）
需求量累计线
生产量累计线
需求具有季节性情况下生产进度的变动安排方式
*
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
月份
40
30
25
20
15
10
5
产量（千件）
需求量累计线
生产量累计线
需求具有季节性情况下生产进度的折衷安排方式
库存量
外协
*
例8 产销进度方案的优选
设某企业某产品月销售计划，生产能力资料如
表，若均衡生产3-6月销量>生产能力，1-2月、
7-12月销量<生产能力。且生产能力多余370台。
现拟定三个方案，如表
第一方案：生产量与销货量相适应；生产不稳定，
负荷不均衡，但库存资金占用少
第二方案：各月生产任务稳定，生产能力利用合理；
但库存量大，占用资金多
第三方案：各月生产量平均安排，销量由库存保证，
生产能力负荷均衡，便于组织管理，但库存大，占
用资金多
定量评价
*
产品进度方案表
第一方案
第二方案
第三方案
项目
月
*
定量评价
已知条件：单位产品成本2000元；每月库存储备定额300台，定额储备资金月息为成
本的2%；超储资金月息为成本的4%；若设备负荷不足，少一台则损失100元，利用多
余能力承揽外协加工可弥补损失40%；超负荷生产每台成本比正常成本超支200元。
第一方案 ：库存利息支出：全年累计库存2568台
超储利息：
定储利息： 共计：119120（元）
成本超支：3-6月超负荷生产
成本超支
除3-6月其余月共少生产462台，设备负荷不足损失
共计：
第二方案：库存利息支出：1、2、3、4、12月超储946台，累计库存3146台
超储利息：
定储利息： 共计：163680（元）
成本超支：共少生产370台
共计：185880（元）
第三方案：库存利息支出：1、2、3、4、12月超储309台，定储2315台
设备负荷不足：
共计：219520（元）
第一方案最优
1-4月超储6+72+176+156=410台
定额储备2568-410=2158台
*
成批生产类型产品出产进度计划
（1）产量较大、经常生产的主导产品可在全年内均衡
安排或根据订货合同安排
（2）进行产品品种的合理搭配，使各车间、季、月、
各工种、各种设备的负荷均衡并得到充分利用
（人力、设备）
（3）产量少的产品尽可能集中安排，减少各周期生产
的产品品种数
（4）新产品要分摊到各季度各月出产，要与生产技术
准备工作的进度衔接和协调
（5）尽可能使各季、月产量为批量倍数
（6）考虑原材料、燃料、配套设备、外购外协件对进
度的影响
*
单件小批生产类型产品出产进度计划
（1）按合同规定的时间要求进行生产
（2）照顾人力和设备的均衡负荷
（3）先安排明确的生产任务，对尚未明确
的生产任务按概略的计算单位作初步
安排，随着合同的落实逐步使进度计
划具体化
（4）小批生产的产品尽可能采取相对集中
轮番生产的方式，以简化管理工作
*
品种搭配
（1）首先安排产量大、经常生产的产品
（2）对其它品种采取“集中轮番”方式，加大产品生产批量，在较短时间内
完成全年任务，然后轮换别的品种
（3）尖端与一般、复杂与简单、大型与小型产品应合理搭配
（4）新老产品交替要有一定的交叉时间
（5）品种前后的安排要考虑生产技术准备工作完成期限及关键原材料、外
购外协件供应期
原则：
确定合理产品结构的定性分析方法
（1） 产品获利能力评价法
（2） 政策指导矩阵
（3） 产品寿命周期评价法
（4） 临界收益评价法
（5） 四象限评价法
（6） 销售收入和利润分析法
*
（1）产品获利能力评价法
计算各种产品的销售利润率，资金周转率和资金利润率
规定标准资金利润率（一般不低于银行利率）淘汰低于标
准利润率的产品
确定对策
﹡资金积压型——采取快速周转措施扩大促销
﹡快速周转型——提高销售利润率（提高价格，
降低成本）
﹡增长型——盈利最强，扩大生产和销
售（必生产的品种）
﹡下降型——最低资金利润率，撤退、
淘汰
销货利润率
资金周转次数
下降型
增长型
资金积压型
快速周转型
*
（2）政策指导矩阵（象限法、产品系列平衡法）
①将市场引力（或市场前景），企业实力（或竞争能力）的评价分成若干因素，并确定评分标准
②对各产品进行评分，并计算各产品市场引力和企业实力总分
③划定强、中、弱标准
④作产品系列分布象限图
⑤不同象限的产品采取不同的对策
*
产品市场引力和企业实力各因素打分标准表
*
10种产品评分结果
大
中
大
中
小
中
小
小
大
大
32
28
34
26
14
18
9
8
31
31
大
大
中
中
中
小
小
大
小
中
33
35
27
25
28
13
12
32
11
17
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
类别
总分
类别
总分
企业实力
市场引力
产品
*
不同象限的产品采取不同的对策
1 优先发展，保证资源，维持有利的市场地位，并提高市场占有率
2 加强调查和预测：市场需求量大→发展
市场需求稳定→维持
3 减产或淘汰，利用自己较 强的竞争实力充分开发 有限的市场，为快速发展
部门提供资金来源
4 加大投资，增强实力，（市场前景好，但企业未能充分利用。企业有一定基
础，但不充分，所以应提高竞争能力）
5 有2—4个竞争对手，实力不相上下，分配足够资源，使之随市场发展而发展
6 撤退和淘汰，市场引力弱，缓慢地从经营领域中退出，收回资金，投入盈利
产品
7 一种决策是利用雄厚实力，进一步 开 发市场，另一种决策 是能力有限，选
择少数有前途产品加速开发，其他逐步放弃
8 维持现状，尽量获利或缓慢退出市场
9 收回投资，尽快放弃
9 ⑦
6⑥
3 ⑨
弱
8 ⑤
5 ④
⑩2 ③
中
7 ⑧
4 ②
1①
强
弱
中
强
企业实力
市场引力
*
（3）产品寿命周期评价法
概念：根据每年销售增长率指标，确定每
种产品正处在寿命周期的哪一阶段；
对产品的经济寿命进行估计、评价；
确定第二代，第三代新产品的投入
期和产品的淘汰期，并依此作出开
发生产和销售等方面的对策。
*
（4）临界收益评价法
概念：通过分析各产品的临界收益率，销售额累计，临
界收益累计，利润累计，调整产品结构，确定合
理的产品品种及产量
分析：①若A为市场急需的短线产品，D为长线产品
可增加A的销售额，D产品停产，品种结构为A、B、C
A产品临界收益：（900+750）×34%=561（万元）
企业获利： （561+180+195）-500=436（万元）
②若A为长线，D为需求量大的短线，则应增加D的比重，
薄利多销
*
相对最大竞争者X的市场
10%
20%
风险（问题）产品
明星产品
瘦狗（失败衰退）产品
现金牛（厚利）产品
放弃
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
1X
10X
销售（市场）增长率
（5）四象限评价法
概念：根据产品市场份额和销售增长率确定产品结构的方法
步骤：
①确定销售增长率和相对最大竞争者的市场份额（或市场占
有率）高低的标准
②作四象限图，将产
品分为四类
③作出对策
*
明星（名牌）产品：资源投入重点，优先保证，大力发展
④方兴未艾：即两率（x，y）都再继续提高，稍一松懈则后
来居上，保持优势地位，加大投入。
⑤销售增长率开始下降：设法稳定其市场占有率，逐步转化
为现金牛产品
现金牛（厚利）产品：市场增长率下降，不必扩大投资规模；
因为是市场领先者，享有规模经济和边际利润优势，因此是
摇钱树。以此获利支持明星产品和风险产品以及开发新产品
风险（问题）产品：销售增长率高，但市场占有率低
②③公司力图进入已有领先者占据的高速增长的市场。应投
入大量资金开发努力成为明星产品。
①风险大，采取放弃对策
瘦狗（失败衰退）产品：盲目开发产品——淘汰
衰退期产品：逐步减产，逐步撤退
对策
*
概念：销售收入和利润分析法是把企业生产的每种产品的销售收入及获取利
润，按各自大小排序，然后将排序结果填入预先绘制好的收入利润坐标图上，
针对产品所处的位置加以分析。
例4 某企业生产七种产品，其销售收入，利润及各自所占名次见表
● 先将每种产品的销售收入的名次及利润名次，填入按收入大小和利润大
小编排的坐标图中，得到图
● 分析
产品代码
项目
（6）销售收入和利润分析法
*
销售收入排序
利润排序
7
6
5
4
1
1
2
3
4
5
6
7
●B
●F
●E
●A
●D
●C
●G
1
4
● 处于图中左下角的产品——销售收入高，利润大，应当生产；
● 处于右上角的产品——销售收入低，利润小，要加以考虑；
● 老产品——应该考虑下马，尤其是该产品处于产品寿命周期的衰退期，应采取果
断停产措施；
● 对入新产品——处于导入期，产品刚登场，宣传广告做得不够，顾客还未认识，
应加大宣传，改进工艺，降低成本，力图扩大销售获取利润；
● 处于对角线上方的产品——销售收入在先，利润排序在后的产品，应该考虑是成
本太高还是销售价格低，如果该产品属于社会特别需要的产品，也应当坚持生产，
考虑社会效益；
● 处在对角线下方的产品——销售收入在后而利润排序在前的产品，应想方设法提
高销售量。
分析
*
三 综合平衡、确定生产计划
● 生产任务与生产能力之间的平衡
● 生产任务与生产力之间的平衡
● 生产任务与物资供应能力之间的平衡
● 生产任务与生产技术准备之间的平衡
● 生产任务与资金占用之间的平衡
*
§ 生产作业计划概述
生产作业计划概念
生产作业计划工作的内容
期量标准
*
生产作业计划概念
生产作业计划是生产计划的具体执行计划。它是把企业全年的生产任务具体地分配到各车间、工段、班组以至每个工作地和工人，规定他们在月、旬、周、日以至轮班和小时内的具体生产任务，从而保证按品种、质量、数量、期限和成本完成企业的生产任务。
*
二 生产作业计划工作的内容
1 编制企业各层次的生产作业计划
2 编制生产准备计划
3 设备和生产面积的负荷率核算和平衡
4 制定或修改期量标准
5 日常生产派工
6 通过生产调度和生产作业统计，检查
和控制生产任务计划进度完成情况
生产作业
计划编制
生产作业
计划实施
控制
*
三 期量标准
概念：为制造对象（产品、部件、零件）在生产过程中的运动所规定的生产期限（时间）和生产数量的标准
生产周期、提前期
单件小批
批量、生产间隔期、生产周期、在制品定额、提前期、交接期
成批生产
节拍、流水线工作指示图表、在制品定额
大量生产
期 量 标 准
生产类型
不同生产类型的期量标准
*
第六章 大量生产类型生产组织形式及生产作业计划
§ 大量生产类型的主要组织形式—流
水生产线
§ 流水生产线的组织设计
§ 大量生产类型生产作业计划及实施
管理
*
§ 大量生产类型的主要组织形式
流水生产线
流水生产概念及特点
流水线的分类
对流水线的评价
流水生产组织的条件
*
一 流水生产概念及特点
概念： 是指加工对象按照一定的工艺路线、有规律地从前道工序流到
后道工序加工，并按照一定的生产速度连续完成工序作业的生
产过程
特点：
1 流水线上固定生产一种或少数几种产品（零件），工作地专业化程度高
2 流水线上每个工作地 按照产品工艺过程（零件）顺序安排，产品按单向运输路线移动
3 工艺过程是封闭的，工作地按工艺顺序安排为索链形式，劳动对象在工序间作单向流动，自成系统，便于管理和控制
4 生产具有明显的节奏性
5 生产具有较高连续性
6 流水线上各工序之间的生产能力是平衡的，成比例的
*
二 流水线的分类
分类标志
对象移动方式
对象数目
对象轮换方式
连续程度
节奏化
机械化程度
流水线
固定流水线
移动流水线
单一对象流水线
多对象流水线
不变流水线
可变流水线
成组流水线
连续流水线
间断流水线
强制节拍流水线
自由节拍流水线
粗略节拍流水线
自动生产线
机械化流水线
手工流水线
混合流水线
*
三 流水线的评价
优点：
1 产品的生产过程较好地符合连续性、平行性、比例
性以及均衡性要求
2 生产率较高
3 缩短生产周期，减少在制品的占用量和运输工作量，
加速资金周转
4 简化生产管理工作
缺点：
1 柔性差
2 工人工作单调、紧张、易疲劳，不利于提高工人生
产技术水平
*
四 流水生产组织的条件
1 品种稳定
2 产品结构基本定型并标准化
3 原材料、协作件标准化，能保证及时
供应
4 机器设备处于完好状态
5 产品检验能在流水线上进行
*
§ 流水生产线的组织设计
流水生产线的组织设计和技术设计
1 流水线生产的技术设计
2 流水线生产的组织设计
二 流水线组织设计的各项准备工作
三 单一对象流水线的组织设计
*
流水生产线的技术设计
工艺路线、工艺规程的制定
专用设备的设计
● 设备改装设计
● 专用工夹具设计
● 运输传送装置设计
● 信号装置设计
即硬件设计
*
流水生产线的组织设计
流水线节拍和生产速度的确定
设备需要量和负荷的计算
工序同期化设计
工人配备
运输传送方式的设计
流水线平面布置的设计
流水线工作制度
生产服务工作组织和标准计划图表的制定
即软件设计
*
二 流水线组织设计的各项准备工作
1 产品零件分析
2 改进产品结构，使之适合于流水生产
3 审查和修改工艺规程
4 收集整理设计所需资料
*
三 单一对象流水线的组织设计
确定流水线节拍与节奏
工序同期化
计算流水线设备（工作地）数量及设备负荷率
计算工人人数
确定流水线节拍性质
设计流水线的运输方式及设备
流水线平面布置
*
节拍
● 概念：流水线上连续投入或出产两个制品的时间间隔
● 计算公式：
r: 节拍 F: 计划期有效工作时间
N: 计划期产品产量 F0 : 制度工作时间
K: 时间利用系数
● 例1：设计某流水线，计划年产量为20000件， 外销件1000件，
废品率2%，两班制工作， 每班8小时，时间利用系数 ，
计算节拍
*
节奏
概念：流水线顺序出产两批同样制品的时间间隔
计算公式：
n运: 运输批量
流水线运输批量参考值
例2：接例1，若零件重量轻，n运=100。求节奏
r0=100×=1066分/批
r0: 节奏
*
流水线运输批量参考值
1
1
2
2
5
10
10
～10
1
2
2
5
10
20
20
～
1
2
5
10
20
20
50
～
1
2
5
10
20
50
100
<
≥10
运输批量
单件重量（kg）
工序平均加工时间（分）
单件
*
2 工序同期化
● 指通过采取技术组织措施调整工序时间，使之尽可能与节拍相等或成整数倍关系的过程
● 例：
工作地顺序 工序号 原工序单件时间 新工作地单件时间
1 1、2、6 6、2、2 10
2 5、7 1、6 7
3 3、9 5、5 10
4 4、8 7、3 10
5 10、11 5、4 9
11
⑧
⑩
⑤
④
③
②
⑥
①
⑦
⑨
2
6
6
5
1
3
2
4
5
5
7
*
同期化主要措施
（1）机加工工序
● 在未同期化的工序上采用高效率设备，或改装原设
备，提高出产效率
● 采用高效工艺装备
● 改变加工方法，减少切削时间
● 改进工作地布置与操作方法
● 提高工人的熟练程度和工作效率
（2）装配工序
● 适当分解和合并工序
● 合理配置力量
● 采用高效率工具
*
3 计算流水线设备数量及设备负荷率
①工作地（设备）计算数Si计 ：
ti： i工序单件工时
r ：节拍
②i工作地实配设备数Si： Si ≥ Si计
③i工作地负荷系数 ηi： ηi = Si计 / Si
流水线平均设备负荷系数：
最少工作地（设备）数：
④单件损失时间
i工序： 流水线： t损 = N × r － T
流水线时间损失系数：
*
例题
某零件生产节拍10分钟，工序同期化后各工
序单件时间如表，试计算流水线平均设备及负荷
系数、损失时间及损失系数
●流水线平均设备负荷数
●最少工作地数：
●单件损失时间：
●流水线损失时间：
流水线时间损失系数：BD = 1－ η平 = 8%
*
上例图表
*
4 计算工人人数
（1）手工操作为主的流水线
Pi: i工序工人总数 Si: i工序工作地数
Wi: i工序工作地同时工作的人 g: 每日工作班次
（2）设备加工为主的流水线
P: 流水工人人数
N: 流水线总设备数
S看: 平均设备看管定额
b: 后备工人与上岗工
人之比
*
5 确定流水线节拍性质
●工序同期化程度高,工艺性好,加工对象稍重,体积稍大,可严格按节拍出产符合精度要求的产品,采用强制节拍流水线(连续流水线)
●反之采用自由节拍或粗略节拍流水线(间断流水线)
*
6 设计流水线的运输方式及设备
●分配式传送带:
●用于自由节拍间断流水线
●工作式传送带:
●用于强制节拍连续流水线
●传送带速度:
●传送带长度:
L: 传送带长度 l: 相邻两工作地间中心距
m: 流水线工序数 l附: 两端附加长度
Si: i工序工作地数
*
7 流水线平面布置
● 布置原则：运输路线最短
● 平面布置形式：
直线型： 山字型： 直角型：
环型： 蛇型： 开O型：
● 工作地排列形式：
单列
双列
*
§大量生产类型生产作业计划及实施管理
期量标准
生产作业计划的编制
生产实施管理
*
一 期量标准
1 节拍
2 流水线标准工作指示图表（标准计划）
3 在制品占用量（在制品定额）
*
2 流水线标准工作指示图表
(1) 连续流水线标准工作指示图表
(2) 间断流水线标准工作指示图表
*
连续流水线标准工作指示图表
*
间断流水线标准工作指示图表
*
间断流水线标准工作指示图表编制步骤
（1）确定看管期及看管期产量
●看管期：工人在所看管的设备上巡回操作一
遍的时间
●看管期产量：看管期内生产的产量
r：节拍
（2）确定各工序在看管期内的工作连续时间
第i道工序连续工作时间：
（3）绘制标准图表,确定各工作地工作起止时间
（4）确定流水线工人人数及劳动组织形式
T看：看管期
*
3 在制品占用量（定额）
● 在制品：指从原材料投入生产到成品入库为止，处于生产过程各
工艺阶段尚未完成的各种制品的总称
● 在制品定额：指在一定时间、一定工艺阶段和生产环节、在一定
生产组织条件下，为保证生产连续、均衡进行所规定的在制品数
量标准
● 在制品占用量：
（1）流水线内在制品的定额
①工艺在制品定额 Z1 ②工序间周转流动在制品定额 Z2
③运输在制品定额Z3 ④保险在制品定额Z4
（2）流水线间在制品定额
①周转在制品定额Z5 ②运输在制品储备量Z6
③保险在制品定额Z7
*
流水线内工艺在制品定额Z1
● 概念：指正在工作地上加工，装配或检验的在
制品数量
● 公式：
Si: i工序工作地数
gi: i工序各工作地同时加工制品数
m:工序数
*
流水线内工序间周转流动在制品定额Z2
● 概念：指间断流水线由于前后相邻两道工序单件加工 时间与节拍不等或
不成整数倍（生产率不等） 形成的在制品和为了使每个工作地连
续完成看管期内产量，在工序之间建立的在制品占用量
● 计算：
①将看管期根据相邻两道工序参加工作的工作地数变 化情况划分为若干
时间段
②计算每个时间段在制品占用量的最大值
正值表示：相邻两工序之间在该工作时间结束时形成的最大储备量
负值表示：相邻两工序之间在该工作时间开始时，必须准备的周转储备量
③确定工序间周转在制品定额：
最大占用量在看管期开始或结束时形成，记入定额；反之，不记入定额
④流水线内部周转在制品定额=各工序间在制品定额之和
Z2Ti：Ti时间段在制品最大占用量
S供： 供应工序工作地数
S消： 消耗工序工作地数
t供： 供应工序单件工时
t消： 消耗工序单件工时
*
流水线内运输在制品定额Z3
● 概念：指流水线上各工序之间正在运输或置于工位器具
内待运输的在制品数量
● 计算：
无传送带间断流水线：周转在制品定额代替Z3
有传送带流水线：
①工作式传送带（强制节拍流水线）
工艺在制品定额代替了运输在制品
②分配式传送带（自由节拍流水线）
m: 流水线工序数 n运：运输批量
*
流水线内保险在制品定额Z4
● 概念：为保证流水线遇到偶然突发事件（工序废品
超量、工具意外损坏、设备突发故障）能保
证生产正常进行而设置的在制品数量
● 计算：
*
各类流水线内在制品定额组成
自由节拍在制品定额 = Z1+Z3+Z4
有传送带
强制节拍在制品定额 = Z1+Z4
无传送带间断流水线在制品定额 = Z1+Z2+Z4
*
流水线间周转在制品定额Z5
● 概念：由于相互关联的两条流水线生产率不等形成的。
为保证生产连续设置的在制品数量标准
● 计算公式：
T高：高生产率生产线每日工作延续时间
ρ ：生产率 r：节拍
● 例：供应线为加工流水线，ρ供=5件/h两班制（16h），
消耗线为装配流水线，ρ消=10台/h一班制工作。求
线间周转在制品用量
解：
*
流水线间运输在制品定额Z6
● 采用小车工具定期运输时：
R运：相邻两次运输的时间间隔
ρ供：供应流水线生产率
● 采用传送带运输时：
n运:运输批量
L:流水线间运输装置总长度
l:相邻运输批在装置上的距离
*
二 生产作业计划的编制
1 厂级生产作业计划的编制
（1）编制单位：企业生产管理部门
（2）内容：①年度、季度和月度厂生产作业计划
②确定车间的生产任务和生产进度
（3）计划单位：产品、部件、零件
（4）确定车间生产任务的方法
①对象专业化车间 ②工艺专业化车间
2 车间内部生产作业计划的编制
（1）编制单位：车间计划调度组和工段的计划人员
（2）内容：●工段月生产作业计划 ●工段旬生产作业计划
●工段轮班计划 ●工作地轮班计划
*
对象专业化车间
按各车间承担的产品分配生产任务
同时也要考虑到各车间的生产能力负荷，适当加以调整
*
工艺专业化车间
在制品定额法
某车间出产量=后车间投入量+该车间外销量
+（库存半成品定额-期初库存
半成品预计结存量）
某车间投入量=该车间出产量+该车间计划废
品量+（车间在制品定额-期初
车间在制品预计结存量）
最后车间的出产量根据厂级生产进度计划而定
*
生产实施管理
1 生产日程管理
要点： ①全面协调好生产过程七要素（人、设备工装、材料、工艺、 资金、
生产组织，信息），使不同作业计划的车间能连续地、同步地、均
衡地进行生产
②有效地进行产品的投入控制、质量控制、产出控制，使生产活动过
程良好的运行
手段： ① 日程计划 ② 企业生产信息系统
③ 日程管理的组织系统 ④ 物流组织系统
⑤ 设备点检系统
2 现场管理
（1）实行标准作业 （2）建立以生产线操作工人为主体的劳动组织
（3）彻底消除无效劳动 （4）目视管理
（5）作业组织的改善 （6）增强设备的自动检测能力
（7）建立安全、文明生产保证体系
*
第七章 多品种中小批量的生产组织及生产作业计划
§多品种中小批量生产与成组技术
§中小批量生产先进的组织形式
§成批生产类型的期量标准及生产作业计划
*
§多品种中小批量生产与成组技术
成组技术的产生与发展
成组技术的基本原理
机械产品应用成组技术的可行性
成组技术在机械行业中小批量生产中的应用
*
一 成组技术（GT）的产生与发展
成组技术于1959年米特洛凡诺夫创立
德国阿亨工业大学的奥匹兹领导制定了“工件分类编码系统”
美国与日本将GT与数控技术、计算机技术结合,为在GT基础上发展CAD,CAPP和建设FMS创造了必要条件
*
二 成组技术的基本原理
即对于不同制品之间客观存在的相似性进行识别，并根据一定的目的，按其相似特征进行归类分组，并找出同一类制品中的典型制品，以典型制品为基础编制成组工艺和进行成组生产，以避免不必要的重复劳动和组织管理中不应有的多样化，达到简化、统一、高效和经济目的的生产组织技术
*
三 机械产品应用成组技术的可行性
不同产品功能构成基本相同
功能相似的产品，其零件构成也相似
其零件一般可分为三类
A:复杂件（专用件） B:相似件 C:标准件
各种相似件在一定范围的产品中出现率有着稳定的分布
相似的零件由于在功能、形状，尺寸，性质等固有特征存在相似性，往往导致设计、制造呈现相似性
零件工时定额，材料消耗定额，生产管理上的期量标准等都具有相似性
*
成组技术在机械行业中小批量生
产中的应用
1 利用成组分类编码系统，相似件图库和CAD软件进行成组设计
2 应用成组分类编码系统，零件族成组工艺库
和工艺专家系统进行成组工艺设计
3 利用相似性原理进行工时定额，材料消耗定
额和成本定额的制定，可事半功倍，保持定
额水平的一致性
4 把GT原理应用于生产组织和计划管理
*
§中小批量生产先进的组织形式
一 成组生产单元（GTPC)
1 概念
2 优越性
3 成组生产单元设计步骤
二 柔性制造系统（FMS)
*
成组生产单元
● GTPC是为一个或几个工艺过程相似的零件族组织成组生产而建立的生产单位。在成组生产单元里配备了成套的生产设备和工艺装备以及相关工种的工人，以便能在单元里封闭地完成这些零件族的全部工艺过程
*
GTPC的优越性
（1）可采用专业化程度较高的机床设备和工艺装备
（2）按一定的生产纲领和各工序加工工作量配备生产
设备和工人
（3）设备可按零件族典型工艺顺序布置，使物流顺畅
（4）工件在工序间的传递可采用平行或平行顺序方式，
以缩短生产周期减少在制品
（5）对生产单元可实行经济类责任制，发挥每个人的
积极性创造性
*
成组生产单元设计步骤
（1） 正确制定企业生产纲领
（2） 产品零件分类成组
●目检法
●功能名称法
●分类编码系统法
●工艺流程分析法
（3） 计算各种设备需求量与设备配备
（4） 成组生产单元的平面布置
*
计算各种设备需求量与设备配备
● Sj计 : j设备需要量（计算值）
● Ni: i产品（零件）年需求量（件）(i=1……P)
● tij: i产品（零件）在j设备上加工的单件工时
● F0: 设备年制度工作时间
● η j: j设备的利用系数，一般取～
● P : 零件族中零件种数
*
成组生产单元的平面布置
按生产线形式布置
按U型布置
CNC
CNC
NC
NC
NC
1
NC
NC
NC
2
按功能布置
1、2配套辅助设备
A
B
C
D
1
2
3
4
5
分区联合布置
A、B、C、D成组生产单元
1、2、3、4相邻单元协作区，5多单元边界协作区
*
柔性制造系统（FMS）
1 概念：FMS是由计算机控制的、以数控机床（NC）和
加工中心（MC）为基础、适应多品种中小批
量生产的自动化制造系统
2 特点
（1）可同时加工多种不同工件
（2）一台机床加工完一种零件后可在不停机调整的
条件下，按计算机指令转换加工另一种零件
（3）各机床之间的联系是灵活的，工件在机床间的
传输无固定的流向和节拍
3 组成
4 采用FMS的经济收益
*
FMS的组成
（1）加工系统： 回转体
非回转体
（2）物料储运系统
（3）计算机管理和控制系统
生产数据
数据库 资源数据 信息输入输出
运行数据 物料进出口管理
计算机主控制系统 系统管理软件 制定生产日程计划
工具管理
系统控制软件 运行控制
系统级监视
系统监视软件
设备级监视
*
§成批生产的期量标准及生产作业计划
一 期量标准
1 批量和生产间隔期
2 生产周期
3 生产提前期
4 在制品定额
生产作业计划的编制方法
1 累计编号法
2 MRP（物料需求计划）
*
批量和生产间隔期
（1）概念:
批量: 消耗一次准备结束时间所生产的同种产品或
零件的数量，以n记之（即相同产品或零件一
次投入和出产的数量）
生产间隔期: 相邻两批相同产品（零件）投入（或
产出）的时间间隔，以R记之
（2）批量和生产间隔期关系
（3）批量与生产间隔期的确定方法
①以量定期法—先确定批量，再确定生产间隔期
●最小批量法 ●经济批量法
②以期定量法——先确定生产间隔期，再确定批量
n：批量
R：生产间隔期
g：平均日产量
*
最小批量法
●
α： 调整时间损失系数
t单件： 单件工时
● 例：某零件经三道工序加工，其加工数据资料如表，设α=，
求最小批量
序号 工序名称 单件时间（分） 设备调整时间（分） t调/ti
1 车 15 30 2
2 铣 20 120 6
3 磨 30 90 3
解： ①计算t调/ti ③
②选择第二道工序计算
n最小：最小批量
t准备：一批产品准备结束时间
∵
∴
*
经济批量法
● 例：某产品年总产量为20000件，每批产品的设备调整费用为100
元，每件产品年平均保管费用为1元，求经济批量。
解：
费用
批量
n0
E=E1+E2
E1=（n/2）C
E2=（N/n）A
n：批量
N：年产量
n0：经济批量
A：设备调整一次费用
C：单件年平均库存费
用
● 以零件生产费用最低为原则确定批量的方法
*
以期定量法
1 选择采用的生产间隔期标准
2 将产品和零件分类，归入不同批类
3 计算批量
批 类
生产间隔期
批 量
每月批次
日批
三日批
周批
旬批
半月批
月批
季批
半年批
1天
3天
6天
8天
12天
24天
72天
144天
1/24月产量
1/8月产量
1/4月产量
1/3月产量
1/2月产量
1月产量
3月产量
6月产量
24
8
4
3
2
1
一季一次
半年一次
*
2 生产周期
（1）生产周期概念：
指一批制品从原材料投入生产起，到最后完
工为止，制品在生产过程中经历的日历时间
（2）生产周期的确定：
①零件各工艺阶段生产周期的计算
②产品生产周期
*
零件各工艺阶段生产周期的计算
T： 一批零件加工的生产周期 m：车间内该零件的工序数
n： 批量 ti： 零件在工序i上的单件工时定额
C： 每日有效工时 Si：执行工序i的工作地数
Ki：预计定额完成系数 li：工序之间的平行系数
tp：调整设备时间 tq：等待加工时间
ts：工艺规定的自然时效时间 tr：跨车间协作工序的时间
（1）按生产周期的时间构成计算
（2）通过资料核算和现场调查，制定典型的生产周期概略标准
*
机械加工生产周期的概略标准图表
注：表中生产周期是以两班制的工作日为单位
*
产品生产周期
（1）网络计划技术（第九章）
（2）图表法
*
3 生产提前期
（1）概念：指一批制品（零件、毛胚或产品）在各
工艺阶段投入（出产）的时间比产品出
产时间提前的天数。可分为投入提前期
和出产提前期
（2）计算公式：
①前后车间生产批量相等情况
②前后车间生产批量不相等情况
*
前后车间批量相等情况
毛胚制造周期 机加工周期 装配周期
T毛 T毛-加 T机 T加-装 T装
D装投=T装
D机出=D装投+T加-装
D机投=D机出+T加
D毛出=D机投+T毛-机
D毛投=D毛出+T毛
● 产品在最后车间的出产提前期=0
● 产品在最后车间的投入提前期=该车间的生产周期
● 产品在某车间的出产提前期=后车间投入提前期+保险期
● 产品在某车间的投入提前期=该车间出产提前期+该车间生产周期
例1：设各车间生产间隔期皆为R=15天，批量皆为n=10件，
T装=20天，T机=40天，T毛=20天，T装-机=10天，
T机-毛=5天。求各车间生产提前期和投入提前期。
解： D装出=0 D装投=0+20=20（天）
D机出=20+10=30（天） D机投=30+40=70（天）
D毛出=70+5=75（天） D毛投=75+20=95（天）
毛-加保险期
加-装保险期
*
前后车间批量不相等情况
例2：设n装=10，R装=15天，n机=30，R机=45天，
n毛=30， R毛=45天，其他条件如例1。求各车间
生产提前期和投入提前期
解： D装出=0 D装投=20（天）
D机出=20+10+（45-15）=60（天）
D机投=60+40=100（天）
D毛出=100+5+（45-45）=105（天）
D毛投=105+20=125（天）
车间出产提前期
=
后车间投入提前期
+
+（
该车间生产间隔期
-
后车间生产间隔期
保险期
）
*
4 在制品定额
概念：指在一定的技术组织条件下，为保证
生产衔接，必须占用的在制品的最低
储备量
1 车间内部在制品定额
2 车间之间半成品定额（库存在制品定额）
*
1 车间内部在制品定额
（1）定期（生产进度已定）情况下的在制品定额—图表法
在制品定额=计划期末在制品占用量
（2）不定期（生产进度未定）情况在制品定额
一批
半批
10
5
T<R
三批
二批半
10
25
T>R
二批
二批
2
10
20
T>R
一批
一批
1
10
10
T=R
下旬
中旬
上旬
在制品期末占用量
在制品平均占用量
进度
T
R
生产间隔期R
（天）
生产周期
（天）
*
2 车间之间半成品定额
（1）库存周转（流动）在制品定额
①前车间成批入库，后车间分批领用
②前车间成批入库，后车间每日领用
③前车间成批入库，后车间整批领用
（2）库存保险半成品定额
用途：在前车间出现出产误期或出现过多废
品时，为了保证生产正常进行而准备
的储备量
公式：
保险半成品定额
=
前车间可能误期交库日数（保险期）
×
后车间平均每日用量
*
前车间成批入库，后车间分批领用
●设前车间入库批量60件，后车间领用批量为10件。前车间计划期最后批量入库的标准日期为到期末9天，后车间生产间隔期（领用间隔期）为2天。求周转半成品占用量。
解：
周转半成品占用量
=
前车间批量
－[
前车间计划最后一批零件入库的标准日期到期末的天数
÷
后车间生产间隔期
] ×
后车间批量
= 60 －[9/2]×10 = 10
工作日
保险储备量
1
22
21
20
19
18
17
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
25
24
23
3
2
1
最大占用量
流动占用量
后领
前入
周转半成品占用量
*
前车间成批入库，后车间每日领用
●前车间期初第一次零件入库标准日期为3天。交库间隔日数为5天，批量为50件
周转半成品占用量
=（
前车间期初第一次出产零件入库标准日期
÷
前车间交库间隔日数
）×
前车间入库批量
= （3/5）×50 = 30 （件）
工作日
保险储备量
1
22
21
20
19
18
17
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
25
24
23
3
2
1
最大占用量
流动占用量
周转半成品占用量
*
工作日
保险储备量
1
22
21
20
19
18
17
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
25
24
23
3
2
1
最大占用量
流动占用量
后领
前入
前车间成批入库，后车间整批领用
● 图表
● 计算公式
*
计算公式
●当交库数量=领用数量；交库间隔日数=领用间隔日数
0 （当车间已领用，下批尚未交库时）
=
1批（已交库一批，后车间尚未领用）
●当交库数量=领用数量；交库间隔日数≠领用间隔日数
期末周转半成品占用量
期末周转半成品占用量
前车间计划期最后一批零件交库标准日期到期末天数
=
1批（
＜
后车间计划期最后领用一批零件的标准日期到期末天数
）
0 （
前车间计划期最后一批零件交库标准日期到期末天数
＞
后车间计划期最后领用一批零件的标准日期到期末天数
）
*
累计编号法
（1）概念：根据最终产品（成品）的平均日产量，将预先
制定的生产提前期转化为提前量，从而计算同
一时期产品在各生产环节的提前量，（用各生
产单位在计划期应该达到的投入和产出的累计
产品号数表示）以保证各车间之间在生产数量
上的衔接的方法
（2）适用场合：需求稳定而均匀，周期性轮番生产的产品
（3）累计编号方法
（4）生产作业计划编制方法
●制定“产品进度计划”
●制定“零部件进度计划”
*
累计编号方法
累计号按产品编制
从计划年度该产品出产的第一台（或从开始生产这种产品的第一台）开始，依成品出产的先后顺序，每出一台增加一号，即为每一件产品编上一个累计编号
在同一时间上，产品在某一环节上的累计号数，与成品出产累计号数相比，相差的号数称为提前量
提前量与提前期的关系为：
*
累计编号法图表
*
制定零部件进度计划
计算产品在各车间计划期末应达到的累计出产和投入的号数
各车间在计划期应完成的出产量与投入量
某车间出产累计号数
= （
成品出产累计号数
+
该车间出产提前期定额
×
成品的平均日产量
）×
每台成品所用该车间制品数量
某车间投入累计号数
=（
成品出产累计号数
+
该车间投入提前期定额
×
成品的平均日产量
）×
每台成品所用该车间制品数量
计划期车间出产（投入）量
=
计划期末出产（或投入）的累计号数
－
计划期初已出产（或投入）的累计号数
*
MRP（物料需求计划）
● 应用场合：应用于短期的需求变化不定，但较长时期
内确有需求，安排不定期重复生产的场合
● 原理：根据反工艺顺序原理，按照产品出产的数量和
期限以及各生产阶段的生产周期、库存情况，
运用计算机计算出各零部件的生产数量和期限
（1）根据成品总任务，自动推算出成品的各个部件、
各个零件的生产任务
（2）连续推算出下月（或几个月）的计划要求
（3）运算速度快、便于计划修正
*
第八章 单件小批定货生产类型的生产组织及生产作业计划
§单件小批定货生产类型的特征
§单件小批定货生产类型的生产组织形式
§单件小批生产的期量标准生产作业计划
*
§单件小批定货生产类型的特征
一 定货生产与备货生产
●备货生产：企业在市场预测、市场需求的基础上，
按自己制定的生产计划组织生产，生
产的多是通用产品。
●定货生产: 根据用户的定单去组织生产
单件小批定货生产: 指的是单件小批专用产品的生产
二 单件小批定货生产的主要特征
（1）订单的随机性
（2）产品的专用性
（3）生产的一次性
*
§单件小批定货生产类型的生产组织形式
一 传统方式—采用工艺专业化的生产组织形式
二 从产品分析入手的生产组织形式
1 大件生产单元
● 加工对象：重量重、体积大的大型零部件
● 组织形式：将企业中的大型设备组建形成大型零部件的封闭生产
● 优 点：可减少大件运输工作量，大大简化生产管理工作
2 柔性生产系统或柔性生产单元
● 加工对象：是承担主要功能，对产品质量性能起决定性作用的关键件
● 组 成：①以加工中心、数控机床取代通用设备、万能工装
②柔性生产系统
● 优 点：节省工装设计、制造时间、缩短加工周期、提高生产率；
简化管理工作
3 成组生产单元
● 加工对象：占产品中比重最大的一般中小型零件
● 组织形式：成组生产单元
4 标准件生产单元
● 加工对象：标准件
● 组织形式：①外购 ②成批或大批生产
*
§单件小批生产的生产作业计划
期量标准
生产作业计划的编制
1 生产周期法
2 网络计划技术（第九章）
*
一 期量标准
1 产品生产周期图表
2 生产周期
从加工对象投产到完工的日历时间
3 生产提前期
利用生产周期图表计算出零部件各工艺阶段的投入、产出提前期
4 产品劳动量日历分配表
是将产品的总劳动量按工种分配到生产周期各时间段的图表；以
反映产品加工劳动量在生产周期内分布规律的期量标准
25
20
20
20
10
5
装配
501
5
10
10
20
20
15
10
5
5
摇臂钻
408
10
20
30
25
10
5
焊接
201
10
20
25
25
20
铸造
101
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
名称
编号
产品生产周期（月）
设备大组
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
*
1 生产周期法
概念：在保证交货日期和缩短生产周期的前提下，协调各
生产车间的生产，并通过绘制生产周期图表来确定
生产任务的方法
程序：1 分阶段编制产品进度计划
2 编制订货生产说明书
3 编制月度作业计划
4 编制车间内部生产作业计划
●主要零件、工种编制生产周期图表
●月度生产作业计划
●轮班计划
合同谈判阶段
合同执行准备阶段
合同执行阶段
合同总结
*
产品进度计划典型网络图
⑩
⑧
⑨
⑦
⑥
⑤
④
③
②
①
钢材准备
焊接生产
焊接工艺
钢材准备
包装发运
装配
冷加工
热加工
热工艺
冷加工工艺
外购件采购
产品设计
*
订货生产说明书
*
第九章 网络计划技术
§ 概念及特点
§ 网络图的组成
§ 网络图的绘制原则
§ 网络图的绘制步骤
§ 网络时间计算
§ 关键路线确定
§ 计算完工期及其概率
*
网络计划技术的概念：
是以工序所需时间为时间因素，用描述工序之间相互联系的网络和网络时间的计算，反映整个工程或任务的全貌，并在规定条件下，全面筹划、统一安排，来寻求达到目标的最优方案的计划技术。
*
网络计划技术的特点：
直观性强，可形象反映工程全貌；
主次、缓急清楚，便于抓住主要矛盾；
可利用非关键路线上的工作潜力，加速关键作业进程，因而可缩短工期，降低工程成本；
可估计各项作业所需时间和资源；
便于修改；
可运用电子计算机运算和画图，缩短计划编制时间。
*
§ 网络图的组成
一 工序（作业、活动）
二 事项（事件、结点）
三 路线
*
一 工序（作业、活动）
定义：指一项有具体内容的、需要人力、物力、财力、占用一定空间和时间才能完成的活动过程。
虚活动（作业）：只表示作业之间相互依存、相互制约、相互衔接的关系，但不需人力、物力、空间和时间的虚设的活动。
示例1：
示例2：
先行活动、后续活动和并行活动
B
12
1
4
6
3
5
2
产品设计A
自制零部件B1
外购零部件B2
装配C
样品鉴定D
A
D
C
B
45
50
35
15
5
*
二 事项（事件、结点）
定义：工程（计划）的始点、终点（完成点）
或其各项作业的连接点（交接瞬间）。
表示方法：
i
i（结点编号）： ①表示事项时间大致顺序
自左向右自上向下排列
②一般以正整数表示
③一个结点只有一个编号
④各结点不允许重复使用
一个编号
*
路线
定义：从网络图始点开始，顺着箭头方向前进，连续不断地 到达终点的一条通道称为网络图的一条路线。各条路
线所需的周期为对应的作业时间之和。
关键路线和关键工序：
概念：网络图中所需工时最长的路线称为关键路线。
关键路线上的工序称为关键工序
表示方法：关键路线及工序常用双线表示
注意：（1）关键路线的完成时间决定整个工程的完工时间；
（2）关键路线不只一条。关键路线越多，组织工作 越好，安排越紧凑；
（3）关键路线与非关键路线可以转化。
*
一 网络图是有方向的，不允许出现回路
二 直接连接两个相邻结点之间的活动只能有一个
三 一个作业不能在两处出现
四 箭线首尾必有结点，不能从箭线中间引出另一条
箭线
五 网络图必须只有一个网络始点和一个终点
六 各项活动之间的衔接必须按逻辑关系进行
§ 网络图的绘制原则
*
一 网络图是有方向的，不允许出现回路
1
2
3
4
5
B
A
C
D
E
错
*
直接连接两个相邻结点之间的活动只
能有一个
3
5
4
3
4
5
3’’
3’
D
C
B
A
D
C
B
A
错
对
*
箭线首尾必有结点，不能从箭线中间引
出另一条箭线
14
13
12
11
13
12
11
配砂
造型
造型
配砂2
配砂1
对
错
*
网络图必须只有一个网络始点和一个
终点
2
3
5
4
3’
1
4
5
3
2
1
错
对
*
§ 网络图的绘制步骤
一 定义各项作业（工作）
恰当地确定各项工作范围，以使网络图复杂程度适中
二 编制工作表（示例）
（1）列出各项作业清单
（2） 确定或估计各项作业时间
（3）表明各项作业之间的逻辑关系
三 画网络图
（1）确定各项作业层次：
无紧前作业的层次为1；
其它各作业层次数 = 紧前作业层次中最大者 + 1
（2）画草图 （3） 画正图 （4） 进行结点编号
*
工作表编制
某新产品推销工作计划表
*
网络草图
图1
图3
图2
A
B
K
A
I
C
J
H
G
E
D
C
B
I
H
G
E
D
C
B
A
*
网络正图
1
4
3
5
6
8
9
2
7
0
2
6
2
6
15
19
12
0
2
0
2
2
5
6
10
2
9
15
19
0
2
2
8
15
12
2
12
2
6
2
12
5
0
0
2
2
12
12
15
15
2
19
19
11
11
8
7
6
12
6
15
8
11
7
4
6
15
11
15
7
11
B
6
2
I
H
D
G
E
C
A
2
2
K
L
J
7
4
10
3
4
3
4
*
§ 网络时间计算
一 作业时间确定
二 结点时间参数
三 作业时间参数
四 时差
*
作业时间确定
1 单一时间估计法
2 三点时间估计法： 乐观时间 a ：顺利情况所需最短时间
最大可能时间 m ：正常条件下所需时间
悲观时间 b ：不正常条件所需最长时间
a + 4m + b
6
b - a
6
作业平均时间
t =
作业时间标准差 =
标在网络图中
*
结点最早开始时间
2 结点最迟结束时间
二 结点时间参数计算
*
概念：保证该结点先行作业能够完成的前提下，从该结点开
始的各项作业最早开始时间。
表示方法：
ES ( i )：作业“i - j ”箭尾结点最早开始时间
ES ( j ) ：作业“i - j”箭头结点最早开始时间
计算规则： 由始点开始，由左至右计算
ES ( 1) = 0
ES ( j ) = max [ ES ( i ) + t ( i, j) ]
图上表示法：
10
i
1 结点最早开始时间
i<j
ES （结点号码 ）
*
2 结点最迟结束时间
概念：即保证该结点后续作业都不延误的前提下，该结点前
边的先行作业最迟结束时间。
表示方法：
LF ( i )： 作业“i - j ”箭尾结点最迟结束时间
LF ( j ) ：作业“i - j ”箭头结点最迟结束时间
计算规则： 由终点开始，自右至左计算
LF （终点）= ES（始点）
LF ( i ) = min [ LF ( j ) - t ( i, j) ]
图上表示法：
i
15
i<j
LF（结点号码）
*
三 作业时间参数的计算
作业最早开始时间；
ES ( i, j) = ES ( i )；
2 作业最早结束时间；
EF ( i, j) = ES ( i ) + t ( i, j) ；
3 作业最迟结束时间 ；
LF( i, j) = LF ( j )；
4 作业最迟开始时间 ；
LS ( i, j) = LF ( j ) - t ( i, j) ；
A
12
A
12
12
12
A
A
*
四 时差
概念：结点或作业在不影响总工期的前提下，可以推迟的最 大延误时间。
结点时差：S ( i ) = LF ( i ) － ES ( i )
作业时差：
总时差：在不影响总工期，即不影响其紧后作业最迟开始时间的前
提下，作业可推迟开始的一段时间。
S ( i, j) = LS ( i, j) － ES ( i, j)
= LF ( i, j) － EF ( i, j)
= LF ( j ) － ES ( i ) － t ( i, j)
单时差：在不影响紧后作业最早开始时间前提下，可推迟的时间。
S f ( i, j) = ES ( j ) － ES ( i ) － t ( i, j)
*
§ 关键路线确定
作业时间之和最长的路线
结点时间为 0 的结点联结的路线
关键作业组成的路线
*
§ 计算完工期及其概率
完工期平均值 T = t 关键作业
完工期均方差 T 2 = 2关键作业
T = 2关键作业
设预定工期为 D，按预定工期完成的概率
P（T D）= 0
D － T
T
*
完工期及其概率计算示例
T =19： T = C2 + J 2 + K2 + L 2 = + + + 02 = 3
若 D = 17：P（T 17）= 17 - 19 = （） = 1－ （） = %
3
若 D = 20：P（T 20）= 20 - 19 = （） = %
3
若 D = 21：P（T 21）= 21 - 19 = （0。67） = % 3
若 D = 19：P（T 19）= 50 %
*
次关键路线对完工期的影响
●不仅注意关键路线的完成，而且要注意如期完成概率小的次要关键路线。
示例：
●处理方法
T关键路线 T次要关键路线 或大部分工作为共同工作时，以关键路线为重点控制对象。
若不具备上述条件：采用蒙特卡洛模拟方法
根据每个作业时间分布，随机选取作业时间，每计算一次得到一个关键路线、T和
上述过程重复上千次
某作业的关键度 =
成为关键作业的次数
总模拟次数
*
路线 Ti D(规定工期) P（T D）
关键路线
次要关键路线 100周
94周 108周
108周 10
38 %
%
§ 精益生产方式（LP）
§ 计算机集成制造系统（CIMS)
§ 物料需求计划（MRP）
与制造资源计划（MRPⅡ）
第十章 现代制造业生产管理技术
*
① 原材料不足或不能准时供应
② 零部件生产不配套，积压零部件多
③ 产品生产周期长，劳动生产率低
④ 资金积压严重，周转率低
市场需求的多样化带来产品更新速度加快
使企业经营、计划系统难以适应
制造业的生产管理技术就是在解决上述矛盾（问题）的过程中不断发展的
传统制造业面临的生产管理问题
*
§ 物料需求计划（MRP）
与制造资源计划（MRPⅡ）
一 定量定购方式和定期定货方式
1 定量订购方式
2 定期订购方式
二 物料需求计划(MRP)
三 闭环MRP
四 制造资源计划MRPⅡ
*
定量定购方式
——根据库存量（订货点）提出订货
库存量
最大库存量
订货点
B
时间
供应间隔期
保险储备量
第一堆：定货
点库存量
第二堆：最大库存量－保险－第一堆
经常储备量
*
TC——总管理费用
Q——批量
C——零件年度库存保管费用
N——年需求量
A——单次定购费用
定量定购方式
（1）计算公式
●
●
经济订购批量
（2）优缺点
优点：1 不受定货期约束，可随时补充定货，库存与物资消耗速度相适应
2 库存量形象化，控制方法简便
缺点：1 必须有充足的货源保证
2 对库存的数量要及时监控，增大了管理的难度
*
（2）优缺点
优点：定货时间稳定，可按期组织订货；对内部库存控制严格，可避免超储，
节约资金
缺点：①若消耗速度快时，会出现供不应求现象，动用保险储备量
②管理难度大
定期订购方式
——按规定的订货周期提出定货
（1）计算公式
经济订货周期
*
1 产生与发展
2 相关需求与独立需求
3 功能及其处理过程
物料需求计划MRP
*
MRP的产生与发展
MRP是60年代美国创立的一种将库存管理和生产作业计划的制定结合在一起的计算机辅助生产管理系统。
1965年，美国奥里奇提出了独立需求和相关需求的概念，并提出定货点法只适用于独立需求，基于这一理论随后出现了按时间段确定物料的相关需求的方法，即物料需求计划。
*
2 相关需求与独立需求
独立需求： 指对某种库存的需求与其它种类的需求无关，
其本质是需求具有随机性、不确定性，是企
业自身不能控制的需求
相关需求： 指某种需求与其它需求具有内在的相关性。
如对最终产品的需求是独立需求，但对其零
部件的需求却是非独立的
结论：①最终产品生产计划一经确定，有关时间内所有
零部件、原材料的需求即可确定
②由于最终产品的需求往往是不连续、不均衡的，
所以对零部件和原材料的需求属波动需求
③计算机为零部件、原材料的需求计算提供了方
便
*
3 MRP的功能及处理过程
功能：根据成品的需求量自动计算其零部件、原材料的相关需求
量；由成品的交货期计算出各零部件的生产进度日程（生
产作业计划）和外购件的采购日程。
处理过程：
主生产计划
MRP计算：
一 生产哪些零部件、数量多少
二 何时下达零部件的生产任务、
何时发货
计划下达的任务
（订购/生产）
零部件和材料的库存文件
在制品文件
产品结构文件
即物料清单BOM
订购余额文件
注：主生产计划是经粗生产能力平衡的产品出产进度计划
*
三 闭环MRP
闭环MRP在以下方面有所发展：
（1）编制能力需求计划并对生产能力进行规划与调整
（2）扩大和延伸了MRP的功能
在编制零件进度计划的基础上把系统的功能进一
步向车间作业管理和物料采购计划延伸
（3）加强对计划执行情况的监控
通过对计划完成情况的信息反馈和用工派工、调
度等手段来控制计划的执行，以保证MRP计划的
实现
*
MRPⅡ
执行结果反馈
进行能力的负荷平衡
N
N
Y
Y
经营计划
生产计划大纲
主生产计划
粗能力计划
物料需求计划
能力需求计划
采购
生产活动控制
派工 输入/输出控制
财
务
及
成
本
管
理
是否可行
是否可行
闭环MRP
闭环MRP与MRPⅡ
*
四 制造资源计划MRPⅡ
70年代末随着闭环MRP的应用和发展，系统的功能和范围进一步扩展。把生产、库存、采购、销售、财务、成本等子系统都联系起来，逐渐成为一个覆盖企业全部生产资源的管理信息系统。它不仅编制产品和零部件的生产进度计划、物料采购计划，而且还可以直接从系统获得销售收入、库存占用资金、产品成本等财务信息；除此，还包含经营计划，把经营管理的全部内容包括在系统之内。
（见上页图MRPⅡ)
*
一 精益生产方式的起源
§ 精益生产方式（LP）
三 精益生产方式的概念及特点
精益生产方式的传播及对现代制造业
的重大影响
精益生产方式简介
*
精益生产方式起源于日本丰田汽车公司，因此被称为“丰田生产方式”。1984年，美国麻省理工学院集中了一批各国的高级专家，研究了日本汽车工业的做法。1990年，美国MIT发表了一个“国际汽车共同研究报告”，将丰田生产方式命名为LP。并将LP与欧美传统的大量生产方式(MP)进行比较。对LP的优越性表述如下：
① 所需要的人力资源——无论是产品开发、生产系统和其他部门比大量生产（MP）均能减少至1/2
②新产品开发周期——可减少至1/2到1/3
③生产过程中的在制品库存——可减少至MP一般水平的1/10
④工厂占用空间——可减少至MP的1/2
⑤成品库存——可减少至平均库存水平的1/4
⑥产品质量——可提高三倍
1990年该报告编写成为《改变世界的机器》著作。LP逐渐被世界制造业所认识并掀起一股变革方式的热潮。
精益生产既是一种原理、一种新的管理理念，又是一个新的生产方式，它是继MP之后，对人类社会和人们的生活方式影响最大的一种生产方式。美国人认为：精益生产会真正改变世界的生产和经营形势，它将改变整个世界，对人类社会产生深远的影响。
精益生产方式简介
*
从手工生产方式到大量生产方式
（1）手工生产方式
（2）大量生产方式的兴起
从大量生产方式到精益生产方式
（1）大量生产方式的衰落
（2）精益生产方式的产生
一 精益生产方式的起源
*
（1）手工生产方式
工厂组织机构分散
工人的培养方式是师傅带徒弟、工人操作技能高、手工操作进行生产
采用通用机械、实行单件生产
产量低、质量差、成本高
*
重要成果：
●大幅度地降低汽车成本（T型车刚出现的1908年，价格是850$，1926年为290$）
●社会需求的猛增，又进一步刺激了汽车工业的飞速发展
1903年——第一年生产汽车——产量1700辆
1908年——T型车投产——上升到一万辆
1914年——装配线满负荷时——猛增到30万辆
1923年——本国总产量达190万辆，占世界汽车总产量 44％
●劳动生产率大幅度提高
1908年——514分钟（小时）/每辆车 1913年——分钟/每辆车
1914年——流水生产线分钟/每辆车
●推动了世界汽车工业的进步
（2）大量生产方式的兴起
1908年，世界著名的T型汽车诞生。福特设想像生产别针和火柴那样生产T型车。因此为生产技术进行了一系列的改型,并将改进后的生产方式称为大量生产方式。其特点： ●产品、零部件标准化，装配的简单化
●在劳动组织上，最大限度地采用分工的原则
●采用流水生产线生产方式
总装每辆轿车的工时由750分下降到93分，减少88％；每台发
动机所需要的工时由750分下降到226分，减少62％
●在组织结构上，追求纵向一体化
*
(1)大量生产方式的衰落
缺乏柔性是MP致命的缺陷
纵向一体化的组织结构形成了臃肿官僚的“大而全”体制
以过量的库存、过多的供应厂家、过多的工人和过大的生产场地作为连续生产所必须的缓冲
*
85
生产率（小时/辆）
质量（百辆车装配缺陷）
生产场地（平方英尺/年·辆）
返修区大小（占装配场地％）
8种代表零件库存（天数）
加入工作小组的工人比例（％）
工作轮换（0—不轮换）
（4—常轮换）
平均每个雇员建议数（条）
职业等级数
新工人培训时间（小时）
缺勤率（％）
焊接自动化程度（％）
油漆自动化程度（％）
装配自动化程度（％）
欧洲
在北美的美国工厂
在北美的日本工厂
在日本的日本工厂
地 区
比 较 内 容 平 均 值
1989年世界汽车装配厂比较（平均值）
*
(2)精益生产方式的产生
第二次世界大战后，日本汽车工业开始起步。1950年春，丰田汽车公司的新一代领导人丰田喜一郎一行到世界最大而且效率最高的汽车制造厂
——福特公司鲁奇工厂进行了为期三个月的认真考察。回国后，经研究，得出了结论——MP不适合于日本。
丰田的管理者将精力集中于生产过程的整体优化——改进技术、理顺物流、杜绝超量生产、消除无效劳动和浪费、有效利用资源、降低成本、改善质量，达到以最少的投入实现最大产出的目的。
*
分散
集中
分散
权力与责任分配
更高
高
低
产品质量
更低
低
高
制造成本
低
高
高
库存水平
多技能
不需专门技能
懂设计制造
具有高操技艺
操作工人
较粗，多技能，丰富
细致，简单，重复
粗略，丰富多样
分工与工作内容
柔性高，效率高
专用，高效，昂贵
通用，灵活，便宜
加工设备和
工艺装备
品种规格多样化，系列化
标准化，品种单一
完全按顾客要求
产品特点
精细生产方式
大量生产方式
手工生产方式
生产方式
项目
三种生产方式的比较
*
二 精益生产方式的传播及对现代制造业的重大影响
1 给世界汽车工业带来了巨大变革
（1）对日本汽车工业的发展起到了不容忽视的作用
（2）带给世界汽车工业一场深刻的变革
2 对现代制造业具有重大的影响和意义，丰富和发展了现代生产管理理论
日本公司采用LP效果表
50
50
20
2 年
D
60
25
30
4 年
C
80
20
16
3 年
B
50
40
45
3 年
A
劳动生产率提高
制造周期缩短（％）
库存减少（％）
推行JIT的时间
公司
*
美国防部2000－2004财年制造技术五年计划投资战略把“精良”的概念集成到所有的采办与延长使用寿命项目中，战斗机的精良生产是9项国防技术目标之一。
波音公司 “V－22飞机零部件和其它有关国防直升机项目的精益生产”项目（1993－2002年投资210万$），计划在两年内，缩短研制周期50％，改善计划准时率50％，提高库存周转率40％。
美国人认为：不能保持世界水平的制造能力必将危及国家在国内外市场竞争能力，制造业是一个国家国民经济的支柱，美国在世界各国中的威望不仅取决于强大的国防势力，而且取决于强大的制造能力。
美国已提出敏捷制造——一种新的制造方式。它将使美国在2006年以前重新恢复其在制造业中的领导地位，并将在21世纪的竞争中占主导地位。
*
1 概念
2 特点
（1）强调人的作用，推行“以人为中心”的管理
（2）改变传统观念，永无休止地、无情地消除浪费，以尽善
尽美做为追求目标
（3）实现生产过程的同步化
（4）将“推动式”生产控制系统变为“拉动式”生产控制系统
（5）采用一种基型、多种变型或模块化的产品设计方法
（6）生产均衡化
（7）供应者（商）参加JIT系统
3 战略优势
三 精益生产的概念及特点
*
指运用多种现代管理方法和手段，以社会需求为依据、以充分发挥人的作用为根本，有效配置和合理使用企业资源，最大限度地为企业谋求经济效益的一种新型生产方式。它是重新塑造一个企业，使之成为精干的、高度柔性的、低成本的、世界级竞争者的战略武器。
精益生产方式是企业资源的配置方式
LP的资源配置是以社会需求为依据，最大限度满足市场多元化需求
LP的资源配置以彻底消除无效劳动和浪费为目标，最大限度地为企业谋求经济效益
LP的资源配置自始至终把人力资源的开发放在首位
LP的资源配置要综合运用各种现代管理技术和手段
精益生产方式概念
*
（1）强调人的作用，推行“以人为中心”的管理
赋予工人一定的作业管理决策权
企业把雇员看作比机器更重要的固定资产
充分发挥职工的创造性、主动性，不断提高职工素质
强调协同工作与沟通
协力工作使协调工作简化、机构简化
集中不同职业和专长人员的意见，提高工作质量和工作效率
组成产品开发项目组、缩短产品开发时间
与供应厂家、顾客协力工作对市场做出快速响应
加强沟通
重视培养和发扬集体主义的团队精神
*
（2）改变传统观念，永无休止地、无情地消除浪费，以尽善尽美做为追求目标
① 消除浪费
企业现有生产能力＝产出＋浪费
其中浪费包括：
①材料库存和在制品库存 ② 长距离运输在制品
③作业更换时间 ④废品及窝工
⑤一切不增加产品价值的活动 ⑥一切治标不治本的措施和活动
⑦多余的人员
生产周期＝
加工时间
运输时间
＋
＋
＋
＋
＋
停放时间
等待时间
设备调整时间
检验时间
不增加附加价值的时间（应尽量缩短或省去）
虽必要，也不增加产品价值
增加附加价值的时间
*
②追求完美目标：
零废品
零库存
零准结（订货）时间——生产批量极小化
提前期最短
要缩短提前期，首先要减少批量
从产品设计、工艺设计入手
认真分析提前期的组成
减少零件的搬运
消除多余的人员
维修人员过剩 ——等待上的浪费
冗员造成超量生产——无效劳动
无效动作的浪费——冗员消除
*
（3）实现生产过程的同步化
缩短作业更换时间（快换工装）
生产过程同步化（同步节拍生产）
发现和克服瓶颈环节
使生产同步化就要稳定日产出率
采用成组加工中心和成组流水线
采用“拉动式”的管理方法：“看板管理”
*
传统的生产方式：由生产计划部门计算每种零部件的需要量和各生产阶段的生产提前期，确定每个零部件的投入生产计划，按计划发出生产和订货指令，每个车间按指令进行生产，并将实际完成反馈到计划部门，不管后车间和后工序是否需要，均将生产完的零部件送到后车间和后工序。
MRP生产控制机制：一切生产活动按中央作业计划的指令进行，所有的零部件和材料项目均通过中央库存系统控制和转换：材料按计划被送到零件加工工序；零件按计划送到总装，以计划触发和推动生产活动。
JIT：实现将必要的材料和零件，以必要的数量，在必要的时间，送达必要的地点，即一切生产活动包括制造、搬运、交货、供应，只有在需要产生时才发生，是用需求触发和推动生产活动。
“推动式”
“拉动式”或“牵引式”
（4）将“推动式”生产控制系统变为“拉动式”生产控制
系统
*
3 JIT的战略优势：
现代企业经营战略强调建立一种持久的竞争优势。LP是能最好的体现和最能实现这一思想的生产方式。
LP要求生产过程不断改进，从根本上改进和完善产品质量
持续地消除浪费，使成本不断降低，取得价格竞争优势
降低库存——成本降低且缩短生产周期，比竞争对手更迅速地响应顾客需求的变化
长期投资于工人培训和教育，极大地提高工人责任心和技能，提高工作质量
*
一 CIMS的产生与发展
二 CIMS的组成
管理信息分系统
技术信息分系统
制造自动化分系统
4 计算机辅助质量管理分系统
§ 计算机集成制造系统（CIMS)
*
一 CIMS的产生与发展
产生：
电子计算机技术的产生、发展以及计算机在生产和管理领域越来越广泛的应用孕育着一个新的高技术的产生，从局部自动化走向全面自动化；即由原来局限于产品制造过程的自动化扩展到脑力劳动领域的产品设计和经营管理自动化。
2 产生的技术基础及关键技术
先进的管理科学和方法——MRP、MRPⅡ、LP、OPT、
TQC
生产过程的自动化——NC、FMS、CAD、CAPP、传感
技术、自动化仓库、自动化物料传输
信息技术——计算机工程、信息处理技术、通信技术、计
算机数据库技术、网络系统
3 发展
将整个生产过程的有关单元技术、自动化孤岛有机的集成起来，有效地利用信息资源，实现系统的优化，即将CIM的各项技术综合应用所形成的一个实现具体目标的生产系统。
*
管理信息分系统（MIS）
（1）生产计划与控制子系统（PPC）
生产计划功能
主生产进度计划与MRP
生产活动控制（PAC）
（2）其他有关的企业管理子系统
经营决策子系统
销售管理子系统
财务管理子系统
采购管理子系统
*
2 技术信息分系统
（1）计算机辅助设计（CAD)
（2）计算机辅助工艺规程编制（CAPP）
（3）数控程序编制（NCP）
3 制造自动化分系统（CAM）
（1）数控加工（NC）
（2）计算机数控系统（CNC）
（3）计算机群控系统（DNC）
（4）柔性制造系统（FMS）
*
4 计算机辅助质量管理分系统（CAQ）
（1）制定质量规划
质量目标
质量指标计划
检测规程和计划
（2）质量监控和检测
利用计算机自动控制设备，进行实时、动态的质量监控
选择恰当抽样检查方法
（3）质量分析与评价
产品质量分析
工序能力分析
质量成本分析
（4）质量信息管理
质量信息包括：质量法规信息；从产品实际使用过程、制造过程和辅助过程收集的有关工作质量和产品质量方面的信息；国内外同行业的产品质量信息以及质量发展的新技术、新水平和新动向。
*
第十一章 描述统计
概率论是研究随机现象统计规律的学问，它为数理统计奠定了理论
基础。所谓数理统计，是以概率论为基础，通过合理地获取随机现
象的少量数据资料，估计和检验反映随机现象的某种数字特征，或
分析和判断随机现象所具有的统计规律性的学问。
数理统计的应用相当广泛，它已成为工业、农业、商业、医药卫生、
教育、社会学、经济学、生物学、气象学等各领域必不可少的数学
工具和分析方法，因此又被称为统计技术。
描述统计是通过图表或数学方法，对数据资料进行整理、分析，并
对数据的分布状态、数字特征和随机变量之间关系进行估计和描述
的方法。它是统计技术的重要组成部分，并在以后各章的统计推断
技术中被应用。
§ 数据的收集
§ 数字特征描述(估计)
§ 分布状态描述——频数直方图
§ 排列图、因果分析图、趋势图
*
§ 数据的收集
科学研究中，若无定量分析，就不会有明确的概念，也就不易找出科学的规律。质量管理如果不进行定量分析，也就不会有明确的质量概念，就不会有科学的质量管理。因此质量管理是一种以数据为基础的活动。人们必须通过有目的的搜集数据，从中获取有关产品质量或生产状态的正确情报，从而做出正确的判断和决策，更有效地管理生产。
一 数据及其实质
二 总体、个体、样本、样品
三 数据收集的原则
四 数据的分类
*
一 数据及其实质
● 数据：在质量管理的各项活动中，记录有关科
学试验、质量特征、生产状态及管理现
状得到的数字资料统称为数据。
● 实质：收集的数据绝大多数都 既 具 有 随机性
（偶然性）又具有统计规律性。也就是
说它们具有随机现象的某些特征，或者
说是随机变量的一组取值。
*
二 总体、个体、样本、样品
1 总体与个体
定义：研究对象的全体，称为总体或母体；组成总体的每个单元称为个体
● 研究对象的全体，指的是研究对象某 个数量 指 标 的 全部取值，由于一个
数量指标通常就是一个随机变量，因此，总体是指某随机变量的取值的全
体。而其中的每 个 值 都 是 一 个 个 体。例如，工厂生产一批晶体管，共
10000件。其直流放大系数是一个随机变量，10000件产品直流放大系数数
据的全体称为总体，而其中的一个数据则是一个个体。
● 如果要研究的不是一个，而是几个数量指标，如对一批晶体管不仅要研究
其直流放大系数，还有研 究 集电极-发射电极反向电流时，则要分为几个
总体来研究。
● 总体的有限和无限 类 型 随 研究的问题而定，对于上述的一批晶体管而言，
总体是有限的；但有时根据研究的需要，我们常把相同条件下的生产的所
有晶体管看成一个总体，显然，此时，它是一个无限总体。
2 样本与样品
3 样本与总体
*
2 样本与样品
定义：从总体中随机抽取的若干个个体的总和称为
样本或子样；组成样本的每个个体称为样品；
样本中所有的样品的数目称为样本容量或子
样大小，样本容量常用符号n代表
例： 从批量为10,000的一批晶体管中随机抽取20件
进行检查,被抽查的20件产品称为样本，而其
中每一件产品称为样品；样本大小为20。由
于人们通常只获得样本数据，故简称为数据
*
3 样本与总体
● 人们从总体中抽取样本的目的是根据样本数据对总体的数字特征和
分布规律进行推断、估计和检验。
●自然，由样本推断和估计总体很难做到完全精确和可靠。但是必须
采取措施获得比较精确和具有一定可靠性的推断。其措施涉及两方
面的问题：即抽取样本的方法和统计推断的方法。
● 当样本的抽取满足下列两个条件时，样本将能很好地反映总体的统
计规律性：
（1）样本容量n足够大。样本容量越大，推断的结论越准确，可
靠性越高；
（2）采用随机抽样，即总体中每个个体被抽到的机会均等，即使
一个个体被抽取后，总体的成分不变。换句话说，每个样品
的抽取都是一次独立、重复试验。
● 至于应采用的统计推断方法将在以后各章讨论
*
样本与总体的关系
个体具有随机性
总体具有统计规律性
总体
样本
样本随机性
样本具有统计规律性
条件
抽样方法正确：①n足够大
②随机抽取
统计推断方法正确
结果：
样本的统计规律性在一定程度上反映总体的统计规律性
决定
*
三 数据收集的原则
数据的收集是一项重要的基础工作，为了给质量管理工作提供可靠的准确的情报，搜集数据时，必须遵循以下原则
1 随机抽样
2 数据的分层
3 明确数据收集的目的和方法
4 作好数据记录，保证数据真实、可靠、准确
*
1 随机抽样
定义：是指从总体抽取样品时，使每个个体被抽到的机
会均等以使所抽取的样本数据能够很好地代表总
体的抽样方法。
方法：鉴于实际情况产品的大小、形状、存取状态等方
面的差异及条件限制，常用的随机抽样方法为：
（1）简单随机抽样法： （单纯随机抽样）
① 抽签法（或掷骰子法）
② 随机数表法
（2）分层随机抽样
（3）系统随机抽样
（4）多级随机抽样
*
随机数表法
（1）定义：用随机数表查出样本号码的方法
（2）步骤：
● 随机决定所用数表页码（瞎子点点法或掷骰子法）
● 决定起点（瞎子点点法）
● 查样本号数：
﹡N≤10，查一位数字即可，取到n个样品为止，重复的数字取消
﹡11≤n≤100，查两位数字，大于n的以n除之取余数，重复数字去掉
﹡n＞100，向下取三位，大于n的以n除之取余数，重复数字去掉
（3）例：从批量N =50的产品中抽n = 4的样本采用掷骰子
采用掷骰子法确定选随机数表“I”；用瞎子点点法确定起点为11行
第1 列，随机号码为18、18、07、92、45、44…取18、7、42、45
*
分层随机抽样
● 定义：将总体按产品的某些特征把整批产品划分为若干层
（即小批），即分为层，同一层内的产品质量尽可
能均匀一致，在各层内分别用简单随机抽样法抽取
一定数量的个体组成一个样本的方法
● 分层按比例随机抽样：若按各层在整批中所占比例分别在
各层内抽取就称为分层按比例随机
抽样
● 例：某批产品批量为N=1600，由A、B、C三条生产线加工
而成，NA=800，NB=640，NC=160。取n=150的样本。
解：
*
系统随机抽样法（间隔随机抽样）
● 定义：当批中产品可以按某个次序排列时，给批中
每个 产 品 编号1～N，以 整数部分 为
抽样间隔，用简单随机抽样法在1至 之间
随机 抽 取 的 一个整数作为第一个单位产品
号码，每隔 个产品抽取一个，直到抽出
n个样本为止
● 例：某工序每天生产200件产品，规定巡检员在一
天中抽取n=10的样本进行检查，试用系统随机
抽样确定抽取的样本号码
解： ，第一个样品号码用抽签法确定为13，
则被抽取的样品号码为13、33、53、…、193
*
多级随机抽样法
● 定义：整批产品由许多群组成，每群又分若干组组成…，以
前三种方法任一种抽取一定数量的群，该群的单位产
品组成样本，称为整群抽样法或一级随机抽样法，若
在各群中按随机抽样法抽取若干组组成样本，称为二
阶段或二级随机抽样…
● 例：某产品批N=20000，分为200箱，每箱100个，分为4盒，
每盒25个，抽取n=100的样本
解：﹡ 从200箱中随机抽取1箱，作为样本为整群随机抽样
﹡ 从200箱中随机抽取4箱，每箱中随机抽取1盒作为样
本称为二级随机抽样
﹡ 从200箱中随机抽取10箱，每箱中随机抽取2盒，每盒
中随机抽取5个作为样本，称为三级随机抽样
*
2 数据的分层
● 定义：所谓数据的分层就是将收集来的样本数据根据不
同的使用目的和要求，按其性质、来源、影响因
素等对其进行分类的方法，它是分析产品质量问
题产生原因的有效方法。
● 注意事项：
（1）数据的分层与数据收集目的紧密联系，目的不同，
分层的方法与粗细也不同
（2）分层的粗细与对生产过程了解的程度有关
（3）分层是一项细致的工作，分层不当，将会造成问题
原因不清的后果
● 分层原则：①操作人员 ②工艺装备 ③加工方法
④时间 ⑤材料 ⑥环境 ⑦其他
● 例1
例2
*
例1
在磨床上加工某零件外圆，由甲乙两工人操作各磨100个零
件，其产生废品45件，试分析废品产生的原因。
若只对工人，不对不合格原因进行分层：两工人的废品率相
差无几，找不出重点。若只对不合格原因，不对工人进行分
层：则会得到主要因素为锥度不合格、碰伤两原因。对工人
及不合格原因分层后：甲工人主要因素为碰伤；乙工人主要
因素为锥度不合格
*
甲 乙 合计
100 100 200
光洁度不合格 2 1 3
椭圆度超标准 1 2 3
锥 度 不 合 格 3 18 21
碰 伤 17 1 18
小 计 23 22 45
例2
在某产品装配过程中，经常发现齿轮箱盖漏油的现象，为解决该问题，
对该工艺进行了现场调查，收集数据n=50；漏油数f=19；试用分层法找
出影响产品质量的原因
1 通过分析：造成漏油的原因有两个
（1）齿轮箱密封垫是由甲、乙两厂分别供给的
（2）涂粘结剂的工人A、B、C操作方法不同
2 为分析问题原因，采用分层法分别对操作者和齿轮箱垫供货单位分层
3 措施：采用乙厂的齿轮箱垫，工人B的操作方法
4 效果：漏油率不但未降低，反而增加了
5 再次分析原因：只是单纯地分别考虑不同工人，不同供应厂造成的漏
油情况，而没有进一步考虑不同工人用不同供应厂提供的齿轮箱垫造
成的漏油情况，即由于没进行更细致的综合分析造成的。作综合分层
结论：使用甲厂齿轮箱垫时B的操作方法好
使用乙厂的齿轮箱垫时A的操作方法好
采用措施后漏油率大大降低
*
操作者分层表
齿轮箱垫供货单位分层表
*
工人 漏油 不漏油 漏油率（%）
A 6 13 32
B 3 9 25
C 10 9 53
合计 19 31 38
供货厂 漏油 不漏油 漏油率（%）
甲 11 14 44
乙 8 17 32
合计 19 31 38
综合分层表
供货厂
操作者
*
齿轮箱垫 计
甲 乙
A 漏 6 0 6
不漏 2 11 13
B 漏 0 3 3
不漏 5 4 9
C 漏 5 5 10
不漏 7 2 9
计 漏 11 8 19
不漏 14 17 31
合计 25 25 50
3 明确数据收集的目的及方法
● 目的通常有下列几种：
（1）为掌握生产现状收集数据
（2）为分析问题收集数据
（3）为判定产品质量合格与否收集数据
（4）为控制生产状态收集数据
（5）为掌握与调节工艺状态收集数据
● 目的不同，收集的方法（数量、时间、地点、
取样方式、测试方法、精确度以及定性质量指
标数量化的方法及标准等）不同
*
4 作好数据记录，保证数据真实、可信、准确
（1）为避免数据遗漏，在收集的同时进行数据整理和简单的
分层，应尽量使用预先设计的数据记录表格——调查表
● 调查表是为了掌握生产和试验现场情况，根据分层的思
想设计出的数据及不合格记录表格。是收集数据并对数
据进行粗略整理的有效工具。
● 根据使用目的，使用场合，使用对象以及使用范围不同，
调查表的形式，内容也多种多样，在实际中可以灵活设
计和应用
（2）注意记录与数据有关的数据背景，如测试时间、地点、
数量、测试者、零件号、批号、名称规格及必要的环境
条件等。
有利于分析问题，且可以避免不同条件的数据混淆
（3）数据必须真实、可靠、准确
*
不良项目调查表
部位
缺
陷项目
*
铸件缺陷原始记录表
零件名称：盖子 零件图号： 日期：
单位：××车间××工段 操作者： 填号人：
检查记录 小计
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
欠铸 正正正 正 正一 29
缩裂 正 一 10
气孔 正正正 正 20
夹渣 一 一 5
折叠 T 一 3
其他 T 2
合计 38 9 8 14 69
缺陷位置调查表
机翼划伤位置记录表
单位：×车间×工段
日期： 年 月 日
操作者：× × ×
填号者：× × ×
×
：严重划伤
× ：轻划伤
0 ：压坑
×
×
×
×
*
四 数据的分类
不同的样本数据来源于不同的总体，即是不同的随机变量的一组（某些）
取值，不同的随机变量有不同的统计规律。因此在进行数据分析前必须
分清数据的类型
1 计量值数据：可以连续数值的数据
如长度、温度、硬度、强度、化学成分、时间
它是连续型随机变量的一组取值具有连续型随机变量的
分布特征
2 计数值数据：是对单位产品或产品上的缺陷进行检查时得到正整数数
据如不合格品数、出勤人员、疵点数等
注意：表示百分率的数据（如出勤率、不合格品率、退修率等）其类
型取决于其分子数据的类型
分类： （1）计件值数据：对产品 按件检查时得到的数据（如批产品
中的不合格品数）
（2）计点值数据：检查 单件产品上质量缺陷时得到的数据如
单位棉织品上的 疵点数、铸件上的砂眼数、收音机底版
焊点数等）
3 顺序值数据：为了把定性指标定量化，按某种标准进行评分以比较优
势程序，确定评定等级或类别得到的数据
*
§ 数字特征描述(估计)
一 统计量
二 样本平均值
三 众数
四 中位数
五 极差
六 样本方差
七 样本均方差
*
一 统计量
描述样本数据统计性质的度量值称为统计特征量，简称统计量。统计量是随机变量X数字特征的估计值
统计量的数值大小是由收集的样本数据决定的，统计量是样本数据的函数 ，但其中不包含未知的参数。如果说，在一个函数中，既包括样本数据，又有未知参数，那么这个函数就不能称为统计量。
鉴于样本抽取的随机性，作为样本的函数，统计量也是一个随机变量。统计量的分布是由X
的分布决定的
常用统计量有样本平均值 、中位数 、众数、极差R、方差S2、均方差S等
*
二 样本平均值
1 概念
从总体中随机抽取大小为n的样本，其数据分别为x1、x2、…
xn，则其样本平均 值记为
样本平均值 是总体X数学期望μ的估计值
若样本数据的种类数为k，第j种数据的数值为xj；xj出现的频
数为fj；此时可用下式计算：
例1
2 性质
*
例1
从某工序加工的一批零件中随机抽取样本大小为12的
数据。其尺寸分别为： ，，，，，
，，，，，，。试估计该
批零件的均值。
解：
或
*
2 性质
● 是一个随机变量，若总体的数学期望为μ，方差为σ2，则随
机变量 的数学期望和方差分别为：
可以看出，n越大， 的散布越小。
● 例2 从一批产品中随机抽取5件测量其尺寸，得数据如下：，
，，，。设母体的均方差σ=1，试求尺寸的均
值及平均尺寸的方差。
●样本平均值是描述随机变量集中位置特征的最常用的量，通常
用对称或近似对称分布( 如正态分布)随机变量数学期望的估计。
*
三 众数
概念:在样本数据中，出现频数最多或频率最大的数据称为众数。它也是描述数据集中位置的统 计量。
使用条件：只有当数据个数较多而且有
明显的集中趋势时，才能计算众数。
例3:试求例1中样本数据的众数
解：由例1表，显然，样本数据的众数为
。
*
四 中位数
● 概念:将样本数据按大小顺序排列，若样本大小n为奇数，
排在正中央的数据为中位数；若样本 大小为偶数，排在
中央的两个数据的算术平均值为中位数。中位数用 表
示。
● 例4 试找出3、5、6、7、11五个样本数据和3、5、6、8、
9、11六个样本数据的中 位数。
解：3、5、6、7、11的中位数为6；
3、5、6、8、9、11的中位数为 。
● 当总体为连续型随机变量且概率密度曲线为对称时(如正
态分布)，常用中位数估计总体均 值μ。即
此时，不仅计算简单，同时还不受样本中过大或过小数
据的影响。
● 正态总体 的样本中位数 渐进为 ，
因此正态总体用 估计μ有时是适宜的。
*
五 极差
概念:将样本数据按大小顺序排列，数列中最大值max(xi)与最小数据min(xi)之差 称为样本的极差。记为R。
例5 如例4中，两组数据的极差均为
R=11-3=8。
作用：样本极差是描述总体离散程度的数量值。
在正态总体标准差估计场合
当n>10时，将数据分组求极差均值。
*
六 样本方差
● 概念: 设样本数据x1、x2、…、xn为来自总体X的样本
数据。若总体的数学期望μ已知， 则样本方
差S2的计算公式为
若总体的数学期望μ未知，则样本方差S2的
计算公式为：
样本方差是总体X方差D(X)，即σ2(X)的估计值
●常用计算公式
●例
*
常用计算公式
在实际问题中，经常碰到的是数学期望μ未知的情况。即：
在现场中，为计算方便，在n较大时，有时使用下式代替进行
计算。
在实际计算中，常用化简整理后的下式进行计算。
若样本数据的种类数为k，第j种数据的数值为xj，xj出现的频
数为fj，此时，S2的计算可采用下式
*
例 6
计算例1所给样本数据的方差
或
或
*
七 样本均方差
● 概念:总体X的均方差 为方差D（X）(σ2（X）)的正平方根，
即
因此有：
● 例7 试计算例6中样本数据的均方差
● 样本均方差是总体均方差的估计值
*
§分布状态描述——频数直方图
一 概念：频数直方 图是通过对随机收集的样本数据
进行分组整理，并用图形描述总体分布状
态的一种常用工具
二 绘制程序
三 频数直方图、频率直方图、频率密度直方图和频
率密度曲线
四 频数直方图的应用
*
二 绘制程序
例8 从一批螺栓中随机抽取100件测量其外径数据如下表所示。螺栓外径规格为 。试绘出频数直方图。
绘制程序
单位：mm
*
绘制程序
1收集数据，并找出数据中最大值xL和最小值xS
数据个数应≥50，并将数据排成矩阵形式。本例数据
个数n=100。最大值xL=，最小值xS=。
2计算极差
3确定分组组数 k
k值的选择一般参考下表给出的经验数值确定
本例选择k=10
4确定组距h
5计算各组的上、下边界值
6计算各组的组中值xi
7统计落入各组的数据个数，整理成频数表
8作直方图
数据分组组数表
*
n K
50-100 6-10
100-250 7-12
250以上 10-20
4确定组距h
组距即每个小组的宽度，或组与组之间的间隔
本例中
为分组方便，常在h的计算值基础上将其修约为测量单位的整数倍，并作适当调整。 如本例测量单位为，将h修约为。
*
5计算各组的上、下边界值
为了不使数据漏掉，应尽可能使边界值最末一位为测量单位的1/2。
当h为奇数时， 第一组边界值应为
当h为偶数时，可以下式计算第一组边界值
第一组上边界值=xS – 测量单位/2
第一组下边界值=上边界值+h
一直计算到最末一组将xL包括进去为止。
本例h为奇数，故第一组上下边界值为
其余各组的上下边界值为：
某组上边界值=上组下边界值
某组下边界值=该组上边界值+h
本例第二组上下边界值为～；第三组为～……
依次类推，最后 一组为，包括了最大值(见频数表)。
～
*
6计算各组的组中值xi
如本例
*
7统计落入各组的数据个数，整理成频数表
*
组号i 组边界值 组中值xi 频数统计 fi
1 ～ 2
2 ～ 2
3 ～ 正 正 正 一 16
4 ～ 正 正 正 18
5 ～ 正 正 正 正 23
6 ～ 正 正 正 17
7 ～ 正 正 正 15
8 ～ 3
9 ～ 4
8作直方图
以频数为纵坐标，质量特性为横坐标画出坐标系，以一系列直方形画出各组频数，并在图中标出规格界限和数据简 历，组成频数直方图
规格要求
频数
4
3
15
17
23
18
16
2
25
20
15
10
5
0
2
n=100 ～
3#件 S=
2号机床 X=
x
f
*
三 频数直方图、频率直方图、频率密度直方图和频率密度曲线
频数直方图
以样本数据表征的质量特性值为横坐标，以频数为纵坐标 作出的描述数据分布规律的图形。
频率直方图
将频数直方图的纵坐标改为频率做出的频率直方图，其形状与 频数直方图应完全一样
频率直方图
若将纵坐标改为频率密度，横坐标不变，直方图的形状也不变。
频率密度曲线
当样本数据的大小n→∞，组距h→0时，直方的数量将趋于∞；随机变量(即质量特征)在 某 区间h的频率密度将趋于概率密度；直方顶端联成的折线将形成一条光滑的曲线——概率密 度曲线
2 区别与联系
3 正态分布及其频数直方图的特征
1 频数直方图、频率直方图、频率密度直方图和频率密度曲线图形演变
*
2 区别与联系
频数直方图、频率直方图、频率密度直方图与概率密度曲线，虽然它们的坐标不同，描述 分布状态的方式有的是折线、有的是曲线，但其大致形状是相似的。概率密度曲线表明了总 体的分布状态；而频数直方图等是对总体分布状态的描述
3 正态分布及其频数直方图的特征
实践和理论证明：当一个连 续型随机变量受到许多相互独立的随机因素的影响时，如果这许多因素的影响虽然有的大一 些，有的小一些，但每一个因素在影响的总和中都不起主导作用时，这个随机变量将服从正 态分布。
许多产品的计量质量指标，如强度、长度、寿命、测量误差等在生产条件稳定、正常的前 提下，均服从正态分布。因此，测量这些指标得到的数据，其频数直方图的形状应具有正态 分布概率密度曲线的特征——为中间高、两边低、左右大致对称的山峰型。
*
四 频数直方图的应用
1观察工序状态
（1） 原理
如上所述，大部分计量指标服从正态分布，即在稳定正常生产
状态下得到的数据，其频数 直方图的形状是“中间高、两边低、
左右对称的山峰型”，我们称这种形状的直方图为正常 型直方图
当影响产品质量特性的因素中，有的因素在影响的总和中占据了
主导地位，成为“异常 因素”时，质量特性的正态分布状态将被打
破，频数直方图的形状将出现异常型。此时，现 场人员应根据直
方图形状迅速分析判断异常原因，采取措施，使工序恢复正常状态
（2）几种常见的异常型频数直方图
2与规格比较，明确改进方向
（1）原理：在直方图上标明规格上限及下限，可直观地将直方图的位置、
分散范围与规格比较，从而分析质量状况，明确改进方向
（2）与规格比较的几种情况
3不合格品率估计
*
a.正常型
b.孤岛型
c.偏向型
d.双峰型
e.平顶型
g.陡壁型
f.折齿型
规格范围
*
(2)几种常见的异常型频数直方图
● 孤岛型 在直方图旁边有孤立的小岛出现。其原因是在加工和测量过程中有异常情况出现。如原材 料的突然变化，刃具的严重磨损，测量仪器的系统偏差，不熟练工人的临时替班等。
● 偏向型 偏向型也称偏峰型。即直方的高峰偏向一边。这常常是由于某些加工习惯造成的。如加工 孔时，有意识地使孔的尺寸偏下限，其直方图的峰则偏左；当加工孔时，有意识 地使轴的尺寸偏上限，其直方图的峰则偏右。
● 双峰型 直方图出现了两个高峰。这往往是由于将不同加工者、不同机床、不同操作方法等加工 的产品混在一起造成的。因此，必须先对数据进行分层，再作频数直方图。
● 平顶型 平顶型即直方图的峰顶过宽过平。这往往是由于生产过程中某种因素在缓慢的起作用造成 的。如刃具的磨损、操作者逐渐疲劳使质量特性数据的中心值缓慢的移动造成的。
● 折齿型 测量误差太大或分组组数不当都会使直方图出现凸凹不平的折齿形状。
● 陡壁型 直方图在某一侧出现了高山上陡壁的形状。这往往是在生产中通过检查，剔除了不合格品后 的数据作出的直方图形状。
*
产品分布范围
规格范围
产品分布范围
规格范围
产品分布范围
规格范围
产品分布范围
规格范围
产品分布范围
规格范围
最理想的直方图
直方图的分布范围仍在规格范围内，但中心偏向一侧。 此时，已存在出现不 合格品的潜在危险，应立即采取措施，将分布中心调至规格中心
直方图的分布范围已充满整个规格界限。此时，存在更多出现不合格品的潜 在危险，必须立即采取措施，减小分散。
直方图的分布范围已超出现规格界限，并已出现一定数量的不合格品。应立 即采取措施，减小分散；对产品 实施全数检查；或适当放宽规格界限，以减小损失
分布非常集中。在此情况下，应充分考虑经济效果，采取适当放宽工艺 条件或加严规格要求等措施。
*
3 不合格品率估计
（1）计算平均值与标准偏差
● 直接用样本数据进行计算
以各组组中值代表各组数据进行计算
本例中：
● 简易求法
（2）不合格品率估计
*
平均值及标准偏差简易求法
●以各组组中值代表组中各数据进行计算；
●将x坐标变换为u坐标；
令近于中间、频数较多的一级组中值为x0，并令该组u坐
标值uj=0；其它各组按下列 变换式进行变换
变换结果为：自uj=0向下的各组，u值分别为1，2，3，…；
向上的各组，u值为-1，- 2，-3，…。作直方图计算表
●计算
●按下式计算
本例
*
直方图计算表
*
组中值xj uj fj ujfj uj2fj
1 -4 2 -8 32
2 -3 2 -6 18
3 -2 16 -32 64
4 -1 18 -18 18
5 =x0 0 23 0 0
6 1 17 17 17
7 2 15 30 60
8 3 3 9 27
9 4 4 16 64
∑ 0 100 8 300
（2）估计不合格品率
当 以及规格界限均已知时，则可借助正态分布表估计不合格品率
如本例中， ；规格界限为
(～)。不良品率p的估计值 为
*
§ 排列图、因果分析图、趋势图
在质量管理中，人们将会收集大量的文字信息和数学信息。对信息的整理和对事物的描述方 法不同，其效果也不同。而采用图或表进行信息整理和事物的描述无疑是最好的方法。它具 有主题明确、层次清楚、关联性易于表达、信息量大、善于启发思维，迅速分析问题作出决 策等优点。
频数直方图是一种常用的描述分布的图表法，除此之外，还有各种各样整理和描述信息的方 法。本节将介绍常用的排列图、因果分析图、趋势图。描述变量之间关系的相关图将在后面介绍。
一 排列图
二 因果分析图
三 趋势图
*
一 排列图
排列图又称巴雷特图或主次因素分析图
1 产生：排列图是意大利经济、统计学家巴雷特(Pareto) 于
20世纪初创立的。他发现运用排列图， 可 以找出“关键的少
数和次要的多数”的关系。后来，美国质量管理专家朱兰
(J·M·Juran) 把该原理应用于质量管理工作中。在质量分析时
发现，尽管影响产品质量最关键的往往只是少数几项，而由
它们造成的不合格产品却占总数的绝大部分。就是根据这个
“关键少数，次要多数”的原理，使排列图在质量管理中，成
为查找影响产品质量关键因素的重要工具。
2 用途：因素影响的主次位置，可从 排列图上一目了然。从而
明确改进方向和改进措施。采取措施后的效果，还可用排列
图进行对比确认。排列图不仅可用于质量管理，还广泛地应
用于其它领域。
3 绘制程序
4 应用注意事项
*
排列图的结构
20
40
100
80
60
120
140
160
0
0
25
50
75
100
（90）
（80）
B
A
C
D
E
F
G
H
I
频数
累计频率×100
3 绘制程序
（1）结构
（2）绘制步骤
例
*
（2） 绘制步骤
提出问题，制订收集数据的方案。
收集数据，对数据进行整理，列出分类统计表。
按一定的比例分别画出两个纵坐标，表示频数和累积频率。
将横座标划分若干等分表示各影响因素。并按影响程度的大小，
从左向右依次画 出直方形。
找出每个影响因素所对应的累计百分数点，并连接起来成为一
条由左向右逐渐上升的曲 线，即巴雷特曲线。
在排列图上，常将曲线的累计百分数分三级，并相应的将因素分为三类。
A类因素：累积频率为0—80%，该区间的因素是主要影响因素
B类因素：累积频率为80%—90%，该区间的因素是次要影响
因素。
C类因素：累积频率为90%—100%，该区间的因素是一般因素
注明数据收集的背景。
*
例
某厂对活塞环槽侧壁不合格的275件产品进行缺陷分类统计，其结果是：精磨外圆 不合格229件，精镗销孔不合格56件，磨偏差不合格14件，精切环槽不合格136件，垂直摆差 不合格42件，斜油孔不合格15件，其它不合格8件。试作出排列图。
缺陷按其数量自大至小进行排列，并计算出累计频数和累计频率作出缺陷分类统计表
作排列图
因素分类：精磨外圆和精切环槽是主要因素，解决 了这两个主要问题，将显著降低不合格品率；精镗销孔为次要缺陷；其它缺陷为一般缺陷。 解决问题应从主要缺陷入手。
*
活塞环槽侧壁加工缺陷分类统计表
*
序号 缺陷 频率 累计频数 频率×100 累击频率×100
1
2
3
4
5
6
7 精磨外圆
精切环槽
精镗销孔
垂直摆差
斜 油 孔
磨 偏 差
其 它 229
136
56
42
15
14
8 229
365
421
463
478
492
500
总计 500
活塞环槽缺陷排列图
20
40
100
80
60
0
50
10
30
70
90
500
400
300
100
200
56
42
15
14
8
229
136
N=500
频数
精磨外圆
精切环槽
精镗销孔
垂直摆差
斜 油 孔
磨 偏 差
其 它
*
4 应用注意事项
(1)一般来说，主要因素应只是一、二个，至多不超过三个，
否则就失去找主要因素的意义。 当出现主要因素过多时，
要重新考虑因素的分类。
(2)必要时，频数可用金额来表示，以找出真正重要的经济
损失原因。
(3)在采取措施的后，还应作排列图，以进行效果检查对比。
(4)收集数据的时间一般为1～3个月比较合适，时间太长，
生产过程往往会有较大的变动， 影响数据的可比性。时
间太短，只能反映一时情况，会影响数据的代表性。
(5)不太重要的项目很多时，横坐标会变得很长，通常把这
些列入“其他”项，排在最后。
*
二 因果分析图
1 概念：因果分析图又称特性要因图、鱼刺图、树图等。它是用来分析、
整理影响产品质量的各种因素及其之 间关系的图式。是寻找产生
质量问题原因的简便而有效的方法。其结构如图
2 绘制程序
(1)明确质量问题
(2)调查研究
(3)加工整理
例
3 应用注意事项
(1)充分发扬民主，使所有参加人员充分发表意见、畅所欲言，防止技术
权威“一言堂”；
(2)原因的表达具体、简练，并注意不要以对策代替原因；
(3)原因分析要细到可以采取措施的程度；
(4)对关键原因可再进一步进行因果分析，并进行重点考察，制定解决措
施。
(5)一张图只能用于分析一个质量问题
*
因果分析图结构
质量问题
材料
环境
测量
方法
人员
设备
主干线
大原因
更小原因
中原因
小原因
*
活塞销孔孔径尺寸为什么会超差
未按中间尺寸对刀
方法
材料
机床
床温不够
环境
操作者
量值传递标准不一致
无温差修正标准
责任心差
室外气温影响
自然时效不好
停车时间长
预热时间短
刀头未压紧
未按工艺执行
未定时检测
早晚温差大
寒流
暖气不正常
室内温差大
两台量仪量值不一致
未在标温下鉴定环规
人工时效不好
炉温低
毛胚变形
时间短
活塞销孔孔径尺寸超差因果分析图
*
三 趋势图
1 概念：趋势图又称波动图，工序能力图。它是观察质量
特性值随时间的推移发生的变动趋势的图表 。运用它，
可以及早发现工序的异常状态，预防不合格品的产生。
2 绘制程序
(1)作以质量特性值为纵坐标、以时间顺序排列的样品
号码为横坐标的坐标系，并将规格上 限TU、规格下
限TL和规格中心Tm画在坐标系中；
(2)按横坐标给定的时刻或规定的时间间隔抽取样品，
并将样品的观测值在图中打点；
(3)将点连接成波动曲线，将曲线与规格界限进行比较，
判断工序是否稳定。
例
3 分析与判断
4 评价
*
例
某零件尺寸规格为 ，其尺寸趋势图
如下：
质量特性值/mm
+
+
+
+
+
5
10
15
TU
TL
Tm
时间（或
样品号）
*
3分析与判断
(1)所有点子均在规格界限内，且点子的排列无异常现
象(见图1)。这说明工序处于稳定 状态。
(2)曲线波动大，个别点超出规格界限(见图2)。这说明
工序散布太大，并已产生不合格 品，应立即停止生
产，查找原因，采取措施，减小工序散差。
(3)曲线波动不大，但靠近一侧规格界限(图3)。说明质
量特性均值与规格中心Tm 不一致，须进行调整，使
散布中心向规格中心靠拢。
(4)曲线的排列出现明显的变化趋势。如若干点连续上
升或下降(图4、图5)，或曲 线发生明显的周期性波
动(图6)等。说明工序分布正在发生某种变化，应立
即查找原因 ，采取措施使工序恢复稳定状态。
*
时间
质量特性值
TU
TL
Tm
时间
质量特性值
TU
TL
Tm
时间
质量特性值
TU
TL
Tm
时间
质量特性值
TU
TL
Tm
时间
质量特性值
TU
TL
Tm
时间
质量特性值
TU
TL
Tm
图1 工序稳定状态趋势图
图2工序散差过大趋势图
图5 工序呈下降趋势的趋势图
图6 工序呈周期性变动趋势图
图3 工序分布中心偏离规格中心趋势图
图4 工序呈上升趋势的趋势图
*
4 评价
趋势图具有简单、方便、直观、现场工人易于掌握等优点。但对比统计过程控制， 尚缺乏科学性和分析、判断的准确性。因此，当条件具备时，应尽可能采用控制图对工序进行统计过程控制。
*
第十二章 工序(过程)能力分析
§ 基本概念
§ 工序能力指数的计算
§ 工序能力的评价与处置
§ 工序能力调查
*
§ 基本概念
在产品制造过程中，工序是保证产品质量的最基本环
节。 所谓工序能力分析，就是考虑 工序的设备、工艺、
人的操作、材料、测量工具与方法以及环境对工序质量
指标要求的适合 程度。工序能力分析是质量管理的一项
重要的技术基础工作。它有助于掌握各道工序的质量保
证 能力，为产品设计、工艺、工装设计、设备的维修、
调整、更新、改造提供必要的资料和依据。
一 工序能力
二 工序能力指数
*
一 工序能力
1 概念：所谓工序能力，是指处于稳定、标准状态下，工序的实际加工能力。
●工序处于稳定状态，是指工序的分布状态不随时间的变化而变化，或称工序处于
受控状态 ；
● 工序处于标准状态，是指设备、材料、工艺、环境、测量均处于标准作业条件，
人员的操作 也是正确的。
●工序的实际加工能力是指工序质量特性的分散(或波动)有多大。加工能力强或弱
的区分关键是质量特性的分布范围大小，或集中程度。由于均方差σ是描述随机
变量分散的数字特征 ，而且，当产品质量特性服从正态分布N(μ，σ2)时，以
3σ原则确定其分布范围(μ±3 σ)，处于该范围外的产品仅占产品总数的%，
因此，人们常以6σ描述工序的实际加工能力。实践证明：用这样的分散范围表
示工序能力既能保证产品的质量要求，又能具有较好的经济性。
2 表达式：B=6σ 或 B≈6S
3 影响因素：
(1)人——与工序直接有关的操作人员、辅助人员的质量意识和操作技术水平；
(2)设备——包括设备的精度、工装的精度及其合理性、刀具参数的合理性等；
(3)材料——包括原材料、半成品、外协件的质量及其适用性；
(4)工艺——包括工艺方法及规范、操作规程的合理性；
(5)测具——测量方法及测量精度的适应性；
(6)环境——生产环境及劳动条件的适应性。
*
二 工序能力指数
1 概念：工序能力指数是衡量工序能力对产品规格要求满足程
度的数量值，记为Cp。通常以规格范围T与工序能力B的比
值来表示。即：
T=规格上限TU - 规格下限TL。
2 工序能力与工序能力指数的区别：工序能力是工序具有的实
际加工能力，而工序能力指数是指工序能力对规格要求满足
的程 度，这是两个完全不同的概念。工序能力强并不等于
对规格要求的满足程度高，相反，工序 能力弱并不等于对
规格要求的满足程度低。当质量特性服从正态分布，而且其
分布中心 与规格中心Tm重合时，一定的工序能力指数
将与一定的不合格品率相对应。因此，工 序能力指数越大，
说明工序能力的贮备越充足，质量保证能力越强，潜力越大，
不合格品率 越低。但这并不意味着加工精度和技术水平越高。
*
§ 工序能力指数的计算
一 计量值
1 双侧规格界限
（1）无偏
（2）有偏
2 单侧规格界限
（1）仅给出规格上限TU
（2）仅给出规格上限TL
二 记数值
1 记件值
2 记点值
*
1计量值双侧规格界限
双侧规格界限是指既具有规格上限(TU)要求，又有规格下限(TL)要求的情况
(1)无偏——规格中心Tm与分布中心 重合
●计算公式：
●工序不合格品率p 的估计：
①直接根据规格上、下限TU、TL
以及工序分布的数字特征，估
计 和S 进行计算
②根据工序能力指数Cp计算。
由式:
因此有
●例1
P1
P2
TL
TU
Tm
f（x）
σ
μ
T
*
例1
根据某工序加工零件的测试数据计算得出，
=,S=，规格要求为 。
试求该工序的工序能力指数及不良品率。
解：∵
∴
*
●计算公式：
绝对偏移量 ：
(图中曲线1)
偏移系数 ：
工序能力指数：
或：
当k≥１，即e≥T/2时，
规定Cpk=0 (图中，曲线2)
●不合格品率估计：
①
②采用“用Cp和k值估计不合格品率”
●例2
f（x）
有偏时工序能力指数与不合格品率
e
1
2
e
μ
TL
TU
P1
P2
Tm
x
T
(2)有偏——规格中心Tm与分布
中心 不重合
计量值—双侧规格界限
*
例2
测试一批零件外径尺寸的平均值 =，S=，规格要求为 ，试计算工序能力指数并估计不合格品率。
解：由题意：
计算Cpk
或由Cp=，k=查表得不良品率估计约为%～%
*
用Cp和k值估计不合格品率
单位：%
*
Cp k
.
(1)仅给出规格上限TU
●计算公式：
当TU≤ 时，p≥50%，则规定Cp＝0
●不合格品率估计：
●例 某零件质量要求加工后不得大于71g，测试部分数
据后得 ＝，S＝，试计算工序能力指数
Cp及不合格品率p。
解：
2计量值—单侧规格界限
μ
f（x）
TU
σ
x
*
计量值—单侧规格界限
(2)仅给出规格下限TL
●计算公式：
当 TL≥ 时，p≤50%，则规定Cp＝0
●不合格率估计：
●例3 要求零件淬火后的硬度≥HRC71，实测数据后计算
得 ＝HRC73；S＝1，试计算工序能力指数Cp及不
良品率p。
解：
μ
f（x）
TL
σ
x
μ-TL
*
计数值—计件值
●计算公式 以不合格品率上限pU作为规格要求：
(1)取k个样本，每个样本的样本容量分别为n1，n2，…，nk，每个样本中
的不合格品 数为d1，d2，…，dk。
(2)计算平均不合格品率及平均样本量
(3)计算工序能力指数Cp
●例1 某产品规格要求pU＝，现取5个样本，n1＝n2＝…＝n5＝100, 各样本
中不合格品数为：d1＝7，d2＝5，d3＝6，d4＝2，d5＝4，求工序能力指
数Cp。
解：
*
计数值—计点值
●计算公式 规格要求是单位产品平均缺陷(或疵点数)上限或不合格品率
很小时的样本中不合格品数上限CU
(1)取k个样本，每个样本的样本容量分别为n1,n2，…，nk，
每个样本的疵点数(或不 合格品数)为C1，C2，…，Ck。
(2)计算平均疵点数(或平均不合格品数)
(3 )计算工序能力指数Cp
●例2：设某产品规格要求单位产品平均缺陷上限CU＝2，取容量为10的样
本5个，各样本中产品的缺陷数分别为C1＝7；C2＝5；C3＝6；C4
＝2； C5＝4，求工序能力指数Cp。
解：
*
§ 工序能力的评价与处置
工序能力指数Cp客观地、定量地反映了工序能力对规
格要求的适应程度，因此它是工序能 力评价的基础。
根据工序能力指数的大小一般可将加工分为五类：
1 Cp＞ 特级加工
2 ≥Cp＞ 一级加工
3 ≥ Cp＞1 二级加工
4 1≥Cp＞ 三级加工
5 Cp≤ 四级加工
*
1 Cp＞ 特级加工
●当质量特性服从正态分布，且分布中心 与规格中心Tm
重合时，T＞10S，不合格品率p＜%。（见图）
●工序能力过分充裕，有很大的贮备。这意味 着粗活细作
或用一般工艺方法可以加工的产品，采用了特别精密的
工艺、设备或高级操作工人进行加工。这势必影响了生
产效率，提高了产品成本。
●措施：
(1)合理，经济地降低工序能力。如改用低精度的设备、
工艺、技术和原材料；放宽检验或放宽管理
(2)在保证产品质量和提高经济效益的前提下更改设计，
加严规格要求；
(3)合并或减少工序也是常用的方法之一。
*
2 ≥Cp＞ 一级加工
●当 时，10S≥T＞8S，不合格品率
%≤p＜%。（见图）
●对精密加工而言，工序能力适宜；对一般加工
来说工序能力仍比较充裕，有一定贮备 。
●措施：
(1)允许小的外来波动；
(2)非关键工序可放宽检验；
(3)工序控制的抽样间隔可适当放宽。
*
3 ≥ Cp＞1 二级加工
● 当 时，8S≥T＞6S，不合格品率
%≤p＜%。（见图）
●对一般加工而言，工序能力适宜。
●措施：
(1)对工序进行严格控制，使生产过程处 于良好 的稳定、
正常状态，并保证不降低工序的质量水平，
(2)一旦发现工序有异常状态出现，立即采 取相应措施，
调整工艺过程，使之回到稳定、正常状态。
(3)检查不能放宽。
*
4 1≥Cp＞ 三级加工
●当 时，6S≥T＞4S，不合格品率%≤p＜%。
●工序能力不足，不合格品率较高。（见图）
●措施：
(1)要通过提高设备精度、改进工艺方法、提高操作技术
水平、改善原材料质量等措施提高工序能力。
(2)要加强检验，必要时实行全检。
*
5 Cp≤ 四级加工
●当 时，T≤4S，不合格品率p≥%。（见图）
●工序能力严重不足，产品质量水平很低，不合格品率高。
●措施:
(1)必须立即分析原因，采取措施 ，提高工序能力；
(2)为了保证产品的出厂质量，应通过全数检查；
(3)若更改设计、放宽规格要求 不致影响产品质量或从
经济性考虑更为合理时，也可以用更改设计的方法
予以解决，但要慎重处理。
*
加工分类
f(x)
1级
1级
2级
2级
3级
3级
4级
4级
特级
特级
μ
Tm
T3=4σ
T0=10σ
T1=8σ
T2=6σ
*
§ 工序能力调查
工序能力是保证和提高产品质量的重要因素，了解和掌握工序能力是控制产品质量的必要手 段。了解和掌握工序能力的活动称为工序能力调查。
一 工序能力调查程序
二 工序能力调查的应用
*
工序能力调查程序
明确调查目的
简化检查方法，确认工序能力适宜时，进行工序控制
工序能力充分
计算并分析Cp或Cpk
作直方图、趋势图、控制图、并判定稳定性
明确必要性与目标、落实负责单位、完成期限、责任者、方法
按调查计划规定作业，记录数据及其背景
充分利用质量情报
选顶定调查对象（工序特性值）
检查工序标准条件
确定测试与抽样检查方法
制定调查计划
收集数据
分析数据
稳定状态
不稳定状态
工序能力分析
追查不稳定原因
工序能力过强
工序能力不足
设法降低成本
追查原因
修改标准
采取措施
采取有效的管理措施
*
二 工序能力调查的应用
1工艺验证 工艺验证就是通过工艺实施，验证设计的可行性和合理性。
它是联系设计和制造的纽 带。在工艺验证中，通过工序能力调查，可
以达到：
(1)选择既可实现设计质量、又可采用经济又合理的设备、工艺、原料
与技术；
(2)确认适宜的工序能力，并确定与之相适应的工艺规程、技术标准、
作业指导书及管理对 象与方法等；
(3)对设计的合理性进行验证，并提出修改设计的依据。
2工艺诊断 工序质量水平需要提高、生产过程不稳定以及工序质量水
平显著下降等场合，都必须进行工 序能力调查。它可为工艺诊断提供
可靠的资料和依据。
3技术经济分析 如对比不同加工过程的工序能力、质量水平和经济性；
从适宜的工序能力出发确定经济合理 的设备维修与保养标准；为技术
改造、设备更新提供经济合理的工序能力依据等。
4对比分析 用于设备鉴定、调试、工艺方法、操作方法对比以及技术
考核等。
5为工序控制、检查方式、产品说明书、质量体系等提供资料
*
第十三章 统计工序（过程）控制
基本概念
控制图类型及其原理
控制图的绘制与判断
控制图的两类错误分析及应用要点
*
基本概念
影响因素分类
统计工序控制的概念
统计工序控制与产品检查的区别
*
一 影响因素分类
1偶然因素（随机因素）
对生产过程一直起作用的因素。如材料成分、规格、硬度等的 微小变化；设备的微小
震动；刃具的正常磨损；夹具的弹性变型及微小松动；工人操作的微 小不均匀性等；
对质量波动的影响并不大，一般来说，并不超出工序规格范围；
因素的影响在经济上并不值得消除；
在技术上也是难以测量、难以避免的；
由偶然因素造成的质量特性值分布状态不随时间的变化而变化。
∴由偶然因素造成的质 量波动称为正常的波动，这种波动一般通过公差加以反映，此时
的工序处于稳定状态或受控状态。
2 异常因素（系统因素）
在一定时间内对生产过程起作用的因素。如材料成份、规格、 硬度的显著变化；设备、工夹具安装、调整不当或损坏；刃具的过渡磨损；工人违反操作规 程等；
因素造成较大的质量波动，常常超出了规格范围或存在超过规格范围的危险；
因素的影响在经济上是必须消除的；
在技术上是易于识别、测量并且是可以消除和避免的 ;
由异常因素造成的质量特性值分布状态随时间的变化可能 发 生各种变化。
∴由异常因素造成的波动称为不正常的波动。此时的工序处于不稳定状态 或非受控状态。对这样的工序必须严加控制。
*
公差上限
公差下限
公差上限
公差下限
公差上限
公差下限
公差上限
公差下限
时间
生产过程的几种状态
图a
图b
图c
图d
*
二 统计工序控制的概念
在生产过程中，判别工序是否在受着异常因素的影响可以采取下面的方法 ：每隔一定的时间间隔，在生产的产品中进行随机抽样，并根据样本数据观察质量特性值的分布状态 。若工序分布状态不随时间的推移而变化(即如图a)，说明工序处于稳定状态，只 受着偶然因素的影响；若工序分布状态随着时间的推移发生变化(如图b,c,d)，说 明工序处于非稳定状态，正在有异常因素影响着它，必须立即采取措施消除异常因素的影响 。
概念：利用统计规律判别和控制异常因素造成的质量波动，从而保证工序处于控制状态的手段 称为统计工序控制。
*
三 统计工序控制与产品检查的区别
统计工序控制与产品检查有着本质的区别。
检查是通过比较产品质量特性测量值与规格要求 ，达到剔除不合格品的目的，是事后把关。统计工序控制是通过样本数据分布状态估计总体 分布状态的变化，从而达到预防异常因素造成的不正常质量波动，消除质量隐患的目的，是事先预防。
检查通常通过专门的测量仪器和设备得到测量值，并由检查人员进行判定。而统计工序 控制必须使用专门设计的控制图，并按一定的判定规则判定工序状态是否处于正常状态。
统计工序控制虽然会带来一定程度的预防成本的提高，但却能及早发现异常，采取措施消除隐患，带来故障成本的大幅度降低。因此对比产品检查，统计工序控制会带来显著的经济效果。
*
控制图类型及其原理
控制图及其基本构造
控制图的类型
控制界限的确定原理——3σ原理
*
一 控制图及其基本构造
产生：控制图是由美国贝尔(Bell)通信研究所的休哈特( Shewhart)博
士发明的，因 此也称休哈特控制图。
定义：控制图是反映和控制质量特性值分布状态随时间而发生的变动情况
的图表。它是判断工序是 否处于稳定状态、保持生产过程始终处
于正常状态的有效工具。
控制图与趋势图的比较
采用趋势图可以掌握不断变化着的工序状态。为了判别工序的质量波动是正常波动还是非正常波动，在趋势图的基础上，控制图发生如下变化：
①纵坐标可能是质量特性值，也可能是其统计量，如 、R等；
②增加上、中、下三条控制线作为判断工序有无异常的标准和尺度。
若点子落在控制界限内，认为工序的波动是正常的波动；若点子
落在控制界限外或其排列有明显缺陷，则说明工序有异常因素的
影响。
控制图基本构造
应用
*
控制图基本构造
1以随时间推移而变动着的样品号为横坐标，以质量特性
值或其统计量为纵坐标的平面坐 标系；
2三条具有统计意义的控制线：中心线CL、上控制线UCL
和下控制线LCL；
3一条质量特性值或其统计量的波动曲线。
控制图的构造
控制上线UCL
控制中线CL
控制下线LCL
x(或x、R、S等)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
样本号（或时间）
*
控制图应用
在实际生产过程中，坐标系及三条控制线是由质量管理人员事先经过工序能力调查及其数据 的收集与计算绘制好的。工序的操作人员按预先规定好的时间间隔抽取规定数量的样品，将 样品的测定值或其统计量在控制图上打点并联接为质量波动曲线，并通过点子的位置及排 列情况判断工序状态。
*
2按质量特性值的类型及其统计量划分
由于数据分为计量值与计数值两大类。因此控制图分为计量值控制图和计数值控制图两大类型。又因各种类型的控制图所选择的统计量不同，因此又可分为不同种类的控制图。常用的各种控制图的特点及适用场合如表1所示。
二 控制图的类型
1按用途划分
(1)分析用控制图。用间隔取样的方法获得数据。依据收集的
数据计算控制线、作出控制图 ，并将数据在控制图上打点，
以分析工序是否处于稳定状态，若发现异常，寻找原因，
采取 措施，使工序处于稳定状态；若工序稳定，则进入正
常工序控制。
(2)控制用控制图。当判断工序处于稳定状态后，用于控制工
序用的控制图。操作工人按规 定的取样方式获得数据，通
过打点观察，控制异常因素的出现。
*
表1 控制图种类及适用场合
*
类别 名称 管理图符号 特 点 适用场合
计
量
值
控
制
图 均值—极差控制图 最常用，判断工序是否异常的效果好，但计算工作量大 适用于产品批量较大而且稳定正常的工序。
中位数—极差控制图 计算简便，但效果较差些，便于现场使用
两极控制图 L—S 一张图可同时控制均值和方差，计算简单，使用方便
单值—移动极差控制图 X—Rs 简便省事，并能及时判断工序是否处于稳定状态。缺点是不易发现工序分布中心的变化。 因各种原因（时间费用等）每次只能得到一个数据或希望尽快发现并消除异常原因
计
数
值
控
制
图 不合格品数控制图 pn 较常用，计算简单，操作工人易于理解 样本容量相等
不合格品率控制图 p 计算量大，管理界限凹凸不平 样本容量可以不等
缺陷数控制图 C 较常用，计算简单，操作工人易于理解，使用简便 样本容量（面积或长度）相等
单位缺陷数控制图 U 计算量大，管理界限凹凸不平 样本容量（面积或长度）不等
三 控制界限的确定原理—3σ原理
控制界限的重要性
对于偶然因素和异常因素引起的质量波动，过去人们是直接凭经验进行判断和区别的。发明 了控制图之后，就可以使用控制图对工序状态进行客观的、科学的判断。而区别和 判断两类因 素造成的质量波动的标准就是控制线。因此，如何合理地、经济地确定控制界限是控制图的 核心问题。
确定方法
休哈特控制图控制界限是以3σ原理确定的。即以质量特性统计量的均值作为控制中线CL； 在距均值±3σ处作控制上、下线。由3σ原理确定的控制图可以在最经济的条件下达到保证 生产过程稳定的目的。
*
3σ原理
设工序处于正常状态时，质量特性总体的均值为μ0，标准偏差 为σ，设三条控制线的位置分别为CL= μ0 、UCL= μ0 ＋kσ，LCL= μ0 -kσ。（见图3）
控制图的两类错误
当工序正常时，点子仍有落在控制界限外面的可能，此时会发生将正常波动判断为 非正常波 动的错误——误发信号的错误，这种错误称为第一类错误，控制图犯第一类错误 的概率记为α。
设总体均值μ0在异常因素的作用下移至μ1 ，σ不变。此时，点子应落在控 制界限外以发出警报。但却也存在点子落在控制界限内不发警报的可能。这将导致将非正常波动判断 为正常波动的错误——漏发信号的错误，这种错误称为第二类错误，控制图第二类错误的概率记为β。
控制界限与两类错误的关系
放宽控制界限，即k越大，第一类错误的概率α越小，第二类错误的概率β越大；反之，加严控制界限，即k越小，第一类错误的概率α越大，第二类错误的概率β减小。控制界限系数k的确定应以两类错误判断的总损失最小为原则。
理论证明，当k=3时，即控制图上下界限距中心线CL为±3σ时，合计损失为最小。
*
x
LCL
CL
UCL
α/2
α/2
β
图3 控制图的两类错误
第一类错误损失
第二类错误损失
图4 两类错误损失图
两 损 失
的 合 计
kσ
3σ
*
控制图的绘制与判断
控制程序
各类控制图作法举例
控制图的观察与判断
*
一 绘制程序
1确定受控质量特性
即明确控制对象。一般应选择可以计量(或计数)、技术上可
控、对产品质量影响大的关键部位、关键工序的关键质量
特性进行控制。
2选定控制图种类
3收集预备数据
4计算控制界限
各种控制图控制界限的计算方法及计算公式不同，但其计算
步骤一般为：
(1)计算各样本参数(见表3)；
(2)计算分析用控制图控制线(见表4)。
5作分析用控制图并判断工序是否处于稳定状态
6与规格比较，确定控制用控制图
7应用控制图控制工序
控制用控制图制好后，即可用它控制工序，使生产过程保持
在正常状态。
*
收集预备数据的目的只为作分析用控制图以判断工序状态。数据采集的方法是间隔随机抽样。为能反映工序总体状况，数据应在10～15天内收集 ，并应详细地记录在事先准备好的调查表内。数据收集的个数参见表2。
表2 控制图的样本与样本容量
3 收集预备数据
*
控制图名称 样 本 数 k 样 本 容 量 n 备 注
图
图
L—S图 一般k=20~25 一般3~6 图的样本容量常取3或5
X—Rs图 K=20~30 1
pn图、 p 图 一般k＝20～25 1/p~5/p
C图、U图 尽可能使样本中缺陷数C＝1～5
*
图名称 步 骤 计 算 公 式 备 注
图 （1）计算各样本平均值
（2）计算各样本极差Ri xij——第I样本中的第j个数据i＝1,2…k;
j=1,2…n;
max(xij)——第i样本中最大值；
min(xij)——第i样本中最大值。
图 （1）找出或计算出各样本的中位数
（2）计算各样本极差Ri ——n为奇数时，第i样本中按大小顺序排列起的数据列中间位置的数据
——n为偶数时，第I样本
中按大小顺序排列起的数据列中中间位置的两个数据的平均值
L—S图 （1）找出各组最大值Li和最小值Si
（2）计算最大值平均值 和最小值平均值
（3）计算平均极差
（4）计算范围中值M
X—Rs图 计算移动极差Rsi
Pn图 计算平均不合格品率 （pn)i——第i样本的不合格品数（各样本样本容量皆为n）
P 图 计算各组不合格品率pi ni——第i样本的样本容量（各样本样本容量可以不等）
C图 计算各样本的平均缺陷数 ci——第i样本的缺陷数（各样本样本容量相等）
U图 计算各样本的单位缺陷数ui 各样本样本容量不等
5 作分析用控制图并判断工序是否处于稳定状态
在坐标图上画出三条控制线，控制中线一般以细实线表示，控制上下线以虚线表示。
将预备 数据各样本的参数值在控制图中打点。
根据本节介绍的控制图的判断规则判断工序状态是否 稳定，若判断工序状态不稳定，应查明原因，消除不稳定因素，重新收集预备数据，直至得 到稳定状态下分析用控制图；若判断工序处于稳定状态，继续以下程序。
6 与规格比较，确定控制用控制图
由分析用控制图得知工序处于稳定状态后，还须与规格要求进行比较。若工序既满足稳定要求，又满足规格要求，则称工序进入正常状态。此时，可将分析用控制图的控制线作为控制 用控制图的控制线；若不能满足规格要求，必须对工序进行调整，直至得到正常状态下的控 制图。
所谓满足规格要求，并不是指上、下控制线必须在规格上、下限内侧，即UCL＞TU；LCL＜ TL。而是要看受控工序的工序能力是否满足给定的Cp值要求。
*
表5 控制图系数表
*
样本大小 R 图 用 X 图 用 L—S图用
A2 D3 D4 M3A2 E2 A9
2 -
3 -
4 -
5 -
6 -
7
8
9
10
二 各类控制图作法举例
1 控制图（平均值——极差控制图）
原理：
图又称平均值控制图，它主要用于控制生产过程中产品质量特性的平均值；
R图又 称极差控制图，它主要用于控制产品质量特性的分散。“ ”控制图是通过 图和R图的联合使用，掌握工序质量特性分布变动的状态。它主要适用于零件尺寸、产品重量 、热处理后机械性能、材料成分含量等服从正态分布的质量特性的控制。
解：
例1 某铸造厂决定对某铸件重量采用 图进行控制，每天
抽取一个样本，样本容量n=5，共抽取样本k=25个，测取的预
备数据如表6所示。该铸件重量规格要求为13 ±2(公斤)，并
希望工序能力在1～之间，试作控制图。
*
注：表5在第21页
*
(4) 做出 图及R图的坐标系，并将横坐标样本号单位对齐，将
表6中各样本的 、Ri在图上打点，联结点成平均值、极差
波动曲线，图5即为分析用控制图。
(5) 根据本节“控制图的观察与判断”标准，工序处于稳定状态。
由表6给出的数据，进而可计算出工序能力指数。
样本号
CL＝
CL＝
UCL＝
LCL＝
UCL＝
R图
0 5 10 15 20 25
4
3
2
1
14
13
12
x图
图5 铸件质量分析用控制图（x—R图）
*
工序能力指数计算
*
2 控制图
原理： 图是通过 图和R图的联合使用掌握工序质量特性分布变动的状态。其
适用场合与 控制图相同，但具有计算简便、便于现场使 用的优点。
注：表5在第21页
*
3 L—S控制图（两极控制图）
原理：它是通过极大值，极小值的变化掌握工序分布变化的状态。其适用
场合与 控制图相同。但因只用一张图进行控制，因此具有现场
使用简便的优点。
例3：若对例1，采用L—S控制图进行控制，试作出分析用控制图。
由表3的计算公式首先找出表6中每个样本的极大值Li和极小值Si并记入表6
中。
如 L1= S1=
……
……
*
作分析用控制图（图6）。
图6 铸件质量分析用控制图（L—S图）
*
4x-Rs控制图(单值—移动极差控制图)
应用范围：它适用于质量特性值不易取得的情况。如抽取的
样本是一种混合均匀的液体、或质量特性值的取
得要花费较长时间、较高费用(如破坏性检 查)、
产品加工周期长等场合。x图可不通过计算直接在
图上打点并能及时发现异常，但不易发现工序分
布中心的变化。
例4 某化工厂决定对某化工产品中的甲醇含量采用x-Rs控制图进行控制。每天取一 个样本，样本容量n=1，共抽取样本26个，测得的预备数据如表7所示。试作x-Rs分析 用控制图。
解：
*
作x—Rs分析用控制图。（图7）
解：
*
x图
UCL＝
LCL＝
CL＝
0 5 10 15 20 25
UCL＝
CL＝
组序
Rs图
图7 甲醇含量分析用控制图（ x—Rs图）
*
5p控制图(不合格品率控制图)
原理：属计件值控制图，它是通过工序不合格品率对工序进
行分析与控制的。
例5 某车间采用p控制图对锻件不合格品率p进行控制，统计了近期生产的24批(即 24 个样本)锻件质量情况，各批批量大小(即样本大小ni)及不合格品数pni如表 8所示。试作分析用控制图。
*
作分析用控制图
*
作分析用控制图
0 5 10 15 20 25
n=200 UCL=
n=250 UCL＝
n=250 LCL＝
n=200 LCL不考虑
CL＝
图8 锻件分析用控制图（p图）
不合格品率×100
*
由图可见，由于ni不一致，因此上下控制线是一对对称的折线。为简化计算与作图，应尽 可能使ni一致。当ni不一致但却满足如下条件：
*
6pn控制图（不合格品数控制图）
原理：属计件值控制图，它是通过容量大小相同的样本中的不合格品数对工
序进行分析和控制的。
例6 某工序用量规检验凸轮的厚度，检验30个批，每批批量为500件，每批
中的不合格品数如表9所示。若用pn图进行控制，试作分析用控制图。
作分析用控制图9。与p控制图相同，在使用pn控制图时，样本容量应
满足
*
*
7u控制图和c控制图（单位缺陷数、缺陷数控制图）
原理：
u控制图又称单位缺陷数控制图。它通过单位产品上的缺陷数目对工序进行控制。
c控制图又 称缺陷数控制图，它是通过容量大小相同的样本中的缺陷数目对工序进行控制。
u图和c图 均属计件值控制图。常用于控制织物上的缺陷、铸件的疵点，零件表面的缺陷等。
与p图相似，u图的各样本容量可以不相同，但其上下控制线是一对对称的折线。只有满足条件 时，才可用 代替ni计算上、下控制线。此时，上、下控制线将是一对对称的直线。
与pn图相似，c图的各样本容量必须相同。
若ui表示单位产品上的缺陷数，使用u图与c图 ，要求样本容量 。
只有此时，缺陷数及单位缺陷数才近似 服从正态分布。
例7
*
例7 某棉纺厂决定采用c控制图控制棉布质量，为此统计了25匹近期生产的棉布质量。 每匹布的面积n为10m2，每匹布的疵点数ci见表10所示。试作分析用控制 图。
表10 棉布疵点数数据表
*
样本号 n/m2 Ci 样本号 n/m2 ci
1 10 18 14 10 12
2 10 13 15 10 24
3 10 13 16 10 11
4 10 15 17 10 19
5 10 21 18 10 16
6 10 17 19 10 13
7 10 28 20 10 14
8 10 10 21 10 12
9 10 23 22 10 25
10 10 16 23 10 16
11 10 15 24 10 13
12 10 22 25 10 15
13 10 18
合计 样本个数 k=25
作分析用控制图。（图10）
图10 棉布疵点数控制图（C图）
*
三 控制图的观察与判断
判断标准：
工序质量特性值分布的变化是通过控制图上点子的分布体现出来的，因此工序是否处于稳定状态要依据点子的位置和排列来判断。工序处于稳定的控制状态，必须同时满足两个条件：
控制图的点子全部在控制界限内。
点子的排列无缺陷。即点子在控制界限内的波动是随机波动，不应有明显的规律性。点子排列的明显规律性称为点子的排列缺陷。
(1) 链
(2) 复合链
(3) 倾向
(4) 接近控制线
(5) 周期性变动
总结
*
由于在稳定状态下，控制图也会发生误发信号的错误(第一类错误)，因此规定在下述情况下 ，判定第一个条件，即点子全部在控制界限内是满足的。
(1)至少连续25点处于控制界限内；
(2)连续35点中，仅有1点超出控制界限；
(3)连续100点中，至多有2点超过控制界限。
控制图的点子全部在控制界限内
*
（1）链：点子连续出现在中心线一侧的现象称为链(图11)。
当出现5点链时，应注意工序的发展；当出现6点链时；应开始作原因调查，当出现7点链时 ，判断工序为异常状态，须马上进行处理。
点子出现在中心线一侧的概率为， 出现7点链的概率为
根据小概率事件原理，7点链出现的概率小于小概率事件标准，因此在一次试验中是不易出现的。一旦出现，说明发生了异常。
*
(2)复合链:点子较多地出现在中心线一侧的现象称为复合链
●当连续11个点中至少有10点在中心线一侧；连续14个点中
至少有12个点在中心线一侧；连续17个点中至少有 14 点
在中心线一侧；连续20个点中至少有16点在中心线一侧，
都说明工序处于异常状态。
●上述情况发生的概率均小于小概率事件标准。如11点
复合链的概率为
*
(3)倾向：点子连续上升或连续下降的现象称为倾向(图13)。
●当出现7点连续上升或 7点 连续下降时，应判断工序处
于异常状态。
●若将7点按其高低位置进行排列，排列种 类共有7!种，
而连续上升仅为其中一种，其发生的概率为
*
(4)接近控制线：
①接近中心线(图14a)：
● 在中心线与控制线间划等分线，若点子大部分在靠近中心 线一侧，则判断
工序状态发生异常。
● 点子落在靠近上、下控制线的概率为
并不是小概率事件，但在靠近上、下控制线的1/2带内无点子出现并不是正常现象。
②接近上下控制线(图14b)：
●在中心线与控制线间作三等分线，如果连续3点中至少有2点，连续7点中
至少有3点，连续10点中至少有4点居于靠近上、下控制线的1/3带内，则
判 断工序异常。
● 因为点子落在外侧1/3带内的概率为
3点中有2点居于外侧1/3带内的概率为
属小概率事件，因此在正常情况下是不该发生的。
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图14 接近控制线
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(5)周期性变动：
●点子的变动每隔一定的时间间隔出现明显重复的现象称为点子的周期性变 动(图15)。
●点的周期性变动有种种形式，较难把握，一般需较长时间才能看出。对待这 种情况，必须在通过专业技术弄清原因的基础上，慎重判断是否出现异常
CL
CL
(a)
(b)
图15 点的周期性变动
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对控制图上的点，不能仅当作一个“ 点”来看待，而是一个点代表某时刻某统计量的分布，而点的排列变化说明了分布状态发生 的变化。如在 图中， 图出现了连续上升的倾向，而R图正常，说明工序 均值可能由于刃具磨损、定位件磨损、温度变形等原因产生逐渐变大的倾向，但工序的散差 不变；若 图正常，R图出现了连续上升的现象，说明工序平均值没有变动，而散差 可能由于工夹具松动、机床精度变化、毛坯余量变化大等原因而变大等等。
总结：
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控制图的两类错误分析及应用要点
控制图的两类错误分析
控制图的应用要点
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控制图的两类错误分析
两类错误：
第一类错误：误发信号的错误，即工序正常，点子落在控制
界限外。第一类错误发生的概率记为α。
第二类错误：漏发信号的错误，即工序异常，点子却仍然
落在控制界限内。第二类错误发生的概率记
为β。
α计算：对于以3σ原理确定的休哈特控制图，第一类错误
的概率α＝％（图16）
β计算： β的大小需要对具体问题进行具体分析。
控制图β计算公式
例8
β的影响因素
n的选择
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α/2
β
α/2
图16 控制图的两类点错误分析
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二 控制图的应用要点
1关于样本的抽取
(1)注意分层
同一产品使用多台设备加工时，由于每台设备的精度，使用
年限、保养状态不同，其质量特 性值的分布状态也各有差异。
因此，应按不同的设备采集数据，分别进行质量分析与控制。
同样，对不同的原材料，不同的操作人员，不同的工艺装备
等条件也应采取相应的措施，进 行分层控制，只有这样，才
能使控制图及时反映异常、并准确、及时地找出异常原因。
同一样本中的几个数据，也应尽可能取自相同的生产条件，
如换刀前后 的数据不应放入一个样本，以充分反映生产过程
中生产条件之间的差异。
(2)选择适当的样本容量n和时间间隔h
2控制界限的重新计算
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(2)选择适当的样本容量n和时间间隔h
在一定的生产速度和批量条件下，选择适当的n和h是使用控制图时首先要解决的问题。样本 容量n过小、抽样间隔时间h过长显然不能及时、准确地反映工序状况。n大一些，h小一些， 对生产过程的了解就会及时和准确一些，结论也相对可靠一些。但n、h的加大又会造成工作 量及费用的增加。综合考虑可靠性和经济性两方面的因素，在选择n、h时应注意以下原则：
①采用小样本、勤检查比大样本，少检查好；
②对控制图的灵敏度要求高时，n应取的大一些；
③工序偏离正常状态后造成的损失较大时，h应小一
些；反之，检测费用较大时，h可取得大 一些。
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为使控制图适应今后一段时期的生产过程，在最初确定控制界限时，常常需要进行反复计算 。经过一段时间的控制，工序状态有了改善，原来的控制界限就不再适合作为判定基准。此 时，应重新收集数据计算控制线。以使控制图适应生产过程。
2控制界限的重新计算
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