§3 生产运作系统的设计和分析
§3.１运作系统的布置及其分析
一、选址
1 单一选址
2 设施网络选址
二、布置原则
1 满足生产过程要求
2 追求高效率和合理的设备利用率
3 保持生产的柔性
三、布置分析及其改进
工艺原则布置：如何使物流有序
对象原则布置：如何使每个单元的操作时间大致相等
混合原则布置：物流有序，瓶颈的解决
四、装配线的柔性分析
直线型：
U型：
环型：
人的柔性调节装配线
五、装配线的平衡
节拍：相邻两产品通过装配线尾端的间隔时间
工作站：操作者传递零件或完成装配作业
作业基本单元：工作站的操作组成
一个工作站要完成的工作总量与分配到工作站的基本作业单元总数是一致的。
平衡：将基本工作单元分配到各个工作站，使每个工作站在节拍内都处于繁忙状态，使各工作站的闲置时间最小。
装配线平衡的步骤
1）流程图表示作业先后关系
2）求节拍C=每天的工作时间／每天的计划产量
3）满足节拍最少的工作站
理论值=完成作业的总工作时间／节拍C
4）选择作业分配原则－安排多后续作业或持续时间很长的作业）
将所有作业分配到各工作站
向第一工作站分配作业，逐项增加，直至作业
完成时间等于节拍。
5）平衡后的效率：
完成作业的总工作时间／（实际工作站数目＊节拍C）
装配线平衡例
J型玩具马车要在一个传送带上组装，每天需生产500辆。每天的生产时间为420分钟。根据节拍和作业次序的限制，求工作站最少的平衡方式。
作业 时间／秒 描述 必须提前的作业
A 45 安装后轮支架，拧紧四个螺母 －
B 11 插入后轴 A
C 9 拧紧后轴支架螺栓 B
D 50 安装前轴，拧紧四个螺母 －
E 15 拧紧前轴螺栓 D
F 12 安装1＃后车轮，拧紧轮轴盖 C
G 12 安装2＃后车轮，拧紧轮轴盖 C
H 12 安装1＃前车轮，拧紧轮轴盖 E
I 12 安装2＃前车轮，拧紧轮轴盖 E
J 8 安装前轴上的车把手，拧紧螺栓和螺钉 F，G，H，I
K 9 上紧全部螺栓和螺钉
195
J型玩具马车的流程图
A 45
B 11
C 9
F 12
G 12
J 8
K 9
D 50
E 15
H 12
I 12
计算节拍： C＝60＊420／500＝(秒/辆)
工作站数量的理论最小值:N=T/C=190/==4
选择作业分配规则: 按后续作业数量的多少; 2)按作业时间最长
根据后续作业最多规则平衡装配线
作业 作业 剩余的 可安排的 紧后作业 时间最长
时间 时间 紧后作业 最多的作业 的作业
工作站1 A 45 无
工作站2 D 50 无
工作站3 B 11 C,E C,E E
E 15 C,H,I C
C 9 F,G,H,I F,G,H,I F,G,H,I
F 12 无
工作站4 G 12 H,I H,I H,I
H 12 I I
I 12 J
J 8 无
工作站5 K 9 无
效率计算: 效率=T/(N*C)=195/(5*)=
评价平衡方案:装配线不平衡,闲置时间为23%
更好的方案: 規則2平衡装配线,规则1作为第二规则,可得到更好的平衡方案
六、作业分解
最长的作业时间决定了生产线上节拍的最小可能值
一种作业的时间为40秒，大于节拍36秒，此作业如何处理？
可能的方法有：
作业分解：使一个作业分解到两个工作站
作业共享：作业能不能在相邻工作站（协助）进行一点共享
设立平行工作站：
聘用操作技巧高的工人
加班：以每40秒生产1件的速度进行生产
重新设计
工作团队
效率计算: 效率=T/(N*C)=195/(5*)=
评价平衡方案:装配线不平衡,闲置时间为23%
更好的方案: 規則2平衡装配线,规则1作为第二规则,可得到更好的平衡方案
混合装配线的平衡
混合装配线的平衡要解决产品的生产排序问题，从而使同一生产线在指定的日期内生产不同型号的产品，实现多种产品循环生产。
七、工艺原则布置
SLP法（系统布置法）
1 系统布置基本要素P、Q、R、S、T
·产品P：影响生产系统的组成及其作业单位间的相互关系、生产
设备的类型、物料搬运方式。
·产量Q：影响生产系统的规模、设备数量、运输量、建筑物面积
·生产路线R：工艺流程，影响作业单位间的关系、物料搬运路线、
仓库及堆放地的位置。
·辅助服务部门S：生产系统的生产支持系统部分
·时间T：什么时候、用多少时间生产出产品，包括各工序的操作
时间、更换批量的次数
2 SLP程序步骤
·准备原始资料：明确基本要素P、Q、R、S、T
·物流分析与作业单位相互关系分析
－产品制造费用的20％－50％用作物料搬运，有效的布置能减少搬
运费用的30％左右。
－物流分析方法
工艺流程图：在工艺过程图上注明各工序间的物流量，
适用大批量，产品品种单一的生产。工艺布置
多种产品工艺过程表：将各产品的生产工艺流程汇总在一起。
多品种，批量较大的生产。（10种左右）
成组方法：分组，再用工艺过程图或多种产品工艺过程表分析。
中、小批量生产，品种达到数十种时。
从至表：方阵，方阵的行－物料移动的源，从
方阵的列－物料移动的目的地，至
行列交叉点标明由源到目的地的物流量。
物流强度登记划分表
物流强度等级 符号 物流路线比例 承担物流量的比例
超高物流强度 A １０ ４０
特高物流强度 Ｅ ２０ ３０
较大物流强度 Ｉ ３０ ２０
一般物流强度 Ｏ ４０ １０
可忽略搬运 Ｕ
·绘制作业单位位置相关图
作业单位相互关系等级
含义 符号 比例
绝对重要 Ａ ２－５
特别重要 Ｅ ３－１０
重要 Ｉ ５－１５
一般密切 Ｏ １０－２５
不重要 Ｕ ４５－８０
不希望接近 Ｘ 酌情而定
·作业单位占地面积计算
·绘制作业单位面积相关图
·修正：修正因素包括物料搬运方式、操作方式、存储周期等。
·方案评价与择优
－选择方案评价因素，如物料搬运效率及方便性、扩建可能性、生产管理的方便性、安全生产、辅助服务方便性等。
－确定各因素的相对重要性（权值）。
－评比各方案的优劣等级
－计算各方案的得分，确定最佳方案。
例：百货大楼某层的布置
§ 生产系统的工作研究
一、几个基本概念
1 工作研究基本内容 生产过程分析 方法研究 制定 动作分析 标准作业 新工作 实施 工作研究 标准 新标准 制定 时间研究 标准时间
2 过程分析
五个通用符号
作业 、 运输 、检验 、停留、存储
八字訣
取消、合并、重排、简化
目的性：取消、合并
时间、地点及操作者：重新安排优化组合
操作手段：简化
六问表（5W1H）
5W 现行方法 WHY 分析 改进
WHAT 做什么 为什么做 是否必须做？ 取消或合并
WHERE 在哪做 为什么在这做 另一地点是否更好
WHEN 何时做 为什么那时做 别的时间做是否更好 重排
WHO 谁做 为什么他做 谁做更合适
HOW 怎样做 为什么这样做 怎样做更好 简化
二、方法研究的程序
·确定研究对象：
考虑因素选择经济价值高的问题：
能力瓶颈、废品率高、成本比重大
技术因素：
实施研究要有足够的技术方法、知识、手段
人的因素：
预先估计员工的接受程度和欢迎程度。
·描述事实：规范性强的专用图表
·考察分析：5W1H分析法（P117）
·制定改进措施（P178）
取消、合并、改变、简化
·实施
三、生产作业流程分析（转换过程）
1.工作流程图
成品装配工作流程图：排列顺序（主右）
2 流程程序图
（P179）－改进面条的制作
二汽生产线改进
3 物流分析：组装草图、组装图表、路线单和流程图
4 信息流分析：计划活动控制产品的管理信息
四、人机联合分析：
机器与人在工作上的配合关系
1.方法：多活动图
2.例：牙科诊所（P182）
五、动作研究
1.动作要素：人体的动作细分为三类17个
完成操作必须的动作
（伸手、握取、移物、装配、应用、拆卸、放手、检验）
阻碍第一类动作进行的动素
（寻找、选择、计划、对准、预对）
对工作无益的动素
（持住、休息、迟疑、故延）
2.动作经济原理
人体使用原理－尽量使用双手对称动作；
尽量使用人体重力，使用脚的动作；
工作场所原理－工作地活动范围便于操作和观察；
物料、工具就近固定存放；
工作台面高度与人体高度；
工作环境；
物料搬运原理－运送距离短；
使用机械装置传送；
运送及时；
运送方式经济；
节约时间原理－
操作方法省时；
基本生产工人尽量少做辅助作业；
既要提高设备利用率，又要提高人工利用率；
设备工具的设计原理－
设计使用手以外的部分进行操作的机构；
两个以上工具组合；
设备的操作部位便于工人操作、目视。
§ 作业测定
一、时间研究
1．目的：制定各种工作或生产作业的标准时间－劳动定额
2．工时消耗：定额时间－作业时间（基本作业，辅助作业）
布置工作地时间
休息与生理需要时间
准备与结束时间
非定额时间－停工损失时间
非生产工作时间
3．时间定额组成
1）单件生产：
作业时间＊（1＋宽放率）＋准备结束时间
2）成批生产：
作业时间＊（1＋宽放率）＋准备结束时间／批量
3）大量生产：
作业时间＊（1＋宽放率）
4.劳动定额的制定方法
经验估工法
比较类推法
确定具有代表性的典型零件
制定典型零件的劳动定额作为参考系
比较类推制定相似零件的劳动定额
统计分析法
分析历史统计资料的可靠性,剔除异常数值
计算平均实做工时
计算平均先进工时
工程技术计算
时间研究方法
二、时间研究方法
1．标准要素法：不同种类工作中，有大量相同或相似工作单元，对工作单元建立工作标准。
步骤:
-把新工作分成基本作业
-在表中查每一相似作业时间,为这些作业设定时间
-新工作特殊特征,调整每一作业操作时间
(金属切削中,根据金属种类,切削工具的尺寸`切削厚度等用一个相应的公式对需要的时间进行调整)
-对给定的工作,把作业操作时间相加,并加宽放时间
2．PTS法(预定动作时间标准法)
基本动作－标准时间表，动素
-机器加工时间可根据加工速度和加工量计算加工时间
-人工作业由17种动素组成,每一动素的时间值都已确定
常用模特排时法:标准时间的单位是模数MOD
1MOD=秒,熟练劳动时为秒,
考虑疲劳因素后加10%,为秒.
3．样本法：抽样测定
特点:不作连续的观测
步骤:
设计观测记录表:内容与调查对象有关
观测项目的分类
估计感兴趣的活动占总时间的比例(如:设备运行时间80%)
确定所要求的精确度
确定观测次數N=4P(1-P)/E2; E为准确度,P观测对象出现的概率
确定观测时刻:样本的代表性,随机抽样
研究期间,每隔两次或三次,用目前收集到的数据重新计算所要求的样本容量,如必要提高观察次数
工作抽样的应用
用等待所占的时间百分比来确定人或设备的工作时间百分比
用作业水平测定为每一个工人的表现建立一个索引,当工作时间和产出质量相关时,就须对作业水平进行测定.这对周期性评价很有用.
用时间标准来确定一项任务的标准时间.
护士活动的工作抽样
护理活动,结果分为两类:护理活动和非护理活动
估计护士60%时间花在护理活动,置信度为95%,E=3%
确定观测次数=1067次,若研究用10天时间,每天需观测107次.
护士活动抽样计划
为每一分钟分配时间
观测时间的确定(产生随机数)
观测进度表
若进行150次观测,有64次所做的工作属非护理活动,护理性活动为%.比估计要高,对应于933次观测,以后8天只需进行719次观测.
用工作抽样导出时间标准
信息 数据来源 一天中的数据
操作者总时间 计算机工资单 480分钟
(工作时间和闲置时间) 系统
生产的零件数目 质检部 420个
工作时间百分比 工作 抽样 85%
闲置时间百分比 工作抽样 15%
平均评比率 工作抽样 110%
总宽放率 时间研究手冊 15%
总时间*工作时间比率*评比率 1
每个零件的标准时间 = 生产零件的总数目 1-宽放率
480** 1
= 420 =分钟
4.工作日写实
研究工作日内的时间利用情况
按时间先后顺序记录工作内容和时间消耗,进行整理分析
步骤
写实准备
观察记录
整理资料
研究分析
5.直接测定法
一般以工序为对象,反复数次测试
步骤
测时
选定时间
平均时间法
最小时间法
合成时间法
修正时间
一、工作标准
1．训练有素的人员，用预先设定的方法，用正常的工作速度，正常的技能，完成一定工作所需的时间。
2.工作标准的制定：要用统计方法得出，工作者适时进行修正。
§工作标准
二、工作标准的作用
1.制定生产运作能力计划
2.进行作业排序和任务分配
程序设计
4.作为激励手段之一
5.用于成本和价格计算
6.评价员工的绩效
三、使用工作标准的利弊
1.工作标准的使用有一定难度
2.工作标准缺乏对人的尊重
3.容易重视产出数量而忽视产出质量
四、ＢＰＲ在工作设计中的应用
1．BPR：工作流程重构。重新设计工作方法、工作流程的思想。
2．BPR的出发点：对劳动分工论的反思
3．BPR的具体方法
·数项工作或业务组合、合并为一
·给与员工决策拍板的权力
·工作流程的各步骤按其自然顺序进行
·为同一工作设置若干种进行方式
·工作超越组织的界限，在最适当的场所进行
·尽量减少检查、控制、调整等管理工作
4．从工作流程重构到企业重构：工作流程重构是企业重构的出发点
例：养鸡场养鸡过程的再造
五、流程分析的社会技术方法
1定义流程研究的范围和总体问题
2 任务1的报告－初步组织研究
3 任务1的报告－研究目前的工作流程
4 任务2、3的报告－特定的组织改进的设计
5 任务2、3的报告－改进的工作流程设计
任务4、5的报告－运作新系统
6评价新系统
思考题
1．为什么说现代企业的工作设计对管理者提出了更高要求？
2．在制定时间定额时为什么要考虑非定额时间？
3．动作分析主要解决哪方面问题？
4．方法研究在系统改进、系统设计中起什么作用？
5．对以下几个观点作出评论
1）工作测定已过时，我们已使办公实现了现代化，现在我们处理每一事务都使用计算机。
2）最好在工人不知道他们正在被作为时间研究的对象时进行研究。这样当我们设定时间标准时他们不会抱怨我们当时妨碍了他们。
3）一个公司同时使用精确的时间标准和工作扩展时是否存在着矛盾？
