理论教育 有效的生产运作设计与组织方法

有效的生产运作设计与组织方法

时间:2023-05-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:(一)生产运作能力设计生产运作能力是指在一定时期内,在一定的生产技术组织条件下,生产设施的最大产出率,即生产运作设施在一定时期内,在合理的生产组织条件下,经过综合平衡后所能生产一定种类和一定质量产品的最大数量或者能够加工处理一定原材料的最大数量。生产运作能力规划是制订企业年度生产运作计划的重要依据之一。一个企业要获得最佳运行生产运作能力,必须充分利用生产设施。

有效的生产运作设计与组织方法

现代企业是建立在现代科学技术基础上的,具有高度分工与协作的社会化大生产单位,生产过程具有较强连续性,现代企业具有以下几点生产技术特征。

(1)拥有比较复杂的现代技术装备,系统采用现代科学技术

机器和机器体系的运用,使企业的生产具有高度的组织性、科学性和技术性。随着当代科学技术的迅猛发展,工业生产中科学技术的作用越来越大。系统地运用现代科学技术,不断地认识和掌握生产技术发展规律,有效地创造和使用现代技术装备和技术方法,合理地组织生产过程,大力促进生产发展,已成为现代企业的重要特征。

(2)劳动分工精细,协作关系严密

现代企业的生产经营过程包括一系列相互衔接、紧密联系的生产部门和环节,这些生产部门和环节,需要使用不同的机器设备,配备不同工种的生产技术工人、各种专业的工程技术人员和经营管理人员。这就要求企业内部实行精细的分工和严密的协作,而且要适应生产过程中机器体系运转的客观要求。只有这样才能使生产过程中每一个人的活动,都能同机器体系的运转相协调,使生产活动顺利地进行。

(3)生产具有高度的比例性和连续性

现代企业是采用各种机器和机器体系进行生产,生产过程中只有各种机器设备按照一定的比例配备,并各自按一定的速度运转,生产才能顺利进行。同时,各生产环节、各工序之间在时间上是前后紧密衔接,不能中断的。这就是说,生产过程具有高度的连续性。随着科学技术的发展,对连续性的要求不断提高,同时对管理也提出了更为严格的要求。

(4)具有广泛的外部联系

现代企业作为市场经济活动的主体,必然同其他企业和有关部门保持广泛的经济、技术联系。专业化愈发展,生产社会化程度愈高,企业同外部的这种联系就愈广泛、愈密切。加强同外部环境各方面的密切联系,既是企业生存和发展的必要条件,又是国民经济其他部门正常运行的保证。

上述现代企业在生产技术方面的特征明确告诉我们,要搞好企业的生产经营活动,管理好现代企业,就必须按照这些特征,尊重客观规律,利用科学技术、管理知识有效地做好企业生产过程管理。

小组讨论

(1)现代企业为什么要进行生产过程管理?

(2)现代企业利用现代科学技术,采用复杂的现代技术装备,那么如何进行适合企业规范的生产运作能力设计,以及如何选择符合企业经营现状的生产运作系统?

(3)生产运作过程仅仅是机器和系统的配备吗?科学的管理和组织发挥着什么样的作用?

(一)生产运作能力设计

生产运作能力是指在一定时期内,在一定的生产技术组织条件下,生产设施的最大产出率,即生产运作设施在一定时期内,在合理的生产组织条件下,经过综合平衡后所能生产一定种类和一定质量产品的最大数量或者能够加工处理一定原材料的最大数量。生产运作能力是保证一个企业未来长期发展和事业成功的核心条件。一个企业所拥有的生产运作能力过大或过小都是很不利的:能力过大,导致设备闲置,人员富余,资金浪费;能力过小,又会失去很多机会。因此,必须对生产运作能力的现状有确切的了解,对未来的生产运作能力有周密的计划。

1.影响生产能力的因素

影响企业生产能力的因素很多,如产品品种、产品结构、产品工艺、质量要求、零部件的标准化和通用水平、机床设备的数量和性能、工艺方法和通用性水平、有效生产面积、组织管理的水平、工人的劳动积极性和技术水平等。从核定生产能力的角度来考虑,可以将这些因素归结为三个基本因素,即生产设备数量(生产面积数)、设备工作时间(生产面积利用时间)和设备(生产面积)生产效率。设备工作时间的计算公式为:

式中,Fe为设备全年有效工作时间,单位小时;Fy为设备全年制度工作日数;H为每日制度工作小时数(工作日长度);D为设备计划停修小时数。

2.设备组生产能力计算

当企业以产出量作为计量单位时,则需考虑企业生产的产品种类有多少,如果只有一种主要产品,则可以以该产品作为计量单位。如果生产多种产品,则很难以其中某一种产品的产出量作为整体的计量单位,这时可采用代表产品计量法。选择出代表企业专业方向、产量与工时定额乘积最大的产品作为代表产品,其他的产品可利用换算系数换算成代表产品。

(1)单一产品生产情况下设备组生产能力的计算,其计算公式为:

式中,M为设备组生产能力;S为设备组内设备的数量;Fe为设备全年有效工作时间;Fy为设备计划期制度工作时间;H为设备每天制度工作小时数;t单位产品的单位定额;O为设备计划停修率。

(2)多种产品生产情况下设备组生产能力的计算—代表产品法换算系数Ki的计算公式为:

式中,Ki为i产品的换算系数;ti为i产品的时间定额;t为代表产品的时间定额。

案例链接

某厂车床组有车床10台,每台车床全年有效工作时间为4 648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。

分析:

① 确定B为代表产品;

② 计算以B产品为标准的车床组生产能力,如表3-1所示。

M=SFe / t=(10×4 648)/50≈930(台)

表3-1 以B产品为代表的车床组生产能力

结论:以B产品为标准的车床组生产能力为930台,A、B、C三种产品生产能力分别为291台、416台和229台。

3.生产运作能力规划

生产运作能力规划是企业对满足现在和未来需求量的生产能力所做的选择。生产运作能力规划是制订企业年度生产运作计划的重要依据之一。通过对现有能力的掌握,可以及时发现生产运作中的薄弱环节和富余环节,以便挖掘潜力,提高企业生产运作的经济效益,使基本建设投资费用得到更为合理有效的运用。

(1)最佳运行生产运作能力

生产运作能力可以通过许多方法做调整,但这时生产成本会有所变化,把最小单位成本下的生产量定义为最佳运行生产运作能力。一个企业要获得最佳运行生产运作能力,必须充分利用生产设施。对设施利用不足会使得单位成本提高,反之,对设施使用过度也会造成单位成本提高,最佳运营点如图3-1所示。

图3-1 最佳运行生产运转能力

(2)经济规模生产运作能力

指单位产品或产出的生产运作成本随生产运作规模的变动而变动的特征。当企业规模扩大时,由于产量增加,会使平均成本降低,总体来说扩大规模是有利的。经济规模与最佳运行生产力的关系如图3-2所示。

图3-2 经济规模与最佳运行生产力的关系

(3)扩展生产能力的时机与规模

扩展生产能力的时机与规模主要有两种策略:进攻型策略与保守型策略,如图3-3(a)、图3-3(b)所示。

图3-3 扩展生产能力的时机与规模主要有两种策略

(a)进攻型策略;(b)保守型策略

(二)生产运作系统设计

生产运作系统设计是运用科学的方法和手段对生产系统的选址、组成企业的各基本单位、各种生产设施及劳动的状态与过程进行合理的配置,使之形成一个协调、高效、经济的生产运作系统;是对厂址选择(包括工厂、配送中心、门店等的选址)、能力规划、生产部门布置、产品和服务计划、设备布置等的决策过程。

生产运作系统是有效实现由输入到输出转化的依托和物质基础。因此,生产系统的转化效率对实现企业目标有直接影响;生产或服务设备与设施的布置也直接影响产品成本和生产周期。

1.生产运作系统的一般模式(图3-4)

图3-4 生产运作系统的一般模式

输入的是生产要素,包括人、财、物和信息,这是生产运作系统形成的前提条件,也是企业生产经营目标实现的保证;输入的生产要素在质量、数量、时间上必须符合生产需要,按一定比例有机构成。转换过程也就是生产制造过程,生产制造过程必须采用最经济的形式进行。输出的是产品、服务与信息。反馈必须迅速,且信息要精确。

生产运作系统构成要素主要包括结构化要素和非结构化要素。结构化要素包括生产技术、生产设施、生产能力及其集成;非结构化要素包括人员组织、生产计划、库存控制、质量管理和设备维护。结构化要素的内容及其组合形式决定生产运作系统的结构形式;非结构化要素的内容及其组合形式决定生产运作系统的运行机制。这里我们主要探讨结构化要素,非结构化要素在后面章节介绍。

2.设施选址

设施选址对今后设施的建设和生产与运作的效果影响非常大,是关系到企业生存发展的百年大计。企业组织机构如有不善,规章制度如有不妥,还可研究并重新改组或变革,但一旦选址失误,或者失败,或者长期承受麻烦。因此,选址时需要认真地进行内部和外部环境条件的综合分析与平衡,使之满足企业生产与运作活动当前和长远发展的要求。

(1)设施选址的步骤和内容

制造业企业设施选址一般可分为三个阶段,并按顺序进行。

① 准备阶段,成立选址工作小组。该小组主要由建设单位和设计单位的有关人员组成。该小组在准备阶段的主要工作有:编制工作计划;根据企业产品、工艺、规模、生产单位构成、生产协作原则等大致确定生产单位的面积和外形尺寸;根据企业内外运输量,水、电、汽、气需求量,各种废弃物的物理化学性质、排放量及初步的处理方案确定对工程和水文地质的基本要求;根据经济、社会、自然等有关的资料初步确定几个拟选地址

② 现场勘察阶段。选址工作小组对几个拟选地址进行现场勘测,收集地区的地质、水文、气象、交通、运输以及经济、社会、教育、发展规划等方面的资料,并草拟初步选址方案。

③ 方案比较和选择阶段。根据现场勘察的结果,对若干可行方案进行全面的技术经济论证,从中确定一个最合理的方案,并与所选地区签订有关协议。

(2)影响设施选址的因素

影响选址的因素很多,但大致可分为四大类。

① 经济方面的因素。包括原料供应条件、能源条件、市场、运输条件、人力资源和资金融通情况。

政治方面的因素。包括政局和治安、政策和法律税收负担等。(www.daowen.com)

③ 社会方面的因素。包括社区条件、环境和生态保护、科学技术环境、风俗文化等。

④ 自然环境方面的因素。包括土地资源和气候条件等。

知识拓展

设施选址趋势

随着交通运输通信等条件的改善,全球经济一体化趋势日益强劲,设施选址呈现如下发展趋势。

(1)工业园

许多国家为支持国内企业的发展,吸引外资,发展高科技产业,都在有计划地开发工业园、保税区和科技一条街,为进园(区、街)企业提供许多优惠条件,且使园(区、街)内企业形成紧密的协作关系,提高竞争能力。

(2)企业群体布局

设施选址不再是单独寻求某一个工厂或服务设施的最优地址,而是着眼于生产运作上具有紧密联系的一组企业的群体布局。例如,化工企业常与冶金、热电、轻纺、医药、建材和焦化等企业联合组成企业群体,充分利用资源,减少能源消耗,减少废弃物排放,保护环境

(3)企业生产运作全球化

企业在全球设立生产运作系统,如美国的麦当劳日本索尼德国的大众等。企业在全球采购物资,其产品是多国生产协作的结果。如美国波音飞机所需部件是由6个国家的1.1万家大企业和1.5万家中小企业协作生产的。技术转移和对外直接投资,企业在全球范围内引进或转让技术、机器设备等,通过独资、合资、收购、兼并等方式建立分公司和合营公司。

(三)生产过程组织

生产过程,狭义地说,是指从顾客提出要求到顾客的要求得到满足的过程。在制造业中,生产过程是指从原材料投入生产到产品出厂交付用户的过程。广义地说,企业为适应顾客的要求所做的准备也应包括在内。

企业的生产活动需要在一定的空间和时间内进行,如何将生产活动中各种生产要素有机地组织起来,以尽量减少生产过程中的劳动消耗和劳动占用,生产出尽可能多的符合市场需要的产品,从而获得最好的经济效益,是企业的一项重要任务。生产过程的组织,在时间上可以从考察生产周期的组成入手。生产周期由有效时间和停歇时间组成。有效时间由基本时间和辅助时间构成。自然过程时间和工艺加工时间属于基本时间。推销时间、运输时间和质量检验时间等属于辅助时间。在停歇时间中,工序之间的等待时间及成批等待时间,是指使加工对象在工作班次内不能被连续加工的停歇时间;节假日、午休、工作班次之间的停歇是由于非工作时间造成的停歇时间。

案例链接

玛丽食品烘烤公司的生产过程管理

玛丽食品烘烤公司位于纽约州西部的一个小城镇。该公司有两个大烘炉用来加工面包,公司收到经销商的订单后就开始安排生产。当天要制作的面包清单送到了负责搅拌配料的人手中,将上面写明每一种面包所需的配料输入计算机。计算机根据订购数量确定出每一配料的需要量,并把这一信息传达到位于厂外的仓库。这些配料被自动送往大型搅拌机,同适当数量的鸡蛋、水和调味品混合。配料搅拌好后,倒入切片机中,切成单个的面包。接着这些面包就落到传送带上,穿过其中一个烘炉。该公司最近将每个炉的长度增加了25英尺[1],使生产率得到进一步提高。面包从炉中出来后就被输送到高20英尺、宽3英尺的螺旋形冷却架上。当面包离开冷却架后,工人们就用手把它们放到箱子中,接着箱子被自动打包、密封并贴上标签。面包要按一定的顺序来烘烤,以使用于清洁处理的停工时间最短。例如,浅色面包要在深色面包之前烘烤,燕麦片面包应在葡萄干面包之前烘烤。这就使公司避免了每次在生产一种不同的面包前对加工设备必须进行的清洁处理。

根据上述案例,请回答:

(1)简述面包的生产过程体现了生产过程的哪些特点。

(2)为什么增加烘炉的长度可使产量更大,提高生产效率?

(3)该公司的生产组织方式是什么样的?

1.生产过程组织的基本要求

组织生产过程,就是要对生产过程的各个阶段和各个环节进行合理安排,从而使产品在生产过程中行程最短、时间最省、耗费最小、效益最高。要达到这一目的,在生产过程组织中必须达到几个基本要求:生产过程的连续性、平行性、比例性、均衡性和适应性。

(1)连续性

生产过程组织最重要的要求是连续性要求。从时间上考察,加工对象处理的连续性,是影响生产周期长短的重要因素之一。另一个因素是生产资源在利用上的连续性,它会影响产品的成本。生产过程在空间上的组织,通常也可以根据提高对象处理的连续性和生产资源利用的连续性来布置,称为对象专业化原则和工艺专业化原则。

知识拓展

关于生产资源利用的连续性

生产资源在利用上的连续性会影响产品的成本。在每周5天工作制的情况下,一年有104个周末休息日,如果再加上9个法定节假日,每年大约有113个假日。如果剩下的工作日只开两班,则252个工作日中还有相当于84天的停歇时间,也就是说,生产资源至少有一半时间是由于工作作息制度的原因而得不到利用。在制度规定的工作时间内,由于一些辅助工作而使设备或工人没有把时间用在加工工艺上,也是生产资源没有被连续利用的表现。在这些设备没有被利用的时间内,如果不是与加工对象的自然过程相重叠,也是延长生产周期的原因。工序之间的等待时间和零件成批加工的等待时间使加工对象不能连续得到处理,而延长了生产周期,但在一定的条件下,工序之间的等待和零件的成批加工有利于生产资源的连续利用。所以通常会根据对象专业化原则和工艺专业化原则,提高对象处理的连续性和生产资源利用的连续性。

(2)平行性

当生产任务是一个可分解的系统时,把生产任务分解成若干个可以平行作业的任务链来同时处理,显然是可以缩短生产周期的。比如,有100页手稿要键入计算机,如果一个人每小时可以键入10页,共需要10小时;如果安排5个人分别在5个终端上键入,则2小时就可以完成。这就是提高作业平行性的好处。

(3)比例性

在多数的生产中,各个可以平行作业的任务往往需要不同的生产能力资源,为了做到连续性,生产系统所配置资源的构成必须与生产能力的需求成比例。这就是所谓的生产过程组织的比例性要求。生产任务是根据市场情况变动的,而根据特定任务配置均衡的生产能力,在市场变化或产品改进时,就可能不符合比例性要求。另外,工人技术水平与熟练程度的变化、设备的技术革新、工艺的改进等,都可以使比例性发生改变。因而,生产过程组织只能动态地保持其比例性。

(4)均衡性

生产过程的均衡性,是指在不连续利用资源的情况下,资源的利用率能够做到各时期大致相同,避免生产时松时紧的情况。不均衡地生产是造成工人纪律松弛、产品质量低劣和事故频繁的原因。

(5)适应性

生产过程的均衡性和比例性,是通过保留原有的工艺和产品来实现的。为了能适应外部条件的变化,生产过程的组织必须提高适应性,即生产系统能在不破坏均衡性和比例性的条件下,迅速地对用户的需求改变做出响应。

2.生产过程组织的基本内容

生产过程组织包括空间组织和时间组织两项基本内容。

(1)生产过程的空间组织

生产过程的空间组织是指在一定的空间内,合理地设置企业内部各基本生产单位,如车间、工段、班组等,使生产活动能高效顺利地进行。生产过程的空间组织有两种典型的形式。

① 工艺专业化形式。工艺专业化又称为工艺原则,即按照生产过程中各个工艺阶段的工艺特点来设置生产单位。在这种生产单位内,集中了同种类型的生产设备和同工种的工人,可完成各种产品的同一工艺阶段的生产,加工对象是多样的,如机械制造业中的铸造车间、机加工车间、热处理车间、车间中的车工段和铣工段等,都是工艺专业化生产单位。

② 对象专业化形式。对象专业化又称为对象原则,就是按照产品的不同来设置生产单位。在对象专业化生产单位里,集中了不同类型的机器设备和不同工种的工人,对同类产品进行不同的工艺加工,能独立完成一种或几种产品的全部或部分的工艺过程,而不用跨越其他的生产单位,如汽车制造厂中的发动机车间、底盘车间和机床厂中的齿轮车间等。

(2)生产过程的时间组织

生产过程的时间组织是研究产品生产过程各环节在时间上的衔接和结合的方式。企业生产运作过程在时间上组织的好坏,表现为产品(或服务)生产周期的长短。生产过程各环节之间时间衔接越紧密,就越能缩短生产周期,从而提高生产效率,降低生产成本。

产品生产过程各环节在时间上的衔接程度,主要表现在劳动对象在生产过程中的移动方式。一批工件在工序间存在着三种移动方式,就是顺序移动、平行移动和平行顺序移动。

① 顺序移动方式。顺序移动方式指一批零件在前一道工序全部加工完毕后,整批转移到下一道工序进行加工的移动方式。采用这种方式,一批零件在各道工序上进行加工的时间集中,设备没有停歇,可以连续加工。但是每个零件都有等待加工和等待运输而产生的中断,工艺周期较长。

② 平行移动方式。平行移动方式指一批零件中的每个零件在每道工序完毕以后,立即转移到后道工序加工的移动方式。其特点是:一批零件同时在不同工序上平行加工,缩短了生产周期。但是如果后道工序的单件加工时间大于前道工序时,又会产生零件等待加工的现象。所以各工序单件加工时间彼此相等或成倍情况时(如流水生产)会比较理想。

③ 平行顺序移动方式。平行顺序移动吸收了上述两种移动方式的优点,避开了其缺点,但组织和计划工作比较复杂。平行顺序移动的特点是:当一批制件在前道工序上尚未全部加工完毕,就将已加工的部分制件转到下道工序进行加工,并使下道工序能够连续地、全部地加工完该批制件。为了达到这一要求,要按下面规则运送零件:当前一道工序时间少于后道工序的时间时,前一道工序完成后的零件立即转送下道工序;当前道工序时间多于后道工序时间时,则要等待前一道工序完成的零件数足以保证后道工序连续加工时,才能将完工的零件转送后道工序。这样就可将人力及设备的零散时间集中使用。

3.生产过程组织的形式

在企业中,任何生产过程的组织形式都是生产过程的空间组织与时间组织的结合。企业必须根据其生产目的和条件,采用适合自己生产特点的生产组织形式。下面介绍几种效率较高的生产组织形式。

(1)流水线

流水线是指劳动对象按照一定的工艺过程,有顺序地、一件接一件地通过各个工作地,并按照统一的生产速度和路线,完成工序作业的生产过程组织形式。它将对象专业化的空间组织方式和平行移动的时间组织方式有机结合,是一种先进的生产组织形式。流水线具有如下特点。

① 专业性。流水线上各个工作的专业化程度很高,即流水线上固定地生产一种或几种制品,固定地完成一道或几道工序。

② 连续性。流水线上的制品在各工序之间须用平行或平行顺序移动,尽量减少制品的延误时间。

③ 节奏性。流水线生产都必须按统一节拍或节奏进行。

④ 封闭性。生产工艺过程是封闭的,各工作按照制品的加工顺序排列,制品在流水线上做单向顺序移动完成工艺过程的全部或大部分加工。

⑤ 比例性。流水线上各工序之间的生产能力相对平衡,尽量保证生产过程的比例性和平行性。

知识拓展

自动化流水线

自动化流水线是流水线的高级形式,它依靠自动化机械体系实现产品的加工过程,是一种高度连续的、完全自动化的生产组织。同一般流水线相比,自动化流水线减少了工人需要量,消除了繁重的体力劳动,生产效率更高,产品质量更容易保证,但投资较大,对维修和管理的要求较高。

(2)成组技术与成组加工单元

成组技术的基本思想是:用大批量的生产技术和专业化方法组织多品种生产,提高多品种下批量的生产效率。成组技术以零件的相似性(主要指零件的材质结构、工艺等方面)和零件类型分布的稳定性、规律性为基础,对其进行分类、归并成组并组织生产。

成组加工单元,就是使用成组技术,以“组”为对象,按照对象专业化布局方式,在一个生产单元内配备不同类型的加工设备,完成一组或几组零件全部工艺的组织。采用成组加工单元,加工顺序可在组内灵活安排,多品种小批量生产可获得接近于大量流水生产的效率和效益。目前,成组技术主要应用于机械制造、电子和武器等领域。

(3)柔性生产单元

柔性生产单元,即以数控机床或数控加工中心为主体,依靠有效的成组作业计划,利用机器人和自动运输小车实现工件和刀具的传递、装卸及加工过程的全部自动化和一体化的生产组织。它是成组加工系统实现加工合理化的高级形式。它具有机床利用率高、加工制造与研制周期短、在制品及零件库存量低的优点。

案例分析结论

通过对生产过程组织的基本要求、基本内容和形式的学习可以看出:

玛丽食品烘烤公司生产面包需要经过配料、搅拌、分切、烘干、包装等过程,充分体现生产组织过程的几个基本要求:连续性、平行性、均衡性、比例性和适应性。

增加烘炉的长度,其实是对面包生产过程的一个空间组织和调整,使得设备生产量提高,同时也便于直接连接到冷却架,节省了时间。

该公司采用流水线作业方式,整个生产过程是顺序进行,用两个大烘炉来加工面包,是典型的成批加工系统模式。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈