C6
This document was uploaded by user and they confirmed that they have the permission to share it. If you are author or own the copyright of this book, please report to us by using this DMCA report form. Report DMCA
Overview
Download & View C6 as PDF for free.
More details
- Words: 577
- Pages: 46
6-1
製程選擇與設施佈置
第六章
製程選擇與設施佈置
© The McGraw-Hill Companies, Inc., 2005
6-2
製程選擇與設施佈置
導論 •
製程的選擇 •
•
產品或服務系統化生產方式，包括產能規 劃、設施佈置、設備及工作系統設計
主要影響 產能規劃 • 設施佈置 • 設備 • 工作系統設計 •
6-3
製程選擇與設施佈置
製程選擇與系統設計
預測
設施和設備 產能規劃
產品與服務 設計 技術的變更 技術的變更
佈置 選擇製程
工作設計
6-4
製程選擇與設施佈置
製程策略
• 關鍵指標 – – –
資本集中 – 設備/人力 製程彈性化 要適應的改變因素 – 設計 – 數量 – 技術
6-5
製程選擇與設施佈置
種類
1. •
多少
彈性
2. •
程度
數量
3. •
期望產出
製程選擇
6-6
製程選擇與設施佈置
製程型態 • 零工式(零單式、job shop)工廠 相當小規模作業，產品種類多生產數量少 • 批量生產(batch) 中等數量作業，設備不用像零工式需要高度彈性，製程 變異比零工式小 • 重複性生產(repetitive) 大量標準化，設備只需些微彈性，員工技術能力較低 • 連續性加工(continuous) 大量高度標準化，產品幾乎無差異性 • 專案(project) 非例行性工作
6-7
製程選擇與設施佈置
製程的種類(表6.1)
6-8
製程選擇與設施佈置
6-9
製程選擇與設施佈置
6-10 製程選擇與設施佈置
產品 – 製程矩陣(圖6.2) 製程類型
零工式工廠
零工式工廠
批量
重複性
連續性
電器維修 急診室 麵包工廠 教室授課
批量 重複性
自動裝配 電動洗車
連續性
煉油廠 淨水廠
不適用
內容 工作種類
非常高
適中
低
非常低
製程彈性
非常高
適中
低
非常低
單位成本
非常高
適中
低
非常低
產出數量
非常高
低
高
非常低
6-11 製程選擇與設施佈置
製程選擇影響許多功能(表6.1)
6-12 製程選擇與設施佈置
自動化 自動化: 有感應和控制裝置的機器，使其能夠運作 分為三種型態 1. 固定式自動化: 以高成本、專業化的設備針對少數 產品進行大量生 產 2. 可程式自動化: 電腦程式控制高成本、一般性功能 設備如數值控制 (NC、Numerically control)機與機 器手臂 3. 彈性自動化 由可程式自動化發展出來，但是換線時 間較短，幾 乎是連續性生產
6-13 製程選擇與設施佈置
電腦數值控制機(CNC) •
•
CNC機器所具備的主要特性是：無需人力的介入，就 可依照程序執行多種不同的步驟，並且可以先將很多 不同系列的切削加工動作存入控制器內。所以，如果 要啟動一個特別的程序或程式時，操作員只需鍵入程 式的名稱或編號，就可以對一系列不同的工件進行加 工;過程中地無需停機裝置機器或裝設新刀具。 有些系統內的CNC機器受控於小型電腦 (minicomputer)，通常稱之為直接數值控制 (DNC,direct numerical control)。
6-14 製程選擇與設施佈置
華夏機械系CNC車床與CNC銑床
CNC車床
CNC銑床
6-15 製程選擇與設施佈置
數值控制 (NC) 機 •
NC是利用數值與符號所構成的數值情報，控制機器作 動的控制方式
•
NC與CNC的差異在於，NC的控制系統為微處理器， 而CNC則尚包含記憶及輸出、入裝置。
6-16 製程選擇與設施佈置
電腦輔助製造系統 (CAM) •
使用電腦控制製程，支援製造作業，要控制NC工作母 機所須準備作業，需經由一邊研究使工具動作順序， 並一邊獲取工具路徑的最適當資料
6-17 製程選擇與設施佈置
華夏機械系CAD/CAM 工作站
6-18 製程選擇與設施佈置
工業用機器人(圖6.3)
6-19 製程選擇與設施佈置
華夏機械系機器手臂
6-20 製程選擇與設施佈置
自動化 製造單元(Manufacturing cell) 由一個或少數的電腦控制機所組成，用以製造類似的 零件，可以和自動物料搬運裝置結合 彈性製造系統(FMS、Flexible Manufacturing System) 一群為處理間歇性製程需求與生產多種類似產品而設 計的機器 電腦整合製造 (CIM、Computer-integrated Manufacturing) 一種經由整合電腦系統，廣泛與製造活動連結的系統 ，包括工程設計、彈性製造系統與生產規劃與管制
6-21 製程選擇與設施佈置
華夏機械系FMS
6-22 製程選擇與設施佈置
佈置(Layout) •
佈置涉及部門、工作中心和設備的結構， 尤其強調系統中作業（顧客或物料）的動 線
6-23 製程選擇與設施佈置
佈置決策的重要性 必須要持續不斷的投資金錢和心力 • 涉及長期的承諾 • 在短期作業的成本和效率方面，有顯著的 影響 •
6-24 製程選擇與設施佈置
何時需要決定佈置
無效率的作業 例如: 高
成本 的 瓶頸
產品或服務設計上 的改變
意外 新產品或服務的導入
安全上的危險
6-25 製程選擇與設施佈置
何時需要決定佈置(續) 環境或其他法 令上的變更
方法或設備的變更
產量或產品組合的變更
士氣的問題
6-26 製程選擇與設施佈置
1.
產品佈置
2.
流程佈置
3.
固定位置
4.
混合佈置
基本佈置類型
6-27 製程選擇與設施佈置
•
產品佈置 •
•
可以處理各種加工需求的佈置，將類似的活動 集中在某部門與功能區處理
固定位置佈置 •
•
用標準化加工作業，來達到順暢迅速大量流動 的佈置(高度標準化的產品或服務)
製程佈置 •
•
基本佈置類型
產品或專案保持靜止不動，而人員、物料，和 設備視需要而移動的佈置
混和佈置 •
眾合上述某些佈置而成
6-28 製程選擇與設施佈置
生產或服務的流程線 流程工廠或裝配線工作流程
原料或 顧客
物料 和/或勞 工
工作 站1
物料 和/或勞 工
工作站 2
物料 和/或勞 工
工作站 3
物料 和/或勞 工
工作站 4
完成品
6-29 製程選擇與設施佈置
產品佈置
6-30 製程選擇與設施佈置
產品佈置
6-31 製程選擇與設施佈置
產品佈置的優點
高產出率 • 低單位成本 • 員工專業化使訓練成本較低 • 搬運成本較低 • 員工及設備的高度利用 • 建立固定路線及排程 • 固定會計及採購制度 •
6-32 製程選擇與設施佈置
產品佈置的缺點
形成單調且重複的工作 • 低技能員工可能無法維護設備或維持產出 的品質 •
對於數量的改變毫無彈性 • 高度易受影響而造成關閉 • 需要預備性質的維護工作 • 個人激勵計畫無法發揮作用 •
6-33 製程選擇與設施佈置
U-形生產線 進
1
2
3
4 5
人員
6 出
10
9
8
7
6-34 製程選擇與設施佈置
製程佈置
圖6.7
製程佈置 (功能性) 部門 A
部門 C
部門 E
部門 B
部門 D
部門 F
用於間歇性加工 零工式工廠或批量性生產
6-35 製程選擇與設施佈置
製程佈置 铣
裝配 & 測試
磨
鑽孔
塗層
製程佈置 – 工作行走到指定的加工中心
6-36 製程選擇與設施佈置
產品佈置
圖6.7
產品式佈置 (循序) 工作站 1
工作站 2
用於重複性加工 重複性或連續性
工作站 3
6-37 製程選擇與設施佈置
製程佈置的優點
可以控制製程需求的變化 • 不會因設備故障而停頓 • 設備使用成本低(相較於產品佈置) • 較適合使用個人激勵計畫 •
6-38 製程選擇與設施佈置
製程佈置的缺點
存貨成本較高 • 途程及排程挑戰性高 • 設備利用率低 • 物料搬運較無效率且反應較慢 • 複雜性使管理不易 • 對每樣產品或顧客都要特別注意 • 會計、存貨與採購較複雜 •
6-39 製程選擇與設施佈置
固定位置佈置
6-40 製程選擇與設施佈置
•
單元製造 •
•
單元佈置
此佈置是將機器群集到一個單元中，其能 夠處理有相似加工需求的物項
群組技術 •
依照類似的設計或製造特徵，將物項分組 成零件族
6-41 製程選擇與設施佈置
功能性 vs. 單元佈置
Table 6.3 項目
功能性
單元
部門間的移動數量
多
少
移動距離
較長
較短
移動路徑
變化性
固定
工作等待時間
較長
較短
生產時間
較高
較低
在製品數量
較多
較少
監督困難度
較高
較低
排程複雜度
較高
較低
設備使用性
較低
較高
6-42 製程選擇與設施佈置
群組技術(Group technology)
6-43 製程選擇與設施佈置
其他服務佈置
量販店或倉儲佈置 • 零售佈置 • 辦公室佈置 •
6-44 製程選擇與設施佈置
生產線平衡(Line balancing)
生產線平衡是指派作業到工作站的程序，並 使工作站的週期時間約略相等的方式，。
6-45 製程選擇與設施佈置
Capacity Bottlenecks產能瓶頸
Inputs
1
2
3
200/hr
50/hr
200/hr
To customers
(a) Operation 2 a bottleneck(生產線不平衡) Inputs
1
2
3
200/hr
200/hr
200/hr
(b) All operations bottlenecks (生產線平衡)
To customers
a、b二條生產線每小時能生產多少個? 補充資料
製程選擇與設施佈置
第六章
製程選擇與設施佈置
© The McGraw-Hill Companies, Inc., 2005
6-2
製程選擇與設施佈置
導論 •
製程的選擇 •
•
產品或服務系統化生產方式，包括產能規 劃、設施佈置、設備及工作系統設計
主要影響 產能規劃 • 設施佈置 • 設備 • 工作系統設計 •
6-3
製程選擇與設施佈置
製程選擇與系統設計
預測
設施和設備 產能規劃
產品與服務 設計 技術的變更 技術的變更
佈置 選擇製程
工作設計
6-4
製程選擇與設施佈置
製程策略
• 關鍵指標 – – –
資本集中 – 設備/人力 製程彈性化 要適應的改變因素 – 設計 – 數量 – 技術
6-5
製程選擇與設施佈置
種類
1. •
多少
彈性
2. •
程度
數量
3. •
期望產出
製程選擇
6-6
製程選擇與設施佈置
製程型態 • 零工式(零單式、job shop)工廠 相當小規模作業，產品種類多生產數量少 • 批量生產(batch) 中等數量作業，設備不用像零工式需要高度彈性，製程 變異比零工式小 • 重複性生產(repetitive) 大量標準化，設備只需些微彈性，員工技術能力較低 • 連續性加工(continuous) 大量高度標準化，產品幾乎無差異性 • 專案(project) 非例行性工作
6-7
製程選擇與設施佈置
製程的種類(表6.1)
6-8
製程選擇與設施佈置
6-9
製程選擇與設施佈置
6-10 製程選擇與設施佈置
產品 – 製程矩陣(圖6.2) 製程類型
零工式工廠
零工式工廠
批量
重複性
連續性
電器維修 急診室 麵包工廠 教室授課
批量 重複性
自動裝配 電動洗車
連續性
煉油廠 淨水廠
不適用
內容 工作種類
非常高
適中
低
非常低
製程彈性
非常高
適中
低
非常低
單位成本
非常高
適中
低
非常低
產出數量
非常高
低
高
非常低
6-11 製程選擇與設施佈置
製程選擇影響許多功能(表6.1)
6-12 製程選擇與設施佈置
自動化 自動化: 有感應和控制裝置的機器，使其能夠運作 分為三種型態 1. 固定式自動化: 以高成本、專業化的設備針對少數 產品進行大量生 產 2. 可程式自動化: 電腦程式控制高成本、一般性功能 設備如數值控制 (NC、Numerically control)機與機 器手臂 3. 彈性自動化 由可程式自動化發展出來，但是換線時 間較短，幾 乎是連續性生產
6-13 製程選擇與設施佈置
電腦數值控制機(CNC) •
•
CNC機器所具備的主要特性是：無需人力的介入，就 可依照程序執行多種不同的步驟，並且可以先將很多 不同系列的切削加工動作存入控制器內。所以，如果 要啟動一個特別的程序或程式時，操作員只需鍵入程 式的名稱或編號，就可以對一系列不同的工件進行加 工;過程中地無需停機裝置機器或裝設新刀具。 有些系統內的CNC機器受控於小型電腦 (minicomputer)，通常稱之為直接數值控制 (DNC,direct numerical control)。
6-14 製程選擇與設施佈置
華夏機械系CNC車床與CNC銑床
CNC車床
CNC銑床
6-15 製程選擇與設施佈置
數值控制 (NC) 機 •
NC是利用數值與符號所構成的數值情報，控制機器作 動的控制方式
•
NC與CNC的差異在於，NC的控制系統為微處理器， 而CNC則尚包含記憶及輸出、入裝置。
6-16 製程選擇與設施佈置
電腦輔助製造系統 (CAM) •
使用電腦控制製程，支援製造作業，要控制NC工作母 機所須準備作業，需經由一邊研究使工具動作順序， 並一邊獲取工具路徑的最適當資料
6-17 製程選擇與設施佈置
華夏機械系CAD/CAM 工作站
6-18 製程選擇與設施佈置
工業用機器人(圖6.3)
6-19 製程選擇與設施佈置
華夏機械系機器手臂
6-20 製程選擇與設施佈置
自動化 製造單元(Manufacturing cell) 由一個或少數的電腦控制機所組成，用以製造類似的 零件，可以和自動物料搬運裝置結合 彈性製造系統(FMS、Flexible Manufacturing System) 一群為處理間歇性製程需求與生產多種類似產品而設 計的機器 電腦整合製造 (CIM、Computer-integrated Manufacturing) 一種經由整合電腦系統，廣泛與製造活動連結的系統 ，包括工程設計、彈性製造系統與生產規劃與管制
6-21 製程選擇與設施佈置
華夏機械系FMS
6-22 製程選擇與設施佈置
佈置(Layout) •
佈置涉及部門、工作中心和設備的結構， 尤其強調系統中作業（顧客或物料）的動 線
6-23 製程選擇與設施佈置
佈置決策的重要性 必須要持續不斷的投資金錢和心力 • 涉及長期的承諾 • 在短期作業的成本和效率方面，有顯著的 影響 •
6-24 製程選擇與設施佈置
何時需要決定佈置
無效率的作業 例如: 高
成本 的 瓶頸
產品或服務設計上 的改變
意外 新產品或服務的導入
安全上的危險
6-25 製程選擇與設施佈置
何時需要決定佈置(續) 環境或其他法 令上的變更
方法或設備的變更
產量或產品組合的變更
士氣的問題
6-26 製程選擇與設施佈置
1.
產品佈置
2.
流程佈置
3.
固定位置
4.
混合佈置
基本佈置類型
6-27 製程選擇與設施佈置
•
產品佈置 •
•
可以處理各種加工需求的佈置，將類似的活動 集中在某部門與功能區處理
固定位置佈置 •
•
用標準化加工作業，來達到順暢迅速大量流動 的佈置(高度標準化的產品或服務)
製程佈置 •
•
基本佈置類型
產品或專案保持靜止不動，而人員、物料，和 設備視需要而移動的佈置
混和佈置 •
眾合上述某些佈置而成
6-28 製程選擇與設施佈置
生產或服務的流程線 流程工廠或裝配線工作流程
原料或 顧客
物料 和/或勞 工
工作 站1
物料 和/或勞 工
工作站 2
物料 和/或勞 工
工作站 3
物料 和/或勞 工
工作站 4
完成品
6-29 製程選擇與設施佈置
產品佈置
6-30 製程選擇與設施佈置
產品佈置
6-31 製程選擇與設施佈置
產品佈置的優點
高產出率 • 低單位成本 • 員工專業化使訓練成本較低 • 搬運成本較低 • 員工及設備的高度利用 • 建立固定路線及排程 • 固定會計及採購制度 •
6-32 製程選擇與設施佈置
產品佈置的缺點
形成單調且重複的工作 • 低技能員工可能無法維護設備或維持產出 的品質 •
對於數量的改變毫無彈性 • 高度易受影響而造成關閉 • 需要預備性質的維護工作 • 個人激勵計畫無法發揮作用 •
6-33 製程選擇與設施佈置
U-形生產線 進
1
2
3
4 5
人員
6 出
10
9
8
7
6-34 製程選擇與設施佈置
製程佈置
圖6.7
製程佈置 (功能性) 部門 A
部門 C
部門 E
部門 B
部門 D
部門 F
用於間歇性加工 零工式工廠或批量性生產
6-35 製程選擇與設施佈置
製程佈置 铣
裝配 & 測試
磨
鑽孔
塗層
製程佈置 – 工作行走到指定的加工中心
6-36 製程選擇與設施佈置
產品佈置
圖6.7
產品式佈置 (循序) 工作站 1
工作站 2
用於重複性加工 重複性或連續性
工作站 3
6-37 製程選擇與設施佈置
製程佈置的優點
可以控制製程需求的變化 • 不會因設備故障而停頓 • 設備使用成本低(相較於產品佈置) • 較適合使用個人激勵計畫 •
6-38 製程選擇與設施佈置
製程佈置的缺點
存貨成本較高 • 途程及排程挑戰性高 • 設備利用率低 • 物料搬運較無效率且反應較慢 • 複雜性使管理不易 • 對每樣產品或顧客都要特別注意 • 會計、存貨與採購較複雜 •
6-39 製程選擇與設施佈置
固定位置佈置
6-40 製程選擇與設施佈置
•
單元製造 •
•
單元佈置
此佈置是將機器群集到一個單元中，其能 夠處理有相似加工需求的物項
群組技術 •
依照類似的設計或製造特徵，將物項分組 成零件族
6-41 製程選擇與設施佈置
功能性 vs. 單元佈置
Table 6.3 項目
功能性
單元
部門間的移動數量
多
少
移動距離
較長
較短
移動路徑
變化性
固定
工作等待時間
較長
較短
生產時間
較高
較低
在製品數量
較多
較少
監督困難度
較高
較低
排程複雜度
較高
較低
設備使用性
較低
較高
6-42 製程選擇與設施佈置
群組技術(Group technology)
6-43 製程選擇與設施佈置
其他服務佈置
量販店或倉儲佈置 • 零售佈置 • 辦公室佈置 •
6-44 製程選擇與設施佈置
生產線平衡(Line balancing)
生產線平衡是指派作業到工作站的程序，並 使工作站的週期時間約略相等的方式，。
6-45 製程選擇與設施佈置
Capacity Bottlenecks產能瓶頸
Inputs
1
2
3
200/hr
50/hr
200/hr
To customers
(a) Operation 2 a bottleneck(生產線不平衡) Inputs
1
2
3
200/hr
200/hr
200/hr
(b) All operations bottlenecks (生產線平衡)
To customers
a、b二條生產線每小時能生產多少個? 補充資料
