制造系统设计.ppt

Body Text,Second Level,Third Level,Fourth Level,Fifth Level,Click to edit Master title style,*,制 造 系 统 设 计(,MSD),表面处理,车加工,焊接,冲压,日程安排,简介,价值链,生产模块和需求节拍(,takt,time),生产工艺顺序和设备平衡图,工艺布局和生产员工平衡图,批量和库存,防错,制造系统设计,MSD,是用于设计和优化生产工艺的标准程序,是目前制造业最先进的通用工艺设计方法,$,利 润 和 效 益,$,目 标,流 动 生 产,的 保 证,精 益 生 产,的 基 础,员 工 环 境 和 参 与,流 动 生 产,工 作 场 地 组 织,质 量,生 产 可 运 行 性,物料流动,六个相关元素,流动,生 产 周 期,时 间,需 求,市 场 需 求,生 产 需 求,生 产 资 源,制造系统设计步骤,建立或回顾价值链,确定生产模块的大小,计算客户需求节拍,生产顺序图,设备平衡图,工艺布局并优化工艺中的增值行为,员工平衡图,库存，批量和生产周期分析,进 出 货 包 装 和 工 艺 间 周 转 箱 的 需 求,防错系统,更新价值链,行动计划表,价值链图,总装,冲压,供应商,I,每周一,三送货,Cycle=45 sec,C/Over=5 min.,2,Shifts,2%,Scrap,Cycle=2 sec,C/Over=90 min.,1,Shifts,10%,Scrap,客户,20000件/月,钢材,日生产计划,生产控制,日耗用量,周/月 计 划,3天,5天,4分钟,8分钟,2天,10天,0.01天,=0.1%增值,I,I,每周一,出货,客户节拍,每 日 运 营 时 间(分 钟),1,440,餐 饮 和 休 息 时 间,228,计 划 停 机 时 间,0,实 际 运 营 时 间 (1),1,212,运 营 天 数,实 际 运 营 时 间 (1),x 60(sec/min),日 产 量 (2),年 份,生 产 量,日 产 量,(2),客 户 节 拍,2000,197,000,235,838,87,secs,/pc,2001,275,000,235,1,170,62,secs,/pc,2002,550,000,235,2,340,31,secs,/pc,客 户 节 拍=,确定生产模块大小的基本原则,每个主要客户最好至少有一个生产模块于之对应。这样做的好处是当该客户停止生产或启动生产时，我们可以相应停止或进行生产。,尽量使每个生产模块的,Takt,Time,高于20秒，,Takt,Time,介于30至60秒之间是比较理想的。,充分考虑设备生产节拍和设备成本之间的关系,对于某些工艺设备目前不具备单件流或小批量生产的技术，建议单独建立生产模块,确定生产模块大小的基本原则2,考虑产品在其生命周期内的市场需求波动,在启动阶段，分批交错地投入资金，使企业保持充裕的现金流量,如产品发生改变，需有充分的弹性，以投入最少量的资金完成对工艺的改变,如产品需求不如预想的规模，应该有能力转移计划的投入资金,当需求有变化时，产品的成本不会产生剧烈波动,成本是时间概念：投入成本、运作成本,改进（变）成本、生命周期成本,精益生产的产品生命周期成本,一个好的模块有以下特点：,随着产量起伏，单件成本变化不大,自动化程度适中,营运中方便做出追加投入的决策,方便产品可能发生的更改和工艺的改进,使用和柔性的生产设备,设备有机动性，方便安装，容易维修,循环时间一致、产量弹性化,V,2V,产量生命周期成本,($/,Pc),V=,目标产量,产品成本随着产品产量波动变化较小,传统生产和精益生产的产品生命周期成本,传统生产在极小的产量区间内可以获得巨大利润,(,V2 to V3),精益生产可以在整个产量范围内获取利润,传统生产在产量较小和产量较大时成本增长迅速,(,低于,V1、,高于,V4),L=,精益,T=,传统,产量,生命周期成本($/,Pc),V=,目标产量,售价,L,v1,v2,v,v3,v4,T,工艺优先表,工艺顺序表,项目:,流量表总装,日期：,Jan-14-01,压装冷却管,气密性试验,压装轴承,安装簧杆,总装阀门,安装,传感器,包装,安装进气螺栓,安装,马达,安装压扣,敲钢印,安装塞子,气密性试验,敲钢印,压装冷却管,包装,STATION 1,STATION 2,STATION 3,STATION 4,STATION 9,STATION 6,STATION 7,STATION 8,工艺顺序表,压装轴承,安装簧杆,总装阀门,安装塞子,安装进气螺栓,安装压扣,安装马达,安装传感器,STATION 5,STATION 10,设备安排,工艺描述框,Manual time:20 sec.,Manual time:15.8 sec.,Manual time:12.8 sec.,Manual time:13.8 sec.,Manual time:16.1 sec.,压装冷却管,安装塞子,安装进气螺栓,安装压扣,压装轴承,Mach VA:,15,sec.,Mach VA:,27,sec.,Mach VA:,0,Mach VA:,2,sec.,Mach VA:,15,sec.,Mach NVA:,12,sec.,Mach NVA:,6,sec.,Mach NVA:,0,Mach NVA:,0,Mach NVA:,22,sec.,Downtime:,25%,Downtime:,5%,Downtime:,2%,Downtime:,2%,Downtime:,5%,Scrap:,3%,Scrap:,1%,Scrap:,1%,Scrap:,1%,Scrap:,1%,C/O Time:,5,min,C/O Time:,0,C/O Time:,0,C/O Time:,5,min,C/O Time:,0,Con Tool:,0,Con Tool:,0,Con Tool:,0,Con Tool:,0,Con Tool:,0,Other:,1,sec,Other:,1sec,Other:,0,Other:,0,Other:,0,Cost:,$50,000,Cost:,$25,000,Cost:,$7,000,Cost:,$11,000,Cost:,$240,000,Manual time:46.9 sec.,Manual time:21.8 sec.,Manual time:24.8 sec.,Manual time:23.9 sec.,Manual time:18.6 sec.,安装传感器,安装马达,总装阀门,安装簧杆,Mach VA:,5,sec.,Mach VA:,0,Mach VA:,0,Mach VA:,12,sec.,Mach VA:,0,Mach NVA:,0,Mach NVA:,0,Mach NVA:,0,Mach NVA:,16,sec.,Mach NVA:,0,Downtime:,5%,Downtime:,2%,Downtime:,2%,Downtime:,2%,Downtime:,2%,Scrap:,3%,Scrap:,1%,Scrap:1%,Scrap:,20%,Scrap:,1%,C/O Time:,30,min,C/O Time:,0,C/O Time:,0,C/O Time:,0,C/O Time:,0,Con Tool:,5,min,Con Tool:,0,Con Tool:,0,Con Tool:,0,Con Tool:,0,Other:,0,Other:,0,Other:,0,Other:,0,Other:,0,Cost:,$53,000,Cost:,$11,000,Cost:,$11,000,Cost:,$45,000,Cost:,$25,000,气密性试验,敲钢印,包装,设备运行状况分析,客户需求节拍,报废换工装,停机,换 型,人工上下料,机器运作（非增值）,机器运作,（,增值）,设备平衡表,0.0,10.0,20.0,30.0,40.0,50.0,60.0,70.0,80.0,90.0,$50,000,$25,000,$7,000,$11,000,$240,000,$25,000,$45,000,$11,000,$11,000,$53,000,SEC/PC,TOTAL$,1,2,3,4,5,机器运作（增值）,人工上下料,机器运作（非增值）,停机,换 型,换工装,报废,练习,增值和非增值,增值操作,改变产品的形状,为产品增添新的性能,例如：焊接，喷漆，装配,以外为非增值操作-必需取消或尽量减少从客户的角度来考虑,勿以恶小而为之,生产周期分析,原状态,非增值,增值,改进后,非增值,增值,理想状态,非增值,增值,下 料,等 待,上 料,磨 削,下 料,等 待,上 料,加 工,移 动,等 待,设备平衡图,0.0,10.0,20.0,30.0,40.0,50.0,60.0,70.0,$50,000,$25,000,$7,000,$11,000,$40,000,$25,000,$45,000,$11,000,$11,000,$53,000,SEC/PC,标准作业表,Work Element,Element Time,Seconds,ID,DESCRIPTION OF OPERATOR WORK,(VA),Manual,Operation,(NVA),Manual,Operation,Machine,Time,(NVA),Walking,(NVA),Wait for,Cycle,O,p,e,r,1,PRESS COOLANT TUBES,2,Unclamp&Unload FMA to W.I.P.,3.0,3,Get casting from tote,2.0,4,Apply,Loctite,to tube holes in casting,5.0,5,Load casting to Nest.Manual Clamp,2.4,1.0,6,Get&load tubes to holders,5.6,7,Initiate machine cycle,1.0,27.0,8,Walk to Pack,2.0,9,SHIPPING AIR SET,10,Get&Load FMA to nest.&Manual Clamp,2.0,1.0,11,Manual connect to Motor,2.0,12,Manual connect to Sensor,2.0,13,Manual turn chamber on.chamber fills.,1.0,5.0,14,Manual apply label,3.0,15,Advance Motor to closed position,2.0,16,Manual set shipping air to MAP,6.0,17,Manual retract Motor,3.0,18,Manual remove test connectors,2.0,19,Manual punch FMA,3.0,20,Manual Unclamp&Unload FMA,3.0,21,Inspect FMA&Move to tube press,8.0,2.0,TOTAL TIME BY CATEGORY=,35.0,23.0,4.0,%,OPERATOR TIME BY CATEGORY=,56%,37%,6%,TOTAL OP TIME=CYCLICAL+NON-CYCLICAL TIME,62,secs,TOTAL CYCLICAL TIME=,62.0,THROUGHPUT/SHIFT=,AVAILABLE MINS PER SHIFT/TOTAL OP TIME,391,pcs,0,10,20,30,40,50,60,70,10,9,8,7,6,4,3,2,1,5,人,:17.4,机 :27,人 :15.8,机 :33,人 :12.8,机 :0,人 :13.8,机 :2,人 :36,机 :5,人 :21.8,机,:0,人 :24.8,机 :0,人 :23.9,机 :28,人 :18.6,机 :8,人 :16.1,机 :37,所需人工=,手工操作时间之和,客户节拍,200,SEC,62.2,SEC,3.2,人 工,=,=,初步的工艺布局,10,9,8,7,6,4,3,2,1,5,练习：生产流程布局,人,:17.4,机 :27,人 :15.8,机 :33,人 :12.8,机 :0,人 :13.8,机 :2,人 :36,机 :5,人 :21.8,机,:0,人 :24.8,机 :0,人 :23.9,机 :28,人 :18.6,机 :8,人 :16.1,机 :37,请按照4个员工操作模式安排所需人工,(1-6个员工）,10,9,8,7,6,4,3,2,1,5,练习：生产流程布局,人,:17.4,机 :27,人 :158,机 :33,人 :12.8,机 :0,人 :13.8,机 :2,人 :36,机 :5,人 :21.8,机,:0,人 :24.8,机 :0,人 :23.9,机 :28,人 :18.6,机 :8,人 :16.1,机 :37,2,1,3,4,员工 1=53.4,MANUAL+4 WALK=57.4 SEC,员工,2=49.4,MANUAL+8 WALK=57.4 SEC,员工,3=48.5,MANUAL+6 WALK=54.5 SEC,员工,4=48.7,MANUAL+3 WALK=51.7 SEC,员工平衡图,人工产量线性关系,件/小 时,每 人 每 小 时 件 数,操 作 方 式,1,159,15.9,单 人 操 作 单 元,2,29,14.5,3,43.9,14.6,4,58.1,14.5,5,85.7,17.1,6,85.7,14.3,7,94.7,13.5,0.0,10.0,20.0,30.0,40.0,50.0,60.0,70.0,80.0,90.0,100.0,15.9,15.9,1,14.5,29,2,14.6,43.9,3,14.5,58.1,4,17.1,85.7,5,14.3,85.7,6,13.5,94.7,7,PCS/HR,PIECES/HOUR,PIECES/HOUR/PERSON,NO.OF OPERATORS,双 人 操 作 单 元,三 人 操 作 单 元,四 人 操 作 单 元,五 人 操 作 单 元,六 人 操 作 单 元,七 人 操 作 单 元,物料包装计划表,零件,包装规范,线上呈送方法,每包装数量,每包装使用小时,Shaft/Lever/Cam,SC241510,滑道（管）方式,60,1.0,IACV Screw,SC090504,重力滑道货架（要返回）,500,4.2,IACV,Tray,震动整理器,35,0.6,Spring,Box,铁丝,100,1.7,Shipping Air Screw,SC090504,Roller Rack To Workplace,250,4.2,Finish Casting,SC241510,Cart(A-Frame.Holds 2),24,0.4,Bearings,Plastic Tube,Chute To Workplace,120,1.0,Straight Coolant Tube,SC090504,Roller Rack To Workplace,125,2.1,Curved Coolant tube,SC090504,Roller Rack To Workplace,125,2.1,Retainer Clip,SC090504,Roller Rack To Workplace,250,4.2,Valve Screws,SC090504,Roller Rack To Workplace,500,4.2,TPS Screws,SC090504,Roller Rack To Workplace,500,4.2,TPS,Bags in a Box,Roller Rack To Workplace,125,2.1,Valve,SC090504,Roller Rack To Workplace,100,1.7,Stud,SC090504,Roller Rack To Workplace,250,4.2,Cup Plug,SC090504,Roller Rack To Workplace,250,4.2,库存和批量大小,争取单件流！,考虑库存存在的必要性：无法流动？质量问题是否方便运输、拿取和操作？,数量和包装方式标准化！,小批量的优点有哪些？,小批量,优点：,降低生产周期,减少库存,灵活应变客户需求变化,降低质量成本,方便生产换型,减少人机工程学问题，降低员工负担,支持标准生产和拉动系统,人员和设备安排,B,C,A,B,C,A,超市库存,大件库存,小件库存,可用手工搬动,易于上货架,需有铲车移动,无法分包装至小周转箱,先进先出困难,AC 53,物料流动,超市库存,超市库存,固定频率运送,固定路线运送,类似公共汽车,B,C,A,Parts,Card,11504515,操作员使用零件并取出看板,送料员上料并取走看板(及空周转箱),操作员将看板放置于指定位置,41,2,3,在原料库取料，并将看板放进周转箱,5,物料流动,供 应 商,4981522,Label,Supermarket,Label,Label,Label,Label,Label,Label,Label,Label,Label,Label,4981522,Label,Supermarket,Label,Label,Label,Label,Label,Label,Label,Label,Label,Label,超 市 库 存,1,2,3,4,5,7,8,9,6,1,2,3,4,5,7,8,9,6,1,2,3,4,5,7,8,9,6,进 货,大 件 库 存,1,2,3,4,5,7,8,9,6拉 动 系 统,送 料 路 线,成 品,库 存,堆 放,客 户,物料流动,员工和设备都会犯错误,客户的要求越来越吹毛求疵,把质量控制在源头,防错,产品质量,员工安全,设备完好,以及其它任何影响流动的因素,何谓防错？请考虑：,国外的称呼,Poka,Yoke,Mistake Proofing,Fail Safe,Fool Proofing,防错,最佳法门：,设计：设计出无法安装错误的产品,工艺：工艺本身使错误不能通过,采用简单、便宜的方法,基本假设：,员工,愿意,把事情做好！但是光靠他们的眼睛检查和集中注意力是不够的,如果工艺出现问题，人往往不能及时发现,如果出现错误后不及时发现，错误就会变成废品、事故等,只有100%“检查”才能真正实现“零缺陷”,用系统和方法（设备、工装等等）来替代人,防错,依靠员工的工作受到以下因素的制约：,知识 （技巧）,警惕性（细心）,疲劳（生理和心理）,员工,防错,为何错误出现？,我们的产品、设备等等总是向着错误的方向发展,普通预防错误的办法往往是要依靠操作人员的,有序和无序？,正确和错误？,防错可以是,前瞻性的：,反应性的：,制造导向的设计,(,D/P,FMEA),在产品设计期间,在工艺设计期间,不断改进,基于质量历史分析,新设备、工装的改进,防错,时间,降低成本和提高质量的机会,实施成本,成本,生产启动,防错,10,20,30,40,50,60,70,80,90,100,%对总成本的影响,Design,5%,Material,50%,Labor,15%,Burden,30%,传统的成本会计分析,70%,20%,5%,5%,防错,透过现象看本质,A,C,B,A,A,THIS,END UP,THIS,END UP,普通设计,防错设计,防错,前瞻性防错的产品设计：,错误:漏焊螺钉,自动停机,发出警报,Up,Down,Height of Nut,Up,Down,Welding Machine,Nut,Product,防错,前瞻性防错的工艺设计：,防错,质量控制的5阶段,防错,阶段,检查,效果,如何达到,ZQC,1,制造病发送出不合格品,无,批量废品和客户抱怨,关厂,2,制造但不发送出不合各品,事后检查（成品）,批量报废,增加大量成品检验员,3,不合格品的数量逐渐减少,过程检查，开始使用统计控制 技术,有废品,4,各个工位的不合各品数量减少,各个工艺（工人）独立检查和对前道检查,废品不再能够通过后道工艺,培训员工、增加人员,5,不再制造出不合各品,控制源头、防错,发生错误时或者可能发生错误时，无法进行生产,零缺陷,增加大量工艺,检验员,防错带来的好处：,防治产生缺陷产品,是质量问题更明显易见,是工作环境更安全,消除了检查和返工,降低成本,支持单件流和低库存,防错,在以下情况考虑防错措施,1.调整,2.,工装更换,3.,混批生产,4.,生产步骤多,5.,需要仔细测量时,6.,缺少标准时,7.人员变动时,8.,有易损工装或设备,9.对称,10.,不对称,11.,快速重复工作,12.,大批量,13.,环境变化,-,物料,-,运送,-光线,-,现场组织,14.,以及所有的可变量,防错,遗漏某工艺,工艺设定错误,漏装、多装,错装、混装,员工受伤,造成客户（使用者）的伤害,设备损坏,工装、量具损坏,防错,错误造成的结果,并不是说人的因素要忽略不计,简单的人工,Go/,NoGo,TAKT time,保持在30秒以上,人工检查后进行备忘操作（如贴一个标签）,记录和完善质量问题,防错,工艺,A,工艺,B,操作前事先检查,操作完事后检查,对上道工艺检查,反馈,防错,再看一下你的价值链图！,最后的判断,当,MSD,完成某一个系统设计时；或者,当你有不止一个系统设计时，最后的判断依据是：,系统的成本,系统生产的质量,系统生产的质量也可以用成本表示,最后用$来判断！,产品在其生命周期总的单件成本，考虑：,市场预测,设备/工装投入（分期投入）,材料,改进,人员（直接和辅助人员）,注意动态的变化，请看范例：,生命周期成本,质量成本,把质量量化为钱，对系统的设计进行判断,质量成本是公司/生产系统为了保证产品质量和因产品质量问题而发生的各类成本和投入（包括分期投入）,质量成本的三种形式,预防成本,评价成本,损失成本,质量成本,预防成本：预防成本是公司为了预防产品达不到质量要求而发生的各类成本,预防成本的几种形式,体系建设成本（人和体系）,员工培训成本,供应商培训和鉴定成本,统计过程控制成本,防错,除非零件正确安装，否则机器不会启动！,工艺能力,控制/反应计划,设备调整标准,操作员工上岗培训,质量文件,工艺质量控制,预防性维护,防错装置,质量成本,质量成本,评价成本是公司为了检测产品、原材料、生产线的质量而发生的各类成本,评价成本的几种形式,检测设备的折旧与维护,购置材料的鉴定成本,产品检测成本,引起的库存,质量成本,分析由于质量原因造成的成本以及生产周期的延长（价值链）,质量成本占总成本的比例?,质量计划,领导层的承诺,对照学习,质量系统要求,ISO9000,质量控制,供应商质量管理,内审,客户保护,测量系统分析,稳定生产设备状态,工艺控制,防错,质量改进,改进程序,检测，解决问题并防止其发生,提高售后服务,测量和反馈,基层的支持,领导层承诺和介入,交流和沟通,质量计划,质量控制,质量改进,S.O.P,时间,产品开发流程/制造系统设计,测量和反馈/经验和教训,生产运行,质量成本,系统降低质量成本,质量成本,损失成本是公司由于产品出现质量问题而发生的各类成本,损失成本的几种形式,内部损失成本,修复费用/废品净损失/停工损失,外部损失成本,保修费用/回收产品/制场维修/公司声誉,行动计划表,制造系统设计行动计划,项目:,XXX,日期：,XXX,问题类型（7种浪费）,内容,责任人,状态,1,.,X,2,X,X,X,3,X,X,4,X,X,5,X,X,6,X,X,X,7,X,8,X,X,X,9,X,X,10,11,1 2 3 4 5 6 7,最重要的,没有总结和评估的制造系统设计是一种浪费,企业必须要有流程和系统支持制造系统设计,制造系统设计不是项目而是企业的日常活动,新系统设计至少要每半年进行评估,制造系统设计没有最好，只有更好,