现代生产管理：生产过程组织及特性

第三章　生产组织

学习目的与要求：通过本章学习，读者应该能够：介绍企业生产过程及其构成；提出生产过程组织的若干要求；论述企业生产过程的空间组织模式；说明企业生产过程的时间组织方式；介绍生产线、流水线、自动线等先进的生产方式；阐述柔性制造系统、清洁生产和5S管理的基本思想。

第一节　生产过程组织

一、生产过程及其构成

（一）生产过程及其特性

1．生产过程。它是指从准备生产某种产品所需的原材料的投入开始，直到生产出该种产品的全部过程，是按一定客观要求组织起来的劳动过程和自然过程的综合。劳动过程是指劳动者直接或间接（借助于劳动手段）地作用于劳动对象，使其发生变化的过程，也就是劳动者凭借智力和体力改变劳动对象的过程；自然过程是指借助于自然力作用于劳动对象，使其发生变化的过程。工业企业的生产过程主要是劳动者运用机器设备等劳动资料对劳动对象进行加工处理，使之成为预期产品的过程。如切、割、压、冲、铣、磨等。在有些生产领域，生产过程也包括一定的自然力作用过程，以使劳动对象发生预期的物理、生物和化学变化。如铸件的冷却、油漆的干燥、酿造的发酵等。因而，生产过程可以说成是一系列相互联系的劳动过程和自然过程相结合的全部过程。

2．生产过程的特性。现可简述如下：

（1）生产技术特性。离散型生产过程，是指生产系统的运行过程在时间上可以中断，在空间上可以分离。连续型生产过程，是指生产系统的运行过程在时间上不能中断，在空间上不能分离。

（2）生产过程特性。产销分离型，即生产过程和消费过程相分离，可以在时间和空间上分开。产销结合型，此类企业的生产过程和消费过程同时进行，在时间和地点上难以分开。

（3）产品、工艺的标准化程度。产品标准化，包括构成产品的零件、部件、材料。工艺标准化，工艺过程、设备；操作规程等。

（二）生产过程的构成

1．生产过程的结构性构成。其主要表现为劳动者和生产设备的组织形式。但它不同于行政性组织，是一种由生产任务关系形成的工作组织。

（1）工作地，是指由工人、设备、一定的生产面积等要素组成，具有特定的生产能力，能承担一定任务的生产单位。工作地是生产过程中最基层的生产单位。根据企业的任务即活动内容的不同，工作地的设置和承担的任务也不同。如工厂的工作地可以是一台设备，商店的工作地可以是一节柜台等。

（2）工作中心，是指由相互关联的若干个工作地组成，具有特定生产能力，完成一定产品或半成品的生产单位。工作中心的形式：可以是作业组、生产线、加工中心、流水线等，或者在辅助生产时的一个仓库、运输组等。工作中心的构成：除各工作地外，一般另外需要一些联结各工作地的设置，如运输装置等。

图3－1　生产过程的结构性构成

2．生产过程的任务性构成（流程）。它是指生产过程中任务的分解与结合，主要表现为任务的分工及协作关系。

（1）工序，是指一个工人或一组工人，在同一工作地上对同一劳动对象所进行的局部加工活动。工序是生产过程的一个基本任务环节。它综合地包括了劳动者、劳动手段和劳动对象。可以说生产过程就是由一道工序、一道工序地进行的。

（2）工艺阶段，是按照使用劳动手段的不同和加工性质的不同，划分的局部生产过程。工艺阶段是较高层的局部生产过程。

企业的生产过程，一方面，是指原材料、燃料、动力、劳动、技术的不断投入过程；另一方面，是指工业产品的不断输出过程。输出的工业产品，有些是直接可以用于最终消费的商品，如衣服、机器、家电等；另外一部分则是需要继续深加工的中间产品，如棉纱、金属材料等；还有一部分是用于组成其他产品的零件、部件或毛坯。在前一种情况下，企业生产过程就是一个完整的产品生产过程，而在后两种情况下，企业的生产过程只是社会产品生产过程的一部分，全部的生产过程要靠多个企业的协调配合才能完成。

图3－2　多阶段生产过程示意图

根据生产产品所需要劳动的性质及其对产品所起作用的不同，一般可以将生产过程划分为生产准备过程、基本生产过程、辅助生产过程和生产服务过程四个部分。

第一，生产准备过程，是指产品正式投入生产之前所进行的各种生产技术准备工作的总和。如产品设计、新产品试制及论证、工艺设计、工艺准备、原材料及劳动定额的制定、能源消耗定额的制定、劳动组织的协调和设备布置等工作。

第二，基本生产过程，是指直接为完成所要生产的产品而进行的各种生产活动。如冶金企业的冶炼，纺织企业的纺纱、织布，机械企业的加工、装配。这一活动是企业的主要生产活动。

第三，辅助生产过程，是指为了保证基本生产过程的顺利进行而提供辅助劳动和辅助劳务的生产过程。如彩电生产企业生产用于彩电机壳制造的模具，机械制造企业的工具生产、设备维修，石油开采企业的油井加固等。

第四，生产服务过程，是指为基本生产过程和辅助生产过程服务的各种生产服务活动。生产服务过程往往并不是一种生产活动。如供应工作、保管工作、运输工作。

上述四部分既有联系，又有区别。其中，基本生产过程是主导部分，其他过程都围绕这一过程而进行。

按照工艺的特点和生产组织要求，基本生产过程可以进一步划分为若干相互联系的工艺阶段。如机械制造行业一般可以分为三个工艺阶段，即毛坯铸造、部件加工和成品装配。在每一个工艺阶段，又可以按劳动分工和使用的设备、工具划分为若干道工序。工序是指一个或几个工人在同一工作地上，对一个或几个劳动对象所进行的相同的生产加工活动。根据组织工序时，移动的是劳动对象还是工人，工序有两种表现形式：①相同的劳动对象，顺序地经过许多工作地，由处于某一工作地的工人进行相应的加工，这种工序叫做工人固定的工序。②劳动对象固定不动，由工人顺序地经过各工作地进行相应的加工，这种工序叫做对象固定的工序。实践中，第一种情况较为常见。

基本生产过程中的工序，按照其性质和作用的不同，可以划分为工艺工序、检验工序和运输工序。工艺工序是指利用劳动工具改变劳动对象的形状、大小、成分，使其成为工业产品的工序。工艺过程是工艺工序的总和。检验工序是指对原材料、成品、半成品的质量、性能进行检验的工序。运输工序是指在工艺工序之间，工艺工序与检验工序之间运送劳动对象的工序。

工序的划分对于组织生产过程、制定劳动定额、配备工人、编制生产作业计划、检验质量、减少运输都有着重要的影响。划分工序的主要依据是生产技术的客观要求。应按照采用的工艺方法和机器设备来划分工序，而不能把不同工艺、不同设备的生产活动划分为同一道工序。在工艺方法相同的情况下，工序的划分主要考虑提高劳动生产率、保证产品质量、缩短运输路线的要求。另外，成批大量生产的工序划分一般比单件小批生产的工序划分细一些。

二、生产过程组织的客观要求

生产过程组织，是指对构成生产过程的各种生产要素，在空间和时间上进行合理的安排，按产品在生产过程中运动的客观规律，进行生产结构和生产流程的设计。合理组织生产过程，必须符合连续性、比例性、节奏性、适应性的要求。只有按照这些要求去组织生产，才能以最小的劳动耗费，取得最好的生产成果，提高生产的经济效益。

（一）生产过程的连续性

生产过程的连续性，是指生产过程各阶段、各工序的进行，在时间上是紧密衔接的，不发生各种非预计的中断现象，加工对象在生产过程中一直处于运动或被加工状态（如加工、检查、运输等）。各生产环节的设备、人力总是处于工作状态。保持和提高生产过程的连续性，可以减少在制品占用，缩短产品生产周期；可以更有效地利用原材料、设备、工地和人力，减少损失；可以改善产品质量；可以加速资金周转。要实现生产过程的连续进行，必须使企业内各车间、仓库之间以及工地之间的布置符合工艺流程的要求；必须采用先进的技术设备，提高自动化、专业化水平；必须做好生产准备工作和生产服务工作，防止意外停工。

（二）生产过程的比例性

生产过程的比例性，是指产品生产过程的各阶段、各工序之间，在生产能力上和产品加工劳动量上要保持一定的比例关系。各个生产环节的工人人数、生产效率、设备数量等，都必须进行通盘考虑，综合平衡，防止出现比例失调。例如，装配一个产品，如需某种零件2个，则生产该零件的工作中心应有相应的生产能力。提高生产的协调性，有利于企业人力资源、设备资源和动力资源的充分利用，保证生产过程的连续进行。实现生产的比例性，一方面，要在设计和建厂时，充分考虑企业的产品结构和工艺特点，合理配备人力资源和设备资源；另一方面，企业的生产方向并非一成不变，因而，要在改变产品的工艺操作、工艺设计或淘汰旧产品、生产新产品时，及时地根据变化后的实际情况，进行适当的调整，以适应新的情况。

（三）生产过程的节奏性

生产过程的节奏性，是指企业及其各个生产环节，都要按照生产计划的要求，在一定时间内，生产相等或等速递增数量的产品，或完成相等或等速递增数量的工作量，使各个工作地的负荷保持相对的稳定。保证生产过程的节奏性，有利于减少在制品占用，压缩库存，提高人力和设备的使用效率，保证产品质量，做到均衡生产。提高生产过程的节奏性，应从投入、制造、出产三个环节入手。其中，出产的节奏性是生产过程节奏性的本质要求，而制造的节奏性是实现生产节奏性的保证，投入的节奏性是制造节奏性的前提。因而，实现生产过程的节奏性，应当投入、制造、出产统筹安排、合理规划。

（四）生产过程的适应性和准时性

生产过程的适应性，是指生产过程的组织形式要灵活多变，能够进行恰当的调整，以满足生产不同产品的要求。在社会主义市场经济条件下，市场需求千变万化、多种多样，企业只有抓住各种机会，满足不同消费者的要求，才能不断扩大市场占有率，赢得市场竞争。这要求企业在组织生产过程时，要保证企业的生产过程能在市场需求发生变化时，迅速做出调整，适应新的情况，按照市场或顾客的要求，准时提供足够数量和质量的产品。一般来说，强化生产过程的适应性，企业的生产应向多品种、小批量、能够应急应变的方向发展。要采用混流生产等先进的生产组织方式。也可以在主流产品以外组织灵活的生产单位，不断开发新产品，提高企业生产过程的适应能力。

三、生产类型

生产类型，是指根据计划类型、生产方法、专业化程度、组织类型、接受生产任务方式、生产规模设备、条件等标志，对企业生产过程所进行的分类。生产类型是影响企业生产过程组织的主要因素之一。区分生产类型有利于简化和深化对企业生产过程的研究，合理地组织企业生产。

（一）生产类型的划分方法

企业生产类型划分的方法很多，可根据不同的标志分类。以下列举两种方法，可供参考。

1．工序数目法：根据工作地所担负的工序数目，确定生产类型。参考数据为：

表3－1　工序数目法参考数据

表3－2　 大量系数的参考数据

2．工序大数量系数法：

K＝T／R

式中：K——大量系数（按工序计算的）

　　　T——工序平均单件时间（分／件）

　　　R——零件平均出产时间的间隔（分／件）；R＝Fe／N（Fe表示计划期有效工时；N表示计划期全部零件产量）

（二）企业生产类型的分类

1．按接受生产任务的方式（生产同需求的关系）和企业组织生产的特点划分。

（1）订货生产方式（Make－to－order），即根据企业与用户签订的订货合同或协议要求，生产品种、质量、数量、交货期都符合合同或协议约定的产品。这种情况下，生产过程不稳定，计划组织较难，但由于合同对数量和交货期都作了明确的规定，因而基本上可以消除库存，管理的关键是保证在交货期内按质、按量完成约定产品的生产。重点在于生产周期与交货期的确定。

（2）存货生产方式（Make－to－stock），即企业产品的生产不是依据客户的要求，而是建立在市场调查和预测基础上的，产品有库存。在这种情况下，生产过程组织可以有较规范、稳定的计划，生产管理不但要做好产品质量管理和成本控制工作，而且要保证供、产、销之间的衔接，任一环节的中断会导致整个生产过程的中断，重点在于库存量的确定。

表3－3　MTO与MTS的区别

2．按工艺过程的连续性划分。

（1）流程式生产（连续型生产）。在连续型生产过程中，物料均匀、连续地按一定工艺顺序运动，如化工（生产塑料、药品、肥皂、肥料等）、炼油、冶金等，都是连续型生产的典型例子，由于物料按一定流程连续不断地通过各个工序的生产，因此又将连续型生产称为流程式生产。一般地，连续型生产的地理位置集中，生产过程自动化程度高，只要设备运转正常，工艺参数得到控制，就可以正常地生产出合格产品，生产过程中的协调与协作任务少。

（2）加工装配式生产（离散型生产）。产品是由零散的零部件装配而成的，零部件以各自的工艺过程通过各个生产环节，物料运动呈离散状态，因此将其称为离散型生产。如汽车、柴油机、电视机、洗衣机等。离散型生产的地理位置分散，一个产品的不同零件可以在不同地区甚至不同国家生产。由于零件种类繁多，加工工艺多样化，又涉及多个单位、工人和设备，生产过程中极易出现等待、停顿、延误等现象，使得生产过程中的协作关系十分复杂，计划、组织与控制的任务相当繁重，生产管理十分复杂。因此，一直是企业界探索的重点。

表3－4　流程式生产与加工装配式生产的比较

续表

3．按生产方式划分。

（1）综合制造型（Synthetic Process）。将不同的原材料或零配件合成或装配成一种产品的生产活动。如纺织厂、水泥厂、家电厂等。

（2）分解制造型（Analytic Process）。它是指以整体分割制造不同的产品，最典型的是石油化工厂、肉类罐头厂等。

（3）提炼制造型（Extratire Process）。从来自地下、海洋等的材料中提炼出某种物质的生产活动，如采矿企业、油田等。

（4）变形制造型（Conditioning Process）。通过改变加工对象的形状或性能而制成产品的生产活动。如冶炼厂、橡胶厂等。

当然，以上四种按生产方法对生产的分类并不是绝对的，有些企业甚至有些产品的生产可能会出现两种、三种甚至四种生产并存的状况。如石油化工企业既裂化分解石油，又合成生产化学纤维，还能生产橡胶，是分解制造型、综合制造型和提炼制造型并存的生产。

4．按生产任务的重复程度和工作地专业化程度划分（见表3－5）。

表3－5　三种生产类型特点比较

续表

（1）单件生产，是指工作地经常变动地完成很不固定的工作的生产，同一产品只生产一件或数件，工作地专业化程度很低。

（2）成批生产，是指工作地轮换地加工成批零件，一批相同的零件加工完以后，调整设备，再加工另一批零件。

（3）大量生产，是指工作地固定地完成一道或几道工序，工作地专业化程度很高。

（三）企业生产规模与生产类型

生产规模，一般是指企业生产过程的产出总数量或资源占有量。如用产量、销售收入、生产能力、从业人员、资本总值表示企业的规模。

一般来说，生产规模与生产类型之间的关系可表述为：企业生产规模越大，则专业化程度越高，生产类型越合理，成本也就越低。

成批生产和大量生产有如下规律：在产量增加一倍时，成本可降低20%～30%，从这个意义上来讲，扩大企业的生产规模是改善企业的生产经济性的有效途径。企业的生产规模受最小经济规模（Q0）和市场容量（Qm）的限制，不能过小，也不能过大，这就是所谓的规模限制，受此限制，有些产品根本不能实行大批量生产。生产规模的选择公式为：Q0≤x≤Qm。

第二节　生产过程的空间组织

生产过程的空间组织，是指在空间上合理地确定企业内部各生产单位和各生产阶段的设置和运输路线以及劳动者、劳动资料等生产要素在空间上相互结合的方式。其内容包括应设置怎样的生产单位，应按照什么原则布置这些生产单位，确定生产单元及生产设施之间的相对位置关系，确定各生产单元的组成规则和相互连接关系。

生产过程的空间组织和车间内的设备布置存在着高度紧密的关系，有什么样的设备布置方法，就有什么样的生产过程的空间组织形式。因而，和车间布置类似，生产过程的空间组织方式大体可分为工艺专业化形式、产品专业化形式和综合形式。

一、工艺专业化形式

（一）工艺专业化形式基本原理

工艺专业化形式，简称工艺式（Process focused），是指按照生产工艺性质的不同来设置生产单位的一种产品生产空间组织形式。在工艺专业化的生产单位里，集中着同种类型的工艺设备和工人，对企业生产的各种不同产品，进行相同工艺的加工。例如，机械企业中的机械加工车间、锻造车间、车工工段等不同阶段组成的，服装制造过程的裁剪、制作、熨烫等工序均属此类。其特点是工人使用相同设备，采取机群式布局，工人的工种相同，但加工对象不同，只是对其相同工艺部分进行加工。一般适用于单件小批量生产类型的企业或特殊工艺加工。

（二）工艺专业化形式的优缺点

1．由于工艺专业化形式把同类设备集中在一起，完成一定的工艺过程，因而存在着以下优点：

（1）加工对象可变，适应性强。当生产产品的品种发生变化时，不必重新布置工作地，调整设备和工艺装备，因而转产容易，有较强的应变能力。

（2）设备利用率高，系统维护成本低。由于集中了同类设备，便于充分利用设备和工作地生产能力，提高设备负荷系数，个别设备出了故障对整个生产的影响较小。同时，同类操作工人之间可以展开竞争，有利于提高效率。

（3）便于技术管理和工人技术水平的提高。由于每种工作地内部进行相同的操作，因而有利于进行工艺过程控制和产品质量提高，能够对工人进行专业化技术指导，通过培养和竞争，造就一批高技术工人。

图3－3　按工艺专业化组织的生产过程流程图

2．工艺专业化形式把加工某一产品（零部件）的各类设备布置在不同的工作地，因而任一工作地都不可能完成一个独立产品（零部件）的加工，存在着如下缺点：

（1）加工对象的中间周转路线长，运输量大。产品轮流在各个工作地之间进行加工，在车间之间辗转频繁，流程交叉重复，加工路线长，原材料、在制品、成品的运输量大。

（2）在制品占用量大，资金占用多且周转缓慢。产品在各工序之间往往会出现停滞，有较长的等待时间，延长了生产周期，在制品占用量大，因而需占用大量资金。

（3）分工过细，工作单一，协调困难。由于各单位之间的协作、往来频繁，有些产品的加工要经过几十、上百道工序，因而各工序之间协调困难，不易进行在制品管理和计划管理。

（4）一般多采用通用设备，生产效率低，适应性较差。

二、对象专业化形式

（一）对象专业化基本原理

对象专业化形式，又称产品专业化形式（Product focused）。它是按照产品（零部件）的不同来设置生产单位的，是以加工对象的全部或大部分工艺为中心，建立工作中心。在对象专业化的生产单位里，集中了为制造某种产品所需的各种设备，设备按工艺过程的顺序排列，加工对象是相同的，对相同的产品进行不同工艺过程的加工。产品的加工是按标准件、铸造件、齿轮、轴件等各组成部分而组织的。例如，生产线、流水生产线、混合流水线等以及自动线，适用于大量、流水生产和结构简单的产品生产。

图3－4　按对象专业化组织的生产过程流程图

（二）对象专业化的优缺点

1．由于产品专业化形式把同一产品的加工布置在一个工作地，对产品进行封闭式的加工，因而存在如下优点：

（1）流程合理，可以缩短加工对象的运输过程，缩短生产周期，且运输量小。产品从原材料开始，一直到经加工处理为成品，始终处在同一工作地，大大减少了加工过程中的运输量。减少了运输工具和运输工人，节约运输费用。

（2）节约加工时间和流动资金占用。在同一工作地对某种产品进行加工，有助于减少在制品的停放和运送时间，缩短了生产周期，从而减少了生产过程中在制品的占用量，能节约大量流动资金。

（3）便于协调。对象专业化形式大大减少了车间之间在生产过程中的联系。一方面，有利于强化协调工作，加强计划管理与在制品控制；另一方面，减少了产品搬运过程中的磕碰，有助于提高产品质量。

（4）可采用专用设备，生产效率高。

2．对象专业化形式组织的工作地，只适合于加工某一种产品，存在着如下缺点：

（1）分工过细，工作单一，适应能力差。当市场需求发生变化时，对象专业化组织的工作地不易立刻转产，而要经过一段调整和准备时期，在千变万化的市场经济条件下，不能很好地满足随时变化的需求。

（2）设备利用率低。当某种产品的生产能力大于其生产任务时，按对象专业化组织的工作地不能生产其他产品，会出现工作地、设备和操作工人闲置的情况，降低了资源的使用效率。

（3）系统受单独设备影响大。

三、综合形式

工艺专业化和对象专业化组织形式的优缺点都不是绝对的，要根据工厂的实际情况来决定采取哪种空间组织形式。产品设计比较成熟，生产的专业方向已确定，生产类型接近于大批量生产，设备比较齐全，同类设备较多，设备负荷高的情况下，采用对象专业化组织是有利的；相反，生产规模不大，生产的专业化水平较低，产品品种较多，生产类型接近于单件小批量生产的，则组织工艺专业化更为有利。一般来说，一个较大的企业并非单纯按工艺专业化或对象专业化组织生产，有些车间可能按工艺专业化组织，专门进行某些工艺过程的加工，而有些车间可能按产品专业化组织，专门进行某些产品或零部件的加工。究竟如何组织，要从实际出发，结合企业生产的具体特点来决定。这种工艺专业化和对象专业化相结合进行空间组织的工厂就是综合形式的空间生产组织。

第三节　生产过程的时间组织

生产过程的组织，不仅要求在空间上合理地设置每一个生产单位，而且要求在时间上各生产单位之间，各工序之间能相互配合，紧密协作。生产过程的时间组织，简单来说，就是确定劳动对象在生产过程中各车间、各工序之间的移动方式，确定生产要素在时间上的衔接关系。它要求生产对象的移动在时间上紧密衔接，以实现有节奏、连续的生产。加强生产过程的时间组织，可以提高设备、工人和工作地的利用效率，减少在制品占用，缩短生产周期，减少资金占用，对于加强企业管理有着重要意义。

生产周期，是指产品从原材料投入生产开始，到产成品验收入库所需要的全部时间。产品的生产周期是良好生产管理的重要指标，产品在各道工序之间的移动方式对产品生产周期具有重要的影响。因而，本节的重点是讨论产品或零部件等加工对象在各道工序之间的移动方式，主要有顺序移动方式、平行移动方式和平行顺序移动方式三种。

一、顺序移动方式

顺序移动方式，是指一批零部件或产品在上道工序的加工全部完成以后，才整批地从上道工序转入下道工序加工。顺序移动方式的最大特点是零件或产品在其加工的各道工序之间是整批整批地移动的，每批零部件完全加工完毕，才开始转到下道工序。

在顺序移动方式下，由于零件或产品是整批转送的，因而组织与计划工作比较简单。产品和零部件的集中加工、集中运送有利于提高工效，提高设备的利用率，但一批产品或零部件中大多数存在等待运输和等待加工的时间，因而在制品占用多，生产周期长。比较适用于工艺专业化的企业或批量较小的情况。

设一批零件总共有n个，要经过m道工序的加工，每道工序的加工时间分别为ti，则在顺序移动方式下，产品生产周期的一般公式为：

式中：T顺——顺序移动方式的加工周期

　　　n——批量

　　　m——工序数

　　　ti——第i工序的单件工序时间

二、平行移动方式

平行移动方式，是指每个零件在上一道工序的加工结束以后，立即转入下一道工序进行加工。有时候，零件在各道工序之间的运送不是单个进行，而是按一个运输批量进行，但运输批量只占加工批量很小的比例。因此，也可以说，平行移动方式的最大特点是零件在各道工序之间是逐个或逐批运送的。

在平行移动方式下，由于零部件是逐个或逐小批移动的，零部件在各道工序之间的加工平行展开。因而，一个显著的优点，是这种时间组织方式能够把产品加工的在制品减到最少，生产周期压缩到最短。但是，由于零部件在各道工序之间按件或按小批量运送，大大增加了运输工作量，同时，由于零部件在各道工序的加工时间不一致，会出现设备等待或零件等待的情况。当前道工序的加工时间比后道工序的加工时间长时，后道工序的设备会出现间歇性闲置，但由于闲置是零星的，因而难以利用；当前道工序的加工时间比后道工序的加工时间短时，后道工序又会出现零件等待加工的情况，存在少量在制品。平行顺序移动方式适用于大批量生产和对象专业化的企业。

设有一批零件，零件数量、工序数量和加工时间同上例，则在平行移动方式下，产品生产周期的一般公式为：

式中：tmax——各工序中最长的工序加工时间

三、平行顺序移动方式

平行顺序移动方式，是指一批零件在一道工序上尚未全部加工完毕，就将已加工好的一部分零件转入下道工序加工，以恰好能使下道工序连续地全部加工完该批零件为条件。平行顺序移动方式是平行移动方式和顺序移动方式的结合。它最大的特点是加工零件的每道工序，其设备在开机之后，连续地加工完成全部零件但又使生产周期最短。

在平行顺序移动方式下，零件在各道工序之间的转送是以保证工序的连续加工，最大可能地缩短生产周期，减少零件运送量为标准的。因而，采用这种移动方式，克服了平行移动方式下，某些工序开工后又停止等待的缺点，也改善了顺序移动方式下生产周期过长的问题，运送量也比平行移动方式下有所减少。因而，当零件在各道工序的加工时间不协调时，平行顺序移动方式是一种较为理想的时间组织形式。当然，平行顺序移动方式也存在着管理工作复杂的缺点。

设有一批零件，零件数量、工序数量和工序加工时间同上例，则在平行顺序移动方式下，产品的加工周期为：

式中：t1——加工时间比前、后两道工序的加工时间都长的工序加工时间

　　　ts——加工时间比前、后两道工序的加工时间都短的工序加工时间

下面，举例说明三种不同的移动方式下，产品加工的运送及生产周期状况。

设有一批零件总共4个，要经过四道工序的加工，每道工序的加工时间分别是：10分钟、5分钟、20分钟、15分钟。

则：在顺序移动方式下，产品的生产周期是：

在平行移动方式下，产品的生产周期是：

在平行顺序移动方式下，产品的生产周期是：

在三种不同的移动方式下，零件的运送情况如图3－5、图3－6、图3－7所示。

图3－5　顺序移动方式

图3－6　平行移动方式

图3－7　平行顺序移动方式

可以看出，三种不同的生产过程时间组织形式中，就生产周期的长短来说，顺序移动方式最长，平行顺序移动方式次之，平行移动方式最短；就生产中产品的运输工作量大小来说，平行移动方式最大，平行顺序移动方式次之，顺序移动方式最小；就生产的连续性来说，顺序移动方式和平行顺序移动方式都能保证生产的连续进行，而在平行移动方式下会出现生产工作的间断。

一般来说，平行顺序移动方式是一种较好的生产组织形式，但也不能一概而论，在选择生产过程的时间组织形式时，除了要考虑生产周期、零件或产品的搬运量和生产的连续性以外，还要考虑其他一些因素。

1．生产单位的专业化形式。生产单位布置的专业化形式和生产过程的时间组织存在密切关系。一般来说，如果生产单位是按工艺专业化布置的，且车间之间距离较大的话，由于零件不便于单件运送，宜采取顺序移动方式；反之，如果生产单位是按对象专业化布置的，设备间距离较小，则采用平行移动方式或平行顺序移动方式较为方便。

2．生产类型。单件小批量的生产多采用顺序移动方式，大批量生产时，采用平行移动方式或平行顺序移动方式，能节约在制品占用，加速生产进程。

3．零件的重量和工序劳动量的大小情况。如果零件较轻，工序劳动量较小，则采用顺序移动方式有利于节约运输费；相反，如果零件较重，工序工作量较大，需按件运送，则宜采用平行移动方式或平行顺序移动方式。

4．设备调整所需时间的长短。若改变加工对象的设备调整时间长，应采用顺序移动方式；反之，应采用平行移动方式或平行顺序移动方式。

5．接受订货的紧急程度。如接受订货任务紧迫，交货期临近，则宜采用平行移动方式，缩短工期，保证交货。

第四节　生产过程组织形式

生产过程的空间组织和时间组织各自从空间和时间的角度论述了生产过程的组织问题。在实际工作中，工业企业为了更好地在空间上和时间上合理地组织产品的生产过程，就必须根据自身的生产技术特点，采取与之相适应的组织形式。处于不同行业的工业企业，其组织形式也不一样。这里以机械制造行业为代表，着重说明生产线、流水线、自动线等具体的生产组织形式。

一、生产线

生产线，是指按对象专业化原则组织起来的多品种的生产组织形式。在一条生产线上，拥有为完成一种或几种产品的加工任务所必需的机器设备，这些设备的排列和工作地的布置，是由生产线上主要产品或多数产品的工艺路线和工序劳动量比例决定的。生产线可组织多种产品的生产，不要求生产连续进行，因而生产线灵活性较大。目前，中国工业企业的生产组织形式中，生产线是一种行之有效的方法，具有很强的实用价值，特别适合于品种、规格复杂多样，产量又不大的工业企业。

一般来说，企业要组织一条良好的生产线，应按照以下步骤进行。

（一）进行组织生产线的经济技术可行性论证

企业改组生产线，首先要保证由于组织生产线所带来的节约额要大于费用的增加额，做到经济上合理。主要应考虑改组时设备的搬迁费用、停工损失和设备不能充分利用的闲置损失与改组后生产线所能带来的经济收益之间的对比关系。技术上的可行性是组织生产线时所必须考虑的另一个重要问题，特别要处理好生产线的技术改进和产品的工艺过程相对稳定的矛盾。要有计划、有组织地开展技术革新，扩大零部件的通用化、标准化程度，提高生产线对产品品种的适应能力。

（二）按照零部件的工艺特点和结构特点进行分类，对加工工艺相近的零部件进行集中生产或成组加工

机械工业的零部件多种多样，一般来说，组织生产线生产的零部件大体可分为三类：标准件、通用件和专用件。标准件和通用件可以适合于所有种类的产品，按其规格归为一类进行加工比较简单。而专用件则适用于不同产品的零部件。由于这类零部件相互之间不能替代使用，因而生产量比较小，专门组织设备生产会造成设备闲置。因而，在实际工作中，往往把专用件也按其相似程度进行分类，把具有相同曲面、相同孔径、相同圆面等特点的专用件组织起来，进行集中生产，以提高设备利用效率。在企业的生产管理实践中，随着生产的系列化、标准化工作的开展，机械产品零部件中，标准件、通用件的比例会不断上升，而专用件比例会下降，这是生产技术进步的标志，有利于更加合理地组织生产线。

（三）确定生产线上设备的数量

生产线上要生产好几种产品，每种产品的产量各不相同，每种产品加工的劳动量也千差万别。合理配置生产线上设备的数量，既能保证每种产品得到及时的加工，又能最大限度地减少设备闲置，充分利用设备的生产能力。一般来说，确定生产线上设备的数量，应根据主要产品或多数产品的工艺过程和工艺劳动量来决定。

（四）生产线的平面布置

在做好零部件的分类整理，确定了加工方法和生产线上各种设备的台数以后，就要认真考虑生产线上全部设备的平面布置方法，生产线的平面布置应使产品进行顺序加工，在运输中不出现原路回流。

二、流水线(www.xing528.com)

（一）流水线的特征

流水线，是流水生产线的简称，是指劳动对象按照一定的工艺过程，顺序地经过各个工序的加工，并按统一的节拍完成工序的一种生产组织方式。流水线是比生产线更为先进的一种生产组织形式。和生产线相比较，流水线具有如下特点：

1．工作地高度专业化。每个工作地只完成一道或几道工序。

2．工艺过程顺序完整地集中在同一工作中心。工艺过程是全封闭的，工作地按工艺顺序排列，加工对象在工序之间平行地移动。

3．工作地数目与加工时间成比例。每道工序的工作地数目同工序加工时间的比例相一致。设S为工作地数，T为工序时间，则：

T1／S1＝T2／S2＝T3／S3，…，＝Tm／Sm＝r

4．工序有节奏地生产。即在相同的时间内生产相同数量的产品。

正是由于流水线所具有的工作地专业化程度高、生产过程节奏性强、生产过程的连续性好等特点，在进行大批量的生产时，流水线是一种较好的生产组织形式。

在流水线上，原材料、在制品的搬运量大大减少，因而节约了大量运输费用。同时，由于生产过程的节奏性和连续性，也使生产过程的管理和控制工作简化。但是，由于流水线是按产品专业化组织生产的，因而其生产非常不灵活。并且，流水线上工人的技术水平也要比单件小批量生产线上工人的技术水平低，从而加大了管理的难度，特别是基层工段的管理难度。另外，流水线上的操作工人长时间重复一种操作，因而显得枯燥乏味，工人之间轮流操作又会降低工人熟练程度，影响产品质量。

（二）流水线的分类

1．按流水线上移动主体的不同分为固定流水线和移动流水线。固定流水线是指劳动对象不动，由生产工人通过走动对劳动对象进行一系列专业化的流水线。主要适用于运送不便的大型设备、船舶等。移动流水线是指工人、工作地不动，劳动对象按工艺顺序依次通过各工作地，由工人进行专业化加工，这种流水线广泛适用于机械行业。

2．按生产过程的连续程度可以分为间断流水线和连续流水线。间断流水线是指劳动对象在加工的各道工序之间缺乏严密的节奏，零件在工序之间会出现停留、等待加工的情况，原因在于各道工序的加工时间不一致。连续流水线是指劳动对象没有停留地从一道工序转入下道工序，进行连续加工，加工对象在各道工序间没有等待时间。连续流水线能使生产周期达到最短，在制品占用量达到最小，但组织起来比较困难。

3．按节奏性的强弱程度不同分为强制节拍流水线和自由节拍流水线。强制节拍流水线是指准确地按照节拍生产产品的流水线，这种流水线具有严格的节拍，并最大限度地节约了在制品占用量。自由节拍的流水线是指在规定的时间间隔期内，生产符合节拍要求，但对生产每件产品的节拍并无严格要求。组织这种流水线的关键是时间间隔期规定要适当。时间间隔期过短，则对节拍的要求过于严格，时间间隔期过长又会导致在制品占用量增加。

4．按生产对象的多少可分为单一对象流水线和多对象流水线。单一对象流水线是指在流水线上，固定地只生产一种产品，产品的数量很大，设备负荷较高。多对象的流水线是指生产两种或两种以上产品的流水线，这几种产品在工艺上具有相似性。组织多对象流水线，一方面是为了满足市场需求；另一方面是为了充分利用设备和工作地，减少浪费。

可变流水线是分批轮番地生产一定的产品，混合流水线是同时生产若干品种。

可变流水线组织生产：A A…A，B B…B，C C…C，…

混合流水线组织生产：A．B．C，A．B．C，A．B．C，…

另外，按照流水线的机械化程度不同，还可以将流水线分为自动流水线、机械化流水线、手工流水线三类。如图3－8所示。

图3－8　流水线的分类图

（三）流水线的组织

流水线可按不同的标志进行各种不同的分类，不同的流水线，其组织的步骤也有所不同。一般来说，组织一条良好的流水线生产线，需要按如下步骤进行：

1．进行组织流水线的经济、技术可行性分析。和组织生产线一样，组织流水线也应做到技术上可行、经济上合理。就技术条件来说，流水线生产的产品必须是设计成型的定型产品，具有设计的先进性和结构的合理性，并且，企业应具备安装和使用流水线所必需的相关知识和操作人员。从经济条件上来说，流水线生产的产品必须是有大量市场需求的产品，并且短时间内，这种需求不易发生逆转，产量愈大，坚持时间越长，流水线就越稳定，流水线生产的经济效果也就越好。反之，小批量或短时间内的市场需求组织流水生产，会因经常调整设备，导致调整设备的费用支出比流水线所带来的成本节约还要大，这样的流水线是不可取的。

2．计算流水线的节拍。流水线的节拍是指流水线上顺序生产两件相同产品之间的时间间隔，它表明流水线生产效率的高低，是衡量流水线工作水平的重要参数。在组织流水线生产时，必须根据流水线的有效工作时间和计划期产量合理确定流水线节拍。计算公式为：

计划期的有效工作时间，是指流水线实际用于生产产品的时间。计算中，是用制度规定工作时间减去大修理时间、生产准备时间、工人休息时间等的剩余。

例：某产品流水线计划日产量为200件，采用三班制生产，每班有20分钟休息时间，废品率为5%，则该流水线的节拍是：

在组织流水线生产时，和节拍关系密切的另一概念是节奏。当流水线上生产的产品体积、重量很小，节拍很短，不宜采用单件运输时，在上一道工序生产出一批产品后，才送入下一道工序，这前后两批产品间的时间间隔期称为节奏。

节奏＝节拍×小批产品数量

3．组织工序同期化（生产线平衡）。工序同期化是指使各工序的加工时间和工序的节拍相等或成整数倍关系的工作。组织工序同期化，主要是为了使流水线能稳定地按照节拍生产产品。一般来说，组织工序同期化存在着两种不同的情况：在手动的流水线上，组织工序同期化主要是通过工序的合并和分散进行的，通过工序的合并和分散，能够增加或减少工序的加工时间，从而做到工序同期化；在机械化流水线上，由于工序的合并和分散要受到机器设备的限制，因而，组织工序同期化的主要方法就不再是工序的合并和分散，而是改进产品设计和工艺过程，采用高效率的机器设备，合理布置工作和配备工人等方面的工作。通过技术、组织等措施来调整流水线上各工序的时间定额，使它等于或成倍于节拍。一般经验数据为：T／S／r＝0．85～1．05之间。

4．确定工作地数和设备的合理数量，计算设备的负荷系数。完成了组织工序同期化的工作以后，就需要确定需要多少个工作地或多少台设备去完成各个工序。由于各工序的加工时间等于流水线节拍或是流水线节拍的整数倍，因而，各工序就需要一个工作地（设备）或多个工作地（设备）去完成加工任务。在企业的生产管理实践中，各工作地的加工时间与流水线的节拍常常不具备整数倍的关系，因而，以理论上计算求得的工作地数或设备台数总数不是整数。由于采用的设备和工作地数只能是整数个，这就出现了设备负荷系数不等于1的情况。

由于工序的加工时间不能完全一致，会形成有工作地负荷不足的现象，流水线的整体负荷系数为：

（注：Si若为小数，取近似于Si的整数Sei）

当负荷系数大于1时，说明设备负荷过重，应设法压缩工序劳动量。当负荷系数小于1时，表明机器设备负荷不足，可以采取工人看管多台设备或一台设备兼做多道工序的办法进行平衡。

5．确定用工人数。某工序的用工人数计算公式为：

式中：Pi——第i道工序所需工人人数

　　　Sei——第i道工序所需工作地的实际值

　　　g——每日工作班次

　　　fi——第i道工序工人看管的设备台数

流水线总人数为：

P＝（1＋b）×∑Pi

式中：b——后备工人的比例

6．确定节拍性质及实现方法，选择流水线运输工具，进行流水线平面布置。强制节拍是指采用机械装置实现的节拍，加工对象按一定速度，在一个节拍内通过工作地，不考虑工人是否已完成作业。自由节拍是指操作者自由实现的节拍。各道工序在一定的时间内完成等量的产品，工序加工每个产品所用时间，可以由操作者自由调整。

常见的流水线是对象移动的流水线，这就存在一个产品在各道工序之间运送时，采用何种运输工具的问题。而运输工具的选择常常和流水线的平面布置相结合。常见的运输工具是传送带，它安全可靠，使用灵活。

流水线的平面布置主要是把各个工作地或设备按一定的规则排列起来，确定传送带、工人和设备的位置，平面布置必须考虑工人操作方便、零部件运输距离短、生产面积和流水线之间的连接合理等因素。常见的流水线平面布置图形有直线形、直角形、开口形、山形、圆环形、S形、U形等。其中，U形流水线在精益生产方式中得到更为广泛的应用。

三、自动线

自动线，是指技术上更为先进的一种生产组织形式，它是在生产线和流水线的基础上发展起来的。它是由自动化机器设备实现产品工艺加工的一种生产组织形式。自动线和流水线的不同之处在于，在自动线上，工人的任务仅仅是监督、调整和管理自动线，不参与直接操作，劳动对象的传送、装卸、检验、加工等都是由自动线自行完成的。

自动线具有降低工资成本、加速流动资金周转、缩短生产周期、稳定产品质量的优点。但是，自动线投资数额巨大，回收期长，自动线任一地方出现小故障，都会造成自动线生产的中断。因而，采用自动线组织生产，需要工厂有较为雄厚的实力，产品结构和工艺稳定而先进，且产品的市场需求量大。

第五节　柔性制造系统、清洁生产与5S管理

一、柔性制造系统简介

（一）柔性自动化的兴起

20世纪80年代以来，在工业化国家中，柔性制造系统作为迈向工厂自动化的第一步，已获得了实际的应用，较好地解决了机械制造高自动化和高度柔性之间的矛盾，成为备受企业家关注的领域。

随着现代化水平的提高，社会对产品的功能与质量要求越来越高，产品更新换代的周期越来越短，产品的复杂程度也随之提高，传统的大批量生产方式受到了挑战。因为，在大批量生产方式中，柔性和生产率是相互矛盾的。只有品种单一、批量大、设备专用、工艺稳定、效率高，才能构成规模经济效益；反之，多品种、小批量生产，设备的专用性低，在加工形式相似的情况下，频繁地调整工、夹具，工艺稳定难度增大，生产效率势必受到影响。为了同时提高制造工业的柔性和生产效率，使之在保证产品质量的前提下，缩短产品生产周期，降低产品成本，使中小批量生产也能具有大批量生产的优势，柔性制造系统便应运而生。

自从1954年美国麻省理工学院第一台数字控制铣床诞生以后，70年代初柔性自动化进入了生产实用阶段。几十年来，从单台数控机床的应用逐渐发展到加工中心、柔性制造单元、柔性制造系统和计算机集成制造系统，使柔性自动化得到了迅速发展。

（二）柔性制造系统的类型

柔性制造，是指在计算机的支持下，能适应加工对象在一定的范围内迅速变化的制造系统，柔性制造系统可分为以下三种类型：

1．柔性制造单元。它是由一台或数台数控机床或加工中心构成的加工单元。该单元根据需要可以自动更换刀具和夹具，加工不同的工件。柔性制造单元适合加工形状复杂，加工工序简单，加工时间较长，批量小的零件，它有较大的设备柔性。

2．柔性制造系统。它是以数控机床或加工中心为基础，配以物料传送装置组成的生产系统。该系统由电子计算机实现自动控制，能在不停机的情况下，满足多品种的加工。柔性制造系统适合加工形状复杂，加工工序多，批量大的零件，其加工和物料传送柔性大。

3．柔性自动生产线。它是把多台可以调整的机床（多为专用机床）联结起来，配以自动运送装置组成的生产线。该生产线可以加工批量较大的不同规格零件。柔性程度低的柔性自动生产线，在性能上接近大批量生产用的自动生产线；柔性程度高的柔性自动生产线，则接近于小批量、多品种生产用的柔性制造系统。

（三）柔性制造系统的构成

就机械制造业的柔性制造系统而言，其基本组成部分有：

1．自动加工系统。它是指以成组技术为基础，把外形尺寸（形状不必完全一致）、重量大致相似，材料相同，工艺相似的零件集中在一台或数台数控机床或专用机床等设备上加工的系统。

2．物流系统。它是指由多种运输装置构成，如传送带、轨道、转盘以及机械手等，完成工件、刀具等的供给与传送的系统。

3．信息系统。它是指对加工和运输过程中所需各种信息收集、处理、反馈，并通过电子计算机或其他控制装置（液压、气压装置等），对机床或运输设备实行分级控制的系统。

4．软件系统。它是指保证柔性制造系统用电子计算机进行有效管理的必不可少的组成部分，包括设计规划、生产控制和系统监督等软件。

（四）柔性制造系统的优点

柔性制造系统是一种技术复杂、高度自动化的系统。它将微电子技术、计算机和系统工程等技术有机地结合起来，圆满地解决了机械制造高自动化与高柔性化之间的矛盾，具体优点表现在：

1．设备利用率高。一组机床编入柔性制造系统后，产量比这组机床在分散单机作业时的产量提高数倍。

2．在制品减少80%左右。

3．生产能力相对稳定。自动加工系统由一台或多台机床组成，发生故障时，有降级运转的能力，物料传送系统也有自行绕过故障机床的能力。

4．产品质量提高。零件在加工过程中，装卸一次完成，加工精度高，加工形式稳定。

5．运行灵活。有些柔性制造系统的检验、装卡和维护工作可在第一班完成，第二、第三班可在无人照看下正常生产。在理想的柔性制造系统中，其监控系统还能处理诸如刀具的磨损调换、物流的堵塞疏通等运行过程中不可预料的问题。

6．产品应变能力大。刀具、夹具及物料运输装置具有可调性，且系统平面布置合理，便于增减设备，满足市场需要。

（五）柔性制造系统的发展趋势

柔性制造系统的发展趋势大致有两个方面：一方面是与计算机辅助设计和辅助制造系统相结合，利用原有产品系列的典型工艺资料，组合设计不同模块，构成各种不同形式的具有物料流和信息流的模块化柔性系统；另一方面是实现从产品决策、产品设计、生产到销售的整个生产过程自动化，特别是管理层次自动化的计算机集成制造系统（CIMS）。在这个大系统中，柔性制造系统只是它的一个组成部分。

1．模块化的柔性制造系统。为了保证系统工作的可靠性和经济性，将其主要组成部分标准化和模块化，包括：①加工件的运送模块，有感应线导轨小车输送和有轨小车输送。②刀具的输送和调换模块。有刀具交换机器人和与工件共用输送小车的刀盒输送方式等。③利用不同的模块组合，构成不同形式的具有物料流和信息流的柔性制造系统，自动地完成不同要求的全部加工过程。

2．计算机集成制造系统。据统计，从1870～1970年的100年中，加工过程的效率提高了2000%，而生产管理的效率只提高了80%，产品设计的效率仅提高了20%左右。显然，后两种效率已成为进一步发展生产的制约因素。

因此，制造技术的发展就不能局限在车间制造过程的自动化，而要全面实现从生产决策、产品设计到销售的整个生产过程的自动化，特别是管理层次工作的自动化。这样集成的一个完整的生产系统就是计算机集成制造系统（CIMS）。CIMS的显著特征是：集成化与智能化。集成化即自动化的广度，它把系统的空间扩展到市场、产品设计、加工制造、检验、销售和为用户服务等全部过程；智能化的自动化从深度上看，不仅包含物料流的自动化，而且还包括信息流的自动化。

3．CIMS模块。决策层是企业的领导机构，通过管理信息系统掌握并连接各部门的信息。生产活动的信息源来自生产对象——产品的订货。根据用户对产品功能的要求，CAD（计算机辅助设计）系统提供有关产品的全部信息和数据。产品原始数据是企业生产活动初始的信息源。所以，智能化的CAD系统是CIMS的基础。

CAPP（计算机辅助工艺过程设计）系统不仅要编制工艺规程，设计工、夹、量具，确定工时和工序费用。

与CAM（计算机辅助制造）系统连接，为数控机床提供工艺数据，为生产计划、作业调度、质量管理和成本核算提供数据，并将诸如制造可能性和成本等信息反馈至CAD系统。

生产计划与控制系统是全厂的生产指挥枢纽。为使生产有条不紊地进行，必须相应地建立生产数据系统，以此构成一个能反映生产过程真实情况的信息反馈系统。

二、人机工程与准时制生产

（一）人机工程

1．人机工程的定义。人机工程是以人—机系统为对象，研究其内部系统相互作用与结合的规律，使设计的机器与环境系统更适合人的生理和心理特点，达到在生产中具有安全、健康、舒适和高效率的目的。

2．工作环境研究与设计。

（1）气候状况的影响分析与设计。

（2）照明的影响与设计。

（3）色彩对工作人员的影响。

（4）噪声对工作效率的影响。

（二）准时制生产（JIT）

1．准时制生产的意义。准时制生产是指将必要的零件以必要的数量在必要的时间送到生产线，并且将所需要的零件，只以所需的数量，只在正好需要的时间送到生产线，是为适应消费需要多样化、个性化而建立的生产体系及为此生产体系服务的物流体系。

在生产系统中，任何两个相邻工序之间都是供需关系。按照传统的生产计划组织生产，物料根据预定的计划时间由需方逐个工序流动，需求方将上一工序送来的物料进一步加工。需求方接受物料完全是被动的，物料可能提前或延迟到达，延迟到达将使生产中断，提前到达导致库存量上升，占用过多的流动资金。因此准时制生产是很重要的。

2．准时制生产的目标。

（1）最大限度地降低库存，最终降为零库存。传统观点认为，在制品库存和产品库存都是资产，代表已累积的增值，期末库存与期初库存的差被认为是这一部门在该周期内的效益。JIT则认为任何库存都是浪费，必须予以消除。在生产现场，生产需要多少就供应多少，生产活动结束时现场应没有任何多余的库存品。

（2）最大限度地消除废品，追求零废品。传统的生产管理认为一定数量的不合格品是不可避免的，允许可以接受的质量水平。而JIT的目标是消除各种引起不合格品的因素，在加工过程中，每一道工序都力求达到最好水平。要最大限度地限制废品流动造成的损失，每一个需方都拒绝接受废品，让废品只能停留在供应方，不让其继续流动而影响以下的工序。

（3）实现最大的节约。JIT认为，多余生产的物资或产品不但不是财富，反而是一种浪费，因为要消耗材料和劳务，还要花费装饰搬运和仓储等物流费用。

三、精益生产与敏捷制造

（一）精益生产

1．精益生产的概念。精益生产（lean production）的概念是由美国麻省理工学院在研究丰田生产方式的基础上提出的。它是准时制生产的进一步提高。精益生产是为力求以最小的投入获得最大的产值，以最快的速度进行设计和生产，无休止地降低成本，追求消灭残次品，追求零库存，追求全面、高效、灵活、优质的服务。

2．精益生产的原则。

（1）实行团队作业方式，强调集体协作精神。

（2）各部门、各生产环节之间必须有良好的交流。

（3）更有效地利用资源和更大程度地消除浪费。

（4）永不满足现状，不间断地对生产过程进行改进或改善。

3．精益生产与大批量生产的比较。和大批量生产相比，精益生产所追求的目标有完全不同的标准。大批量生产实行有限目标的原则，认为所有的要求必须适度，否则将付出更大的代价而得不偿失。比如，可以接受一定数量的残次品，因为要进一步减少残次品就要加强管理、加工、检验等环节，付出的代价可能高于所减少的残次品价值，从经济上是不合算的；又如，在库存控制方面（包含生产线上的在制品），承认一定水平的库存是合理的，否则由于缺货所产生的供应中断会带来更大损失。

精益生产所奉行的目标原则是尽善尽美，力图以最小的投入获得最大的产值，以最快的速度进行设计和生产，无休止地追求降低成本，追求消灭残次品，追求零库存，全面、高效、灵活、优质的服务等。精益生产的特点是对消灭物流浪费的无限追求。虽然在现实中几乎不可能达到这种理想的完美境界，但是不间断地追求而产生的效果是惊人的。

和大批量生产相比，精益生产可以节省1／2的劳动力、1／2的占地面积、1／2的投资、1／2的工程时间和1／2的新产品开发时间。

（二）敏捷制造

1．敏捷制造的概念。进入20世纪90年代以后，在影响企业竞争的四要素中，即质量、价格、服务和上市时间，上市时间已上升为第一要素。市场也处于不断的变化之中，由于准时制生产和精益生产在美国实行取得了明显的效益，美国制造业认识到在市场竞争中只是降低成本和提高产品质量是不够的，还必须缩短产品开发周期、加速产品更新换代，经过研究，提出了敏捷制造的概念。

敏捷制造（agile manufacturing），是指制造系统在满足低成本和高质量的同时，能够对多变的市场需求做出快速反应。敏捷性，是指企业对市场变化、技术发展以及社会环境变化做出反应的速度与能力。一方面，在众多竞争者的角逐中，全球性或是地区性市场处于不断分割、快速变化状态；另一方面，用户的需求也越来越苛刻，需要不断提供高质量、高性能的新产品。敏捷性就是要求企业能在激烈的竞争环境中生存和发展。

企业敏捷能力主要体现在以下方面：

（1）快速反应能力，能够随市场变化做出判断与预测，并能做出正确反应。

（2）竞争力，企业具有一定生产能力、工作效率以及有效参与竞争所需的技能。

（3）灵活性，以同样的人员与设备生产不同产品或实现不同目标的能力。

（4）快速性，以最短的时间执行任务的能力（最短的产品开发周期、最短生产周期、供货准时等）。

敏捷制造的主要特点是注重速度、看重在时间维竞争的意义。比如，两个企业同时开发某种新产品，其中一家是敏捷企业，可以在较短的时间内率先将新产品推向市场，从而占领市场并使对方处于劣势；又如一家企业开始研制一种新产品，一段时间以后，另一家敏捷企业也开始开发这种新产品，这两家企业可能同时将新产品投放市场。因敏捷企业开发较晚，对市场需求预测较准确，也可以采用更新的技术；又因开发周期短，耗费较少，新产品的性能与价格将优于对方从而取得市场竞争的胜利（见图3－9）。

图3－9　敏捷企业的竞争优势

2．敏捷制造企业的战略。由于用户需求极为复杂，市场处于不断变化之中，因此敏捷企业没有固定和现成的模式可循，关键在于要将敏捷性原则贯彻于企业的目标以及实施目标的具体步骤中去。敏捷竞争战略一般可归结为以下4点：

（1）以客户为中心，以用户为上帝。要让用户通过敏捷企业的产品与服务得到满意的答案。为了平衡产品批量和生产成本之间的制约关系，可以实行敏捷定价，同一产品对于不同客户可实行不同定价。

（2）通过合作增强竞争能力。为了尽快向市场推出低成本和高质量的产品，敏捷企业必须充分利用现有资源而不论这些资源在何处或属于谁。因此，要加强国内外企业的合作，组织交叉功能的团队，重组商业过程，组织虚拟公司等。为了扩展可以充分利用资源的途径，和竞争对手也可以合作。

（3）具有灵活重组的能力。敏捷企业为了保证在多变的市场环境中发展，组织结构必须具有高度的灵活性，能够迅速地重组人力和物力。

（4）重视人才培养和信息交流。在敏捷企业中，管理人员必须培养一种企业家精神的企业文化，学会分权，强调共同责任感，奖励革新等。

由于竞争不仅体现在价格方面，还在于丰富的信息以及产品与服务，这些都和人才密切相关。因此敏捷企业要加强对职工的义务教育、在职培训来激发职工的积极性与创造性，培育和保持具有竞争力的职工队伍。

四、清洁生产

清洁生产思想的形成是人类几千年发展的实践经验和教训的总结，特别是对工业革命以来发达国家走过的道路进行反思的结果，也是人类社会进步的必然。人类在付出惨痛的经济和环境的代价之后，才认识到应实现可持续发展，而清洁生产是实现可持续发展的必由之路。它不仅能为企业带来巨大的经济和社会效益，而且是企业管理思想的新发展。

（一）清洁生产的概念与内容

工业是环境污染的主要来源。目前，世界上许多国家正处于工业化的过程中，由于工业企业数量的增加，能源消耗高、资源浪费严重、污染严重的传统工业生产方式依然居于主导地位，结果导致可利用资源逐渐枯竭，工业污染防治的形势非常严峻。在这种情况下，如果仍采用“末端治理”这一被动管理模式，存在着投入高、费时费力、与企业的经济效益没有明显关系，企业普遍没有治理污染的积极性。为了使企业生产与环境保护协调发展，清洁生产应运而生。

清洁生产自其诞生以来，迅速发展成为国际环保的主流思想，有力推动了世界各国的环境保护，联合国环境署对清洁生产的定义为：清洁生产是一种新的创造性思想。该思想将整体预防的环境战略持续应用于生产过程、产品和服务中，以增加生态效率和减少人类及环境的风险。

具体来说，清洁生产的内容主要有：

1．对企业生产过程来讲，要求节约原材料和能源，淘汰有毒原材料，并在全部排放物和废物离开生产过程以前削减所有废物的数量和毒性。

2．对产品来讲，要求减少从原材料提炼到产品最终处置的全生命周期的不利影响。

3．对服务来说，要求将环境因素纳入设计和所提供的服务中。

清洁生产是一种新的环境战略，也是一种新的思维方式。它包括清洁的生产过程和清洁的产品以及清洁的服务等三方面的内容，即不仅要实现生产过程无污染或少污染，而且生产出来的产品和服务在使用和最终报废处理过程中也不对环境造成危害。清洁生产的内容及途径不仅包含有技术上的可行性，而且包括经济上的可盈利性，体现了经济效益、环境效益和社会效益的统一。

（二）清洁生产的意义

1．清洁生产是工业化推进的必然产物。20世纪80年代以来，随着经济的高速增长，城市化进程的加快，各种资源的开发和消耗不断增加，对环境带来了很大的影响。全国废气排放量11．4万亿标立方米，SO2排放量达1825万吨，全国普遍存在酸雨的污染问题。工业固体废弃物一年产生6．2亿吨，历年堆积量已达64．6亿吨，堆存占地55697公顷。从资源承载能力来看，中国是一个人口密度高，人均资源贫乏的国家，按目前水平，中国人均土地占有量和水资源占有量只有世界人均占有量的1／3和1／4，人均矿产资源不足世界平均水平的1／2。随着人口增长和国民经济的发展，各种资源供给和社会需求的矛盾还将会进一步加剧。如果中国仍以传统的高消耗、低产出、高污染的生产方式来维持经济的高速增长，将会使环境状况进一步恶化，也会使有限的资源加速耗竭。所以，转变传统的发展模式，实现经济与环境的协调发展的历史任务，已经摆在我们面前。实践证明，清洁生产就是适应这种转变很好的方式。

清洁生产是一种兼顾经济效益和环境效益的最优生产方式，清洁生产可以最大限度地减少原材料和能源的消耗，降低成本，提高效益，变有毒有害的原料或产品为无毒无害，对环境和人类危害最小；对生产全过程进行科学的改革和严格的管理，使生产过程中排放的污染物达到最小化。这样，在生产过程中就可以控制大部分污染的来源，从根本上解决污染与生态破坏的问题，带来很高的环境效益。

2．清洁生产是可持续发展的具体体现。可持续发展就是要使经济、社会的发展与环境保护协调一致，既要发展经济，又要保护好自然资源与环境；既要安排好当前的发展，又要使子孙后代能够永续发展。可持续发展的实质要求不仅要注重经济发展的数量和速度，而且要重视发展的质量和可持久性。而要做到这一点，就必然要求调整消费结构，广泛推行清洁生产方式，提高效益，节约资源与能量，减少废物排放。清洁生产正体现了这一点。它体现了工业可持续发展的战略，能够保障环境与经济的协调发展，因此成为可持续发展的优先领域。通过实施清洁生产，不仅可以减少甚至消除污染物的排放，而且能够节约大量能源和原材料，降低废物处理和处置费用，从而在经济上有助于提高生产效率和产品质量，降低生产成本，使产品在市场上更具有竞争力。实施清洁生产，实现资源的节约与合理利用，还能在较少的投入条件下，将污染削减到最小程度，生产出最多的产品，获取最佳的经济和社会效益。

3．清洁生产丰富和完善了工业企业的管理思想。就生产过程而言，清洁生产通过对企业管理人员及操作工人的培训，提高他们的管理意识和环境保护意识，调动职工的积极性，使他们认识到在日常生活工作中只要采取一些简单易行、不花钱或很少花钱的措施就可大大降低原材料和能源的消耗，提高物品的利用率，减少污染物的排放，从而节约成本，提高产品质量。清洁生产还通过一套严格的审计程序核对有关单元操作、原材料、水、能源、产品和废弃物的来源、数量及类型，判定物料流失的关键所在，判定企业效率低的原因和管理不善之处，从而提出一套节约能源、减少污染、提高企业效率和产品质量的行之有效的方法。清洁生产之所以能够推广开来，究其原因主要是它能与企业的管理结合起来，能与企业的本身利益紧密地结合起来，它通过一套系统而完整的思路来促进企业节约能源，减少废弃物的排放量，提高企业的投入产出比，从而丰富了企业管理的思想。

五、5S管理简介

5S是整理（Seiri）、整顿（Seiton）、清扫（Seios）、清洁（Seiketsu）、素养（Shitsuke）五个项目，因日语的拼音均以“S”开头，简称5S。5S起源于日本，通过规范现场、现物，营造一目了然的工作环境，培养员工良好的工作习惯，其最终目的是提升人的品质：革除马虎之心，养成凡事认真的习惯（认认真真地对待工作中的每一件“小事”）；遵守规定的习惯；自觉维护工作环境整洁明了的良好习惯；文明礼貌的习惯。

1．整理。这是指要将工作场所任何东西区分为必要的与不必要的，把必要的东西与不必要的东西明确地、严格地区分开来，不必要的东西要尽快处理掉。其目的在于腾出空间，空间活用，防止误用和误送，创造清爽的工作场所。

企业生产过程中经常有一些残余物料、待修品、待返品、报废品等滞留在现场，既占据了地方又阻碍生产，包括一些已无法使用的工夹具、量具、机器设备，如果不及时地清除，会使现场变得凌乱。生产现场摆放不要的物品是一种浪费，即使是宽敞的工作场所，也将愈变窄小。另外，棚架、橱柜等被杂物占据而减少使用价值，增加了寻找工具、零件等物品的困难，浪费时间，物品杂乱无章地摆放，增加盘点的困难，成本核算失准。

进行整理工作要有决心，不必要的物品应断然地加以处置。实施要领是：①确定“要”和“不要”的判断基准。②将不要物品清除出工作场所。③对需要的物品调查使用频度，决定日常用量及放置位置。④制定废弃物处理方法。⑤每日自我进行检查。

2．整顿。这是指将整理之后留在现场的必要的物品分门别类放置，排列整齐，明确数量，并进行有效的标识。其目的是使工作场所一目了然，创造整整齐齐的工作环境，消除找寻物品的时间，消除过多的积压物品，这是提高效率的基础。

整顿的三要素是：场所、方法、标识。在放置场所方面，物品的放置场所原则上要100%设定，物品的保管要定点、定容、定量，生产线附近只能放真正需要的物品，放置原则是易取并不超出所规定的范围，因此，要在放置方法上多下工夫。标识方法是：放置场所和物品原则上一对一标识；现场物品和放置场所必须标识；某些标识方法全公司要统一。

整顿工作所包含的“三定”原则是：定点（即放在哪里合适）、定容（即用什么容器、颜色）、定量（即规定合适的数量）。

实施要领包括：①前一步骤整理的工作要落实。②流程布置，确定放置场所。③规定放置方法、明确数量。④划线定位。⑤场所、物品标识。

3．清扫。这是指要将工作场所清扫干净。保持工作场所干净、亮丽的环境。其目的在于消除脏污，保持职场内干干净净、明明亮亮，稳定品质，减少工业伤害，实施时要注意责任化、制度化。

实施要领是：①建立清扫责任区（室内、外）。②执行例行扫除，清理脏污。③调查污染源，予以杜绝或隔离。④建立清扫基准，作为规范。

4．清洁。这是指将前面所介绍的3S管理办法制度化、规范化，并贯彻执行及维持结果，要定期检查。

5．素养。这是指培养员工良好的工作习惯，其最终目的是提升人的品质，革除马虎之心，养成凡事认真的习惯（认认真真地对待工作中的每一件“小事”）。

思考题

1．解释下列名词：清洁生产；柔性生产系统；成组技术；人机工程；流水线；节拍；工艺专业化；对象专业化；节奏；订货生产方式；存货生产方式；生产过程。

2．工厂总平面布置应遵循什么原则？

3．设备布置的形式有哪几类？

4．工业企业生产过程由哪几部分组成？

5．生产过程组织的要求有哪些？

6．影响生产过程时间组织形式的因素有哪些？

7．简述流水线的分类。

8．简述柔性制造系统的优点。

9．简述清洁生产的意义。