一、生产与运作管理的概念
机械学院
工业与制造系统工程系
杨建军
jj an @buaa edu cn
12011/9/19北京jjyang@https://www.doczj.com/doc/a26907318.html, 010-********
9/19/2011
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工业与制造系统工程系（制造系统研究所）杨建军jjyang@https://www.doczj.com/doc/a26907318.html, 010*********
生产运作与管理的概念32
企业竞争力的两个最活跃的因素制造技术
4
51
32
企业竞争力的两个最活跃的因素4
5
基本内容
本
品或提供服务过程中各种活动的计划、协调和实施。如预测、工厂选址、资源分配、产品和服务设计、进度安排、以及质量保证这些都是企业组织中的核心活动，属于战略问题。
工业与制造系统工程系（制造系统研究所）杨建军jjyang@https://www.doczj.com/doc/a26907318.html, 010********
生产系统生命周期及关键问题
产品设计与工艺选择
制造产品的形式？生产系统的诞生
公司的目标是什么？
产品如何发展？
怎样选择制造产品或提供服务的技术？怎样设计一个过程？怎样达到高的质量？
运行管理目标与公司管理目标的关系？怎样管理项目？
生产系统修正
如何持续改善？
系统与流程的再造方法与实践？
生产系统的设计
2011/9/19北京生产系统的运行
如何预测（Forecasting ）？如何进行总生产计划
如何对生产计划和调度以及库存管理等日常活动进行管理？
如何建立排队系统模型？
如何利用计算机系统工具辅助管理？
需要多大的能力？
怎样设计准时化生产系统？设备如何安置和优化？
怎样进行工作设计和作业测定？实行怎样的人力资源策略？
工业与制造系统工程系（制造系统研究所）杨建军jjyang@https://www.doczj.com/doc/a26907318.html, 010********“生产与运作管理”在企业中的地位
Marketplace
Corporate Strategy
Operations Strategy Operations Management
Marketing Strategy
Finance Strategy 72011/9/19北京People
Plants
Parts
Processes
Planning and Control
Production System
Materials &Customers Input
Products &Services Output
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运作的基本功能
市场营销
运作
（生产与运作）
“生产与运作管理”在企业中的地位营
争取顾客
生产与运作
创造产品和服务
北京
财务和会计
获得资金
记录资金
.
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企业组织内部的职能
生产与运作
POM
组织
营销
POM
财务
2011/9/19北京
营销
企业三个主要职能的相互依赖
企业组织的三个基本职能
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“生产与运作”概念的发展
生产
d i
服务业的发展生产与运作
Production Production and Operation
有形产品有形产品+无形产品（服务）制造业制造业服务业
2011/9/19北京“服务”的特点（与有形产品比较）：
无形 即时性
非标性 顾客的高度参与性
产品定义的不一致性
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制造与服务
特点制造
输出
用户联系
一致的输入
劳动者的满足度
一致和输出
真实的
Low
High
Low
2011/9/19北京
致和输出
生产的度量
改进质量问题的机会
High
Easy
High
制造与服务
“生产与运作管理”研究的内容
1 研究对象
动态的
静态的
生产运作过程
生产运作系统
适时适量性—JIT (just in time) 适宜的价格 适当的质量
生产运作战略决策—生产什么？产品组合？投入要素组合？生产组保障
?物质系统(硬件)?管理系统(软件)
作战略决策产什产合投要素合织方式？竞争优势？
生产运作系统设计决策—技术选择、能力规划、设施布局、工作设计生产运作系统运行决策—计划、调度、质量控制、后勤管理
运作管理的任务
计划组织
生产与服务制造或购买–集中程度–配套商职工
–招聘与辞退–加班指挥
–激励计划–发布工作令–任务安排
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生产与运作管理学的产生与发展
1
零部件互换性
1881，Taylor, “科学管理”
现代生产与运作管理学起源于20世纪初的泰勒的科学管理
福特“流水生产线”，福特，流水生产线
1913年，福特在其汽车工厂内按装了第一条汽车流水线，揭开了现代化大生产的序幕1920s -30s ，福特(大量生产理念）+通用斯隆（组织技术）→ “大量生产方式”
军事运筹
二次世界大战以后，运筹学的发展及其在生产管理中的应用给生产管理带来了惊人的变化
自
从20世纪60年代后半期到70年代，机械化、自动化技术的飞速发展使企业面临着不断进行技术改造、引进新设备、新技术，并相应地改变工作方式的机遇和挑战，生产系统的选择、设计和调整成为生产管理中的新内容，进一步扩大了生产管理的范围
日本丰“1980s ，日本丰田，“JIT 生产方式”
1970s ，市场情况逆转，大量生产方式开始面临困境
1
80年代，技术进步日新月异，市场需求日趋多变，世界经济进入了一个市场需求多样化的新时期，多
品种小批量生产方式成为主流, 从而给生产管理带来了新的、更高的要求
2000s, 全球制造和信息化
从80年代后半期至今，信息技术的飞速发展促使企业尽快地引入信息技术、利用信息技术来增强企业的竞争力和促进全球化。
2011/9/19北京
“生产与运作管理”面临的挑战
研究范畴的拓展制造业非制造业价值链生产与运作管理职能范畴的拓展
生产运作战略新产品开发产品设计采购供应
生产制造产品配送售后服务
如何加快新产品投放？
大量生产成本多品种小批量生产成本如何解决这一矛盾
大量生产，成本多品种、小批量生产，成本
生产的全球化“全球生产运作管理”
如何有效地引入新的生产技术、新的生产模式？
新经济下的“生产与运作管理”？What’s its pattern?1
3
2
企业竞争力的两个最活跃的因素4
5
工业与制造系统工程系（制造系统研究所）杨建军jjyang@https://www.doczj.com/doc/a26907318.html, 010********充满挑战和矛盾
T i
、订货周期
研制周期、订货周期
Q uality
质
C o
成
S 批量太小成本高
ervice
服
E nvironment
环
工业与制造系统工程系（制造系统研究所）杨建军jjyang@https://www.doczj.com/doc/a26907318.html, 010********影响了近三十年制造技术发展的调查
(企业的持续改善的动机)
设备年利用情况的调查统计
On a
Machine
Moving and Waiting 95%
零件在车间的平均花费时间分布
20 2011/9/19北京
在制零件的平均通过车间时间调查统计
In Cut 1.5%Load/UnLoad/Gage/Idle 3.5%
5%
零件在机床上的平均花费时间分布
工业与制造系统工程系（制造系统研究所）杨建军jjyang@https://www.doczj.com/doc/a26907318.html, 010********例：批量对成本的影响
(追求目标：批量MAX ＝1)
成本
传输线效应造成的质量成本
厂房空间成本
在制品库存成本
批量↓→库存↓→单台产品的制造周期↓→对需求的响应性↑→生产频率↑→整代价↑ →产能↓ →批量↑………..
1
N
内部运输成本
机器成本
加工系统准备工作成本
制造业管理与管理信息化具有多学科性
目的
信息技术
制造技术
管理技术
手段
方法
数字化制造---信息驱动的制造
数字化制造是在计算机和网络技术与制造技术的不断融合、发展和广泛应用的基础上诞生的，其内涵是：
CAD/CAPP/CAM/CAE 为主体的产品开发技术；
以MRP 、MIS 和PDM 为主体的制造管理与管理信息支持系统；数字控制制造技术。
工业与制造系统工程系（制造系统研究所）杨建军jjyang@https://www.doczj.com/doc/a26907318.html, 0108231771523
2011/9/19北京
企业信息系统应用场景
（制造与非制造功能）
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制造业市场竞争的新特点
知
1831年发电机用了年电机原理到1872年发电机，用了41年1948年半导体到1954年半导体收音机，用了6年
产品批量更小，汽车生产将不再是大批量生产的典型顾客对产品功能、性能、质量的要求更高产产品及制造能力严重过剩
人口老龄化更严重
jjyang@https://www.doczj.com/doc/a26907318.html, 010********制造系统技术的发展
国
计和制造是20世纪90年代制造业的标志性进展全
个其结果是设计制造周期大大缩短，从波、767的9-10年：缩短到波音777年，使企业获得巨大的独占性利润，每架777，要价1.4亿美元
信息时代造成了跨国公司的垄断性
跨国公司的生产总值占工业化国家生产总值的40%跨国公司的贸易占世界贸易总值的50%跨国公司的工业研制费占世界总值的
80%跨国公司操纵了世界技术转让的
75%跨国公司操纵了对发展中国家技术贸易的
90%
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企业竞争力的两个最活跃的因素45
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企业资源规划制造企业创新（工业创新）：
产品创新+流程创新+管理创新
与配置管理
销售与服务
生产管理
产品创新设计与开发
与加工
产品研制与生产的主要特点：以产品研制为核心而展开企业的过程与管理
提高了企业竞争力的两个最活跃的因素
?信息技术?现代管理技术
北京工业与制造系统工程系（制造系统研究所 大飞机制造
Boeing787设计、制造、使用
、维护、运营无纸化
2007
信息技术与设计、制造技术的融合
工业与制造系统工程系（制造系统研究所）杨建军jjyang@https://www.doczj.com/doc/a26907318.html, 010******** eCar
德国卡尔·本茨在1885年手工研制成
功的三轮汽车
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eCAR ：电子汽车
汽车电子
信息技术与传统工业的融合
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运输与信息化融合：
?星基导航、RFID 识别、路径优化决策系统
智能集装箱远洋运输
?每年燃油节约上亿元，实现绿色物流
1405年 郑和下西洋帆船
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传统远洋运输：手工信息作业，空箱调度多，路径冗余，成本高
1863：蒸汽机驱动
信息技术与企业生产、经营、管理的融合
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服务业
晋商
徽商
早期钱庄 网上银行
早期货铺 B2B电子商务交易网
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信息技术与服务业的融合
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平流层换乘
面向对象的协同式综合交通运输系统
真空电梯
?新型交通运输工具高度信息化 Door to Door Less than 3 hours
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?智能运输系统与交通设施融合
信息化与资源、能源供给体系的融合
工业与制造系统工程系（制造系统研究所）杨建军
jjyang@https://www.doczj.com/doc/a26907318.html, 010******** 传统工业
设计制造业
生产经营
呈现
工业化与信息化融
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资源能源
合
服务行业
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CIMS --制造技术、信息技术与管理技术的综合
CIMS
管理技术
手段
方法
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制造技术
信息技术
目的
计算机集成制造系统CIMS
C
1
的概念；1974年，美国的哈林顿（Joseph Harrington)出版了《计算机集成制造》一书，进一步发展了计算机集成制造系统Computer Integrated Manufacturing System))的概念。CIMS基于两个基本观点：
企
虑。
整
CIM与CIMS
CI
、管理与运行企业生产的一种哲理，它通过计算机硬件、是组织、管理与运行企业生产的种哲理，它通过计算机硬件、软件，并综合利用现代管理技术、制造技术、信息技术、自动化技术、系统工种技术，将企业生产全部过程中有关人、技术、经营管理等要素及其信息与我流有机的集成并优化运行，以实现产品品高质、上市快、成本低、服务好，从面使企业赢得市
CIMS-Computer Integrated Manufacturing System
是
CI
C
工业与制造系统工程系（制造系统研究所）杨建军jjyang@https://www.doczj.com/doc/a26907318.html, 010********制造理论百花齐放
为
竞争力世界各国结合自身特点和文化竞争力，世界各国结合自身特点和文化背景，提出了许多先进的生产方式与制造哲理。
计
并行工程（Concurrent Engineering）、
精益生产(Lean Production)和
(Lean Production)和
敏1
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企业竞争力的两个最活跃的因素4
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The Digital Mock-up & its 3D modelled items (parts) are today
INDISPENSABLE in Production ...
2011/9/19北京工业与制造系统工程系（制造系统研究所）杨建军
jjyang@https://www.doczj.com/doc/a26907318.html, 010********
High cutting volume ,
Sophisticated work piece geometry with thin walls due to
lower cutting forces
Supported by simplified tooling
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2011/9/19北京工业与制造系统工程系（制造系统研究所）杨建军jjyang@https://www.doczj.com/doc/a26907318.html, 01082317715432011/9/19北京工业与制造系统工程系（制造系统研究所）杨建军jjyang@https://www.doczj.com/doc/a26907318.html, 010********
机翼制造过程
2011/9/19北京
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777机身整体壁板装配
2011/9/19北京工业与制造系统工程系（制造系统研究所）杨建军jjyang@https://www.doczj.com/doc/a26907318.html, 010********Fuselage Assembly Stations
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2011/9/19北京
波音公司是世界航空制造界应用自动铺带技术的最主要单位，世界现有的余台自动铺带机中波音
自动铺带技术的应用
余台自动铺带机中，波音公司拥有21台。
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2011/9/19北京
自动铺带机铺放水平尾翼的蒙皮
波音777飞机尾翼蒙皮
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波音、洛克希德·马丁公司在JSF 项目中采用自动化纤维铺层生产复合材料进气道前机身纤维铺放技术的应用
合材料进气道、前机身蒙皮等大型部件时，在提高性能/成本比，缩短开发时间方面都取得了令人瞩目的成绩。
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纤维铺放技术的应用（续）
具有双曲面的大尺寸复合材料受力组件－A380机身尾段
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2011/9/19北京纤维铺放机开始A380机身（19.1段）的铺放
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复材自动铺丝机
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552011/9/19北京工业与制造系统工程系（制造系统研究所）杨建军jjyang@https://www.doczj.com/doc/a26907318.html, 010********
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2011/9/19北京
工业与制造系统工程系（制造系统研究所）杨建军jjyang@https://www.doczj.com/doc/a26907318.html, 010********激光定位铺层57
2011/9/19北京工业与制造系统工程系（制造系统研究所）杨建军机器人应用
592011/9/19北京数字化制造---信息驱动的制造
数字化制造是在计算机和网络技术与
制造技术的不断融合发展和广泛应用制造技术的不断融合、发展和广泛应用的基础上诞生的，其内涵是：
–CAD/CAM/CAE 为主体的产品开发技术；–以MRP 、MIS 和PDM 为主体的制造信息支持系统；
北京–数字控制制造技术。
设计方面
●二维绘图年代中由于图形显示器的出诞生了交互式的现，诞生了交互式的CAD 生产管理方面
M
年代中出现了８０年代大量在西方工业国MRPII70年代中出现了，８０年代大量在西方工业国家大量普及
企业信息化的未来
ERP Backbone Portal
CRM
APS
Logistics SCM
MES
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制造方面-数控应用
N R
年代出现第代工业机器人（智能机器人器人。８０年代出现第三代工业机器人（智能机器人――知、自适应和思维）
１９７１年第一台ＣＮＣ问世，并获得了极大的推广，是构成现代制造系统执行环境的最基础的元素。
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制造方面-柔性制造系统的出现
F
研制了著名的“莫林系统－２４”－柔性制造系统FMS （Flexible Manufacturing System ），到七十年代中大量进行实际的应用，成为当时制造业最美丽的光环。FMS 是由计算机控制的以数控机床（NC ）和加工中心（MC ）为基础适应多品种中小批量生产的自动化制造系统。FMS 综合应用现代数控技术、计算机技术、自动化物料输送技术，由计算机对制造系统进行控制和管理从而实现生产自动化。FMS 的主要目标是：提高现有零件的质量；缩短生产周期；降低生产成本；迅转产新产品；优化人员配置和库存柔性制造系统(FMS)
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2011/9/19北京FMS at Vought Aircraft
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2011/9/19北京
工业与制造系统工程系（制造系统研究所）杨建军jjyang@https://www.doczj.com/doc/a26907318.html, 010********质量控制方面
SP
692011/9/19北京1
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企业竞争力的两个最活跃的因素45
基本内容
本
品或提供服务过程中各种活动的计划、协调和实施。如预测、工厂选址、资源分配、产品和服务设计、进度安排、以及质量保证这些都是企业组织中的核心活动，属于战略问题。
工业与制造系统工程系（制造系统研究所）杨建军jjyang@https://www.doczj.com/doc/a26907318.html, 010********背景--生产系统生命周期及关键问题
产品设计与工艺选择
制造产品的形式？生产系统的诞生
公司的目标是什么？
产品如何发展？
怎样选择制造产品或提供服务的技术？怎样设计一个过程？怎样达到高的质量？
运行管理目标与公司管理目标的关系？怎样管理项目？
生产系统修正
如何持续改善？
系统与流程的再造方法与实践？
生产系统的设计
2011/9/19北京
生产系统的运行
如何预测（Forecasting ）？如何进行总生产计划
如何对生产计划和调度以及库存管理等日常活动进行管理？如何建立排队系统模型？
如何利用计算机系统工具辅助管理？
需要多大的能力？
怎样设计准时化生产系统？设备如何安置和优化？
怎样进行工作设计和作业测定？实行怎样的人力资源策略？
工业与制造系统工程系（制造系统研究所）杨建军jjyang@https://www.doczj.com/doc/a26907318.html, 010********
地位--“生产与运作管理”在企业中
Marketplace
Corporate Strategy
Operations Strategy Operations Management
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Plants Parts Processes
Planning and Control
Production System
Materials &Customers Input
Products &Services Output
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“生产与运作管理”在企业中
营
争
生产与运作
创
财务和会计
2011/9/19北京获记
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特点--制造技术、信息技术与管理技术的综合
CIMS
管理技术
手段
方法
北京制造技术
信息技术
目的