2.3 流程的优化（教学课件）通用技术苏教版2019必修2

2.3 流程的优化 苏教版（2019）必修《技术与设计2》 高中通用技术 目录 一 学习目标 二 课堂导入 三 技术探究 四 课堂小结 五 拓展延伸 六 课堂练习 学习目标 一 通过案例分析，尝试分析流程设计和流程优化的基本要素，能够体会流程设计的基本思想和方法。 能结合技术需求对已有流程进行优化，并用流程图表达出来。 二 课堂导入 二 课堂导入 孙宇发现，小组同学在做金属组合式笔筒时，有的同学忙得不亦乐乎，有的同学却无所事事。如何让所有同学动起来，做合适的工作，形成协作？显然需要对原加工流程进行合理的优化。 三 技术探究 分析流程优化的基本要素 任务一 三 技术探究 在流程的设计和实施过程中，需要不断地对流程进行改进，以期取得最佳效果。对流程的改进过程，称为流程的优化。 生产和生活中的技术改进和革新，多数是对已有流程的整体改进或是对其中某一环节的改进，使其得以优化。 保证安全生产 减少环境污染 降低能耗 降低劳动强度 降低成本 提高工作效率 优化的目的 三 技术探究 降低劳动强度 降低成本 提高工作效率 三 技术探究 保证安全生产 减少环境污染 降低能耗 三 技术探究 工艺优化 工期优化 成本优化 01 02 03 流程优化 流程的优化应在综合考虑各项指标的基础上，抓住主要矛盾，突出重点指标的优化，综合权衡，以达到整体优化的目的。 通过对流程采取一定的优化措施与技术手段，能够达到提高工作效率，减少作业时间的工期优化的目的。 三 技术探究 三 技术探究 工期优化 某厂家生产的竹凉席需要把一块块竹块串连起来。由于串线的需要，须在竹块上钻两个孔。 以下是竹块钻孔流程不断优化的过程： 最初是用一个钻头在竹块上钻孔，钻两个孔需要两个环节， 效率低下。后来改为用两个钻头同时钻孔，即一期优化，两个钻 头同时完成，效率有了显著的提高。 一期优化后，用两个钻头同时钻孔，钻通竹块的钻孔较深， 耗时较长。二期优化采用四个钻头从竹块两侧同时钻孔，每侧钻 孔深度减小，提高了效率。 在把串行工序改为并行工序时，要考虑并行工作需要的人力 和物力的增加，要把人力和物力增加的成本与工期缩短减少的成本进行比较。如果改进后的总成本是降低的，那么改进方案就是可行的。工期优化对于大型建筑施工、修路、水利工程等项目，可大大减少工程成本，提高经济效益。 三 技术探究 讨论： 以上案例说明，并行工序比串行工序的作业方式效率更高，工期更短。但事物总是相对的，在生活或工作上有没有这样的案例，并行工序比串行工序的作业方案效率低，工期长呢？ 当流程的时序中每一个环节都是最后一个环节的前提时，这样的流程就无法并行工作。如果采用并行工序，会让一部分人处于等待状态，浪费了时间。 三 技术探究 从自动分拣到智能分拣流水线作业方式 三 技术探究 工艺优化 法兰是以钢材为材料制造的用于管道等的连接器件。从制造工艺上看，有切削法和少切削法两种加工方法。 1. 切削法 切削法就是将圆钢直接在车床上切削成型，然后再钻孔而成。其加工工艺流程如下： 用切削法制造法兰的优点是工艺简单，缺点是切削过程耗费的时间太长，生产效率低，而且材料的利用率很低。 采用先进的工艺技术，不仅能够大大缩短工期，而且能够提高产品的质量。因此，谋求工艺设备的改进和工艺方法的优化，是进行流程优化的主要手段之一。 三 技术探究 工艺优化 2. 少切削法 这种方法的工艺流程如下： 原料断料后，放在加热炉内加热变软，然后用模具将其锻压成型，再经过热处理，最后按照尺寸要求，进行少量的切削加工，并检查质量。 这种工艺流程虽然工序较多，所用设备较多，但由于切削量很少，在大批量生产中，可以大大减少材料的浪费，提高生产效率。 加工质量为3.8 kg的法兰时，比较不同加工工艺下钢材的切削量， 填写下表。 加工方法 1个法兰的质量 材料利用率 加工1万个法兰的切削总量 切削法 3.8 kg 40% 少切削法 90% 57000kg ≈4222kg 三 技术探究 思考： 两种加工方法分别在什么情况下使用？ 少切削法相对于切削法来说效率高，质量优，但是需要加入新的设备和人员，增加了成本。采用哪种工艺需要依据增加的成本和总收益的比较进行权衡。 三 技术探究 三 技术探究 三 技术探究 成本优化 某单位食堂提供午餐，午餐餐具为每人一个不锈钢餐盘、汤勺、汤碗和一双筷子。用餐完毕后餐具需要用餐者自己归类放置，回收餐具顺序如图2-31所示。 食堂工作人员发现，每过一段时间，汤勺总是不够用，后去用餐的职工往往找不到汤勺，汤勺到哪里去了？通过观察发现，回收餐具时，总是有人不小心地把汤勺倒进收剩渣的桶中，所以汤勺会越来越少。耗时较长。 三 技术探究 讨论： 应如何进行流程优化以解决汤勺“消失”的问题？结合材料找出自己学校食堂餐具的归类放置存在的不足，并给出具体的优化措施。 可通过改变流程的时序来解决此问题，因为汤匙一般放在喝汤的碗里，很容易随着汤碗掉进第一个桶里。因此可将放置桶的顺序改为：收筷勺的大桶，收残渣的大桶，收汤碗的大桶，放餐盘的大桶。 三 技术探究 请结合多种因素，对已设计的金属笔筒的工艺流程进行创新性流程优化，并填写下页表格。 三 技术探究 优化要素 优化措施 设备 采用金属切割机，能够大大提高方管的切割效率； 采用金属打磨机，能够大大提高外表面打磨效率 工艺 人员 材料 铭牌可用不同材质进行制作，降低成本 减少了操作人员 传统人工加工工艺变成机械加工工艺 三 技术探究 1. 工期优化与工艺优化各有什么特点？ 2. 有人说“工艺优化是工期优化、质量优化与成本优化的手段”，你是如何理解的？ 1.工期优化是压缩计算工期，以达到要求工期目标，或在一定约束条件下使工期最短的过程。 工艺是劳动者利用生产工具对各种原材料、半成品进行增值加工或处理，最终使之成为制成品的方法与过程。简单来说，工艺优化就是对原有的工艺流程进行重组或改进，以达到提高运行效率、降低生产成本、严格控制工艺纪律的目的，即优于现行工艺的一种操作方法。 2.如果以工艺优化为目的，工艺优化了，相应的工期、质量和成本都会得到不同程度的优化。但是如果只以工期、质量、成本其中的一项为主要优化目的，就不一定涉及工艺的改变。 三 技术探究 进行简单的流程优化 任务二 三 技术探究 流程的改进和优化基础 设备提升 工艺水平提高 对流程内在机理进一步研究 例如，零件加工中材料的改变，会导致设备的改变和工艺方法的改变，从而导致加工流程改变；若材料不变，加工工艺改变了，设备也要改变，流程也随之改变。因此，流程与材料、设备、工艺有着密切的关系，在优化流程时，需要充分考虑这些条件。 三 技术探究 生产线焊接设备的流程优化 焊接是一种生产工艺，常用的焊接方法是利用大电流将两种金属部件熔接在一起。由于零件太小，目前很多生产线还不能完全依靠机械臂完成工件的抓取，只能手工完成。 其焊接流程为： 效率与安全隐患分析：工人手脚并用，双手放好工件后，立即踩下控制踏板，中间几乎没有任何停顿，可以快速地完成焊接。但是，由于工人动作太快，双手尚未撤离，控制踏板可能已经被踩下，焊接电极就会直接压到工人的手指，导致严重的安全事故。 三 技术探究 优化方案一： 具体方案：不采用脚踩下踏板进行焊接，而是在焊接机的两侧放置两个按钮，必须用双手同时按下按钮，焊接机才能进行焊接。这样双手必须离开工件，就避免了焊接时焊接电极砸到手指的事故发生。 优化后的流程为： 此流程的优化通过改变流程的环节，将脚的操作改为手的操作，从而避免了重叠性操作（手脚同时操作）而产生的伤害。 效率与安全隐患分析：这样的设计基本消除了安全隐患，但是依然存在两个问题： 1. 双手需要运动到两侧较远的距离才能按下按钮，降低了生产效率。 2. 按钮有可能被其他人按下，产生安全隐患。 三 技术探究 优化方案二： 将控制按钮改成微动开关，安装在焊接位置的两侧。工人安放好工件之后，只需要打开双手，双手同时触碰两侧的微动开关，就能控制电极下压进行焊接，在保证安全的同时提高了生产效率。 其流程为： 效率与安全隐患分析：这样的设计消除了安全隐患，但是依然有问题， 双手仍要同时触碰微动开关，工人重复劳动时间长。 三 技术探究 优化方案三： 为了进一步提高安全性，还可以在焊接区域的周围安装光栅式传感器，只要任意一条光栅被遮挡，设备就会立即停止。这种优化是以光栅技术作为条件的。 三 技术探究 思考： 请说明这三个优化方案分别解决了什么问题，三个优化方案之间有什么关系。 优化方案一解决了手脚同时操作误伤手指的安全问题；优化方案二解决的是方案一中双手需要移动较远距离，导致工作效率降低的问题，以及他人误操作的问题；优化方案三解决的是双手同时触动开关，工人重复劳动时间长的问题。三个优化方案是在不断地分析问题中实现的，它们之间是逐级完善的关系。 三 技术探究 组合式笔筒的工艺流程及优化 如图2-37甲所示是利用三维打印技术制作的笔筒，其工 艺流程如下： 如图2-37乙所示是利用激光切割机制作的有机玻璃笔 筒，其工艺流程如下： 思考：以上两款笔筒，其工艺流程与手工制作木制笔筒 和金属笔筒相比，哪些方面得到了优化？你有什么样的优化方案？ 利用三维打印技术和激光切割机制作笔筒与手工制作木制笔筒或金属笔筒相比，可以提高质量，降低成本，熟练操作后还会大大缩短工期。 四 课堂小结（思维导图） 流程的优化 分析流程优化基本因素 流程优化的概念 流程优化的类别 流程优化的基本要素 进行简单的流程优化 流程优化的基础 五 拓展延伸 流程再造与信息化基础 20世纪90年代，美国麻省理工学院教授迈克·哈默与詹姆斯·钱皮提出企业再造理论和方法。企业再造是指“为了飞跃性地改善成本、质量、服务、速度等重大的现代企业经营基准，而对工作流程进行根本性的思考并彻底改革”。在一个企业中，业务流程决定组织的运行效率，是企业的生命线。为了能够适应新的世界竞争环境，企业必须摈弃已成惯例的运营模式和工作方法，以工作流程为中心，重新设计企业的生产、经营和管理方式。 哈默教授认为，企业的流程再造就是企业的一场革命。信息网络技术可以作为企业再造的手段。流程管理要处理大量的信息，必须以快速而灵敏的信息网络为依托。通过信息处理系统，几乎所有的相关工序都可以同时进行。通过流程管理信息系统，决策者可以及时掌握必需的决策信息。信息系统的建设，一方面构造企业内部的信息网络，另一方面要与企业外部的信息网络连接，充分利用外部的信息资源。 迈克尔·哈默(Michael Hammer，1948.4.13-2008.9.3)：企业再造之父，20世纪90年代四位最杰出的管理思想家之一。 詹姆斯·钱皮（James Champy），美国管理学家、作家、公认的企业重组与组织变革领域世界权威，曾任CSC管理顾问公司董事长，CSC Index国际管理咨询公司创始人之一。。 六 课堂练习 1.某快递公司分拣中心存在包裹积压问题，现计划优化分拣流程。下列选项中，最符合流程优化根本目标的是（   ） A．购买更多分拣机器，将每小时处理包裹量从800件提升至1200件 B．增加质检人员，将包裹错分率从5%降低至1% C．改用廉价包装材料，使单件包裹分拣成本减少0.3元 D．重组分拣动线，在不增加设备和人力前提下，将平均滞留时间从3小时缩至1.5小时，同时库存周转率提升40% D 六 课堂练习 2.学校劳动种植园的马铃薯播种流程图如下。同学们为种植园安装自动滴灌装置代替人工浇水。这样的流程优化主要属于（ ） A. 技术优化 B．工期优化 C．工艺优化 D．成本优化 A 六 课堂练习 3.城市中的湖底往往会积聚大量的污泥，如果不及时清理，就会滋生大量的水生植物而污染水质。某公司原先清理城市污泥的流程如图甲所示；后来，该公司对清理城市污泥的流程进行优化，优化后的流程如图乙所示。比较这两个流程图，第二个流程哪些方面得到了优化？该优化属于流程中的何种优化？ 第二个流程减少环境污染，提高废物回收利用率，属于工艺优化。 六 课堂练习 4.张伟同学家附近有一个停车场，停车场的通道只允许一辆汽车通过，因此经常堵车。后来在通道两端各安排一个人值班，对车辆进行正确的进出安排，可是这样又增加了人工费用。请你提出一个方案，较好地实现车辆进出流程的优化。 利用视频监控、车辆识别等控制设备来代替人工控制闸门。 谢 谢！ 高中通用技术苏教版（2019）必修2 Lavf61.7.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf61.7.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf61.7.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf61.7.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$