資源簡(jiǎn)介

第二單元 流程與設(shè)計(jì)（二）
在第一節(jié)中，我們已經(jīng)知道：
——具有各具目的的若干環(huán)節(jié)，且各環(huán)節(jié)按一定時(shí)序進(jìn)行的過(guò)程，叫做流程。
——生產(chǎn)活動(dòng)中的流程，是進(jìn)行加工、組織管理的依據(jù)，是物質(zhì)資料的增值活動(dòng)過(guò)程。科學(xué)合理地組織流程（環(huán)節(jié)和時(shí)序），是提高效率、提高質(zhì)量的保證。技術(shù)活動(dòng)中的流程思想和方法，也可用來(lái)指導(dǎo)我們的生活和學(xué)習(xí)。使我們的生活和學(xué)習(xí)更加有序，提高我們的學(xué)習(xí)和辦事效率。
——流程可以用多種不同的方式來(lái)表達(dá)。
——流程不是自然成就的，而是人們經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)，并經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)而形成的。這其中不乏血和生命的代價(jià)。
現(xiàn)在我們就來(lái)學(xué)習(xí)流程設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí)。
第二節(jié) 流程的設(shè)計(jì)
流程的設(shè)計(jì)，就是如何科學(xué)地確定過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)和時(shí)序。為此，我們先來(lái)分析一個(gè)我們熟悉的流程，看看它是怎樣確定的。
全自動(dòng)洗衣機(jī)流程的確定
洗衣機(jī)流程決定的基本依據(jù)是：如何能將衣服洗干凈。為此，我們必須了解洗衣機(jī)的洗滌原理。洗衣機(jī)洗衣物主要是依靠水流的滲透、沖刷等機(jī)械作用和洗滌劑的潤(rùn)濕、分散作用將污垢從衣物上分離到水中，而實(shí)現(xiàn)洗凈衣物的目的的。具體來(lái)說(shuō)有如下一些洗滌機(jī)理：①是洗滌劑水解后，形成的長(zhǎng)鏈CH化合物，這種化合物的一端為“親油端”，將衣物上的污垢分子包圍，它的另一端為“親水端”則和水很親和，這樣就產(chǎn)生了，污垢分子脫離衣物的趨勢(shì)；②水在波輪的帶動(dòng)下，以很高的速度甩向桶壁，并形成以波輪軸線為中心的渦流，衣物在渦流作用下，作螺旋式回轉(zhuǎn)，并與桶壁產(chǎn)生摩擦；③衣物不斷和波輪產(chǎn)生摩擦；④ 衣物在水中由于慣性的作用，運(yùn)動(dòng)速度比水慢，衣物和水之間也會(huì)產(chǎn)生摩擦；⑤由于洗衣桶形狀不是圓形，使水形成湍流，這種湍流帶動(dòng)衣物作不規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，從而使衣物的纖維不斷被彎曲、扭絞和拉長(zhǎng)，衣物相互之間產(chǎn)生摩擦；⑥在以上各種摩擦的作用下，污垢分子就會(huì)從衣物上進(jìn)入水中，再加上洗滌劑的乳化、分散作用，使洗滌后的水成為乳化液，污垢分子不能再回到衣物上；⑦脫水后，由于衣物的吸水性，在衣物中還保留了一定量的污水，因此，還得用清水漂洗，稀釋污水及其中的殘留洗滌劑的濃度，從而達(dá)到洗凈的目的。到底需要漂洗幾次，視要求而定。
了解了洗衣機(jī)的洗滌原理之后，我們就知道了為什么洗衣機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)洗滌程序（流程）是：選擇洗滌模式（洗滌要求）——進(jìn)水和加洗滌劑——洗滌——脫水（先放水，后甩干）——進(jìn)水——漂洗——脫水（同前）——進(jìn)水——漂洗——脫水。還有其它的洗滌方式，就不作一一介紹了，同學(xué)們可以回去看看您家的洗衣機(jī)，并仔細(xì)觀察洗滌過(guò)程。
流程設(shè)計(jì)的基本要求
設(shè)計(jì)一個(gè)技術(shù)活動(dòng)的流程，最主要的要求是要根據(jù)該項(xiàng)活動(dòng)的內(nèi)部工作原理及變化規(guī)律，科學(xué)地安排活動(dòng)的環(huán)節(jié)及時(shí)序又達(dá)到預(yù)期的目的。其具體要求有如下幾點(diǎn)：
提高效率。經(jīng)常是通過(guò)節(jié)省時(shí)間來(lái)完成的。
提高質(zhì)量。主要是合理地安排環(huán)節(jié)。
保證安全。在每個(gè)環(huán)節(jié)上都要對(duì)可能出現(xiàn)的安全隱患作詳盡的考慮，并要有保證安全的可靠措施。
節(jié)省資源。
提高管理水平。
提高經(jīng)濟(jì)效益。
其它還有如注意環(huán)保等。
流程設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的基本因素
在作流程設(shè)計(jì)時(shí)，必須要對(duì)在過(guò)程進(jìn)行時(shí)能夠提供的條件加以考慮。比如：
能提供什么樣的材料？
有什么樣的工藝條件？
有什么樣的加工設(shè)備？
有什么樣水平的技術(shù)人員？
有什么的樣的資金實(shí)力？
過(guò)程是否對(duì)環(huán)保有影響，如果有影響，就得安排相應(yīng)的解決辦法。
還得考慮一些特殊活動(dòng)的特殊要求。
只有對(duì)相關(guān)的因素作了充分的考慮，
所設(shè)計(jì)的流程才能符合實(shí)際。
流程設(shè)計(jì)的步驟
流程設(shè)計(jì)的基本步驟如下：
搞清過(guò)程的基本工作原理，和變化規(guī)律；
了解相關(guān)條件（就是上面所說(shuō)的應(yīng)考慮的基本因素）；
初步列出過(guò)程所需環(huán)節(jié)和時(shí)序（即明確 明確主要事項(xiàng)）；
調(diào)整確定環(huán)節(jié)和時(shí)序。
選擇合適的表達(dá)方式，畫出流程圖。
流程設(shè)計(jì)舉例（學(xué)生閱讀教材）
提示：教材上列舉了兩種小鐵錘的工藝流程（工序）一種是手工制作的工藝流程，一種是機(jī)械加工的工藝流程。這說(shuō)明了什么呢？第一，它說(shuō)明，流程不是唯一的。第二，它說(shuō)明流程的設(shè)計(jì)是由條件來(lái)決定的。其中手工加工流程，和我們上學(xué)期介紹的金屬墊塊的加工工序基本相同，這里多了一個(gè)“攻絲”的環(huán)節(jié)，攻絲，是手工加工內(nèi)螺紋的一種工藝，它的基本加工過(guò)程是先鉆一個(gè)直徑稍小于螺桿直徑的孔，再用“絲錐”來(lái)加工內(nèi)螺紋。而流程中的淬火和電鍍，就不屬于手工加工了。
至于機(jī)械加工方案，由于同學(xué)們沒(méi)有見過(guò)機(jī)床，無(wú)法在課堂上講清楚，只要求同學(xué)們知道，由于設(shè)備的不同，工藝流程就會(huì)不一樣。
第三節(jié) 流程的優(yōu)化
在流程的設(shè)計(jì)和實(shí)施過(guò)程中，經(jīng)常需要進(jìn)行不斷的修改和完善，這種對(duì)流程修改的過(guò)程，叫做流程的優(yōu)化。
一、流程優(yōu)化的目的
既然是優(yōu)化，就是要做得更好。也就是要進(jìn)一步提高工作效率、進(jìn)一步降低成本、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、節(jié)約能耗、減少環(huán)境污染、保證安全。
二、流程優(yōu)化的內(nèi)容
流程優(yōu)化的主要內(nèi)容有：工期優(yōu)化、工藝優(yōu)化、成本優(yōu)化、技術(shù)優(yōu)化、質(zhì)量?jī)?yōu)化等。對(duì)一個(gè)流程的優(yōu)化，可以是整體的全面優(yōu)化，也可以是對(duì)某一個(gè)指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化。經(jīng)常會(huì)有這樣的情況出現(xiàn)：某一個(gè)指標(biāo)得到了優(yōu)化，而使另外的指標(biāo)下降了。比如，技術(shù)優(yōu)化，可能使成本提高。成本優(yōu)化了，也可能使質(zhì)量下降。因此，在進(jìn)行流程優(yōu)化時(shí)，要綜合平衡，以取得整體優(yōu)化的成效。
工期優(yōu)化。工期優(yōu)化的目的是縮短加工時(shí)間。其主要手段是：在不改變工藝的條件下，將某些環(huán)節(jié)的串行改為并行。如教材所舉案例：
SHAPE \* MERGEFORMAT
修改后的流程，是把“電器修理”的環(huán)節(jié)與“檢查”、“零件加工”、“零件維修”并行，這樣，可以把原來(lái)需要18天的工期，減少為15天。之所以可以這樣改動(dòng)，是因?yàn)檫@幾項(xiàng)工作，沒(méi)有先后的要求，這是并行安排的基本依據(jù)。當(dāng)然，這樣改動(dòng)之后，有可能要增加人力和物力，因此在做成本核算時(shí)，要把增加的人力和物力計(jì)算進(jìn)去，并與改動(dòng)前進(jìn)行比較，如果改動(dòng)后的總成本是降低的，則優(yōu)化是可行的。
根據(jù)環(huán)節(jié)安排無(wú)先后要求的因素，請(qǐng)同學(xué)們看看教材上“P55”的“馬上行動(dòng)”，可以做怎樣的優(yōu)化？——可以將“買電器元件”、“焊底座”、“做燈罩”三個(gè)環(huán)節(jié)并行，這樣可以使工期節(jié)約4個(gè)小時(shí)。當(dāng)然，如果人力不夠，還可以把①、②串行，③與它們并行，這樣工期是一樣的。
工藝優(yōu)化
仍以教材上的案例為例。法蘭，也叫
法蘭盤，是管道和殼體連接時(shí)用的一種器
件，用于殼體連接時(shí)，法蘭盤和殼體為一體，
用于管道連接時(shí)，可以單獨(dú)加工，典型的
零件圖如右。
對(duì)于這類零件的加工，其工藝流程的
制定須視加工零件的數(shù)量和工藝設(shè)備而定。
一般來(lái)說(shuō)，少量的生產(chǎn)，可采用切削法，
其工藝流程如右圖所示。
如果，生產(chǎn)的數(shù)
量大，并且工藝設(shè)備
又能滿足要求，則應(yīng)
采用“少量切削法”，
其加工流程如教材
（P56）所示，方塊
圖右。這種加工方法，
由于只要增加模具和
熱處理設(shè)備，花費(fèi)的
成本較高，只有在生
產(chǎn)批量較大時(shí)，才能
顯示其優(yōu)越性。
成本優(yōu)化
教材（P56）的案例，是一個(gè)簡(jiǎn)單的最優(yōu)化問(wèn)題，它可以直接算出各種方案的值來(lái)進(jìn)行比較，從而得出答案。比較復(fù)雜的問(wèn)題，得用專門的“最優(yōu)化方法”來(lái)求解。這在數(shù)學(xué)上是一個(gè)專門的領(lǐng)域。它包括單變量極值問(wèn)題、多變量極值問(wèn)題、無(wú)條件極值問(wèn)題、條件極值問(wèn)題、變分法、最大值原理和動(dòng)態(tài)規(guī)劃等內(nèi)容。單變量極值最簡(jiǎn)單的問(wèn)題就是同學(xué)們已經(jīng)學(xué)過(guò)的二元一次函數(shù)其極值問(wèn)題。同學(xué)們用的是配方來(lái)求解。當(dāng)然，你也可以直接用公式來(lái)求解。如：y=ax ＋bx＋c，要求它的極值，可以用x=－b/2a，將此x值代入原式，所得y [y=－（b －4ac）／4a] 值，就是所求的極值。
下面我們?cè)倥e一個(gè)例子：
如右圖，自來(lái)水公司擬在在河岸
建立一個(gè)泵站，為A、B兩個(gè)居民點(diǎn)
的水塔供水。泵站應(yīng)建在什么地方，
才能使輸水管道最短？這也是一個(gè)成本
優(yōu)化問(wèn)題。
這是一個(gè)用幾何方法來(lái)解決的一個(gè)
最優(yōu)化問(wèn)題。即要求AF+BF為最短。
解法如圖所示，沿河岸作一直線CD，作AM⊥CD，延長(zhǎng)AM至E，使AM=EM，連接BE，與CD交于點(diǎn)F，則F點(diǎn)為所求建站地址。
當(dāng)然，實(shí)際工作中的最優(yōu)化問(wèn)題不都是這樣簡(jiǎn)單，我們只是要大家知道，在流程設(shè)計(jì)中，經(jīng)常會(huì)碰到最優(yōu)化問(wèn)題。因?yàn)椋瑳](méi)有優(yōu)化，就不可能進(jìn)步，優(yōu)化，是技術(shù)工作的永恒主題。
三、流程優(yōu)化的條件
要進(jìn)行流程的優(yōu)化，必須具備一定的條件。這些條件包括：（1）對(duì)流程內(nèi)在機(jī)理的深入了解。比如對(duì)洗滌原理的了解，就會(huì)在流程中安排兩次漂洗；（2）設(shè)備和工藝水平的提高。比如，只有在具備鍛壓設(shè)備時(shí)，才可能將法蘭盤的加工改為少量切削加工；（3）人員技術(shù)水平的提高。
對(duì)本單元的簡(jiǎn)要小結(jié)
在本單元中，我們了解了流程的涵義，學(xué)習(xí)了流程設(shè)計(jì)及流程優(yōu)化的基本知識(shí)。從中我們認(rèn)識(shí)到，流程不僅是一種技術(shù)活動(dòng)，它更是一種重要的技術(shù)思想和方法，這種思想和方法的內(nèi)涵有如下幾點(diǎn)。（1）整體規(guī)劃，分步實(shí)施的思想和方法。為達(dá)成某個(gè)目標(biāo)，需要做哪些事情，必須有一個(gè)總體的設(shè)想，為了完成這個(gè)設(shè)想，又必須分步實(shí)施，這樣才有可能把整體設(shè)想落到實(shí)處。（2）“順序”的思想和方法。順序是規(guī)律的體現(xiàn)，順序合理，才符合事物本身的規(guī)律，工作才能夠順利進(jìn)行。（3）銜接的思想和方法。順序之間需要銜接，上一個(gè)環(huán)節(jié)，必須為下一個(gè)環(huán)節(jié)提供條件和保證。（4）“流水線”的思想和方法。流程的思想促成了“流水線”的產(chǎn)生，而流水線又成了組織活動(dòng)，提高效率的重要思想和方法。（5）優(yōu)化的思想和方法。這些思想和方法的掌握和應(yīng)用，不僅是在技術(shù)活動(dòng)中受益，對(duì)我們的工作和生活都是非常有意義的。
分析基本因素
明確主要事項(xiàng)
確定環(huán)節(jié)和時(shí)序序
畫出流程圖
是否達(dá)到要求
結(jié)束
修改方案
流程設(shè)計(jì)步驟
是
否
確定目標(biāo) 明確任務(wù)
零件加工
試車
組裝
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
1天
8天
電器修理
3天
3天
1天
檢查
2天
檢查
零件維修
5天
2
1
2
3
4
5
6
7
拆卸
檢查
2天
電器修理
零件加工
組裝
試車
3天
3天
1天
1天
8天
零件維修
5天
1
4
5
6
6
5
4
1
2
焊底座
做燈罩
組裝
調(diào)試
買電器元件
買電器元件
焊底座
做燈罩
組裝
調(diào)試
φ1
φ2
φ3
下料
切削
鉆孔
檢查
法蘭盤切削加工流程
下 料
加 熱
模 鍛
熱處理
切 削
檢 驗(yàn)
法蘭盤少量切削加工流程
A
B
C
D
E
F
M

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