第四章生产过程选择及工艺流程设计
第四章生产过程选择及工艺流程设计
第二节 产品工艺流程设计
如何把投入变换成产出，是流程设计 要解决的问题，问题的答案可能会多种多 样。因为一个产品的制造和一项服务的提 供需要物料、设备、人力等多种资源要素 的组合，不同组合方式可以生产出同一种 产品和服务，但生产运作的经过－－产品 或服务的质量、成本、交货期却可能不同。
第四章生产过程选择及工艺流程设计
2. 服务生产的组织设计
服务生产组织所关注的焦点是顾客， 所有的经营决策和相关的经营活动都是围 绕顾客进行的。 ¨服务生产能力的确定（强调应变能力） ¨服务生产组织设计构成要素 ¨服务生产经营策略 ¨服务生产水平与绩效的衡量
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3rew
Changes in Attributes
Product focus (steel, glass, cement)
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3. 生产过程选择
¨ 项目型单件/小批量（Project，Job Shop） ¨ 批量生产（Batch Production） ¨ 装配流水线(Assembly Line) ¨ 连续性生产（Continuous Flow）
工艺流程分析是指系统地对每个工序 操作和步骤进行研究和改进，涉及对各工 序生产能力和均衡程度进行调整，利用可 获得的生产资源来追求最大产出和最低成 本。
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工艺流程分析，一般对具有 以下特征的工序进行考察和分 析
¨ 工作条件不一致 ¨ 导致原材料浪费 ¨ 瓶颈状态 ¨ 耗费大量时间 ¨ 需要大量的搬运工作
facilitate low-volume, high-variety production
¨ 产品专业化流水式生产（Product Focus) A facility organized around products; a product-
oriented, high volume, low variety.
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3. 工艺流程设计各影响因素之间的关系
当产出量低－－工艺专业化加工装配型 顾客参与多、资源应变能力强， 投资强度低
产出量低－－ 产品专业化流水生产 顾客参与少、较大的资本强度 降低了资源应变能力，为纵向 一体化创造了更多的机会
第四章生产过程选择及工艺流程设计
第三节 工艺流程分析
第四统
¨ 服务生产的特点和分类 ¨ 服务生产的组织设计 ¨ 服务生产系统的设计与选择
第四章生产过程选择及工艺流程设计
1.服务生产的特点和分类
¨ 特点－－ ¨ 分类－－
固定设施服务、流动设施服务 按顾客与服务生产系统地接触程度分 （顾客是直接服务对象，是服务过程 的主要构成要素）
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
2020/11/29
第四章生产过程选择及工艺流程设计
第四章生产过程选择及工艺流程设计
2. 工艺流程设计的影响因素
¨ 资本强度（Capital Incentive) ¨ 资源应变能力（Resource Flexibility） ¨ 纵向一体化程度（Vertical Integration） ¨ 顾客参与程度（Customer Involvement）
第四章生产过程选择及工艺流程设计
1. 工艺流程设计的概念
选择和设计把投入变换成产出所需的 资源、资源的组合方式、任务的进行方式、 物流和信息流的流动方式。
工艺流程设计不是一项一次性的工作， 而是随着企业所提供的产品和服务的变化、 随着外部环境的变化，不断地加以改进。
必须进行工艺流程设计的情景见P67
¨ 重复性批量生产（Repetitive process) A product-oriented production process that uses
modules. MODULES---Parts or components of a product
previously prepared, often in a continuous process. 第四章生产过程选择及工艺流程设计
第四章生产过程选择及 工艺流程设计
2020/11/29
第四章生产过程选择及工艺流程设计
第一节 产品生产过程及其类型
¨ 制造业的生产类型 ¨ 生产系统的类型 ¨ 生产过程选择
第四章生产过程选择及工艺流程设计
1. 制造业的生产类型
分类方法
按产品使用性能分类 按生产工艺特征分类 按生产稳定性和重复性分类
High variety
One or few Units per run
Low-Volume Repetitive Process Focus
(projects, job shop)
High-Vol.
Changes in Modules
Repetitive (autos, motorcycles)
按产品需求特性分类
生产类型
通用产品 专用产品
流程型 加工装配型 大量生产 成批生产 单件小批生产 订货生产 备货生产
第四章生产过程选择及工艺流程设计
2. 生产系统的类型
¨ 工艺专业化加工装配型（Process Focus) A Production facility organized around processes to
第二篇第4章胶管车间工艺设计
2、配合剂 (1)粉状配合剂按细度要求进行筛选，并清除杂质。
振动筛、圆鼓筛、炭黑筛和电磁振动筛 (2)固体软化剂或防老剂应粉碎加工，以利分散。
球磨机、刨片机和锤式破碎机 (3)对粘稠软化剂要适当加温，除去水分并降低粘度后使用，
胶浆胶
0.30~0.40
填充中胶
0.35~0.45
高分子科学与工程学院 College of Polymer Science and Engineering
（四） 胶料热炼
①热炼温度
不同胶种的胶料特性，其热炼温度范围如下：
表4-3 胶料的热炼温度
胶种
前辊温，℃ 后辊温，℃ 胶种
前辊温，℃
后辊温，℃
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2015年9月8日～10日胶管胶带信息与技术论坛,胶管胶 带分会理事长刘海青做了《胶管胶带行业当前运行状况与 今后形势预测及“创新智能”发展建议》的工作报告。刘 海青理事长对胶管胶带行业健康发展提出创新智能胶管胶 带生产新模式，以生产过程自动化、智能化为目标，实施 生产全过程数字化，推动胶管胶带产业的转型升级，形成 新的核心竞争力。
②胶管用胶布的擦胶通常有两种方法。
➢厚擦 (也称“包擦”)
将胶料包在中辊上(包胶厚度约2～3mm)，
在擦胶过程中，使一部分胶料擦入布料，
一部分仍包在中辊上
➢优点是胶布不易压坏，操作 比较方便，但胶料在织物中的
厚擦法－1 胶料 2 胶布
渗透性较差。
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《生产运作管理》课程笔记
《生产运作管理》课程笔记第一章绪论1.1 运营管理的概念运营管理是指对企业内部各种运营活动进行计划、组织、实施和控制的过程，以确保企业能够高效、低成本地生产出高质量的产品或提供优质的服务。
运营管理涉及到企业内部的所有运营活动，包括生产、服务、物流、库存、质量控制、设备维护等。
1.2 运营管理的过程与系统运营管理的过程包括：计划、组织、实施和控制。
这四个过程相互关联、相互影响，构成了一个完整的运营管理系统。
计划是指确定企业目标、制定战略和策略、安排资源等；组织是指建立组织结构、分配任务和责任、协调各项工作等；实施是指按照计划和要求进行生产或服务活动；控制是指对生产或服务过程进行监督和检查，以确保达到预期的目标。
1.3 运营管理的目标与内容运营管理的目标包括：提高生产效率、降低成本、保证产品质量、提高客户满意度、优化资源配置、提高员工素质等。
为了实现这些目标，运营管理需要关注以下内容：生产计划与控制、库存管理、供应链管理、质量控制、设备维护、人力资源管理、成本控制等。
1.4 运营管理职能运营管理的职能主要包括：生产管理、服务管理、物流管理、库存管理、质量控制、设备维护、人力资源管理、成本控制等。
这些职能相互关联、相互支持，共同构成了运营管理的整体框架。
1.5 运营管理的发展历程运营管理的发展历程可以分为以下几个阶段：- 工业革命前：手工作坊时代，生产方式主要以手工为主，生产效率低下，产品质量参差不齐。
- 工业革命：机器代替手工，大规模生产成为可能，但生产过程缺乏规范化、标准化。
- 科学管理时代：以泰勒为代表，提出科学管理理论，强调标准化、规范化生产，提高生产效率。
- 系统管理时代：以全面质量管理、精益生产、供应链管理等为代表，强调系统化、集成化、持续改进。
- 全球化时代：随着全球化的发展，运营管理面临着更加复杂和多样化的挑战，需要更加注重创新、灵活性和适应性。
2.1 运营管理战略概论运营管理战略是指企业为实现长期目标而制定的关于运营活动的总体规划和策略。
《课程讲解》-4第四章 工艺流程设计
工艺管道及仪表流程图又称施工流程图或带控制点的 工艺流程图。与之配套的尚有辅助管道及仪表流程图、公 用系统管道及仪表流程图。它是由工艺人员和自控人员合 作进行绘制的，在初步设计和施工图设计中都要提供这种 图样。
工艺管道及仪表流程图是在工艺流程草图和物料流程 图的基础上绘制的，它是设备布置和管道布置设计的依据， 并可供施工、安装、生产操作时参考。
D.控制方案的确定。
为了正确实现并保持各生产工序和每台设备本身的操作条件， 及实现各生产过程之间、各设备之间的正确联系，需要确定正 确控制方案，选用合适的控制仪表。
§4.1 设计方法 §4.1.1 化工设计中涉及的问题
E.合理利用原料及能量。
计算出整个装置的技术经济指标应合理地确定各个生产过程 的效率，得出全装置的最佳总收率，同时要合理地做好能量回收 与综合利用，降低能耗。据此确定水、电、蒸汽和燃料的消耗。
§4.2 流程图绘制方法 §4.2.1 工艺流程图概述
2．物料流程图
物料流程图是在全厂总工艺流程图基础上，分别表达 各车间内部工艺物料流程的图样。在流程上标注出各物料 的组分、流量以及设备特性数据等。
3．工艺管道及仪表流程图
工艺管道及仪表流程图是以物料流程图为依据，内容 较为详细的一种工艺流程图。在管线和设备上画出配置的 某些阀门、管件、自控仪表等的有关符号。
H.制定安全生产措施。
应当对设计出来的化工装置在开车、停车、长期运转以及检 修过程中，可能存在哪些不安全因素进行认真分析，再遵照国 家的各项有关规定，结合以往的经验教训，制订出切实可靠的 安全措施，例如设置安全阀、阻火器和事故贮槽等。
§4.1 设计方法 §4.1.2 从工艺角度进行流程设计
首先要看所选定的生产方法是正在生产或曾经运行过的成 熟工艺还是待开发的新工艺。前者是可以参考借鉴而需要局部 改进或局部采用新技术新工艺的问题。后者须针对新开发技术， 在设计上称为概念设计。不论哪种情况一般都是将一个工艺流 程分为四个重要部分，即原料预处理过程、反应过程、产物的 后处理（分离净化）和三废的处理过程。
工艺流程设计与工艺流程的选择
工艺流程设计与工艺流程的选择引言工艺流程设计是指在产品制造过程中，制定出一系列合理的工艺步骤和操作要求，以达到高效、高质量地生产产品的目标。
工艺流程的选择则是在众多可行方案中，选择出最适合企业实际情况的一套工艺流程。
本文将探讨工艺流程设计的重要性以及如何选择最适合的工艺流程，为企业提供一些实用的指导。
工艺流程设计的重要性工艺流程设计在产品制造中扮演着重要的角色，它直接影响着产品质量、生产效率以及成本控制。
以下是工艺流程设计的几个重要方面：1. 产品质量工艺流程设计直接关系到产品的质量。
通过合理的工艺流程设计，可以降低产品的不良率，提高产品的标准化和稳定性，确保产品达到标准要求。
2. 生产效率工艺流程设计可以优化生产过程，降低生产时间和成本。
通过合理的生产步骤和操作要求，可以缩短生产周期，提高生产效率，实现生产能力的最大化利用。
3. 成本控制工艺流程设计可以帮助企业合理控制成本。
通过合理的选择工艺设备、工艺参数以及材料使用量，可以降低生产成本，提高企业的竞争力。
工艺流程的选择在选择工艺流程之前，需要对产品进行充分的调研和分析，考虑以下几个因素：1. 产品特性不同的产品具有不同的特性，如形状、尺寸、材料等。
在选择工艺流程时，需要考虑产品特性对工艺要求的影响，确保工艺流程能够满足产品的要求。
2. 设备和工艺参数选择工艺流程时需要考虑具体的设备和工艺参数。
不同工艺设备有不同的性能和特点，工艺参数的不同也会对产品质量和生产效率产生影响。
因此，要选择适合的设备和调整合理的工艺参数。
3. 生产能力和规模不同企业的生产能力和规模各不相同，要根据企业实际情况选择合适的工艺流程。
对于小规模生产的企业来说，可以采用简单、成本低的工艺流程；而对于大规模生产的企业来说，可以选择自动化、高效率的工艺流程。
4. 成本和效益选择工艺流程时还需要考虑成本和效益的平衡。
工艺流程的选择应该在满足产品要求的基础上，尽可能降低生产成本，并确保能够带来良好的经济效益。
工艺流程设计
③仪表位号
仪表位号由仪表功能标志和仪表回路编号两部 分组成。在检测控制系统中，一个回路中的每一 个仪表（或元件）都应标注仪表位号。
思考题
1、生产方法和工艺流程的选择原则 2、工艺流程设计的任务 3、工艺流程图图样种类 4、管道仪表流程图中管道的标注内容
预热装置
干燥装置
粉碎装置
2、反应过程
根据反应过程的特点、产品要求、物料特性、 基本工艺条件来决定采用反应器类型及决定采用 连续操作，还是间歇性操作。另外，物料反应过 程是否需外供能量或移出热量，都要在反应装置 上增加相应的适当措施。如果反应需要在催化剂 存在下进行，就须考虑催化反应的方式和催化剂 的选择。一般说确定主反应过程的装置，往往都 有文献、资料可供参考，或有中试结果。现有工 业化装置可以借鉴、参考，因此并不复杂。
标注内容应包括四个组成部分：即管段号、管径、 管道等级和绝热（或隔声）代号。
管径
管道等级
PG 13 10–300–A1A-H
管道顺序号 工序编号 物料代号 绝热或隔声代号 管段号
4、阀门与管件的表示方法
5、仪表控制点的表示方法
①图形符号
②仪表的功能标志
由1个首位字母和1-3个后继字母组成。第一个 字母表示被测变量，后继字母表示读出、输出功能。
反应釜
3、产物的后处理
(1)产物的分离净化 1)反应副产物生成 2)未反应原料掺杂 3)有害杂质停留 4)产物复杂的聚集状态
(2)产品的加工 筛选、包装、灌装、计量、输送、储存等
(3)未反应原料的循环与利用
苯,甲苯 苯乙烯
乙烯
烷基化
苯 塔
乙 苯 塔
乙 苯 脱 氢
苯 甲 苯 塔
乙 苯 塔
产品生产过程选择及工艺流程设计
产品生产过程选择及工艺流程设计首先，产品的设计和材料选择对于生产工艺和流程设计具有重要影响。
在产品设计阶段，需要考虑到产品的功能、外观、成本、材料可用性等因素，以便选择适合的生产工艺和流程。
材料的选择也会影响到后续的生产工艺的选择，例如金属制品可能选择铸造、锻造、水射成形等不同工艺，而塑料制品可能选择注塑、挤出等不同工艺。
其次，产品的生产规模和生产能力也会影响生产工艺和流程的选择。
针对小批量生产的产品，可以考虑手工生产或者定制化生产工艺，而对于大规模生产的产品，可以考虑自动化生产线或者流水线生产工艺，以提高生产效率和降低成本。
最后，质量要求和环保要求也是影响工艺流程设计的重要因素。
针对高质量要求的产品，需要考虑到生产过程中的质量控制和检验环节，以确保产品质量符合标准。
同时，对于环保要求严格的产品，需要选择符合环保标准的生产工艺和流程，以减少对环境的影响。
综上所述，选择合适的产品生产工艺和流程设计需要综合考虑产品特性、材料选择、生产规模、生产能力、质量要求和环保要求等因素，以确保生产过程顺利进行，并且生产出符合要求的产品。
产品的生产过程选择及工艺流程设计是一个综合性的系统工程，它直接影响着产品的质量、生产效率、成本和企业的竞争力。
在实际生产过程中，选择合适的生产工艺和流程设计需要充分考虑产品的特性、生产规模、材料特性、设备技术状况以及市场需求等多方面因素，同时需要根据科学的原理和方法进行分析和决策。
首先，产品的特性对于生产工艺和流程设计有着至关重要的影响。
不同的产品可能有不同的外观、结构、功能要求，这就需要根据产品的特性选择相应的生产工艺。
例如，对于电子产品，可能需要精密加工和组装，而对于机械产品，可能需要考虑加工粗加工和组装工艺。
同时，不同的产品特性也决定了在生产过程中需要进行的质量控制点和环节，例如需要进行产品组装、测试、包装等环节。
其次，生产规模和生产能力也会直接影响生产工艺和流程设计的选择。
《生产与运作管理》第四章生产和服务设施选址与布置_OK
100+120+1
41
第二节 设施的布置
设施布局从制造业来说包括厂区的划分、设备 的布局；服务业是指顾客服务区域、办公区域、休 息室、餐厅等。
一、厂区布置的基本要求（P151） （1）厂房的布置应满·足生产过程的要求，尽可能 使厂区内物件运输路线最短；减少交叉和迂回路线， 从而缩短生产周期，减少生产费用。 （2）充分利用厂区平面，在安全、卫生的前提下 紧凑布置，生产和协作关系密切的单位就近布置， 减少占地面积，节约投资和生产费用。
盈亏平衡分析法 (P47)
总成本
单位变动成本CV
固定成本CF 产量
30
公式推倒 利润=收入- 成本
即：R=P•Q -（FC + Q •Va） 当R≠0，Q=（F+P）/（R-Va） 当R=0，Q。称为保本点（盈亏平衡点）
Q。= FC/（R-Va）
31
例1：工厂修建大、中、小三种投资规模选择，各自的 固定成本、可变成本和产出能力如表：
27
• 目前设施选址的发展趋势
（1）工业园区和工业中心 （2）企业群体布局，靠近仓储设施和服务设施 （3）从全球范围考虑 （4）向郊区发展 （5）有利于生态环境的控制 （6）从动态、长期、均衡的发展出发 （6）应用多目标规划和计算机技术
28
三、选址的方法
量•本•利法 重心法 评分法
29
金额
销售收入
14
优点
设备改变容易； 员工培训时间缩短； 物料处理成本降低； 零件生产、运送更快捷； 流程中库存小； 生产自动化容易。
化工工艺学-第四章-芳烃转化及生产
甲基转移反应 甲基转移反 应和氢解反 应，会增加 乙苯，增加 氢气消耗， 故原料中甲 乙苯和丙苯 含量应有所 限制。
氢解反应
③氢烃比
氢气的存在可以抑制结焦生碳等反应，改善催化剂表面的积炭程度。
反应常在临氢条件下进行，但氢气量过大，不仅增加动力消耗，而且降
低反应速率。
工业生产上一般选用氢与甲苯的摩尔比为10左右（氢烃比10）。
②C9芳烃的含量和组成
为了增加二甲苯的产量，常在甲苯原料中加入C9芳烃，以调节产物
中二甲苯和苯的比例。
原料中C9芳 烃浓度为 50%时，产 物中C8芳烃 浓度最高
三甲苯浓度对产物分布的影响
C9芳烃中除了三个三甲苯异构体外，还有三个甲乙苯异构体和丙苯，除 了发生甲基转移反应外，主要发生氢解反应。
不临氢时，甲苯压力过大会加速芳烃的脱氢缩合成焦，宜在 常压下进行。
临氢时，生产上选用总压为2.05-3.40MPa，压力太高发生苯环
加氢；循环氢气纯度为80%（摩尔）以上。
①原料中杂质含量要求
水分（分子筛催化剂活性下降） 脱除
甲 苯 歧 化 的 工 艺 条 件
有机氮合物（严重影响催化剂的酸性） W%<2×10-7 重金属（促进芳烃脱氢，加速缩合反应） W%<1×10-8
4）烷基化反应
C 2H 5
（气）
酸催化剂 + CH2=CH2
5）脱烷基化反应
CH3
+
H2
+
CH4
二、反应机理
芳烃的转化反应（脱烷基反应除外）都是在酸性催化剂存
在下进行的，具有相同的离子反应机理（但在特殊条件下，
如自由基引发或高温条件下也可发生自由基反应），其反应 历程包括正烃离子的生成及正烃离子的进一步反应。 正碳离子：缺少一对价电子的碳所形成的烃离子 正碳离子来源：由烯烃分子获得一个氢离子而形成 氢离子来源：酸性催化剂
选煤厂设计-第四章工艺流程的计算
查F(t)-t 分布表(教材P365), 得到分配率;
根据分配率对各产品进行预测。
优缺点：适用范围广，可在任意情况下预测； 精确度差。
F-t 函数
可以看出，即使用式计算出t值，F（t）的计算 也是比较麻烦的。在实际计算时，可以采用近 似计算方法。
设x2 t 2 / 2 ，则 dt 2dx ，代入式
第三节 脱水作业--流程之一
单 层 筛 计 算
单 层 筛 计 算 用 的 符 号 涵 义
斗 子 捞 坑 示 意 图
斗 子 捞 坑 计 算
脱 泥 筛 计 算
离 心 机 计 算
计 算 循 环 量
脱水作业计算--流程之二
弧 形 筛 计 算
双 层 筛 计 算
双 层 筛 计 算 符 号 的 涵 义
灰分 10.71 24.09 69.28 23.69 23.69 31.67 24.05 24.05 18.39 23.69 23.58
五第 、二 选节
煤 产 品 实 际 平 衡 表
第 二 六节 、 煤 泥 在 产 品 中
分
配 的 原 则
煤 泥 分 配 原 则 （ 续 ）
第三节 产品脱水流程计算
2).重介选差值接近零 3).此关系只给出参考的取值范围, 计算时,由此开始试算几次, 找出最佳值.
第二节、分选作业计算
二. 计算中p和I(E)的选取-1
2. I,Ep 值的选取(P83 表)
跳汰选的不完善度 I 值
入选方式
作业名称
主
矸石段
不分级跳汰
选
中煤段
再
选
主
矸石段
块煤跳汰
选
中煤段
再
选
主
矸石段
4工艺流程设计
4 工艺流程设计
• E.带控制点的工艺流程图（初步设计阶段） • 用图例表示出全部工艺设备，包括整个工艺的辅 助设备。 • 用图例表述出工艺物料和辅助管道的流向及工艺 管道上的阀门。 • 用图例表示出控制回路、仪表的参数、功能、仪 表位号和控制方法。 • 标注全部设备的位号和名称。 • 标注全部管道的管道代号、管径及管材等。
课堂练习1
• 有一固含量为1.5%的口服液，现需要浓缩 至其固含量为7.5%，每小时的蒸发量为 1000公斤。 • 画出该工艺过程的流程方框图及物料衡算 方框图
工艺流程方框图
原 料 稀溶液 生产过程 蒸 发 产 物 冷凝液
浓缩液
例题-物料衡算
• • • • • • • • • 设料液处理量为G（㎏/h）， 蒸发水量1000㎏/h。 按固形物含量不变，列式为: G×0.015=（G-1000）×0.075 解出: G=75÷(0.075-0.015) =1250㎏/h。 浓缩液产量： 1250-1000 =250㎏/h。
4 工艺流程设计
• • • • • • E.储存包装 经精制后的产物，成为最终的产品还需要： 干燥、包装、储运等过程。 固体：---干燥、包装 液体：---灌装 气体：---灌装
• 储运包装过程牵涉到的单元操作过程有： • 干燥、计量、包装等过程。应根据产品的特性进 行设计工艺过程。
4 工艺流程设计
4 工艺流程设计
• • • • • • b.提取过程 提取方式： 浸取、 渗漉、 浸煮、 回流提取。。。 原料的处理：粉碎----目数 提取溶剂：浓度----配制 工艺条件：温度、 压力
• 原料预处理过程可以牵涉到： • 粉碎、筛分、配制、混合、压缩、提纯等单元操 作。这些操作过程要根据原料的性质及处理方法 选择不同的装置进行组合。 • 因此，设计的工艺流程就有所不同。