生產系統的設計

很有意思的是，作為管理科學學派的代表人物，伯法并不一味追求“高精尖”。他特別強調，在進行生產系統的設計時應當根據實際情況、實際條件來尋求適當的系統設計方法，更注重方法的適用性。他甚至明確指出，有時候，鑒于情況與條件的特殊性，使用傳統的方法會收到意想不到的效果。也許，這種思想，是給我們那些“不求最好，但求最貴”的管理者的清醒劑。

在生產分析基礎上，進行生產設計是必要的。生產設計與成本分析息息相關。根據成本效益比，管理者能夠從各種不同的成本費用方案中選出成本費用最小、效用相對最大的方案來進行生產。生產系統中存在各種各樣的問題，不同的問題需用不同的方法來分析和設計。例如，在具體生產的數控過程中，采用計算機數字和信息處理功能進行控制，所有的過程是在自動化的狀態中進行。而在規模較大的工程項目中，網絡計劃模型就顯得極為有效，它們適用于連續型生產過程的規劃問題。此外，啟發式模型、線性規劃、統計分析、圖解等方法，都有相應的適用領域。總之，生產系統的設計方法應該根據實際情況來確定，唯有對癥下藥，才能達到預期效果和目的。

生產一個部件或者產品的預期最小成本，起初由產品的設計者來決定，即便是最靈巧的一線工人也無法改變這種狀況，他只能根據設計來生產，在設計的限度內行使自主權，使生產成本最小化。所以說，是產品設計師限制了生產系統設計師的工作范圍。的確，產品設計師的首要職責就是創造出功能上適合要求的某些東西，當這點達到后，通常存在著可以滿足功能要求的多種可供選擇的方案，如何從這些方案中選出使生產成本最小的方案來，就需要設計師從功能和成本兩方面來考慮。一個構思良好的產品設計，能夠大大縮小各種可行方案的選擇范圍，并且規定其主要內容。因此，當產品處于設計階段時，就應該著手考慮生產的基本模型。

生產設計首先通過對材料、公差、基本結構、各個部件的連接方法等加以規定，追求具體環節的最小成本。然后，通過流程規劃，設計出能滿足產品功能要求的過程及其順序。伯法認為，在決定選擇材料和初次加工形式（如鑄造、鍛制、壓鑄）的產品設計階段時，就必須開始著眼于基本流程規劃。基本流程主要是從細節上確定各個生產環節的銜接順序。生產設計的終點是產品圖紙的完成，圖紙概括出要做什么的詳細說明。這一產品設計的終點恰好是流程規劃的起點。

如果產品是小批量制造，流程規劃師可能會充分考慮現有設備的利用；如果是大批量生產而且設計的穩定性高，流程規劃師就可能考慮采用專用設備，或對現有設備進行專用的平面布置。伯法認為，流程規劃師在履行職能時，需要做出生產系統的基本設計。有關生產過程的廣博知識，提供了流程設計師合理考慮各種基本方案的基礎。生產過程不僅包含生產活動中的所有變量，而且包括從純手工操作到全自動化的所有作業方式。伯法指出，流程規劃必須同物質設備的平面布置結合起來。某些流程規劃，就植根于生產系統設計的平面布置階段。為了適應設備上和順序上的限制，充分利用相應空間，改進技術方法，調整操作程序，可對原來的流程規劃做出修改。

一個生產系統的設計在很大程度上取決于它的廠址選擇。就工廠設計的純物質因素而言，建廠地址可以決定是否需要買進動力，決定供熱和通風要求的大小，決定制造部件所需的生產能力，決定原料倉庫的面積大小等等。從運行成本和資本成本的觀點來看，裝運原料和成品的方便、勞動成本、稅收等，都影響著一個企業的競爭能力。對于多廠情況的廠址分析則更為復雜。增建一個新廠，并不是獨立于現有規模廠區之外單獨決定廠址問題，它包含著對市場區域供應能力的重新安排問題。因而，從經濟的角度來考慮，使工廠網絡整體實現生產和分配的成本最小化才是恰當選擇。

工廠平面布置是一個生產系統設計的綜合階段。它的基本目的是建立一種生產體系，使它能以最經濟的方式滿足生產能力和質量上的要求。完整的生產系統必須提供足夠的機器、工作場地和物資儲備，以便為各種部件和產品制定可行的生產進度表。從長遠的角度來考慮，這個完整的生產系統應該具有適當的靈活性，盡量多考慮互相影響的因素。其實，并不存在能將為數眾多的彼此影響的因素全面整合而實現最優設計的一般原理。但是，工廠平面布置時，綜合考慮廠址選擇、生產能力設計和總體制造方式等問題依然是必要的。

流程規劃的具體內容，主要體現在路線卡和作業卡等文件中。路線卡包括現實所要求的作業、這些作業的順序、每項作業所用的機器和設備，以及規定的設備裝置時間和工件的制造時間。作業卡是用來更具體地說明制造方法的，它為完成每項作業提供標準的操作方法，詳盡地說明如何完成這些作業。路線卡連同作業卡一起，規定著怎樣制造部件或產品。這些文件對于制造型企業來說是基本的。在設計一個生產系統時，這些文件所起的作用同圖紙在一個部件或產品設計中的作用是一樣的。圖紙用來說明做什么，路線卡和作業卡用來說明怎么做，預測和合同則用來說明做多少。

伯法對生產設計中的人－機系統進行了開創性研究。他指出，人－機系統的設計在生產管理中起著越來越重要的作用。計算機和自動化的不斷發展，使人在生產系統中的作用出現了觀念性的變化。人和機器在完成工作中的基本功能是相似的，但在各自能勝任的工作性質上存在明顯的差異。人的最大長處在于靈活性，而機器的最大特點則是一慣性。人在人－機系統中的作用，根據手工系統、半自動系統、全自動系統的不同而變化。

在手工系統中，人是手工操作的動力源泉和控制者，工具和輔助機械有助于增加人的力量。在這一類型的模式中，人力直接把輸入轉化成輸出。見下圖。

在半自動化系統中，人是控制者。人和機器相互作用，感知生產過程的信息，理解這種信息，然后使用一套操縱器來啟動或停止機器，也可能在中間進行調整。動力一般由機器提供。見下圖。

在全自動系統中，人只是監控者，一切感覺、信息處理、決策和行動等功能，全由機器來做。因此，只有找到一種高效的人與設備的組合，才能充分發揮系統的作用。這種系統設計時，應該盡可能考慮對所有異常情況的充分感知和靈敏反應。在這種系統中，人通過監控裝置對生產過程進行周期性持續地監視，只在異常情況出現時采取措施。見下圖。