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2.3.1流程的优化（第一课时）
走进情境
在做金属组合式笔筒时，有的忙得不亦乐乎，有的却无所事事。如何让所有同学动起来，做合适的工作，形成协作？显然需要对原来加工流程进行优化。这正是本节所要学习的内容：流程的优化。
1.什么是流程优化？
在流程的设计和实施过程中，要对流程不断地改进，以期取得最佳的效果。对流程的改进过程，称为流程的优化 。可以是流程的整体改进或对某个环节的改进。
2.流程优化的目的
优化，就是要做得更好。
提高工作效率、降低成本、降低劳动强度、节约能耗、减少环境污染、保证安全。
任务一 分析流程优化的基本要素
工期优化
工艺优化
成本优化
技术优化
质量优化
有的是单个指标的优化，有的是多个指标的优化。
3.流程优化指标
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。
4.整体权衡的思想
5.流程优化指标分析
工期优化
工艺优化
成本优化
工期优化
优化意义：节省工期，减少作业时间，提高效率。
工期优化对于大型建筑施工、修路、水利工程等，可缩短工期，减少工程成本，提高经济效益。
优化途径：在不改变工艺的条件下，将某些环节的串行改为并行。
存在问题：串行工序改并行工序可能需要人力和物力的增加。
可行性分析：在把串行工序改为并行工序时，要把人力和物力增加的成本与工期缩短的成本进行比较。如果改进后的总成本是降低的，则改进方案是可行的。
串行工序与并行工序
并行工序特点：同时进行生产，提高生产效率。
串行工序特点：上一道工序完成之后才能进行下一道工序。　
并行工序：工序同时进行，可比照并联电路理解。
串行工序：工序依次进行，可比照串联电路理解。
案例分析1：洗衣、煮饭与烧菜的流程安排
洗衣机洗衣：1小时（可无人照管）
电饭锅煮饭：30分钟（可无人照管）
烧菜：40分钟（需要人时时照管）
吃饭：20分钟
读报：10分钟
01
分析案例，完成上述家务最低需要多少时间？
02
工期优化案例分析1：洗衣、煮饭与烧菜的流程安排
洗衣和煮饭不需要人照看，就可同时做别的事情。
必须先完成烧菜和煮饭这两环节，才能进行吃饭这一环节。
吃饭、看报、烧菜这三个环节要时刻有人照看，不能同时进行。
学生分析讨论合理的流程
洗衣服
1小时
煮饭
30分钟
烧菜
40分钟
吃饭
20分钟
共2小时40分钟
看报纸
10分钟
看报纸
10分钟
洗衣服
1小时
烧菜
40分钟
煮饭
30分钟
吃饭
20分钟
共2小时10分钟
洗衣服
1小时
煮饭
30分钟
烧菜
40分钟
吃饭
20分钟
共1小时10分钟
看报纸
10分钟
洗衣、煮饭与烧菜的流程安排
归纳
某些串行环节改为并行，可节省时间。
都用过这种竹席吗？
每一片竹块上的孔是一个一个的打孔的吗？
工期优化案例分析2---竹凉席钻孔
案例分析2（p61） ：工期优化---竹凉席钻孔
早期加工
竹块
钻头
竹块
钻头1
钻头2
竹块
钻头1
钻头2
钻头3
钻头4
一期优化
二期优化
一期优化：用两个钻头同时在竹块上钻孔，效率有所提高。但钻孔需要较长时间，钻孔较深，容易开裂。
早期加工：先用一个钻头在竹块上钻孔，再钻一个孔。效率低。
二期优化：用四个钻头在竹块两侧同时钻孔，每侧钻孔深度减小，效率更高。
马上行动
马上行动1：一制作小组制作一只台灯的工期如何优化，改进之后可能带来什么问题？
①
③
②
④
⑤
⑥
买电器元件
2小时
2小时
焊底座
1小时
4小时
做灯罩
调试
2小时
组装
这一流程的工期是否可以缩短？可以怎样改进？改进之后可能带来什么问题？
①
③
②
④
买电器元件
2小时
2小时
焊底座
1小时
4小时
做灯罩
调试
2小时
组装
通过分析各个环节之间的关系，在人手（3人）足够的情况下，将串行环节改为并行环节，进行工期优化，周期缩短7小时。
参考答案1
③
②
④
买电器元件
2小时
2小时
焊底座
1小时
4小时
做灯罩
调试
2小时
组装
⑤
①
通过分析各个环节之间的关系，在人手（2人）足够的情况下，将串行环节改为并行环节，进行工期优化，周期变缩短7小时。
参考答案2
加工一只凳子的工艺环节和加工时间为：下料（5分钟），加工凳面（8分钟），加工凳腿（15分钟），组装（4分钟），下列加工一只凳子可行的最短时间是（ ）分钟。
A、32 B、27
C、24 D、17
01
答案：C
02
马上行动2：
优化意义：采用先进工艺技术，能缩短工期，提高质量，降低能耗，成本，提高效率，使各方面指标整体提升。
优化途径：改进工艺，改进环节和时序。
条件：设备和工艺水平的提高。
谋求工艺设备的改进和工艺方法的优化是流程优化的主要手段之一。
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,有切削法和少切削法两种加工方法
切削法：将圆钢直接在车床上切削成型，然后再钻孔而成。
案例分析(p63)：工艺优化——法兰盘加工
下料
切削
钻孔
检查
车削工艺
钻孔工艺
特点：工艺简单 缺点：切削过程耗费时间太长，生产效率低，且材料利用率很低
1、切削法
工艺优化
2.少切削法：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，以提高法兰的硬度，然后按照尺寸要求，进行少量的切削加工，并检查质量。
断料
锻压
加热
热处理
切削
检查
少切削法增加了环节
特点：工艺较多,使用的设备多 。
优点：切削量少,减少了材料的浪费,生产效率高。
2.少切削法
工艺优化
3、无切削法
无切削法：使用铸造、锻造、粉末冶金、一次注塑成型等加工方法，直接将零件加工成型。这种方法使加工流程变得非常简单。
通常用无切削法加工的材料有塑料、铸铁等。
例如，电视机、录音机机壳的加工，首先是用钢材做出机壳的模具，然后在注塑机上一次注塑成型，一套模具可以加工出成千上万个机壳。
工艺优化
制模具
注塑
冶炼
冷却
检查
少切削法：使用铸造或锻造等工艺，使毛坯形状接近产品形状，再通过切削加工达到尺寸等精度要求。
无切削法：使用铸造、锻造、粉末冶金、一次注塑成型等加工方法，直接将零件加工成型
切削法：使用切削的方法去除所有加工余量，将产品加工成所要求的形状。
工艺优化小结
塑料盆
铸铁锅
斧头
六角螺母
铁制窗框
马上行动：指出下列产品采用哪种加工工艺
无切削加工
少切削加工
焊接
目的：降低成本，节省资金
优化途径：优化环节和时序
最优线路；
采用批量生产，减少人力，节省资金；
相同环节的情况下采取不同的时序。
成本优化
成本优化案例1：售后中心的配送
方案
线路
路程（km）
1
2
3
4
6
5
ABCDA
ABDCA
ACBDA
ACDBA
ADBCA
ADCBA
配送线路的方案与路程
51
46
59
47
51
58
类似的如：邮递员投递线路的优化也属于成本优化
成本优化案例2：采用批量生产，减少人力的成本优化视频案例
思考：小磊在网店看中了一辆汽车模型，若一次购买3辆及以上店家包邮，于是他约了另外两个爱好者一起购买。这种流程优化是成本优化，请说明为什么是成本优化？
马上行动
流程优化第一课时小结
巩固练习
1.如图所示是某谷物烘干系统工艺流程图。某批次谷物从进料斗进入后，经提升机里的水谷物经调质仓被分批送往干燥仓烘干，经排粮仓暂存后再次被送往提升机检测。关于该烘干工艺流程说法中不正确的是（ ）
A．提升机具有谷物分流作用 B．调质仓、排粮仓是并行环节
C．水分未达标的谷物需烘干处理D．最后完成谷物打包
B
巩固练习
2.下列关于工期的优化的说法中，正确的是（ ）
A、工期优化时可以把串行工序改为并行工序
B、工期优化时不可以把串行工序改为并行工序
C、并行工序改为串行工序时要增加人员
D、进行工期优化时不要考虑施工质量
A
巩固练习
3．蔡伦造纸流程：收集原料 → 水浸 → 剁碎 → 水洗 → 浸入草木灰水 → 加热蒸煮 → 漂洗 → 捣碎形成纸浆 → 用纸模捞取纸浆 → 虑水晾干成纸。下列说法中，不正确的是（ ）
A、从流程优化的目标来看，这是为了提高效率
B、从流程优化的内容来看，这是工期优化
C、从流程优化的目标来看，这是为了提高质量
D、从流程优化的内容来看，这是工艺优化
B
巩固练习
4.炼乳生产需要经过一个环节，蒸发浓缩。即将原料奶中大部分的水分蒸发。原始的方法是在锅里直接给原料乳加热，使其中的水分蒸发，由于常压下，水沸腾的温度在100°C左右，即造成原料奶中的营养成分破坏，会使部分炼乳颜色发生褐变．又会造成炼乳制造成本居高不下(要消耗大量煤)。随着科学技术的发展，人们利用真空罐，在45～60°C，将原料奶的水蒸发，提离效率和质量。针对上述案例，下述说法错误的是( )
A．炼乳流程的优化建立在对生产工艺进一步认识的基础上
B．炼乳设备的改进．导致流程工艺的优化
C．炼乳流程的优化，综合考虑到浓缩、保持营养成分、降低成本等多种目的
D．炼乳流程的优化．主要表现在环节的减少
D
巩固练习
5.关于流程优化，下列叙述正确的是( )
A．流程优化一定要减少工期 　　　　　 B．流程优化一定要减少环节
C．流程优化必定要减少环节或减少工期 D．流程优化可能要增加环节
D
巩固练习
6.下列有可能属于流程优化目的的是( )
①提高工作效率； ②提高产品质量； ③保护环境； ④节约成本。
A．①② 　　　 B．①③ 　　　 Ｃ．④② 　　　　 D．①②③④
D
谢谢第二单元　流程及其设计第三节流程的优化
流程的优化（第一课时）教学设计
一、教学内容分析：
流程的优化由以下两个任务：“分析流程优化的基本要素（优化目的及指标）”、“进行简单的流程优化（明确流程优化条件及具体优化案例）”。第一课时教学具体内容为流程优化含义、目的、流程优化指标、流程优化权衡的思想，案例分析侧重工期优化（含分析串并行工序）、工艺优化，成本优化。
二、教学目标与体现的学科素养：
1.通过案例分析，尝试分析流程优化的基本要素，能够体会流程设计与优化的基本思想和方法，提高学生的技术意识、工程思维、创新设计等学科素养。
2.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，提高学生的图样表达、物化能力等学科素养。
三、教学重难点
1.教学重点：理解流程优化的基本要素。
2.教学难点：尝试分析流程优化的基本要素，体会并运用流程设计与优化的基本思想和方法进行优化设计，并用流程图表达出来。
四、学情分析
1.学生已接触了一些生活和生产中的流程，已经学会对简单流程图进行绘制。
2.学生对一些简单的流程有比较清晰的认识，对一些简单流程可以进行优化，但对工农业生产及企业管理中的流程及优化不很熟悉。
四、教学过程
走进情境：在做金属组合式笔筒时，有的忙得不亦乐乎，有的却无所事事。如何让所有同学动起来，做合适的工作，形成协作？
显然需要对加工流程进行优化。这正是本节所要学习的内容：流程的优化。
任务一 分析流程优化的基本要素
1.什么是流程优化？在流程的设计和实施过程中，对流程进行的不断改进的过程，称为流程的优化。优化，就是要做得更好。
2.流程优化的目的：提高工作效率、降低成本、降低劳动强度、节约能耗、减少环境污染、保证安全生产等。
3.流程优化的指标：工期优化、工艺优化、成本优化、技术优化、质量优化
4.整体权衡的思想：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。
5.流程优化指标分析：
工期优化
优化意义：节省工期，减少作业时间，提高效率。
工期优化对于大型建筑施工、修路、水利工程等，可缩短工期，减少工程成本，提高经济效益。
优化途径：在不改变工艺的条件下，将某些环节的串行改为并行。
存在问题：串行工序改并行工序可能需要人力和物力的增加。
可行性分析：在把串行工序改为并行工序时，要把人力和物力增加的成本与工期缩短的成本进行比较。如果改进后的总成本是降低的，则改进方案是可行的。
串行工序与并行工序
串行工序：工序依次进行，可比照串联电路理解。
特点：上一道工序完成之后才能进行下一道工序。
并行工序：工序同时进行，可比照并联电路理解。
特点：可以同时进行生产，提高生产效率。
工期优化案例分析1：洗衣、煮饭与烧菜的流程安排
洗衣机洗衣：1小时（可无人照管）
电饭锅煮饭：30分钟（可无人照管）
烧菜：40分钟（需要人时时照管）
吃饭：20分钟
读报：10分钟
分析案例，完成上述家务最低需要多少时间？
分析：洗衣和煮饭不需要人照看，就可同时做别的事情。
必须先完成烧菜和煮饭这两环节，才能进行吃饭这一环节。
吃饭、看报、烧菜这三个环节要时刻有人照看，不能同时进行。
学生分析讨论合理的流程：
归纳：
工期优化案例分析2---竹凉席钻孔
早期加工：先用一个钻头在竹块上钻孔，再钻一个孔。效率低。
一期优化：用两个钻头同时在竹块上钻孔，效率有所提高。但钻孔需要较长时间，钻孔较深，容易开裂。
二期优化：用四个钻头在竹块两侧同时钻孔，每侧钻孔深度减小，提高效率。
马上行动1：一制作小组制作一只台灯的工期如何优化，改进之后可能带来什么问题？
马上行动2：加工一只凳子的工艺环节和加工时间为：下料（5分钟），加工凳面（8分钟），加工凳腿（15分钟），组装（4分钟），下列加工一只凳子可行的最短时间是（ C ）分钟。
A.32 B.27 C.24 D.17
工艺优化
优化意义：采用先进工艺技术，能缩短工期，提高质量，降低能耗，成本，提高效率，使各方面指标整体提升。
优化途径：改进工艺，改进环节和时序。
条件：设备和工艺水平的提高。
谋求工艺设备的改进和工艺方法的优化是流程优化的主要手段之一。
案例分析(p63)：工艺优化——法兰盘加工
法兰是以钢材为材料制造的用于管道等的连接器,有切削法和少切削法两种加工方法。
切削法：将圆钢直接在车床上切削成型，然后再钻孔而成。
特点：工艺简单
缺点：切削过程耗费时间太长，生产效率低，且材料利用率很低
2.少切削法：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，以提高法兰的硬度，然后按照尺寸要求，进行少量的切削加工，并检查质量。
少切削法增加了环节
特点：工艺较多,使用的设备多 。
优点：切削量少,减少了材料的浪费,生产效率高。
3.无切削法
无切削法：使用铸造、锻造、粉末冶金、一次注塑成型等加工方法，直接将零件加工成型。这种方法使加工流程变得非常简单。
通常用无切削法加工的材料有塑料、铸铁等。
例如，电视机、录音机机壳的加工，首先是用钢材做出机壳的模具，然后在注塑机上一次注塑成型，一套模具可以加工出成千上万个机壳。
零件加工方法小结：
切削法：使用切削的方法去除所有加工余量，将产品加工成所要求的形状。
少切削法：使用铸造或锻造等工艺，使毛坯形状接近产品形状，再通过切削加工达到尺寸等精度要求。
无切削法：使用铸造、锻造、粉末冶金、一次注塑成型等加工方法，直接将零件加工成型
马上行动：指出下列产品采用哪种加工工艺（少切削法、无切削法、焊接）
塑料盆 无切削加工
铸铁锅 无切削加工
斧头 少切削加工
六角螺母 少切削加工
铁制窗框 焊接
成本优化
目的：降低成本，节省资金
优化途径：优化环节和时序。1.减少环节，增加设备减少人力； 2.采用批量生产，减少人力，节省资金； 3.相同环节的情况下采取不同的时序。
成本优化案例1：售后中心配送的成本优化
配送路线的方案与路程
方案 线路 路程(km)
1 ABCDA 51
2 ABDCA 46
3 ACBDA 59
4 ACDBA 47
5 ADCBA 51
6 ADBCA 58
类似的如：邮递员投递线路的优化也属于成本优化。
成本优化案例2:：采用批量生产，减少人力的成本优化视频案例
马上行动：小磊在网店看中了一辆汽车模型，若一次购买3辆及以上店家包邮，于是他约了另外两个爱好者一起购买。这种流程优化是成本优化，请说明为什么是成本优化？
【流程优化第一课时小结】
【巩固练习】
1.如图所示是某谷物烘干系统工艺流程图。某批次谷物从进料斗进入后，经提升机里的水谷物经调质仓被分批送往干燥仓烘干，经排粮仓暂存后再次被送往提升机检测。关于该烘干工艺流程说法中不正确的是（ ）
A．提升机具有谷物分流作用 B．调质仓、排粮仓是并行环节
C．水分未达标的谷物需烘干处理 D．最后完成谷物打包
2.下列关于工期的优化的说法中，正确的是（ ）
A.工期优化时可以把串行工序改为并行工序
B.工期优化时不可以把串行工序改为并行工序
C.并行工序改为串行工序时要增加人员
D.进行工期优化时不要考虑施工质量
3．蔡伦造纸流程：收集原料 → 水浸 → 剁碎 → 水洗 → 浸入草木灰水 → 加热蒸煮 → 漂洗 → 捣碎形成纸浆 → 用纸模捞取纸浆 → 虑水晾干成纸。下列说法中，不正确的是（ ）
A.从流程优化的目标来看，这是为了提高效率
B.从流程优化的内容来看，这是工期优化
C.从流程优化的目标来看，这是为了提高质量
D.从流程优化的内容来看，这是工艺优化
4.炼乳生产需要经过一个环节，蒸发浓缩。即将原料奶中大部分的水分蒸发。原始的方法是在锅里直接给原料乳加热，使其中的水分蒸发，由于常压下，水沸腾的温度在100°C左右，即造成原料奶中的营养成分破坏，会使部分炼乳颜色发生褐变．又会造成炼乳制造成本居高不下(要消耗大量煤)。随着科学技术的发展，人们利用真空罐，在45～60°C，将原料奶的水蒸发，提离效率和质量。针对上述案例，下述说法错误的是( )
A．炼乳流程的优化建立在对生产工艺进一步认识的基础上
B．炼乳设备的改进．导致流程工艺的优化
C．炼乳流程的优化，综合考虑到浓缩、保持营养成分、降低成本等多种目的
D．炼乳流程的优化．主要表现在环节的减少
5.关于流程优化，下列叙述正确的是( )
A．流程优化一定要减少工期 　　　　　 B．流程优化一定要减少环节
C．流程优化必定要减少环节或减少工期 D．流程优化可能要增加环节
6.下列有可能属于流程优化目的的是( )
①提高工作效率； ②提高产品质量； ③保护环境； ④节约成本。
A．①② 　　　 B．①③ 　　　 Ｃ．④② 　　　　 D．①②③④
【参考答案】
选择题 1.B 2.A 3.B 4.D 5.D 6.D
教学反思
这节新授课通过情境的创设，微视频、案例分析，课堂马上行动，巩固练习等，激发学生的学习兴趣，学生学会分析流程的不足，并提出优化方案。经历对流程优化案例和问题的探讨、分析，让学生掌握流程优化的指标分析，流程的权衡、分析比较的思想。培养分析问题，解决实际问题的能力以及创新意识和团结协作能力，养成良好的合作和交流的态度。
学生对流程案例的理解及熟悉程度可能影响学生的学习。流程优化案例的选取尽量恰如其分，既要考虑尽量选择课本案例，还可选择一些具有代表性，学生熟悉的课外的流程案例。

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