多品种中小批量的生产周期计算.ppt

第七章 多品种中小批量的生产 组织及生产作业计划 7.1多品种中小批量生产与成组技术 7.2中小批量生产先进的组织形式 7.3成批生产类型的期量标准及生产作业计划 1 7.1多品种中小批量生产与成组技术 成组技术的产生与发展 成组技术的基本原理 机械产品应用成组技术的可行性 成组技术在机械行业中小批量生产中的 应用 2 一 成组技术（GT）的产生与 发展 成组技术于1959年米特洛凡诺夫创立 德国阿亨工业大学的奥匹兹领导制定了“ 工件分类编码系统” 美国与日本将GT与数控技术、计算机技 术结合,为在GT基础上发展CAD,CAPP和 建设FMS创造了必要条件 3 二 成组技术的基本原理 即对于不同制品之间客观存在的相 似性进行识别，并根据一定的目的，按 其相似特征进行归类分组，并找出同一 类制品中的典型制品，以典型制品为基 础编制成组工艺和进行成组生产，以避 免不必要的重复劳动和组织管理中不应 有的多样化，达到简化、统一、高效和 经济目的的生产组织技术 4 三 机械产品应用成组技术的可 行性 不同产品功能构成基本相同 功能相似的产品，其零件构成也相似 其零件一般可分为三类 A:复杂件（专用件） B:相似件 C:标准 件 各种相似件在一定范围的产品中出现率有着 稳定的分布 相似的零件由于在功能、形状，尺寸，性质 等固有特征存在相似性，往往导致设计、制 造呈现相似性 零件工时定额，材料消耗定额，生产管理上 的期量标准等都具有相似性 5 四成组技术在机械行业中小批量 生 产中的应用 1 利用成组分类编码系统，相似件图库和 CAD软件进行成组设计 2 应用成组分类编码系统，零件族成组工艺库 和工艺专家系统进行成组工艺设计 3 利用相似性原理进行工时定额，材料消耗定 额和成本定额的制定，可事半功倍，保持定 额水平的一致性 4 把GT原理应用于生产组织和计划管理 6 7.2中小批量生产先进的组织形 式 一 成组生产单元（GTPC) 1 概念 2 优越性 3 成组生产单元设计步骤 二 柔性制造系统（FMS) 7 成组生产单元 GTPC是为一个或几个工艺过程相似的 零件族组织成组生产而建立的生产单位 。在成组生产单元里配备了成套的生产 设备和工艺装备以及相关工种的工人， 以便能在单元里封闭地完成这些零件族 的全部工艺过程 8 GTPC的优越性 （1）可采用专业化程度较高的机床设备和工艺装备 （2）按一定的生产纲领和各工序加工工作量配备生产 设备和工人 （3）设备可按零件族典型工艺顺序布置，使物流顺畅 （4）工件在工序间的传递可采用平行或平行顺序方式 ， 以缩短生产周期减少在制品 （5）对生产单元可实行经济类责任制，发挥每个人的 积极性创造性 9 成组生产单元设计步骤 （1） 正确制定企业生产纲领 （2） 产品零件分类成组 目检法 功能名称法 分类编码系统法 工艺流程分析法 （3） 计算各种设备需求量与设备配备 （4） 成组生产单元的平面布置 10 计算各种设备需求量与设备配备 Sj计 : j设备需要量（计算值） Ni: i产品（零件）年需求量（件） (i=1P) tij: i产品（零件）在j设备上加工的单件工时 F0: 设备年制度工作时间 j: j设备的利用系数，一般取0.90.98 P : 零件族中零件种数 11 成组生产单元的平面布置 按生产线形式布置 按U型布置 CNCCNC NCNCNC1 NCNCNC2 按功能布置 1、2配套辅助设备 AB CD 1 23 4 5 分区联合布置 A、B、C 、D成组 生产单元 1、2、3、4相 邻单元协作区 ，5多单元边 界协作区 12 柔性制造系统（FMS） 1 概念：FMS是由计算机控制的、以数控机床（NC） 和 加工中心（MC）为基础、适应多品种中小 批 量生产的自动化制造系统 2 特点 （1）可同时加工多种不同工件 （2）一台机床加工完一种零件后可在不停机调整的 条件下，按计算机指令转换加工另一种零件 （3）各机床之间的联系是灵活的，工件在机床间的 传输无固定的流向和节拍 3 组成 4 采用FMS的经济收益 13 FMS的组成 （1）加工系统： 回转体 非回转体 （2）物料储运系统 （3）计算机管理和控制系统 生产数据 数据库 资源数据 信息输入输出 运行数据 物料进出口管理 计算机主控制系统 系统管理软件 制定生产日程计划 工具管理 系统控制软件 运行控制 系统级监视 系统监视软件 设备级监视 14 7.3成批生产的期量标准及生产 作业计划 一 期量标准 1 批量和生产间隔期 2 生产周期 3 生产提前期 4 在制品定额 生产作业计划的编制方法 1 累计编号法 2 MRP（物料需求计划） 15 批量和生产间隔期 （1）概念: 批量: 消耗一次准备结束时间所生产的同种产品或 零件的数量，以n记之（即相同产品或零件 一 次投入和出产的数量） 生产间隔期: 相邻两批相同产品（零件）投入（或 产出）的时间间隔，以R记之 （2）批量和生产间隔期关系 （3）批量与生产间隔期的确定方法 以量定期法先确定批量，再确定生产间隔期 最小批量法 经济批量法 以期定量法先确定生产间隔期，再确定批 量 n：批量 R：生产间隔期 g：平均日产量 16 最小批量法 ： 调整时间损失系数 t单件： 单件工时 例：某零件经三道工序加工，其加工数据资料如表，设=0.05， 求最小批量 序号 工序名称 单件时间（分） 设备调整时间（分） t调/ti 1 车 15 30 2 2 铣 20 120 6 3 磨 30 90 3 解： 计算t调/ti 选择第二道工序计算 n最小：最小批量 t准备：一批产品准备结束时间 17 经济批量法 例：某产品年总产量为20000件，每批产品的设备调整费用为 100 元，每件产品年平均保管费用为1元，求经济批量。 解： 费用 批量 n0 E=E1+E2 E1=（n/2）C E2=（N/n）A n：批量 N：年产量 n0：经济批量 A：设备调整一次费用 C：单件年平均库存费 用 以零件生产费用最低为原则确定批量的方法 18 以期定量法 1 选择采用的生产间隔期标准 2 将产品和零件分类，归入不同批类 3 计算批量 批 类生产间隔期批 量每月批次 日批 三日批 周批 旬批 半月批 月批 季批 半年批 1天 3天 6天 8天 12天 24天 72天 144天 1/24月产量 1/8月产量 1/4月产量 1/3月产量 1/2月产量 1月产量 3月产量 6月产量 24 8 4 3 2 1 一季一次 半年一次 19 2 生产周期 （1）生产周期概念： 指一批制品从原材料投入生产起，到最后完 工为止，制品在生产过程中经历的日历时间 （2）生产周期的确定： 零件各工艺阶段生产周期的计算 产品生产周期 20 零件各工艺阶段生产周期的计算 T： 一批零件加工的生产周期 m：车间内该零件的工序数 n： 批量 ti： 零件在工序i上的单件工时定额 C： 每日有效工时 Si：执行工序i的工作地数 Ki：预计定额完成系数 li：工序之间的平行系数 tp：调整设备时间 tq：等待加工时间 ts：工艺规定的自然时效时间 tr：跨车间协作工序的时间 （1）按生产周期的时间构成计算 （2）通过资料核算和现场调查，制定典型的生产周期概略标准 21 机械加工生产周期的概略标准图 表 工艺 工序数 一批零件加工的总劳动 量（小时） 16以下16 3232 6464 128128 256256 512 211.523 31.51.52.54 41.5235812 522.53.569.514 62.53471116 73.54.5812.518 84591120 95.51015.522 106111721 127131926 14152128 16172330 182532 202734 注：表中生产周期是以两班制的工作日为单位 22 产品生产周期 （1）网络计划技术（第九章） （2）图表法 23 3 生产提前期 （1）概念：指一批制品（零件、毛胚或产品）在各 工艺阶段投入（出产）的时间比产品出 产时间提前的天数。可分为投入提前期 和出产提前期 （2）计算公式： 前后车间生产批量相等情况 前后车间生产批量不相等情况 24 前后车间批量相等情况 毛胚制造周期 机加工周期 装配周期 T毛 T毛-加 T机 T加-装 T装 D装投=T装 D机出=D装投+T加-装 D机投=D机出+T加 D毛出=D机投+T毛-机 D毛投=D毛出+T毛 产品在最后车间的出产提前期=0 产品在最后车间的投入提前期=该车间的生产周期 产品在某车间的出产提前期=后车间投入提前期+保险期 产品在某车间的投入提前期=该车间出产提前期+该车间生产周期 例1：设各车间生产间隔期皆为R=15天，批量皆为n=10件， T装=20天，T机=40天，T毛=20天，T装-机=10天， T机-毛=5天。求各车间生产提前期和投入提前期。 解： D装出=0 D装投=0+20=20（天） D机出=20+10=30（天） D机投=30+40=70（天） D毛出=70+5=75（天） D毛投=75+20=95（天） 毛-加 保险期 加-装保 险期 25 前后车间批量不相等情况 例2：设n装=10，R装=15天，n机=30，R机=45天， n毛=30， R毛=45天，其他条件如例1。求各车间 生产提前期和投入提前期 解： D装出=0 D装投=20（天） D机出=20+10+（45-15）=60（天） D机投=60+40=100（天） D毛出=100+5+（45-45）=105（天） D毛投=105+20=125（天） 车间出 产提前 期 = 后车间 投入提 前期 +（ 该车间 生产间 隔期 - 后车间 生产间 隔期 保 险 期 ） 26 4 在制品定额 概念：指在一定的技术组织条件下，为保 证 生产衔接，必须占用的在制品的最 低 储备量 1 车间内部在制品定额 2 车间之间半成品定额（库存在制品定额 ） 27 1 车间内部在制品定额 （1）定期（生产进度已定）情况下的在制品定额图表法 在制品定额=计划期末在制品占用量 （2）不定期（生产进度未定）情况在制品定额 生产 周期 （天 ） 生产间 隔期R （天） T R 进度在制品 平均占 用量 在制品 期末占 用量 上旬中旬下旬 T=R10101一批一批 TR20102二批二批 TR25102.5二批半三批 TR5100.5半批一批 28 2 车间之间半成品定额 （1）库存周转（流动）在制品定额 前车间成批入库，后车间分批领用 前车间成批入库，后车间每日领用 前车间成批入库，后车间整批领用 （2）库存保险半成品定额 用途：在前车间出现出产误期或出现过多废 品时，为了保证生产正常进行而准备 的储备量 公式： 保险半 成品定 额 = 前车间可能 误期交库日 数（保险期 ） 后车间 平均每 日用量 29 前车间成批入库，后车间分批领 用 设前车间入库批量60件，后车间领用批量为10件。前车间计划期最后批 量入库的标准日期为到期末9天，后车间生产间隔期（领用间隔期）为2 天。求周转半成品占用量。 解： 周转半 成品占 用量 = 前车 间批 量 前车间计划最 后一批零件入 库的标准日期 到期末的天数 后车间 生产间 隔期 后车 间批 量 = 60 9/210 = 10 工作日 保险储备量 12221201918171615141312111098765432252423 321 最大占用量 流动占用量 后领 前入 周转半 成品占 用量 30 前车间成批入库，后车间每日领 用 前车间期初第一次零件入库标准日期为3天。交库间隔 日数为5天，批量为50件 周转半 成品占 用量 =（ 前车间期初第 一次出产零件 入库标准日期 前车间 交库间 隔日数 ） 前车间 入库批 量 = （3/5）50 = 30 （件 ） 工作日 保险储备量 12221201918171615141312111098765432252423 321 最大占用量 流动占用量 周转半成 品占用量 31 工作日 保险储备量 12221201918171615141312111098765432252423 321 最大占用量 流动占用量 后领 前入 前车间成批入库，后车间整批领用 图表 计算公式 32 计算 公式 当交库数量=领用数量；交库间隔日数=领用间隔日数 0 （当车间已领用，下批尚未交库时） = 1批（已交库一批，后车间尚未领用） 当交库数量=领用数量；交库间隔日数领用间隔日数 期末周转 半成品占 用量 期末周转 半成品占 用量 前车间计划期最后 一批零件交库标准 日期到期末天数 = 1批（ 后车间计划期最后 领用一批零件的标 准日期到期末天数 ） 0 （ 前车间计划期最后 一批零件交库标准 日期到期末天数 后车间计划期最后 领用一批零件的标 准日期到期末天数 ） 33 累计编号法 （1）概念：根据最终产品（成品）的平均日产量，将预先 制定的生产提前期转化为提前量，从而计算同 一时期产品在各生产环节的提前量，（用各生 产单位在计划期应该达到的投入和产出的累计 产品号数表示）以保证各车间之间在生产数量 上的衔接的方法 （2）适用场合：需求稳定而均匀，周期性轮番生产的产品 （3）累计编号方法 （4）生产作业计划编制方法 制定“产品进度计划” 制定“零部件进度计划” 34 累计编号方法 累计号按产品编制 从计划年度该产品出产的第一台（或从开始生 产这种产品的第一台）开始，依成品出产的先 后顺序，每出一台增加一号，即为每一件产品 编上一个累计编号 在同一时间上，产品在某一环节上的累计号数 ，与成品出产累计号数相比，相差的号数称为 提前量 提前量与提前期的关系为： 35 累计编号法 图表 项目 总装 部件K分装 零件K（2件/台） 第2工序（加工）第1工序（毛胚） 批量 生产间隔期（周 ） 生产周期（周 ） 保险期 出产提前期（周 ） 投入提前期（周 ） 20台 1 1 0 0 1 20件 1 1 1 2 3 80件（40台） 2 2 1 5 7 80件（40台） 2 2 1 8 10 作 业 计 划 周出产投入出产投入出产投入出产投入 120*406080240320 240608010040048