机电企业管理导论第4章企业生产管理

1 第4章企业生产管理 2 本章大纲 第1节生产管理概述第2节生产过程组织第3节生产计划与控制第4节现代生产管理模式 3 4 1生产管理概述 了解内容 生产过程 生产过程组成 组织生产过程基本要求理解内容 工艺过程 机电企业生产类型及特点 4 4 1生产管理概述 4 1 1生产过程及其组成 生产过程 了解 物质流 毛坯制造 零件加工 产品装配 存储运输 检验调试等环节信息流 包括产品设计 工艺过程设计 工艺装备设计 生产计划 生产过程监视与控制等 用以规划 指挥 协调与控制物料的流动 从原材料投入开始一直到成品制造完毕的全部过程 生产过程的物质流与信息流 5 4 1生产管理概述 6 钢铁生产过程流程图 7 4 1生产管理概述 生产过程的组成 了解 生产技术准备过程 如产品设计 工艺准备等基本生产过程 如毛坯制造 机加工等辅助生产过程 如送变电 设备维修等生产服务过程 如产成品和工具保管等 8 4 1生产管理概述 工艺过程 理解 原材料经过一系列的处理转变为产品的物理过程工艺过程主要阶段 生产准备 毛坯制造 零件加工组件 部件 产品装配 工序 一个 或一组 工人 在同一个工作地上对同一个劳动对象连续进行的工艺过程 是组成生产过程最基本的单位 9 汽车四缸压铸模生产过程 10 汽车四缸压铸模模具生产过程 分析模具设计图 制订工艺规程 包括材料 工时定额等 编制加工程序设计制造模具所需工 夹 量具制定生产计划 包括采购计划 毛坯准备 如铸造 锻造 切割退火或正火等 毛坯加工 主要为粗加工 如锯 刨 铣 粗磨 焊接等 零件加工 主要为半精加工或精加工 如钻 车 铣 镗 插削 热处理 电火花等 装配与试模 修正 包括配加工和钳工修配 研磨 抛光 钻孔 攻丝等 工艺设计与生产准备 加工阶段 验收交付 装配与试模 修正 11 该轴选用45钢的锻件毛坯 热处理技术条件如下 整体调质后硬度为220 250HBS 内锥孔和外锥体硬度为45 48HRC 花键齿廓部分硬度为48 53HRC 生产过程中 主轴的加工工艺路线为 备料 锻造 正火 机械粗加工 调质 机械半精加工 锥孔及外锥体的局部淬火 回火 粗磨 外圆 锥孔 外锥体 铣花键 花键淬火 回火 精磨 外圆 锥孔 外锥体 车床主轴生产过程 12 齿轮生产过程 该齿轮选用20CrMnTi的锻件毛坯 热处理技术条件如下 齿面渗碳层深度 0 8 1 3mm齿面硬度为58 62HRC心部硬度为33 48HRC生产过程中 齿轮加工工艺路线如下 备料 锻造 正火 机械加工 渗碳 淬火 低温回火 喷丸 校正花键孔 磨齿 13 刃具 向心球轴承 切削加工 压铸工艺 14 4 1生产管理概述 4 1 2组织生产过程的基本要求 了解 连续性 加工对象不停顿比例性 加工能力与生产要求相协调均衡性 有节奏 负荷均匀适应性 有一定的应变能力 物流迅速 效率高 消耗少 生产安全 效益好 15 4 1生产管理概述 4 1 3机电企业生产类型 理解 生产类型 16 4 1生产管理概述 不同生产类型技术与组织要求 表4 l三种生产类型在技术 组织上不同的要求 17 4 1生产管理概述 改善生产类型的主要途径 开展专业化协作改进产品设计 提高产品的系列化 零部件标准化 通用化程度采用成组技术 18 第4章企业生产管理 4 2生产过程组织 了解内容 生产过程空间组织内容理解内容 生产周期 三种移动方式应用掌握内容 工艺专业化 对象专业化及其应用运用内容 三种移动方式计算 19 4 2生产过程组织 4 2 1生产过程空间组织 生产过程空间组织内容 了解 工厂总体平面布置工厂生产单位布置 生产过程组织形式 掌握 工艺专业化对象专业化混合专业化 20 案例 上海拖拉机厂齿轮车间的原布置图 锯床组 磨床组 车床组 包装组 滚齿组 热处理 车间门 车间门 工艺专业化 按照产品生产过程的工艺性质来组织生产单位 优点 适应性强 设备及生产面积利用率高 利于专业化管理缺点 在制品多 运输路线长 管理难度大适合 单件小批生产 对环境特殊要求的作业 21 A齿轮生产线 C齿轮生产线 D齿轮生产线 B齿轮生产线 车床 滚床 磨床 车床 锯床 包装 车床 滚床 磨床 车床 包装 锯床 热处理 对象专业化 上海拖拉机厂齿轮车间优化后的布置图 按照产品 零部件 类别组织生产单位 优点 在制品少 运输路线短 便于管理和实施责任制缺点 适应性差 设备及生产面积利用率低 产量不大时 适合 大批大量生产 22 4 2生产过程组织 4 2 2生产过程时间组织 生产周期 理解 产品生产周期 从原材料投入到成品出产整个过程全部日历时间时间组织任务 提高时间利用率 减少中断时间 缩短生产周期 三种移动方式应用 理解 顺序移动 批量小 单件工序时间短 工艺专业化平行移动 批量大 单件工序时间长平行顺序移动 重量大 价值大 对象专业化 23 4 2生产过程组织 零件移动方式及加工周期 运用 式中To 加工周期 n 批量 ti 零件第i工序单件工时 m 工序数 顺序移动方式 4 1 24 4 2生产过程组织 式中Tp 加工周期 n 批量 timax 零件最长单件工序时间 m 工序数 平行移动方式 4 2 25 4 2生产过程组织 平行顺序移动方式 式中Tpo 平行顺序移动方式加工周期 tsj 每相邻两工序较短单件工序时间 4 3 1 前道工序单件时间 后道工序单件时间 采用平行移动方式2 前道工序单件时间 后道工序单件时间 前道工序完工零件足以保证后道工序连续加工时 才转入后道工序 26 三种移动方式的比较 27 第4章企业生产管理 4 3生产计划与控制 了解内容 生产计划指标与层次 生产计划编制步骤 车间作业计划 生产控制掌握内容 生产作业计划及期量标准 物料需求计划运用内容 线性规划编制生产计划基本方法 28 4 3生产计划与控制 4 3 1生产计划内容与层次 了解 生产计划层次 长期生产计划 计划期3 5年或更长时间 战略决策 规划中期生产计划 计划期一般为1年 又分综合生产计划 主控进度计划短期生产计划 计划期半年以下 一般为季 月 星期 包括物料需求计划 生产能力需求计划等 生产计划指标 产品品种产品产量产品质量产值 29 4 3生产计划与控制 4 3 2年度生产计划指标与编制 年度生产计划编制 了解 调查研究 收集资料拟订和优化计划方案综合平衡 编制计划草案讨论修正批准实施 30 4 3生产计划与控制 用线性规划方法制定生产计划 运用 企业有m种资源用于生产n种产品 其中第j种产品的年产量为xj 若生产一件j种产品需要i种资源的数量为aij 生产一件第j种产品所获得的利润为Gj 第i种资源可用的数量为bi 则以最大利润为目标的最佳产品品种组合和最佳年产量的优化模型为目标函数 4 4a 约束条件 4 4b 目标函数与约束条件均为线性表达式 故称为线性规划 31 4 3生产计划与控制 目标函数 1000 x1 800 x2 max 表4 2生产一件产品所需设备工时及设备可利用工时 求解上述方程 可确定P1 P2产品最佳产量分别为 x1 8 x2 30 解 依题意 设P1 P2产品最佳产量分别为x1和x2 建立模型如下 32 4 3生产计划与控制 33 4 3生产计划与控制 4 3 3生产作业计划 生产作业计划及期量标准 掌握 成批生产批量与生产间隔期 以量定期 1 最小批量法 使设备调整时间在整批产品加工时间中所占的比例不大于规定的数值 2 经济批量法 使各设备调整费和在制品保管费的总和最小 式中 Q0 经济批量 A 每次的调整费用 N 计划期产量 CI 在制品保管费用 3 估计批量法 凭经验和历史数据 以期定量 先确定生产间隔期 再确定批量 4 6 34 4 3生产计划与控制 生产提前期 产出提前期投入提前期 在制品定额 为保证均衡生产所必需的 最低限度的在制品占用量 35 4 3生产计划与控制 物料需求计划 MRP 掌握 物料需求计划 将最终产品的进度计划转化为零 部件的进度计划和原材料 包括外购件 的订货计划 主生产计划 主控进度计划 库存记录产品结构树 物料清单 BOM 加工 装配周期 订货提前期 MRP输入 36 物料需求计划MRP 37 4 3生产计划与控制 MRP工作原理 已知 P1 P2 S2 S3装配周期 1周C4制造周期 2周M4订货周期 3周M4库存记录 38 10000 套 1 0 E 10000 件 1 0 X 10000 件 1 0 A 10000 件 1 0 C 10000 m 2 1 0 O 0 1 2 3 结构层次 独立需求件 相关需求件 40000 D 件 4 0 R 8000 m 3 0 2 40000 件 4 0 B 8000 P m 3 0 2 方桌 桌面 桌腿 面 框 板材 方木 1 螺钉 胶 油漆 方木 2 例 方桌物料清单 39 40 90 20 260 25 400 260 25 400 50 25 100 70 P1 P2 S2 S3 C4 M4 80 50 25 100 70 80 50 25 100 70 80 100 25 200 70 80 100 25 200 70 80 100 25 200 70 80 40 4 3生产计划与控制 车间作业计划 了解 原材料和在制品库存显著减少响应速度加快 产品转换时间缩短 产品转换费用降低设备利用率提高 MRP意义 实现了生产管理由宏观的以产品为核心的生产计划向微观的以零部件和原材料为核心的生产计划的转变 车间 班组 单元 工作地 具体任务分配和顺序安排 41 4 3生产计划与控制 4 3 4生产控制 了解 指对作业计划的控制控制程序 42 第4章企业生产管理 4 4现代生产管理模式 了解内容 成组技术 计算机集成制造 MRP ERP LP JIT 敏捷制造 43 4 4现代生产管理模式 4 4 1成组技术 了解 基本原理 将零件按其相似性分类成组 并以此为基础组织生产 实现多品种 中小批量生产产品设计 制造工艺和生产管理的合理化 工艺相似零件组 结构相似零件组 44 4 4现代生产管理模式 分类成组 人为扩大生产批量 资源重复使用 降低生产成本作业熟练程度增加 提高生产率 重复使用原则 45 4 4现代生产管理模式 实施成组技术基本问题 建立零件分类编码系统 用字符 数字 字母或符号 对零件有关特征进行描述和识别的一套特定的规则和依据典型分类编码系统 Opitz Sulzer Miclass KK JLBM 1系统等 46 4 4现代生产管理模式 划分零件组 不同生产领域不同划分方法工艺相似零件组划分方法 目视法 分类编码法 生产流程分析法 成组工艺过程设计 综合零件法 适合回转类零件 综合路线法 适合非回转类零件 综合零件 综合零件法 实际零件 47 4 4现代生产管理模式 综合路线法编制成组工艺规程 48 4 4现代生产管理模式 建立成组生产单元 成组单机成组单元成组流水线成组柔性制造系统 图4 16机群式布局与成组单元局 49 4 4现代生产管理模式 4 4 2计算机集成制造 CIM 了解 CIM与CIMS定义 CIM是信息技术和生产技术的综合应用 旨在提高制造型企业的生产率和响应能力 CIM是一种制造哲理 是一种思想 CIMS 计算机集成制造系统 是CIM制造哲理的具体体现要点 CIM的核心是集成 而集成的本质是信息集成将整体优化作为CIM的最终目标 相对于自动化孤岛而言 在3M 人 机器 管理 集成中 人是核心 是根本 CIMS是一个多层次 多模式 动态发展 逐渐向理想状态趋近的系统 50 4 4现代生产管理模式 CIMS组成 51 4 4现代生产管理模式 52 国外成功案例 1985年 美国科学院对美国在CIMS方面处于领先地位的五家公司 麦克唐纳道格拉斯飞机公司 迪尔拖拉机公司 通用汽车公司 英格索尔铣床公司和西屋公司进行调查和分析 采用CIMS可以获得如下收益 产品质量提高200 500 生产率提高40 70 设备利用率提高200 300 生产周期缩短30 60 53 技术趋势数字化设计制造虚拟样机全球采购和分销大规模定制 通用公司应用状况开发周期 48月 24月 12月 碰撞试验 100次 50次 个性化定单 3小时通过在线采购降低成本10 制造业发生的深刻变革数字化轿车 54 国内案例 成都飞机工业公司1989年开始开展CIMS工程 经过10年的发展完善 使得企业在产品制造能力和公司管理水平方面上了一个新台阶 从而赢得了国外航空产品转包生产的订单 经济效益十分明显 10年来 企业仅在网络和数据库方面累计投资就超过2000万元 但是当初的投资在今天得到了回报 企业目前很好地实现了信息共事和集成 并且利用开放系统避免建设信息孤立岛 省去了大量的重复性劳动 55 56 超七全机结构数字样机 数字化技术在超七飞机研制中的应用 来源 成都飞机公司 57 数字化技术在超七飞机研制中的应用 来源 成都飞机公司 超七全机结构分析模型 58 数字化设计 制造创我国枭龙 超七 飞机研制周期最短的奇迹 枭龙 FC 1型飞机从冻结技术状态到首飞成功 只用了23个月的时间 这是采用了数字化设计 制造 管理技术创造的奇迹 建立枭龙 FC 1型飞机全机结构数字样机 实现产品数据共享全机工艺规程编制计算机化实现枭龙 FC 1飞机主要结构件数字化设计 工艺 加工 检测 突破结构件制造瓶颈 59 全机外形 前机身理论数据 驾驶舱 驾驶员座椅安装 中央操纵台机械系统 登机门机构 壁板STA148 550 229 000 长桁和接头 来源 中国航空工业第一集团公司 新支线飞机虚拟样机数字化定义 60 铁路机车车辆虚拟样机系统 61 4 4现代生产管理模式 CIMS发展趋势 由注重研究向注重应用方向发展由 技术推动 向 需求牵动 方向发展由大中型企业向中小型企业扩展由强调技术支撑向强调人 技术 经营集成方向发展应用模式越来越多不断吸收新技术 新思想 新观念 如并行工程 全面质量管理 准时生产等 62 4 4 3MRP 与ERP 了解 制造资源计划 ManufacturingResourcesPlanning MRP MRP 运用了管理会计的概念 用货币形式说明了执行企业物料计划带来的效益 实现了物流 信息流与资金流在企业管理方面的集成MRP 的核心是MRP 企业资源计划 EnterpriseResourcesPlanning ERP ERP是在MRP 基础上演变和发展起来的扩充了MRP 的制造与财务功能增加了客户关