多品种中小批量的生产组织及生产作业计划课件

1、1第九章 多品种批量的生产作业计划 及先进生产组织9.1 期量标准及生产作业计划9.2 中小批量生产先进的组织形式第1页，共45页。29.1 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第2页，共45页。3一、期量标准（一）批量与生产间隔期批量是指一次投入生产的同种制品的数量。生产间隔期是指相邻两批同种工件投入（或产出）的时间间隔。周期性重复生产条件下批量和生产间隔期有如下关系：批量 = 平均日产量生产间隔期第3页，共45页。4确定批量和生产间隔期通常有两种方法：以量定期法思路是先确定生产批量，然后推算生产间隔期，

2、再进行调整修正。1.最小批量法损失系数由经验确定，参考P223表9.3准备结束时间损失系数准备结束时间最小批量单件工时第4页，共45页。5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 第5页，共45页。62. 经济批量法批量费用 在制品保管费用（F2）准备结束费用（F1）全年的总费用（F）Q*0Fmin生产批量每一批产品的生产准备费用年需求量零件单位成本在制品占用及保管费率第6页，共45页。7

3、令F（Q）= 0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：第7页，共45页。8思路：先确定生产间隔期，然后确定生产批量。 批量 = 平均日产量生产间隔期以期定量法标准生产间隔期表，如P224表9.4所示。（二）生产周期：指从加工对象投产起，到它完工为止所经历的日历时间（如下图所示）。生产周期分为：零件生产周期和产品生产周期。部装周期产品生产周期毛坯生产周期保险期机加工生产周期保险期保险期部装生产周期总装生产周期毛坯周期加工周期总装周期产品生产周期结构示意图第8页，共45页。9 生产周期可以按零件工序、零件加工过程和产品进

4、行计算。其中零件工序生产周期是计算产品生产周期的基础。1. 零件工序生产周期零件工序生产周期 = 单台设备加工总工时 + 准备结束时间单件工时零件批量准备结束时间工时定额完成系数有效工作时间一批零件的工序生产周期同时完成该工序的工作地数第9页，共45页。102. 零件加工的生产周期指零件从投入时刻起到加工完毕止的时间长度。顺序移动方式下的零件加工周期计算公式：零件在工序之间移动时的平均间断时间该批零件在第 i 道工序的工序生产周期一批零件的加工生产周期考虑平行移动或部分平行移动所作的修正：修正后的零件加工生产周期平行系数零件生产周期 =零件加工各工序生产周期之和 + 各工序间总间断时间第10页

5、，共45页。113. 产品生产周期产品生产周期是各工艺阶段的生产周期与所有保险期之和。产品生产周期毛坯生产周期毛坯保险期加工生产周期机加工保险期装配生产周期产品生产周期 = 各工艺阶段生产周期之和 + 各工艺阶段保险期之和 = 零件生产周期+部件装配周期+总装配周期+总保险期第11页，共45页。12（三）生产提前期 是以成品的出产日期为基准，以生产周期和生产间隔期为参数，按产品工艺过程的相反顺序进行计算。这一期量标准是保证各工艺阶段相互衔接和保证合同交货期的重要依据。生产提前期分为投入提前期（TIN） 和出产提前期（TOT）。第12页，共45页。132. 出产提前期 指制品在某一工艺阶段出产的

6、日期比成品完工出产日期应提前的天数。第 i 工艺阶段的保险期1. 投入提前期 指制品在某工艺阶段投入生产的日期比成品完工日期应提前的天数。第 i 工艺阶段生产周期第 i 工艺阶段的出产提前期第 i 工艺阶段的投入提前期第13页，共45页。14毛坯生产周期保险期机加工生产周期装配周期保险期装配投入提前期机加工出产提前期毛坯出产提前期机加工投入提前期毛坯投入提前期提前期、生产周期与保险期的关系第14页，共45页。15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

7、D毛投=D毛出+T毛毛-加保险期加-装保险期 例：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） 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+该车间生产周期第15页，共45页。

8、16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）第16页，共45页。17（四）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

9、间半成品定额（库存在制品定额）第17页，共45页。18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）TR 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半批一批第18页，共45页。19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

10、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第19页，共45页。20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12221201918171615141312111098765432252423321最大占用量流动

11、占用量后领前入周转半成品占用量第20页，共45页。21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12221201918171615141312111098765432252423321最大占用量流动占用量周转半成品占用量第21页，共45页。22工作日保险储备量12221201918171615141312111098765432252423321最大占用量流动占用量后领前入前车间成批入库，后车间

12、整批领用 图表第22页，共45页。23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）第23页，共45页。二、成批生产类型作业计划的编制24 成批生产类型由于是多品种轮番生产，零件数量又十分大，作业计划的难度比较大。

13、作业计划分厂部计划和车间计划。在车间计划中的作业排序问题又是一件十分困难的工作。厂部作业计划一般以产品作为计划单位，根据期量标准下达每种产品的生产批量和投入、出产的时间。部件和零件的作业计划由车间考虑。常用累计编号法：根据最终产品的平均日产量，将各工艺阶段生产提前期转变成生产提前量，从而规定各计划单位达到的出产与投入的累计数。 车间作业计划根据厂部的生产计划，考虑车间生产能力、零部件的配套性、设备的利用率、在制品占用量等因素安排作业计划。许多企业都是凭经验安排，较科学的作业计划编制方法是最小生产费用计划法，其思路是将计划期分成几个长度相等的循环流程，在每个循环流程中实行多品种轮番生产；以循环流

14、程长度作为因变量，列出生产费用函数，求出最小费用循环流程；最后从该流程长度推算出各品种的批量。 第24页，共45页。259.2 中小批量生产先进的组织形式一 成组生产单元（GTPC)二 柔性制造系统（FMS）第25页，共45页。26一 成组生产单元（GTPC)1、 成组技术的基本原理成组技术成组技术（Group Technology）是建立在以相似性为基础的合理组织生产技术准备和生产过程的管理方法。 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

15、不应有的多样化，达到简化、统一、高效和经济目的生产组织技术。第26页，共45页。27产生与发展：背景：20世纪50年代以来多品种小批量生产方式占比重越来越大（由50%增加到85%）。丰田汽车公司1个月生产36万辆汽车，共有3万多种型号，最多的型号产量为17辆，最少的为6辆。起源：1959年苏联的米特洛凡诺夫发表了成组加工的科学原理，为多品种小批量生产开辟了一种先进的生产组织方式。发展：a、德国呵亨工业大学的奥匹兹教授制订了一套工件分类编码系统；b、英国的伯尔毕齐教授根据零件的工艺相似性提出了工艺流程分析法；c、美国和日本将成组技术与数控技术、计算机技术结合，GT得到很大的发展。第27页，共45

16、页。282、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:标准件各种零件在一定范围的产品中出现率有着稳定的分布，A（5-10%）B（70%）C（20-25%）；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。第28页，共45页。293、零件分组的常用方法（1）视检法或目测法由有经验的工艺人员进行。（2）工艺流程分析法根据工艺卡将工序和所用设备相同的零件归类成组。（3）编码分类法用一系列数

17、码表示零件的形状、结构、材料、尺寸、加工工艺和精度要求等特征，以数代形，按数分组的方法。 目前，世界上约有上百种分类编码系统，最有影响的是奥匹兹（Opitz）分类编码系统，由9为数码组成。 我国1984年机械部完成了JLBM1编码系统，由15位数码组成。 编码分类法工作量较大，但适合应用计算机。第29页，共45页。304、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

18、的一致性；（4）把GT原理应用于生产组织和计划管理。第30页，共45页。315、实施成组技术的步骤 （1）对企业的全部零部件按照一定的规则进行分类编码，建立零件组或零件族； （2）按照零件组的的资料进行产品设计工作； （3）按照零件组制定工艺方案、工艺规程、工艺装备； （4）以零件组为基础，建立成组生产单元和成组车间； （5）按照成组生产单元组织生产、进行作业管理。第31页，共45页。326、成组生产组织形式（1）成组工艺中心工序成组，就是在一个工作地上组织零件组的加工，这是一种初级形式。（2）成组生产单元按零件组的生产工艺建立的生产单位，在单元里能完成各零件组的全部或大部分工艺过程。设备按“

19、块状”布置（3）成组流水线将设备按零件组的典型工艺过程排列，使之具有流水生产的特征。第32页，共45页。337、成组生产单元 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生产工艺过程。成组生产单元的平面布置按生产线形式布置按U型布置第33页，共45页。34CNCCNCNCNCNC1NCNCNC21、2配套辅助设备按功能布置ABCD12345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多单元边界协作区第34页，共45页。35（1）成组技术是多品种

20、小批量生产组织的一种有效途径；管理者应树立的观念：（2）成组技术是计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工艺（CAPP）、计算机辅助制造（CAM）、柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造系统（CIMS）等应用的基础。（3）成组技术已成为一种有效的管理方法和思路，能应用于各种管理工作。第35页，共45页。36二、柔性制造系统 何谓柔性制造系统？柔性制造系统（Flexible Manufacturing SystemFMS） 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。 柔性是指生产系统在不同产品与过程之间转换的速度，以及在此基础上能够向顾

21、客提供的产品范围。第36页，共45页。37产生和发展 产生于20世纪60年代末，综合应用了当代先进技术如数控技术、计算机技术、自动化物料输送技术等，由计算机进行控制和管理的生产方式。1980年代以来，该技术已进入实用阶段，许多工业发达国家（德国、日本、美国等）都可提供成套的FMS，且被广泛应用于各种加工制造行业。第37页，共45页。38FMS的组成：由各类机床组成，该系统能加工的零件越多，系统柔性越高。加工系统计算机管理与控制系统这是FMS的“大脑”，负责指挥整个系统的一切活动。其核心部分是系统控制软件和数据库。物料储运系统负责物料的存取、运输和装卸，由立体仓库、托盘交换台、机械手、传送带、自

22、动运货小车等组成。（物料：毛坯、半成品、成品、工夹具、刀具、切屑等）第38页，共45页。39上级生产系统FMS计算机主控制系统DNC计算机群控系统加工系统工具系统运输系统检验系统系统管理人员计算机管理与控制系统第39页，共45页。40 数据库： 生产数据（加工任务、工艺路线、所用设备和工具等） 资源数据（材料、设备和工具数据） 运行数据（工件所在位置、设备和工具使用情况、生产进度等）系统控制软件： 系统管理软件（信息输入和输出、物料进出口管理、生产日程计划、工具管理、运行控制）； 系统监视软件（设备级监视由每台设备的控制器检测电子装置、电器装置、机械部件的受力变形和振动等情况；系统级监视监视各

23、设备的控制器工作和运输装置的情况。） 计算机主控制系统第40页，共45页。41FMS的优势：注意几点： （1）FMS投资巨大，中小企业应慎重选择。 （2）客观上有需要采用FMS解决的加工任务。 （3）企业要有足够的技术力量，保证系统投产后的正常运行。 在这个系统中，可同时加工多种不同的工件； 多品种 一台机床在加工完一种零件后，在不停机状态下，按计算机指令转为加工另一种零件（缩短生产周期，减少在制品量，加速资金周转）； 时间快 各机床之间的联系是灵活的，工件在机床之间的传输没有固定流向和节拍； 灵活性第41页，共45页。42物流配送系统物流配送系统以自动化立体仓库为基础，以电子商务信息技术为核心，通过计算机网络技术把自动化仓库的功能和订货、发货处理连接在一起，实现了物质资料从供应方提价给需求方，满足了信息社会发展的需要。 第42页，共45页。43自动控制系统 将自动控制领域的现场总线技术应用在自动化立体仓库中，通过各种先进的电子技术，如激光认址、红外通讯、图像传输、条码识别、可编程逻辑控制器（PLC）以及网络技术，实现库内无人管理。同时EDI电子数据交换和INTERNET互联网技术的应用使客户在任何时候都能得到物流配送