机电企业管理导论

第4章企业生产管理1本章大纲第1节生产管理概述第2节生产过程组织第3节生产方案与控制第4节现代生产管理模式24.1生产管理概述了解内容——生产过程；生产过程组成；组织生产过程根本要求理解内容——工艺过程；机电企业生产类型及特点34.1

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、生产方案、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44.1

生产管理概述压力加工油漆车身装配内部装饰驱动桥装配变速箱装配轮胎装配底盘装配车身安装最后试验发动机装配发动机试验机械加工热处理锻造熔化造型浇注压铸油漆机械加工自动线热处理图4-1汽车生产物流示意图54.1

生产管理概述生产过程的组成生产技术准备过程－－如产品设计、工艺准备等根本生产过程－－如毛坯制造、机加工等辅助生产过程－－如送变电、设备维修等生产效劳过程－－如产成品和工具保管等64.1

生产管理概述工艺过程

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，是组成生产过程最根本的单位7汽车四缸压铸模生产过程8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、量具制定生产方案，包括采购方案毛坯准备。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94.1

生产管理概述4.1.2组织生产过程的根本要求连续性：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、生产平安、效益好104.1

生产管理概述4.1.3机电企业生产类型〔理解〕生产类型大量生产成批生产单件生产大批生产中批生产小批生产大批大量生产中批生产单件小批生产

114.1

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、组织上不同的要求技术、组织特征单件小批生产成批生产大批大量生产生产技术生产设备通用设备部分专用设备专用、高效设备工艺装备通用工艺装备部分专用工艺装备专用、高效工艺装备互换性与装配方法一般配对制造；采用调整或修配法大部分互换；少数钳工修配全部互换；少数高精度配合件分组选配工艺文件简单工艺过程卡详细工艺过程卡，部分关键工序工序卡详细工艺过程卡和工序卡，统一操作生产组织生产过程空间组织工艺专业化部分工艺专业化，部分对象专业化对象专业化生产过程组织形式不确定变换流水线，生产线流水线，生产线，自动线劳动组织劳动分工粗较细细工人技术水平高，要求一专多能一般操作工人技术要求低，调整工人技术要求高生产计划粗较细细124.1

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13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144.2

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15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：品种变化适应性强；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16A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174.2

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经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184.2

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）时间（min）单件加工时间(min)工序号123473510生产周期100（min）1020

30405060708090100图4-3顺序移动方式

194.2

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）时间（min）单件加工时间(min)工序号123473510生产周期55（min）1020

30405060708090100图4-4平行移动方式

204.2

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，才转入后道工序时间（min）单件加工时间(min)工序号123473510生产周期55（min）1020

30405060708090100图4-5平行顺序移动方式

前后两工序交叉时间21三种移动方式的比较移动方式顺序移动平行移动平行顺序移动优缺点（1）管理简单，设备不停歇，可充分负荷。（2）加工周期长。（1）周期最短，（2）设备有停歇，利用率低。（3）运输频繁，管理复杂。两者结合,扬长避短组织管理复杂选择策略小而轻；单件小批；加工时间短，调整时间长；工艺专业化。大且重；大量大批；加工时间长，调整时间短；对象专业化。小而轻；大量大批；加工时间长，调整时间短；对象专业化。22第4章企业生产管理4.3生产方案与控制了解内容——生产方案指标与层次；生产方案编制步骤；车间作业方案；生产控制掌握内容——生产作业方案及期量标准；物料需求方案运用内容——线性规划编制生产方案根本方法234.3生产方案与控制4.3.1生产方案内容与层次〔了解〕生产方案层次长期生产方案：方案期3～5年或更长时间；战略决策、规划中期生产方案：方案期一般为1年；又分综合生产方案、主控进度方案短期生产方案：方案期半年以下，一般为季、月、星期；包括物料需求方案、生产能力需求方案等生产方案指标

产品品种产品产量产品质量产值244.3生产方案与控制4.3.2年度生产方案指标与编制年度生产方案编制〔了解〕调查研究，收集资料拟订和优化方案方案综合平衡，编制方案草案讨论修正批准实施254.3生产方案与控制用线性规划方法制定生产方案〔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。假设生产一件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。那么以最大利润为目标的最正确产品品种组合和最正确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264.3生产方案与控制目标函数：1000x1+800x2→max某工厂生产P1、P2两种产品，需使用A、B、C、D四种设备。若生产一件产品所需设备工时及各种设备可利用工时如表4-2所示。又已知生产一件P1、P2产品所获利润分别为1000元和800元，试确定P1、P2产品最佳产量【例4-1】表4-2生产一件产品所需设备工时及设备可利用工时

设备ABCD生产一件产品所需设备工时P1

5220P222.504设备可利用工时10010060120求解上述方程，可确定P1、P2产品最正确产量分别为：x1＝8，x2＝30约束条件：5x1+2x2≤1002x1+2.5x2≤1002x1≤604x2≤120x1≥0x2≥0解：依题意，设P1、P2产品最正确产量分别为x1和x2，建立模型如下27可行域D4.3生产方案与控制等值线CAB约束边界图4-6线性规划图解x25040302010001020304050x1830284.3生产方案与控制4.3.3生产作业方案生产作业方案及期量标准〔掌握〕

成批生产批量与生产间隔期以量定期：首先确定一个合理的批量，再计算出相应的生产间隔期。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——方案期产量；CI——在制品保管费用。3〕估计批量法：凭经验、历史数据及习惯做法以期定量：先确定生产间隔期，再根据批量与生产间隔期的关系确定批量。保管费用调整费用总费用0Q0

批量Q费用图4-7经济批量图示（4-6）294.3生产方案与控制

生产提前期产出提前期：制品在各生产环节出处的时间比成品产出时间所提前的时间。投入提前期：制品在各个生产环节投入的时间比成品产出时间所提前的时间。零件加工周期保险期部件装配周期保险期产品装配周期总装投入提前期部件产出提前期部件投入提前期零件产出提前期零件投入提前期图4-8生产提前期示意图

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

生产周期：产品从原材料投入到成品产出的全部时间。304.3生产方案与控制物料需求方案－MRP〔掌握〕物料需求方案：将最终产品的进度方案转化为零、部件的进度方案和原材料〔包括外购件〕的订货方案主生产方案〔主控进度方案〕库存记录产品结构树：用树状结构表示其组成。〔物料清单－BOM：产品结构树用文件形式表示〕加工、装配周期，订货提前期主生产计划物料需求计划产品结构信息物料库存信息物料采购计划车间作业计划生产什么需要什么有什么图4-9MRP的逻辑流程图

MRP输入31物料需求方案MRP324.3生产方案与控制

MRP工作原理

P1S2C4M4（2）（1）（1）（1）（2）（1）P2S3C4M4（1）图4－10产品结构树S1S4（1）a）C1C3C5M1C2M3M5C7C3C8M6M3M8b）产品级部件级零件级材料级：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：周次

123计划存入

40当前库存

505050903310000套1.0E10000件1.0X10000件1.0A10000件

1.0C10000m2

1.0O0123结构层次独立需求件相关需求件40000D件4.0R8000m3

0.240000件4.0B8000P

m30.2方桌桌面桌腿面框板材方木1螺钉

胶

油漆方木2销产供例：方桌物料清单

34

28025400702802540070280254007028025400704090-202602540026025400502510070P1P2S2S3C4M4周次计划需要计划收入当前库存实际需要计划投放计划需要计划收入当前库存实际需要计划投放计划需要计划收入当前库存实际需要计划投放计划需要计划收入当前库存实际需要计划投放12345678910表4-5MRP

工作原理805025100708050251007080100252007080100252007080100252007080354.3生产方案与控制车间作业方案〔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方案向微观的以零部件和原材料为核心的生产方案的转变车间〔班组、单元、工作地〕内具体任务分配和顺序安排364.3生产方案与控制4.3.4生产控制〔了解〕指对作业方案的控制控制程序图4-11生产控制程序框图准备工作项目进度零部件、产品质量计划完成情况零件投入与产出、在制品储备量半成品、原材料储备量其他检查执行结果反馈找出计划与实际的差异采取纠正偏差的措施分析差异及产生原因各部门、各环节作业计划37第4章企业生产管理4.5现代生产管理模式了解内容——成组技术，计算机集成制造；MRPⅡ&ERP；LP&JIT；敏捷制造384.4

现代生产管理模式4.4.1成组技术〔了解〕根本原理将零件按其相似性分类成组，并以此为根底组织生产，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394.4

现代生产管理模式图4-15成组技术基本原理产品部件零件零件组ABCA1A2A3B1B2C1C2C3C4分类成组，人为扩大生产批量资源重复使用，降低生产本钱作业熟练程度增加，提高生产率重复使用原那么：404.4

现代生产管理模式实施成组技术根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那么和依据典型分类编码系统：Opitz、Sulzer、Miclass、KK、JLBM-1系统等名称类别粗分类0123456789回转类零件非回转类轮盘类环套类销杆轴齿轮类异形件专用件杆条类板块类座架类箱体类名称类别细分类0123456789盘盖防护盖法兰盘带轮手轮离合器分度盘滚轮活塞其他回转类零件的形状及加工码外部形状加工内部形状加工平面曲面加工基本形状功能要素基本形状功能要素外平面内平面辅助孔成形刻线辅助码

材料

毛坯原始形状

热处理主要尺寸

精度

直径或宽度

长度非回转类零件形状及加工码JLBM-1分类编码系统总体结构414.4

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424.4

现代生产管理模式综合路线法编制成组工艺规程434.4

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a）机群式布局GGGDDMM进出料口LLLLLL

A

AMMb）成组单元布局

L

L

L

M

M

D

D

G

G

A出料口进料口444.4

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制造哲理的具体表达要点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、动态开展、逐渐向理想状态趋近的系统454.4

现代生产管理模式

CIMS组成图4-17CIMS组成NetworkDB市场信息生产过程信息技术信息原材料，能源产品MIS，BM，PMMM，LM，FM…QISCAICATCAQCCMMMASCNC,MC,FMC,FMS,ROBOT,AA…EISCADCAECAPPNCPCATD……46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%。47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本钱10％产品概念设计产品详细设计制造业发生的深刻变革数字化轿车48国内案例成都飞机工业公司1989年开始开展CIMS工程，经过10年的开展完善，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，经济效益十清楚显。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，并且利用开放系统防止建设信息孤立岛，省去了大量的重复性劳动。4950

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51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

52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53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长桁和接头壁板连接件前起落架支撑梁前机身结构登机门来源：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544.4

现代生产管理模式CIMS开展趋势由注重研究向注重应用方向开展由“技术推动〞向“需求牵动〞方向开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、经营集成方向开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。554.4.3MRPⅡ与ERP〔了解〕制造资源方案〔ManufacturingResourcesPlanning，MRPⅡ〕MRPⅡ运用了管理会计的概念，用货币形式说明了执行企业物料方案带来的效益，实现了物流、信息流与资金流在企业管理方面的集成MRPⅡ的核心是MRP企业资源方案〔EnterpriseResourcesPlanning，ERP〕ERP是在MRPⅡ根底上演变和开展起来的扩充了MRPⅡ的制造与财务功能增加了客户关系管理与供给链管理等内容支持流通领域的运输和仓储管理、售后效劳管理等电子商务、电子数据交换、区域和跨国经营管理4.4

现代生产管理模式56图4-18典型MRPⅡ系统结构订货报告进度计划报告制造进度报告最终产品报告收货报告发送报告财务报告MRPⅡ需求预测与主控进度计划子系统制造过程与制造周期子系统能力计划子系统订货与库存控制子系统车间控制子系统成本会计子系统库存控制文件材料需求文件材料供应文件订货控制文件制造过程文件成本会计文件4.4

现代生产管理模式57ERP客户关系供应链管理设备管理品质管理人力资源知识管理电子商务，售后管理，在线分析MRPⅡ能力管理财务管理MRP物料清单，订单管理，库存管理，MRP计算图4-19MRP/MRPⅡ/ERP之比较4.4

现代生产管理模式584.4.4LP与JIT〔了解〕精益生产〔LeanProduction——LP〕MP〔MassProduction〕是旧时代工业化的象征——代表了高效率、低本钱、高质量。LP〔LeanProduction〕是新时代工业化的标志——只需一半人的努力，一半生产空间，一半投资，一半设计、工艺编制时间，一半开发新产品时间和少的多的库存四条原那么：1〕消除一切浪费；2〕完美质量和零缺陷；3〕柔性生产系统；4〕不断改进4.4

现代生产管理模式59表4-11精益生产与大量生产的比较比较项目大量生产精良生产追求目标高效率、高质量、低成本完善生产，消除一切浪费工作方式专业分工，专门化，相互封闭责、权、利统一的工作小组，协同工作，团队精神组织管理宝塔式，组织机构庞大权利下放，精简一切多余环节，扁平式组织结构产品特征标准化产品面向用户的多样化产品设计方式串行模式并行模式生产特征大批量、高效率生产变批量、柔性化生产，生产周期短供货方式大库存缓冲JIT方式，接近0库存质量保证主要靠机床设备，检验部门事后把关，返修率大依靠生产人员保证，追求零缺陷，返修率接近0雇员关系合同关系，短期行为终身雇用，风雨同舟用户关系用户满意，主要靠产品质量、成本取胜用户满意，需求驱动，主动销售供应商合同关系，短期行为长期合作伙伴关系，利益共享，风险共担4.4

现代生产管理模式60准时生产方式〔JustInTime——JIT〕核心：及时和准确。在制造过程中，要求按正确的时间、正确的地点，提供正确数量的合格物品，以