第三章生产过程的规划与设计.ppt

1、盐城工学院机械工程学院盐城工学院机械工程学院第三章 生产过程的规划与设计生产过程的规划及设计系统生产过程的规划及设计系统输入过程规划与设计输出1产品信息性能技术特点、产品市场信息、竞争环境2、生产战略信息3、生产系统信息1、生产系统定位2、纵向集成度3、生产技术选择4、生产流程1、生产过程流程设计2、设备选定3、车间布置图4、人力需求预测盐城工学院机械工程学院盐城工学院机械工程学院第一节 生产过程的类型连续性生产和离散性生产连续性生产和离散性生产 1.连续性生产是指物料连续均匀地按一定工艺顺序运动,在运动中不断改变形态和性能,最后形成产品的生产.化工炼油冶金食品造纸等.流程式生产.组织管理特点

2、:产品工艺加工过程相似；按工艺流程布置生产设备；车间工段按工艺阶段划分。组织管理重点:保证原材料动力的连续不间断供应;加强维护保养;实时监控;保证安全生产.2.离散性生产是指物料离散地间断地按一定工艺顺序运动,在运动中不断改变形态和性能,最后形成产品的生产.轧钢汽车制造服装等.加工装配式生产.组织管理特点:零件加工彼此独立;通过部件装配和总装形成产品;协作关系复杂;管理难度大.组织管理重点:控制零部件的生产进度,保证生产的成套型.备货性生产和定货性生产备货性生产和定货性生产备货性生产(Make-To-Stock)和定货性生产(Make-TO-Order)1.备货性生产是指在没有接到用户订单时按

3、已有的标准产品或产品系列进行的生产.补充和维持库存.轴承紧固件家电等.2.订货性生产是指按用户订单进行的生产.项目备货性生产定货性生产产品特点量大、标准、好预测量小、多变、难于测生产流程稳定、标准、均衡不稳定、无标准、难均衡库存连接生产和市场的纽带不设成品库存计划优化的标准计划不便详细，近细远粗设备专用高效设备通用设备人员专业化多种操作技能备货性生产和订货性生产的的主要区别大量生产、批量生产和单件生产大量生产、批量生产和单件生产1.大量生产 （1）特点：品种少、产量大、长期重复生产且条件稳定、专业化水平高。（2）优点:设计方面:简便标准工作量小 工艺方面:有利于编制详细的工艺规程提高工艺的先进

4、性 生产组织方面:精细分工,专业化水平高,易于采用专用高效设备,机械化自动化水平高.生产管理方面:有利于相对集中的生产管理模式,理性管理多,例外管理少,计划调度简单,人员易熟悉加工工艺与技术,有利于机器设备的充分利用.大量生产、批量生产和单件生产大量生产、批量生产和单件生产2.成批生产 特点：品种较多，单产品产量较小；成批轮番生产。工作地或设备的有效工作时间短。机械化、自动化水平不高；对工人的技术要求较高。3.单件小批成产 特点:(1）品种繁多，每一品种的产量极少，生产重复率低。（2）设计方面：一品一设计，设计质量不高。（3）工艺方面：一品一工艺，工艺质量不高。（4）生产组织方面：粗略分工，专

5、业化水平低。设备集群式布置，产品路线长。（5）生产管理方面：粗略工时定额；协作关系不稳定，质量和交货期不易保证。例行管理少，例外管理多。人员多。大规模定制生产模式大规模定制生产模式大规模定制方式：单件生产在当今环境下发展而单件生产在当今环境下发展而成的新生产方式，特征：成的新生产方式，特征：可客户化：大量用户选择他需要的产品；自适应产品：由产品去适应用户的需求。大规模定制生产关键技术：1.设计：标准化、模块化、可制造设计、CAD、PDM.2.采用敏捷制造：成组技术、可重组制造、柔性加工 3 对市场周密的调查，建立客户数据库。生产类型划分的相对性生产类型划分的相对性 注意企业和车间生产类型的划分

6、不是绝对的，一个企业可能同时存在三种不同的生产类型。例如：1。大量生产的企业：装配车间是大量流水生产；机加工车间是大量流水和部分成批生产；毛坯车间是明显的成批和大批生产；试制车间是单件成批生产。2。成批生产的企业：装配车间是成批或大批生产；机加工车间和毛坯车间是成批生产。3。单件生产的企业：基本车间均为单件生产。生产组织形式生产组织形式生产的组织形式与工厂的生产的组织形式与工厂的产品构成产品构成有关：有关：单件、大量、多品种小批量？要做两件事：（1）对本厂产品进行分类；（2）根据产品类型采用合理的组织形式。产品分类产品分类产产 品品 分分 类类工艺专业化原则工艺专业化原则生产过程组织一般划分成

7、一些基本单位，如车间、工段和班组，这些单位按两种基本原则组织的：工工 艺艺 专专 业业 化化 原原 则则 即按生产工艺的特点来组织生产单位，在一个单位（如车间）集中同种类型的设备及工人。如：机械加工车间：车床工段、铣床工段、钻床工段机械加工车间：车床工段、铣床工段、钻床工段热处理车间：淬火工段、退火工段热处理车间：淬火工段、退火工段装配车间装配车间优点和缺点优点和缺点优点：优点：(1)(1)设备利用率高，个别设备出现问题，影响不大设备利用率高，个别设备出现问题，影响不大(2)(2)工人固定于一种设备，有利于专业技术的提高工人固定于一种设备，有利于专业技术的提高(3)(3)可以比较容易适应不同类

8、型产品，柔性较大可以比较容易适应不同类型产品，柔性较大缺点：缺点：(1)产品（半成品）、原材料运输路线长产品（半成品）、原材料运输路线长(2)(2)产品在加工过程中停放、等待时间长，延长了生产周期产品在加工过程中停放、等待时间长，延长了生产周期(3)(3)各生产单位之间协作、往来频繁，管理较困难各生产单位之间协作、往来频繁，管理较困难对象专业化及优缺点对象专业化及优缺点对象对象(产品）专业化（汽车、家电、齿轮箱产品）专业化（汽车、家电、齿轮箱)以产品 或零部件）为对象来构筑生产单位的。一个生产单位基本 上可以完成一个产品或部件的生产。又称封闭式生产单位优点：优点：(1)可以大大缩减产品在加工过

9、程中的运输距离(2)可以减少加工过程中的在制品库存(3)可以采用先进生产组织形式流水线生产(4)减少生产单位的协作关系，简化计划管理缺点：缺点：设备利用率低生产布置的形式生产布置的形式按按产产品品专专业业化化按按工工艺艺专专业业化化模块式生产模块式生产零部件分类：零部件分类：采用成组技术的方法，按照零部件加工采用成组技术的方法，按照零部件加工表面和加工工艺上的相似性，对零部件进行分组。表面和加工工艺上的相似性，对零部件进行分组。成组加工单元：成组加工单元：在一个加工单元内，配备某些不同类型在一个加工单元内，配备某些不同类型的加工设备，完成一族或几族零件的全部加工任务，而的加工设备，完成一族或几

10、族零件的全部加工任务，而且加工顺序可以在单元内灵活安排。利用加工工艺上的且加工顺序可以在单元内灵活安排。利用加工工艺上的相似性，对零部件进行分组。相似性，对零部件进行分组。优点：优点：利用工艺上的相似性，增大了批量大小，利用工艺上的相似性，增大了批量大小，减少了减少了批量变更次数，大大降低批量变更引起的调整费用，降批量变更次数，大大降低批量变更引起的调整费用，降低在制品库存水平，提高生产率；低在制品库存水平，提高生产率；缺点：缺点：生产生产模块内可能出现重复的设备；生产生产模块内可能出现重复的设备；1.顺序移动方式 (1)特点:整批移动 (2)图示:0 20 40 60 80 100 120

11、140 160M1M2M3M4T顺n=4,t1=10,t2=5,t3=15,t4=10T顺=nti=4(10+5+15+10)=160时间组织形式时间组织形式i=1m 2.平行移动 (1)特点:单件移动 (2)图示:0 20 40 60 80 100 120 140 160M1M2M3M4T平n=4,t1=10,t2=5,t3=15,t4=10T平=ti+(n-1)tL =(10+5+15+10)+(4-1)15 =85时间组织形式时间组织形式i=1m0 20 40 60 80 100 120 140 160M1M2M3M4T平顺n=4,t1=10,t2=5,t3=15,t4=10T平顺=nt

12、i(n-1)min(tj,tj+1)=4(10+5+15+10)(4-1)(5+5+10)=100 3.平行顺序移动 (1)特点:两者结合,扬长避短。(2)图示:时间组织形式时间组织形式i=1mj=1m-1 4.三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）有等待现象，加工周期长。（1）周期最短，（2）零件等待少，设备有停歇。（3）运输频繁，管理复杂。两者结合,扬长避短选择策略小而轻；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

13、。时间组织形式时间组织形式影响企业竞争力的因素影响企业竞争力的因素 价格质量品种时间信誉环保主要竞争因素的变化消费水平的变化低高企业竞争优势的确立企业竞争优势的确立 V对顾客的价值P价格V-P顾客的剩余P-C企业的利润C成本V-C企业创造的价值战略选择战略选择 1.市场竞争战略的类型 (1)成本领先战略 (2)别具一格战略 (3)集中一点战略 2.市场竞争战略对产品和服务的要求 (1)品种 (2)质量 (3)价格 (4)可获性(数量交货期)(5)服务 3.产品和服务对生产系统的要求 (1)成本效率 (2)质量 (3)可靠性 (4)柔性 生产战略的内容生产战略的内容1.总体战略 (1)自制或购买

14、 (2)低成本和大批量 (3)多品种和小批量 (4)高质量 (5)混合策略2.产品或服务的选择、开发和设计 (1)选择(考虑的因素)市场需求的不确定性.外部需求与内部能力的关系.原材料外购件的供应.内部各部门工作目标上的差异.(2)开发和设计 做跟随者还是领导者.自己设计还是请外单位设计.花钱买技术或专利.作基础研究还是应用研究.盐城工学院机械工程学院盐城工学院机械工程学院第二节 产品设计与生产类型的关系产品设计的基型和特点产品设计的基型和特点u1、客户产品 品种多、批量少，对生产柔性和及时发货要求高u2、标准产品 品种少，大批大量生产，要求快速发送和低成本u3、对应于生命周期不同的阶段 引入

15、期 成长期 成熟期 衰退期客户产品低标准化标准化高标准化销售额产品生命周期的应用产品生命周期的应用u1、预测；u2、分析。从图可知，对于新产品，重点应放在B-C-D区间，对于正常产品，重点应放在C-D-E区间，对老产品重点应放在F点，并尽力延缓产品的衰退。产品生命周期的应用产品生命周期的应用u3、控制。产品更新换代时，B，B、B分别是产品的1、2、3代形成大量生产的起点，是产品进入成长期的转折点。何时将新产品第2代、第3代投放市场，是一项重要的产品策略，也是控制产品更新换代的关键问题。盐城工学院机械工程学院盐城工学院机械工程学院第三节 生产系统定位生产系统定位策略生产系统定位策略策略产品设计类

16、型生产组织类型库存类型 生产流程类型纯策略客户产品工艺原则定单生产单件小批纯策略标准产品对象原则存货生产大量大批对象专业：大量对象专业：批量成组生产单元工艺专业化形式ABCD品种批量品种-产量与生产形式的关系定性分析定性分析D点代表单件生产的情况，采用工艺专业化的形式较为合适A点对应的是单一品种的大量生产采用高效自动化专业设备组成的流水线效益高成本低柔性差B点对应的是几个品种的成批生产品种可以在有限范围内变化系统具备一定的柔性操作难度大C点表示多品种中小批量生产，采用成组生产单元和工艺专业化混合的形式产品产品-生产过程矩阵生产过程矩阵正确地选择生产方式（配置工艺过程）是生产与管理战正确地选择生产方式（配置工艺过程）是生产与管理战略的核心；略的核心；工艺过程的选择只有与产品的结构的性质相匹配，才能工艺过程的选择只有与产品的结构的性质相匹配，才能获得最好的技术经济性能与效益。获得最好的技术经济性能与效益。R.H.海斯与海斯与S.C.惠尔赖特惠尔赖特1979年提出了产品年提出了产品-工艺矩阵，工艺矩阵，描述产品结构与工艺过程的匹配关系。描述产品结构与工艺过程的匹配关系。2点要点：点要点：如何