第七章 多品种中小批量的生产

2 将产品和零件分类，归入不同批类 3 计算批量 nR g
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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： ①零件各工艺阶段生产周期的计算 ②产品生产周期
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零件各工艺阶段生产周期的计算
（1）按生产周期的时间构成计算
2
3 4
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 运行数据 系统管理软件 系统控制软件 系统监视软件 信息输入输出 物料进出口管理 制定生产日程计划 工具管理 运行控制 系统级监视
计算机主控制系统
设备级监视
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§7.3成批生产的期量标准及生产作业 计划
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 一 二 三 四 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
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128 ～ 256 256 ～ 512
注：表中生产周期是以两班制的工作日为单位
产品生产周期
（1）网络计划技术（第九章） （2）图表法
Байду номын сангаас
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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： ①前后车间生产批量相等情况 ②前后车间生产批量不相等情况
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
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（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
机械加工生产周期的概略标准图表
工艺 工序数 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12 14 16 18 20 一批零件加工的总劳动量（小时） 16以下 1 1.5 1.5 2 2.5 16 ～ 32 1.5 1.5 2 2.5 3 3.5 4 32 ～ 64 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 7 64 ～ 128 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 15 17 8 9.5 11 12.5 11 15.5 17 19 21 23 25 27 12 14 16 18 20 22 21 26 28 30 32 34
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前后车间批量相等情况
毛胚制造周期 T毛 毛-加 保险期 T毛-加 机加工周期 T机 加-装保 险期 T加-装 装配周期 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
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）
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二 三 四
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 n：批量 g Rn g nR R：生产间隔期 （3）批量与生产间隔期的确定方法 g：平均日产量 ①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 ②以期定量法——先确定生产间隔期，再确定批量
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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
F 0
Sj计 : j设备需要量（计算值） Ni: i产品（零件）年需求量（件）(i=1……P) 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 η j: j设备的利用系数，一般取0.9～0.98 P : 零件族中零件种数
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成组生产单元的平面布置
按生产线形式布置 按U型布置
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§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)
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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
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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
上旬
中旬
下旬
（2）不定期（生产进度未定）情况在制品定额
ZT n Tq R
生产周期 28 在制品定额 批量 生产周期 平均日产量 生产间隔期
2 车间之间半成品定额
（1）库存周转（流动）在制品定额 ①前车间成批入库，后车间分批领用 ②前车间成批入库，后车间每日领用 ③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 前车间可能 后车间 成品定 = 误期交库日 × 平均每
1 选择采用的生产间隔期标准 批 类 日批 三日批 周批 旬批 半月批 月批 季批 半年批 生产间隔期 1天 3天 6天 8天 12天 24天 72天 144天 批 量 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 每月批次 24 8 4 3 2 1 一季一次 半年一次
t准备 t准备 ∵ ∴ n最小 n t单件 t单件
n最小：最小批量 t准备：一批产品准备结束时间
0 . 05 20
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经济批量法
●
以零件生产费用最低为原则确定批量的方法
费用 E=E1+E2 E1=（n/2）C
n：批量
E2=（N/n）A
n0
批量
dE C N 2A 0 dn 2 n 0
额 数（保险期） 日用量
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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。
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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
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最小批量法
●
α： 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α=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： ①计算t调/ti ③ 120 n 最小 120 ( 件 ) ②选择第二道工序计算
t i l i T n t p m t q t s t r C S i K i i 1 m
m
T： 一批零件加工的生产周期
n： 批量 C： 每日有效工时 Ki：预计定额完成系数 tp：调整设备时间 ts：工艺规定的自然时效时间
m：车间内该零件的工序数
ti： 零件在工序i上的单件工时定额 Si：执行工序i的工作地数 li：工序之间的平行系数 tq：等待加工时间 tr：跨车间协作工序的时间
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）
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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
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计算各种设备需求量与设备配备
S j计
● ● ● ● ● ●
N
i 1
P
i
t ij
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）
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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
生产 生产间 周期 隔期R （天） （天） T=R T>R T>R T<R 10 20 25 5 10 10 10 10 T R 1 2 2.5 0.5 进度 在制品 平均占 用量 一批 二批 二批半 半批 在制品 期末占 用量 一批 二批 三批 一批
CNC NC NC NC NC CNC NC NC 1 2 A 1 B
A、B、C、 D成组生 产单元
2
5
3
1、2配套辅助设备
4 C D
1、2、3、4相 邻单元协作区， 5多单元边界 协作区 12
按功能布置
分区联合布置
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 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 组成 采用FMS的经济收益 13
●
2 NA n0 C
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
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： 2 20000 100
n 0 1 2000 ( 件 )
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以期定量法
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前后车间批量不相等情况
该车间 后车间 后车间 车间出 保 产提前 = 投入提 + 险 +（ 生产间 - 生产间 ） 隔期 隔期 前期 期 期 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）