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生产管理知识-先进制造生产模式概述(PPT 155页)

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生产管理知识-先进制造生产模式概述PPT 155页 生产 管理知识 先进 制造 模式 概述 PPT 155
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第六章 先进制造生产模式 6.1 现代生产管理技术概述 6.2 现代生产管理信息系统 6.3 精良生产 6.4 并行工程技术 6.5 敏捷制造 6.6 智能制造 6.7 绿色制造 第一节 现代生产管理技术概述 6.1.1 制造业生产方式的演变 6.1.2 生产管理技术的发展 6.1.3 现代生产管理技术的特点 6.1.1 制造业生产方式的演变 工场作坊式 单件生产方式 刚性自动化 大批量生产方式 柔性自动化 中小批量生产方式 高效敏捷 集成经营生产方式 工场作坊式的单件生产方式 背景:18世纪初蒸汽机发明,引发了工业革命,开 始用机器代替人力,揭开了工业化生产的序幕,采用 单件作坊式的生产方式,。 特点:组织结构松散,管理层次简单,产品的价格 高,生产周期长。 刚性自动化的大批量生产方式 背景:20世纪初产品需求量加大、复杂性增加,要求采 用更复杂的生产技术和生产方式满足这种需求。 Whitney提出了“互换性”和大批量生产,泰勒推出了“科 学管理”理论,福特开创了汽车装配自动线,使制造业 进入大批量生产方式时代。 特点:生产规模变大,专业化程度和劳动生产率提高, 成本随之下降。 柔性自动化生产方式 背景:刚性自动化分工过细,大而全宝塔形管理体制,产品 应变能力差;面对市场多变和个性化顾客需求,要求提高制 造业的柔性化。 • 1952年研制了第一台NC机床; • 1958年第一台MC问世; • 1962年第一台ROBOT、自动化仓库和AGV问世; • 1966年DNC系统推出; • 1967年英国莫林建造第一条FMS; • 到上世纪70年代,微型机CNC系统出现。 特点:工序集中,没有固定节拍,高效率与高柔性融合,较 强灵活性和适应性,满足多品种小批量自动化生产。 高效敏捷的集成经营生产方式 背景:自80年代以来,全球经济形成,市场竞争更 趋激烈,消费呈现出主体化、个性化和多样化。为 了对急剧变化的市场作出快速的反应,提供用户满 意的产品和服务,需要探索新的生产管理方式和模 式。出现了如并行工程、精益生产、快速重组、敏 捷制造等新模式,可统称为高效敏捷的集成经营生 产方式。 特点:提高综合效率,敏捷响应市场需求。 6.1.2 生产管理技术的发展 早期管理阶段 科学管理阶段 现代生产管理阶段 早期管理阶段 时间段:作为商品生产的管理理论是自第一次工业革 命后才逐渐形成,延续时间从18世纪末到19世纪末,约 100余年时间。 主要管理技术:随着生产规模扩大,内部分工日益细 微,协作更加广泛,对生产管理提出更高要求。 亚当.史密斯提出“劳动价值理论”和“劳动分工”,虽不 系统和不全面,但为以后管理科学的产生和发展有着积 极的影响。 科学管理阶段 时间段:从19世纪末/20世纪初-20世纪60年代。 主要管理技术: 泰勒出版了《科学管理原则》,提出工时制和计件 制,制定科学的工艺规程,主张将劳动和管理分离等 理论,使劳动生产率普遍得到了提高。 甘特提出工作进度图表; 吉尔布雷斯夫妇进行了动作研究和工业心理研究; 福特研制了汽车移动装配线 运筹学、排队论、线性规划、系统论得到应用; 日本丰田汽车公司推出及时生产生产方式。 现代生产管理阶段 时间段:20世纪70年代至今。 主要管理技术: • 物料需求计划MRP用于生产计划与控制; • 在MRP基础上发展成为集采购、库存、生产、销售、 财务等为一体的制造资源计划MRPII管理方法; • 为适应全球经济发展,在MRPII的基础上又出现了以 供应链为核心的企业资源计划ERP管理模式。 企业增值环节的变迁 加工装配加工装配 产品设计产品设计 回收再造回收再造 服务服务 维修维修 材料材料 元件元件 传统产品传统产品 = = 材料材料 + + 制造过程制造过程 资源消耗型资源消耗型 增增 值值 比比 例例 产产 品品 生生 命命 周周 期期 技术进步技术进步 市场竞争市场竞争 增增 值值 比比 例例 整整 机机 的的 制造装配制造装配 产产 品品 生生 命命 周周 期期 设计和软件开发设计和软件开发 回收再造回收再造 用户服务用户服务 市场营销市场营销 新材料新材料 关键零部关键零部 件制造件制造 企业信用企业信用 创新产品创新产品 = = 原材料原材料 + + 知识知识 + + 制造资源制造资源 + + 服务服务 信息化信息化信息化信息化 可持续发展可持续发展 6.1.3 现代生产管理技术的特点 • 以技术为中心向以人为中心转变; • 从递阶多层管理向扁平网络式结构转变,强调结构 简化,减少层次,增强灵敏性。 • 由顺序工作方式向并行作业方式转变; • 从固定组织形式向动态的、自主管理的群体工作小 组形式转变; • 企业从单纯竞争走向竞争/结盟之路; • 质量是企业尊严和品牌价值的起点,快速响应市场 的竞争策略是制胜的法宝; • 技术创新成为企业竞争的焦点。 企业组织结构扁平化 顾客提出顾客提出 对产品作对产品作 些修改,些修改, 行不行?行不行? 我有一个建我有一个建 议可以使顾议可以使顾 客更加满意客更加满意 传统的金字塔结构 传统的金字塔结构 层层请示,决策迟缓层层请示,决策迟缓 可以可以 吗?吗? 可以可以 吗?吗? 可以可以 吗?吗? 我要我要 请示请示 可以可以 吗?吗? 可以可以 吗?吗? 什么事什么事 情行不情行不 行?行? 我要我要 请示请示 信息化信息化 推倒金字塔推倒金字塔 企业运作的战略转移 地区和国内地区和国内全球化全球化 企业内部企业内部因特网价值链因特网价值链 权力和金钱权力和金钱理念认同理念认同 价格大战价格大战核心竞争力核心竞争力 明天今天 市场需求市场需求制造资源制造资源生产能力生产能力 制造资源制造资源 通过精益、敏捷信息化和数字化能够以较少的通过精益、敏捷信息化和数字化能够以较少的 资源和生产能力满足市场需求资源和生产能力满足市场需求 生产能力生产能力数字化数字化 全球化和信息化全球化和信息化 传统企业传统企业 运作模式运作模式 精益生产精益生产 敏捷制造敏捷制造 数字制造数字制造 知识是制造资源知识是制造资源 从“隔墙”到”管道” 车间车间 产品产品 计划计划 订单订单   工工艺艺   设计设计   传统传统 生产生产 信息信息 处理处理 过程过程 信息在不同部门里滞留和中断信息在不同部门里滞留和中断信息化:形成从设计到生产的连续信息流信息化:形成从设计到生产的连续信息流 各各 部部 门之门之 间都间都 有有 一一 堵墙堵墙 未来发展的总趋势 大量生产方式大量生产方式 机械化自动化机械化自动化 常规制造技术常规制造技术 大量定制方式大量定制方式 智能化网络化智能化网络化 极限制造技术极限制造技术 单项技术应用单项技术应用 资源不可再生资源不可再生 全面技术集成全面技术集成 资源循环利用资源循环利用 物质转换功能物质转换功能知识参与增值知识参与增值 第二节 现代生产管理信息系统 6.2.1 物料需求计划(MRP) 6.2.2 闭环MRP 6.2.3 制造资源计划(MRPII) 6.2.4 企业资源计划(ERP) 6.2.5 先进制造系统管理技术的主要观点 MRP工作原理框图 6.2.1 物料需求计划MRP MRP基本原理 基本思想:在需要的时间,向需要的部门,按照需要的 数量,提供该部门所需的物料。 基本目标:最大限度地减少库存,降低库存成本。 工作流程:从主生产计划出发,按照产品结构展开,推 算每个零部件和原材料的需求量,并根据现有库存和生产/ 采购过程所需的提前期,最终确定具体的生产投放和物料 采购时间。 回答主要问题:需要什么、需要多少、何时需要。 MRP的输入 • 主生产计划 反映计划生产的产品名称、数量和交货日 期的计划,由企业计划部门编制; • 物料清单BOM 反映产品结构组成和零部件间的层次隶 属关系的产品结构文件,由CAD系统产生; • 库存状态 包括每一物件的现有库存量、计划入库量、 已分配量等信息。 • 独立需求 不依赖于其它需求而独立存在的需求,如不 在主生产计划之内的零配件。 表6-1 产品BOM表 编号数量单位 装配 件号 层次 X 台 0 A1件X1 B1件X1 C1件A2 D1件A2 C2件B2 E2件B2 产品X构成示意图 产品BOM表示例 MRP的输出 • 下达计划定单,包括外购件的采购定单和 自制件的定制定单; • 计划日程改变的通知; • 下达订货取消或暂停通知; • 库存状态报告; • 未来一段时间的计划定单。 MRP的计算逻辑 1)总需求量Gj(t) Gj(t)= a1X1+ a2X2+ … + anXn + B 其中:X1,X2,… Xn 分别为n种产品在某时段的计划生产量; a1,a2,… an分别为n种产品各自所包含j零件的数量; B为j零件的独立需求。 2)计划到货量Sj(t) 已在制或已订购,预期在计划期内即将 到货入库的物料量。 3)现有库存量Hj(t) 在满足总需求量之后,可供使用的库存 量,以每计划周期期末库存量来表示。 Hj(t)= Hj(t-1)+ Sj(t)- Gj(t) 其中:Hj(t)为本周期的期末库存量(现有库存量); Hj(t-1)为上一计划周期的期末库存量; Sj(t)为本周期的计划到货量; Gj(t)为本周期的总需求量。 4)净需求量Nj(t) 现有库存量不能满足总需求量时 的短缺部分。 Nj(t)= Gj(t)- Hj(t-1)- Sj(t) 5)计划交付量 将净需求量经过批量调整所确定的 投入生产或提出采购的计划批量;批量调整需考 虑废品率和批量法则,但应注意批量放大效应。 6)计划投放量 在数量上与计划交付量相同,仅是 将交付时间前置一个提前期以确定投放时间。 MRP的批量规则 • 直接批量法 订货批量等于需求量,用于价格高,不允许 有过多生产或保存的物料; • 固定批量法 每次加工/订货数量一致,间隔时间不一定 相同,用于订货费用较大的物料; • 固定周期法 每次加工/订货的周期相同,但其数量不一 定相同,常用于内部自制件的生产加工。 • 经济批量法 订购和保管费用之和为最低的最佳批量法, 其计算公式为: EOQ= 作业 • 1、MRP(物料需求计划)的批量法则有 哪几种?各用于何种场合? 闭环MRP系统框图 6.2.2 闭环MRP MRP工作原理框图 闭环MRP特征 • 将能力需求、车间作业计划和采购计划纳入MRP; • 企业生产能力是有限的,应进行生产能力与需求间的平衡 ; • 能力需求包括设备、资金与人力的需求,若发现能力不足 ,必须进行设备负荷调节和人力补充,如无法平衡,需 调整计划; • 在计划执行中,将来自车间、供应商反馈信息对生产计划 进行动态调整; • 作业过程是“计划-实施-评价-反馈-计划”不断反馈的过程 , 6.2.3 制造资源计划(MRPII) MRPII系统结构框图 • 计划控制子系统 包括生产规划、主生产计划、物料需求 计划、能力需求计划、生产作业计划、采购计划等。 • 物流管理子系统 包括库存管理、物料采购供应、市场营 销等。 • 财务管理子系统 各类往来帐目、库存资金占用和企业运 营情况,进行企业生产成本核算。 MRPII结结构组组成 • 管理信息的集成性 集企业产、供、销、财务于一体,对 企业资源进行统一的计划和控制,实现企业的整体优化。 • 计划的可执行性 计划下达前对生产能力进行平衡,并根 据反馈信息及时调整,保证计划有效性和可执行性。 • 管理的系统性 MRPII把企业所有与生产经营有关的部门联 结成一个整体,不存在条块分割,在统一计划下,以团队 精神投入工作。 • 数据的共享性 在统一数据库支持下,要求全体成员用规 范严肃态度对待数据,保证数据及时、准确和完整。 • 动态应变性 可随时根据环境变化迅速作出响应,及时决 策调整,保证生产正常进行。 • 物流、资金流统一 可把物料流动直接转换为资金流动, 反映物流和经营生产情况,保证生产和财务数据一致。 MRPII系统的特点 6.2.4 企业资源计划(ERP) ERP的发展背景 • 随着信息化、网络化技术的发展与应用,全球化市 场的形成,企业发展要承受来自国际竞争压力,要适 应市场的需求迅速作出反应; • 企业经营管理的注意力不仅着眼于生产过程管理、 库存管理、成本控制等内部管理上,更要注重“物资 供应→生产制造→分销与发货→售后服务”供应链的 管理,不仅依靠企业内部资源,更要利用社会资源, 以获得竞争的优势。 ERP核心思想:“供应链”管理思想,通过前馈的物流和反 馈的信息流和资金流,把客户需求、企业内制造活动、以 及供应商的制造资源整合在一起。 供应链管理内容: • 供应商和用户伙伴关系管理; • 供应链产品需求预测与计划; • 全球企业节点定位和生产集成化计划跟踪与控制; • 企业内部与企业之间的物料供应与需求管理; • 基于供应链管理的产品设计与制造管理; • 基于供应链的用户服务和后勤管理; • 基于Internet/intranet的供应链交互信息管理等。 ERP的核心思想 供应链中的物料流、信息流和资金流 ERP系统的组成 • 企业战略经营管理系统; • 实现全球化销售的营销与市场集成系统; • 完善企业成本管理机制而建立的财务管理系统; • 技术开发和工程设计系统; •及时生产制造支持系统。 • 以“供应链管理”为核心 在MRPII基础上,把客户需求和企 业内部资源以及供应商外部资源整合在一起,形成以供应链 为核心的管理系统。 • 以“客户关系管理”为前台支撑 在当前以客户为中心的市场 经济时代,企业关注的焦点逐渐由过去关注产品转移到关注 客户上来。 • 把组织看作是一个社会系统 强调人们之间的合作。 • 支持混合方式制造环境 包括离散型和流程型制造环境。 • 以人为本的竞争机制 给员工制定工作评价标准,调动每 个员工积极性,发挥出每个员工的最大潜能。 • 支持Internet/Intranet,全面整合企业内外资源。 ERP的功能特点 作业 2、ERP的功能特点有哪些? 答:(1)以“供应链管理”为核心 (2)以“ 客户关系管理”为前台支撑 (3)把组织 看作是一个社会系统 (4)支持混合方式 制造环境(5)以人为本的竞争机制(6 )支持Internet/Intranet 6.2.5 先进制造系统管理技术的主要观点 制造系统的管理 • 制造系统的管理是指将企业的人、财、物、工作环 境等视为相互联系、相互作用的有机整体; • 分散的局部的思维方式上升到系统、全面的研究方 式; • 定性思考--》定性与定量相结合。 • 提出多种方案,寻求最优。 先进制造系统管理技术的主要观点(重点掌握) 1、人是企业一切活动的主体; •现代制造不仅涉及加工过程,而是包括产品的全生命周期 ; •一段时间以来,人们重视制造技术、设备的改进,忽视了 人的能动性;(以美国为例,70年代甚至忽视了制造技术的 发展) 1.2.2 1.2.2 制造业在国民经济中的地位制造业在国民经济中的地位 1963年 1983年 美日两国汽车产量在世界市场所占份额美日两国汽车产量在世界市场所占份额 美日两国汽车产量变化 •与此相反,日本丰田公司首创精益生产模式,充分发挥每 个员工的能动性,创造了良好的效益。目前,精益生产模式 仍在改进。 结论:现代管理的重心正在从以技术为中心向以人 为中心转变,将人视为企业一切活动的主体。 2、计算机与信息管理系统是企业信息集成的基础; 70年80年90年2000年代 客户 本企业 供应商 MRP 主机 MRPII 3gl 小型计算机 ERP 4gl 客户服务器 SCM o/o 网络计算机 CeBIT 1998 阶段企业经营方面问题提出管理软件发展阶段理论基础 (I) 60年代 追求降低成本 手工订货发货 生产缺货频繁 如何确定订货 时间和订货数 量 时段式MRP系统 库存管理理论、 主生产计划、 BOM与物料需求 计划、期量标准 (II) 70年代 计划偏离实际 人工完成车间 作业计划 如何保证计划 得到有效实施 和及时调整 闭环式MRP系统 能力需求计划 车间作业管理 计划、实施、反 馈与控制的循环 (III) 80年代 追求竞争优势 各子系统缺乏联 系,矛盾重重 如何实现企业 管理系统的一 体化 MRPII系统 系统集成技术 物流管理 决策与仿真 (IV) 90年代 追求创新 要求适应市场环 境的迅速变化 如何在社会范 围内利用一切 可利用的资源 ERP系统 供应链管理 混合型生产管理 事前控制 现代企业资源计划现代企业资源计划ERPERP ERP发展历程 3、高效率与高柔性是现代制造系统的标志; •市场竞争加剧,迫使制造业生产模式的转变; •未来的生产模式的趋势是:单件小批量生产; •何谓柔性? 是指以较少的专用工具完成较多品种的产品,适应产 品的多样变化。 •需求+技术--》出现了柔性制造技术 4、精减机构、消除浪费是高效益企业的根本; •精减领导层次,简化组织结构,权力下放; •彻底排除浪费; •谈何容易???(特别是一些小型家庭式管理企业) •成功的典型代表:丰田的精益生产(不强调过细的分工) (1)精良、精确、精美 (2)效益、利益 (3)目标:尽善尽美,减少成本,消除一切浪费,向零次品、零库存进 军。 5、人与环境的和谐共存是当代制造的目标; •目前,富国花钱保护环境,穷国以破坏环境为代价进行人 员密集型生产(技术含量较低) •穷国不具备治理环境的技术? 多数国家具备,但在综合考虑环境的条件下,利润非常低。 作业 • 3、先进制造系统管理技术的主要观点体 现在哪几个方面? 第三节 精益生产(LP) 6.3.1 精益生产的历史背景 6.3.2 精益生产的内涵 6.3.3 精益生产的体系结构 6.3.4 精益生产方式的主要内容 6.3.5 及时生产(JIT) 6.3.6 精益生产的应用 6.3.1 精益生产的历史背景 背景 ①二战后日本汽车业开始起步,丰田公司总产 量不及福特公司一天的产量; ②以福特为代表的大量生产方式,以规模带动 低成本,有较强的竞争力; ③日本面临需求不足、技术落后和资金困难。 精益生产方式: 丰田公司根据自身的特点,创立了一种独特的 多品种、小批量、高质量和低消耗的生产方式, 强调集体与协作,杜绝一切浪费,从50年代到70 年代取得了显著的成就。 精益生产方式的命名 • 丰田生产方式当时并未受到重视,仅在丰田公司及其 配套商中实施; • 1973年石油危机,大批量生产弱点显现,精益生产方 式开始真正为世人瞩目; • 1980年日本以其1100万辆产量全面超过美国,成为汽 车制造第一大国。 • 1985年美国MIT成立“国际汽车计划(IMVP)”机构,耗资 500万$,历时5年调查日本、美国、西欧90多家汽车制 造商; • 调查结果:造成差距原因不在于企业自动化程度、生 产批量、产品类型,而在于生产方式的不同; • IMVP 于1990年命名丰田生产方式为“精益生产”。 6.3.2 精益生产的内涵 精益生产(Lean Production,LP) 消除一切无效劳动和浪费,少 投入,多产出,合理配置资源,走内涵发展、集约式经营的“ 瘦型”生产方式。 精益生产思维特点 • 逆向思维-把销售作为起点,把用户作为生产过程组成 部分;由后道工序拉动前道工序;认为超前生产是无效劳 动,是一种浪费。 • 逆境拼搏-精益生产来自逆境拼搏精神,当时丰田公司 产量不及福特公司一天产量条件下,敢于提出赶超美国。 • 尽善尽美追求--精益生产目标追求尽善尽美,追求低成 本、无废品、零库存,不允许出错。 精益生产方式的特征 • 以销售为生产起点,按订货合同组织生产; • 采用并行工程方法从事产品开发,确保开发一次成功; • 实行“拉动式”生产,杜绝超前、超量生产; • 以“人”为中心,充分调动人的潜能和积极性; • 追求无废品、零库存、零故障目标; • 消除“松弛点”,以最佳环境、最佳条件和最佳态度从事 最佳工作,全面追求尽善尽美; • 主机厂与协作厂是“共存共荣”的“血缘关系”。 6.3.3 精益生产的体系结构 精益生产体系 精益生产基础: 群体小组和并行工程; 精益生产支柱: • 及时生产-零库存; • 成组技术-扩大批量; • 全面质量管理-零缺陷 。 作业 4、简述精益生产的基础、支柱及主要特点 。 6.3.4 精益生产方式的主要内容 •主查制开发组织、并行式开发程序 主查对产品开发所需一切 资源拥有支配权;对开发方向和计划有决定权和指挥权;对小 组成员有评价权、推荐权。 •拉动式的生产管理 以满足下道工序需要为前提,宁可中断生 产决不超前生产,以看板为指令作为拉动式生产的手段。 ①以市场需求拉动企业生产; ②企业内部,以后道工序拉动前道工序; ③以前方生产拉动后方,准时服务于生产现场; ④以主机厂拉动协作配套厂生产。 •人本管理的劳动组织体制 ①雇员比机器更为重要的固定资产; ②在生产中享有充分的自主权; ③将任务责任托付工人,通过培训扩大知识面,提高技能。 •简化产品检验环节 质量是制造出来的,把保证产品质量责 任交给直接生产人员,取消检验场所和修补加工区。 •相互依存的总装厂和协作厂的关系 ①组织协作厂协会,派高级经理人员去协作厂任职,采取 参股、控股办法,建立起资金联合纽带的血缘关系; ②协作厂参与产品开发,共同分析成本、合理分享利润; ③直达供应和直送工位体制,协作厂就近就地选择,在 50km半径范围内,定时、定量直接将配套件送到工位,取消 了缓冲环节。 •以顾客为中心的销售策略 经销人员登门拜访,主动销售, 了解基本情况,满足用户特定要求,用真诚感动用户。 6.3.5 及时生产(JIT)的含义和目标 •准时制生产方式早期的最佳运作诞生于丰田公司并且从20世 纪70年代,大野耐一借此将丰田的交货期和产品质量提高到 全球领先的地位。 •二战结束后,怎样建立日本的汽车工业?照搬美国的大量生 产方式,还是按照日本的国情,另谋出路,丰田选择了后者 •其次,JIT诞生与汽车行业也反映了当时的市场发展情况。 在20世纪后半期,整个汽车市场进入了一个市场需求多样化 的新阶段,而且对质量的要求也越来越高 。 •1953年,日本丰田公司的副总裁大野耐一综合了单件生产和 批量生产的特点和优点,创造了一种在多品种小批量混合生 产条件下高质量、低消耗的生产方式即准时生产。 • JIT:日本丰田汽车公司50年代提出; 在必要的时候、按必要的数量、生产所必要的产品。 • 核心:追求无库存或最小库存生产,排除一切可能浪费。 • 目标: 库存量最低(零库存): 库存是生产系统设计不合理、生产过 程不协调、生产操作不良的一种表现; 废品量最低(零废品): 消除不合理工艺,尽可能减少废品; 设备保持完好(零故障): 注重设备维护和保养,保证设备完 好率; 准备时间最短(零准备时间): 准备时间与搬运和批量有关, 若采用极小批量,将使准备时间趋于零,准备成本也趋于零。 及时生产的基本思想 • 以装配为起点的“后拉式”生产 前推式--由前工序向后工序提供零部件生产模式,以零件 加工为起点,装配为终点。 后拉式--是以装配为起点,在需要的时候向前道工序领取 必要数量的零部件,形成及时生产的加工系统。 • 化大批量为小批量 尽可能做到只生产一件,只传送一件, 只储备一件,不准额外生产,宁可中断,决不积压在制品。 • 均衡化生产 生产线每日平均生产各种产品,消除不均衡。 • 各环节保证产品质量 将质量贯穿于每一工序,在降低成本 的同时保证产品质量不会降低。 • 弹性配置作业人数--当市场波动时,弹性地增减作业人数。 作业 5、及时生产的基本思想有哪些? 及时生产的体系结构 看板管理 看板(Kanban):是产品从一道工序转移至另一道工序的备 忘卡片或传票。 功能作用:用以组织生产,对物流速度和大小进行调节。 看板类型 • 生产看板-指挥工序加工,规定工件数量、加工时间; • 传送看板--指挥相邻工序间物流传递过程,规定传送 的物流品种、数量和传送的具体时间等。 生产看板传送看板 看板的工作过程 看板作业过程 • 作为生产以及运送的工作指令 记载产品产量、时间、 方法、顺序以及运送数量、运送时间、运送目的地、放 置场所、搬运工具等信息。 • 防止过量生产和运送 没有看板不能生产和运送,看板 数量多少,表示生产数量和在制品数量的多少。 • 直观目视管理的工具 由于严格按看板组织生产,因而 依据看板便可知各工序的作业进展情况、在制品情况。 • 改善生产系统“体质”的工具 规定不能将不良品送往后 工序,若下道工序的需要得不到满足,会造成全线停工 ,使问题得到暴露,须采取措施解决,这将使系统“体质” 改善。 看板的功能 6.3.6 精良生产的应用 计算机网络为核心的信息技术 工作小组 并行工程 全面质量管理 及时生产 成组技术 以人为中心 以简化为手段 以尽善尽美为目标 精益生产 所需人力资源——减至1/2; 新产品开发周期——减至l/2或2/3; 生产过程的在制品库存——可减至1/10; 工厂占用空间——可减至1/2; 成品库存——可减至的1/4; 产品质量——可提高3倍。 精益生产与大规模生产的比较 日本的汽车工业及其它工业由于采用这种新的生产方式 ,而 很快达到了今天领先的地位。30多年来,日本产品逐渐把许多 美国产品挤出了市场。 最先推广精益生产方式的是美国的制造业,如美国通用汽车 公司、福特汽车公司,并逐步完善了自已的精益生产体制。 美国宇航业采用精益生产方式生产战斗机、战斗运输机、导 弹和卫星产品后,其研制周期大大缩短,费用也明显降低。 德国也在1992年宣布要以精益生产方式统一制造技术的发展 方向,已有3/4的企业准备全面推行精益生产方式。 精益生产的应用 国外 目前,精益生产方式已先后在一汽集团、上海大众、跃进汽 车集团,唐山爱信齿轮有限公司推广实行的及时生产、减少库 存、看板管理等活动都取得了很好的效果。 精益生产也应用于我国的卫星集成化生产过程中,在产品开 发初期阶段推行并行工程进行产品设计,利用成组技术进行快 速变异设计,在制造阶段则利用成组技术进行生产重组,打破 生产类型界限,按及时生产组织生产,并在产品开发全过程中 实施全面质量管理,从而降低了卫星的生产成本,缩短开发周 期,提高产品质量,增强我国的卫星的市场竞争力。 精益生产的应用 国内 第四节 并行工程(CE) 并行工程产生的背景及定义 并行工程运行模式 并行工程特征 并行工程关键技术 并行工程的支持工具 并行工程的发展和应用 一、并行工程产生的背景 1、20世纪80年代,制造业竞争激烈,以美、日两国为代表 ; 2、许多企业面临生存考验;绞尽脑汁寻求解决办法 3、企业一方面,注重对技术的革新与改进; 另一方面,考虑企业组织结构的合理性。 并行工程的背景及定义 上市时间对商业利润的重要性 假设: 5 年的产品寿命; 20%的市场增长率; 每年 2% 的价格降低. 利润减少 4 %4 % 22 % 33 % 原因 开发成本 增加5 0% 制造成本 增加 10% 产品上市 延迟6个月 市场竞争的主要特点之一 产品寿命周期越来越短 (销售一代、生产一代、研究一代、构思一代)? 多品种小批量生产比例增大 六、七十年代八、九十年代 •大批量生产模式•定制式生产模式 制造业的市场需求 市场需要可归纳为: Ø(Product) Ø(Time) Ø(Quality) Ø(Cost) Ø(Service) Ø(Environment) 产品形成过程在成本上的重要性 开发设计生产准备与 加工 原材料与外 购件的采购 管理和销售 0 10 20 30 40 50 60 70 开发设计生产准备与 加工 原材料与外 购件的采购 管理和销售 对成本的影响 所需的工时成本 4、传统的顺序工程设计方法 设计部门设计产品,生产工程图样--》生产部门读懂 图,制定生产计划和加工工艺--》车间着手组织设备,安 排生产--》送往质检部分安排检验--》发现问题--》 返回设计部门。 设计人员很少考虑制作过程及质量保证问题,造成设计 与制造脱节。 产品设计工艺规划加工装配市场需求 无法加工 装配困难 顺序方法开发产品的弊端 5、1968年Gladman提出产品设计的一次成功(right-first- time for production)以及面向生产的设计(designing for production),但没有受到相关部门的重视。 6、直到1986年,美国国防部指示IDA提供对并行工程方法 及其应用于武器系统的可行性报告。 二、并行工程的定义 1、 并行工程:Concurrent Engineering ——CE 2、 1988年,美国国防部防卫分析研究所(IDA)发表 R338 报告: 并行工程(CE)是对产品及其相关过程(包括制造过 程和支持过程)进行并行、一体化设计的一种系统化的工作 模式。这种工作模式力图使开发者从一开始就考虑到产品全 生命周期(从概念形成到产品报废)中所有的因素,包括质 量、成本、进度与用户需求。 作业 6、并行工程是如何定义的?p122 产品设计工艺规划加工装配市场需求 无法加工 装配困难 ◆◆ 当新产品开发成为赢得竞争的主要手段后,单纯集成已 不够。按顺序方法开发产品常需要多次反复,不仅延误了 时间,而且在资金上也造成巨大浪费。 需求分析产品设计过程设计原型产品 a) 串行方法 需求分析 产品设计 过程设计 原型产品 b) 并行方法 三、并行工程与传统串行方法对比 并行工作方式 四、并行工程的特点 1、强调合作(Team Work)精神和工作方式。 为设计出便于加工、装配、使用、维修、回收的产品 ,必须将各个方面的专家甚至潜在的用户相集中,形成专门 的工作小组。大家共同工作,随时对设计出的产品和零件从 各个方面进行审查,要定期组织讨论,畅所欲言,对设计可 以“横加挑剔”,帮助设计人员得出最佳化设计。 2、强调设计过程的并行性。 并行性有两方面含义:其一是在设计过程中通过专 家把关,同时考虑产品生命周期的各个方面;其二是在 设计阶段同时进行工艺(包括加工工艺、装配工艺和检 验工艺)过程设计,并对工艺设计的结果进行计算机仿 真,直至用原型法生产出产品的样件。 3、强调设计过程的系统性。 设计、制造、管理等过程不再是一个个相互孤立的 单元,而是将其纳入一个系统考虑。设计过程不仅得出 图样和其他设计资料,还要考虑质量控制、成本核算、 进度计划等。 4、强调设计过程的快速“短”反馈。 并行工程强调对设计结果及时进行审查,并及时反 馈给设计人员,可以大大缩短设计时间,还可以保证将 错误消灭在“萌芽”状态。 五、并行工程的效益 1、缩短产品投放市场的时间。 并行工程技术的主要特点是可以大大缩短产品的开发和 生产准备时间,使两者部分相重合。 2、降低成本。 并行工程可在3个方面降低成本:首先,可以将错误限 制在设计阶段;其次,并行工程不同于传统“反复试制样机” 的作法,而靠软件仿真和快速样件生成实现“一次达到目的” ,省去昂贵的样机试制;其三,由于在设计时即考虑加工、 装配、检验、维修等因素,产品在上市前的成本将会降低, 上市后的运行费用也会降低。 3、提高质量。 采用并行工程技术,尽可能将所有质量问题消灭在设计 阶段,使所设计的产品便于制造,易于维护。 4、保证功能的实用性。 在设计过程中,同时有销售人员参加,有时甚至还包括 用户,才能保证去除冗余功能,降低设备的复杂性,提高产 品的可靠性和实用性。 5、增强市场竞争能力。 并行工程可以较快推出适销对路的产品,能够降低生产 制造成本,能够保证产品质量,提高企业的生产柔性,因而 ,企业的市场竞争能力得到加强。 • 串行工程 在前一工作环节完成之后才开始后一工作 环节的工作,各工作环节作业时序上没有重叠和反馈 ,即使有反馈,也是事后的反馈。 • 并行工程 将时间上先后的知识处理和作业实施过程 ,转变为同时考虑,尽可能同时处理的一种作业方式 。 • 并行工程关键思想 ①是一种工作模式,而不是具体的工作方法; ②从产品设计一开始就考虑产品全生命周期中所有因 素,以保证产品设计一次成功。 串行工程工作方式 并行工程工作方式 并行工程特征 •并行特征--在产品设计阶段并行考虑产品整个生命 周期中的所有因素。 注意:并行工程不能省去任一生产环节,不是将 设计和生产环节重叠进行。 •整体特征--强调全局考虑问题,追求整体最优。 协同特征 •协同组织形式:群体小组(Teamwork)工作方式,小组 成员由设计、工艺、制造不同代表组成,有自己责、权 、利,有自身的工作计划和目标; •协同设计思想:强调一体化、并行地进行产品及其相关 过程的协同设计; •协同的效率:强调“1+12” ,强调“工”字钢协同强度。 集成特征 •人员集成:管理者、设计者、制造者以至用户集成; •信息集成:信息获取、表示和操作工具的集成与管理; •功能集成:企业内部及外部功能集成; •技术集成:多学科知识以及各种技术、方法的集成。 并行工程关键技术 • 产品开发过程的重构 从产品特征、开发活动、组织结构、 资源配置、开发计划、调度策略等方面不断改进和提高。 • 集成的产品信息模型 应能够全面表达产品、工艺、制造以 及产品生命周期内各环节的信息,能够使小组成员共享模型 中的信息,这是并行作业的基础。 • 并行设计过程的协调与控制--并行设计是一个反复迭代优化 的过程,该过程的管理、协调与控制是实现并行设计关键。 并行工程的支持工具 • CAX工具:CAD、CAE、CAPP、CAM、CAT等; • DFX工具:DFM、DFA、DFT、DFU等; • 产品数据管理(PDM):对共享数据进行统一规范管理,保证 全局共享数据的一致性,提供统一的数据库操纵界面。 • 协同的网络通讯手段: 多媒体邮件-传送速率低,不适于解决期限紧迫设计问题; 电子公告板-是一种提供观察、修改公共信息的白板技术, 仍不能保证在规定时间内得到同事的反应; 基于网络的视频会议系统(MONET):基于网络的多媒体会 议系统,可共商关心的问题,减少来往消耗的时间和精力。 并行工程的发展和应用 • 国外并行工程的发展 • 国外并行工程的应用 • 我国并行工程的发展 • 我国并行工程的应用 1.国外并行工程的发展 • 1988年,美国防御分析研究所以武器生产为背景,对传 统的生产模式进行了分析,首次提出了并行工程的概念 。 • 1986年-1992年是并行工程的研究与初步尝试阶段。 • 1995年至今是新的发展阶段。从理论向实用化方向发展 并取得了明显的成效。 2.国外并行工程的应用 • 美国洛克希德(Lockheed)导弹与空间公司(LMSC ) • Siemens重型雷达设备 • 美国波音公司 • 瑞士ABB公司 • 日本横河HP公司 美国洛克希德导弹与空间公司 • 改进产品开发流程 • 实现信息集成与共享 • 利用产品数据管理系统辅助并行设计 1992年10月接受了美国国防部(DOD)用于“战 区高空领域防御”(Thaad)的新型号导弹开发 。 •开发周期由过去的5年缩短到24个月 •缩短了设计评审与检查的时间 •提高了检查和设计的质量。 实施实施 效益效益 Siemens重型雷达设备 • 建立“一次开发成功”团队和技术中心 • 开发一种新的设计过程控制工具 • 引入IDEF建模系统 • 过程控制工具 • 采用1个在线系统 • 将产品设计小组和产品测试小组合并 为数字小组 实施实施 效益效益 • 提高设计质量 • 缩短产品开发周期 • 降低制造成本 美国波音公司 • 按飞机部件组成两百多个IPT • 改进产品开发流程 • 采用DFA/DFM等工具 • 利用巨型机支持的PDM辅助并行设计 • 大量应用CAD/CAM技术做到无图纸 生产 • 仿真技术与虚拟现实技术等的应用 实施实施 效益效益 • 提高设计质量,极大地减少了早期生 产中的设计更改缩短产品开发周期 • 缩短产品
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