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生产管理知识-生产系统学课件(PPT 38页)

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生产系统学 第六章 独立制造岛 第一节 独立制造岛概述 n企业现状分析表明:技术并不是唯一的决定性因 素,生产组织结构的改革、人员素质的提高是企 业从新技术中获得更大潜在效益的重要源泉。 n因而,必须把企业的改制、改组和改造结合起来 ,重新考虑生产系统的结构、组织和功能的再划 分,使生产系统具有更大的柔性和开放性,以增 强企业的市场竞争能力。 一、问题的提出 第一节 独立制造岛概述 n在本世纪初,福特提出了流水生产线的构思。 n二次世界大战之后,丰田英二与大野耐一在日本 的丰田汽车公司首创了“精益生产”的概念。 n80年代以来,在工业化国家中,作为迈向工厂自 动化的第一步,柔性制造系统已获得了实际应用 。 第一节 独立制造岛概述 将加工若干相似 零件族的制造设 备组合在合一起 ,在关键工序上 采用数控机床 优化劳动组合,将 有一定素质的工人 集合为一个小组, 发挥集体智慧和协 作的能力。 在计算机软件支持下 ,由这个小组独立自 主地使用一定的设备 去组织生产 图 6-1 独立制造岛的技术构思 第一节 独立制造岛概述 二、独立制造岛的基本概念 n独立制造岛是以成组技术为基础,数控机 床为核心,数控机床与普通机床并存,强 调信息流的自动化,以软取胜和以人为中 心的生产方式。 第一节 独立制造岛概述 二、独立制造岛的基本概念 n它要求组织、人员和技术三者的有机集成,面向车 间,权力下放,综合治理,并以获取经济效益为主 要目标。可以认为,它是一种适合中国国情的、面 向21世纪的综合技术。 n它的基本构思是,首先按照成组技术的原理,将零 件划分为不同零件族,再把一组适合加工若干族零 件的机床集中在一起,形成加工过程相对封闭的单 元。然后,由若干熟练工人组成的小组在计算机的 软件支持下,相对独立自主地去组织生产。 第二节 独立单元综合制造和管理系统 n“独立”的概念指的是,在多层次的总体生产结构中,对一个 有限的生产实施区域独立制造岛,给予一定的决策和 实施自主权。 n岛里工作的人,在其职能范围内,对生产准备和生产指挥 行使必要的决策权,并且负责对决策的结果进行实施和监 控,形成了相对独立的、区域自治的生产单元。 n独立制造岛建成后,把技术准备、生产指挥和制造过程三 者有机地连成一体。再由若干个独立制造岛构成独立单元 综合制造和管理系统,形成以独立制造岛为基础的新型企 业,如图6-2所示。 n采取这种可裂化的、网络分布式和自主管理的生产体系是 一种明显的世界潮流和发展趋势之一。 第二节 独立单元综合制造和管理系统 粗略的主生产计划 生产指挥 协调系统 : : : : : 干扰、负荷报告任务完成期限 相对独立自主的、 分布的生产体系 独立制造岛 1 独立制造岛 3 独立制造岛 4 独立制造岛 2 企业资源计划 图 6-2 独 立 单 元 综 合 制 造 和 管 理 系 统 第二节 独立单元综合制造和管理系统 n主生产计划和控制系统制定全厂性的粗略生产 计划,给出每个独立制造岛的加工任务块(一 组加工任务)和最终交货期限,并粗略地进行 生产能力的平衡。 n各独立制造岛自行制订详细的作业计划,并相 互协调和独立自主地进行生产调度和生产控制 ,如图6-3所示。 第二节 独立单元综合制造和管理系统 第三节 闭环的生产调节和控制 n若把整个企业看作为一个多级的、串联和并 联的复杂调节回路,独立制造岛则是企业整 体结构中的一个局部闭环调节回路。 第三节 闭环的生产调节和控制 : MAHO INDEX TRAUB 组织或技术上的干扰 任务投放 工况/机器数据采集 计划仿真 : MAHO INDEX TRAUB 统计分析后反馈至 主生产计划系统 作业排序 生产监控 制造大纲 目标 范围 预定策略 预定目标 仿真反馈 实际 反馈 计划 反馈 实际状态 设定值 实际数据 设定值 实际 状态 设定值 生产指挥系统的功能和调节过程 第三节 闭环的生产调节和控制 n传统的制造企业的结构是厂部车间工段 班组形式,是一种开环的、纵向和横向严 格分工的生产组织结构。 n这种结构信息传递环节多,速度慢,调节迟 缓,在日常生产中发生的许多问题,往往需 要开会研究,层层请示,不能及时得到处理 ,造成人力、时间和物资的浪费,使企业生 产效率降低,缺乏市场竞争能力。 第三节 闭环的生产调节和控制 n采用独立单元综合制造和管理系统后,企业的主生产计划以 制造大纲(月生产计划)的形式对独立制造岛下达加工任务 。独立制造岛的生产指挥系统按此进行初步作业排序,然后 按照排序的结果进行作业计划仿真。仿真系统对此排序作出 评价,并反馈给作业排序模块,这是第一轮闭环调节。 n当按照仿真结果修改后的作业计划投放任务后,必然会遇到 组织或技术上的干扰,如停工待料、机床故障等,打破了预 定的计划。工况和机器数据采集系统将采集到的实际数据分 别提供给生产监控和任务投放模块,生产监控和任务投放模 块根据实际生产情况调整制造策略和投放速度及顺序,进行 实时生产调度,这是第二轮的闭环调节过程。 n生产监控模块将每周生产工况进行统计分析后,反馈给主生 产计划系统,为制定下个月的生产大纲提供实际数据,这是 第三轮的闭环调节过程。 第四节 独立制造岛的特征、功能和结构 (1)以成组技术为基础 (2)数控机床与普通机床并存 (3)以软件取胜 (4)综合治理、权力下放 一、独立制造岛的主要特征 第四节 独立制造岛的特征、功能和结构 (1)以成组技术为基础 n建立独立制造岛的基本出发点,就是以成组 技术为基础,根据对零件谱的分析,把零件 划分为不同的零件族,确定典型的工艺过程 和典型特征表面的加工方法。简言之,独立 制造岛就是一种面向对象的、把形状和尺寸 以及工艺相似的零件族组合在一起进行生产 的制造系统。 第四节 独立制造岛的特征、功能和结构 (2)数控机床与普通机床并存 n建数控机床是一种高效率和高柔性的自动化 机床。但限于资金和技术力量,我国在近年 内还只能有计划、有步骤地推广数控机床。 目前,全国数控机床拥有量约占机床总拥有 量的3-5%。与国外还有很大的差距。即使在 工业发达的美国、德国和日本,数控机床也 仅约为机床总拥有量的20%至30%。所以在 相当长的一段时间内,数控机床和普通机床 共存是必然的。 第四节 独立制造岛的特征、功能和结构 (3)以软件取胜 n开发计算机软件,投资少,见效快,可以充 分发挥我国智力资源的优势,借助软件来弥 补高价格硬件不足。因为计算机的应用,使 制造和管理的信息传递加快,资源得以共享 ,从而使生产和技术部门的工作效率和管理 水平得到明显的提高。实践证明,独立制造 岛中开发的计算机集成的系统,大大缩短了 技术准备和生产的周期,并提高了各种技术 文件编制的质量。 第四节 独立制造岛的特征、功能和结构 (4)综合治理、权力下放 n工厂厂部对独立制造岛仅是下达生产指令(生 产任务、数量、完成日期),独立制造岛以“承 包合同”方式去执行。他们自行编制作业计划、 工艺规程和数控程序,分配和安排生产任务, 进行生产调度和操作机床,打破了科室和车间 的界限。由于大部分权力下放,由制造岛独立 自主地去组织生产和管理,发挥人的积极因素 ,起到减少环节、加速信息流和物料流的作用 ,达到综合治理的目的。 第四节 独立制造岛的特征、功能和结构 第四节 独立制造岛的特征、功能和结构 (1)工艺编制 (2)数控编程 (3)计划调度 (4)物料管理 (5)质量控制 二、独立制造岛的功能 第四节 独立制造岛的特征、功能和结构 : 独立制造岛 生产控制层面的功能 ⑴ 编制工艺规程和数控程序 ⑵ 编制作业计划 ⑶ 短期负荷能力平衡 ⑷ 确定任务投放顺序 ⑸ 生产调度和控制 纵 向 “独 立“ 制造过程层面内的功能 ⑴ 毛坯的准备 ⑵ 工夹具和在制品的管理 ⑶ 机床操作 ⑷ 质量控制 ⑸ 设备保养 横 向 “独 立“ 图 6-7 不同层面内的功能及其传递 第四节 独立制造岛的特征、功能和结构 三、系统结构 第四节 独立制造岛的特征、功能和结构 独立制造岛的生产指挥系统 第四节 独立制造岛的特征、功能和结构 独立制造岛之间的两级协调 第五节 不同柔性制造技术方案的比较 各种柔性制造技术方案的比较 功 能硬 件 功 能软 件 功 能 柔性制造技术方案自动加工自动换刀 多种工艺 方法 自动工件 输送 自动刀具 输送 工况数据 采集 数控程序 管理 实时生产 调度 作业计划 编制 工艺过程 设计 系统FMSllllmmllmm 系统FMClllmmmmmmm 系统AMImmlmmlllll 单台FMCllllmmmmmm 单台MClllm 单台CNClm 注: FMS -柔性制造系统; FMC-柔性制造单元; AMI--独立制造岛; MC-加工中心; CNC-数控机床; l 具有 m 可能具有 第五节 不同柔性制造技术方案的比较 不同柔性制造方案的适用范围 影 响 因 素独立制造岛柔性制造单元柔性制造系统 零件形状复杂JJC 零件形状简单JKL 工序数目较多KLC 工序数目较少JCK 加工时间较长JCJ 加工时间较短CKK 工艺方法复杂KLJ 工艺方法简单JJK 加工费用较高JJC 加工费用较低CJJ 加工批量较大KJJ 加工批量较小CCJ 任务变化经常CCJ 任务变化不多LJJ 任务经常重复CCC 任务不大重复CLL 零件相似性高CCC 零件相似性低JKL 负荷波动较大CLK 负荷波动较小JCC 人员素质较高CLK 人员素质较低LLL 材料切削性能好CKL 材料切削性能差CCC C - 最好,J - 较好; K - 尚可;L -不适宜 第六节 生产组织的变革 一、新的生产组织模式 技 术技 术 人员素质 生产组织 人员素质 生产组织 ABCD 123 4 A B C D 1 2 3 4 监督者组织者 每个工人独立完成一种任务一个小组共同完成一组任务 强调小组 内部协调 每个工人 尽可能是 多面手。 强调工人 服从领导 每个工人 只熟悉一 种技能。 传统的生产组织模式 新的集成概念和生产组织模式 第六节 生产组织的变革 n最大的分工和简单的工作; n最少的智能工作内容; n众多的从属关系。 泰勒管理原则具有尽可能分工的特点: n高素质的工作人员从事熟练技术工作; n较多的智能工作内容; n管理层次减少,基层自主性加强。 以“人”为中心的生产组织原则将遵循“尽可能适应 人的心理需要”的观点: 第六节 生产组织的变革 一、新的生产组织模式 技 术技 术 人员素质 生产组织 人员素质 生产组织 ABCD 123 4 A B C D 1 2 3 4 监督者组织者 每个工人独立完成一种任务一个小组共同完成一组任务 强调小组 内部协调 每个工人 尽可能是 多面手。 强调工人 服从领导 每个工人 只熟悉一 种技能。 传统的生产组织模式 新的集成概念和生产组织模式 第六节 生产组织的变革 二、“社会技术”系统 n建立相对独立的生产组织单位,把一组任务(任务块)交给一个 相对独立的生产组织单元,在以模块方式相互连接的网络中整个 建立生产过程的组织; n制造过程与生产组织统一,生产组织单元对产品的数量和质量全 面负责; n生产单元中,各工序间的内部关系平等。这是互相理解和支持的 决定性条件; n波动和干扰自动调节,这就意味着波动和干扰能够一开始出现就 被调节平衡,因而也就不再以失控的形式从一个生产组织单元转 移到另一个单元中去; n单元负责人和所有成员之间的合作特别重要,他必须确保相对独 立的生产组织单元的自我调节与外界联系,它不是监督者,而主 要是组织者。 第六节 生产组织的变革 三、工作设计和劳动制度 n现代“社会─技术”系统的设计原理还提出了正确的工作设计的问题 。它强调在劳动中促进人类个性的发展,并通过外界的和内在的 因素来激发工作人员劳动效率。 外界因素: 工资需求 工作条件 组织管理 工作压力 内在因素: 社会责任感 合作的要求 学习可能性 独立自主性 工作效能 外 界 激 励 内在激励 图6-12 工作效能与内外激励的关系 第六节 生产组织的变革 n新、旧工作设计原则的主要区别是,从以技术为中心过 渡到以人为中心。 比较项目传统的工作设计现代的工作设计 人的因素* 以技术为中心* 以人为中心 工作内容* 少而简单 * 尽可能分工 * 没有决策内容 * 责任较小 * 一专多能 * 工作轮换 * 有决策内容 * 责任较大 培训内容* 单一的生产技能* 综合的生产技术 * 生产组织管理 * 社会学基本知识 工作制度* 八小时工作制* 有限弹性工作制 人机工程* 人附属于设备* 设备从属于人 劳动安全* 以防护为主* 消除危险源 工作设计原则的变化 第六节 生产组织的变革 四、新的生产组织结构 厂部生产指令 车间主任 车 间 技 术 组 计划组 调度组 生产计划科 设计科 工艺科 工 具 室 传统车间的 班组组织形式 普通加工设备 人工计划人工调度 厂部生产指令 独立制造岛 以成组技术为基础 小组工作方式 计算机网络支持 相对封闭独立自主 数控与普通机床并存 技术科 工厂网络 和数据库 : 独立制造岛与传统车间组织形式的比较 传 统 车 间 独 立 制 造 岛 第七节 独立制造岛的信息流 一、独立制造岛的信息流 n计算机辅助工艺设计系统:零件描述、工艺生成、数控编程和夹 具设计; n数控程序管理系统:包括程序管理和DNC功能模块; n计算机辅助作业计划及调度系统:包括计划输入、负荷平衡、作 业排序、作业计划编制、作业调度、工票处理、工况统计及打印 输出等模块; n物料管理系统:包括工件、工夹量具的数据输入、检索、修改和 输出模块; n质量控制系统:对工件的检验结果进行统计分析,提供质量反馈 信息。 独 立 制 造 岛 的 五 个 子 系 统 各子系统之间以及系统内部通过数据接口进行信息交换,以达到集成的 目的,为此软件系统设有公共数据库(零件信息、工艺信息、资源信息 和工况信息库)供各子系统共同使用。 第七节 独立制造岛的信息流 独 立 制 造 岛 的 信 息 流 总结 n近年来,很多制造领域的新思想、新概念都与独立制造岛不 谋而合,在很多基本观点上日益趋近。 n应该指出的是,独立制造岛并不是准柔性制造系统,更不是 权宜之计,它是在更高层次上,从社会发展的角度,来探索 如何使一个制造系统适应新技术的发展和信息时代的特点。 n根据在有关企业中建立独立制造岛的经验,为了能够取得更 大的经济效益,都应该正确处理好以下四个关系: ü信息流的自动化应优先于物料流的自动化,避免设备投资过大; ü生产组织和工作设计的变革应优先于技术改造,向“管理”要效益; ü人员素质的提高应优先于设备引进,才有可能充分发挥设备的效能; ü单项技术的工业成熟应用要先于系统的集成,实现集成非一日之功, 应该从点到面,由底层向上进行。 思考题 1.独立制造岛的基本概念是什么? 2.独立制造岛有哪些主要特征? 3.泰勒管理原则和以“人”为中心的生产组织原 则的区别是什么?
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