多品种小批量生产的技术(ppt 38页)

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
dECNA0
2 NA n0
dn
2
n2 0
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
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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。
解：
工作日 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10111213141516171819202122232425 1 2 3
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
5
• 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
元，每件产品年平均保管费用为1元，求经济批量。
解：
n0
22000100 0200 (件 0) 1
18
以期定量法
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
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前后车间批量不相等情况
车间出 后车间 保
该车间 后车间
产提前 = 投入提 + 险 +（ 生产间 - 生产间 ）
期
前期
期
隔期 隔期
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）
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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
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前车间成批入库，后车间整批领用
● 图表
工作日 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10111213141516171819202122232425 1 2 3
流 动 最占 大用 占量 用 量 保险储备量
后领
前入
● 计算公式
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计算公式
●当交库数量=领用数量；交库间隔日数=领用间隔日数
期末周转
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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
（2）不定期（生产进度未定）情况在制品定额
Z T RnTq
在制品 生 生 定 产 产 额 间 周 批 隔 期 量 生 期产周 平期 均日28产量
2 车间之间半成品定额
•
1 累计编号法
•
2 MRP（物料需求计划）
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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
Rn g nRg R：生产间隔期
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
（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
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机械加工生产周期的概略标准图表
注：表中生产周期是以两班制的工作日为单位
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产品生产周期
（1）网络计划技术（第九章） （2）图表法
每月批次 24 8 4 3 2 1
一季一次 半年一次
2 将产品和零件分类，归入不同批类
3 计算批量 nRg 19
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
多品种中小批量的生产组织及生产作 业计划
1多品种中小批量生产与成组技术 2中小批量生产先进的组织形式 3成批生产类型的期量标准及生产作业计划
1
1多品种中小批量生产与成组技术
• 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
（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
额
数（保险期） 日用量
积极性创造性
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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
P
N i tij
S j计 i1
F 0
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
wk.baidu.com
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）
工作日 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10111213141516171819202122232425 1 2 3
流 动 最占 大用 占量 用 量
保险储备量
周转半成 品占用量
周转半 前车间期初第 前车间
前车间
成品占 =（ 一次出产零件 ÷ 交库间 ）× 入库批
用量
入库标准日期 隔日数
量
= （3/5）×50 = 30 （件）
装配周期
T毛-加
T机
T加-装
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
CNC NC NC
CNC NC 1
NC NC NC 2
1、2配套辅助设备
按功能布置
按U型布置
A 1
B A、B、C、 D成组生 产单元
2
5
3
1、2、3、4相
邻单元协作区，
4
5多单元边界
协作区
C
D
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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
4
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
计算机主控制系统
数据库
生产数据
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
设备级监视
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3成批生产的期量标准及生产作业计划
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
（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 16
最小批量法
● ∵ t准备
n t单件
t准备 ∴ n最小
t单件
n最小：最小批量 t准备：一批产品准备结束时间
α： 调整时间损失系数
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） 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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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
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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
机加工周期
加-装保 险期
2 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
3 组成 4 采用FMS的经济收益
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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
流 动 最占 大用 占量 用 量 保险储备量
前入 后领
周转半 成品占 用量
周转半 成品占 用量
=
前车 间批 量
－[
前车间计划最 后一批零件入 库的标准日期 到期末的天数
÷
后车间 生产间 隔期
]
×
后车 间批 量
30
= 60 －[9/2]×10 = 10
前车间成批入库，后车间每日领用
●前车间期初第一次零件入库标准日期为3天。交库间隔 日数为5天，批量为50件
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
②选择第二道工序计算
n最小 12012(件 0) 0.05 20
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● 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
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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
m
Tn
tili
tpm tqtstr
i 1CSiK i m
T： 一批零件加工的生产周期 m：车间内该零件的工序数
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
半成品占 =
用量
0 （当车间已领用，下批尚未交库时） 1批（已交库一批，后车间尚未领用）