1、,第七章 单件生产与成批生产规划教学目的：掌握单件小批生产基本特征、生产组织形式和时间组织方式以及多品种批量生产的基本特征与生产组织形式。 教学重点与难点：单件小批生产的时间组织方式,第七章 单件生产与成批生产规划,第一节 单件、小批生产规划 第二节 多品种批量生产,第一节 单件、小批生产规划,一、单件、小批订货生产类型的基本特征 二、单件、小批订货生产的生产组织形式 三、单件、小批生产的平面规划 四、单件小批生产的时间组织*,一、单件、小批订货生产类型的基本特征,订单的随机性产品的专用性生产的一次性,二、单件、小批订货生产的生产组织形式,1）大件生产单元：,适合于加工产品中的大型零部件。这类
2、零部件重量重， 体积大，数量不多，大多是产品中的基础件，如机身、基座、 立柱等。这类零部件都是专用件，形状各异，很难考虑成组 生产。虽然零件数量很少，每台产品中只有一二件，由于零 件大、需用大型设备加工，其加工劳动量很大。根据以上情 况，可以把企业中的大型设备，如大车床、落地镗床、龙门 铣床、大立车、摇臂钻等集中起来，配以大吨位的起重运输 设备，组建大件生产单元，专门加工各项产品中的基础件、 大件。,2）柔性制造系统或柔性生产单元,二、单件、小批订货生产的生产组织形式,主关件是对产品的性能、质量有决定性影响零部件。这类 零部件一般结构特殊、工艺复杂、工序多、精度高、加工的技 术难度大，在通用设
3、备上加工，为了保证加工质量，往往需要 复杂的工艺装备，而且生产率很低。由于工序多而分散，使制 造周期长，并使管理工作复杂。如果采用加工中心、数控机床 等先进的生产手段取代通用设备和万能工装，就可大为改善主 关件的生产工艺水平，既可免去许多复杂的工艺装备，节省工 艺装备设计、制造的时间时间和费用，又能保证稳定的产品质 量和取得较高的生产率。所以如果企业资金允许，建立柔性制 造系统或柔性生产单元是解决产品中的主关件的有效办法。,柔性制造系统和柔性制造单元是以数控机床和加工中心为 基本加工设备的生产单位。,产品中大多数零件是一般件，属中小型零件，常占产品零 件总数的80%以上。这些零件虽然种类繁多，
4、形状各异，但对 于机械产品而言，则不外乎是轴类、盘类、套类、齿轮类、杠 杆类等，都属相似零件。所以建立成组生产单元，组织成组生 产是有可能的。因为虽然是专用产品，每一项产品都是单独设 计的，但是只要是同类产品，涉及上总有继承性，所以同一类 产品，零件构成大体相近，即各类相似零件在产品零件总数中 所占的比例大体是接近的。这就是能够建立成组生产单元的重 要依据。,3）成组生产单元,二、单件、小批订货生产的生产组织形式,4）标准件生产单元,二、单件、小批订货生产的生产组织形式,当厂标准件的生产达到一定的规模时，可以考虑建立专门 的标准件生产单元，专门组织这些标准件的生产。,三、单件、小批生产的平面规
5、划,1）基本原则,单件、小批生产的平面规划主要遵循物料运输量比较法布置原则，适当参考物料流向图法;,单件、小批生产的平面规划必须满足生产的需求，并且应留有一定的发展空间；,适当多留一些放置在制品的空间；,预留运输工具通道；,其余要求克参考流水线的平面布置原则。,2) 单件、小批生产规划的步骤,三、单件、小批生产的平面规划,在已完成工艺规程和工时定额制定的基础上，根据各工种应完成的总工时定额和该工种涉别所开班次，计算出该工种所需设备数量；根据物料运输量比较法并参考物料流向图法等布置原则，在各车间的所需面积确定后，布置各车间的排列顺序与位置；根据制品的加工特点，以相应的容积率征用土地；厂址选择、与
6、外部环境的协调、内部协调、工厂的立面布置等与流水线规划同。,四、单件、小批生产的时间组织,所谓生产工序在时间上的组织方式，就是筹划零件在各道 工序间的移动方式 。一批零件在工序间移动有三种典型的移动 方式，即顺序移动、平行移动和平行顺序移动。工件在工序间 的移动方式不同，将影响产品的生产周期 ，生产的平行程度越 高，则成批等待时间就越少，生产周期也就越短。因此，生产 工序时间组织最直接的目的就是缩短产品的生产周期。,产品（零件、部件）的生产周期是指从投入原材料开始，经过各道工序加工直至成品出产为止所经过的全部日历时间。 生产周期的构成如下图所示。,自然过程时间,工艺加工时间,准备终结时间,运输
7、时间,质量检验时间,成批等待时间,工序之间和工艺阶 段之间的等待时间,午休和工作班之 间的停歇时间,节假日停歇时间,生 产 周 期,有效时间,停歇时间,基本时间,辅助时间,工作班内 停歇时间,非工作 班时间,1) 顺序移动方式,四、单件、小批生产的时间组织,定义：是指一批工件在投入每一道工序加工时，要等全部工件在上道工序加工完毕后，才整批地转移到下道工序继续加工的移动方式。,特点：整批工件按工艺过程的顺序，一道道工序顺次进行加工。由于工件在工序之间是整批转移，所以每一工件各道工序的加工是不连续的，工件在每道工序上会出现成批等待。,例1 某零件的加工批量为4件，需要经过4道工序的加工，各工序 的
8、加工时间为t1=10min，t2=5min，t3=15min，t4=10min。此 处为了突出三种移动方式的差异，在计算加工周期时均未计入工 序间的运输、检验等时间。,1) 顺序移动方式,工 序,40,20,60,40,采用顺序移动方式一批工件的加工周期为：,其中，Q 工件的加工批量； ti 第i道工序的单件工时；m 加工的工序数,2) 平行移动方式,定义：是指一批工件投入生产后，工件在各工序间单件转移，接到工件后立即进行加工，整批工件在各工序上进行平行作业。,特点：工件在工序间单件转移，同一工件的各工序连续进行加工，不发生成批等待现象。,2) 平行移动方式,工 序,104=40,5,10,1
9、54=60,采用平行移动方式一批工件的加工周期为：,其中，tL 各工序中最长工序的单件工时；,3）平行顺序移动方式,平行移动方式是综合平行移动和顺序移动方式优点的一种 结合方式。它要求一批工件在每道工序的设备上加工时要连续 进行，又不采取工件在工序间整批转移，使一批工件在各道工 序上尽可能平行地加工，又使各工序的设备在加工过程中不发 生停歇。,时间,0,10,20,30,40,50,60,70,80,工 序,90,104=40,54=20,154=60,100,3）平行顺序移动方式,平行移动方式的具体做法如下：,当ti ti+1时，另该批零件的第一个工件在第i道工序加工完成之后，立即向下一个工
10、序（i+1工序）传送，以便使下道工序及早开工，提高前后工序的平行性。,当ti ti+1时，为了保证第i+1工序生产的连续性，以该批工件的最后一件由第i工序转到第i+1工序加工的时间为基准，向前推（Q-1）*ti+1时间作为该批工件在第i+1工序的开工时间。,采用平行顺序移动方式一批工件的加工周期为：,其中，tis 前后相邻两工序中取单件工时较小者；,4. 选择移动方式应考虑的因素 (1) 工件的大小 (2)相邻工序工作地之间的空间距离及其间的运输装置。 (3)尽可能使生产过程各工序的生产率相等,第二节 多品种批量生产,一、多品种批量生产的基本特征 二、多品种批量生产的生产组织形式,生产的产品种
11、类多，变换快，生产现场同时加工的零件种类繁多，生产线和生产设备因换产需要不断进行调整，生产过程的稳定性差,第二节 多品种批量生产,一、多品种批量生产的基本特征,按工艺专业化原则组建生产单位，设备按机群式布置，因此制品的物流路线复杂，工序间工件周转等待的时间长，生产周期长，生产中的在制品较多，产品成本较高。,二、多品种批量生产的生产组织形式,1）成组生产单元,成组技术的基本原理就是识别和利用事物的相似性。,把相似性用到生产上，根据工件形状和加工工艺的相似性，不同产品中的同类零件集中起来，形成一定的批量。在自动、按自动机床上加工，设备只需调整一次，就可以加工这一批的所有零件，称之为“成组加工”,随
12、着工件分类方法和分类手段的发展，出现了应用“工件分类编码系统”和“工艺流程分析法”等分类方法和手段，能够把工艺过程相似的零件方便地进行分类编组，并在此基础上研究制定适用于一个零件族的典型工艺，即所谓的“成组工艺”。,成组技术,成组生产单元,成组生产单元兼有工艺专业化和对象专业化两者的优点， 它有一定的柔性，能适应多品种生产，又是按一定的零件族组 织，具有对象专业化的特征，能取得对象专业化组织所能获得 的经济效益。,成组生产单元是为一个或几个工艺过程相似的零件族组织成成组生产而建立的生产单位。在成组生产但原理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
13、全部工艺过程。,济南某机床厂制造厂1983年建立了一个成组生产车间， 该车间有105台机床210多名职工，共设盘类、套类、螺 纹件类、齿轮类等8个生产单元。全车间加工的零件种数 有13000多种，如果每个零件平均有6道工序，则在车间 内加工的总工序大78000道，平均每台机床承担740道， 是典型的多品种下批量生产。由于实施了成组生产，自 1983年-1988年劳动生产率提高了近1倍，随着生产率的 提高，工人的工资奖金收入也相应提高，形成良性循环。 5年中工人的操作技术、熟练程度提高了，废品率降低了， 单元的管理水平也提高了，月月完成生产计划。车间提供 的零件按没有一次影响过全厂的产品装配，成为该厂的先 进车间。,案 例,成组生产单元运行的必要条件是企业生产的 零件种类和数量要相对稳定。当企业生产的产品 种类有变化时，产品中的相似件的构成要保持稳定。,即成组生产单元的柔性即适应产品变化的能力是有 限的，适合于相对稳定的生产系列化产品的企业。 当产品的大的类型不变，只是在同一类系列产品中 生产的型号、规格有变化或者产品结构有小的变化， 成组生产单元就能够适应。,2) 柔性制造单元（FMC）和柔性制造系统（FMC）,柔性制造单元和柔性制造系统以数控机床和加工 中心为基本加工设备的生产单位。但是它们的规模和 自动化程度有很大的差别。,
