生产系统学生产系统的发展趋势-

生产系统学第十章生产系统的发展趋势第十章生产系统的发展趋势制造技术经历了三个主要发展阶段：第一阶段:用机器代替手工，从作坊形成工厂；第二阶段:从单件生产方式发展到大量生产方式；第三阶段:制造的柔性化、系统化和智能化，建立了各种先进生产系统。20世纪40-50607080902000-年代制造资源与组织全球化虚拟组织计算机制造智能并行工程数控机床全球通信网络全球制造信息高速公路敏捷制造

广域网智能制造工厂子网CIMS柔性制造系统刚性自动化

刚性柔性柔性系统决策敏捷全球技术

技术单元系统集成自动化性化演变

运作空间全球社会工厂间工厂内车间单元设备制造技术发展的模式和趋势第十章生产系统的发展趋势当前制造业经常面临的问题产能不够无法满足市场需求不能按时按量交货人员效率低下库存太高，积压资金质量无法满足客户要求生产成本太高问题重复发生，每日忙于救火研发能力不够，量产时浮现大量问题供应商无法准时保质保量交货精益生产敏捷制造精益生产第十章生产系统的发展趋势精益生产的历史背景20世纪初，大规模的生产流水线一直是现代工业生产的主要特征二战以后，社会进入了一个市场需求向多样化发展的新阶段，相应地要求工业生产向多品种、小批量的方向发展1937年，日本丰田准时化生产JIT（JustInTime）生产方式被提出1973年，丰田英二、大野耐一完善丰田体系1990年，LeanProduction正式被提出来第十章生产系统的发展趋势精益生产精益生产（LeanProduction，简称LP）是美国麻省理工学院数位国际汽车计划组织（IMVP）的专家对日本丰田准时化生产JIT（JustInTime）生产方式的赞誉称呼。该体系目前仍然在不断演化发展当中。从过去关注生产现场的Kaizen转变为库存控制、生产计划管理、流程改进（流程再造）、成本管理、员工素养养成、供应链协同优化等企业经营管理涉及的诸多层面。第十章生产系统的发展趋势精益生产含义：精益生产就是通过消除企业所有环节上的不增值活动。来达到降低成本、缩短生产周期和改善质量的目的思想基础：彻底的消除浪费，降低成本，获得企业整体利润的增加核心:消除一切无效劳动和浪费，最求尽善尽美第十章生产系统的发展趋势不增值活动运输走路返工或返修检查精益生产中的不增值活动消除！第十章生产系统的发展趋势精益生产中的浪费1.过量生产（对在制品的控制）2.库存（原材料、在制品、成品）3.运输（无价值的转运）4.等待（人等机器、机器等人、人等人、不均衡）5.动作（换模具、换工装的工作时间等）6.不必要的过程（如进货检验等不增值的行为）7.次品（返工、返修、报废）第十章生生产系统统的发展趋趋势精益生产与与大批量生生产的区别别区别优化范围对库存态度返业务控制观质量观对人的态度第十章生生产系统统的发展趋趋势优化范围不不同大批量生产方式精益生产方式以财务关系系为界限，，优化自身内内部管理，其次以市市场为导向向，优化资资源配置以产品生产产工序为线线索，组织织密切相关关的供应链链，一方面面降低企业业协作中的的成本交易易，另一方方面保证稳稳定需求与与及时供应应，以整个大生产产系统为优优化目标第十章生生产系统统的发展趋趋势对待库存的的态度大批量生产方式精益生产方式库存管理强强调“库存是必要要的恶物”，是必然然也是必须须的库存管理强强调“库存是万恶恶之源”，视生产中的的一切库存存为“浪费费”，追求零浪费费目标。第十章生生产系统统的发展趋趋势业务控制观观不同大批量生产方式精益生产方式业务管理中中强调个人工作高高效的分工工原则，并以严格格的业务考考核来促进进和保证，，同时考核核工作防止止个人工作作对企业产产生的负效效应在专业分工工时强调互相协作及业务流程程中的精简简，消灭业业务中的““浪费”。。第十章生生产系统统的发展趋趋势质量观不同同大批量生产方式精益生产方式将一定量的的次品看成成生产中的的必然结果基于组织的的分权与人人协作观点点，通过消消除产生质质量问题的的生产环节节来“消除除一切次品品所带来的的浪费”，，追求零不良良第十章生生产系统统的发展趋趋势对人的态度度大批量生产方式精益生产方式强调管理中中的严格层层次关系。。对员工的的要求在于于严格完成成上级下达达的任务，，人被看做做附属于岗岗位的设备。强调个人对对生产过程程中的干预预，尽力发发挥人的能能动性，同同时强调协协调，对员员工的评价价也是基于于长期的表表现。更多多的视员工工为企业团体的的成员，而非机器器。第十章生生产系统统的发展趋趋势表10-1精益生产与与传统大批批大量生产产的比较精益生产方式

大批大量生产方式

生产目标·

追求尽善尽美·

尽可能的好分工方式·

集成，综合工作组·

分工，专门化产品特征·

面向用户和生产周期较短的产品·

数量很大的标准产品生产后勤·

准时生产方式（JIT）的后勤支援·在所有工序均有在制品缓冲存贮产质量量·

在生产过程的各个环节始终由工人主动地进行质量保证

·

由检查部门事后进行质量检验自动化

·

柔性自动化，但尽量减精简·

倾向于刚性和复杂的自动化生产组织·

加快进度的“同步工程”模式·

依次实施顺序工程模模工作关系·

强调工作友谊，团结互助·

感情疏远，工作单调，缺乏动力第十章生生产系统统的发展趋趋势精益生产体系零库存多品种零缺陷计算机网络支持下的并行工作方式和小组工作方式准时生产JIT成组技术GT质量管理TQC精益生产的的三大支柱柱准时化生产产成组技术质量管理第十章生生产系统统的发展趋趋势准时化生产产准确的材料料和零件准确的时间间准确的数量量必要的质量量送到准确的的地点作用缩短生产周周期加快资金周周转降低生产成成本第十章生生产系统统的发展趋趋势成组技术揭示和利用用事物间的的相似性，，按照一定定的准则分分类成组，，同组事物物能够采用用同一方法法进行处理理，以便提提高效益的的技术作用实现多品种种小批量、、低成本、、高柔性，，按顾客订订单组织生生产的技术术基础第十十章章生生产产系系统统的的发发展展趋趋势势全面面质质量量管管理理以质质量量为为中中心心全员员参参加加为为基基础础贯穿穿全全生生命命周周期期力求求全全面面经经济济效效益益作用用保证证产产品品质质量量、、维维护护企企业业形形象象打造造零零缺缺陷陷第十十章章生生产产系系统统的的发发展展趋趋势势精益益生生产产的的工工具具5S可视视化化管管理理问题题解解决决全员员生生产产维维护护标准准化化作作业业改善善防错错看板板管管理理快速速切切换换制约约管管理理第十十章章生生产产系系统统的的发发展展趋趋势势5S5S整理整顿清扫清洁素养第十十章章生生产产系系统统的的发发展展趋趋势势5S推行行目目的的改善善企企业业的的品品质质，，提提高高生生产产力力，，降降低低成成本本，，确确保保准准时时交交货货，，同同时时还还能能确确保保安安全全生生产产并并能能保保持持并并不不断断增增强强员员工工们们高高昂昂的的士士气气。。5S1.改善和提高企业形象2.促成效率的提高3.改善零件在库的周转率4.减少直至消除故障，保障品质5.保障企业安全生产6.降低生产成本7.改善员工的精神面貌，使组织活力化第十十章章生生产产系系统统的的发发展展趋趋势势可视视化化管管理理将需需管管理理的的对对象象用用一一目目了了然然的的方方式式来来体体现现5S信息息展展示示：：质质量量、、士士气气（（出出勤勤率率、、员员工工合合理理化化建建议议等等））改善善、、交交货货、、安安全全目视视控控制制：：视视觉觉63%，听听觉觉30%，嗅嗅觉觉5%触觉觉1.5%，味味觉觉0.5%可视化管理5S信息展示目视控制第十十章章生生产产系系统统的的发发展展趋趋势势可视视化化管管理理的的目目的的明确确告告知知应应该该做做什什么么，，做做到到早早期期发发现现异异常常情情况况，，使使检检查查有有效效；；防止人为为失误或或遗漏，，并始终终维持正正常状态态；通过视觉觉，使问问题点和和浪费现现象容易易暴露，，事先预预防和消消除各种种隐患和和浪费。。可视化管理5S信息展示目视控制第十章生生产产系统的的发展趋趋势问题解决决三现主义义：现场、现现实、现现物一切从现现场出发发,针对现场场的实际际情况,采取切实实的对策策解决。。问题解决决的工具具：P-D-C-A戴明循环环P(Plan)--计划；D(Design)--设计（原原为Do，执行））；C(Check)--检查；A(Action)--处理，对对总结检检查的结结果进行行处理，，成功的的经验加加以肯定定并适当当推广、、标准化化；失败败的教训训加以总总结，未未解决的的问题放放到下一一个PDCA循环里。。三不原则则：不接受、、不制造造、不流流出不合合格品第十章生生产产系统的的发展趋趋势8D（DISCIPLINE纪律）问问题解决决的步骤骤：D1：认识问问题（检检查表））和建立立团队D2：有无类类似风险险的产品品和工艺艺工程D3：临时对对策（24小时内内）遏遏制症症状和和趋势势图D4：根本本原因因分析析——为什么么流出出？D5：根本本原因因分析析——为什么么制造造？D6：永久久对策策（10个工作作日））——选择纠纠正措措施D7：验证证永久久对策策D8：关闭闭（4060天）——经验教教训和和再发发防止止第十章章生生产产系统统的发发展趋趋势全员生生产维维护（（TPM）TPM起源于于全员员质量量管理理（TQM），是是以提提高设设备综综合效效率为为目标标，以以全系系统的的预防防维修修为过过程，，全体人人员参与为为基础础的设设备保保养和和维修修管理理体系系。指标：：综合设设备效效率（OEE）=设备利利用率率x人工效效率x产品合合格率率其中：：设备利利用率率=实际开开机时时间/应开机机时间间人工效效率=标准节节拍/实际节节拍产品合合格率率=合格品品/总产量量TPM第十章章生生产产系统统的发发展趋趋势全员生生产维维护（（TPM）OEE性能在在85%以上，，一般般需要要：1.初始清清扫,操作者者意识识到清清扫即即点检检2.脏乱的的因果果对策策分析析（鱼鱼骨图图-石川图图）3.制定清清扫润润滑的的标准准4.整体点点检5.自主点点检——一线员员工自自己点点检6.标准化化（纪纪律））7.彻底实实现TPMTPM第十章章生生产产系统统的发发展趋趋势标准化化作业业定义：：对在作作业系系统调调查分分析的的基础础上，，将现现行作作业方方法的的每一一操作作程序序和每每一动动作进进行分分解，，以科学学技术术、规规章制制度和和实践践经验验为依依据，以安安全、、质量量效益益为目目标，，对作作业过过程进进行改改善，，从而而形成成一种种优化化作业业程序序，逐逐步达达到安安全、、准确确、高高效、、省力力的作作业效效果。。标准化作业第十章章生生产产系统统的发发展趋趋势标准化化作业业的三三要素素节拍时时间：完成成一个个工序序所必必要的的时间间作业顺顺序：要做做的事事情按按预先先设定定好的的步骤骤工作作标准在在制品品：维持持正常常中作作进行行的必必要库库存量量标准化作业节拍时间作业顺序标准在制品第十章章生生产产系统统的发发展趋趋势标准化化作业业的目目的对作业业流程程、作作业方方法、、作业业条件件加以以规定定并贯贯彻执执行，，使之之标准准化目的技术储备提高效率防止再发教育训练第十章章生生产产系统统的发发展趋趋势改善基本理理念：：前提员员工在在各自自的工工作区区域内内进行行小规规模的的持续续的增增值的的改变变，以以产生生积极极的影影响改善是是基础础是标标准化化作业业，终终点也也是标标准化化作业业对象：节拍拍时间间，作作业顺顺序改善第十章章生生产产系统统的发发展趋趋势改善的的过程程：P-计划（（找到到浪费费、收收集数数据、、确定定预计计结果果，找找到方方案））D-试行（实施施方案）C-核查（评估估）A-实施（标准准化，防止止再发生））改善优先性性：人——方法——物料——机器选择改善机机会时，以以成本和是否否容易达到来决定定优先性改善第十章生生产系统统的发展趋趋势防错如何达到防防错？不接受，不不制造，不不流出自动化三原原则1.异常立即停停止2.快速响应解解决问题（（8D）3.人机工作分分离（提高高安全、质质量、效率率）防错第十章生生产系统统的发展趋趋势看板看板第十章生生产系统统的发展趋趋势看板管理定义：指为了达到到JIT准时生产方方式而控制制现场生产产流程的工工具。分类：取货看板（（WK、出库）生产指令看看板（PIK、入库）看板实现两两个“实时时控制”帐实一致生产计划看板第十章生生产系统统的发展趋趋势看板种类用用途1、工序内看板板。指某工序序进行加工工时所用的的看板。这这种看板用用于装配线线以及即使使生产多种种产品也不不需要实质质性的作业业更换时间间（作业更更换时间近近于零）的的工序，例例如机加工工工序。2、信号看板。。信号看板是是在不得不不进行成批批生产的工工序所使用用的看板。。例如冲压压工序、树树脂成形工工序、模锻锻工序等。。与上述的的工序内看看板不同，，信号看板板中必须记记载的特殊殊事项是加加工批量和和基准数。。3、工序间看板板。工厂内部部后工序到到前工序领领取所需的的零部件时时使用的看看板。4、对外订货看看板。这种看板板与工序间间看板类似似，只是““前工序””不是在本本厂内，而而是外部的的协作厂家家。对外订订货看板上上需记载进进货单位的的名称和进进货进度。。5、临时看板。。进行设备安安全、设备备修理、临临时任务、、或需要加班生产时时所使用的的看板。看板第十章生生产系统统的发展趋趋势快速切换（（SingleMinuteExchangeofDie）起源：SMED在50年代初期起起源于日本本，由ShigeoShingo在丰田企业业发展起来来，Single的意思是小小于10分钟(Minutes)，最初使用用在汽车制制作厂，以以达到快速速的模具切切换(ExchangeofDies)，它帮助丰丰田企业产产品切换时时间由4小时缩短为为3分钟。受益：不需额外的的库存即可可满足客户户要求，缩缩短交货时时间即资金金不压在额额外库存上上，减少调调整过程中中可能的错错误，缩短短切换的停停车时间意意味着更高高的生产效效率，即OEE提高。SMED第十章生生产系统统的发展趋趋势SMED的优点优点灵活生产不需额外的库存快速交付缩短交货时间优良品质高效生产更高的生产效率SMED第十章生生产系统统的发展趋趋势SMED的步骤观察当前流程区分内部和外部因素将内部作业转移到外部缩短内部换线的时间改善外部换线，缩短换线总时间外部换线作业标准化，引入5SSMED第十章生生产系统统的发展趋趋势SMED第十章生生产系统统的发展趋趋势制约管理（（TOC）任何系统至至少存在着着一个制约约因素/瓶颈，否则则它就可能能有无限的的产出。因因此要提高高一个系统统(任何企业或或组织均可可视为一个个系统)的产出，必必须要打破破系统的瓶瓶颈。任何何系统可以以想象成由由一连串的的环所构成成，环与环环相扣，这这个系统的的强度就取取决于其最最薄弱的一一环，而不不是其最强强的一环。。系统最终的的产出将受受到系统内内最薄弱环环节的限制制。换言之之，任何一一个链条的的牢固程度度取决于它它最薄弱的的环节。第十十章章生生产产系系统统的的发发展展趋趋势势TOC的步步骤骤1.找出出（（Identify）系系统统中中的的瓶瓶颈颈。。2.最大大限限度度利利用用（（Exploit）瓶瓶颈颈，，即即决决定定如如何何挖挖尽尽瓶瓶颈颈3.使企业的所有有其他活动服服从于第二步步的决定，即即迁就瓶颈4.打破（Elevate）瓶颈，提升升瓶颈的产能能，使瓶颈转转移到别处5.重返（Repeat）第一步，找找出新的瓶颈颈，别让惰性性成了瓶颈，，即持续改善善第十章生生产系统的发发展趋势精益思想的原原则Value价值Perfect完美ValueSteam价值流DemandPull需求拉动精益生产系统Flow流动降低成本，改改善质量，缩缩短生产周期期没有任何事物物是完美的不不断改进站在客户的立立场上从接单到发货货过程的一切活活动流动畅通按需生产第十章生生产系统的发发展趋势精益生产体系系的概念第十章生生产系统的发发展趋势比

较

指

标在日本的日本厂在北美的日本厂在北美的美国厂欧洲的汽车总装厂生产率（工时/车）16.821.225.136.2品质（组装缺陷/100辆车）60.065.082.397.0生产面积（平方尺/车/年）5.79.17.87.8修理面积（占生产面积%）4.14.912.914.4库存（八种样件、按日计）0.21.62.92.0工作小组占劳动力的%69.371.317.30.6工种轮换（0=无，4=频繁）3.02.70.91.9合理化建议数/雇员61.61.40.40.4工种等级数11.98.767.114.8新生产工人培训（小时）380.3370.046.4173.3工人缺勤率5.04.811.712.1世界汽车总装装厂的主要指指标比较敏捷制造第十章生生产系统的发发展趋势敏捷制造的历历史背景20世纪70～80年代，美国由由于政策导向向失误，使制制造业众多产产品在世界市市场所占份额额不断下降，，美国在制造造领域的霸主主地位逐渐丧丧失。为了恢复美国国制造业在世世界上的领导导地位，20世纪80年代末美国国国会指示国防防部拟定一个个制造技术发发展规划，要要求同时体现现美国国防工工业与民品工工业的共同利利益，并要求求加强政府、、工业界和学学术界的合作作。在此背景下，，美国国防部部委托Lehigh大学与GM等大公司一起起研究制定一一个振兴美国国制造业的长长期发展战略略，最终于1991年完成了““21世纪制造业发发展战略”报报告。在此此报告中提出出了“敏捷捷制造”的的概念。第十章生敏捷制造定义：指制造业采用用现代通信手段，通通过快速配置置各种资源（（包括技术、、管理和人）），以有效、、协调的方式式响应用户的的需求，实现现制造的敏捷捷性。核心：企业在不断变变化、不可预预测的经营环环境中的快速速重构能力，，具体表现为为多个企业的的核心制造能能力构成的动动态组织。敏捷制造是制制造系统为了了实现快速反反应和灵活多多变的目标而而采取的饿一一种新的制造造模式。第十章生生产系统的发发展趋势敏捷制造敏捷是企业在竞争争中取得成功功的核心能力力。主要表现在：：企业面对变幻幻莫测的市场场需求能迅速速做出判断和和反应；企业具有有效效、迅速的整整合各方面资资源并进行生生产的条件和和能力。敏捷第十章生生产系统的发发展趋势敏捷制造的框框架敏捷制造系统虚拟公司市场管理者与工人的创造力质量柔性制造系统公司数据投资政策速度成本响应柔性用户国家工业网络合作供应厂商第十章生生产系统的发发展趋势与大批量生产产方式相比，，敏捷制制造的的主要要特征征为：1.全新的的企业业合作作关系系—虚拟企企业或或动态态联盟盟2.高度柔柔性的的、模模块化化的、、可伸伸缩的的生产产制造造系统统3.为订单单而设设计，，为订订单而而制造造的生生产方方式4.大范围围的通通信基基础结结构5.高质量量”的产品品6.具有高高素质质的劳劳动者者7.基于信信任的的雇佣佣关系系8.基于任任务的的组织织与管管理第十章章生生产产系统统的发发展趋趋势与其他他先进进制造造模式式（如如准时时生产产、精精益生生产等等）相相比较较，敏敏捷制制造的的主要要特征征为：1.以满足足敏捷捷性用用户需需求，，获得得利润润为目目标2.以竞争争能力力和信信誉为为依据据，选选择组组成动动态联联盟的的合作作伙伴伴3.基于合合作间间的相相互信信任、、分工工协作作、共共同目目标来来有力力地增增强整整体实实力4.信息技技术有有力地地支持持敏捷捷制造造，基基于开开放式式计算算机网网络的的信息息集成成框架架是敏敏捷制制造的的重要要内容容5.把知识识、技技艺、、信息息投人人最底底层生生产线线精良生产敏捷制造充分利用和增强大批量生产优势采用大量定制生产方式追求零缺陷，使用户完全满意整个产品寿命周期用户满意变批量、柔性生产模块化产品设计和模块化制造系统注重技术与操作，实行连续改进注重组织与人员，实现动态重组终身聘用、工龄工资基于信任的雇佣关系，“社会合同”多功能小组，协同工作基于任务的组织与管理，多学科项目组工厂级范围涵盖整个企业范围，并扩展到企业之间与供应商利益共享，风险共担竞争、合作策略，组建虚拟公司资源有效利用，消除冗余在连续和不可预测变化的环境下发展准时制生产准时信息系统，网络制造平稳进度计划,小批量,“零”库存承认并快速响应市场变化第十章章生生产产系统统的发发展趋趋势第十章章生生产产系统统的发发展趋趋势敏捷制制造的的优缺缺点优点：：生产更更快，，成本本更低低，劳劳动生生产率率更高高，机机器生生产率率加快快，质质量提提高，，提高高生产产系统统可靠靠性，，减少少库存存，适适用于于CAD/CAM操作。。缺点：：实施起起来费费用高高。优缺点第十章章生生产产系统统的发发展趋趋势敏捷制制造的的三要要素敏捷制制造的的生产产技术术（（技术）智能生生产设设备；；快速速开发发设计计系统统；柔柔性生生产系系统；；充分分、及及时、、可靠靠的信信息交交换敏捷制制造的的管理理技术术（组织）虚拟企企业模模式；；柔性性组织织形式式敏捷制制造的的人力力资源源（（人）创造性性、主主动性性、可可信赖赖、高高素养养三要素生产技术管理技术人力资源第十十章章生生产产系系统统的的发发