第九章多品种中小批量的生产组织及生产作业计划

优选第九章多品种中小批量的生产组织及生产作业计划1现在是1页\一共有51页\编辑于星期四§9.1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三服务业作业排序问题2现在是2页\一共有51页\编辑于星期四一、期量标准（一）批量与生产间隔期批量是指一次投入生产的同种制品的数量。生产间隔期是指相邻两批同种工件投入（或产出）的时间间隔。周期性重复生产条件下批量和生产间隔期有如下关系：批量=平均日产量×生产间隔期3现在是3页\一共有51页\编辑于星期四确定批量和生产间隔期通常有两种方法：以量定期法思路是先确定生产批量，然后推算生产间隔期，再进行调整修正。1.最小批量法损失系数由经验确定，参考P224表10.1准备结束时间损失系数准备结束时间最小批量单件工时4现在是4页\一共有51页\编辑于星期四例：某零件经三道工序加工，其加工数据资料如表，设δ=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153022铣2012063磨30903解：①计算t调/ti②选择第二道工序计算③5现在是5页\一共有51页\编辑于星期四2.经济批量法批量费用在制品保管费用（F2）准备结束费用（F1）全年的总费用（F）Q*0Fmin生产批量每一批产品的生产准备费用年需求量零件单位成本在制品占用及保管费率6现在是6页\一共有51页\编辑于星期四令F（Q）´=0例：某产品年总产量为20000件，每批产品的设备调整费用为100元，每件产品年平均保管费用为1元，求经济批量。解：7现在是7页\一共有51页\编辑于星期四思路：先确定生产间隔期，然后确定生产批量。批量=平均日产量×生产间隔期以期定量法标准生产间隔期表，如P225表10.2所示。（二）生产周期：指从加工对象投产起，到它完工为止所经历的日历时间（如下图所示）。生产周期分为：零件生产周期和产品生产周期。部装周期产品生产周期毛坯生产周期保险期机加工生产周期保险期保险期部装生产周期总装生产周期毛坯周期加工周期总装周期产品生产周期结构示意图8现在是8页\一共有51页\编辑于星期四生产周期可以按零件工序、零件加工过程和产品进行计算。其中零件工序生产周期是计算产品生产周期的基础。1.零件工序生产周期零件工序生产周期=单台设备加工总工时+准备结束时间单件工时零件批量准备结束时间工时定额完成系数有效工作时间一批零件的工序生产周期同时完成该工序的工作地数9现在是9页\一共有51页\编辑于星期四2.零件加工的生产周期指零件从投入时刻起到加工完毕止的时间长度。顺序移动方式下的零件加工周期计算公式：零件在工序之间移动时的平均间断时间该批零件在第i道工序的工序生产周期一批零件的加工生产周期考虑平行移动或部分平行移动所作的修正：修正后的零件加工生产周期平行系数零件生产周期=零件加工各工序生产周期之和+各工序间总间断时间10现在是10页\一共有51页\编辑于星期四3.产品生产周期产品生产周期是各工艺阶段的生产周期与所有保险期之和。产品生产周期毛坯生产周期毛坯保险期加工生产周期机加工保险期装配生产周期产品生产周期=各工艺阶段生产周期之和+各工艺阶段保险期之和=零件生产周期+部件装配周期+总装配周期+总保险期11现在是11页\一共有51页\编辑于星期四（三）生产提前期

是以成品的出产日期为基准，以生产周期和生产间隔期为参数，按产品工艺过程的相反顺序进行计算。这一期量标准是保证各工艺阶段相互衔接和保证合同交货期的重要依据。生产提前期分为投入提前期（TIN）

和出产提前期（TOT）。12现在是12页\一共有51页\编辑于星期四2.出产提前期指制品在某一工艺阶段出产的日期比成品完工出产日期应提前的天数。第i工艺阶段的保险期1.投入提前期指制品在某工艺阶段投入生产的日期比成品完工日期应提前的天数。第i工艺阶段生产周期第i工艺阶段的出产提前期第i工艺阶段的投入提前期13现在是13页\一共有51页\编辑于星期四毛坯生产周期保险期机加工生产周期装配周期保险期装配投入提前期机加工出产提前期毛坯出产提前期机加工投入提前期毛坯投入提前期提前期、生产周期与保险期的关系14现在是14页\一共有51页\编辑于星期四前后车间批量相等情况

毛胚制造周期机加工周期装配周期

T毛

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毛毛-加保险期加-装保险期

例：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=0D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）

●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15现在是15页\一共有51页\编辑于星期四前后车间批量不相等情况例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=0D装投=20（天）

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）车间出产提前期=后车间投入提前期++（该车间生产间隔期-后车间生产间隔期保险期）16现在是16页\一共有51页\编辑于星期四（四）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）17现在是17页\一共有51页\编辑于星期四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）情况在制品定额生产周期（天）生产间隔期R（天）TR进度在制品平均占用量在制品期末占用量上旬中旬下旬T=R10101一批一批T>R20102二批二批T>R25102.5二批半三批T<R5100.5半批一批18现在是18页\一共有51页\编辑于星期四车间之间半成品定额（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：保险半成品定额=前车间可能误期交库日数（保险期）×后车间平均每日用量19现在是19页\一共有51页\编辑于星期四前车间成批入库，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：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=60－[9/2]×10=10工作日保险储备量12221201918171615141312111098765432252423321最大占用量流动占用量后领前入周转半成品占用量20现在是20页\一共有51页\编辑于星期四前车间成批入库，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件周转半成品占用量=（前车间期初第一次出产零件入库标准日期÷前车间交库间隔日数）×前车间入库批量=（3/5）×50=30（件）工作日保险储备量12221201918171615141312111098765432252423321最大占用量流动占用量周转半成品占用量21现在是21页\一共有51页\编辑于星期四工作日保险储备量12221201918171615141312111098765432252423321最大占用量流动占用量后领前入前车间成批入库，后车间整批领用●图表22现在是22页\一共有51页\编辑于星期四计算公式

●当交库数量=领用数量；交库间隔日数=领用间隔日数

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）

●当交库数量=领用数量；交库间隔日数≠领用间隔日数

期末周转半成品占用量期末周转半成品占用量前车间计划期最后一批零件交库标准日期到期末天数=1批（＜后车间计划期最后领用一批零件的标准日期到期末天数）0（前车间计划期最后一批零件交库标准日期到期末天数＞后车间计划期最后领用一批零件的标准日期到期末天数）23现在是23页\一共有51页\编辑于星期四二、成批生产类型作业计划的编制成批生产类型由于是多品种轮番生产，零件数量又十分大，作业计划的难度比较大。作业计划分厂部计划和车间计划。在车间计划中的作业排序问题又是一件十分困难的工作。厂部作业计划一般以产品作为计划单位，根据期量标准下达每种产品的生产批量和投入、出产的时间。部件和零件的作业计划由车间考虑。常用累计编号法：根据最终产品的平均日产量，将各工艺阶段生产提前期转变成生产提前量，从而规定各计划单位达到的出产与投入的累计数。

车间作业计划根据厂部的生产计划，考虑车间生产能力、零部件的配套性、设备的利用率、在制品占用量等因素安排作业计划。许多企业都是凭经验安排，较科学的作业计划编制方法是最小生产费用计划法，其思路是将计划期分成几个长度相等的循环流程，在每个循环流程中实行多品种轮番生产；以循环流程长度作为因变量，列出生产费用函数，求出最小费用循环流程；最后从该流程长度推算出各品种的批量。

24现在是24页\一共有51页\编辑于星期四几种作业排序方法（1）几个工件在一台设备上加工一般选作业时间短的工件优先加工，即t1<t2<t3·······<tn（2）n个工件需经过二台设备上加工——用约翰逊法步骤：a、找出最小工时tmin，若在第一工序，该工件优先加工；若在第二工序，则该工件放在最后加工。

b、将已排序的工件去除。

c、余下的工件重复上述步骤。25现在是25页\一共有51页\编辑于星期四例题：有五个工件在二台设备上加工，先通过设备1，后通过设备2，工时如下表，试用约翰逊法进行排序。工件设备1设备2ABCDE5374626534解：根据约翰逊法以上五个工件的加工顺序排定为：B-C-E-D-A

完成五项任务的总时间（生产周期）用下图求得为27天。设备1设备2时间（天）246810121416182022242628共27天BCEDA26现在是26页\一共有51页\编辑于星期四多项任务等待某设备加工时优先安排哪一项任务？排序问题影响设备的效率、在制品库存的数量、产品能否按期交货、资源的有效利用、服务的质量等。排序规则（1）先到先服务规则——任务的处理顺序按到达的先后顺序进行安排。应用于制造业、银行、商店交款台、售票处等。（2）最短作业时间规则——在所有等待加工的任务中，选择作业时间（准备时间+加工时间）最短的优先加工。三、服务业作业排序问题27现在是27页\一共有51页\编辑于星期四（3）超限最短加工时间规则——事先设定一个排队等候时间限度，对超过此限度的任务优先安排作业时间最短的，没有超过时限的按（2）排序。（4）最早到期规则——在所有排队的任务中，优先安排交货期早的任务，而不管任务到达时间的先后。（5）最短松弛时间规则——松弛时间等于某项任务距离计划交货期的剩余时间与该项任务的作业时间之差，该规则优先安排具有最短松弛时间的任务。如A任务9天交货，加工时间为8小时；B任务10天交货，加工时间为8天。此时按该规则应优先安排B任务。（6）最小调整成本原则——优先安排各作业设备调整成本最小的任务。（7）其他排序规则——最有价值的顾客规则、利润最高的订单规则、最短等待队列规则等等。28现在是28页\一共有51页\编辑于星期四排序规则的比较与评价：

没有一个排序规则适合于所有场合，经验表明：（1）先到先服务准则表现并不理想，但能使顾客感觉公平；（2）在大多数情况下，最短作业时间的排序效果最好，但有可能使作业时间长的任务超过交货期；（3）最短松弛时间规则要求最先处理最迫切的作业。29现在是29页\一共有51页\编辑于星期四练习题：假设任务按A、B、C、D、E的顺序依次到达，各任务的交货期和作业时间表如下表所示，其中通过时间等于等待时间加作业时间。试用（1）、（2）项规则进行排队并加以比较。（比较的指标为：平均停留时间、系统中每天的平均任务数、任务的平均延迟时间）任务的优先次序作业时间停留时间交货期（从现在算起）ABCDE41714911421354455620181212单位：天30现在是30页\一共有51页\编辑于星期四（1）总完工时间=55天；

（2）平均停留时间=（4+21+35+44+55）/5=31.8（天）

（3）在修理系统内的平均船只数目=

(5*4+4*17+3*14+2*9+1*11)/55=2.89（艘）；

（4）平均每艘船的延误时间=（0+1+17+32+43）/5

=18.6天；先到先服务规则的排序计划表任务的优先次序作业时间停留时间交货期（从现在算起）ABCDE41714911421354455620181212单位：天31现在是31页\一共有51页\编辑于星期四（1）总完工时间=55天；

（2）平均停留时间=（4+13+24+38+55）/5=26.8（天）

（3）在修理系统内的平均船只数目=

(5*4+4*9+3*11+2*14+1*17)/55=2.44（艘）；

（4）平均每艘船的延误时间=（0+1+12+20+35）/5

=13.6天；32现在是32页\一共有51页\编辑于星期四§9.2中小批量生产先进的组织形式一成组生产单元（GTPC)二柔性制造系统（FMS）33现在是33页\一共有51页\编辑于星期四一成组生产单元（GTPC)1、成组技术的基本原理成组技术成组技术（GroupTechnology）是建立在以相似性为基础的合理组织生产技术准备和生产过程的管理方法。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。34现在是34页\一共有51页\编辑于星期四产生与发展：背景：20世纪50年代以来多品种小批量生产方式占比重越来越大（由50%增加到85%）。丰田汽车公司3个月生产36万辆汽车，共有3万多种型号，最多的型号产量为17辆，最少的为6辆。起源：1959年苏联的米特洛凡诺夫发表了《成组加工的科学原理》，为多品种小批量生产开辟了一种先进的生产组织方式。发展：a、德国呵亨工业大学的奥匹兹教授制订了一套工件分类编码系统；b、英国的伯尔毕齐教授根据零件的工艺相似性提出了工艺流程分析法；c、美国和日本将成组技术与数控技术、计算机技术结合，GT得到很大的发展。35现在是35页\一共有51页\编辑于星期四2、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:标准件各种零件在一定范围的产品中出现率有着稳定的分布，A（5-10%）B（70%）C（20-25%）；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。36现在是36页\一共有51页\编辑于星期四3、零件分组的常用方法（1）视检法或目测法——由有经验的工艺人员进行。（2）工艺流程分析法——根据工艺卡将工序和所用设备相同的零件归类成组。（3）编码分类法——用一系列数码表示零件的形状、结构、材料、尺寸、加工工艺和精度要求等特征，以数代形，按数分组的方法。目前，世界上约有上百种分类编码系统，最有影响的是奥匹兹（Opitz）分类编码系统，由9为数码组成。我国1984年机械部完成了JLBM—1编码系统，由15位数码组成。编码分类法工作量较大，但适合应用计算机。37现在是37页\一共有51页\编辑于星期四4、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。38现在是38页\一共有51页\编辑于星期四5、实施成组技术的步骤（1）对企业的全部零部件按照一定的规则进行分类编码，建立零件组或零件族；（2）按照零件组的的资料进行产品设计工作；（3）按照零件组制定工艺方案、工艺规程、工艺装备；（4）以零件组为基础，建立成组生产单元和成组车间；（5）按照成组生产单元组织生产、进行作业管理。39现在是39页\一共有51页\编辑于星期四6、成组生产组织形式（1）成组工艺中心——工序成组，就是在一个工作地上组织零件组的加工，这是一种初级形式。（2）成组生产单元——按零件组的生产工艺建立的生产单位，在单元里能完成各零件组的全部或大部分工艺过程。设备按“块状”布置（3）成组流水线——将设备按零件组的典型工艺过程排列，使之具有流水生产的特征。40现在是40页\一共有51页\编辑于星期四7、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生产工艺过程。成组生产单元的平面布置按生产线形式布置按U型布置41现在是41页\一共有51页\编辑于星期四CNCCNCNCNCNC1NCNCNC21、2配套辅助设备按功能布置ABCD12345分区联合布置A、B、C、D成组生产单元1、2、3、4相邻单元协作区，5多单元边界协作区42现在是42页\一共有51页\编辑于星期四（1）成组技术是多品种小批量生产组织的一种有效途径；管理者应树立的观念：（2）成组技术是计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工艺（CAPP）、计算机辅助制造（CAM）、柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造系统（CIMS）等应用的基础。（3）成组技术已成为一种有效的管理方法和思路，能应用于各种管理工作。43现在是43页\一共有51页\编辑于星期四二、柔性制造系统何谓柔性制造系统？？柔性制造系统（FlexibleManufacturingSystem—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。柔性是指生产系统在不同产品与过程之间转换的速度，以及在此基础上能够向顾客提供的产品范围。44现在是44页\一共有51页\编辑于星期四产生和发展

产生于20世纪60年代末，综合应用了当代先进技术如数控技术、计算机技术、自动化物料输送技术等，由计算机进行控制和管理的生产方式。1980年代以来，该技术已进入实用阶段，许多工业发达国家（德国、日本、美国等）都可提供成套的FMS，且被广泛应用于各种加工制造行业。45现在是45页\一共有51页\编辑于星期四FMS的组成：由各类机床组成，该系统能加工的零件越多，系统柔性越高。加工系统计算机管理与控制系统这是FMS的“大脑”，负责指挥整个系统的一切活动。其核心部分是系统控制软件和数据库。物料储运