生产运作过程组织课件.ppt

,生产运作过程组织,生产运作过程组织,第一节 生产过程组织一、生产过程的概念二、合理组织生产过程的基本要求三、生产过程的空间组织四、生产过程的时间组织第二节 流水线生产方式与成组技术一、流水线生产方式二、单一对象流水生产线的组织设计三、成组技术（GT）四、成组技术的生产组织形式,第一节 生产过程组织,一、生产过程的构成（一）生产过程的概念企业的生产过程是社会财富的生产过程，也是工业企业最基本的活动过程。从总体来看，其包括劳动过程和自然过程。劳动过程 是人们为社会所需要的产品而进行的有目的的活动。是劳动者利用劳动手段作用于劳动对象，同时又是创造具有新价值和使用价值的物质财富的过程。如金属切削、锻压等。自然过程 是指劳动对象借助自然界的力量产生某种性质变化的过程。如自然干燥、冷却、发酵等。生产过程 有狭义和广义之分：广义生产过程 是指从生产准备开始到产品制造出来为止的全部过程；狭义生产过程 是指从原材料投入开始到产品制造出来为止的全部过程。,（二）生产过程的构成 1.生产过程,（1）生产技术准备过程生产技术准备过程是企业正式生产前所进行的一系列生产技术上的准备工作过程，包括产品设计，工艺设计，材料定额和时间定额的制定等。（2）基本生产过程基本生产过程是指对构成产品实体的劳动对象直接进行工业加工的过程。如机械制造企业的铸造、机械加工和装配等，基本生产过程是企业的主要生产活动。（3）辅助生产过程辅助生产过程是指为保证基本生产过程的正常进行而从事的各种辅助生产活动的过程。如为基本生产提供动力（如电力、煤气等）、工具和维修工作等。（4）生产服务过程生产服务过程是指为保证生产活动顺利进行而提供的各种服务性工作。如供应工作、运输工作和技术检验工作等。,2.工艺阶段工艺阶段 是指按照使用的生产手段的不同和加工性质的差别而划分的局部生产过程。基本生产过程可划分为多个相互衔接的工艺阶段：准备阶段：铸造、锻造、下料等，为加工阶段提供对象毛坯的阶段；加工阶段：机械加工、热处理、电镀、冲压等；装配阶段：部件装配、产品总装配、产品包装3.工序各工艺阶段可进一步细分为多道工序工序 是指一个（或一组）工人，在一个工作地（或一台设备）上，对一个或同时多个对象连续进行的加工活动。工作地 是工人进行劳动的场所，由一定的场地、设备、辅助设施所构成。,工序是组成生产过程的最小单元。若干个工序组成工艺阶段。（1）按照工序的性质，可把工序分为基本工序和辅助工序：基本工序直接使劳动对象发生物理或化学变化的工序。辅助工序为基本工序的生产活动创造条件的工序。（2）按照工序的作用，可把工序分为：工艺工序使劳动对象发生物理或化学变化的工序。检验工序对原材料、半成品和产成品的质量进行检验的工序。运输工序在各相关工序之间负责运送待加工、已加工的工件的工序,（三）影响生产过程构成的因素 1、企业产品的特点 即指产品用途、结构、复杂程度和制造产品所用的材料等。2、企业的规模 企业规模大，生产过程工序划分较细，专业化水平高。企业规模小，生产过程工序划分较粗，专业化水平低。3、企业生产采用的设备和工艺方法 设备和工艺方法先进，生产过程相对就会简单一些；反之，生产过程就会变得相对复杂一些。4、企业对外协作关系 社会专业化协作水平越高，企业内部生产过程就趋于简化，其它属于企业辅助生产过程的产品，就可由其它专业工厂提供。,二、合理组织生产过程的基本要求,1、生产过程的连续性。指产品在生产过程的各个阶段、各个工序，在时间上紧密衔接、连续进行，不发生或很少发生中断现象。2、生产过程的平行性。平行性指生产过程的各项活动、各工序在时间上实行平行交叉作业。平行作业是指相同的零件同时在数台相同的机床上加工；交叉作业是指一批零件在上道工序还未加工完时，将已完成的部分零件转到下道工序加工。3、生产过程的比例性（协调性）。指生产过程各个工艺阶段、各工序之间，在生产能力上和产品劳动量上保持必要的比例关系。,4、生产过程的均衡性（节奏性）。指生产过程的各工艺阶段、各个工序在相同的时间间隔内，产品产量大致相等或均匀递增，使每个工作地的负荷保持均匀，避免前紧后松现象，保证生产正常进行。5、生产过程的适应性。指生产过程的组织形式要灵活，能及时地满足市场变化要求。6、生产过程的准时性。指生产过程各工艺阶段和工序按时生产。,三、生产过程的空间组织,空间组织 就是指企业的各个生产单位的组成、相互联系及其在空间上的分布情况。一般有一下几种形式或原则：1.工艺专业化形式(process focused)按照生产工艺的特点来设置生产单位，在工艺专业化的生产单位内，集中着同种类型的生产设备和同工种的工人，每一个生产单位只完成同种工艺方法的加工或同种功能。如铸造厂、锻造车间、车工车间等。原理：围绕生产工艺组织资源,工艺专业化形式示意图,工艺专业化（Process-fouced),工艺专业化生产单位组织形式,工艺专业化形式(process focused)特征：,按该方式组织的生产单位内部具有：不同的加工对象；相同的工艺性质；相同的加工设备；相同工种的工人。,工艺专业化的优缺点,优点：对品种变化的适应能力强；生产系统的可靠性高；工艺及设备管理较方便；设备利用率高。缺点：运输路线长，运输次数多；协作关系复杂，协调任务重；生产周期长，在制品量大；生产效率较低，只能使通用机床。工艺专业化适用企业及条件：多品种、单件小批生产或成批生产类型，而且同类设备较多的企业。企业专业方向未定，生产的产品不稳定，专业化程度较低的企业。,2.对象专业化(product focused)按产品或零部件建立生产单位，即把加工某种产品或零部件的全部或大部分工艺过程集中在一个厂房或一个区域内，相应地该区域内集中了加工该产品或零部件所需的设备、工艺装备和工人，又称产品专业化形式。多采用流水线组织。原理：围绕产品组织资源,产品专业化示意图,对象专业化（Product-focused）,对象专业化生产单位组织形式,按该方式组织的生产单位内部具有：相同的加工对象；不同的工艺性质；不同的加工设备；不同工种的工人。,对象专业化(product focused)特征,产品专业化的优缺点,优点：减少运输次数，缩短运输路线；有利于提高工作地的专业化程度；可使用专用高效设备和工艺装备；协作关系较简单，简化了生产管理工作；在制品较少缩短了生产周期。缺点：对品种变化的适应性较差；工艺及设备的管理较复杂；生产系统可靠性较差。工艺专业化适用企业及条件：大量大批生产类型，生产自动化程度较高的企业。专业方向已定，产品结构、产量、品种比较稳定，工种和设备比较齐全配套的企业。,生产单位组成,基本生产单位：铸造、锻造、下料、热处理、电镀、机加工、装配等车间。辅助生产单位：工具车间、维修车间、动力车间。生产服务部门：原材料库、半成品库、成品库、运输车队。生产技术准备部门：样品试制车间，工艺技术部门等。,3.成组加工形式成组加工形式就是在一个生产单元内，配备某些不同类型的加工设备，完成一组或几组零件的全部加工任务，且加工顺序在组内可以灵活安排，成组加工形式符合对象原则，也可以看作是对象原则的进一步发展。适用条件：多品种小批量生产,成组加工形式,4.柔性加工形式柔性加工形式是成组技术与数控技术相结合的产物。在柔性生产单元中，产品、零部件或加工工艺变化时，不必对设备或生产线进行大的变更，而只要变更某些控制程序就可以适应新的产品、零部件和新的工艺加工方法的需要。柔性加工形式与成组加工形式的不同点：1、加工机床为数控机床或数控加工中心。2、传递装置为自动传送系统或自动抓握装置。3、工件和刀具自动传递装卸。4、采用集中数控或计算机控制。,四、生产过程的时间组织,概念：主要研究劳动对象在车间之间、工段之间及工作地之间的运动，在时间上如何配合与衔接，以最大限度地提高生产过程的连续性和节奏性，达到提高生产率，降低成本，缩短生产周期的目的。（一）零件的移动方式1、顺序移动方式定义：指一批零件或产品在前道工序全部加工完成后，整批转移到后道工序加工的移动方式,其特点是：零件在各道工序之间是整批移动，工序之间移动是顺次、连续的，就每个零件而言都有明显的等待加工时间。,顺序移动方式,计算公式：,例:加工批量n4，工序数m4，各道工序时间：t110min t2=5min t3=15min t4=10min，求 T顺。,T顺4（1051510）=160 min,解：,顺序移动方式的优缺点及适用条件,优点：运输次数少、设备加工过程连续；缺点：零件等待时间长、生产过程在制品占用多，加工周期长。适用条件：批量不大，单件加工时间较短、生产单位按工艺专业化组成-距离较远的情况下。,2、平行移动方式定义：指每个产品或零件在上道工序加工完后，立即转到下道工序加工，使各个零件或产品在各道工序上的加工平行地进行。其特点是：一批零件同时在各道工序上平行地进行加工，因而缩短了生产周期，但是后道工序在加工完毕后，会有一部分停歇时间。,平行移动方式,计算公式：,例:加工批量 n4，工序数 m4，各道工序时间：t110min t2=5min t3=15min t4=10min，求 T平。,T平（1051510）（41）15 404585 min,解：,顺序移动方式的优缺点,优点：加工周期短，在制品占用量少；缺点：运输次数多，当前后工序时间不相等时，存在生产中断和在制品等待的情况。设备的利用和人力的利用不够充分，有停歇时间。,3、平行顺序移动方式定义：平行顺序移动方式，是指一批零件在一道工序上尚未全部加工完毕，就将已加工好的一部分零件转入下道工序加工，以恰好能使下道工序连续地全部加工完该批零件为条件。或者说，平行顺序移动方式，是一批零件或产品在每一道工序都必须保持连续，又与其它工序平行地进行作业的一种移动方式。,平行顺序移动方式,计算公式：,例:加工批量 n4，工序数 m4，各道工序时间：t110min t2=5min t3=15min t4=10min，求 T平顺。,T平 160（41）（5510）100min,解：,（二）选择移动方式要考虑的因素一批零件的移动方式中，平行移动时间最短，顺序移动最长，平行顺序介于两者之间。具体应用时要根据具体条件考虑下列因素：（1）企业的生产类型。单件小批企业多采用顺序移动方式，大量大批生产，特别是组织流水线生产时，宜采用平行移动方式或平行顺序移动方式。（2）生产任务的缓急。生产任务急，应采用平行移动方式或平行顺序移动方式，以争取时间满足交货期需要。（3）劳动量的大小和零件的重轻。工序劳动量不大，重量较轻的零件，宜采用顺序移动方式，如工序劳动量大，重量很重的零件，宜采用平行移动方式或平顺移动方式。,（4）企业内部生产单位专业化形式。对象专业化的生产单位宜采用平行或平行顺序移动方式；而工艺专业化的生产单位，宜采用顺序移动方式。（5）改变加工对象时，调整设备所需的劳动量。如果调整设备所需的劳动量很大，不宜采用平行移动方式。如果改变加工对象时，不需调整设备或调整设备所需时间很少时，宜采用平行移动方式。,各种移动方式的适用条件,第二节 流水线生产方式与成组技术,一、流水线生产方式（一）流水线生产的概念流水线生产起源于美国福特汽车公司的利用传送带进行流水装备的作业方法。当时从原来748分钟装配一辆汽车，降到93分钟，每辆汽车的售价从1910年的950美元降到1924年290美元。由于生产速度取决于传送带的速度，工人劳动受到传送带的制约，大大提高了劳动强度，使工人成了机器的附属物。但在客观上，它把工人固定在一定的岗位上，用传送带输送原材料和制品进行装配作业，大大提高了工人的熟练程度和劳动生产率，由此流水作业的方法广为应用。流水线生产 是指劳动对象按一定的工艺路线和统一的生产速度，连续不断地通过各工作地，顺次地进行加工并生产产品（零件）的一种生产组织形式。,（二）流水线生产的特征（1）工作地专业化程度高，即专业性；（2）生产具有明显的节奏性，按节拍进行生产，即节奏性；（3）劳动对象流水般地在工序间移动，生产过程具有高度的连续性，即连续性；（4）各工序工作地（设备）数量与各工件单件加工时间的比值相一致，即一致性；（5）工艺过程是封闭的，即封闭性；（6）工作地按工艺顺序排列成链索形式，劳动对象在工序间单向移动，即顺序性。,（三）流水线的分类1、按生产对象的移动方式：固定流水向线和移动流水线（1）固定式流水线固定流水线：是指生产对象位置固定,生产工人携带工具沿着顺序排列的生产对象移动.主要用于不便运输的大型制品的生产,如重型机械、飞机、船舶等的装配。（2）移动式流水线移动流水线：生产对象移动，工人和设备及工具位置固定的流水线。这是常用的流水线的组织方式。2、按生产对象的数目：单品种流水线和多品种流水线（1）单品种流水线又称不变流水线，是指流水线上只固定生产一种制品。要求制品的数量足够大，以保证流水线上的设备有足够的负荷。,（2）多品种流水线将结构、工艺相似的两种以上制品，统一组织到一条流水线上生产。3、按产品的轮换方式：可变流水线、成组流水线和混合流水线（1）可变流水线 集中轮番地生产固定在流水线上的几个对象，当某一制品的批制造任务完成后，相应地调整设备和工艺装备，然后再开始另一种制品的生产。（2）成组流水线 固定在流水线上的几种制品不是成批轮番地生产，而是在一定时间内同时或顺序地进行生产，在变换品种时基本上不需要重新调整设备和工艺装备。（3）混合流水线 是在流水线上同时生产多个品种，各品种均匀混合流送，组织相间性的投产。一般多用于装配阶段生产。,4、按连续程度：连续流水线和间断流水线（1）连续流水线 制品从投入到产出在工序间是连续进行的没有等待和间断时间。（2）间断流水线 由于各道工序的劳动量不等或不成整数倍关系，生产对象在工序间会出现等待停歇现象，生产过程是不完全连续的。5、按节奏性程度：强制节拍流水线、自由节拍流水线和粗略节拍流水线（1）强制节拍流水线 要求准确地按节拍出产制品。（2）自由节拍流水线 不严格要求按节拍出产制品,但要求工作地在规定的时间间隔内的生产率应符合节拍要求。,（3）粗略节拍流水线 各个工序的加工时间与节拍相差很大,为充分地利用人力、物力，只要求流水线每经过一个合理的时间间隔，生产等量的制品，而每道工序并不按节拍进行生产。6、按流水线机械化程度（1）手工式流水线（2）机械化流水线（3）自动式流水线,（四）组织流水生产的必要条件(1)有足够大的产品量，以保证流水线上各工作地的正常负荷(2)产品的结构和工艺具有相对的稳定性；以保证专用设备和工艺装备能充分发挥效能(3)产品结构的工艺性比较理想，符合流水线生产的工艺要求，如能分解成可单独进行加工、装配和检查的零部件等。(4)厂房建筑和生产面积容许安装流水线的设备和运输装置,二、单一对象流水生产线的组织设计,流水线的设计包括技术设计和组织设计。前者是指工艺路线、工艺规程的制定，专用设备、专用工具夹具的设计，以及运输传送装置的设计等等，可称之为流水线的“硬件”设计；后者是指确定流水线的节拍，计算设备需要的数量和设备负荷系数，设计工序同期化，配备操作人员，流水线平面布置，流水线的工作制度和标准计划图表的制定等等，这些属于流水线的“软件”设计。单一对象流水线是最基本的一种流水生产方式,1、确定流水线的节拍流水生产线上的产品在各工序间每移动一次所需的间隔时间，称为流水线的生产节拍。节拍是决定流水线硬件和软件设计的重要参数，同决定了流水线的生产速度和生产能力。用如下公式计算：,流水线的节拍；计划期有效工作时间（分）；计划期产品产量（分）；计划期制度工作时间；时间有效利用系数。该系数主要考虑设备的检修时间、调整时间，以及工人在工作班内的休息时间，一般取0.9-0.96,式中：,注意：如果算得的节拍数值很小，同时制品的体积和质量都很小，不适宜按件运送时，则可成批运送。这时，相邻两批之间的时间间隔成为节奏或运输批节拍，它等于节拍与运输批量的乘积。,节奏：流水线上连续出产相邻两个同种制品运输批的时间间隔。,例：某企业生产计划中齿轮的日生产量为40件，每日工作8小时，时间利用系数为0.96，废品率为2%，试求该齿轮的平均节拍。,解：,Fe=8小时60分钟0.96=460.8（分钟）,N=40件/0.98=40.8（件）,=460.8分钟/40.8件=11.3（分/件），取11（分/件）,2、计算流水线上的设备（工作地）数和设备负荷系数,式中：Si第 i 道工序计算所需工作地数,为了使制品能在流水线各工序间平行移动，每道工序的设备（工作地）数应当是工序时间与流水线节拍之比，即,第 I 道工序所需的作业时间,一般来说，计算的设备数都不是整数，所取的设备数只能是整台数，这样设备负荷系数K i为：K i=Si/S e i 式中：K i 设备负荷系数；S e i为第i道工序所需的实际工作地数。,流水线设备总负荷系数KI=,设备负荷系数决定了流水生产线的连续程度；K i在0.750.85之间宜组织间断流水线；K i在0.851.05之间宜组织连续流水线。,3、工序同期化,工序同期化 就是通过技术组织措施来调整流水线各工序的时间，使其与节拍相等或与节拍成整数倍。工序同期化是流水生产组织设计的重要一环，同期化程度的高低，决定了流水线的负荷率和连续程度,设备加工为主的同期化措施：1）对影响同期化的关键工序，可通过设备和工装的改进、加工工艺的改造等手段和措施加予实现。2）加大切削用量、减少加工工时；3）改进工作地布置和操作方法，减少辅助时间。4）提高工人的操作水平和熟练程度。,手工操作为主的工序同期化措施：1）重新分解和组合工序；2）合理调配工人；3）采用高效工具；,60,（注：同期化程度：Ti/R 如）,61,（注：同期化程度：Ti/R）,4、计算流水线所需配备的工人数,(1)以手工劳动和使用手工工具为主的流水线的人员需要量：,式中:,第 i 道工序所需要的工人数；,第 i 道工序每台设备需同时工作 的人数,每天工作班次；,第 i 道工序实际采用的设备数。,整条流水线所需人数：P=Pi,计算公式如下：,(2)以设备加工为主的流水线的人员需要量：在以设备加工为主的流水线上的配备人员时，要考虑后备人员和每位工人看管的设备数。,5、确定流水线节拍的性质，选择运输方式和运输装置,流水线采用何种节拍主要取决于流水线的连续程度。如果组织的是连续流水线，工序同期化程度较高，工艺性良好，制品的质量、精度和其他技术条件要求都允许严格按节拍出产制品时，可以采用强制节拍，否则采用自由节拍或粗略节拍。强制节拍流水线由机械装置实现节拍可采用三种类型的传送带，即分配传送带、连续式工作传送带和间歇式（脉动式）工作传送带。自由节拍可采用连续式运输带；滚道、滑道、平板运输车，这类运输装置容许工序间储存一定的在制品。粗略节拍可采用重力滑道、各种吊车、手推车、平板车等。,在采用机械化传送带时，需要计算传送带的速度和长度。传送带的速度可由下式求得：V=L/R（米/分）式中：V传送带的速度；L产品间隔长度；R节拍。,传送带的长度可由下式求得：L=Li+Lg 式中：Li第i 道工序工作地间隔长度；Lg技术长度。,6、流水线的平面布置,流水线的平面布置应当有利于工人操作方便，以及制品运动路线最短、流水线上互相衔接流畅和充分利用生产面积。而这些要求同流水线的形状、工作地的排列方式等有密切的关系。流水线的形状一般有直线形、直角形、U形、山字形、环形、S形等。如下图所示，每种形状的流水线在工作地（设备）的布置上，又有单列流水线与双列流水线。,图：流水线的形状,三、成组技术（GT）,成组技术（Group Technology）也叫群组技术，20世纪50年代初起源于前苏联。它是一种先进的生产与管理技术，随着成组技术的广泛应用和不断完善，不仅对采用成组工艺和成组工艺装备、提高零件批量生产具有重大意义，而且对改进产品设计，使产品系列化、零部件标准化和通用化有着积极的推动作用。当今，成组技术与数控技术相结合，已成为制造技术向柔性自动化、全能制造系统等先进生产技术发展的手段。,（一）成组技术的概念和内容,1、成组技术的概念成组技术 是组织多品种、小批量生产的一种科学管理方法。它把企业生产的各种产品和零件，按结构、工艺上的相似性原则进行分类编组，并以“组”为对象组织和管理生产。所以说成组技术是一种基于相似性原理的合理组织生产技术准备和产品生产过程方法。2、成组技术的内容从被加工零件的工艺工序的相似性出发，考虑零件的结构、形状、尺寸、精度、光洁度和毛坯种类等不同特点，成组技术的内容为：（1）依照一定的分类系统进行零件的编码和划分零件组；（2）根据零件组的划分情况，建立成组生产单元或成组流水线；(3)按照零件的分类编码进行产品设计和零件选用。,（二）成组技术的优点,为了提高多品种中小批生产的技术经济效果，推行成组技术是一种有效措施，其优点如下几方面：(1)简化了生产技术准备工作；(2)增加了生产同类型零件的批量，有利于采用先进的加工方法，从而提高生产效率；(3)缩短了生产周期；(4)有利于提高产品质量，降低产品成本；(5)简化了生产管理工作。,（三）零件分类编码,分类是依据零部件的相似性。相似性存在于各个方面，例如在结构方面，具有形状、尺寸和精度等相似特征；在材料方面，具有材料的种类、毛坯形式和热处理等相似特征；在工艺方面，具有加工方法、工序顺序和设备与夹具等相似特征。识别零件的相似性，是一项工作量很大且复杂的工作，为此出现了零件分类编码系统。零件分类编码系统是数字、字母或符号对零部件的特征进行描述和标识，形成一套特定的规则，按规则对零部件进行编码。,目前世界上已有几十种零件分类系统，按分类所依据的主要特征来看，主要有三大系统：(1)按零部件结构分类，主要有布里奇分类系统；(2)按零部件工艺分类，主要有米特洛方诺夫分类系统；(3)按零部件结构和工艺分类，主要有奥匹兹分类系统。我国的第一个分类编号系统是1979年提出的，主要用于机床行业的机床零部件编码法则（JCBM）。这一系统是根据我国机床工业的特点，选用奥匹兹系统，经过修改、补充而形成的。,四、成组技术的生产组织形式,1、成组加工中心（GT-Center）成组加工中心是把一些结构相似的零件，在某种设备上进行加工的一种比较初级的成组技术的生产组织形式。采用此形式，由于相似零件集中加工，可以减少设备的调整时间和训练工人的时间，有利于工艺文件编制工作合理化，且能逐步实现计算机辅助工艺设计。,机床,成组加工中心,2、成组生产单元（GT单元）成组生产单元 是指按一组或几组工艺上相似零件共同的工艺路线，配备和布置设备，它是完成相似零件全部工序的成组技术的生产组织形式，在单元中零件的加工是按类似流水线的方式进行。一般按成组技术配备的生产单元，需具备以下特征：1）生产单元中工人数约为10-15人；2）工人数比机床数应尽可能少，每个工人应学会尽可能多的技能，甚至熟悉单元中全部工作；3）单元在管理工作上有一定的独立性；,4）单元应集中在一块生产面积内，单元内基本上保证工序的流水性，生产过程尽可能不被跨组加工工序所打断；5）要保证有稳定和均衡的生产任务，单元的产品品种和规模要与工艺能力和生产能力相适应；6）工夹具应尽可能在本单元内；7）单元输出的是最终加工好的零件或成品。,3、成组流水线（GT流水线）这类零件的 工艺 共性程度高。它是根据零件组的工艺流程来配备设备，工序间的运输采用滚道或小车。因此，它具有大批流水线所固有的特点。其主要区别是所流动的不是固定的一种零件，而是一组相似零件。如图所示。,成组流水线,