生产系统学课件.pptx

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,生产系统学,第六章 独立制造岛,生产系统学课件,第1页,第一节 独立制造岛概述,企业现实状况分析表明：技术并不是唯一决定性原因，生产组织结构改革、人员素质提升是企业从新技术中取得更大潜在效益主要源泉。,因而，必须把企业改制、改组和改造结合起来，重新考虑生产系统结构、组织和功效再划分，使生产系统含有更大柔性和开放性，以增强企业市场竞争能力。,一、问题提出,生产系统学课件,第2页,第一节 独立制造岛概述,在本世纪初，福特提出了流水生产线构思。,二次世界大战之后，丰田英二与大野耐一在日本丰田汽车企业首创了“精益生产”概念。,80年代以来，在工业化国家中，作为迈向工厂自动化第一步，柔性制造系统已取得了实际应用。,生产系统学课件,第3页,第一节 独立制造岛概述,将加工若干相同零件族制造设备组合在合一起，在关键工序上采取数控机床,优化劳动组合，将有一定素质工人集合为一个小组，发挥集体智慧和协作能力。,在计算机软件支持下，由这个小组独立自主地使用一定设备去组织生产,图 6-1 独立制造岛技术构思,生产系统学课件,第4页,第一节 独立制造岛概述,二、独立制造岛基本概念,独立制造岛是以成组技术为基础，数控机床为关键，数控机床与普通机床并存，强调信息流自动化，以软取胜和以人为中心生产方式。,生产系统学课件,第5页,第一节 独立制造岛概述,二、独立制造岛基本概念,它要求组织、人员和技术三者有机集成，面向车间，权力下放，综合治理，并以获取经济效益为主要目标。能够认为，它是一个适合中国国情、面向二十一世纪综合技术。,它基本构思是，首先按照成组技术原理，将零件划分为不一样零件族，再把一组适合加工若干族零件机床集中在一起，形成加工过程相对封闭单元。然后，由若干熟练工人组成小组在计算机软件支持下，相对独立自主地去组织生产。,生产系统学课件,第6页,第二节 独立单元综合制造和管理系统,“独立”概念指是，在多层次总体生产结构中，对一个有限生产实施区域,独立制造岛，给予一定决议和实施自主权。,岛里工作人，在其职能范围内，对生产准备和生产指挥行使必要决议权，而且负责对决议结果进行实施和监控，形成了相对独立、区域自治生产单元。,独立制造岛建成后，把技术准备、生产指挥和制造过程三者有机地连成一体。再由若干个独立制造岛组成独立单元综合制造和管理系统，形成以独立制造岛为基础新型企业，如图6-2所表示。,采取这种可裂化、网络分布式和自主管理生产体系是一个显著世界时尚和发展趋势之一。,生产系统学课件,第7页,第二节 独立单元综合制造和管理系统,粗略主生产计划,生产指挥,协调系统,:,:,:,:,:,干扰、负荷汇报,任务完成期限,相对独立自主、,分布生产体系,独立制造岛 1,独立制造岛 3,独立制造岛 4,独立制造岛 2,企业资源计划,图 6-2 独立单元综合制造和管理系统,生产系统学课件,第8页,第二节 独立单元综合制造和管理系统,主生产计划和控制系统制订全厂性粗略生产计划，给出每个独立制造岛加工任务块（一组加工任务）和最终交货期限，并粗略地进行生产能力平衡。,各独立制造岛自行制订详细作业计划，并相互协调和独立自主地进行生产调度和生产控制，如图6-3所表示。,生产系统学课件,第9页,第二节 独立单元综合制造和管理系统,生产系统学课件,第10页,第三节 闭环生产调整和控制,若把整个企业看作为一个多级、串联和并联复杂调整回路，独立制造岛则是企业整体结构中一个,局部闭环调整回路,。,生产系统学课件,第11页,第三节 闭环生产调整和控制,:,MAHO,INDEX,TRAUB,组织或技术上干扰,任务投放,工况/机器数据采集,计划仿真,:,MAHO,INDEX,TRAUB,统计分析后反馈至,主生产计划系统,作业排序,生产监控,制造纲领,目标,范围,预定策略,预定目标,仿真反馈,实际,反馈,计划,反馈,实际状态,设定值,实际数据,设定值,实际,状态,设定值,生产指挥系统功效和调整过程,生产系统学课件,第12页,第三节 闭环生产调整和控制,传统制造企业结构是厂部,车间,工段,班组形式，是一个开环、纵向和横向严格分工生产组织结构。,这种结构信息传递步骤多，速度慢，调整迟缓，在日常生产中发生许多问题，往往需要开会研究，层层请示，不能及时得处处理，造成人力、时间和物资浪费，使企业生产效率降低，缺乏市场竞争能力。,生产系统学课件,第13页,第三节 闭环生产调整和控制,采取独立单元综合制造和管理系统后，企业主生产计划以制造纲领（月生产计划）形式对独立制造岛下达加工任务。独立制造岛生产指挥系统按此进行初步作业排序，然后按照排序结果进行作业计划仿真。仿真系统对此排序作出评价，并反馈给作业排序模块，这是,第一轮闭环调整,。,当按照仿真结果修改后作业计划投放任务后，必定会碰到组织或技术上干扰，如停工待料、机床故障等，打破了预定计划。工况和机器数据采集系统将采集到实际数据分别提供给生产监控和任务投放模块，生产监控和任务投放模块依据实际生产情况调整制造策略和投放速度及次序，进行实时生产调度，这是,第二轮闭环调整过程。,生产监控模块将每七天生产工况进行统计分析后，反馈给主生产计划系统，为制订下个月生产纲领提供实际数据，这是,第三轮闭环调整过程。,生产系统学课件,第14页,第四节 独立制造岛特征、功效和结构,（1）以成组技术为基础,（2）数控机床与普通机床并存,（3）以软件取胜,（4）综合治理、权力下放,一、独立制造岛主要特征,生产系统学课件,第15页,第四节 独立制造岛特征、功效和结构,（1）以成组技术为基础,建立独立制造岛基本出发点，就是以成组技术为基础，依据对零件谱分析，把零件划分为不一样零件族，确定经典工艺过程和经典特征表面加工方法。简言之，,独立制造岛就是一个面向对象、把形状和尺寸以及工艺相同零件族组合在一起进行生产制造系统。,生产系统学课件,第16页,第四节 独立制造岛特征、功效和结构,（2）数控机床与普通机床并存,建数控机床是一个高效率和高柔性自动化机床。但限于资金和技术力量，我国在近年内还只能有计划、有步骤地推广数控机床。当前，全国数控机床拥有量约占机床总拥有量3-5%。与国外还有很大差距。即使在工业发达美国、德国和日本，数控机床也仅约为机床总拥有量20%至30%。所以在相当长一段时间内，数控机床和普通机床共存是必定。,生产系统学课件,第17页,第四节 独立制造岛特征、功效和结构,（3）以软件取胜,开发计算机软件，投资少，见效快，能够充分发挥我国智力资源优势，借助软件来填补高价格硬件不足。因为计算机应用，使制造和管理信息传递加紧，资源得以共享，从而使生产和技术部门工作效率和管理水平得到显著提升。实践证实，独立制造岛中开发计算机集成系统，大大缩短了技术准备和生产周期，并提升了各种技术文件编制质量。,生产系统学课件,第18页,第四节 独立制造岛特征、功效和结构,（4）综合治理、权力下放,工厂厂部对独立制造岛仅是下达生产指令（生产任务、数量、完成日期），独立制造岛以“承包协议”方式去执行。他们自行编制作业计划、工艺规程和数控程序，分配和安排生产任务，进行生产调度和操作机床，打破了科室和车间界限。因为大部分权力下放，由制造岛独立自主地去组织生产和管理，发挥人主动原因，起到降低步骤、加速信息流和物料流作用，到达综合治理目标。,生产系统学课件,第19页,第四节 独立制造岛特征、功效和结构,生产系统学课件,第20页,第四节 独立制造岛特征、功效和结构,（1）工艺编制,（2）数控编程,（3）计划调度,（4）物料管理,（5）质量控制,二、独立制造岛功效,生产系统学课件,第21页,第四节 独立制造岛特征、功效和结构,:,独立制造岛,生产控制层面功效,编制工艺规程和数控程序,编制作业计划,短期负荷能力平衡,确定任务投放次序,生产调度和控制,纵 向 独 立,制造过程层面内功效,毛坯准备,工夹具和在制品管理,机床操作,质量控制,设备保养,横 向 独 立,图 6-7 不一样层面内功效及其传递,生产系统学课件,第22页,第四节 独立制造岛特征、功效和结构,三、系统结构,生产系统学课件,第23页,第四节 独立制造岛特征、功效和结构,独立制造岛生产指挥系统,生产系统学课件,第24页,第四节 独立制造岛特征、功效和结构,独立制造岛之间两级协调,生产系统学课件,第25页,第五节 不一样柔性制造技术方案比较,各种柔性制造技术方案比较,功,能,硬,件,功,能,软,件,功,能,柔性制造技术方案,自动加工,自动换刀,各种工艺,方法,自开工件,输送,自动刀具,输送,工况数据,采集,数控程序,管理,实时生产,调度,作业计划,编制,工艺过程,设计,系统,FMS,l,l,l,l,m,m,l,l,m,m,系统,FMC,l,l,l,m,m,m,m,m,m,m,系统,AMI,m,m,l,m,m,l,l,l,l,l,单台,FMC,l,l,l,l,m,m,m,m,m,m,单台,MC,l,l,l,m,单台,CNC,l,m,注：,FMS,-,柔性制造系统；,FMC,-,柔性制造单元；,AMI-,独立制造岛；,MC,-,加工中心；,CNC,-,数控机床；,l,含有,m,可能含有,生产系统学课件,第26页,第五节 不一样柔性制造技术方案比较,不一样柔性制造方案适用范围,影,响,因,素,独立制造岛,柔性制造单元,柔性制造系统,零件形状复杂,J,J,C,零件形状简单,J,K,L,工序数目较多,K,L,C,工序数目较少,J,C,K,加工时间较长,J,C,J,加工时间较短,C,K,K,工艺方法复杂,K,L,J,工艺方法简单,J,J,K,加工费用较高,J,J,C,加工费用较低,C,J,J,加工批量较大,K,J,J,加工批量较小,C,C,J,任务改变经常,C,C,J,任务改变不多,L,J,J,任务经常重复,C,C,C,任务不大重复,C,L,L,零件相同性高,C,C,C,零件相同性低,J,K,L,负荷波动较大,C,L,K,负荷波动较小,J,C,C,人员素质较高,C,L,K,人员素质较低,L,L,L,材料切削性能好,C,K,L,材料切削性能差,C,C,C,C,-,最好，,J,-,很好；,K,-,尚可；,L,-,不宜,生产系统学课件,第27页,第六节 生产组织变革,一、新生产组织模式,技 术,技 术,人员素质 生产组织,人员素质 生产组织,A,B,C,D,1,2,3,4,A B C D,1 2 3 4,监督者,组织者,每个工人独立完成一个任务,一个小组共同完成一组任务,强调小组,内部协调,每个工人,尽可能是,多面手。,强调工人,服从领导,每个工人,只熟悉一,种技能。,传统生产组织模式 新集成概念和生产组织模式,生产系统学课件,第28页,第六节 生产组织变革,最大分工和简单工作；,最少智能工作内容；,众多隶属关系。,泰勒管理标准含有尽可能分工特点：,高素质工作人员从事熟练技术工作；,较多智能工作内容；,管理层次降低，基层自主性加强。,以“人”为中心生产组织标准将遵照“尽可能适应人心理需要”观点：,生产系统学课件,第29页,第六节 生产组织变革,一、新生产组织模式,技 术,技 术,人员素质 生产组织,人员素质 生产组织,A,B,C,D,1,2,3,4,A B C D,1 2 3 4,监督者,组织者,每个工人独立完成一个任务,一个小组共同完成一组任务,强调小组,内部协调,每个工人,尽可能是,多面手。,强调工人,服从领导,每个工人,只熟悉一,种技能。,传统生产组织模式 新集成概念和生产组织模式,生产系统学课件,第30页,第六节 生产组织变革,二、“社会,技术”系统,建立相对独立生产组织单位，把一组任务（任务块）交给一个相对独立生产组织单元，在以模块方式相互连接网络中整个建立生产过程组织；,制造过程与生产组织统一，生产组织单元对产品数量和质量全方面负责；,生产单元中，各工序间内部关系平等。这是相互了解和支持决定性条件；,波动和干扰自动调整，这就意味着波动和干扰能够一开始出现就被调整平衡，因而也就不再以失控形式从一个生产组织单元转移到另一个单元中去；,单元责任人和全部组员之间合作尤其主要，他必须确保相对独立生产组织单元自我调整与外界联络，它不是监督者，而主要是组织者。,生产系统学课件,第31页,第六节 生产组织变革,三、工作设计和劳动制度,当代“社会技术”系统设计原理还提出了正确工作设计问题。它强调在劳动中促进人类个性发展，并经过外界和内在原因来激发工作人员劳动效率。,外界原因,：,工资需求,工作条件,组织管理,工作压力,内在原因,：,社会责任感,合作要求,学习可能性,独立自主性,工作效能,外界激励,内在激励,图6-12 工作效能与内外激励关系,生产系统学课件,第32页,第六节 生产组织变革,新、旧工作设计标准主要区分是，从以技术为中心过渡到以人为中心。,比较项目,传统工作设计,当代工作设计,人原因,*,以技术为中心,*,以人为中心,工作内容,*,少而简单,*,尽可能分工,*,没有决议内容,*,责任较小,*,一专多能,*,工作轮换,*,有决议内容,*,责任较大,培训内容,*,单一生产技能,*,综合生产技术,*,生产组织管理,*,社会学基本知识,工作制度,*,八小时工作制,*,有限弹性工作制,人机工程,*,人从属于设备,*,设备隶属于人,劳动安全,*,以防护为主,*,消除危险源,工作设计标准改变,生产系统学课件,第33页,第六节 生产组织变革,四、新生产组织结构,厂部生产指令,车间主任,车,间,技,术,组,计划组 调度组,生产计划科,设计科,工艺科,工,具,室,传统车间,班组组织形式,普通加工设备,人工计划,人工调度,厂部生产指令,独立制造岛,以成组技术为基础,小组工作方式,计算机网络支持,相对封闭独立自主,数控与普通机床并存,技术科,工厂网络,和数据库,:,独立制造岛与传统车间组织形式比较,传统车间,独立制造岛,生产系统学课件,第34页,第七节 独立制造岛信息流,一、独立制造岛信息流,计算机辅助工艺设计系统,：零件描述、工艺生成、数控编程和夹具设计；,数控程序管理系统,：包含程序管理和DNC功效模块；,计算机辅助作业计划及调度系统,：包含计划输入、负荷平衡、作业排序、作业计划编制、作业调度、工票处理、工况统计及打印输出等模块；,物料管理系统,：包含工件、工夹量具数据输入、检索、修改和输出模块；,质量控制系统,：对工件检验结果进行统计分析，提供质量反馈信息。,独立制造岛五个子系统,各子系统之间以及系统内部经过数据接口进行信息交换，以到达集成目标，为此软件系统设有公共数据库（零件信息、工艺信息、资源信息和工况信息库）供各子系统共同使用。,生产系统学课件,第35页,第七节 独立制造岛信息流,独立制造岛信息流,生产系统学课件,第36页,总结,近年来，很多制造领域新思想、新概念都与独立制造岛不谋而合，在很多基本观点上日益趋近。,应该指出是，独立制造岛并不是准柔性制造系统，更不是权宜之计，它是在更高层次上，从社会发展角度，来探索怎样使一个制造系统适应新技术发展和信息时代特点。,依据在相关企业中建立独立制造岛经验，为了能够取得更大经济效益，都应该正确处理好以下四个关系：,信息流自动化应优先于物料流自动化，防止设备投资过大；,生产组织和工作设计变革应优先于技术改造，向“管理”要效益；,人员素质提升应优先于设备引进，才有可能充分发挥设备效能；,单项技术工业成熟应用要先于系统集成，实现集成非一日之功，应该从点到面，由底层向上进行。,生产系统学课件,第37页,思索题,独立制造岛基本概念是什么？,独立制造岛有哪些主要特征？,泰勒管理标准和以“人”为中心生产组织标准区分是什么？,生产系统学课件,第38页,