[工学]机械制造装备设计之6——物流系统设计-哈工大威海黄博.ppt
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1、“ 规格严格、功夫到家” 机械制造装备设计 哈尔滨工业大学(威海)机器人研究所 山东省现代数字化医疗装备高校重点实验室 黄 博 本课程主要讲述内容 p 机械制造装备及制造业动态 p 机械制造装备设计方法 p 金属切削机床设计 p 典型部件设计 p 工业机器人设计 p 机床夹具设计 p 物流系统设计 p 机械加工生产线总体设计 物流系统的意义 p 物流(Logistic) u据德国统计: n 生产周期中,工件有85%的时间处于等待状态; n 5%的时间用于运输和检测; n 10%的时间用于加工和调整。 单纯改进加工过程,最多再缩短生产周期的3%5%。 n 总经营费用中: 20%50%是物料搬运费
2、用;合理物流可减至10%30%。 n 丰田公司提出“彻底排除生产过程中的浪费” 过量生产的浪费; 等待的浪费; 搬运的浪费; 加工本身的浪费; 库存的浪费 动作的浪费 加工废品的浪费 企业内部物流系统生产物流 p 生产物流(Production Logistics) u指企业生产过程中发生的涉及原材料、在制品、半成品、产成品 等所进行的物流活动。 n 起点:原材料、外购件的投入; n 终点:产成品仓库,中间每个节点的加工、搬运、仓储等活动。 企业内部物流系统生产物流 p 生产物流是生产用物料在空间和时间上的运动过程,是生 产系统的动态表现。 u既包括物料在空间上的布局; u也包括时间上的组织。
3、 u具体有: n 1、工厂布置: 工厂范围内各生产手段的位置确定、 各生产手段之间的衔接,以及实现这些生产手段的方式。 n 2、工艺流程: 即产品的技术加工过程。 n 3、装卸搬运: 是生产物流过程中发生频率最高的物流活动。 n 4、仓库作业: 用于生产过程中半成品、在制品短暂停留的场所。 企业生产物流生产类型 企业生产物流工艺特点对比 项目型生产物流(飞机)连续型生产物流离散型生产物流 含义 在固定式生产中,当物料 进入生产场地后,几乎处 于停止的“凝固”状态 在流程式生产中, 物料均匀、连续地 流动,不能中断 在加工装配式生产中,产 品生产的投入要素由许多 可分离的零部件构成,各 零部的加
4、工过程彼此独立 特点 物料采购量大,供应商多 原材料、在制品占用大, 无产成品占用 物流在加工场地的方向不 确定、加工变化极大 物料需求与具体产品存在 一一对应的相关需求 生产出的产品和使 用的设备、工艺流 程固定且标准化 工序之间几乎没有 在制品储存 制成的零件通过部件装配 和总装配最后成为产品 生产工艺离散 各环节之间要求有一定的 在制品储备 生产物 流管理 的重点 按照项目的生命周期对每 阶段所需的物料在质量、 费用及时间进度等方面进 行严格的计划和控制 保证连续供应物料 和确保每一生产环 节的正常运行 在保证及时供料,零件、 部件的加工质量的基础上 ,准确控制零部件的生产 进度,缩短生
5、命周期 企业生产物流生产过程组织 企业生产物流生产过程组织 企业生产物流生产过程组织 p 空间组织 u工艺化方法 n 按照不同的工艺性质建立专业化生产单位,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生产工人,每一个生产单 位只完成同种工艺方法的加工或同种功能。 n 如:铸造厂、锻造厂、热处理厂。 n 又如:将多种零件的类似加工工艺集中在一个区域; u对象化 n 把加工对象的全部或大部分工艺过程集中在一个生产单位中,组成以 产品或零件、部件、零件组为对象的专业化生产单位。 n 如:齿轮厂、曲轴厂、电机厂等。 n 又如:某一个区域内包含多种加工方法的机床,仅为特定对象服务。 u
6、混合法 n 其实有些类似于成组法的方法,将多个对象的相同工艺集中处理,尽 量集中二者的优点。 企业生产物流生产过程组织 p 时间组织 u顺序移动方式 n 整批移动,管理工作简单,会出现加工零件在工序上等待的现象,加 工周期长,适宜批量不大和工序较短的零件加工。 u平行移动方式 n 单件移动,由于前后道工序的加工时间不等,零件在工序之间仍会有 等待和停顿,从而会使设备和工人发生停歇现象,并且这些停歇时间 是分散的,不能使用;适宜产量大和工序同期化程度高的产品生产。 u混合移动方式(平行顺序移动) n 两者结合,扬长避短,保持每道工序连续进行 企业生产物流生产过程组织 p 生产过程组织的要求 u连
7、续性 n 不出现或少出现不必要的中断、停顿或等待的现象。 u平行性 n 各工序在时间上实行平行交叉作业。零件平行;工序平行。 u比例性 n 生产过程各阶段、各工序之间在生产能力上要保持一定的比例性。具 体体现在工人人数、设备数量、生产速率、开工班次上。 u均衡性 n 按计划有节奏、均衡的进行。时间间隔内生产相等或递增数量的产品 。 u准时性 n 在需要的时间生产出需要种类、需要数量的产品。 u适应性 n 指能由生产一种产品迅速转移到生产另一种产品的应变能力。 企业生产物流生产过程组织 p 经营计划针对全部产品线的长期计划; u综合计划针对规格产品的中期计划(6-18个月) n (主)生产计划针
8、对特定产品的中短期计划(3-12个月) 规划的变量: 改变能力; 改变需求; 具体策略: 稳定策略 跟踪策略 混合策略 企业生产物流生产过程组织 p 主生产计划(Master Production Schedule ) u承上启下 n 保持与综合计划的一致性;驱动MRP计划及其他计划 n 为客户提供可靠的订单交货期或订单承诺 n 评估计划变更的影响 企业生产物流生产过程组织 p 物料需求计划(MRP Material Requirement Planning) uMRP只是一个生产计划与控制系统; u与企业管理有着密切联系的财务、销售和经营规划等脱节; p MRPII(企业内部的人、财、物)
9、u围绕企业的基本经营目标,以计划为核心,对企业各种制造资源 进行统一的计划和控制,全面集成销售、制造和财务管理功能, 使企业的物流、信息流、资金流流动畅通的动态反馈系统。 n 一般分为生产控制(计划、制造); n 物流管理(分销、采购、库存管理); n 财务管理(帐务、成本、资金)三大子系统。 p ERP(Enterprise Resourse Planning) u扩展了管理范围,把客户需求和企业内部的制造活动以及供应商 的制造资源整合在一起,对供应链上的所有环节进行有效管理。 n MRPII仍是ERP的主要组成部分; n 供应链的所有环节有效管理,上升到对价值链的控制。 企业生产物流生产过
10、程组织 企业生产物流生产过程组织 p JIT准时制生产( Just-In-Time ) u20世纪60年代丰田公司的生产管理系统; u在正确的时间(Right Time)、正确的地点(Right Place)做正确的 事情(Right Thing); u以期达到零库存、无缺陷、低成本的理想生产模式。 n 凡是超出生产所绝对必要的最少的设备、材料、零件和工作时间的部 分都是浪费。 n 看板管理系统是JIT生产现场控制技术的核心,利用看板技术控制生 产和物流,可达到准时生产的目的。 企业生产物流生产过程组织 p MRP与JIT对比 u理念不同MRP承认现状,不期望改变现有管理,将库存视为资 产,平
11、衡能力与需求;JIT改变现状,消除浪费。 u执行侧重不同MRP关注计划,解决的是复杂情况下的计划与规 划问题;JIT注重执行,解决的是执行过程的简化与柔性问题。 u生产和控制方式不同:MRP是推式系统,适用于离散制造;JIT是 拉式系统,适用于重复制造。 企业生产物流厂房布置 p 东风汽车公司前身是70年代开始建设的第二汽车制造厂, 位于湖北省十堰市。 22个专业厂分布于十堰市各山坳内 ,布局十分分散,东西距离近30公里。 p 没有考虑大物流量生产所必需遵循的“移动距离最小原则 ”,在生产系统规划与设计中没有进行正确的物流分析, 工厂布置分散,22专业厂分散在山坳。 p 由于零件工艺线路长,专
12、业厂相互之间复杂的协作关系, 加上厂房车间地域上的分散,东风公司的生产组织极其复 杂,物流始终是压在企业肩上的一个重担。 p 十堰基地也给东风汽车公司的后续发展带来障碍,公司不 得不另址规划其载重车和轿车的生产厂址,不过,通过总 结教训和学习,从襄樊到武汉,公司工厂布置与设计已经 发生了质的飞跃。 企业生产物流厂房布置 p 工厂总体平面布置 u解决工厂各个组成部分,包括生产车间、辅助生产车间、仓库、 动力站、办公室等各种作业单位和运输线路设施的相互关系,解 决物料流向和流程、厂内外运输的连接。 p 车间布置 u解决工作地、设备、通道、管线之间和相互位置,解决物料搬运 的流程及运输方式。 p 设
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