先进生产方式教材

第十三章 先进生产方式第一节 现代生产管理发展趋势第二节 计算机集成制造系统第三节 准时生产制第四节 再造工程 第一节 现代生产管理发展趋势一、当今制造业面临的环境形势1、产品更新换代加快2、以消费者为导向的市场机制3、企业经营国际化4、经济发展的高科技化 二、现代生产管理的发展趋势1、增强生产系统的适应性2、企业生产经营目标的重新定位3、组织结构的扁平化4、与分销商、供应商建立合作伙伴关系5、充分开发利用信息资源，加强企业的内部 和外部管理传统竞争主要手段质量、价格现代竞争优势时间、质量、成本、服务 第二节 计算机集成制造系统一、 计算机集成制造系统（ CIMS）的产生自泰勒的科学管理后，人们寻求各种优化生产与运作的方法，出现了订货点法、经济生产批量法、物料需求计划方法、准时生产制等。其中，最具代表性的是计算机集成制造系统（ CIMS ）。1974年，美国的约瑟夫哈林顿博士在Computer Integrated Manufacturing一书中首次提出计算机集成制造的概念，其中有两个基本观点： 1、 企 业 生 产 的 各 个 环 节 ， 即 从 市 场 分 析 、 产 品 设 计 、加 工 制 造 、 经 营 管 理 到 售 后 服 务 的 全 部 生 产 活 动 是 一个 不 可 分 割 的 整 体 ， 要 紧 密 联 系 、 统 一 考 虑 。2、 整 个 生 产 过 程 实 质 上 是 一 个 数 据 的 采 集 、 传 递 和 加工 处 理 的 过 程 。 最 终 形 成 的 产 品 可 以 看 作 是 数 据 的 物质 表 现 。 （一）产生CIMS的技术推动作用1、计算机在产品设计和制造中的应用（1）计算机辅助设计（CAD）。起 始 于 上 世 纪 50年 代 ， 刚开 始 主 要 用 于 产 品 设 计 计 算 及 计 算 机 绘 图 ， 随 着 计 算 机 性能 的 提 高 和 成 本 的 大 幅 度 下 降 ， CAD进 入 了 更 多 的 应 用 领 域（ 出 现 了 可 绘 制 2维 、 3维 图 形 的 交 叉 绘 图 系 统 ， 可 以 完 成产 品 设 计 、 材 料 分 析 、 制 造 要 求 分 析 等 ） ， 采 用 CAD可 以 大大 节 省 劳 动 时 间 ， 其 设 计 速 度 一 般 是 人 工 的 1至 5倍 。（2）计算机辅助制造（CAM）。也 起 始 于 上 世 纪 50年 代 。1952年 ， 美 国 首 先 研 制 成 功 数 控 机 床 。 1958年 ， 随 着 刀 库的 发 明 ， 出 现 了 能 在 一 台 机 床 上 通 过 自 动 换 刀 实 现 铣 、 钻 、镗 、 铰 及 攻 丝 等 多 种 加 工 的 数 控 加 工 中 心 。 1967年 ， 英 国首 先 研 制 、 美 国 制 造 成 功 了 由 数 控 机 床 组 成 名 符 其 实 的 多品 种 加 工 自 动 生 产 线 ， 并 命 名 为 柔 性 制 造 系 统 （ FMS） 。 2、计算机在企业管理中的应用1954年 美 国 通 用 电 气 公 司 第 一 次 用 计 算 机 计 算职 工 的 工 资 ， 是 计 算 机 首 次 进 入 管 理 业 务 。随 着 计 算 机 技 术 、 网 络 技 术 的 迅 速 发 展 ， 计 算机 在 管 理 上 的 应 用 也 由 初 期 的 单 项 数 据 处 理 阶段 发 展 到 数 据 综 合 处 理 阶 段 ， 进 而 发 展 到 现 在的 数 据 系 统 处 理 和 管 理 信 息 系 统 （ MIS） 阶 段 。 （二）产生CIMS的市场拉动作用20世 纪 70年 代 开 始 ， 世 界 市 场 发 生 了 重 大 的 变化 ， 即 “ 3C” 。企 业 过 去 那 种 “ 四 平 八 稳 ” 的 经 营 习 惯 已 不 能适 应 了 ， 企 业 必 须 寻 求 一 种 技 术 与 管 理 高 度 结合 的 新 的 生 产 方 式 。人 们 进 一 步 发 现 ， 如 果 将 自 动 化 单 元 技 术 加 以有 机 集 成 ， 则 可 带 来 更 高 的 技 术 个 经 济 效 益 。 二、有关CIM和CIMS的定义CIM是 组 织 现 代 化 生 产 的 一 种 哲 理 。CIMS则 强 调 研 究 开 发 不 要 停 留 在 哲 理 上 ， 而 要 把 重 点 放 在实 践 上 。德 国 经 济 生 产 委 员 会 （ AWF） 1985年 对 CIM的 推 荐 定 义 是 ：CIM是 指 所 有 与 生 产 有 关 的 企 业 部 门 中 集 成 地 采 用 电 子 数据 处 理 ， CIM包 括 了 在 生 产 计 划 和 控 制 （ PPC） 、 计 算 机 辅助 设 计 （ CAD） 、 计 算 机 辅 助 工 艺 规 划 （ CAPP） 、 计 算 机辅 助 制 造 （ CAM） 、 计 算 机 辅 助 质 量 管 理 （ CAQ） 之 间 信 息技 术 上 的 协 同 工 作 ， 其 中 为 生 产 产 品 所 需 的 各 种 技 术 功 能和 管 理 功 能 应 实 现 集 成 。欧 共 体 CIM OSA（ 开 放 系 统 结 构 ） 课 题 委 员 会 最 近 提 出 的CIM的 定 义 ， 被 认 为 是 当 前 对 CIM的 最 权 威 、 最 科 学 的 定 义 ：“ CIM是 信 息 技 术 和 生 产 技 术 的 综 合 应 用 ， 由 此 ， 企 业 是所 有 功 能 、 信 息 、 组 织 管 理 方 面 都 是 一 个 集 成 起 来 的 整 体的 各 个 部 分 。 ” 三、计算机集成制造系统（CIMS）的组成（一）CIMS的功能结构CIMS包 含 了 一 个 制 造 企 业 的 设 计 、 制 造 、 经 营 管 理 三 种 主 要 功能 ， 要 使 这 三 者 集 成 起 来 ， 还 需 要 一 个 支 持 环 境 ， 即 分 布 式 数 据库 和 计 算 机 网 络 以 及 指 导 集 成 运 行 的 系 统 技 术 。1、 四 个 功 能 分 系 统（ 1） 管 理 信 息 分 系 统 。 以 MRP 为 核 心 。（ 2） 产 品 设 计 与 制 造 工 程 设 计 自 动 化 分 系 统 。 即 CAD/CAPP/CAM系 统 。（ 3） 制 造 自 动 化 或 柔 性 自 动 化 分 系 统 。 数 控 机 床 等 。（ 4） 质 量 保 证 分 系 统 。 包 括 质 量 检 测 、 质 量 评 价 、 质 量 控 制 、质 量 跟 踪 等 。2、 两 个 支 撑 分 系 统（ 1） 计 算 机 网 络 分 系 统 。 实 现 异 种 机 互 联 、 异 构 局 部 网 络 及 多种 网 络 的 互 联 。 （ 2） 数 据 库 分 系 统 。 支 撑 CIMS各 分 系 统 ， 覆 盖 企 业 全 部 信 息 的数 据 库 系 统 。 CIMS功能组成示意图 （二）CIMS集成的内涵集成与连接不同，它不是简单地把多个单元连在一起，而是将原来没有联系或联系不紧密的单元组成为有一定功能、紧密联系的新系统。1、系统运行环境的集成2、信息的集成3、应用功能的集成4、技术的集成5、人和组织的集成 计算机技术结构示意图 四、CIMS的广泛适用性及给企业带来的效益（一）广泛适用性1、 没 有 行 业 限 制 。企 业 追 求 的 共 同 目 标 ： 高 生 产 率 和 高 柔 性 。2、 没 有 规 模 限 制可 逐 步 扩 大 计 算 机 技 术 的 应 用 范 围 ， 量 力 而 行 地 逐 步 集 成 。甚 至 不 用 计 算 机 ， 只 要 根 据 CIM的 哲 理 寻 求 企 业 最 佳 的 经 营 模 式 ，也 可 认 为 是 CIMS。（二）效益1、 在 工 程 设 计 自 动 化 方 面 。 便 于 开 发 技 术 含 量 高 和 结 构 复 杂 的产 品 ， 缩 短 产 品 设 计 与 工 艺 设 计 周 期 。2、 在 加 工 制 造 方 面 。 可 提 高 制 造 过 程 的 柔 性 与 质 量 ， 提 高 设 备利 用 率 ， 缩 短 产 品 制 造 周 期 。3、 在 经 营 管 理 方 面 。 市 场 竞 争 中 ， 保 证 产 品 报 价 快 速 、 准 确 。生 产 过 程 中 ， 减 少 在 制 品 ， 压 缩 库 存 ， 加 速 资 金 周 转 。 第三节 准时生产制一、JIT的出发点及基本思想（一）JIT的出发点两种经营思想：1、 成 本 主 义 ： 价 格 =成 本 +利 润2、 JIT的 思 想 ： 利 润 =价 格 成 本不断消除浪费，降低成本，是积极进取的经营思想，是企业的求生之路。这 里 所 说 的 浪 费 ， 指 凡 是 超 过 生 产 产 品 所 绝 对必 要 的 最 少 量 的 设 备 、 材 料 、 零 件 和 工 作 时 间的 部 分 ， 都 是 浪 费 。 （ 不 增 加 价 值 的 活 动 ， 是浪 费 ； 尽 管 是 增 加 价 值 的 活 动 ， 所 用 的 资 源 超过 了 “ 绝 对 最 少 ” 的 界 限 ， 也 是 浪 费 。 ） （二）JIT的基本思想和核心1、基本思想：只 在 需 要 的 时 候 ，按 需 要 的 量 ，生 产 需 要 的 产 品 。JIT认为：库 存 是 恶 魔 ，不 仅 造 成 浪 费 ， 还 将 许多 管 理 不 善 的 问 题 掩 盖起 来 ， 使 问 题 得 不 到 及时 解 决 ， 就 像 水 掩 盖 了水 中 的 石 头 一 样 。2、核心：追 求 无 库 存 ， 或 库 存 达 到 最 小 的 生 产 系 统 。3、改进途径：降 低 库 存 -暴 露 问 题 -降 低 库 存 -暴露 问 题 - 二、JIT的起源及进一步升华（一）从手工生产到大量生产1、手工生产方式19世 纪 末 ， 法 国 巴 黎 Panhard-Levassor (P&L)机 床 公 司 开 始 制 造 汽 车 。特 点 ： 几 乎 没 有 两 辆 汽 车 是 相 同 的 ； 制作 成 本 高 ， 且 易 出 故 障 ； 要 求 工 人 具 有高 超 技 术 。 2、大量生产方式1908年 ， 亨 利 福 特 推 出 了 他 的 T型 车 。大量生产的技术关键零 件 的 互 换 性 和 装 配 的 简 单 化 。 由 于 分 工 精 细 、 操 作简 单 ， 工 人 只 需 几 分 钟 训 练 就 能 上 装 配 线 干 活 。实行大量生产的结果生 产 率 大 幅 度 提 高 。 1908年 514分 钟 生 产 一 辆 车 ， 到1914年 实 行 流 水 生 产 后 ， 只 要 1.19分 钟 生 产 一 辆 车 。随 着 产 量 的 提 高 ， 成 本 大 幅 度 下 降 。 1908年 每 辆 车 售价 $850,到 1926年 每 辆 车 售 价 $290。大量生产方式的基本发展模式大批量生产降低成本刺激需求批量的扩大 （二）从大量生产到精细生产1、大量生产方式的衰落福 特 的 大 量 生 产 有 一 个 根 本 缺 陷 ， 就 是缺 乏 适 应 品 种 变 化 的 能 力 ， 即 缺 乏 柔 性 。为 了 使 专 用 、 高 效 、 昂 贵 的 机 器 的 高 固定 成 本 分 摊 到 尽 可 能 多 的 产 品 上 ， 生 产线 不 能 停 工 ， 这 就 需 要 各 种 缓 冲 ： 过 量的 库 存 ， 过 多 的 供 应 厂 家 ， 过 多 的 工 人 、过 大 的 场 地 。 2、精细生产方式的出现1950年 ， 丰 田 汽 车 公 司 丰 田 喜 一 郎 到 美 国 参 观了 福 特 汽 车 公 司 位 于 底 特 律 的 Rouge工 厂 ， 回日 本 后 与 生 产 管 理 专 家 大 野 耐 一 研 究 得 出 结 论 ：大量生产方式不适合日本原因是： 当 时 日 本 经 济 十 分 困 难 ， 不 可 能 化 大 量 外 汇去 购 买 美 国 的 技 术 和 设 备 ， 也 不 可 能 花 巨 资 去建 Rouge那 样 的 工 厂 。 当 时 日 本 国 内 对 汽 车 的 需 要 量 小 ， 需 要 的 品种 却 相 当 多 ， 不 能 实 行 大 量 生 产 。 受 新 劳 工 法 保 护 ， 日 本 不 能 象 美 国 随 时 解 雇工 人 。 JIT的进一步升华-精益生产方式精益生产方式是美国在全面研究以JIT生产方式为代表的日本式生产方式在西方发达国家以及发展中国家应用情况的基础上，于1990年提出的一种较完整的经营管理理论。 三、JIT的现场控制看板管理（一）“推动式”与“拉动式”生产1、传统方式：由 计 划 部 门 根 据 市 场 需 求 ， 计算 出 每 种 零 部 件 的 需 要 量 和 各 生 产 阶 段 的 生 产提 前 期 ， 确 定 每 个 零 部 件 的 投 入 出 产 计 划 ， 按计 划 发 出 生 产 和 订 货 指 令 。 每 个 生 产 阶 段 都 按计 划 制 造 零 部 件 ， 并 将 加 工 完 的 零 部 件 送 到 后一 道 工 序 和 下 游 车 间 ， 而 不 管 后 一 道 工 序 和 下游 车 间 当 时 是 否 需 要 。 这 种 方 式 被 称 为 “ 推 动式 ” 。特点：物 料 流 和 信 息 流 是 分 离 的 。 2、“拉动式”方式：从 市 场 需 求 出 发 ，由 市 场 需 求 信 息 拉 动 产 品 装 配 ， 再 由 产品 装 配 拉 动 零 部 件 加 工 。 每 一 道 工 序 、每 个 车 间 都 向 前 一 道 工 序 、 上 游 车 间 提出 要 求 ， 发 出 工 作 指 令 ， 上 游 工 序 、 车间 完 全 按 这 些 指 令 进 行 生 产 。特点：物 料 流 和 信 息 流 是 结 合 在 一 起 的 。 （二）看板管理1、看板，又称传票卡，是传递信号的工具。2、适用条件：看 板 只 有 在 工 序 一 体 化 、 生 产均 衡 化 、 生 产 同 步 化 的 前 提 下 ， 才 有 可 能 发 挥作 用 。3、看板种类 传 送 看 板 ： 用 于 指 挥 零 件 在 前 后 两 道 工 序 之间 移 动 。 生 产 看 板 ： 用 于 指 挥 工 作 地 的 生 产 ， 它 规 定了 所 生 产 的 零 件 及 其 数 量 。 4、用看板组织生产的过程（ 1） 实 行 看 板 管 理 之 前 ， 设 备 要 重 新 排 列 ， 重 新 布 置 。（ 2） 使 加 工 作 业 的 每 个 工 作 地 都 有 两 个 存 放 处 ： 入 口存 放 处 和 出 口 存 放 处 。（ 3） 在 制 品 与 零 部 件 放 在 工 作 地 旁 ， 工 人 可 以 亲 眼 看到 他 们 加 工 的 东 西 ， 就 不 会 盲 目 地 过 量 生 产 。 5、用看板组织生产的特征它 只 向 总 装 配 指 示 顺 序 计 划 ， 除 此 之 外 ， 不 再向 其 他 加 工 工 序 指 示 顺 序 计 划 。 其 他 加 工 工 序需 要 生 产 什 么 ， 生 产 量 多 少 ， 何 时 生 产 都 由 看板 进 行 控 制 。6、看板的使用规则 不 合 格 件 不 交 给 后 工 序 后 工 序 来 取 件 只 生 产 后 工 序 领 取 的 工 件 数 量 四、组织准时生产的条件（一）组织混流生产如，按市场要求，某厂三月份要生产A、B、C、D4种产品，每种产品的月产量为：A：400台；B：300台；C：200台；D：100台，总共1000台。该月有25个工作日。第 一 种 方 式 ， 一 个 月 内 每 种 产 品 各 生 产 一 次 ： A（ 400） -B（ 300） -C（ 200） -D（ 100）第 二 种 方 式 ， 每 天 生 产 各 品 种 一 次 ： A（ 16） -B（ 12） -C（ 8） -D（ 4） 一 个 月 25天 重 复 25次第 三 种 方 式 ， 进 一 步 扩 大 生 产 频 率 ， 按 ： AAAA-BBB-CC-D 即 一 天 重 复 4次 ， 一 个 月 重 复 100次好 处 ： 使 工 人 操 作 更 加 熟 练 提 高 了 对 需 求 的 响 应 性 降 低 了 库 存 缩 短 了 每 台 产 品 的 制 造 周 期 （二）减少调整准备时间1、提高生产系统的柔性 改 变 劳 动 工 具 改 变 劳 动 对 象2、减少调整准备时间的办法 尽 可 能 在 机 器 运 行 时 进 行 调 整 准 备 尽 可 能 消 除 停 机 时 的 调 整 时 间 进 行 人 员 培 训 对 设 备 和 工 艺 装 备 进 行 改 造 （三）建立JIT制造单元1、 把 库 房 搬 到 厂 房 里2、 不 断 减 少 工 序 间 的 在 制 品 库 存为 此 ， 需 要 对 车 间 进 行 重 新 布 置 与 整 理（四）准时采购思 路 ： 选 择 尽 量 少 的 、 合 格 的 供 应 厂 家 。选 择 条 件 ： 质 量 、 合 作 的 愿 望 、 技 术 上 的 竞 争力 、 地 理 位 置 和 价 格 。（五）从根源上保证质量推 行 全 面 质 量 管 理 ， 事 前 预 防 不 合 格 品 的 发 生。 第四节 再造工程（略）一、再造工程的概念二、再造的特征三、再造后的工作环境