机械制造工艺教案3公开课.docx

编案时间：2010年9月5日适用班级：0903、0904课 时：2课时教学课题：制造哲理一一批量生产教学目标：了解批量法则制造哲理和先进生产模式。教学重点：不同行业批量的界定；批量生产的优缺点。教学难点：批量生产的优缺点。教具仪器：多媒体第三节制造哲理L3制造哲理本节从“大制造”的概念出发，阐述对整个制造过程具有全局性指导意义的一些重要制造哲 理。1.3.1批量法则大批量生产方式的产生及其特点工业革命以后，至20世纪初，以机器代替人力成为生产的主要方式，大大促进了生产力的 发展，并形成了现代意义上的机械制造业。但生产方式仍以作坊式的单件生产为主，由于机器精 度不高，产品质量主要靠从业人员的技艺来保证，故称为“技艺”型生产时代。此时的工厂组织结 构仍较分散，管理层次仍较简单，通常由业主或代办直接与顾客、雇员和协作商联系。这种生产 方式的生产率仍然较低，且生产周期较长，产品价格居高不下。20世纪初，美国福特汽车公司首先在底特律建立了世界上第一条自动生产线，标志着大批量 生产方式(Mass Production)的开始。由于机器精度的提高，工件加工质量容易得到保证，工人 的技艺变得不再那么重要了。加上互换性原理的推行，汽车装配不再使用锌刀或刮刀，工人只需 进行一些诸如按按钮、拧螺丝、焊接、涂漆等基本操作。装配流水线按一定的节拍运转，每个工 人日复一日地重复一种简单的机械动作，完成一种固定的操作。与“技艺”型生产方式相比，在大 批量生产方式下，多数从业人员不再需要很高的技术水平，而只需进行简单的培训，即可上线工 作。这种牛产方式大大缩短了牛产周期，提高了牛产效率，降低了生产成本，并使产品质量容易 得到保证。大批量生产方式的推行，促进了生产力的巨大发展，使美国一跃成为世界一流经济强 国。大批量生产(Mass Production)方式也一度成为先进生产力的代表和当代工业化的象征。大批量生产与多品种、中小批量生产相比具有以下特点：1）生产的产品产量大而品种少，重复生产一种或少数几种相类似的产品，工艺过程和生产条件稳定，大多数工作地固定完成一、二道工序，专业化程度高。2）多采用专用、高效设备和工艺装备，生产过程机械化、自动化程度及设备利用率较高,生产周期较短，零件加工质量易于保证。3）工人作业分工细，多数工人长期从事一、两种简单和重复性的操作，对工人的技术水平要求不高。4）产品设计通用化、系列化、标准化程度高，零件互换性好、广泛采用互换装配法装配。5）产品社会需求量大，需求稳定。企业根据用户需求和科技发展水平，进行产品设计和制造。订货程序通常是先设计、生产，再面向用户。6）按对象组织专业化生产，多采用流水生产、自动生产线等生产组织形式，生产计划细致周密，生产过程易于控制。7）毛坯制作广泛采用金属模机器造型、压铸、精铸、模锻、精锻等方法，毛坯精度高，加工余量小，材料利用率高。批量法则及其基础图1-10显示了两种不同生产规模和设备投资方案所对应的单件产品生产成本随生产批量变 化的情况。图中曲线【对应的设备投资和生产规模较大的方案，而曲线H对应的设备投资和生产 规模较小的方案。由图可见，当Q>QK时，采用曲线I的生产规模和设备投资方案，可获得更低的单件产品生产成本。而当QVQK时，则采用方案H更合理。对于某一特定的产品，根据其生命周期、复杂程度和制造过程所需的设备等因素，存在一个 合理年产量的临界值。比较多种生产规模和设备投资方案，可确定出这个临界值，即最小年产量 的合理数值。产品年产量高于这个数值，才能获得较低生产成本，产品才有竞争力。专业化协作与扩散生产直至18世纪70年代，以瓦特改进蒸汽机为代表，引发了第一次工业革命，产生了近代工业 化的生产方式，手工劳动逐渐被机器生产所代替，机械制造业逐渐形成规模。到19世纪中叶， 电磁场理论的建立为发电机和电动机的产生奠定了基础，从而迎来了电气化时代。以电力作为动 力源，使机械结构发生了重大的变化。与此同时，互换性原理和公差制度应运而生。所有这些使 机械制造业发生了重大变革，并进入了快速发展时期。根据批量法则，为了取得良好的经济效益，除合理地扩大产品的产量外，组织专业化协作生 产是一种行之有效的方法。我国过去一直按“全能工厂”模式进行工业建设，工业企业或是“大而全“，或是“小而全”。实 践表明，这种生产模式投资大，效率低，管理困难，经济效益差。究其原因，这种全能工厂模式 不符合“批量法则”。为扩大生产批量，提高工作地专业化程度，应全面理解和实施”批量法则、 通常可采取如下方法：1）在全面规划、统筹安排的原则下，积极开展和大力推进工业生产的专业化协作，包括产 品专业化、零部件专业化、工艺专业化和辅助生产专业化等多种形式的生产协作，以减少重复生 产，增加同类产品的产量，2）根据市场需求，进行产品结构分析，改进产品设计，加强产品及零部件系列化、标准化、 通用化工作。合理减少零部件种类，扩大同类零部件产量，并广泛采用标准件和通用件。3）采用成组技术（详见L3.2节），按零件工艺相似性，组织同类型零件的集中生产，实施 成组工艺。4）加强生产计划、作业计划和生产调度工作，力求做到”同期大批量、少品种”安排。改善生 产过程组织，按对象专业化原则建立生产单位；改进劳动组织，增加必要的设备和工人，提高工 作地专业化水平。专业化协作与扩散生产可以有多种形式，经常采用的形式有：1）组织各种专业化的基础零部件生产厂，如紧固件、液压件、气动件、密封件、减速机、 变速箱、齿轮、离合器、传动轴等。这些基础零部件需求量较大，通用化、标准化程度较高，宜 组织专业化生产。各企业应根据本企业和专业厂的情况，尽可能采用协作生产方式。2）按地区、行业集中组织专业化的铸造厂、锻造厂等毛坯生产厂。各主机厂和零部件厂不 设毛坯生产车间，而与生产毛坯的专业化工厂协作。3）小件生产，可根据地区不同条件，扩散至地方中小企业或乡镇企业，主机厂应致力于主要关键零部件的生产和整机装配。4）实行工艺性协作，如电镀、热处理等。5）设备大修、工模具的制造等，采用协作方式解决。6）氧气、乙快、二氧化碳、煤气等动力来源实行协作供应。7）厂外运输能力的协作。8）食堂、托儿所、招待所等生活福利设施方面实行社会化。在市场经济条件下，专业化协作与扩散生产的有关各方以共同获得利益为基础而联系在一 起，主机厂和协作厂完全是一种经济的关系。主机厂可以根据质量、价格、交货期等条件，自由 选择配套厂，相互关系不一定长期不变。配套厂为了能长期稳定用户，必须千方百计提高服务质 量，满足主机厂的要求。主机厂为了获得稳定的、优质配套件供应，也要给配套厂技术上和经济 上的支持和指导，以建立长期、稳固的协作关系。