[精选]第10章生产作业计划.pptx
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1、第十章第十章 生产作业方案生产作业方案【学习要点】【学习要点】生产作业方案的概念和作用;编制生产作业方案的基本要求和步骤;期量标准的概念和作用,不同生产类型下期量标准的内容和确定方法;不同生产类型下生产作业方案的编制方法;作业排序的概念和基本方法;优化生产技术、约束理论、高级方案排程的基本概念和内容;10.1 10.1 概述概述u生产作业方案是企业生产方案的延续和具体化,是生产方案的具体执行方案。通过生产作业方案,把生产方案中规定的产品任务,分解为各车间、工段、班组以及工作地或个人的作业任务,以具体指导和安排日常生产活动,保证按品种、质量、数量、期限全面完成生产方案。图10-1 生产作业方案的
2、层次10.1.1 10.1.1 生产作业方案的任务生产作业方案的任务u1.落实生产方案 生产作业u2.合理组织生产过程 u3.实现均衡生产 u4.进行生产作业控制 10.1.210.1.2制定生产作业方案的基本要求制定生产作业方案的基本要求u1.确保交货期 u2.减少等待时间 u3.加工对象流程时间最短 u4.减少在制品数量和停放时间 10.1.310.1.3制定生产作业方案的主要步骤制定生产作业方案的主要步骤1.1.收集信息资料收集信息资料,需要收集的信息资料主要包括以下几种:1生产任务方面。年度季、月生产方案或主生产方案、产品开发方案、订货合同、厂外协作方案、厂内各车间和部门之间的协作方案
3、等。2产品设计和工艺方面。产品、零部件的设计图纸、整机装配系统图、自制件及外协件明细表、工艺路线和工艺规程等技术文件。3生产能力方面。厂房生产面积、设备数量及其完好率、设备停修方案,分工种工人的数量及技术等级,工台时定额及压缩系数。4生产准备方面。原材料、外购件、外协件、工装器具等的供给及库存情况。5上期方案的执行情况的统计分析资料。品种、规格、数量、质量、配套完成情况、在制品结存情况,设备利用率、工时利用率、工人出勤率等。6企业的流动资金状况。2.2.确定方案单位。确定方案单位。方案单位是编制生产作业方案时下达生产任务所用的计算单位。它反响了生产作业方案的详细程度及各级分工关系。1产品为方案
4、单位。2部件为方案单位。3零件组为方案单位4零件为方案单位。3.3.制定和修订期量标准。制定和修订期量标准。期量标准是生产方案与控制系统很重要的基础数据标准。在制定时应遵循以下原则:1所取数据应经过必要的计算和深入分析研究,要有充分的依据。2各种“期和“量要互相配合,协调一致,能客观反映合理组织生产的要求。3要便于管理,易为方案调度人员所掌握。4.4.确定编制方法。确定编制方法。生产类型、生产组织方式不同,生产作业方案的编制方法也各不相同。5.5.做好综合平衡工作,及时编制下达生产作业方案做好综合平衡工作,及时编制下达生产作业方案生产类型期 量 标 准 大量生产节拍、流水线标准工作指示图表、在
5、制品定额节拍、流水线标准工作指示图表、在制品定额成批生产批量、生产间隔期、生产周期、在制品定额、提前期单件小批生产周期、提前期10.2 10.2 大量流水生产作业方案大量流水生产作业方案10.2.1 10.2.1 大量流水生产的特点大量流水生产的特点1、专业化程度高;2、工艺过程是封闭的;3、工作地按工艺过程的先后顺序排列,生产对象在工作地间单向移动;4、生产过程具有明显的节奏性;5、各工作地之间由传送装置连接。生产作业方案的主要决策问题在流水生产线的设计阶段中就已经做出。生产作业方案的主要决策问题在流水生产线的设计阶段中就已经做出。包括流水线的生产节拍、各工作地负荷、产品的生产顺序等。10.
6、2.2 10.2.2 大量流水生产的期量标准大量流水生产的期量标准10.2.2.1 10.2.2.1 节拍节拍节拍是流水线上出产两个相邻相同制品的时间间隔。1.单一对象流水线节拍确实定。其计算公式为:式中 Fe方案期内的有效工作时间;N方案期生产任务的数量含废品量。流水线上某工序上两个相同制品的时间间隔为该工序的工作节拍。式中 ti工序单件时间;si该工序的工作地数量。2.多对象流水线节拍确实定。多对象流水生产有两种基本形式。可变流水线可变流水线:AAAAAAAABBBBBBBBBBBBBBCCCCCCCCCC混合成组流水线混合成组流水线:2A5B3C2A5B3C2A5B3C2A5B3C2A5
7、B3C2A5B3C2A5B3C2A5B3C10.2.2.2 10.2.2.2 流水线标准工作指示图表流水线标准工作指示图表u流水线标准工作指示图表又称流水线标准方案。说明流水线内各工作地在正常条件下的具体工作制度和劳动组织方式的一种标准图表,它既是大量流水生产条件下进行日常生产管理的一个期量标准,又是标,又是标准的生产作业方案。准的生产作业方案。u编制流水工作指示图表的过程,也是流水线工序同期化的过程。u所谓工序同期化是指通过技术组织措施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关系。u由于工序同期化程度不同,流水线连续程度不同,故有连续流水线和连续流水线和间断流水线。间断流水线。
8、1.连续流水线工作指示图表的编制工作时间间断时间u连续流水线的工序同期化程度高并不是自然形成的,需要经过复杂的流水线平衡设计。u装配线平衡问题一般分为三类1.给定生产节拍,在满足约束条件下使流水线工位数量最少;2.是给定流水线的工位数量,在满足约束条件下使生产节拍最小;3.给定工位数量,最小化装配线平衡指数。u装配线平衡时,首先应符合各工序之间的先后顺序关系;其次应使每个工作地分配到的装配工步作业单元作业时间之和小于和接近节拍;第三,应使工作地数目最少,装配线有较高的负荷系数。u根据装配工艺技术划分的装配作业单元、每个作业单元所需时间以及作业单元之间的先后关系。也就是初始的装配工艺网络图,如图
9、10-2所示。u当作业单元很多,关系较复杂时,需要用一些专门方法解决装配线的时间平衡问题如启发式法、位置加权法、分支定界法等。下面仅介绍采用分支界限法,进行流水线平衡的方法和步骤。图10-2 工步顺序图u例:设某产品的节拍为10分钟。其装配工作可分为11个工步,各工步的时间定额如表102所示。各工步的先后顺序如图10-2。表10-2 工步时间工步号1234567891011工步时间min62571263554图10-2 工步顺序图u第一步,第一步,列出所有可作为第一工序的编组方案,有以下两个方案:u方案1-1,t11=6+2+1=9u方案1-2,t12=6+2+2=10u分别计算这两个方案的工
10、序时间和Ski值uT=6+2+5+7+1+2+6+3+5+5+4=46u因为Sk11=Sk12=5,t11t23t21,所以,第二工序的分支节点,应在方案2-2的节点进行分支。u第三步第三步,第三工序的编组方案u方案3-1 ,t31=5+3=8;u方案3-2 t32=6;u由于Sk31t42,所以,第四工序的分支节点,应在方案4-1的节点进行分支。u第五步第五步,第五工序的编组方案,只有一个方案,即u方案5-1 ,t51=5+5=10;u第六步第六步,第六工序的编组方案u方案6-1 t61=4;u全部工步编组结束,得到流水线必须的工作地数Sb1=Sk6=65,所以回朔。u第七步第七步,由最后一
11、道工序回溯,在第二道工序找到Sk2l=Sk23=5,还没分过支,因为t23t2l,所以决定由方案2-3节点进行分支,寻求可行解2,计算结果Sb2=5。因不存在Sk小于5的节点,即求得流水线上最少的工作地数为5。表10-3 作业分配结果工序一二三四五作业编组,工序时间min10710109工作地需要数11111图10-3 分支定界寻优树形图2.2.间断流水线作业指示图表间断流水线作业指示图表u1 1确定看管周期确定看管周期R R。人为确定一个时间间隔,每道工序在该时间间隔内生产相同数量的制品,这个“时间间隔就是间断流水线的看管期u看管期长度的选择,应根据以下因素决定:u1 1工人兼职的负荷;工人
12、兼职的负荷;u2 2工人看管设备的间距;工人看管设备的间距;u3 3流水线上各道工序生产率协调程度;流水线上各道工序生产率协调程度;u4 4零件的价值、工作地存放制品的面积。零件的价值、工作地存放制品的面积。u一般取一个班,二分之一个班或四分之一个班的时间为看管周期。2 2确定看管周期内各工作地的产量及工作地设备负荷。确定看管周期内各工作地的产量及工作地设备负荷。1 1根据各道工序的单件加工时间根据各道工序的单件加工时间ti ti和流水线的生产节拍和流水线的生产节拍r r,确定各工序的设备,确定各工序的设备工作地工作地数。数。u假设 ,则Si=1;u假设tir,则Si=2 2确定各工序设备确定
13、各工序设备工作地工作地在看管期内的产量。在看管期内的产量。u对于多工作地工序,当工序中各工作地的产量Qik相等时,产量为u当各工作地的产量Qik不相等时,工作地满负荷的看管期的产量 ,而工作地负荷不满的看管期产量QinQ-QimSi-1 3 3计算看管期内各工作地工作时间长度。计算看管期内各工作地工作时间长度。4 4计算设备的负荷系数计算设备的负荷系数Ki Ki。3 3确定工作起、止时间,绘制标准工作指示图表。确定工作起、止时间,绘制标准工作指示图表。4 4确定和配备工人,规定工作程序。确定和配备工人,规定工作程序。表10-4 间断流水线工作指示图表示意图10.2.2.3 10.2.2.3 在
14、制品占用量定额在制品占用量定额u在制品是指从原材料投入到产品入库为止,处于生产过程中尚未完工的所有零件、组件、部件、产品的总称。1.1.工艺占用量。工艺占用量。工艺在制品定额是指保证流水线全部工作地同时开始工作所必需的在制品数量。2.2.运输占用量运输占用量u是指流水线内处于运输过程中的在制品数量。3.3.周转占用量周转占用量式中Z1在制品工艺占有量件;m工序数;Si工序i的设备工作地数;qi工序i的设备工作地生产数量。式中:ts前后工序同时工作的时间;Se、Sl前后两工序的设备工作地数;te、tl前后两工序的单件生产时间式中:m工序数;n运输批量表10-5周转占用量变化情况图表10-4 间断
15、流水线工作指示图表示意图u4.4.保险占用量。保险占用量。保险占用量即保险在制品定额,是为了保证流水线上个别工作地或工序突然发生故障、出现废品,不至于影响到整个流水线的正常生产而设置的在制品数量。u5.5.库存周转占用量。库存周转占用量。库存周转占用量,是由于前后车间或流水线之间生产率不同或工作制度班次或起止时间不同而形成的在制品占用量。u6.6.车间之间运输占用量。车间之间运输占用量。车间之间运输占用量是停留在车间之间的运输工具上和等待运输的在制品占用量。u7.7.库存保险占用量。库存保险占用量。库存保险占用量是由于供给车间或流水线因意外原因造成交付延迟时,为保证需用车间正常生产而设置的在制
16、品占用量。10.2.3 10.2.3 大量流水生产作业方案的编制大量流水生产作业方案的编制10.2.3.1 10.2.3.1 零部件详细物料生产作业方案的编制零部件详细物料生产作业方案的编制u1.在制品定额法。计算各车间出产量和投入量的公式如下:表10-6某月份各车间投入与产出方案计算实例u车间只需根据当月产量要求,适当调整流水线的工作班次和工作时间。10.2.3.2 车间内部生产作业方案的编制车间内部生产作业方案的编制10.3 10.3 成批生产作业方案成批生产作业方案10.3.1 10.3.1 成批生产的特点成批生产的特点1成批轮番生产较多种类的产品和零部件,每次变换生产对象时,都需要重新
17、调整机器设备成工艺装备。2各种不同的产品、部件、零件往往要同时在各车间、班组甚至工作地平行交叉地进行生产。3生产技术准备工作,特别是图纸和工艺装备的准备工作量很大。生产类型期 量 标 准 大量生产节拍、流水线标准工作指示图表、在制品定额成批生产批量、生产间隔期、生产周期、在制品定额、批量、生产间隔期、生产周期、在制品定额、提前期提前期单件小批生产周期、提前期10.3.2 10.3.2 成批生产的期量标准成批生产的期量标准u批量与生产间隔期、生产周期、生产提前期、在制品定额批量与生产间隔期、生产周期、生产提前期、在制品定额等。10.3.2.1 10.3.2.1 批量与生产间隔期批量与生产间隔期u
18、批量是指在消耗一次准备结束时间的条件下,连续生产一批相同制品的数量。生产间隔期又称生产重复期,在稳定的定期轮番成批生产中才有此标准,它是指相邻两批相同制品投入或产出的时间间隔。u批量与生产间隔期的相互关系如下:式中:Q生产批量R生产间隔期nd平均日产量,为方案期产量与方案期工作日数的比值。u确定批量和生产间隔期的方法主要有两种。1.1.以量定期法。以量定期法。首先从生产的技术与经济两方面考虑,确定一个初始批量,然后确定生产间隔期,最后,对初始批量进行适当的调整,求得一个与生产间隔期相互配合的最正确数值作为标准批量。u1最小批量法。最小批量法是从充分利用设备和提高劳动生产率两个因素来考虑的。u
19、Tad/Q t 则u式中:设备调整时间损失系数;u Tad设备准备结束时间;u Qmin最小批量;u t单件工序时间。零件单价生产类型大批中批小批较低0.030.040.05中等0.040.050.08较高0.050.080.12u2经济批量法。式中:B 一次设备调整的费用;C 单位零件成本;I 年库存费用率;N 年产量。图10-5 经济批量确实定u2.2.以期定量法以期定量法 。首先确定生产间隔期,然后确定批量。当生产任务发生变化时,只对批量进行调整,而生产间隔期不变。u优点:优点:u计算简便,能适应生产任务的变动,当任务变动较大时,只需调整批量即可;u由于生产间隔期与每月的工作日数互成倍数
20、或可约数关系,批量又依生产间隔期制定,保持了各种必要的比例关系,易于保证零件生产的成套性,利于组织均衡生产。10.3.2.2 10.3.2.2 生产周期生产周期u生产周期是指制品从原材料投入到成品出产所经历的整个生产过程的全部日历时间。产品生产周期是各个工艺阶段周期之和。产品生产周期毛坯生产周期毛坯周期加工周期部装周期总装周期机加工生产周期部装生产周期总装生产周期保险期保险期保险期u生产周期确实定是根据产品的制造过程结构,从零件所经过的工序和工艺阶段,由下至上计算的。1.1.工序加工周期计算。工序加工周期计算。零件工序周期是一批零件在某道工序上的制造时间,计算公式为:u式中:TOP工序周期;u
21、 Q批量;u t单件工序时间;u S工序的工作地数;u Fe日有效工作时间;u Kt定额完成系数;u Tse准备结束时间。2.2.工艺阶段生产周期计算。工艺阶段生产周期计算。工艺阶段生产周期是指零件在某一工艺阶段的加工周期。在成批生产中,工艺阶段生产周期与零件在工序间的移动方式有关。u1 1顺序移动方式。顺序移动方式。u2 2平行移动方式。平行移动方式。即一批零件在某道工序加工时,每加工完一件,随即向后道工序传递一件。零件在工序之间以单件的方式传送。计算公式:tl最长工序的作业时间 0 20 40 60 80 100 120 140 160M1M2M3M4T平平顺顺Top=n t i-n-1
22、min tj,tj+1 mi=1m-1j=13平行顺序移动方式。是将平行移动方式和顺序移动方式结合起平行顺序移动方式。是将平行移动方式和顺序移动方式结合起来,取优弃劣而形成的一种移动方式。来,取优弃劣而形成的一种移动方式。Top=n t i-(n-1)min(tj,tj+1)mi=1m-1j=1 4 4三种移动方式的比较三种移动方式的比较移动方式顺序移动平行移动平行顺序移动优缺点1管理简单,设备不停歇,可充分负荷。2加工周期长。1周期最短,2设备有停歇,利用率低。3运输频繁,管理复杂。两者结合,扬长避短 组织管理复杂选择策略小而轻;单件小批;加工时间短,调整时间长;工艺专业化。大且重;大量大批
23、;加工时间长,调整时间短;对象专业化。小而轻;大量大批;加工时间长,调整时间短;对象专业化。u在实际生产中,为了简单起见,在计算顺序移动方式的加工周期时,考虑到工序之间的间断时间,用以下简单公式计算:u计算平行移动方式或平行顺序移动方式的加工周期时,用一个平行系数对To进行修正:uTopTopToTo,依经验取0.60.8。式中:t零件在工序之间转移的平均间断时间;n 零件的工序数。u3.3.产品生产周期。产品生产周期。通常根据各工艺阶段的平行衔接关系,绘制产品生产周期图表。一般只需绘出主要零件即可。图10-7 产品生产周期图表u4.4.生产提前期。生产提前期。生产提前期是指产品在各个工艺阶段
24、投入或出产日期比成品最终产出的日期应提前的时间。毛坯生产周期保险期装配周期保险期装配投入提前期加工出产提前期机械加工生产周期加工投入提前期毛坯出产提前期毛坯投入提前期 注意,这里讲的生产提前期是传统的手工编制作业方案年代的概念,与MRP系统的提前期在概念上有所不同。10.3.2.3 10.3.2.3 在制品占用量定额在制品占用量定额u1.1.车间内部在制品占用量车间内部在制品占用量表10-11成批生产时在制品占用的各种情况u在制品占用量是一个变化的瞬间值,一般以期末量表示。u为了掌握车间生产资金的占用情况,还需要计算各种产品的车间平均在制品占用量。u平均在制品占用量可按下式计算:u式中:车间内
25、部在制品平均占用量;u 生产周期;u 生产间隔期;u 批量;u 平均日产量。u2.2.车间之间在制品占用量。车间之间在制品占用量。包括库存流动在制品占用量和库存保险占用量两种。u库存流动在制品占用量是由前后两车间的批量和生产间隔期不同而形成的在制品占用量。图10-10 库存流动在制品占用量变化图u库存保险占用量。是由于前车间因意外原因造成交库延误时,为保证后车间正常生产而设置的在制品占用量。u式中:uZst2库存保险占用量;uDin前车间的交库延误天数,亦即恢复间隔期;und后车间的平均日需要量。10.3.3 10.3.3 成批生产作业方案的编制成批生产作业方案的编制10.3.3.1 10.3
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