生产系统的发展趋势概述.ppt

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1、20 五月 2023生产系统的发展趋势概生产系统的发展趋势概述述第十章第十章 生产系统的发展趋势生产系统的发展趋势n制造技术经历了三个主要发展阶段：n第一阶段:用机器代替手工，从作坊形成工厂；n第二阶段:从单件生产方式发展到大量生产方式；n第三阶段:制造的柔性化、系统化和智能化，建立了各种先进生产系统。2020世纪世纪40-50 60 70 80 90 2000-40-50 60 70 80 90 2000-年代年代制制造造资资源源与与组组织织全全球球化化虚虚拟拟组组织织计计算算机机制制造造智智能能并并行行工工程程数控机床数控机床全球通信网络全球通信网络 全球制造全球制造信息高速公路信息高速公

2、路 敏捷制造敏捷制造 广域网广域网 智能制造智能制造工厂子网工厂子网 CIMS柔性制造系统柔性制造系统刚性自动化刚性自动化 刚性刚性 柔性柔性 柔性柔性 系统系统 决策决策 敏捷敏捷 全球全球 技术技术 技术技术 单元单元 系统系统 集成集成 自动化自动化 性性 化化 演变演变 运作空间运作空间全球全球社会社会工厂间工厂间工厂内工厂内车间车间单元单元设备设备制造技术发展的模式和趋势制造技术发展的模式和趋势第十章第十章 生产系统的发展趋势生产系统的发展趋势n当前制造业经常面临的问题n产能不够无法满足市场需求n不能按时按量交货n人员效率低下n库存太高，积压资金n质量无法满足客户要求n生产成本太高n

3、问题重复发生，每日忙于救火n研发能力不够，量产时浮现大量问题n供应商无法准时保质保量交货精益生产敏捷制造精益生产精益生产第十章第十章 生产系统的发展趋势生产系统的发展趋势n精益生产的历史背景n20世纪初，大规模的生产流水线一直是现代工业生产的主要特征n二战以后，社会进入了一个市场需求向多样化发展的新阶段，相应地要求工业生产向多品种、小批量的方向发展n1937年，日本丰田准时化生产JIT（Just In Time）生产方式被提出n1973年，丰田英二、大野耐一完善丰田体系n1990年，Lean Production正式被提出来第十章第十章 生产系统的发展趋势生产系统的发展趋势n精益生产n精益生产

4、（Lean Production，简称LP）是美国麻省理工学院数位国际汽车计划组织（IMVP）的专家对日本丰田准时化生产JIT（Just In Time）生产方式的赞誉称呼。n该体系目前仍然在不断演化发展当中。从过去关注生产现场的Kaizen转变为库存控制、生产计划管理、流程改进（流程再造）、成本管理、员工素养养成、供应链协同优化等企业经营管理涉及的诸多层面。第十章第十章 生产系统的发展趋势生产系统的发展趋势n精益生产n含义：精益生产就是通过消除企业所有环节上的不增值活动。来达到降低成本、缩短生产周期和改善质量的目的n思想基础：彻底的消除浪费，降低成本，获得企业整体利润的增加n核心:消除一切无

5、效劳动和浪费，最求尽善尽美第十章第十章 生产系统的发展趋势生产系统的发展趋势n精益生产中的不增值活动消除！消除！第十章第十章 生产系统的发展趋势生产系统的发展趋势n精益生产中的浪费n1.过量生产（对在制品的控制）n2.库存（原材料、在制品、成品）n3.运输（无价值的转运）n4.等待（人等机器、机器等人、人等人、不均衡）n5.动作（换模具、换工装的工作时间等）n6.不必要的过程（如进货检验等不增值的行为）n7.次品（返工、返修、报废）第十章第十章 生产系统的发展趋势生产系统的发展趋势n精益生产与大批量生产的区别第十章第十章 生产系统的发展趋势生产系统的发展趋势n优化范围不同大批量大批量生产方式生

6、产方式精益精益生产方式生产方式以财务关系为界限，优化自身内部管理，其次以市场为导向，优化资源配置以产品生产工序为线索，组织密切相关的供应链，一方面降低企业协作中的成本交易，另一方面保证稳定需求与及时供应，以整个大生产系统为优化目标第十章第十章 生产系统的发展趋势生产系统的发展趋势n对待库存的态度大批量大批量生产方式生产方式精益精益生产方式生产方式库存管理强调“库存是必要的恶物”，是必然也是必须的库存管理强调“库存是万恶之源”，视生产中的一切库存为“浪费”，追求零浪费目标。第十章第十章 生产系统的发展趋势生产系统的发展趋势n业务控制观不同大批量大批量生产方式生产方式精益精益生产方式生产方式业务管

7、理中强调个人工作高效的分工原则，并以严格的业务考核来促进和保证，同时考核工作防止个人工作对企业产生的负效应在专业分工时强调互相协作及业务流程中的精简，消灭业务中的“浪费”。第十章第十章 生产系统的发展趋势生产系统的发展趋势n质量观不同大批量大批量生产方式生产方式精益精益生产方式生产方式将一定量的次品看成生产中的必然结果基于组织的分权与人协作观点，通过消除产生质量问题的生产环节来“消除一切次品所带来的浪费”，追求零不良第十章第十章 生产系统的发展趋势生产系统的发展趋势n对人的态度大批量大批量生产方式生产方式精益精益生产方式生产方式强调管理中的严格层次关系。对员工的要求在于严格完成上级下达的任务，

8、人被看做附属于岗位的设备。强调个人对生产过程中的干预，尽力发挥人的能动性，同时强调协调，对员工的评价也是基于长期的表现。更多的视员工为企业团体的成员，而非机器。第十章第十章 生产系统的发展趋势生产系统的发展趋势表表 10-1 10-1 精益生产与传统大批大量生产的比较精益生产与传统大批大量生产的比较精益生产方式精益生产方式 大批大量生产方式大批大量生产方式 生产目标 追求尽善尽美 尽可能的好分工方式 集成，综合工作组 分工，专门化产品特征 面向用户和生产周期较短的产品 数量很大的标准产品生产后勤 准时生产方式（JIT）的后勤支援在所有工序均有在制品缓冲存贮产质量量 在生产过程的各个环节始终由工

9、人主动地进行质量保证 由检查部门事后进行质量检验自动化 柔性自动化，但尽量减精简 倾向于刚性和复杂的自动化生产组织 加快进度的“同步工程”模式 依次实施顺序工程模模工作关系 强调工作友谊，团结互助 感情疏远，工作单调，缺乏动力第十章第十章 生产系统的发展趋势生产系统的发展趋势精益生产体系零库存多品种零缺陷计算机网络支持下的并行工作方式和小组工作方式准准时时生生产产JITJIT成成组组技技术术GTGT质量管理TQCn精益生产的三大支柱n准时化生产n成组技术n质量管理第十章第十章 生产系统的发展趋势生产系统的发展趋势n准时化生产n准确的材料和零件n准确的时间n准确的数量n必要的质量n送到准确的地点

10、作用作用缩短生产周期加快资金周转降低生产成本第十章第十章 生产系统的发展趋势生产系统的发展趋势n成组技术n揭示和利用事物间的相似性，按照一定的准则分类成组，同组事物能够采用同一方法进行处理，以便提高效益的技术作用作用实现多品种小批量、低成本、高柔性，按顾客订单组织生产的技术基础第十章第十章 生产系统的发展趋势生产系统的发展趋势n全面质量管理n以质量为中心n全员参加为基础n贯穿全生命周期n力求全面经济效益作用作用保证产品质量、维护企业形象打造零缺陷第十章第十章 生产系统的发展趋势生产系统的发展趋势n精益生产的工具5S可视化管理可视化管理问题解决问题解决全员生产维护全员生产维护标准化作业标准化作业

11、改善改善防错防错看板管理看板管理快速切换快速切换制约管理制约管理第十章第十章 生产系统的发展趋势生产系统的发展趋势n5S第十章第十章 生产系统的发展趋势生产系统的发展趋势n5S推行目的n改善企业的品质，提高生产力，降低成本，确保准时交货，同时还能确保安全生产并能保持并不断增强员工们高昂的士气。1.1.改善和提高企业形象改善和提高企业形象2.2.促成效率的提高促成效率的提高3.3.改善零件在库的周转率改善零件在库的周转率4.4.减少直至消除故障，保障品质减少直至消除故障，保障品质5.5.保障企业安全生产保障企业安全生产6.6.降低生产成本降低生产成本7.7.改善员工的精神面貌，使组织活力化改善员

12、工的精神面貌，使组织活力化第十章第十章 生产系统的发展趋势生产系统的发展趋势n可视化管理n将需管理的对象用一目了然的方式来体现n5Sn信息展示：质量、士气（出勤率、员工合理化建议等）改善、交货、安全n目视控制：视觉63%，听觉30%，嗅觉5%触觉1.5%，味觉0.5%第十章第十章 生产系统的发展趋势生产系统的发展趋势n可视化管理的目的n明确告知应该做什么，做到早期发现异常情况，使检查有效；n防止人为失误或遗漏，并始终维持正常状态；n通过视觉，使问题点和浪费现象容易暴露，事先预防和消除各种隐患和浪费。第十章第十章 生产系统的发展趋势生产系统的发展趋势n问题解决n三现主义：现场、现实、现物一切从现

13、场出发,针对现场的实际情况,采取切实的对策解决。n问题解决的工具：P-D-C-A戴明循环P(Plan)-计划；D(Design)-设计（原为Do，执行）；C(Check)-检查；A(Action)-处理，对总结检查的结果进行处理，成功的经验加以肯定并适当推广、标准化；失败的教训加以总结，未解决的问题放到下一 个PDCA循环里。n三不原则：不接受、不制造、不流出不合格品第十章第十章 生产系统的发展趋势生产系统的发展趋势n8D（DISCIPLINE纪律）问题解决的步骤：nD1：认识问题（检查表）和建立团队nD2：有无类似风险的产品和工艺工程nD3：临时对策（24小时内）遏制症状和趋势图nD4：根本

14、原因分析为什么流出？nD5：根本原因分析为什么制造？nD6：永久对策（10个工作日）选择纠正措施nD7：验证永久对策nD8：关闭（4060天）经验教训和再发防止第十章第十章 生产系统的发展趋势生产系统的发展趋势n全员生产维护（TPM）nTPM起源于全员质量管理（TQM），是以提高设备综合效率为目标，以全系统的预防维修为过程，全体人员参与为基础的设备保养和维修管理体系。n指标：综合设备效率（OEE）=设备利用率x人工效率x产品合格率其中：设备利用率=实际开机时间/应开机时间人工效率=标准节拍/实际节拍产品合格率=合格品/总产量第十章第十章 生产系统的发展趋势生产系统的发展趋势n全员生产维护（TP

15、M）nOEE性能在85%以上，一般需要：n1.初始清扫,操作者意识到清扫即点检n2.脏乱的因果对策分析（鱼骨图-石川图）n3.制定清扫润滑的标准n4.整体点检n5.自主点检一线员工自己点检n6.标准化（纪律）n7.彻底实现TPM第十章第十章 生产系统的发展趋势生产系统的发展趋势n标准化作业n定义：对在作业系统调查分析的基础上，将现行作业方法的每一操作程序和每一动作进行分解，以科学技术、规章制度和实践经验为依据，以安全、质量效益为目标，对作业过程进行改善，从而形成一种优化作业程序，逐步达到安全、准确、高效、省力的作业效果。第十章第十章 生产系统的发展趋势生产系统的发展趋势n标准化作业的三要素n节

16、拍时间：完成一个工序所必要的时间n作业顺序：要做的事情按预先设定好的步骤工作n标准在制品：维持正常中作进行的必要库存量第十章第十章 生产系统的发展趋势生产系统的发展趋势n标准化作业的目的n对作业流程、作业方法、作业条件加以规定并贯彻执行，使之标准化第十章第十章 生产系统的发展趋势生产系统的发展趋势n改善n基本理念：前提员工在各自的工作区域内进行小规模的持续的增值的改变，以产生积极的影响n改善是基础是标准化作业，终点也是标准化作业n对象：节拍时间，作业顺序第十章第十章 生产系统的发展趋势生产系统的发展趋势n改善的过程：nP-计划（找到浪费、收集数据、确定预计结果，找到方案）nD-试行（实施方案）

17、nC-核查（评估）nA-实施（标准化，防止再发生）n改善优先性：n人方法物料机器选择改善机会时，以成本和是否容易达到来决定优先性第十章第十章 生产系统的发展趋势生产系统的发展趋势n防错n如何达到防错？n不接受，不制造，不流出n自动化三原则n1.异常立即停止n2.快速响应解决问题（8D）n3.人机工作分离（提高安全、质量、效率）第十章第十章 生产系统的发展趋势生产系统的发展趋势n看板第十章第十章 生产系统的发展趋势生产系统的发展趋势n看板管理n定义：指为了达到JIT准时生产方式而控制现场生产流程的工具。n分类：n取货看板（WK、出库）n生产指令看板（PIK、入库）n看板实现两个“实时控制”n帐实

18、一致n生产计划第十章第十章 生产系统的发展趋势生产系统的发展趋势n看板种类用途n1、工序内看板。指某工序进行加工时所用的看板。这种看板用于装配线以及即使生产多种产品也不需要实质性的作业更换时间（作业更换时间近于零）的工序，例如机加工工序。n2、信号看板。信号看板是在不得不进行成批生产的工序所使用的看板。例如冲压工序、树脂成形工序、模锻工序等。与上述的工序内看板不同，信号看板中必须记载的特殊事项是加工批量和基准数。n3、工序间看板。工厂内部后工序到前工序领取所需的零部件时使用的看板。n4、对外订货看板。这种看板与工序间看板类似，只是“前工序”不是在本厂内，而是外部的协作厂家。对外订货看板上需记载

19、进货单位的名称和进货进度。n5、临时看板。进行设备安全、设备修理、临时任务、或需要加班生产时所使用的看板。第十章第十章 生产系统的发展趋势生产系统的发展趋势n快速切换（Single Minute Exchange of Die）n起源：SMED在50年代初期起源于日本，由Shigeo Shingo在丰田企业发展起来，Single的意思是小于10分钟(Minutes)，最初使用在汽车制作厂，以达到快速的模具切换(Exchange of Dies)，它帮助丰田企业产品切换时间由4小时缩短为3分钟。n受益：不需额外的库存即可满足客户要求，缩短交货时间即资金不压在额外库存上，减少调整过程中可能的错误，

20、缩短切换的停车时间意味着更高的生产效率，即OEE提高。第十章第十章 生产系统的发展趋势生产系统的发展趋势nSMED的优点第十章第十章 生产系统的发展趋势生产系统的发展趋势nSMED的步骤第十章第十章 生产系统的发展趋势生产系统的发展趋势第十章第十章 生产系统的发展趋势生产系统的发展趋势n制约管理（TOC）n任何系统至少存在着一个制约因素/瓶颈，否则它就可能有无限的产出。因此要提高一个系统(任何企业或组织均可视为一个系统)的产出，必须要打破系统的瓶颈。任何系统可以想象成由一连串的环所构成，环与环相扣，这个系统的强度就取决于其最薄弱的一环，而不是其最强的一环。n系统最终的产出将受到系统内最薄弱环节

21、的限制。系统最终的产出将受到系统内最薄弱环节的限制。换言之，任何一个链条的牢固程度取决于它最薄弱换言之，任何一个链条的牢固程度取决于它最薄弱的环节。的环节。第十章第十章 生产系统的发展趋势生产系统的发展趋势nTOC的步骤n1.找出（Identify）系统中的瓶颈。n2.最大限度利用（Exploit）瓶颈，即决定如何挖尽瓶颈n3.使企业的所有其他活动服从于第二步的决定，即迁就瓶颈n4.打破（Elevate）瓶颈，提升瓶颈的产能，使瓶颈转移到别处n5.重返（Repeat）第一步，找出新的瓶颈，别让惰性成了瓶颈，即持续改善第十章第十章 生产系统的发展趋势生产系统的发展趋势n精益思想的原则Value价

22、值价值Perfect完美完美Value Steam价值流价值流Demand Pull需求拉动需求拉动精益生产精益生产系统系统Flow流动流动降低成本，改善质量，缩短生产周期降低成本，改善质量，缩短生产周期没有任何事物是完美的不断改进站在客户的立场上从接单到发货过程的一切活动流动畅通按需生产第十章第十章 生产系统的发展趋势生产系统的发展趋势精益生产体系的概念第十章第十章 生产系统的发展趋势生产系统的发展趋势比 较 指 标在日本的日本厂在北美的日本厂在北美的美国厂欧洲的汽车总装厂生产率（工时/车）16.821.225.136.2品质（组装缺陷/100辆车）60.065.082.397.0生产面积（

23、平方尺/车/年）5.79.17.87.8修理面积（占生产面积%）4.14.912.914.4库存（八种样件、按日计）0.21.62.92.0工作小组占劳动力的%69.371.317.30.6工种轮换（0=无，4=频繁）3.02.70.91.9合理化建议数/雇员61.61.40.40.4工种等级数11.98.767.114.8新生产工人培训（小时）380.3370.046.4173.3工人缺勤率5.04.811.712.1世界汽车总装厂的主要指标比较世界汽车总装厂的主要指标比较敏捷制造敏捷制造第十章第十章 生产系统的发展趋势生产系统的发展趋势n敏捷制造的历史背景n20世纪7080年代，美国由于政

24、策导向失误，使制造业众多产品在世界市场所占份额不断下降，美国在制造领域的霸主地位逐渐丧失。n为了恢复美国制造业在世界上的领导地位，20世纪80年代末美国国会指示国防部拟定一个制造技术发展规划，要求同时体现美国国防工业与民品工业的共同利益，并要求加强政府、工业界和学术界的合作。n在此背景下，美国国防部委托 Lehigh 大学与 GM 等大公司一起研究制定一个振兴美国制造业的长期发展战略，最终于1991年完成了“21世纪制造业发展战略”报告。在此报告中提出了“敏捷制造”的概念。第十章第十章 生产系统的发展趋势生产系统的发展趋势n敏捷制造n定义：指制造业采用现代通信手段，通过快速配置各种资源（包括技

25、术、管理和人），以有效、协调的方式响应用户的需求，实现制造的敏捷性。n核心：企业在不断变化、不可预测的经营环境中的快速重构能力，具体表现为多个企业的核心制造能力构成的动态组织。敏捷制造是制造系统为了实现快速反应和灵活多变敏捷制造是制造系统为了实现快速反应和灵活多变的目标而采取的饿一种新的制造模式。的目标而采取的饿一种新的制造模式。第十章第十章 生产系统的发展趋势生产系统的发展趋势n敏捷制造敏捷是企业在竞争中取得成功的核心能力。主要表现在：n企业面对变幻莫测的市场需求能迅速做出判断和反应；n企业具有有效、迅速的整合各方面资源并进行生产的条件和能力。第十章第十章 生产系统的发展趋势生产系统的发展趋

26、势n敏捷制造的框架第十章第十章 生产系统的发展趋势生产系统的发展趋势n与大批量生产方式相比，敏捷制造的主要特征为：n1.全新的企业合作关系虚拟企业或动态联盟n2.高度柔性的、模块化的、可伸缩的生产制造系统n3.为订单而设计，为订单而制造的生产方式n4.大范围的通信基础结构n5.高质量”的产品n6.具有高素质的劳动者n7.基于信任的雇佣关系n8.基于任务的组织与管理第十章第十章 生产系统的发展趋势生产系统的发展趋势n与其他先进制造模式（如准时生产、精益生产等）相比较，敏捷制造的主要特征为：n1.以满足敏捷性用户需求，获得利润为目标n2.以竞争能力和信誉为依据，选择组成动态联盟的合作伙伴n3.基于

27、合作间的相互信任、分工协作、共同目标来有力地增强整体实力n4.信息技术有力地支持敏捷制造，基于开放式计算机网络的信息集成框架是敏捷制造的重要内容n5.把知识、技艺、信息投人最底层生产线 精良生产 敏捷制造充分利用和增强大批量生产优势 采用大量定制生产方式追求零缺陷，使用户完全满意 整个产品寿命周期用户满意 变批量、柔性生产 模块化产品设计和模块化制造系统注重技术与操作，实行连续改进 注重组织与人员，实现动态重组终身聘用、工龄工资 基于信任的雇佣关系，“社会合同”多功能小组，协同工作 基于任务的组织与管理，多学科项目组工厂级范围 涵盖整个企业范围，并扩展到企业之间与供应商利益共享，风险共担 竞争

28、、合作策略，组建虚拟公司资源有效利用，消除冗余 在连续和不可预测变化的环境下发展准时制生产 准时信息系统，网络制造平稳进度计划,小批量,“零”库存 承认并快速响应市场变化第十章第十章 生产系统的发展趋势生产系统的发展趋势第十章第十章 生产系统的发展趋势生产系统的发展趋势n敏捷制造的优缺点n优点：生产更快，成本更低，劳动生产率更高，机器生产率加快，质量提高，提高生产系统可靠性，减少库存，适用于CAD/CAM操作。n缺点：实施起来费用高。第十章第十章 生产系统的发展趋势生产系统的发展趋势n敏捷制造的三要素n敏捷制造的生产技术（技术）智能生产设备；快速开发设计系统；柔性生产系统；充分、及时、可靠的信

29、息交换n敏捷制造的管理技术（组织）虚拟企业模式；柔性组织形式n敏捷制造的人力资源（人）创造性、主动性、可信赖、高素养第十章第十章 生产系统的发展趋势生产系统的发展趋势n敏捷制造的关键技术n并行工程（CE）技术n虚拟制造（VM）技术n网络技术n模块化技术n系统集成技术n动态联盟n产品数据管PDM技术第十章第十章 生产系统的发展趋势生产系统的发展趋势n敏捷制造的特点n1、从产品开发到产品生产周期的全过程满足要求 n2、采用多变的动态组织结构 n3、战略着眼点在于长期获取经济效益 n4、建立新型的标准基础结构，实现技术、管理和人的集成 n5、最大限度地调动、发挥人的作用 第十章第十章 生产系统的发展

30、趋势生产系统的发展趋势n敏捷制造的特征敏捷制造蕴涵着许多不同于传统生产方式的哲理和思想 需求响需求响应应的快捷性的快捷性：主要指快速响应市场需求（包括当前需求和可预知未来需求）的能力。制造制造资资源的集成性：源的集成性：不仅指企业内部的资源共享与信息集成，还指友好企业之间的资源共享与信息集成。组织组织形式的形式的动态动态性：性：为实现某一个市场机会，将拥有实现该机会所需资源的若干企业组成一个动态组织，它随任务的产生而产生，并随任务的结束而结束。第十章第十章 生产系统的发展趋势生产系统的发展趋势n敏捷制造的工作原理n借助计算机网络和信息集成基础结构，构造由多个企业参加的“虚拟制造”环境；以竞争合作竞争合作为原则，动态选择合作伙伴，组成面向任务的虚拟公司，进行快速和最佳化生产动态企业动态联盟网络企业K+1企业K+2企业N协调信息服务企业1企业2企业K企业3企业4 企业1企业3企业K企业K+2第十章第十章 生产系统的发展趋势生产系统的发展趋势n敏捷制造的网络结构 客户供应商企业 1设计计划销售单元1单元n单元2企业 n企业 2Internet（Intranet）