现代制造系统技术基础

补充： 补充：现代制造系统技术基础

基本要求与知识点：基本概念：批量法则；成组技术，并行工程，精良生产与敏 捷制造；看板管理

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先进制造哲理

先进生产模式

Advanced Manufacturing Philosophy

先进制造哲理

批量法则(Batch Rule)大批量生产方式的产生“ 技艺 ” 型生产时代 ——工业革命开始至 20世纪初 ， 技艺” 型生产时代—— 工业革命开始至20 世纪初， 机器代替人力成为生产主要方式， 机器代替人力成为生产主要方式，但仍以作坊式的单件 生产为主， 由于机器精度不高， 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 大批量生产方式( 大批量生产方式 ( Mass Production ) ——20世纪初 ， Production) ——20 世纪初， 福特汽车公司在底特律建立了世界上第一条自动生产线， 福特汽车公司在底特律建立了世界上第一条自动生产线， 标志大批量生产时代的开始 技艺不再重要—— 由于机器精度的提高， 技艺不再重要——由于机器精度的提高， 加上互换性 原理的推行， 原理的推行，加工和装配工作变得简单 大批量生产方式特点—— 生产周期短， 生产效率高 ， 大批量生产方式特点 ——生产周期短 ， 生产效率高， 生产成本低， 生产成本低，产品质量好5

批量法则(Batch Rule)批量法则当市场竞争以产品质量和生产成本为决定因素时， 当市场竞争以产品质量和生产成本为决定因素时，大 批量生产方式显示了巨大的优越性。 批量生产方式显示了巨大的优越性。与中小批量生产相 比，大批量生产可取得明显的经济效果，这就是所谓的 大批量生产可取得明显的经济效果， “批量法则”(Batch Rule)。 批量法则” Rule) 批量法则以成本分析为基础。 批量法则以成本分析为基础。产品在其全生命周期内 的总生产成本可近似表达为：

C A = C F + CV Q k式中 CA ——产品全生命周期总生产成本； ——产品全生命周期总生产成本； CF ——固定成本； ——固定成本； CV ——生产单位产品可变成本； ——生产单位产品可变成本； Q ——生产产品总数量； ——生产产品总数量； k ——大于1的指数。 ——大于1 6

(1-1)

批量法则(Batch Rule)单件产品平均生产成本C 单件产品平均生产成本CS为：CF CS = + C Qk 1 V Q(1-2)

对式(1 )求导，并令其导数为0 对式(1-2)求导，并令其导数为0,可得到最低单件成 本对应的产量Q 本对应的产量Q0:

CF Q = 0 C (k 1 ) V

1 k

(1-3)

Q0称为最优生产规模。这一现象首先在汽车工业生产 称为最优生产规模。 中被发现。 中被发现。 图 1-12 表示

了总生产成本和单件生产成本与生产规模 12表示了总生产成本和单件生产成本与生产规模 之间的关系。 之间的关系。7

批量法则(Batch Rule)

CA

CF

CS

x0

生产量 x

图1-12 生产成本与生产量的关系8

批量法则(Batch Rule)专业化协作与扩散生产根据批量法则，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。 专业化协作生产形式 基础零部件专业化生产 毛坯专业化生产 中小零件专业化生产 工艺专业化协作 生活服务社会化

成组技术(Group Technology—GT)多品种、中小批量生产中存在的问题批量法则 在大批量生产中，由于采用专用、高效和自动化的生 产设备，可以获得高的生产率，低的生产成本，短的生 产周期；而多品种、小批量生产则相反。 机床利用率 例：CA6140 车床，最大加工直径φ400 ,实际加工 90 % 以上工件直径不足 100mm,机床利用率极低。 制造周期 在多品种、中小批量生产中，加工时间仅占生产时间 的约5%,其余 95%均为周转等待时间；加工时间中真 正进行切削的时间不足30% 。10

成组技术(Group Technology—GT)加工时间 制造周期 5% 30% 运输与等待时间 95% 70%

加工时间

切削 调整、装夹、对刀、检测等 图1-13 多品种、中小批量生产的时间分配

◆目前，单件小批量生产的产品占机械产品总数的 70% 以上，并有继续增大的趋势。解决多品种、中小批量生产 的有效途径是采用 GT。11

成组技术(Group Technology—GT)GT的客观基础 GT的客观基础机械零件之间存在相似性 这种相似性主要表现在三个方面： 结构(形状、尺寸、精度…) 材料(材质、毛坯、热处理…) 工艺(加工方法、加工设备…) 二次相似性 一次相似性

机械产品中各类零件出现有明显的规律性(图1 14) 机械产品中各类零件出现有明显的规律性(图1-14) 正是由于70%左右的零件属于相似件，构成实施成组技 正是由于70%左右的零件属于相似件，构成实施成组技 术的客观基础。

成组技术(Group Technology—GT)零件出 现频数

20~ ~ 25% 标准件

70%

5~10% ~ 零件复杂程度

相似件

复杂件

图1-14 机械产品中不同复杂程度零件分布规律13

成组技术(Group Technology—GT)

图1-15 结构相似零件组

14

图1-16 工艺相似零件组

成组技术(Group Technology—GT)GT定义 GT定义一般性定义：GT是一门生产技术科学， 一般性定义：GT是一门生产技术科学，研究和发掘 生产活动中有关事物的相似性， 并充分利用它， 生产活动中有关事物的相似性，并充分利用它， 即把 相似的问题分类成组， 相似的问 …… 此处隐藏：896字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……