先进制造技术_第五章现代生产管理技术

第五章现代生产管理技术5.1现代生产管理技术概述5.2现代生产管理信息系统5.3产品数据管理技术5.4物流系统管理5.5及时生产技术5.6现代质量保证技术第一节现代生产管理技术概述5.1.1制造业生产方式的演变5.1.2生产管理技术的发展5.1.3现代生产管理技术的特点5.1.1制造业生产方式的演变工场作坊式单件生产方式刚性自动化大批量生产方式柔性自动化中小批量生产方式高效敏捷集成经营生产方式工场作坊式的单件生产方式背景：18世纪初蒸汽机发明，引发了工业革命，开始用机器代替人力，揭开了工业化生产的序幕，采用单件作坊式的生产方式，。特点：组织结构松散，管理层次简单，产品的价格高，生产周期长。刚性自动化的大批量生产方式背景：20世纪初产品需求量加大、复杂性增加，要求采用更复杂的生产技术和生产方式满足这种需求。Whitney提出了“互换性”和大批量生产，泰勒推出了“科学管理”理论，福特开创了汽车装配自动线，使制造业进入大批量生产方式时代。特点：生产规模变大，专业化程度和劳动生产率提高，成本随之下降。柔性自动化生产方式背景：刚性自动化分工过细，大而全宝塔形管理体制，产品应变能力差；面对市场多变和个性化顾客需求，要求提高制造业的柔性化。•1952年研制了第一台NC机床；•1958年第一台MC问世；•1962年第一台ROBOT、自动化仓库和AGV问世；•1966年DNC系统推出；•1967年英国莫林建造第一条FMS；•到上世纪70年代，微型机CNC系统出现。特点：工序集中，没有固定节拍，高效率与高柔性融合，较强灵活性和适应性，满足多品种小批量自动化生产。高效敏捷的集成经营生产方式背景：自80年代以来，全球经济形成，市场竞争更趋激烈，消费呈现出主体化、个性化和多样化。为了对急剧变化的市场作出快速的反应，提供用户满意的产品和服务，需要探索新的生产管理方式和模式。出现了如并行工程、精益生产、快速重组、敏捷制造等新模式，可统称为高效敏捷的集成经营生产方式。特点：提高综合效率，敏捷响应市场需求。5.1.2生产管理技术的发展早期管理阶段科学管理阶段现代生产管理阶段早期管理阶段时间段：作为商品生产的管理理论是自第一次工业革命后才逐渐形成，延续时间从18世纪末到19世纪末，约100余年时间。主要管理技术：随着生产规模扩大，内部分工日益细微，协作更加广泛，对生产管理提出更高要求。亚当.史密斯提出“劳动价值理论”和“劳动分工”，虽不系统和不全面，但为以后管理科学的产生和发展有着积极的影响。科学管理阶段时间段：从19世纪末/20世纪初-20世纪60年代。主要管理技术：泰勒出版了《科学管理原则》，提出工时制和计件制，制定科学的工艺规程，主张将劳动和管理分离等理论，使劳动生产率普遍得到了提高。甘特提出工作进度图表；吉尔布雷斯夫妇进行了动作研究和工业心理研究；福特研制了汽车移动装配线运筹学、排队论、线性规划、系统论得到应用；日本丰田汽车公司推出及时生产生产方式。现代生产管理阶段时间段：20世纪70年代至今。主要管理技术：•物料需求计划MRP用于生产计划与控制；•在MRP基础上发展成为集采购、库存、生产、销售、财务等为一体的制造资源计划MRPII管理方法；•为适应全球经济发展，在MRPII的基础上又出现了以供应链为核心的企业资源计划ERP管理模式。5.1.3现代生产管理技术的特点•以技术为中心向以人为中心转变；•从递阶多层管理向扁平网络式结构转变，强调结构简化，减少层次，增强灵敏性。•由顺序工作方式向并行作业方式转变；•从固定组织形式向动态的、自主管理的群体工作小组形式转变；•企业从单纯竞争走向竞争/结盟之路；•质量是企业尊严和品牌价值的起点，快速响应市场的竞争策略是制胜的法宝；•技术创新成为企业竞争的焦点。第二节现代生产管理信息系统5.2.1物料需求计划(MRP)5.2.2闭环MRP5.2.3制造资源计划(MRPII)5.2.4企业资源计划(ERP）5.2.1物料需求计划MRPMRP基本原理基本思想：在需要的时间，向需要的部门，按照需要的数量，提供该部门所需的物料。基本目标：最大限度地减少库存，降低库存成本。工作流程：从主生产计划出发，按照产品结构展开，推算每个零部件和原材料的需求量，并根据现有库存和生产/采购过程所需的提前期，最终确定具体的生产投放和物料采购时间。回答主要问题：需要什么、需要多少、何时需要。MRP工作原理框图MRP的输入•主生产计划反映计划生产的产品名称、数量和交货日期的计划，由企业计划部门编制；•物料清单BOM反映产品结构组成和零部件间的层次隶属关系的产品结构文件，由CAD系统产生；•库存状态包括每一物件的现有库存量、计划入库量、已分配量等信息。•独立需求不依赖于其它需求而独立存在的需求，如不在主生产计划之内的零配件。表5-1产品BOM表编号数量单位装配件号层次X台0A1件X1B1件X1C1件A2D1件A2C2件B2E2件B2产品X构成示意图产品BOM表示例MRP的批量规则•直接批量法订货批量等于需求量，用于价格高，不允许有过多生产或保存的物料；•固定批量法每次加工/订货数量一致，间隔时间不一定相同，用于订货费用较大的物料；•固定周期法每次加工/订货的周期相同，但其数量不一定相同，常用于内部自制件的生产加工。•经济批量法订购和保管费用之和为最低的最佳批量法，其计算公式为：EOQ=保管成本）（物料单价每次订购成本年总需求量x/x2xMRP的计算逻辑MRP的输出•下达计划定单，包括外购件的采购定单和自制件的定制定单；•计划日程改变的通知；•下达订货取消或暂停通知；•库存状态报告；•未来一段时间的计划定单。1)总需求量Gj(t)Gj(t)=a1X1+a2X2+…+anXn+B其中：X1,X2,…Xn分别为n种产品在某时段的计划生产量；a1,a2,…an分别为n种产品各自所包含j零件的数量；B为j零件的独立需求。2)现有库存量Hj(t)在满足总需求量之后，可供使用的库存量，以每计划周期期末库存量来表示。3)计划到货量已在制或已订购，预期在计划期内即将到货入库的物料量。Hj(t)=Hj(t-1)+Sj(t)-Gj(t)其中：Hj(t)为本周期的期末库存量（现有库存量）；Hj(t-1)为上一计划周期的期末库存量；Sj(t)为本周期的计划到货量；Gj(t)为本周期的总需求量。4)净需求量Nj(t)现有库存量不能满足总需求量时的短缺部分。Nj(t)=Gj(t)-Hj(t-1)-Sj(t)5)计划交付量将净需求量经过批量调整所确定的投入生产或提出采购的计划批量；批量调整需考虑废品率和批量法则，但应注意批量放大效应。6)计划投放量在数量上与计划交付量相同，仅是将交付时间前置一个提前期以确定投放时间。5.2.2闭环MRP闭环MRP特征•将能力需求、车间作业计划和采购计划纳入MRP；•企业生产能力是有限的，应进行生产能力与需求间的平衡；•能力需求包括设备、资金与人力的需求，若发现能力不足，必须进行设备负荷调节和人力补充，如无法平衡，需调整计划；•在计划执行中，将来自车间、供应商反馈信息对生产计划进行动态调整；•作业过程是“计划-实施-评价-反馈-计划”不断反馈的过程，闭环MRP系统框图5.2.3制造资源计划(MRPII)MRPII系统结构框图MRPII结构组成•计划控制子系统包括生产规划、主生产计划、物料需求计划、能力需求计划、生产作业计划、采购计划等。•物流管理子系统包括库存管理、物料采购供应、市场营销等。•财务管理子系统各类往来帐目、库存资金占用情况和企业运营情况，进行企业生产成本核算。MRPII系统的特点•管理信息的集成性集企业产、供、销、财务于一体，对企业资源进行统一的计划和控制，实现企业的整体优化。•计划的可执行性计划下达前对生产能力进行平衡，并根据反馈信息及时调整，保证计划有效性和可执行性。•管理的系统性MRPII把企业所有与生产经营有关的部门联结成一个整体，不存在条块分割，在统一计划下，以团队精神投入工作。•数据的共享性在统一数据库支持下，要求全体成员用规范严肃态度对待数据，保证数据及时、准确和完整。•动态应变性可随时根据环境变化迅速作出响应，及时决策调整，保证生产正常进行。•物流、资金流统一可把物料流动直接转换为资金流动，反映物流和经营生产情况，保证生产和财务数据一致。5.2.4企业资源计划(ERP）ERP的发展背景•随着信息化、网络化技术的发展与应用，全球化市场的形成，企业发展要承受来自国际竞争压力，要适应市场的需求迅速作出反应；•企业经营管理的注意力不仅着眼于生产过程管理、库存管理、成本控制等内部管理上，更要注重“物资供应→制造生产→分销与发货→售后服务”供应链的管理，不仅依靠企业内部资源，更要利用社会资源，以获得竞争的优势。ERP的核心思想ERP核心思想：“供应链”管理思想，通过前馈的物流和反馈的信息流和资金流，把客户需求、企业内制造活动、以及供应商的制造资源整合在一起。供应链管理内容：•供应商和用户伙伴关系管理；•供应链产品需求预测与计划；•全球企业节点定位和生产集成化计划跟踪与控制；•企业内部与企业之间的物料供应与需求管理；•基于供应链管理的产品设计与制造管理；•基于供应链的用户服务和后勤管理；•基于Internet/intranet的供应链交互信息管理等。供应链中的物料流、信息流和资金流ERP系统的组成•企业战略经营系统；•实现全球化销售的营销与市场集成系统；•完善企业成本管理机制而建立的财务管理系统；•技术开发和工程设计系统；•及时生产制造支持系统。ERP的功能特点•以“供应链管理”为核心在MRPII基础上，把客户需求和企业内部资源以及供应商外部资源整合在一起，形成以供应链为核心的管理系统。•以“客户关系管理”为前台支撑在当前以客户为中心的市场经济时代，企业关注的焦点逐渐由过去关注产品转移到关注客户上来。•把组织看作是一个社会系统强调人们之间的合作。•支持混合方式制造环境包括离散型和流程型制造环境。•以人为本的竞争机制给员工制定工作评价标准，调动每个员工积极性，发挥出每个员工的最大潜能。•支持Internet/Intranet，全面整合企业内外资源。第三节产品数据管理技术5.3.1产品数据管理PDM5.3.2PDM与ERP之间的区别和联系5.3.3基于PDM的应用集成5.3.1产品数据管理PDMPDM的定义•PDM产生80年代初，为解决大量工程图样、技术文挡管理的困境而出现的一项管理技术。•PDM管理所有与产品相关的信息和过程的技术,是一种管理软件，能提供数据、文件、文档的更改管理、版本管理、产品结构管理和工作流程管理。•与产品相关的信息：CAD/CAM文件、BOM表、产品结构配置、产品规范、电子文档、产品定单、供应商清单、存取权限、审批信息等；•与产品相关的过程：工艺流程、工作流程、信息的审批和发放过程、产品的变更过程等。PDM的体系结构•支持层以关系型数据库为支持平台，提供数据存、取、删、改、查等管理功能。•对象层用二维数表记录产品图形目录，再用一个二维表记录图形版本变化过程，由若干二维关系数表描述产品数据动态变化和更改流程。•功能层包括系统管理、工作环境管理以及其它如文档管理、产品配置管理、工作流程管理等基本功能模块。•用户层--提供人机界面、开发工具。PDM系统的体系结构PDM的功能•电子资料室管理和检索PDM核心功能，以关系型数据库为基础，支持各种查询与检索，处理和管理存储于异构介质上的产品电子数据文档，实现产品数据的信息共享。•产品配置管理以BOM为组织核心，把定义产品的所有数据和文档联系起来，对产品对象关系进行维护和管理。•工作流程管理对产品设计开发过程进行跟踪管理，包括工程数据的提交、修改控制、监视审批、文档分布控制、自动通知控制等，以保证设计工作的顺利进行。•项目管理功能提供到每分钟项目和活动的状态信息，包括增加或修改项目及其属性、任务的分派、项目的进展、人力资源利用、信息统计等。5.3.2PDM与ERP之间的区别和联系比较内容PDMERP管理对象产品本身状态信息和信息之间逻辑关系参与生产制造资源和制造资