第九章计算机辅助生产管理与运行控制

1延边大学工学院第九章计算机辅助生产管理与运行控制’学习目标’学习重点：计算机辅助生产管理◆了解现代生产管理的基本概念◆掌握计算机辅助生产管理系统的结构和功能以及生产控制系统的组成与运行◆了解MRP-Ⅱ、系统的主要功能、技术特点及发展趋势◆掌握MRP-Ⅱ的基本实施方法2延边大学工学院学习内容3延边大学工学院概述’生产管理的基本概念h生产管理是根据企业经营决策所确定的一定时期内的经营战略与计划任务，组织生产活动，调动各种资源和技术手段，保证技术任务的完成。X生产管理的任务h根据企业的经营目标和决策，以及内外部环境和条件，运用各种管理职能，将生产过程涉及到的人、材、物和信息等生产要素有效地结合起来，按产品工艺要求组织一个彼此联系、密切协作的有机体系，生产出符合用户要求的产品，全面提高企业生产经营效益。4延边大学工学院概述X生产过程管理的基本内容◆生产准备：h工艺技术方面的准备工作h人力准备h物质、能源准备◆生产组织管理：h生产组织：是指生产过程的组织与劳动过程组织的统一。h生产过程的组织：是指生产过程的各个阶段、各个工序在时间上、空间上的衔接与协调。◆生产计划管理：h指企业按其经营计划制订的生产计划和生产作业计划。◆生产控制管理：h对生产组织、生产准备和生产过程的各个方面的控制。5延边大学工学院概述’计算机辅助生产管理系统◆计算机辅助生产管理系统的功能h计划管理h资源管理h生产管理h统计分析管理◆系统的组成与工作原理h计算机软硬件+生产过程6延边大学工学院概述’7延边大学工学院概述◆概念’生产系统的运行控制h要按照作业计划的要求，向生产系统输入所需的物料和信息，控制生产系统运行，在生产过程中不断采集、处理任务完成情况、设备运行状况等信息，并反馈给相关的决策子系统，通过对设备和物料流的控制，完成作业计划任务。◆主要解决的问题：h加工什么、什么时候加工、加工多少、在哪加工、怎样加工8延边大学工学院概述’柔性制造系统◆现代制造企业经营战略的变化h70年代以前：成本（C）X柔性自动化的兴起h70年代-80年代：质量（Q）h80年代–90年代：交货期（T）h90年代–90年代末：服务（S）h21世纪：环境（E），知识创新（K）9延边大学工学院概述h产品结构的特点：越来越复杂●1782年摄影原理到1838年照相机56年◆21世纪的产品特点h上市时间（知识-技术-产品）越来越短。●1831年电机原理到1872年发动机41年●1948年半导体到1954年半导体收音机6年h产品批量越来越少。h产品价格取决于产品中独占知识的含量。h产品市场的特点：顾客的要求越来越高。h产品竞争的范围与程序：全球性的激烈竞争。10延边大学工学院“大鱼吃小鱼”和“快鱼吃慢鱼”11延边大学工学院h1958年–研制能自动换刀的加工中心。X柔性制造的历史概述h1967年-英国莫林（Molins)公司建造了一个由计算机集中控制的自动化制造系统，称之为“Molins-24h”的系统。h紧接着美国辛辛那提公司研制了一个类似于Molins-24h的系统，并于70年代提出了柔性制造系统的概念。h1962年–研制第一台工业机器人，1966年–DNC系统。h1966年–挪威推出了世界上第一个CAPP系统（AutoPROS),并1973年推出了商品化的系统。h数控机床与计算机辅助数控程序编制技术的出现标志着柔性制造时代的开始，它将高效率与高柔性融合于一体，实现单机柔性自动化。12延边大学工学院♦加工系统概述X柔性制造系统的组成h典型的柔性制造系统由数字控制加工设备、物料储运系统和信息控制系统组成。为了实现制造系统的柔性,FMS必须包括下列组成部分。h柔性制造系统采用的设备由待加工工件的类别决定,主要有加工中心、车削中心或计算机数控(CNC)车、铣、磨及齿轮加工机床等用以自动地完成多种工序的加工。h物料系统用以实现工件及工装夹具的自动供给和装卸,以及完成工序间的自动传送、调运和存贮工作,包括各种传送带、自动导引小车、工业机器人及专用起吊运送机等。♦物料系统13延边大学工学院♦计算机控制系统概述h计算机控制系统用以处理柔性制造系统的各种信息,输出控制CNC机床和物料系统等自动操作所需的信息。通常采用三级(设备级、工作站级、单元级)分布式计算机控制系统,其中单元级控制系统(单元控制器)是柔性制造系统的核心。♦系统软件h系统软件用以确保柔性制造系统有效地适应中小批量多品种生产的管理、控制及优化工作,包括设计规划软件、生产过程分析软件、生产过程调度软件、系统管理和监控软件。14延边大学工学院◆柔性制造单元(FMC)X柔性制造系统的分类概述h按规模大小,柔性制造系统（FMS）可分为如下三类：hFMC由单台带多托盘系统的加工中心或3台以下的CNC机床组成,具有适应加工多品种产品的灵活性。FMC的柔性最高。hFMS通常包括3台以上的CNC机床(或加工中心),由集中的控制系统及物料系统连接起来,可在不停机情况下实现多品种、中小批量的加工管理。FMS是使用柔性制造技术最具代表性的制造自动化系统。◆柔性制造系统(FMS)h柔性制造线FML是处于非柔性自动线和FMS之间的生产线,对物料系统的柔性要求低于FMS，但生产效率更高。◆柔性制造线(FML)15延边大学工学院h能按装配作业配套需要，及时安排所需零件的加工，实现及时生产，从而减少毛坯和在制品的库存量，及相应的流动资金占用量，缩短生产周期.概述X柔性制造系统的效用h提高设备的利用率，减少设备数量和厂房面积.h减少直接劳动力，在少人看管条件下可实现昼夜24小时的连续“无人化生产”.h提高产品质量的一致性。16延边大学工学院◆完善FMS的自动化功能概述X柔性制造系统发展方向h因为FMC的投资比FMS少得多而效果相仿，更适合于财力有限的中小型企业。多品种、大批量生产中应用FML的发展趋势是用价格低廉的专用数控机床代替通用的加工中心。◆加快发展各种工艺内容的柔性制造单元和小型FMShFMS完成的作业内容扩大，由早期单纯的机械加工型向焊接、装配、检验及钣材加工乃至铸锻等综合性领域发展.◆FMS还要与计算机辅助设计和辅助制造技术(CAD/CAM)相结合，向CIMS（ComputerIntegratedManufacturing)方向发展。17延边大学工学院h短期计划：相当于生产作业计划，包括物料需求计划和车间作业管理。物料需求计划管理’生产计划与物料需求计划X生产计划与物料需求计划◆生产计划：企业在一段时期内总的活动规划h长期计划：是企业的战略规划，其计划期通常为3-5年，甚至长达10年。h中期计划：是年度计划，包括生产规划与主生产计划◆物料需求计划（MaterialRequirementPlanning）h生产和采购产品所需各种物料的计划。h根据主生产计划上需要物料的时间节点来决定定货和生产。h从最终产品的需要数量和需要期限出发，按照产品的结构展开，推算出所有零部件的需要量，并按照它们的采购或生产提前期推算出它们的投产时间，再从零件计划推算到毛坯和原材料的计划。18延边大学工学院●向生产供应部门提出准确和完整的物料明细表以及它们的需要时间.物料需求计划管理hMRP具体计划与管理功能●充分利用库存来控制物料进货量和进货时间，确保按期交货而又尽可能减低库存.●按产品的装配过程和零部件的工艺路线确定每个计划周期对生产单位的生产能力需求量。●动态跟踪计划的实施，根据生产实际进度和主生产计划的变化，调整、更新物料需求计划。19延边大学工学院物料需求计划管理◆MRP信息流图20延边大学工学院’物料需求计划的制定◆概念h掌握正确、可靠的信息资料，包括生产计划和计划中规定生产的产品品种、规格、数量及交货日期。♦制定物料需求计划的工作过程物料需求计划管理h在计算机辅助下进行,将主生产计划输入到计算机中,产品设计中的物料清单和库存量分别存储在数据库中,经过计算和处理,便可以输出一份完整的物料需求计划。h正确编制产品结构图以及各种零件和材料明细表。h掌握正确的库存资料。h通过上述资料，通过MRP的逻辑计算，确定各种物料的总需要量和实际需要量。h按照各种物料的实际需要量、订货批量和周期，发出采购单和生产指令。21延边大学工学院◆作用h减少了产品库存时间物料需求计划管理’MRP-II系统h制造资源计划即MRP-II(ManufacturingResourcePlanning)是美国在70年代提出的一种现代企业生产管理模式和组织生产的方式。它是以物料需求计划(MRP-MaterialRequirementPlanning)为核心的企业生产管理计划系统。h提高客户满意度h减少了库存量、降低产品成本h提高劳动生产力h提高设备利用率h减少运输成本22延边大学工学院◆MRP-II的基本思想h基于企业经营目标制定生产计划，围绕物料转化，组织制造资源，实现按需要按时进行生产。物料需求计划管理h将企业产品中的各种物料分为独立需求物料和相关需求物料，并按时间段确定不同时期的物料需求，从而解决库存物料订货与组织生产问题。h按照基于产品结构的物料需求组织生产，根据产品完工日期和产品结构规定生产计划。h根据产品结构的层次从属关系，以产品零件为计划对象，以完工日期为计划基准倒排计划，按各种零件与部件的生产周期反推出它们的生产与投入时间和数量，按提前期长短区别各种物料下达定单的优先级，从而保证在生产需要时所有物料都能配套齐备，不要过早积压，达到减少库存量和资金占用的目的。hMRP-II系统实现了物流、信息流与资金流在企业管理方面的集成，并能够有效地对企业各种有限制造资源进行周密计划，合理利用，提高企业的竞争力。23延边大学工学院物料需求计划管理MRP-II系统的基本功能结构图24延边大学工学院物料需求计划管理hMRP-II系统分为生产计划大纲、主生产计划(MPS)、物料需求计划、生产进度计划和能力需求计划等五个层次。XMRP-II系统的计划层次hMRP-II计划层次体现了由宏观到微观，由战略到战术，由粗到细的深化过程。h生产计划大纲（ProductionPlanning），它是对企业在年度范围内所要生产的产品品种及其数量作结构性的决策，以平衡企业总体的生产能力、资金需求、销售任务、生产技术准备、总体物资及配套供应等，起到了总体协调企业年度经营的作用。◆生产计划大纲25延边大学工学院物料需求计划管理◆主生产计划h主生产计划（MPS，MasterProductionschedule），是将生产计划大纲规定的产品系列或大类转换成特定的产品或特定部件的计划，据此可以制定物料需求计划、生产进度计划与能力需求计划。h主生产计划在MRP-II中起到交叉枢纽的作用。MPS在计划中要明确两点：具体化后的“最终产品”；产品交货期与产出期。◆物料需求计划h生产进度计划（OS，Operationschedule），是零件或部件一级的作业进度计划。就是按照交货期的规定，根据期量标准数据，以倒排顺序的方式为每个零部件制定投入期、产出期。◆生产进度计划26延边大学工学院物料需求计划管理h能力需求计划（CRP，CapacityRequirementPlanning），是对计划的可行性进行验证并对生产所需能力进行合理配置。其核心是寻求企业生产能力与任务的平衡方案，进行必要的调整，使得生产进度计划得到优化。◆能力需求计划h对于一个品种多批量小的生产系统，MRP-II的使用更有价值。而对于一个大批量，产品规格化的生产系统，可以借助生产线的节拍、标准的间隔期与生产周期标准来进行生产控制。XMRP-II的特点h作为一个实时动态的生产计划和控制系统，MRP-II以MPS（主生产计划）为界，其下面的MRP（物料需求计划）、OS（生产进度计划）、CRP（能力需求计划）等都需要动态运行，不断调整更新。h任何一个生产系统，只要有一个订货，就可以产生一个MRP-II运行需求，并进行资源与任务的协调、管理。27延边大学工学院物料需求计划管理28延边大学工学院物料需求计划管理h指企业用于今后销售或使用的储备物料，包括从事生产需要存储的物料、零件、配件、工具和用品以