运作组织方式

1. 学习情境14 运作组织方式 • 学习目标 • 说明不同的生产类型及其特点。 • 2)了解企业生产组织方式的衍变过程。 • 3)掌握流水生产方式的基本原理。 • 4)了解多品种小批量生产方式的几种主要模式。 • 5)了解柔性生产方式的特点。 • 6）掌握生产集成的类型、特点。 广东科学技术职业学院

2. 关 键 词 生产类型 ( production type) 单件生产 (piece production) 成批生产(bulk production) 大量生产 (production run quantity) 成组技术 (group technology) 准时化生产(just in time) 奥匹兹(OPITZ)编码系统 柔性制造系统((flexible manufacturing system) 柔性装配系统(flexibl assembly system)

3. 核心能力 生产组织 营销策略 产品类型 生产类型 供货选择 供应链 1 生产运作组织过程

4. 生产管理决策 生产类型 生产系统结构 劳动制度、岗位设置、生产计划、工艺纪律、质量管理、设备操作维护规程、安全规程、生产集成决策等。 受行业、产品类型的影响较大 工艺流程、厂房布置、车间职能划分、设备配置、工作标准等。 2 生产类型 生产类型是生产系统结构类型的简称，是产品的品种、产量、生产的专业化程度在企业生产系统的技术、组织、经济效果等方面的综合表现。

5. 连续性生产和离散性生产 企业生产类型 备货型生产和订货型生产 大量生产、成批生产和单件生产

6. 2.1 连续性生产和离散性生产 根据生产对象在生产过程中运动的连续程度，可以把企业分为连续性生产和离散性生产。在连续性生产过程中，物料均匀、连续地按一定工艺顺序运动，生产流程具有连续性的特点和要求，故又称为流程式生产。另一类产品是由离散的零部件装配而成，零部件以各自的工艺过程通过各个生产环节，物料运动呈离散状态，因此将其称为离散性生产。因为这类产品都是先加工出零件，再将零件装配成产品，所以又将其称为加工-装配式生产。

7. 特 征 连续性生产 离散性生产 用户数量 产品品种数 产品差别 自动化作业 设备布置的性质 设备布置的柔性 生产能力 扩充能力的周期 对设备可靠性要求 维修的性质 原材料品种数 能源消耗 在制品库存 副产品 较少 较少 有较多标准产品 较易实现 流水式生产 较低 可明确规定 较长 高 局部检修多，停产大修少 较少 较高 较低 较多 较多 较多 有较多用户要求的产品 较难实现 批量或流水生产 较高 模糊的 较短 较低 多数为局部修理 较多 较低 较高 较少 表1 连续性生产与离散性生产特征

8. 生产过程自动化 生产管理自动化 物流自动化 柔性自动化 物流自动化 强调协作 库存管理 生产管理的特点 与技术手段比较 连续性生产 离散性生产

9. 2.2 备货型生产和订货型生产 根据用户对产品的需求特性，可把生产方式分为备货型生产(Make—to—Stock，简称MTS)和订货型生产(Make—to—Order，简称MTO)。 备货型生产——企业根据市场需求(现实需求和潜在需求)，有计划地进行产品开发和生产，生产出的产品不断补充成品库存，通过库存随时满足用户的需求。 订货型生产——企业根据用户订单组织产品的设计和生产，企业根据用户在产品结构及性能等方面的要求以合同的方式确定产品的品种、性能、数量及交货期来组织生产。

10. 项目 MTS MTO 产品 标准产品 按用户要求生产，无标准产品， 大量的变型产品与新产品 对产品的需求 可以预测 难以预测 价格 事先确定 订货时确定 交货期 很重要，订货时决定 不重要，由成品库随时供货 设备 多采用专用高效设备 多采用通用设备 人员 专业化人员 多种操作技能人员 表2 备货型生产与订货型生产主要区别

11. 2.3 大量生产、成批生产和单件生产 根据产品生产的重复程度和工作地的专业化程度，可以把生产方式分为大量生产、单件生产和成批生产类型。 大量生产——重复性生产，产品品种单一、产量大， 生产重复程度高。 成批生产——“成批轮番生产” ，产品品种较多，各 种产品， 在计划期内成批轮番生产。 单件生产——产品品种繁多，每种产品数量很少， 生产重复程度很低。产品专用件很多， 标准件和通用件所占比重很小。

12. 项 目 生产类型 大量生产 成批生产 单件小批生产 产品种类 在一定时间内，固定生产某一种或少数几种产品 产品品种有数十种以上 产品不固定 工作的专业 化程度 每个工作地固定完成 1—2种零件或工序， 专业化程度高 每个工作地定期轮 番生产，每个工作 地专业化程度不高 每个工作地完成多 种产品的生产，每个 工作地专业化程度很低 设备及其布置 采用专用设备．设备 按产品工艺过程布置 一部分设备按机群 式布置，一部分设备 按工艺过程布置 通用设备，按机群式布置 工艺装备 采用专用工装 部分采用专用工装， 主要为通用工装 通用工装 平行移动，少数用平 行顺序移动 平行顺序移动 顺序移动 生产对象 移 动方式 工艺过程的拟定 详细按每道工序拟定零件 的加工工艺，制定工序卡片 按零件制定加工工 艺，编制工艺过程卡 按每项订货任务拟 定加工工艺 产品周期 短 较长 长 作业的弹性程度 小 较大 大 生产管理的重点 作业标准的制定 生产批量的制定，产 品更换的生产准备工作 作业日常控制 产品生产的效率 高 较高 低 生产成本 低 较高 高 表3 大量生产、成批生产、单件小批生产特点比较

13. 生产力的发展 技术的进步 市场的变化 单件生产 大量生产 多品种小批量生产 动 因 3 生产组织方式的演变

14. 图1 生产方式的演变

15. 3.1 单件生产方式 19世纪以前——手工作坊方式运作 19世纪初到20世纪20年代——作坊式单件生产组织方式（“技艺”性运作方式） 目前， 这种生产模式主要针对消费需求中豪华的、性能各异或独特的单件产品上，使用高度熟练的技工、先进的生产设备，来满足大量生产方式无法向消费者提供个性化产品的要求。——家庭装饰业、Hi-End音响业、高档艺术品。

16. 3.2 大量生产方式 1913年产生于美国福特汽车公司流水生产线 流水生产线——大量生产方式的典型运作模式 流水生产方式“拉开了现代工业生产的序幕”，使制造业发生了革命性变化。以流水生产线为代表的大批量生产方式主导了制造业近百年，对于人类的进步做出了巨大贡献。大批量生产方式虽然目前已日渐退出历史舞台，但流水生产线作为大批量生产方式的早期运作模式却在不断发展、衍化和革新。

17. 劳动分工原理 作业标准化原理 + 支 撑 管理技术 加工技术 自动控制技术 人类对产品的需求数量大，且复杂性增加 使用大型设备且多台机器联用 生产力 技术的进步 市场的变化 一、 流水生产的基本原理 流水线生产

18. 二 、流水生产的特征 按照设计好的工艺流程顺序地通过每个工作地，并按照统一的生产速度完成每道工序的加工作业任务，是一个连续的不断重复的生产过程。其主要特征是： 1)工作地专业化程度高。 2)生产按节拍进行。 3)流水生产线内各道工序的生产能力相等。 4)工艺过程是封闭的。 5)劳动对象流水般地从一道工序流向下一道工序。

19. 流水线生产方式的发展变化 多品种小批量生产方式 一条流水生产线能够同时生产多种结构相似产品 大量生产方式 单一品种产品 新型流水线—— JIT、FAS、FML、CIMS、CIPS 早期流水线 三 、流水生产的发展

20. 3.3 多品种小批量生产方式 主要特点——产品种类多、变换快，生产中同时加工的零件种类繁多、可以缩短生产周期，实现均匀化生产，降低库存，增强对市场变化的适应力。但生产组织和计划管理工作复杂，难度较大。 实质——用大量生产的成本来生产满足具有不同要 求的大批用户的个体化多样性的产品。 欧美、日本制造业——中小批量生产的产品在数量上约占85％，在产值上约占60%至70%。中小批量生产一批的数量通常为5件到50件。

21. 虚拟企业 多品种小批量生产生产模式 成组生产 准时化生产(JIT) 精益生产(LP) 敏捷制造 (AM) CIMS

22. 一、 准时化生产方式 “准时化”（JUST IN TIME）——“在必要的时刻生产必 要数量的必要产品或零部件。” “三及时生产系统”——需要的时候，按需要的时间， 按需要的数量及时进行生产。 消除浪费、减少库存、制止过量、适应市场 1.JIT发展历程 1953年丰田汽车公司首创

23. 日本人定义7种浪费 （1） 过量生产的浪费 （2）等待时间造成的浪费 （3）搬运造成的浪费 （4）工艺流程造成的浪费 （5）库存造成的浪费 （6）寻找操作工具造成的浪费 （7）产品缺陷造成的浪费 JIT的具体目标 （1）零废品 （2）零库存 （3）零装备时间 （4）生产提前期最短 （5）搬运量最低 （6）机器损坏低 （7）批量小 2.JIT生产方式的目标 ——消除生产过程中的浪费

24. 3.JIT的主要手段和方法 （1）看板管理 （2）均衡化生产 （3）设备的快速装换调整 （4）生产工序的合理设计和设备的合理布置 （5）弹性作业人数——多技能作业员 （6）标准化作业 （7）全面质量管理 （8）自动化 （9）动态自我完善机制

25. 二、 成组生产方式 成组技术为改变多品种小批量生产的传统生产方式开辟了一条重要的途径，并在工业生产中推广应用，取得了良好的经济效益。 1.成组技术原理 成组技术将具有相似性的零件汇集成组，实现成组加工、成组工艺编制，以扩大批量、减少调整时间，使工序间的搬运和等待时间接近大量生产的效果,从而大幅度的提高生产效率的一种合理化组织生产的科学方法。如图4-2所示。

26. 零件分类编码 成组工艺 成组加工 提高生产效率、产品质量、降低成本 图4-2 成组技术的原理

27. 2.成组技术的作用——通向CIMS的必由之路 1)简化了生产技术准备工作。 2)为中小批量生产广泛采用高效率设备，为实现自动化 创造了条件。 3)缩短了产品生产周期，提高了按期交货率。 4)促进产品结构及零部件的标准化。 5)简化了生产管理。

28. 3.零件分类编码系统 用数字或符号对零件的有关特性如产品、零件、工艺、设备、材料等，按照一定的规律进行描述与识别的一套规则和依据。 奥匹兹(OPITZ)零件分类编码系统 日本KK—3零件分类编码系统 中国JLBM—1零件分类编码系统

29. 图4-3 奥匹兹(OPITZ)编码系统

30. 图4-4单机成组生产单元 4.成组生产的组织形式 最基本的组织形式是成组生产单元。成组生产单元是按一个(或)几个零件组的共同工艺流程布置设备，它是能完成类似零件全部工序的一种封闭式生产组织形式。

31. 图4-5多机成组生产单元 图4-6流水成组生产单元

32. 三、柔性生产方式 1.基本概念 柔性制造系统（FMS）——计算机控制的自动加工系统，组成核心是数控机床(NC)和加工中心(MC)，包括多个柔性制造单元（FMC）。其功能是使金属毛坯转变成具有一定几何形状、一定尺寸精度，一定表面质量的机械零件。 柔性装配系统（FAS）——计算机控制的自动装配系统，其组成是装配中心和装配机器人，使零件转变成具有特定功能的产品。

33. 柔性制造单元（Flexible Manufacturing Cell， FMC ）——是在制造单元的基础上发展起来、具有柔性制造系统部分特点的一种单元。通常由1至3台具有零件缓冲区、刀具换刀及托板自动更换装置的数控机床或加工中心与工件储存、运输装置组成，具有适应加工多品种产品的灵活性和柔性，可以作为FMS中的基本单元，也可将其视为一个规模最小的FMS，是FMS向廉价化及小型化方向发展的一种产物。FMC的自动化程度虽略低于FMS，但其投资比FMS少得多而经济效益接近，更适用于财力有限的中小型企业。目前国内外众多厂家都将FMC列为发展的重点。

34. 2.柔性生产方式发展概况

35. 3.柔性制造系统的特点 两个基本特点，即柔性和自动化。一个理想的FMS应当具有8种柔性： 5)运行柔性 1)设备柔性 6)批量柔性 2)工艺柔性 7)扩展柔性 3)产品柔性 8)生产柔性 4)工序柔性

36. 计算机管理与控制系统 加工（装配）系统 物料储运系统 4.柔性制造（装配）系统的组成

37. 柔性程度 加工工件类型 设备投资 1)．加工系统 镗、铣加工中心 车、削加工中心

38. 零件 yes 装配 辅助工序 检测 no 装配作业系统 装入零件是否有缺件、装入零件方向、位置识别；装入过程的误差，异物混入；装入后尺寸精度、密封质量、装配质量；装配过程故障诊断、预测报警。 螺纹联接、压配联接、过盈联接、装销钉、铆接、折边联接、卷边、敛缝、压紧、弯曲、缠绕、粘接、塑料成形、焊接。 清洗、去毛刺、打标记、上油、分选、压入密封件。

39. 辊道传送带 堆 垛 机 立体仓库 空中单轨悬挂式自动车 托盘交换台 缓冲站 机器人、机械手 自动导引运料小车 物料存取 物料装卸 物料运输 2)．物料储运系统 实现对物料的存取、运输和装卸。储运的物料有工件毛坯、半成品、成品、工夹具、刀具等。

40. 采购 原材料、 配套件储存 加工、 制造 原材料、 配套件调入 销售 包装 装配 检验 发送 成品 储存 企业物流的物流过程 物料储运系统是企业生产物流系统的重要环节

41. 上级生产系统 DNC计算机群控系统 FMS计算机主控系统 系统管理员 加工系统 工具系统 运输系统 检验系统 图4-7 FMS计算机管理与控制系统基本结构 3)．计算机管理与控制系统

42. 主计算机 FAS管理计算机 物流计算机 FAC计算机 FAC计算机 FAC计算机 小车控制器 自动仓库控制器 传送带控制器 自动检测 搬运机器人控制器 装配机器人控制器 图4-8 FAS计算机管理与控制系统基本结构

43. 计算机管理与控制系统的主要功能 1）系统内全部数据的存储 2）上级对下一级计算机进行控制与协调 3）向上级系统中央计算机报告FMS或FAS运行情况 4）与物流计算机相连接，并向其发送有关信息

44. 5.采用柔性生产方式注意事项 ①巨额投资保障 ②物尽其用 ③人才保障 ④不盲目追求柔性 ⑤引进与国产化并举

45. 连续性生产类型企业扩大品种、减小批量的途径连续性生产类型企业扩大品种、减小批量的途径 资源重组 深度加工、二次加工 技术创新 流程再造 虚拟企业 FML、CIPS

46. 4.4 虚拟企业生产组织方式 虚拟企业——两种含义 1）.多个自主企业由网络或合作协议联系起来的动态联盟，能够充分发挥各自的优势，共同形成强大的市场竞争能力。包括“借鸡生蛋”的虚拟生产、“借网捕鱼”的虚拟营销及“借光照身”的虚拟技术开发。 2）.利用虚拟现实技术、仿真技术等在计算机上建立起的虚拟企业运行环境和模型。——虚拟技术

47. 虚拟企业类型 品牌型虚拟企业——以商品和服务品牌资源为核心，虚拟掉生产等部分职能而组建的虚拟企业。 联盟型虚拟企业——“战略联盟公司”，是由两个或两个以上的具有资源互补性的优势企业，为实现共同的战略目标，通过各种协议、契约结成的利益风险共享、经营权与所有权分开的松散型联合体。 管理型虚拟企业——专门为管理由多个有资产关系的企业组成的企业集团而构建的虚拟企业。

48. 虚拟制造技术 （Virtual Manufacturing Technology, or VMT）产生于80年代后期。是以虚拟现实和仿真技术为基础，对产品的设计、生产过程统一建模，在计算机上实现产品从设计、加工和装配、检验、使用整个生命周期的模拟和仿真。这样，可以在产品的设计阶段就模拟出产品及其性能和制造过程，以此来优化产品的设计质量和制造过程，优化生产管理和资源规划，以达到产品开发周期和成本的最小化，产品设计质量的最优化和生产效率最高化，从而形成企业的市场竞争优势。

49. 虚拟制造技术研究内容 1）．产品的虚拟设计技术。 2）．产品的虚拟制造技术。 3）．虚拟制造系统—虚拟企业。 虚拟制造技术是CAD／CAE／CAM／CAPP和仿真技术的更高阶段。

50. 5 生产集成 两方面含义： ① 当决定生产某个产品之后，构成这个产品的全部生 产过程是都在企业内部完成，还是将其中一部分委 托给其它企业来完成——纵向集成。 ② 相同或类似的生产过程，只在一个地方进行，还是 扩大到多个地点，即企业在何种程度上进行生产集 成——横向集成。