第六章 企业生产物流基本原理主要内容第一节 生产物流的含义及类型第二节 企业生产物流的组织第三节 基于企业生产战略与系统设计框架下的生产物流分析第四节 不同生产类型生产物流的分析第五节 现代企业生产物流管理所面临的挑战第一节 生产物流的含义及类型
1.生产物流的概念生产物流在,物流术语国家标准,中的定义是:生产过程中,
原材料、在制品、半成品、产成品等在企业内部的实体流动。
一、生产物流 ( Production Logistics) 的含义
(2)从 物流的范围 分析。企业生产物流的边界起于原材料、外购件的投入,止于成品仓库。它贯穿生产全过程,横跨整个企业
(车间、工段),其流经的范围是全厂性的、全过程的。物料投入生产后即形成物流,并随着时间进程不断改变自己的实物形态和场所位置。
(1)从 生产工艺角度 分析。由于企业生产物流是生产工艺的一个组成部分,物流过程和生产工艺过程几乎是密不可分的 ——“工艺是龙头,物流是支柱,,所以生产物流是指企业在生产工艺中的物流活动(即物料随着生产工艺不断地离开上一工序,进入下一工序,不断发生搬上搬下、向前运动、暂时停滞等活动)。
(3)从 物流属性 分析。企业生产物流是指生产所需物料在空间和时间上的运动过程,是生产系统的动态表现。即物料经历生产系统各个生产阶段或工序的全部运动过程就是生产物流。
综上所述,企业生产物流是指伴随企业内部生产过程的物流活动。即按照工厂布局、产品生产过程和工艺流程的要求,实现原材料、配件、半成品等物料在工厂内部供应库与车间、车间与车间、工序与工序、车间与成品库之间流转的物流活动。
二、生产类型
1.生产类型的概念企业的生产类型是生产的产品产量、品种和专业化程度在企业技术、组织和经济上的综合反映和表现。它在很大程度上决定了企业和车间的生产结构、工艺流程和工艺装备的特点,生产过程的组织形式及生产管理方法,同时也决定了与之匹配的生产物流类型。
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。
( 1)生产类型的划分标志
1)按接受生产任务的方式划分:分为订货生产类型、存货生产类型。
2)按产品的结构特征划分:分为大型复杂产品生产类型、
简单产品生产类型。
3)按生产工艺特征划分:分为流程(连续)生产型、加工装配(间断)生产型。
4)按 生产方法划分:分为合成型、分解型、调制型、提取型。
5)按 生产的重复程度(工作地的专业化程度)划分:分为大量生产类型、成批生产类型、单件小批生产类型、项目管理类型。
2.生产的不同类型
1)企业生产类型的确定步骤如下
a.根据工作地的专业化程度确定工作地生产类型。
b.根据占比重最大的工作地的生产类型确定班组(工段)生产类型。
c.根据占比重最大的工段(班组)的生产类型确定基本生产车间生产类型。
d.根据占比重最大的基本生产车间的生产类型确定企业生产类型。
( 2)生产类型划分步骤与方法
2)工作地生产类型的确定方法
a.工序数目法。根据工作地承担工序数目的多少来描述工作地专业化程度,从而确定工作地生产类型的方法,具体数据如表 6-
1所示。
10~20中批生产
40以上单件生产2~10大批生产
20~40小批生产1~2大量生产固定在工作地上工序数目工作地生产类型固定在工作地上工序数目工作地生产类型表 6-1 生产类型与工序数目的关系
b.大量系数法(工作地负荷系数法)
0.05~0.1中批生产小于 0.025单件生产0.1~0.5大批生产
0.025~0.05小批生产大于 0.5大量生产大量系数工作地生产类型大量系数工作地生产类型表 6-2 生产类型与大量系数的关系
c.产量法。根据产品年生产量大小和产品的特征(重量)
来确定生产类型,见表 6-3。
表 6-3 机床生产厂生产类型划分数据生产类型零件年产量 /Kg
重型( >1500) 中型( >2000) 轻型( >100)
单件生产 < 5 < 10 < 100
成批生产小批中批大批
5~100
100~300
300~1000
10~200
200~500
500~5000
100~500
500~5000
5000~50000
大量生产 >1000 >5000 >50000
第二节 企业生产物流的组织企业生产系统的组织工作,是以最大限度地提高企业综合生产效率为目标,而对企业的人力、设备、物料等各项资源在空间上和时间上所进行的科学组织和安排。生产系统的合理组织将有利于保证企业按质、按量及时地为社会提供低成本的产品,进而从根本上促进企业经济和社会效益目标的实现。
企业生产系统组织的基本内容一般包括 空间组织工作 和 时间组织工作 两个部分。
空间组织工作是指企业依据经营目标和经营方针,确定生产系统的选址、
构成、专业化形式、生产过程组织形式以及决定生产系统各组成部分在空间上的相对位置等一系列工作,是对企业生产系统的规划和设计。
时间组织工作则是指按照生产过程连续性、平行性、比例性、节奏性和适应性等要求,确定生产对象在各生产单位的投产时间、加工顺序等,以保证生产对象在各生产单位之间的运动互相配合和衔接,实现有节奏、连续生产的一系列工作。
工艺专业化形式也叫工艺原则或功能生产物流体系。其特点是按加工工艺的特点划分生产单位,是将同类设备和人员集中在一个地方,对企业欲生产的各种产品进行相同工艺的加工。它通过工艺导向布局进行空间安排,目的是为了尽量减少与距离相关的成本。如图 6-1所示。
按工艺专业化形式组织生产物流的特点是同类型的设备、同工种的工人、同一加工 方法、完成产品某一工艺过程加工。
一、生产物流的空间组织生产物流空间组织的目标是如何缩短物料在工艺流程中的移动距离。一般有三种专业化组织形式,即工艺专业化、对象专业化、成组工艺。
1.按 工艺专业化形式 组织生产物流在企业生产规模不大,生产专业化程度低,产品品种不稳定的单件小批生产条件下,则适宜于按工艺专业化形式组织生产物流。
工艺专业化形式组织生产物流的 优点 是机器利用率高,可减少设备数量;设备和人员柔性程度高,更改产品和数量方便;操作人员作业多样化,有利于提高工作兴趣和职业满足感。 缺点 是流程较长,搬运路线不确定,物流运费高;生产计划与控制较复杂,要求员工有较高的素质;物料库存量相对较大。
按对象专业化形式也叫产品专业化原则或流水线。它是按加工产品(零件、部件)为对象划分生产单位,通过固定制造某种部件或某种产品的封闭车间,其设备、人员按加工或装配的工艺过程顺序布置,形成一定的生产线。如图 6-2所示。
2.按 对象专业化形式 组织生产物流按对象专业化形式组织生产物流的 优点 是由于布置符合工艺过程,物流畅通;由于上下工序衔接,存放量少;物料搬运工作量少;
生产计划简单,易于控制;可使用专用设备和机械化、自动化搬运方法。 缺点 是设备发生故障时引起整个生产线中断;产品设计变化将引起 布置的重大调整;生产线速度取决于最慢的机器;维修和保养费用高。
在企业专业方向已经确定,产品品种比较稳定,生产类型属于大量大批生产,设备比较齐全并能有充分负荷的条件下,适宜于按产品专业化组织生产物流。
3.按 成组工艺形式 组织生产物流成组工艺形式是结合了上述两种形式的特点,按成组技术原理,
把完成 一组相似零件的所有或极大部分加工工序的多种机床组成机器群,以此为一个单元,并根据其加工路线再在其周围配置其他必要设备。
成组工艺形式的 优点 是设备利用率高;流程通畅,运输距离较短,搬运量少;在满足品种变化的基础上有一定的批量生产,具有柔性和适应性。 缺点 是需要较高的生产控制水平以平衡各单元之间的生产流程;若单元间流程不平衡,需中间储存,增加了物料搬运;
班组成员需掌握所有作业技能;减少了使用专用设备的机会。
上面三种组织生产物流形式各有特色,而如何选择则主要取决于系统中产品品种多少和产品的大小,其规律是按 P-Q分析。
在 P-Q分析过程中,根据产品是零件、单一设备还是多产品,
分析由各种统计表统计的产品品种与产品,然后将产品一产量关系绘制成 P-Q曲线。绘制曲线时所有产品均按产量递减顺序排列。
大量生产类型,加工机床按产品生产线原则布置;单件小批生产类型,必须按工艺原则布置;介于两区之间的采用上述两种相结合的成组原则布置。
二、生产物流的时间组织
1.顺序移动方式顺序移动方式是指当一批加工对象在上道工序完成全部加工后,整批地转到下道工序进行加工的方式,如图 6-5所示。其加工周期为:
m
i
itnT
1
顺式中,n 是批量; m 是工序数; ti 是 i工序单件工时; T顺 是顺序移动方式生产周期。
生产物流的时间组织是指一批加工对象在生产过程中各生产单位、各道工序之间在时间上的衔接和结合方式。要合理组织生产物流,不但要缩短物流流程的距离,而且还要加快物料流动的速度,减少物料的成批等待,实现物流的节奏性、连续性。
通常,一批物料有三种典型的移动组织方式,即顺序移动、
平行移动和平行顺序移动。
2.平行移动方式平行移动方式是指每个产品或零件在上道工序加工完后,立即转到下道工序加工,使各个零件或产品在各道工序上的加工平行地进行,见图 6-6所示。
采用平行移动方式,一批物料的加工周期为
M1
M2
M3
M4
加工工序
t1 t1 t1 t1
t2 t2 t2 t2
t4 t4 t4 t4
t3 t3 t3 t3
0 加工时间图 6-5 顺序移动方式
m
i
Li tntT
1
)1(平式中,T平 是平行移动方式下一批物料的生产周期; n 是批量; m 是工序数; ti 是每道工序单件工时; tL是物料中最长的单间工序时间。
M1
M2
M3
M4
加工工序
t1
t2
t4
t3
0 加工时间
t1 t1 t1
t2 t2t2
t3 t3 t3
t4 t4 t4
图 6-6 平行移动方式
3,平行顺序移动方式平行顺序移动方式是指一批零件或产品既保持每道工序的平行性,又保持连续性的作业移动方式。
采用平行顺序移动方式,一批物料的加工周期为:
),(m i n)1( 1
1
11
jj
m
j
m
i
i ttntnT 平顺式中,T平顺 是平行顺序移动方式下一批物料的生产周期; n是物料批量; m是物料的工序数;
ti是每道工序的单件时间。 tj和
tj+1代表相邻两工序。
M1
M2
M3
M4
加工工序
t1
t2
t4
t3
0 加工时间
t1 t1 t1
t2 t2t2
t3 t3t3
t4 t4 t4
图 6-7 平行顺序移动方式平行顺序移动方式的特点是:
当 ti≤ti+1时,物料按平行移动方式转移。即当上一道工序的加工时间小于或等于下一道工序的加工时间时,上一道工序加工完每一件物料后,应立即转到下一道工序去加工。
当 ti> ti+1时,以 i工序最后一件物料的完工时间为基准,往前推移( n -1) ti+!,作为物料在( i+ 1)工序的开始加工时间。即当上一道工序的加工时间大于下一道工序的加工时间时,要使上一道工序加工完最后一件物料,恰好供应下一道工序开始加工该批物料的最后一件物料,如图 6-7所示。
总 结三种移动方式中:
①顺序移动加工周期长,大多零件有等待加工和运输时间,但是设备是连续工作的。
②平行移动加工周期短,等待时间少,但单件运输,工作量大,且设备会出现停歇时间。
③平行顺序移动是二者的结合,加工周期居中,
在加工中经常采用。
第三节 基于企业生产战略与系统设计框架下的生产物流分析
1.生产战略生产战略是企业根据所选定的目标市场和产品特点来构造其生产系统所遵循的指导思想,以及这种指导思想下的一系列规划、
内容和程序。
生产战略主要包括三个方面的内容:生产运作的总体战略、
产品及服务的选择设计与开发、生产运作系统的设计。
生产运作的总体战略包括 5种常用的内容:自制与外购、低成本和大批量、多品种和小批量、高质量、混合策略。
2.不同生产战略下的生产物流观自制与外购,自制要对产品从原料投入到形成实体的生产物流 全过程进行控制,而外购的重点在供应物流而不是生产物流。
一、企业生产战略生产物流是生产系统的动态表现,站在生产物流的角度客观地看,物料从投入到形成产品所经历的各个生产阶段或工序无不与企业生产战略和生产系统设计等方面有着不可分割的联系。
低成本和大批量,此时生产的产品多为标准化产品,而且需要高效的专用设备和设施(生产流水线)作为大批量的保证,当然在组织生产的过程中要尽可能提高设备利用率,提高劳动生产率,
并对生产物料进行严密控制。
多品种和小批量,由于产品种类多样性、生产过程变动性、生产设备复杂化、生产计划和作业困难、生产实施及其控制动态性等特点,要求生产物流系统注重平衡,协调生产过程中各种零件的生产次序、装配次序,处理好计划与控制原材料生产量、在制品占用量、成品库存量之间的关系。
高质量,要求企业对生产物流进行,全面,质量管理,制定一系列质量管理办法,并且按照 IS09000系统建立规范的生产物流体系。
混合策略,实现多品种、低成本、高质量。采用这种战略时,
生产物流过程将完全受令于在计算机技术基础上迅猛发展的产品制造、信息集成和通信技术所构造的信息技术系统的控制,对从物料的投入到形成实体的生产物流的需求完成取决于最终市场对产品的需求。
1.生产运作系统设计生产运作系统的设计是先根据市场需求进行产品设计,得到有竞争力的产品设计方案;然后还要解决产品由设计到制造的实现过程 —工艺设计,确定制造工艺过程,所需设备、工艺装备;
当设计方案和工艺方案都确定后,则要建立具体的生产系统,选定厂址,布置设备。在生产运作系统设计时,要考虑,物流路径,
合理化问题,其中的设施布置将影响生产物流中物流路线、物流流程及物料搬运效率。所以必须以生产物流为核心开展企业生产系统设计。
2.与生产物流优化直接相关的设施布置设计设施布置设计是根据企业的经营目标和生产纲领,在已确定的空间场所内,按照从原材料的接收、零件和产品的制造,到成品的包装、发运的全过程,将人员、设备、物料所需要的空间作最适当的分配和最有效的组合,以便获得最大的生产经济效益。
企业设施布置设计包括两个内容:工厂总体布置和车间布置。
二、生产运作系统设计与生产物流设施布置的基本形式按工作流程形式分三种基本类型
(工艺原则布置、产品原则布置、定位布置)和一种混合类型(成组技术布置)。
1.系统布置设计( SLP)
系统布置设计是一种久负盛名的经典方法。这种方法要建立一个相关图,表示各部门的密切程度。相关图类似于车间之间的物流图。相关图要用试算法进行调整,直到得到满意方案为止。然后要根据建筑的容积来合理地安排各个部门。为了便于对布置方案进行评价,系统布置设计也要对方案进行量化。根据密切程度的不同赋予权重,然后试验不同的布置方案,最后选择得分最高的布置方案。
( 1)系统布置设计分为四个阶段,如图 6-8所示。
三、运用科学的系统设计方法优化生产物流系统图 6-8 系统布置设计过程图
(2)程序模式。系统布置设计进行第二阶段总体区划的工作程序模式,如图 6-9所示。
原始资料分析:主要是产品 -产量,即分析 P-Q分析。
物流:以流程为主的工业设施中按照物料移动顺序,可得到一个物流图,表明生产部门之间的物流关系。除此之外还有许多辅助服务部门之间的非物流关系,因此必须同时考虑各种作业单位之间物流和非物流的相互关系,得到一个,物流和作业单位相关图,。
(3) P-Q分析。 P-Q分析:要回答采用什么样的生产方式,
从而采取什么样的基本布置形式。
(4)物流分析。包括确定物料在生产过程中每个必要的工序之间移动的 最有效顺序及其移动的强度或数量。
针对不同的生产类型,应采用不同的物流分析方法,1)工艺过程图; 2)多种产品工艺过程表; 3)成组方法; 4)从 -至表。
(5)作业单位相互关系分析。对于布置设计,物流分析并不是惟一的依据,有时要进行作业单位间非物流关系的分析。在难以得到定量数据的情况下,可以采用这种方法。一般可将物流强度划分为以下五个等级:
A:超高物流强度(要求绝对靠近); E:特高物流强度(关系特别密切,要求靠近); I:较大物流强度(关系比较重要,要求靠近); 0:一般物流强度(关系一般,一般靠近); U:强度可忽略的搬运(关系不重要,不限定距离); X:不予考虑(不需要靠近)。
根据各车间之间的物流量及关系级别确定其综合关系图,如图 6-10所示。
(6)物流与作业单位相互关系图解。根据图 6-10,得到综合位置图,如图 6-11所示。
( 9)调整与修正。
( 10)评价与选择。
(7)面积的确定。在作业单位的相互关系确定以后,需要按它们的面积进行位置安排。
( 8)面积相互关系图解。根据已经确定的物流及作业单位相互关系以及确定的面积,可利用面积相互关系图进行图解,即把每个作业单位按面积用适当的形状和比例在图上进行配置,如图
6-12所示。
第四节 不同生产类型生产物流的分析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、离散性生产。
1.连续性生产、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。如化工、炼油、冶金、食品、造纸等的生产过程。
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,如轧钢和汽车制造。两者的特征如表 6-5所示。
一、不同生产类型生产物流分析表 6-5 不同生产类型的特征特 征 连续性生产 离散性生产用户数量 较少 较多产品品种类 较少 较多产品差别 有较多标准产品 有较多用户需要的产品自动化作业 较易实现 较难实现设备布置的性质 流水式生产 批量或流水作业设备布置的柔性 较低 较高生产能力 可明确规定 模糊的扩充能力的周期 较长 较短对设备可靠性要求 高 较低维修的性质 局部检修多,停产大修少 多数为局部修理原材料品种数 较少 较多能源消耗 较高 较低在制品库存 较低 较高副产品 较多 较少
2) 离散性生产物流的特征
1)离散性生产的特点。
( 2)离散性生产过程及其生产物流特征
( 1)连续性生产过程及其生产物流特征
1)连续性生产的特点。
2) 连续性生产物流的特征连续性生产的特点 有:产品结构 比较简单,物料数量和层次较少,设计极少变更;工艺流程采用专用设备或装置,流程和能力都相对固定,
工序间连续且能力匹配性强,在最高和最低日产量间波动;当供需变化时,只能靠调整工艺流程参数维持生产,不能中断;物料存储形态多样化(罐、箱、柜、桶);自动化水平高、
生产计划管理严格。另外,还要加强批次跟踪管理,但车间管理相对简单。
连续性生产物流的特征,生产出的产品和使用的设备、工艺流程都是固定且标准化的;工序之间几乎没有在制品储存;连续性生产物流管理的重点是保证连续供应物料和确保每一个生产环节的正常运行。由于工艺相对稳定,有条件采购用自动化装置实现对生产过程的实时监控。
离散性生产的特征,离散性生产是在加工装配式生产中,产品生产的投人要素由许多可分离的零部件构成,各个零部件的加工过程彼此独立。
离散性生产物流的特征,制成的零件通过部件装配和总装配最后成为产品,
整个产品的生产工艺是离散的,各个生产环节之间要求有一定的在制品储备。
离散性生产物流管理的重点 是在保证及时供料,在零件、部件的加工质量基础上,准确控制零部件的生产进度,缩短生产周期,既要 减少在制品积压,又要保证生产的成套性。
2.备货型生产与订货型生产按照企业组织生产的特点,可以把制造性生产分成 备货型生产 与 订货型生产 两种。流程式生产一般为备货型生产,加工装配式生产既有备货型也有订货型。
表 6-6 备货型生产与订货型生产的主要区别多种操作技能人员多采用通用设备很重要,订货时决定订货时确定难以预测按用户要求生产,无标准产品,
大量的变形产品与新产品订货型生产专业化人员多采用专用高效设备不重要,由成品库随时供货事先确定可以预测标准产品备货型生产人员设备价格订货期对产品的需求产品项目两者的主要区别见表 6-6所示。
订货型生产是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。如锅炉、船舶等产品的生产,属于订货型生产。
备货型生产是企业根据市场需求(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。如轴承、坚固件、小型电机等产品的生产,属于备货型生产。
以装配型家电制造企业为例说明备货型生产与生产物流特征,
以及装配型家电企业的生产特点:
( 1)装配型家电企业的 生产特点
1)是以市场驱动为主的备货型生产。通常,家电企业通过对市场需求信息的收集、分析,往往在没有定单或定单不足的情况下组织生产,装配成商品,
放入仓库,再根据市场销售需求,现货供应市场。因此,在经营计划的制定中,
对市场信息的依赖性很大。
2)产品品种少、批量大,工艺相对固定。因此,在生产计划安排上,相对要简单,但由于批量大,对物料供应的及时性、配套性要求严格,库存和在制品占用流动资金比例较高。
3)整机类企业,小制造、大装配。整机类家电企业以装配为主,自己只生产一些关键零部件(一般在 20%左右),而大部分的零部件 都由外购、外协得到,形成了小制造大装配的生产特点,这样对生产过程中物料的管理与监控如同机械制造业中的生产调度一样,节奏快,实时性强。
4)新产品的研制离线进行。家电企业在线生产的产品一般是成熟产品,
即在市场销售活动中属畅销或较畅销的产品,而对新产品的选型、设计、工艺实验、试生产等活动,主要依据对市场的调查、分析后,提前进行研制,与实际生产不是实时连接。
(2) 装配型家电企业的 生产物流特点 。家电企业小制造、大装配的特点,使得企业在组织生产时将主要注意力放在装配生产线上,为保证生产流水线均衡生产,不积压、不断流,从计划到供应,从仓库、制造车间到装配车间之间的物料移动,物流的管理与监控尤为重要。
采用准时生产与物料需求计划相耦合的计划管理模式。对于大量的外购、外协件及自制的零部件,可采用 MRP的备料方式,
用以指导各生产车间的加工与装配计划的协调;对自制零配件和条件成熟的配件供应商,采用准时生产( JIT)的备料方式,直接把物料送入装配生产线,以减少零部件库存和流动资金的占用。
采用面向功能的多进程管理体系,设计物流监控系统。在物流布局和回路设计上,选用多种先进输送工具组成多回路运行的物流系统;在自动化仓库库位分配上,以及对自动化仓库出 /入库、运输任务调度、运输设备状态、缓冲站物料状态和需求情况等要进行合理优化处理,以提高系统的实时性、可读性和可靠性。
3.大量生产、成批生产、单件生产和项目型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、项目型生产类型。
大量生产方式的特点是生产的品种少,每一种产品的批量大,
稳定地不断重复地进行生产。一般这类产品在一定时期内具有相对稳定的需求。
单件生产方式的特点是,产品对象基本上是一次性需求的专用产品,一般不重复生产。因此,生产中品种繁多,生产对象不断在变化,生产设备和物流装备必须采用通用性原则。在生产状态复杂多变的情况下,一般宜按工艺专业化原则,采用机群式布置的生产物流组织形式。
成批生产方式 生产的对象是通用产品,生产具有重复性,介于大量生产和单件小批生产方式之间,在生产物流管理上根据轮番重复生产这一特征,可以按对象专业化原则组织生产。但由于生产的品种多,生产的稳定性差,建立正规的生产线和流水线的难度较大,
但可以组织多品种的对象生产单元,使工件的生产过程基本上可以在生产单元内封闭地完成。在生产物流的组织上,合理安排每一种产品的轮番间隔期和生产批量,既要减小批量,保证生产的比例性和压缩在制品,又要避免批量频繁变换,影响设备的利用率。
成批生产方式项目型生产项目型生产 是当生产系统需要的物料进人生产场地后,几乎处于停止的
,凝固,状态,或者说在生产过程中物料流动性不强。如大型的水电设备、
冶金设备、轮船、飞机等。
前三种生产类型的特点如表 6-7所示。
生产类型特点 大量生产 成批生产 单件小批生产产品品种 单一或很少 较多 很多产品产量 很大 较大 单个或很少采用设备与工装 专用 专用与通用并存 通用设备排列 对象专业化 对象、工艺专业化 工艺专业化劳动分工 细 有一定分工 粗工人技术水平 低 一般 较高生产周期 短 较长 长劳动生产率 高 较高 低单产成本 低 较高 高计划管理工作 较简单 较复杂 复杂多变控制管理 简单 较简单 复杂适应性 差 较差 强表 6-7 三种生产类型的特点
( 1)单件小批量生产类型
1)单件小批量生产过程特点 。生产过程中,工人以师傅带徒弟的方式培养,个人具有高超技术;生产的组织分散;产品设计和零件制造分散;设备使用通用机器。
2)单件小批量生产物流特征 。生产重复程度低,从而物料需求与具体产品制造存在一一对应的相关需求;由于单件生产,产品设计和工艺设计存在低重复性,从而物料的消耗定额不容易或不适宜准确制定;由于生产品种的多样性,使得制造过程中采购物料所需的供应商多变,外部物流较难控制。
(2)多品种小批量生产类型(成批生产)。
1) 多品种小批量型生产过程的特点 。
2) 多品种小批量生产物流特征 。由于企业必须按用户需求以销定产,使企业物流配送管理工作复杂化,协调采购、生产、销售物流并最大限度地降低物流费用是该生产物流系统 最大的目标。
其生产物流特征表现在:
品种数量多但产量有限;产品设计系列化,零部件制造标准化、通用化;
工艺过程采用成组技术;运用柔性制造系统使生产系统能适应不同的产品或零件的加工要求,并能减少加工不同零部件之间的换模时间。
① 物料生产的重复度介于单件生产和大量生产之间,一般是制定生产频率,采用混流生产。②以 MRP(物料需求计划)实现物料的外部独立需求与内部的相关需求之间的平衡。以 JIT(准时生产制)实现客户个性化特征对生产过程中物料、零部件、成品的拉动需求。③由于产品设计和工艺设计采用并行工程处理,物料的消耗定额容易准确制定从而产品成本容易降低。④由于生产品种的多样性,对制造过程中物料的供应商有较强的选择要求,从而外部物流的协调较难控制。
(3)单一品种大批量生产类型下的生产物流。单一品种大批量型是指生产的产品品种数相对单一,而产量却相当大,生产的重复度非常高且大批量配送。
1)单一品种大批量生产过程的特点 。品种单一但产品数量相当大;产品设计和零件制造标准化、通用化、集中化;很强的零件互换性和装配的简单化使生产效率极大地提高,生产成本低,
产品质量稳定。
2) 单一品种大批量生产物流特征 。 由于物料被加工的重复度高,从而物料需求的外部独立性和内部相关性易于计划和控制;
由于产品设计和工艺设计相对标准和稳定,从而物料的消耗定额容易并适宜准确制定;由于生产品种的单一性,使得制造过程中物料采购的供应固定,外部物流相对而言较容易控制。
为达到物流自动化和效率化,强调在采购、生产、销售物流各功能的系统化方面,引入运输、保管、配送、装卸、包装等物流作业中各种先进技术的有机配合。
(4)多品种大批量生产类型下的生产物流。多品种大批量生产也叫大批量定制生产,它是以大批量生产的成本和时间,提供满足客户特定需求产品和服务的生产类型。大批量定制生产的基本思想是用大批量生产的效益、成本和质量来生产个性化的产品,
使产品生产的成本和质量与批量无关,如图 6-16所示。
1)多品种大批量生产过程的特点 。生产方面,要增加定单生产中库存生产的比例,可以将客户订单分离点尽可能向生产过程的下游移动,减少为满足客户订单中的特殊需求而在设计、制造及装配等环节增加的各种费用;在 时间 的优化方面,关键是有效地推迟客户订单分离点。企业不是采用零碎的方法,而必须对其产品设计、制造和传递产品的过程和整个供应链的配置进行重新思考。通过采用这种集成的方法,企业能够以最高的效率运转,
能够以最小的库存满足客户的订单要求;在 空间 的优化方面,关键是有效地扩大相似零件、部件和产品优化范围,并充分识别、
整理和利用这些零件、部件和产品中存在的相似性。
2) 多 品种大批量生产物流特征 。按照客户不同层次需求,可以将大批量定制生产分成三种模式,即面向订单设计、面向订单制造、面向订单装配。三种模式都是以订单为前提,所以生产物流特征表现在:
①由于要按照大批量生产模式生产出标准化的基型产品,并在此基础上按客户订单的实现要求对基型产品进行重新配置和变型,
所以物料被加工成基型产品的重复度高,而对装配流水线则有更高的柔性要求,从而实现大批量生产和传统定制生产的有机结合。
② 物料的采购、设计、加工、装配、销售等流程要满足个性化定制要求,这就促使物流必须有坚实的基础 ——订单信息化、
工艺过程管理计算机化与物流配送网络化。而实现这个基础包括一些关键技术支持,如现代产品设计技术( CAD,CAM)、产品数据管理技术( PDM)、柔性制造系统等。
③产品设计的,可定制性,与零部件制造过程中由于,标准化、通用化、集中化,带来的,可操作性,的矛盾,往往与物料的性质与选购、生产技术手段的柔性和敏捷性有很大关联。因此,
创建可定制的产品与服务非常关键。
④库存不再是生产物料的终结点,基于快速响应客户需求目标的物流速度效益使单个企业物流将发展成为供应链系统物流、
全球供应链系统物流。
⑤生产品种的多样性和规模化制造,要求物料的供应商、零部件的制造商以及成品的销售商之间的选择将是全球化、电子化、
网络化的。这会促使生产与服务紧密结合,使得基于标准服务的定制化产品与基于定制服务的产品标准化,从交货点开始就提升整个企业供应链价值。
(5)项目型生产过程及其生产物流特征。
项目型生产可分为两种类型:一种是只有物料流入,几乎无物料流出的,纯项目型,生产系统,如建筑工程与安装工程;另一种是在物料流入生产场地后,,滞留,相当长一段时间再流出的,准项目型,生产系统,如大型专用设备、造船厂、飞机制造厂等。
1)项目型生产过程的特征 。物料凝固;物料投入大;产品生产周期长;一次性生产;生产的适应性强。
2)项目型生产物流的特征 。物料采购量大,供应商多,外部物流较难控制;生产过程原材料、在制品占用大,无产成品占用;
物流在加工场地的方向不确定,加工路线变化极大,工序之间物流联系不规律;物料需求与具体产品存在一一对应的相关需求。
项目型生产物流管理的重点是按照项目的生产周期对每阶段所需的物料在质量、费用以及时间进度等方面进行严格的计划和控制。
见案例 ——造船企业 。
造船企业生产过程的特点:
⑴订单型生产;⑵一次性生产;⑶单件小批生产;⑷物料投入大、
种类多、吨位大;⑸产品造价高;⑹船舶建造周期长;⑺物流凝固;⑻生产柔性化。
造船企业生产物流特征:
⑴船舶的生产周期长,有大量的原材料、中间产品、在制品都在船厂仓库或生产车间中,占用量极大;而船舶一旦生产出来就会立即交付船东使用,所以产成品库存几乎没有。 ⑵物流在加工场地的方向不确定、加工路线变化极大,工序之间的物流联系规律性不强。 ⑶造船企业产品品种繁多,生产重复度低,通用件相对很少,属于单件生产,所以其物料需求也不相同。
二、不同生产模式生产物流分析
1.企业生产模式三个阶段回顾制造业的发展过程,企业生产模式经历了三个阶段,如图 6-17所示。
( 1)单件生产模式。早期单件生产模式是指 19世纪初到 20世纪 20年代的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。
单件生产模式下的生产物流管理一般是凭借个人的劳动经验和行规进行管理。
(2)大量生产模式 ——“少品种大批大量生产,的生产模式。
美国的,福特制,就是典型代表( 1913年产生于美国福特汽车公司流水生产线),它为社会提供了大量的产品,它存在的基础是当时的市场环境为卖方市场,此生产模式也称为刚性生产 模式。
大批量生产方式的代表是流水生产方式,它是指加工对象按照一定的工艺路线、有规律的从前道工序流到后道工序加工,并按照一定的生产速度连续完成工序作业的生产过程。
2.不同生产模式的生产物流分析流水生产的特点:
①流水线上固定生产一种或少数几种产品(零件),工作地专业化程度高。②流水线上每个工作地按照产品工艺过程零件)顺序安排,产品按单向运输路线移动。③工艺过程是封闭的,工作地按工艺顺序安排为索链形式,劳动对象在工序间作单向流动,自成系统,便于管理和控制。④生产具有明显的节奏性。⑤生产具有较高连续性。⑥流水线上各工序之间的生产能力是平衡的,成比例的。
流水线生产要求生产物流系统要与生产过程其他要素(人、
设备工装、工艺、资金、生产组织、信息)协调好,使不同作业计划的车间能连续地、同步地、均衡地进行生产。
大批量生产模式下的生产物流管理是建立在科学管理的基础上的,即事先必须制定科学标准 —物料消耗定额,
然后编制各级生产进度计划对生产物流进行控制,并利用库存制度对物料的采购及分配过程进行相应的调节。
物流管理的目标在于追求物流子系统的最优化。
(3)多品种小批量生产模式。
多品种小批量生产模式的主要特点是产品种类多、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。其实质是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。多品种小批量生产模式又有多种生产组织策略,如图 6-18所示。
成组生产准时生产 (JIT)
柔性生产敏捷生产虚拟企业 计算机集成制造 (CIMS)
图 6-18 多品种小批量生产模式
① 成组技术 GT(Group Technology) 是一门生产技术科学,它研究如何识别和发掘生产活动中有关事务的相似性,并对其进行充分利用。即把相似的问题归类成组,寻求解决这一组问题相对统一的最优方案,以取得所期望的经济效益。成组技术应用与机械加工方面,乃是将多种零件按其工艺的相似性分类成组以形成零件族,把同一零件族中零件分散的小生产量汇集成较大的成组生产量,从而使小批量生产能获得接近于大批量生产的经济效果。
成组技术 原理,即对于不同制品之间客观存在的相似性进行识别,并根据一定的目的,按其相似特征进行归类分组,并找出同一类制品中的典型制品,以典型制品为基础编制成组工艺和进行成组生产,以避免不必要的重复劳动和组织管理中不应有的多样化,达到简化、统一、高效和经济目的的生产组织技术。
成组生产模式下的 生产物流 由于更多的使用了标准化的产品结构及零部件使工序间的搬运和等待时间节省,从而大幅度的提高了生产效率及物流效率。由于可利用相似性原理进行材料消耗定额和成本定额的制定,可事半功倍。由于设备可按零件族典型工艺顺序布置,可使物流更加顺畅。
② 精益生产 ( LP) 与准时生产 ( JIT) 。一般认为精益生产是指丰田生产方式,其中,准时生产 ( JIT),是其典型代表。
精益生产的 核心思想 是以整体优化的观点合理地配置和利用企业拥有的生产要素,消除生产全过程一切不产生附加价值的劳动和资源,追求,尽善尽美,,达到增强企业适应市场多元需求的应变能力,获得更高的经济效益。
精益生产的核心其实是关于生产计划和控制以及库存管理的基本思想,而在计算机网络支持下的小组工作方式是实施精益生产的基础。其基本目标是零库存、高柔性、无缺陷。
精益生产的特点是:
a,以销售部门作为生产过程的起点,按订货合同组织多品种小批量生产。
b.在产品开发上有独特的办法,采用类似,项目经理负责制,,项目经理被赋予极大的权力去组织人力物力资源并会得到各级领导的支持,以保障开发的顺利进行。开发过程中采用的是并行工程。开发中运用各种计算机辅助技术,采用一种基本型外加多种变体的模块化设计成为主流。
c,在物料管理与营销管理上利用利益准则的同时,力求与协作厂和零部件供应商、销售商及用户保持长期而稳定的全面合作关系,形成,命运共同体,,以实现真正的准时制生产( JIT)。
d.在生产计划与库存管理体系上,精益生产的一大特色是其生产计划与库存管理方法 ——准时制生产 ( JIT) 。
e.在人力资源与组织管理方面,采用团队组织和团队工作方式
(即计算机网络支持下的工作小组方式,可以是一个生产小组,
也可以由整个车间、公司、甚至协作厂和用户在内组成不同层次的团队),通过建立,共荣,,忠诚,的团队精神来调动各方的积极性和创造性,这是精益生产组织管理的重要特色。
f.在质量控制体系上,精益生产采用的是全面质量管理,由所有人员共同参与并贯穿于从设计到制造的全过程中。
JIT的 含义 是:在需要的时间和地点,生产必要的数量和完美质量的产品和零件,以杜绝超量生产,消除无效劳动和浪费,达到用最小的投入实现最大产出的目的。 JIT是在消除一切浪费和无效劳动、生产系统最优化基础上缩短生产周期,加快资金周转和降低生产成本,实现零库存的主要方法。
精益生产模式下的生产物流有以下特征:
追求零库存的 JIT是一种,拉动 (Pull )式,管理。
准时制生产首先制定年度、季度、月度生产计划并向最后一道工序以外的各工序出示每月大致的生产品种和数量,作为其安排生产的参考基准。
每日的准时制生产指令只下达到最后一个工序。即前道工序的零部件仅在后续工序提出要求时才生产,后工序取走多少,前工序就生产多少,
决不积压。这样,从最后一道工序层层向前工序领取零部件,直至原材料供应部门,把各个工序连接起来,中间不存在任何库存缓冲环节,形成
,拉动式,管理。
各工序间以,看板,作为信息传递的载体,按照有限能力计划,逐道工序地倒序传递生产过程中的取货指令和生产指令,现场操作人员依据
,看板,进行作业。
JIT在制造工序间实行,一个流,(产品在各个工序生产时每个工序只有一个半成品或成品在生产)管理,使在制品库存为零。
柔性生产的精髓在于实现弹性生产,提高企业的应变能力,不断满足用户的需求。
柔性生产模式与刚性生产模式相比具有以下特点:
a.建立虚拟企业,实现虚拟生产与拟实生产。
b,订单决定生产量。柔性生产模式认为,价格与质量只是部分竞争手段,要不断地研发产品,创造产品的特殊使用价值来满足用户,根据订单来确定生产量及小批量品种,这就是柔性生产管理的基本出发点。
c.建立弹性生产体系。在同一条生产线上通过设备调整来完成不同品种的批量生产任务,既满足多品种的多样化要求,又使设备流水线的停工时间达到最小。即,只在必要的时间内生产必要数量的必要产品。,
3)柔性生产。随着经济的不断发展,刚性生产模式的弊端逐渐显现,主要表现在:成本增加、过量库存、适应市场的灵敏度低。为此,1998年美国里海大学和 GM公司共同提出了柔性生产模式。
柔性生产模式的内涵实质表现在两个方面,即 虚拟生产 和 拟实生产 。
虚拟生产是指面对市场环境的瞬息万变,要求企业作出灵敏的反映,
而产品越来越复杂、个性要求越来越高,任何一个企业已不可能快速、
经济地制造产品的全部,这就需要建立虚拟组织机构,实现虚拟生产。
拟实生产即拟实产品开发,它运用仿真、
建模、虚拟现实等技术,提供三维可视环境,从产品设计思想的产生、设计、研发,
到生产制造全过程进行模拟,以实现在实体产品生产制造以前,就能准确预估产品功能及生产工艺性,掌握产品实现方法,
减少产品的投人、降低产品开发及生产制造成本。
d.生产区位趋于集中。为了满足市场需求,柔性生产必须在一个生产区位完成整个生产过程。尤其是零配件供应商要与装配厂保持距离,以保证零配件及时交货并实现零库存,从而实现对市场需求变化的灵敏反应。
e.人员素质要求高。能够在柔性生产模式下通过培训、学习、
模仿和掌握信息技术等获得生产所需要的知识与技能。
柔性生产模式下的生产物流特征为:①企业物流活动柔性管理要以权变思想为指导,使其动态的适应内外部因素的变化,使企业物流系统各环节时时处于一种平衡的链状关系中,以保证生产所需和工作顺畅的进行。②柔性管理系统中的每一个组织单元相互配合与衔接,形成一个有机的整体,从而使企业物流活动更加协调。③物料的供应要满足可同时加工多种不同工件的要求,并使物料工件在机床间的传输无固定的流向和节拍,以保证零配件及时交货并实现零库存,实现弹性。④企业物流系统实施柔性管理效率高,信息的搜集加工反馈快、决策快,而且又可根据信息显示的变化来弹性地制定和修改物流工作计划,这样既能保证生产需要,又能最大限度地降低库存。
4)敏捷制造及虚拟企业生产。
敏捷性 是指企业在不断变化、不可预测的经营环境中善于应变的能力,它是企业在市场中生存和领先能力的综合表现。 敏捷制造 是指制造企业采用现代通信手段,通过快速配置各种资源(包括技术、管理和人),以有效和协调的方式响应用户需求,实现制造的敏捷性。敏捷制造依赖于各种现代技术和方法,而最具代表性的是敏捷虚拟企业(简称虚拟企业)的组织方式和拟实制造的开发手段。
拟实制造,拟实制造亦称 拟实产品开发 。它综合运用仿真、建模、虚拟现实等技术,提供三维可视交互环境,对从产品概念产生、设计到制造全过程进行模拟实现,以期在真实制造之前,预估产品的功能及可制造性,获取产品的实现方法,从而大大缩短产品上市时间,降低产品开发、制造成本。
虚拟企业 ( 也叫动态联盟 ):为了快速应对竞争环境的快速变化,根据任务,由一个公司内部某些部门或不同公司按照资源、
技术和人员的最优配置,快速组成临时性企业即虚拟企业,以确保迅速完成既定目标。这种动态联盟的虚拟企业组织方式可以降低企业风险,使生产能力前所未有地提高,从而缩短产品的上市时间,减少相关的开发工作量,降低生产成本。
拟实制造组织方式是由从事产品设计、分析、仿真、
制造和支持等方面的人员组成,虚拟,产品设计小组,
通过网络合作并行工作;其应用过程是用数字形式
,虚拟,地创造产品,即完全在计算机上建立产品数字模型,并在计算机上对这一模型产生的形式、配合和功能进行评审、修改,这样常常只需作一次最终的实物原形,并可使新产品开发一次获得成功。
敏捷制造对生产物流的影响,从传统的观点看,物流对工业企业的生产是一种支持作用,被视为辅助的功能部门。
随着现代企业的生产方式的转变,敏捷制造要求企业的物流要跟着转变运作方式,要考虑如何将企业物流转变为战略资源来提高企业面对客户、快速响应市场的能力。
敏捷制造要求企业的物流系统必须具有和制造系统协调运作的能力,此时的生产物流不再是传统的保证生产过程连续性的问题,而是要在供应链管理中发挥重要的作用:①创造用户价值,降低用户成本。②协调制造活动,提高企业敏捷性。③提供用户服务,塑造企业形象。④提供信息反馈,
协调供需矛盾。
第五节 现代企业生产物流管理所面临的挑战一、现代企业生产环境、信息技术的变化
1.市场环境变化从目前的发展趋势来看,21世纪的市场呈现如卞特点:
(1)竞争愈来愈激烈。随着先进技术的广泛应用,使产品的生产变得更加容易。顾客对柔性( F),时间( T),质量 (Q)、成本
( C)、速度 (S)的要求也会愈来愈高。
(2)市场竞争的国际化。 21世纪的市场将是国际化的大市场,
各国市场都要向外国开放,造成竞争的国际化。
(3)市场的动态化。指顾客需求的多样化,且顾客的需求是不断改变的,这就决定了产品的生产特点将是多品种、小批量,
甚至单件化,还要求产品投放市场的周期大大缩短。
(4)市场的多元化。未来市场是多种规格、多种质量档次、
各种价格档次的产品共存的市场。制造者应根据自身的实力(经济的、技术的)找准突破点,占领某一档次的市场。
3)柔性 更加提高。企业不仅要具备技术的柔性,还要具备管理上的柔性,以及人员和组织上的柔性。
4)全生命周期内的质量保证。对产品质量更全面的理解是:
用户占有、使用产品的一种综合主观反映,包括可用、实用、耐用、好用。
5)企业的组织形式将是跨地区、跨国家的虚拟公司或动态联盟。
6)生产过程更加精良。产品开发、生产、销售、维护过程更加简化,生产工序更加简单,从而降低成本、提高劳动生产率、
缩短上市时间。
7)人员素质更加提高。要求全体职员具有更高的技术、管理和协作素质,每个人都应掌握多种技术、胜任多种工作。
21世纪制造业将具有以下主要特点:
1)产品开发周期显著缩短,上市时间更快。
2)具备赢得竞争、提高市场占有率的四种基本能力。
① 时间竞争能力。产品上市快、生产周期短、
交货及时。②质量竞争能力。产品不仅可靠性高,而且使用户在各方面都满意。③价格竞争能力。产品生成成本低,销售价格适中。
④创新竞争能力。产品有特色、生产有柔性、
竞争有策略。其中最重要的能力是创新能力,
企业的创新不仅指产品设计和生产工艺上的创新,还要包括制造观念的更新、组织的重构、经营的重组。
8)智能化程度更高。在产品设计和制造过程中广泛应用人工智能技术,各种设备的智能化程度大大提高。
9)更加注重环境问题。
10) 分布、并行、集成并存。分布性更强、分布范围更广,
是全球范围的分布;并行化程度更高,许多作业可以跨地区、
跨部门分布式并行实施;集成化程度更高,不仅包括信息、技术的集成,而且包括管理、人员和环境的集成。 21世纪制造业的四个关键因素是技术、管理、人员和环境。
2,计算机与信息技术环境的变化计算机与信息技术环境的进步正在对制造业的发展产生巨大的影响,使制造业经历了四个发展阶段:
⑴功能自动化阶段;
⑵信息集成阶段;
⑶过程优化阶段;
⑷敏捷化阶段。
(1)柔性制造系统 FMS。它是由计算机控制的、由若干个半独立的工作站和一个物料传输系统所组成,能高效地制造多品种、
中小批量零件的加工系统。
FMS具有以下 特点,设备利用率高;设备投资少;直接工时费用低;工序中在制品量少,缩短了生产准备时间;改变生产要求时有快速应变能力;维持生产的能力;产品质量高。
(2)计算机集成制造系统 CIMS。 CIMS将制造系统中的各种自动化孤岛用计算机进行有机的 集成,使制造系统适合于多品种、
中小批量的生产,提高制造系统的总体效益和柔性。
(3)精益生产系统 LPS。其实质是在产品开发、生产过程中,
通过项目组和生产小组,把各方面的人集成在一起,把生产、检验与修理等场地集成在一起,通过相应措施做到与零部件协作厂、
销售商和用户的集成,从而简化产品的开发、生产、销售过程,
简化组织机构,实现最大限度的精简,获取最大效益,达到最大限度满足用户需求,提高企业竞争力。
二、先进的制造系统
(4)智能制造系统 IMS。智能制造系统 IMS是指在制造业的各个环节以一种高度柔性、高度集成、高度智能的方式进行生产的制造系统,旨在取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动。
(5)敏捷制造系统 AMS。 它利用人的智能和信息技术,通过多方面的协作改变企业延用的复杂的多层梯阶结构,来改变传统的大批量生产。
其实质是在先进柔性生产技术的基础上,通过企业内部的多功能项目组与企业外部的项目组合作组建一个虚拟公司,这种动态的组织结构把全球范围内的各种资源集成在一起,实现技术、管理和人的集成,从而在整个产品生命周期最大限度地满足用户需求,提高企业竞争能力。
(6)虚拟制造系统 VMS.虚拟制造系统 VMS是多学科先进制造技术的综合应用。其本质是以计算机支持的仿真技术、产品建模技术、人工智能技术、并行工程技术、分布式智能协同求解技术等为前提,对设计、制造等过程进行统一建模,在产品设计阶段实时地、并行地模拟产品未来制造全过程及其对产品设计的影响,预测产品性能、产品的可制造性、产品的成本等。从而更有效地、柔性灵活地组织生产,使工厂与车间的设计与布局更合理,以达到产品的开发周期和成本的最小化,产品设计质量的最优化,生产效率的最高化。
除了上述介绍的模式外,还有仿生(生物)型制造系统 BMS,自主分布式制造系统 ADMS等。
三、制造业的发展对生产物流的影响物流是生产制造各环节组成的有机整体的纽带,又是生产过程维持延续的基础。随着生产制造系统规模不断扩大、生产的柔性化水平和自动化水平日益提高,与现代制造系统相适应的生产物流也会相应地发展,它会从早期的人工物流向与信息化、智能化、精密化、集成化制造相匹配的信息智能物流方向发展。
1.生产物流发展的六个阶段第一代是人工物流。
第二代是机械化物流。
第三代是自动化物流。
第四代是集成化物流系统。
第五代是智能型物流。
第六代是基于信息智能组合的物流。
2.现代生产物流系统的特点现代生产物流系统的特点主要体现在以下三个方面:
(1)现代化的物流设备。最具典型的现代化物流设备有:
1)自动化立体仓库。改平面堆放为立体、空间堆放,既有利于物料周转和自动化的管理,又节约了库房面积。
2)自动导引运输车( AGV)。可以实现快速、准确的运输和运输路径柔性化,便于计算机管理与调度。
3)自动化上下料机器。装卸料采用机器人,与加工设备同步协调,安全、快捷,便于计算机管理与控制。
(2)计算机管理。与现代化生产制造相适应的物流系统,一般都有结构复杂、节奏快、路线复杂、信息量大、实时性要求高等特点。因此,必须采用计算机管理,通过计算机与其他系统实时联机,发送和接收消息,使物流系统与生产制造等系统有机地联系,可以提高物流系统的效益。
(3)系统化与集成化。现代生产物流是把物流系统看成一个整体,从系统化、集成化的概念出发去设计、分析、研究和改进生产物流系统,追求系统整体的优化和高效。
复习思考题
⒈ 生产物流的含义是什么?
⒉ 企业生产物流的空间组织形式有哪些,各有哪些优缺点?
⒊企业生产物流的时间有几种移动方式,各有什么特点?
⒋ 大量生产、成批生产、单件生产与项目型生产的特点和生产物流的特征各是什么?
⒌ 请对不同生产模式的生产物流进行分析?
⒍ 现代生产物流系统有哪些特点?
1.生产物流的概念生产物流在,物流术语国家标准,中的定义是:生产过程中,
原材料、在制品、半成品、产成品等在企业内部的实体流动。
一、生产物流 ( Production Logistics) 的含义
(2)从 物流的范围 分析。企业生产物流的边界起于原材料、外购件的投入,止于成品仓库。它贯穿生产全过程,横跨整个企业
(车间、工段),其流经的范围是全厂性的、全过程的。物料投入生产后即形成物流,并随着时间进程不断改变自己的实物形态和场所位置。
(1)从 生产工艺角度 分析。由于企业生产物流是生产工艺的一个组成部分,物流过程和生产工艺过程几乎是密不可分的 ——“工艺是龙头,物流是支柱,,所以生产物流是指企业在生产工艺中的物流活动(即物料随着生产工艺不断地离开上一工序,进入下一工序,不断发生搬上搬下、向前运动、暂时停滞等活动)。
(3)从 物流属性 分析。企业生产物流是指生产所需物料在空间和时间上的运动过程,是生产系统的动态表现。即物料经历生产系统各个生产阶段或工序的全部运动过程就是生产物流。
综上所述,企业生产物流是指伴随企业内部生产过程的物流活动。即按照工厂布局、产品生产过程和工艺流程的要求,实现原材料、配件、半成品等物料在工厂内部供应库与车间、车间与车间、工序与工序、车间与成品库之间流转的物流活动。
二、生产类型
1.生产类型的概念企业的生产类型是生产的产品产量、品种和专业化程度在企业技术、组织和经济上的综合反映和表现。它在很大程度上决定了企业和车间的生产结构、工艺流程和工艺装备的特点,生产过程的组织形式及生产管理方法,同时也决定了与之匹配的生产物流类型。
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。
( 1)生产类型的划分标志
1)按接受生产任务的方式划分:分为订货生产类型、存货生产类型。
2)按产品的结构特征划分:分为大型复杂产品生产类型、
简单产品生产类型。
3)按生产工艺特征划分:分为流程(连续)生产型、加工装配(间断)生产型。
4)按 生产方法划分:分为合成型、分解型、调制型、提取型。
5)按 生产的重复程度(工作地的专业化程度)划分:分为大量生产类型、成批生产类型、单件小批生产类型、项目管理类型。
2.生产的不同类型
1)企业生产类型的确定步骤如下
a.根据工作地的专业化程度确定工作地生产类型。
b.根据占比重最大的工作地的生产类型确定班组(工段)生产类型。
c.根据占比重最大的工段(班组)的生产类型确定基本生产车间生产类型。
d.根据占比重最大的基本生产车间的生产类型确定企业生产类型。
( 2)生产类型划分步骤与方法
2)工作地生产类型的确定方法
a.工序数目法。根据工作地承担工序数目的多少来描述工作地专业化程度,从而确定工作地生产类型的方法,具体数据如表 6-
1所示。
10~20中批生产
40以上单件生产2~10大批生产
20~40小批生产1~2大量生产固定在工作地上工序数目工作地生产类型固定在工作地上工序数目工作地生产类型表 6-1 生产类型与工序数目的关系
b.大量系数法(工作地负荷系数法)
0.05~0.1中批生产小于 0.025单件生产0.1~0.5大批生产
0.025~0.05小批生产大于 0.5大量生产大量系数工作地生产类型大量系数工作地生产类型表 6-2 生产类型与大量系数的关系
c.产量法。根据产品年生产量大小和产品的特征(重量)
来确定生产类型,见表 6-3。
表 6-3 机床生产厂生产类型划分数据生产类型零件年产量 /Kg
重型( >1500) 中型( >2000) 轻型( >100)
单件生产 < 5 < 10 < 100
成批生产小批中批大批
5~100
100~300
300~1000
10~200
200~500
500~5000
100~500
500~5000
5000~50000
大量生产 >1000 >5000 >50000
第二节 企业生产物流的组织企业生产系统的组织工作,是以最大限度地提高企业综合生产效率为目标,而对企业的人力、设备、物料等各项资源在空间上和时间上所进行的科学组织和安排。生产系统的合理组织将有利于保证企业按质、按量及时地为社会提供低成本的产品,进而从根本上促进企业经济和社会效益目标的实现。
企业生产系统组织的基本内容一般包括 空间组织工作 和 时间组织工作 两个部分。
空间组织工作是指企业依据经营目标和经营方针,确定生产系统的选址、
构成、专业化形式、生产过程组织形式以及决定生产系统各组成部分在空间上的相对位置等一系列工作,是对企业生产系统的规划和设计。
时间组织工作则是指按照生产过程连续性、平行性、比例性、节奏性和适应性等要求,确定生产对象在各生产单位的投产时间、加工顺序等,以保证生产对象在各生产单位之间的运动互相配合和衔接,实现有节奏、连续生产的一系列工作。
工艺专业化形式也叫工艺原则或功能生产物流体系。其特点是按加工工艺的特点划分生产单位,是将同类设备和人员集中在一个地方,对企业欲生产的各种产品进行相同工艺的加工。它通过工艺导向布局进行空间安排,目的是为了尽量减少与距离相关的成本。如图 6-1所示。
按工艺专业化形式组织生产物流的特点是同类型的设备、同工种的工人、同一加工 方法、完成产品某一工艺过程加工。
一、生产物流的空间组织生产物流空间组织的目标是如何缩短物料在工艺流程中的移动距离。一般有三种专业化组织形式,即工艺专业化、对象专业化、成组工艺。
1.按 工艺专业化形式 组织生产物流在企业生产规模不大,生产专业化程度低,产品品种不稳定的单件小批生产条件下,则适宜于按工艺专业化形式组织生产物流。
工艺专业化形式组织生产物流的 优点 是机器利用率高,可减少设备数量;设备和人员柔性程度高,更改产品和数量方便;操作人员作业多样化,有利于提高工作兴趣和职业满足感。 缺点 是流程较长,搬运路线不确定,物流运费高;生产计划与控制较复杂,要求员工有较高的素质;物料库存量相对较大。
按对象专业化形式也叫产品专业化原则或流水线。它是按加工产品(零件、部件)为对象划分生产单位,通过固定制造某种部件或某种产品的封闭车间,其设备、人员按加工或装配的工艺过程顺序布置,形成一定的生产线。如图 6-2所示。
2.按 对象专业化形式 组织生产物流按对象专业化形式组织生产物流的 优点 是由于布置符合工艺过程,物流畅通;由于上下工序衔接,存放量少;物料搬运工作量少;
生产计划简单,易于控制;可使用专用设备和机械化、自动化搬运方法。 缺点 是设备发生故障时引起整个生产线中断;产品设计变化将引起 布置的重大调整;生产线速度取决于最慢的机器;维修和保养费用高。
在企业专业方向已经确定,产品品种比较稳定,生产类型属于大量大批生产,设备比较齐全并能有充分负荷的条件下,适宜于按产品专业化组织生产物流。
3.按 成组工艺形式 组织生产物流成组工艺形式是结合了上述两种形式的特点,按成组技术原理,
把完成 一组相似零件的所有或极大部分加工工序的多种机床组成机器群,以此为一个单元,并根据其加工路线再在其周围配置其他必要设备。
成组工艺形式的 优点 是设备利用率高;流程通畅,运输距离较短,搬运量少;在满足品种变化的基础上有一定的批量生产,具有柔性和适应性。 缺点 是需要较高的生产控制水平以平衡各单元之间的生产流程;若单元间流程不平衡,需中间储存,增加了物料搬运;
班组成员需掌握所有作业技能;减少了使用专用设备的机会。
上面三种组织生产物流形式各有特色,而如何选择则主要取决于系统中产品品种多少和产品的大小,其规律是按 P-Q分析。
在 P-Q分析过程中,根据产品是零件、单一设备还是多产品,
分析由各种统计表统计的产品品种与产品,然后将产品一产量关系绘制成 P-Q曲线。绘制曲线时所有产品均按产量递减顺序排列。
大量生产类型,加工机床按产品生产线原则布置;单件小批生产类型,必须按工艺原则布置;介于两区之间的采用上述两种相结合的成组原则布置。
二、生产物流的时间组织
1.顺序移动方式顺序移动方式是指当一批加工对象在上道工序完成全部加工后,整批地转到下道工序进行加工的方式,如图 6-5所示。其加工周期为:
m
i
itnT
1
顺式中,n 是批量; m 是工序数; ti 是 i工序单件工时; T顺 是顺序移动方式生产周期。
生产物流的时间组织是指一批加工对象在生产过程中各生产单位、各道工序之间在时间上的衔接和结合方式。要合理组织生产物流,不但要缩短物流流程的距离,而且还要加快物料流动的速度,减少物料的成批等待,实现物流的节奏性、连续性。
通常,一批物料有三种典型的移动组织方式,即顺序移动、
平行移动和平行顺序移动。
2.平行移动方式平行移动方式是指每个产品或零件在上道工序加工完后,立即转到下道工序加工,使各个零件或产品在各道工序上的加工平行地进行,见图 6-6所示。
采用平行移动方式,一批物料的加工周期为
M1
M2
M3
M4
加工工序
t1 t1 t1 t1
t2 t2 t2 t2
t4 t4 t4 t4
t3 t3 t3 t3
0 加工时间图 6-5 顺序移动方式
m
i
Li tntT
1
)1(平式中,T平 是平行移动方式下一批物料的生产周期; n 是批量; m 是工序数; ti 是每道工序单件工时; tL是物料中最长的单间工序时间。
M1
M2
M3
M4
加工工序
t1
t2
t4
t3
0 加工时间
t1 t1 t1
t2 t2t2
t3 t3 t3
t4 t4 t4
图 6-6 平行移动方式
3,平行顺序移动方式平行顺序移动方式是指一批零件或产品既保持每道工序的平行性,又保持连续性的作业移动方式。
采用平行顺序移动方式,一批物料的加工周期为:
),(m i n)1( 1
1
11
jj
m
j
m
i
i ttntnT 平顺式中,T平顺 是平行顺序移动方式下一批物料的生产周期; n是物料批量; m是物料的工序数;
ti是每道工序的单件时间。 tj和
tj+1代表相邻两工序。
M1
M2
M3
M4
加工工序
t1
t2
t4
t3
0 加工时间
t1 t1 t1
t2 t2t2
t3 t3t3
t4 t4 t4
图 6-7 平行顺序移动方式平行顺序移动方式的特点是:
当 ti≤ti+1时,物料按平行移动方式转移。即当上一道工序的加工时间小于或等于下一道工序的加工时间时,上一道工序加工完每一件物料后,应立即转到下一道工序去加工。
当 ti> ti+1时,以 i工序最后一件物料的完工时间为基准,往前推移( n -1) ti+!,作为物料在( i+ 1)工序的开始加工时间。即当上一道工序的加工时间大于下一道工序的加工时间时,要使上一道工序加工完最后一件物料,恰好供应下一道工序开始加工该批物料的最后一件物料,如图 6-7所示。
总 结三种移动方式中:
①顺序移动加工周期长,大多零件有等待加工和运输时间,但是设备是连续工作的。
②平行移动加工周期短,等待时间少,但单件运输,工作量大,且设备会出现停歇时间。
③平行顺序移动是二者的结合,加工周期居中,
在加工中经常采用。
第三节 基于企业生产战略与系统设计框架下的生产物流分析
1.生产战略生产战略是企业根据所选定的目标市场和产品特点来构造其生产系统所遵循的指导思想,以及这种指导思想下的一系列规划、
内容和程序。
生产战略主要包括三个方面的内容:生产运作的总体战略、
产品及服务的选择设计与开发、生产运作系统的设计。
生产运作的总体战略包括 5种常用的内容:自制与外购、低成本和大批量、多品种和小批量、高质量、混合策略。
2.不同生产战略下的生产物流观自制与外购,自制要对产品从原料投入到形成实体的生产物流 全过程进行控制,而外购的重点在供应物流而不是生产物流。
一、企业生产战略生产物流是生产系统的动态表现,站在生产物流的角度客观地看,物料从投入到形成产品所经历的各个生产阶段或工序无不与企业生产战略和生产系统设计等方面有着不可分割的联系。
低成本和大批量,此时生产的产品多为标准化产品,而且需要高效的专用设备和设施(生产流水线)作为大批量的保证,当然在组织生产的过程中要尽可能提高设备利用率,提高劳动生产率,
并对生产物料进行严密控制。
多品种和小批量,由于产品种类多样性、生产过程变动性、生产设备复杂化、生产计划和作业困难、生产实施及其控制动态性等特点,要求生产物流系统注重平衡,协调生产过程中各种零件的生产次序、装配次序,处理好计划与控制原材料生产量、在制品占用量、成品库存量之间的关系。
高质量,要求企业对生产物流进行,全面,质量管理,制定一系列质量管理办法,并且按照 IS09000系统建立规范的生产物流体系。
混合策略,实现多品种、低成本、高质量。采用这种战略时,
生产物流过程将完全受令于在计算机技术基础上迅猛发展的产品制造、信息集成和通信技术所构造的信息技术系统的控制,对从物料的投入到形成实体的生产物流的需求完成取决于最终市场对产品的需求。
1.生产运作系统设计生产运作系统的设计是先根据市场需求进行产品设计,得到有竞争力的产品设计方案;然后还要解决产品由设计到制造的实现过程 —工艺设计,确定制造工艺过程,所需设备、工艺装备;
当设计方案和工艺方案都确定后,则要建立具体的生产系统,选定厂址,布置设备。在生产运作系统设计时,要考虑,物流路径,
合理化问题,其中的设施布置将影响生产物流中物流路线、物流流程及物料搬运效率。所以必须以生产物流为核心开展企业生产系统设计。
2.与生产物流优化直接相关的设施布置设计设施布置设计是根据企业的经营目标和生产纲领,在已确定的空间场所内,按照从原材料的接收、零件和产品的制造,到成品的包装、发运的全过程,将人员、设备、物料所需要的空间作最适当的分配和最有效的组合,以便获得最大的生产经济效益。
企业设施布置设计包括两个内容:工厂总体布置和车间布置。
二、生产运作系统设计与生产物流设施布置的基本形式按工作流程形式分三种基本类型
(工艺原则布置、产品原则布置、定位布置)和一种混合类型(成组技术布置)。
1.系统布置设计( SLP)
系统布置设计是一种久负盛名的经典方法。这种方法要建立一个相关图,表示各部门的密切程度。相关图类似于车间之间的物流图。相关图要用试算法进行调整,直到得到满意方案为止。然后要根据建筑的容积来合理地安排各个部门。为了便于对布置方案进行评价,系统布置设计也要对方案进行量化。根据密切程度的不同赋予权重,然后试验不同的布置方案,最后选择得分最高的布置方案。
( 1)系统布置设计分为四个阶段,如图 6-8所示。
三、运用科学的系统设计方法优化生产物流系统图 6-8 系统布置设计过程图
(2)程序模式。系统布置设计进行第二阶段总体区划的工作程序模式,如图 6-9所示。
原始资料分析:主要是产品 -产量,即分析 P-Q分析。
物流:以流程为主的工业设施中按照物料移动顺序,可得到一个物流图,表明生产部门之间的物流关系。除此之外还有许多辅助服务部门之间的非物流关系,因此必须同时考虑各种作业单位之间物流和非物流的相互关系,得到一个,物流和作业单位相关图,。
(3) P-Q分析。 P-Q分析:要回答采用什么样的生产方式,
从而采取什么样的基本布置形式。
(4)物流分析。包括确定物料在生产过程中每个必要的工序之间移动的 最有效顺序及其移动的强度或数量。
针对不同的生产类型,应采用不同的物流分析方法,1)工艺过程图; 2)多种产品工艺过程表; 3)成组方法; 4)从 -至表。
(5)作业单位相互关系分析。对于布置设计,物流分析并不是惟一的依据,有时要进行作业单位间非物流关系的分析。在难以得到定量数据的情况下,可以采用这种方法。一般可将物流强度划分为以下五个等级:
A:超高物流强度(要求绝对靠近); E:特高物流强度(关系特别密切,要求靠近); I:较大物流强度(关系比较重要,要求靠近); 0:一般物流强度(关系一般,一般靠近); U:强度可忽略的搬运(关系不重要,不限定距离); X:不予考虑(不需要靠近)。
根据各车间之间的物流量及关系级别确定其综合关系图,如图 6-10所示。
(6)物流与作业单位相互关系图解。根据图 6-10,得到综合位置图,如图 6-11所示。
( 9)调整与修正。
( 10)评价与选择。
(7)面积的确定。在作业单位的相互关系确定以后,需要按它们的面积进行位置安排。
( 8)面积相互关系图解。根据已经确定的物流及作业单位相互关系以及确定的面积,可利用面积相互关系图进行图解,即把每个作业单位按面积用适当的形状和比例在图上进行配置,如图
6-12所示。
第四节 不同生产类型生产物流的分析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、离散性生产。
1.连续性生产、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。如化工、炼油、冶金、食品、造纸等的生产过程。
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,如轧钢和汽车制造。两者的特征如表 6-5所示。
一、不同生产类型生产物流分析表 6-5 不同生产类型的特征特 征 连续性生产 离散性生产用户数量 较少 较多产品品种类 较少 较多产品差别 有较多标准产品 有较多用户需要的产品自动化作业 较易实现 较难实现设备布置的性质 流水式生产 批量或流水作业设备布置的柔性 较低 较高生产能力 可明确规定 模糊的扩充能力的周期 较长 较短对设备可靠性要求 高 较低维修的性质 局部检修多,停产大修少 多数为局部修理原材料品种数 较少 较多能源消耗 较高 较低在制品库存 较低 较高副产品 较多 较少
2) 离散性生产物流的特征
1)离散性生产的特点。
( 2)离散性生产过程及其生产物流特征
( 1)连续性生产过程及其生产物流特征
1)连续性生产的特点。
2) 连续性生产物流的特征连续性生产的特点 有:产品结构 比较简单,物料数量和层次较少,设计极少变更;工艺流程采用专用设备或装置,流程和能力都相对固定,
工序间连续且能力匹配性强,在最高和最低日产量间波动;当供需变化时,只能靠调整工艺流程参数维持生产,不能中断;物料存储形态多样化(罐、箱、柜、桶);自动化水平高、
生产计划管理严格。另外,还要加强批次跟踪管理,但车间管理相对简单。
连续性生产物流的特征,生产出的产品和使用的设备、工艺流程都是固定且标准化的;工序之间几乎没有在制品储存;连续性生产物流管理的重点是保证连续供应物料和确保每一个生产环节的正常运行。由于工艺相对稳定,有条件采购用自动化装置实现对生产过程的实时监控。
离散性生产的特征,离散性生产是在加工装配式生产中,产品生产的投人要素由许多可分离的零部件构成,各个零部件的加工过程彼此独立。
离散性生产物流的特征,制成的零件通过部件装配和总装配最后成为产品,
整个产品的生产工艺是离散的,各个生产环节之间要求有一定的在制品储备。
离散性生产物流管理的重点 是在保证及时供料,在零件、部件的加工质量基础上,准确控制零部件的生产进度,缩短生产周期,既要 减少在制品积压,又要保证生产的成套性。
2.备货型生产与订货型生产按照企业组织生产的特点,可以把制造性生产分成 备货型生产 与 订货型生产 两种。流程式生产一般为备货型生产,加工装配式生产既有备货型也有订货型。
表 6-6 备货型生产与订货型生产的主要区别多种操作技能人员多采用通用设备很重要,订货时决定订货时确定难以预测按用户要求生产,无标准产品,
大量的变形产品与新产品订货型生产专业化人员多采用专用高效设备不重要,由成品库随时供货事先确定可以预测标准产品备货型生产人员设备价格订货期对产品的需求产品项目两者的主要区别见表 6-6所示。
订货型生产是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。如锅炉、船舶等产品的生产,属于订货型生产。
备货型生产是企业根据市场需求(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。如轴承、坚固件、小型电机等产品的生产,属于备货型生产。
以装配型家电制造企业为例说明备货型生产与生产物流特征,
以及装配型家电企业的生产特点:
( 1)装配型家电企业的 生产特点
1)是以市场驱动为主的备货型生产。通常,家电企业通过对市场需求信息的收集、分析,往往在没有定单或定单不足的情况下组织生产,装配成商品,
放入仓库,再根据市场销售需求,现货供应市场。因此,在经营计划的制定中,
对市场信息的依赖性很大。
2)产品品种少、批量大,工艺相对固定。因此,在生产计划安排上,相对要简单,但由于批量大,对物料供应的及时性、配套性要求严格,库存和在制品占用流动资金比例较高。
3)整机类企业,小制造、大装配。整机类家电企业以装配为主,自己只生产一些关键零部件(一般在 20%左右),而大部分的零部件 都由外购、外协得到,形成了小制造大装配的生产特点,这样对生产过程中物料的管理与监控如同机械制造业中的生产调度一样,节奏快,实时性强。
4)新产品的研制离线进行。家电企业在线生产的产品一般是成熟产品,
即在市场销售活动中属畅销或较畅销的产品,而对新产品的选型、设计、工艺实验、试生产等活动,主要依据对市场的调查、分析后,提前进行研制,与实际生产不是实时连接。
(2) 装配型家电企业的 生产物流特点 。家电企业小制造、大装配的特点,使得企业在组织生产时将主要注意力放在装配生产线上,为保证生产流水线均衡生产,不积压、不断流,从计划到供应,从仓库、制造车间到装配车间之间的物料移动,物流的管理与监控尤为重要。
采用准时生产与物料需求计划相耦合的计划管理模式。对于大量的外购、外协件及自制的零部件,可采用 MRP的备料方式,
用以指导各生产车间的加工与装配计划的协调;对自制零配件和条件成熟的配件供应商,采用准时生产( JIT)的备料方式,直接把物料送入装配生产线,以减少零部件库存和流动资金的占用。
采用面向功能的多进程管理体系,设计物流监控系统。在物流布局和回路设计上,选用多种先进输送工具组成多回路运行的物流系统;在自动化仓库库位分配上,以及对自动化仓库出 /入库、运输任务调度、运输设备状态、缓冲站物料状态和需求情况等要进行合理优化处理,以提高系统的实时性、可读性和可靠性。
3.大量生产、成批生产、单件生产和项目型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、项目型生产类型。
大量生产方式的特点是生产的品种少,每一种产品的批量大,
稳定地不断重复地进行生产。一般这类产品在一定时期内具有相对稳定的需求。
单件生产方式的特点是,产品对象基本上是一次性需求的专用产品,一般不重复生产。因此,生产中品种繁多,生产对象不断在变化,生产设备和物流装备必须采用通用性原则。在生产状态复杂多变的情况下,一般宜按工艺专业化原则,采用机群式布置的生产物流组织形式。
成批生产方式 生产的对象是通用产品,生产具有重复性,介于大量生产和单件小批生产方式之间,在生产物流管理上根据轮番重复生产这一特征,可以按对象专业化原则组织生产。但由于生产的品种多,生产的稳定性差,建立正规的生产线和流水线的难度较大,
但可以组织多品种的对象生产单元,使工件的生产过程基本上可以在生产单元内封闭地完成。在生产物流的组织上,合理安排每一种产品的轮番间隔期和生产批量,既要减小批量,保证生产的比例性和压缩在制品,又要避免批量频繁变换,影响设备的利用率。
成批生产方式项目型生产项目型生产 是当生产系统需要的物料进人生产场地后,几乎处于停止的
,凝固,状态,或者说在生产过程中物料流动性不强。如大型的水电设备、
冶金设备、轮船、飞机等。
前三种生产类型的特点如表 6-7所示。
生产类型特点 大量生产 成批生产 单件小批生产产品品种 单一或很少 较多 很多产品产量 很大 较大 单个或很少采用设备与工装 专用 专用与通用并存 通用设备排列 对象专业化 对象、工艺专业化 工艺专业化劳动分工 细 有一定分工 粗工人技术水平 低 一般 较高生产周期 短 较长 长劳动生产率 高 较高 低单产成本 低 较高 高计划管理工作 较简单 较复杂 复杂多变控制管理 简单 较简单 复杂适应性 差 较差 强表 6-7 三种生产类型的特点
( 1)单件小批量生产类型
1)单件小批量生产过程特点 。生产过程中,工人以师傅带徒弟的方式培养,个人具有高超技术;生产的组织分散;产品设计和零件制造分散;设备使用通用机器。
2)单件小批量生产物流特征 。生产重复程度低,从而物料需求与具体产品制造存在一一对应的相关需求;由于单件生产,产品设计和工艺设计存在低重复性,从而物料的消耗定额不容易或不适宜准确制定;由于生产品种的多样性,使得制造过程中采购物料所需的供应商多变,外部物流较难控制。
(2)多品种小批量生产类型(成批生产)。
1) 多品种小批量型生产过程的特点 。
2) 多品种小批量生产物流特征 。由于企业必须按用户需求以销定产,使企业物流配送管理工作复杂化,协调采购、生产、销售物流并最大限度地降低物流费用是该生产物流系统 最大的目标。
其生产物流特征表现在:
品种数量多但产量有限;产品设计系列化,零部件制造标准化、通用化;
工艺过程采用成组技术;运用柔性制造系统使生产系统能适应不同的产品或零件的加工要求,并能减少加工不同零部件之间的换模时间。
① 物料生产的重复度介于单件生产和大量生产之间,一般是制定生产频率,采用混流生产。②以 MRP(物料需求计划)实现物料的外部独立需求与内部的相关需求之间的平衡。以 JIT(准时生产制)实现客户个性化特征对生产过程中物料、零部件、成品的拉动需求。③由于产品设计和工艺设计采用并行工程处理,物料的消耗定额容易准确制定从而产品成本容易降低。④由于生产品种的多样性,对制造过程中物料的供应商有较强的选择要求,从而外部物流的协调较难控制。
(3)单一品种大批量生产类型下的生产物流。单一品种大批量型是指生产的产品品种数相对单一,而产量却相当大,生产的重复度非常高且大批量配送。
1)单一品种大批量生产过程的特点 。品种单一但产品数量相当大;产品设计和零件制造标准化、通用化、集中化;很强的零件互换性和装配的简单化使生产效率极大地提高,生产成本低,
产品质量稳定。
2) 单一品种大批量生产物流特征 。 由于物料被加工的重复度高,从而物料需求的外部独立性和内部相关性易于计划和控制;
由于产品设计和工艺设计相对标准和稳定,从而物料的消耗定额容易并适宜准确制定;由于生产品种的单一性,使得制造过程中物料采购的供应固定,外部物流相对而言较容易控制。
为达到物流自动化和效率化,强调在采购、生产、销售物流各功能的系统化方面,引入运输、保管、配送、装卸、包装等物流作业中各种先进技术的有机配合。
(4)多品种大批量生产类型下的生产物流。多品种大批量生产也叫大批量定制生产,它是以大批量生产的成本和时间,提供满足客户特定需求产品和服务的生产类型。大批量定制生产的基本思想是用大批量生产的效益、成本和质量来生产个性化的产品,
使产品生产的成本和质量与批量无关,如图 6-16所示。
1)多品种大批量生产过程的特点 。生产方面,要增加定单生产中库存生产的比例,可以将客户订单分离点尽可能向生产过程的下游移动,减少为满足客户订单中的特殊需求而在设计、制造及装配等环节增加的各种费用;在 时间 的优化方面,关键是有效地推迟客户订单分离点。企业不是采用零碎的方法,而必须对其产品设计、制造和传递产品的过程和整个供应链的配置进行重新思考。通过采用这种集成的方法,企业能够以最高的效率运转,
能够以最小的库存满足客户的订单要求;在 空间 的优化方面,关键是有效地扩大相似零件、部件和产品优化范围,并充分识别、
整理和利用这些零件、部件和产品中存在的相似性。
2) 多 品种大批量生产物流特征 。按照客户不同层次需求,可以将大批量定制生产分成三种模式,即面向订单设计、面向订单制造、面向订单装配。三种模式都是以订单为前提,所以生产物流特征表现在:
①由于要按照大批量生产模式生产出标准化的基型产品,并在此基础上按客户订单的实现要求对基型产品进行重新配置和变型,
所以物料被加工成基型产品的重复度高,而对装配流水线则有更高的柔性要求,从而实现大批量生产和传统定制生产的有机结合。
② 物料的采购、设计、加工、装配、销售等流程要满足个性化定制要求,这就促使物流必须有坚实的基础 ——订单信息化、
工艺过程管理计算机化与物流配送网络化。而实现这个基础包括一些关键技术支持,如现代产品设计技术( CAD,CAM)、产品数据管理技术( PDM)、柔性制造系统等。
③产品设计的,可定制性,与零部件制造过程中由于,标准化、通用化、集中化,带来的,可操作性,的矛盾,往往与物料的性质与选购、生产技术手段的柔性和敏捷性有很大关联。因此,
创建可定制的产品与服务非常关键。
④库存不再是生产物料的终结点,基于快速响应客户需求目标的物流速度效益使单个企业物流将发展成为供应链系统物流、
全球供应链系统物流。
⑤生产品种的多样性和规模化制造,要求物料的供应商、零部件的制造商以及成品的销售商之间的选择将是全球化、电子化、
网络化的。这会促使生产与服务紧密结合,使得基于标准服务的定制化产品与基于定制服务的产品标准化,从交货点开始就提升整个企业供应链价值。
(5)项目型生产过程及其生产物流特征。
项目型生产可分为两种类型:一种是只有物料流入,几乎无物料流出的,纯项目型,生产系统,如建筑工程与安装工程;另一种是在物料流入生产场地后,,滞留,相当长一段时间再流出的,准项目型,生产系统,如大型专用设备、造船厂、飞机制造厂等。
1)项目型生产过程的特征 。物料凝固;物料投入大;产品生产周期长;一次性生产;生产的适应性强。
2)项目型生产物流的特征 。物料采购量大,供应商多,外部物流较难控制;生产过程原材料、在制品占用大,无产成品占用;
物流在加工场地的方向不确定,加工路线变化极大,工序之间物流联系不规律;物料需求与具体产品存在一一对应的相关需求。
项目型生产物流管理的重点是按照项目的生产周期对每阶段所需的物料在质量、费用以及时间进度等方面进行严格的计划和控制。
见案例 ——造船企业 。
造船企业生产过程的特点:
⑴订单型生产;⑵一次性生产;⑶单件小批生产;⑷物料投入大、
种类多、吨位大;⑸产品造价高;⑹船舶建造周期长;⑺物流凝固;⑻生产柔性化。
造船企业生产物流特征:
⑴船舶的生产周期长,有大量的原材料、中间产品、在制品都在船厂仓库或生产车间中,占用量极大;而船舶一旦生产出来就会立即交付船东使用,所以产成品库存几乎没有。 ⑵物流在加工场地的方向不确定、加工路线变化极大,工序之间的物流联系规律性不强。 ⑶造船企业产品品种繁多,生产重复度低,通用件相对很少,属于单件生产,所以其物料需求也不相同。
二、不同生产模式生产物流分析
1.企业生产模式三个阶段回顾制造业的发展过程,企业生产模式经历了三个阶段,如图 6-17所示。
( 1)单件生产模式。早期单件生产模式是指 19世纪初到 20世纪 20年代的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。
单件生产模式下的生产物流管理一般是凭借个人的劳动经验和行规进行管理。
(2)大量生产模式 ——“少品种大批大量生产,的生产模式。
美国的,福特制,就是典型代表( 1913年产生于美国福特汽车公司流水生产线),它为社会提供了大量的产品,它存在的基础是当时的市场环境为卖方市场,此生产模式也称为刚性生产 模式。
大批量生产方式的代表是流水生产方式,它是指加工对象按照一定的工艺路线、有规律的从前道工序流到后道工序加工,并按照一定的生产速度连续完成工序作业的生产过程。
2.不同生产模式的生产物流分析流水生产的特点:
①流水线上固定生产一种或少数几种产品(零件),工作地专业化程度高。②流水线上每个工作地按照产品工艺过程零件)顺序安排,产品按单向运输路线移动。③工艺过程是封闭的,工作地按工艺顺序安排为索链形式,劳动对象在工序间作单向流动,自成系统,便于管理和控制。④生产具有明显的节奏性。⑤生产具有较高连续性。⑥流水线上各工序之间的生产能力是平衡的,成比例的。
流水线生产要求生产物流系统要与生产过程其他要素(人、
设备工装、工艺、资金、生产组织、信息)协调好,使不同作业计划的车间能连续地、同步地、均衡地进行生产。
大批量生产模式下的生产物流管理是建立在科学管理的基础上的,即事先必须制定科学标准 —物料消耗定额,
然后编制各级生产进度计划对生产物流进行控制,并利用库存制度对物料的采购及分配过程进行相应的调节。
物流管理的目标在于追求物流子系统的最优化。
(3)多品种小批量生产模式。
多品种小批量生产模式的主要特点是产品种类多、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。其实质是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。多品种小批量生产模式又有多种生产组织策略,如图 6-18所示。
成组生产准时生产 (JIT)
柔性生产敏捷生产虚拟企业 计算机集成制造 (CIMS)
图 6-18 多品种小批量生产模式
① 成组技术 GT(Group Technology) 是一门生产技术科学,它研究如何识别和发掘生产活动中有关事务的相似性,并对其进行充分利用。即把相似的问题归类成组,寻求解决这一组问题相对统一的最优方案,以取得所期望的经济效益。成组技术应用与机械加工方面,乃是将多种零件按其工艺的相似性分类成组以形成零件族,把同一零件族中零件分散的小生产量汇集成较大的成组生产量,从而使小批量生产能获得接近于大批量生产的经济效果。
成组技术 原理,即对于不同制品之间客观存在的相似性进行识别,并根据一定的目的,按其相似特征进行归类分组,并找出同一类制品中的典型制品,以典型制品为基础编制成组工艺和进行成组生产,以避免不必要的重复劳动和组织管理中不应有的多样化,达到简化、统一、高效和经济目的的生产组织技术。
成组生产模式下的 生产物流 由于更多的使用了标准化的产品结构及零部件使工序间的搬运和等待时间节省,从而大幅度的提高了生产效率及物流效率。由于可利用相似性原理进行材料消耗定额和成本定额的制定,可事半功倍。由于设备可按零件族典型工艺顺序布置,可使物流更加顺畅。
② 精益生产 ( LP) 与准时生产 ( JIT) 。一般认为精益生产是指丰田生产方式,其中,准时生产 ( JIT),是其典型代表。
精益生产的 核心思想 是以整体优化的观点合理地配置和利用企业拥有的生产要素,消除生产全过程一切不产生附加价值的劳动和资源,追求,尽善尽美,,达到增强企业适应市场多元需求的应变能力,获得更高的经济效益。
精益生产的核心其实是关于生产计划和控制以及库存管理的基本思想,而在计算机网络支持下的小组工作方式是实施精益生产的基础。其基本目标是零库存、高柔性、无缺陷。
精益生产的特点是:
a,以销售部门作为生产过程的起点,按订货合同组织多品种小批量生产。
b.在产品开发上有独特的办法,采用类似,项目经理负责制,,项目经理被赋予极大的权力去组织人力物力资源并会得到各级领导的支持,以保障开发的顺利进行。开发过程中采用的是并行工程。开发中运用各种计算机辅助技术,采用一种基本型外加多种变体的模块化设计成为主流。
c,在物料管理与营销管理上利用利益准则的同时,力求与协作厂和零部件供应商、销售商及用户保持长期而稳定的全面合作关系,形成,命运共同体,,以实现真正的准时制生产( JIT)。
d.在生产计划与库存管理体系上,精益生产的一大特色是其生产计划与库存管理方法 ——准时制生产 ( JIT) 。
e.在人力资源与组织管理方面,采用团队组织和团队工作方式
(即计算机网络支持下的工作小组方式,可以是一个生产小组,
也可以由整个车间、公司、甚至协作厂和用户在内组成不同层次的团队),通过建立,共荣,,忠诚,的团队精神来调动各方的积极性和创造性,这是精益生产组织管理的重要特色。
f.在质量控制体系上,精益生产采用的是全面质量管理,由所有人员共同参与并贯穿于从设计到制造的全过程中。
JIT的 含义 是:在需要的时间和地点,生产必要的数量和完美质量的产品和零件,以杜绝超量生产,消除无效劳动和浪费,达到用最小的投入实现最大产出的目的。 JIT是在消除一切浪费和无效劳动、生产系统最优化基础上缩短生产周期,加快资金周转和降低生产成本,实现零库存的主要方法。
精益生产模式下的生产物流有以下特征:
追求零库存的 JIT是一种,拉动 (Pull )式,管理。
准时制生产首先制定年度、季度、月度生产计划并向最后一道工序以外的各工序出示每月大致的生产品种和数量,作为其安排生产的参考基准。
每日的准时制生产指令只下达到最后一个工序。即前道工序的零部件仅在后续工序提出要求时才生产,后工序取走多少,前工序就生产多少,
决不积压。这样,从最后一道工序层层向前工序领取零部件,直至原材料供应部门,把各个工序连接起来,中间不存在任何库存缓冲环节,形成
,拉动式,管理。
各工序间以,看板,作为信息传递的载体,按照有限能力计划,逐道工序地倒序传递生产过程中的取货指令和生产指令,现场操作人员依据
,看板,进行作业。
JIT在制造工序间实行,一个流,(产品在各个工序生产时每个工序只有一个半成品或成品在生产)管理,使在制品库存为零。
柔性生产的精髓在于实现弹性生产,提高企业的应变能力,不断满足用户的需求。
柔性生产模式与刚性生产模式相比具有以下特点:
a.建立虚拟企业,实现虚拟生产与拟实生产。
b,订单决定生产量。柔性生产模式认为,价格与质量只是部分竞争手段,要不断地研发产品,创造产品的特殊使用价值来满足用户,根据订单来确定生产量及小批量品种,这就是柔性生产管理的基本出发点。
c.建立弹性生产体系。在同一条生产线上通过设备调整来完成不同品种的批量生产任务,既满足多品种的多样化要求,又使设备流水线的停工时间达到最小。即,只在必要的时间内生产必要数量的必要产品。,
3)柔性生产。随着经济的不断发展,刚性生产模式的弊端逐渐显现,主要表现在:成本增加、过量库存、适应市场的灵敏度低。为此,1998年美国里海大学和 GM公司共同提出了柔性生产模式。
柔性生产模式的内涵实质表现在两个方面,即 虚拟生产 和 拟实生产 。
虚拟生产是指面对市场环境的瞬息万变,要求企业作出灵敏的反映,
而产品越来越复杂、个性要求越来越高,任何一个企业已不可能快速、
经济地制造产品的全部,这就需要建立虚拟组织机构,实现虚拟生产。
拟实生产即拟实产品开发,它运用仿真、
建模、虚拟现实等技术,提供三维可视环境,从产品设计思想的产生、设计、研发,
到生产制造全过程进行模拟,以实现在实体产品生产制造以前,就能准确预估产品功能及生产工艺性,掌握产品实现方法,
减少产品的投人、降低产品开发及生产制造成本。
d.生产区位趋于集中。为了满足市场需求,柔性生产必须在一个生产区位完成整个生产过程。尤其是零配件供应商要与装配厂保持距离,以保证零配件及时交货并实现零库存,从而实现对市场需求变化的灵敏反应。
e.人员素质要求高。能够在柔性生产模式下通过培训、学习、
模仿和掌握信息技术等获得生产所需要的知识与技能。
柔性生产模式下的生产物流特征为:①企业物流活动柔性管理要以权变思想为指导,使其动态的适应内外部因素的变化,使企业物流系统各环节时时处于一种平衡的链状关系中,以保证生产所需和工作顺畅的进行。②柔性管理系统中的每一个组织单元相互配合与衔接,形成一个有机的整体,从而使企业物流活动更加协调。③物料的供应要满足可同时加工多种不同工件的要求,并使物料工件在机床间的传输无固定的流向和节拍,以保证零配件及时交货并实现零库存,实现弹性。④企业物流系统实施柔性管理效率高,信息的搜集加工反馈快、决策快,而且又可根据信息显示的变化来弹性地制定和修改物流工作计划,这样既能保证生产需要,又能最大限度地降低库存。
4)敏捷制造及虚拟企业生产。
敏捷性 是指企业在不断变化、不可预测的经营环境中善于应变的能力,它是企业在市场中生存和领先能力的综合表现。 敏捷制造 是指制造企业采用现代通信手段,通过快速配置各种资源(包括技术、管理和人),以有效和协调的方式响应用户需求,实现制造的敏捷性。敏捷制造依赖于各种现代技术和方法,而最具代表性的是敏捷虚拟企业(简称虚拟企业)的组织方式和拟实制造的开发手段。
拟实制造,拟实制造亦称 拟实产品开发 。它综合运用仿真、建模、虚拟现实等技术,提供三维可视交互环境,对从产品概念产生、设计到制造全过程进行模拟实现,以期在真实制造之前,预估产品的功能及可制造性,获取产品的实现方法,从而大大缩短产品上市时间,降低产品开发、制造成本。
虚拟企业 ( 也叫动态联盟 ):为了快速应对竞争环境的快速变化,根据任务,由一个公司内部某些部门或不同公司按照资源、
技术和人员的最优配置,快速组成临时性企业即虚拟企业,以确保迅速完成既定目标。这种动态联盟的虚拟企业组织方式可以降低企业风险,使生产能力前所未有地提高,从而缩短产品的上市时间,减少相关的开发工作量,降低生产成本。
拟实制造组织方式是由从事产品设计、分析、仿真、
制造和支持等方面的人员组成,虚拟,产品设计小组,
通过网络合作并行工作;其应用过程是用数字形式
,虚拟,地创造产品,即完全在计算机上建立产品数字模型,并在计算机上对这一模型产生的形式、配合和功能进行评审、修改,这样常常只需作一次最终的实物原形,并可使新产品开发一次获得成功。
敏捷制造对生产物流的影响,从传统的观点看,物流对工业企业的生产是一种支持作用,被视为辅助的功能部门。
随着现代企业的生产方式的转变,敏捷制造要求企业的物流要跟着转变运作方式,要考虑如何将企业物流转变为战略资源来提高企业面对客户、快速响应市场的能力。
敏捷制造要求企业的物流系统必须具有和制造系统协调运作的能力,此时的生产物流不再是传统的保证生产过程连续性的问题,而是要在供应链管理中发挥重要的作用:①创造用户价值,降低用户成本。②协调制造活动,提高企业敏捷性。③提供用户服务,塑造企业形象。④提供信息反馈,
协调供需矛盾。
第五节 现代企业生产物流管理所面临的挑战一、现代企业生产环境、信息技术的变化
1.市场环境变化从目前的发展趋势来看,21世纪的市场呈现如卞特点:
(1)竞争愈来愈激烈。随着先进技术的广泛应用,使产品的生产变得更加容易。顾客对柔性( F),时间( T),质量 (Q)、成本
( C)、速度 (S)的要求也会愈来愈高。
(2)市场竞争的国际化。 21世纪的市场将是国际化的大市场,
各国市场都要向外国开放,造成竞争的国际化。
(3)市场的动态化。指顾客需求的多样化,且顾客的需求是不断改变的,这就决定了产品的生产特点将是多品种、小批量,
甚至单件化,还要求产品投放市场的周期大大缩短。
(4)市场的多元化。未来市场是多种规格、多种质量档次、
各种价格档次的产品共存的市场。制造者应根据自身的实力(经济的、技术的)找准突破点,占领某一档次的市场。
3)柔性 更加提高。企业不仅要具备技术的柔性,还要具备管理上的柔性,以及人员和组织上的柔性。
4)全生命周期内的质量保证。对产品质量更全面的理解是:
用户占有、使用产品的一种综合主观反映,包括可用、实用、耐用、好用。
5)企业的组织形式将是跨地区、跨国家的虚拟公司或动态联盟。
6)生产过程更加精良。产品开发、生产、销售、维护过程更加简化,生产工序更加简单,从而降低成本、提高劳动生产率、
缩短上市时间。
7)人员素质更加提高。要求全体职员具有更高的技术、管理和协作素质,每个人都应掌握多种技术、胜任多种工作。
21世纪制造业将具有以下主要特点:
1)产品开发周期显著缩短,上市时间更快。
2)具备赢得竞争、提高市场占有率的四种基本能力。
① 时间竞争能力。产品上市快、生产周期短、
交货及时。②质量竞争能力。产品不仅可靠性高,而且使用户在各方面都满意。③价格竞争能力。产品生成成本低,销售价格适中。
④创新竞争能力。产品有特色、生产有柔性、
竞争有策略。其中最重要的能力是创新能力,
企业的创新不仅指产品设计和生产工艺上的创新,还要包括制造观念的更新、组织的重构、经营的重组。
8)智能化程度更高。在产品设计和制造过程中广泛应用人工智能技术,各种设备的智能化程度大大提高。
9)更加注重环境问题。
10) 分布、并行、集成并存。分布性更强、分布范围更广,
是全球范围的分布;并行化程度更高,许多作业可以跨地区、
跨部门分布式并行实施;集成化程度更高,不仅包括信息、技术的集成,而且包括管理、人员和环境的集成。 21世纪制造业的四个关键因素是技术、管理、人员和环境。
2,计算机与信息技术环境的变化计算机与信息技术环境的进步正在对制造业的发展产生巨大的影响,使制造业经历了四个发展阶段:
⑴功能自动化阶段;
⑵信息集成阶段;
⑶过程优化阶段;
⑷敏捷化阶段。
(1)柔性制造系统 FMS。它是由计算机控制的、由若干个半独立的工作站和一个物料传输系统所组成,能高效地制造多品种、
中小批量零件的加工系统。
FMS具有以下 特点,设备利用率高;设备投资少;直接工时费用低;工序中在制品量少,缩短了生产准备时间;改变生产要求时有快速应变能力;维持生产的能力;产品质量高。
(2)计算机集成制造系统 CIMS。 CIMS将制造系统中的各种自动化孤岛用计算机进行有机的 集成,使制造系统适合于多品种、
中小批量的生产,提高制造系统的总体效益和柔性。
(3)精益生产系统 LPS。其实质是在产品开发、生产过程中,
通过项目组和生产小组,把各方面的人集成在一起,把生产、检验与修理等场地集成在一起,通过相应措施做到与零部件协作厂、
销售商和用户的集成,从而简化产品的开发、生产、销售过程,
简化组织机构,实现最大限度的精简,获取最大效益,达到最大限度满足用户需求,提高企业竞争力。
二、先进的制造系统
(4)智能制造系统 IMS。智能制造系统 IMS是指在制造业的各个环节以一种高度柔性、高度集成、高度智能的方式进行生产的制造系统,旨在取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动。
(5)敏捷制造系统 AMS。 它利用人的智能和信息技术,通过多方面的协作改变企业延用的复杂的多层梯阶结构,来改变传统的大批量生产。
其实质是在先进柔性生产技术的基础上,通过企业内部的多功能项目组与企业外部的项目组合作组建一个虚拟公司,这种动态的组织结构把全球范围内的各种资源集成在一起,实现技术、管理和人的集成,从而在整个产品生命周期最大限度地满足用户需求,提高企业竞争能力。
(6)虚拟制造系统 VMS.虚拟制造系统 VMS是多学科先进制造技术的综合应用。其本质是以计算机支持的仿真技术、产品建模技术、人工智能技术、并行工程技术、分布式智能协同求解技术等为前提,对设计、制造等过程进行统一建模,在产品设计阶段实时地、并行地模拟产品未来制造全过程及其对产品设计的影响,预测产品性能、产品的可制造性、产品的成本等。从而更有效地、柔性灵活地组织生产,使工厂与车间的设计与布局更合理,以达到产品的开发周期和成本的最小化,产品设计质量的最优化,生产效率的最高化。
除了上述介绍的模式外,还有仿生(生物)型制造系统 BMS,自主分布式制造系统 ADMS等。
三、制造业的发展对生产物流的影响物流是生产制造各环节组成的有机整体的纽带,又是生产过程维持延续的基础。随着生产制造系统规模不断扩大、生产的柔性化水平和自动化水平日益提高,与现代制造系统相适应的生产物流也会相应地发展,它会从早期的人工物流向与信息化、智能化、精密化、集成化制造相匹配的信息智能物流方向发展。
1.生产物流发展的六个阶段第一代是人工物流。
第二代是机械化物流。
第三代是自动化物流。
第四代是集成化物流系统。
第五代是智能型物流。
第六代是基于信息智能组合的物流。
2.现代生产物流系统的特点现代生产物流系统的特点主要体现在以下三个方面:
(1)现代化的物流设备。最具典型的现代化物流设备有:
1)自动化立体仓库。改平面堆放为立体、空间堆放,既有利于物料周转和自动化的管理,又节约了库房面积。
2)自动导引运输车( AGV)。可以实现快速、准确的运输和运输路径柔性化,便于计算机管理与调度。
3)自动化上下料机器。装卸料采用机器人,与加工设备同步协调,安全、快捷,便于计算机管理与控制。
(2)计算机管理。与现代化生产制造相适应的物流系统,一般都有结构复杂、节奏快、路线复杂、信息量大、实时性要求高等特点。因此,必须采用计算机管理,通过计算机与其他系统实时联机,发送和接收消息,使物流系统与生产制造等系统有机地联系,可以提高物流系统的效益。
(3)系统化与集成化。现代生产物流是把物流系统看成一个整体,从系统化、集成化的概念出发去设计、分析、研究和改进生产物流系统,追求系统整体的优化和高效。
复习思考题
⒈ 生产物流的含义是什么?
⒉ 企业生产物流的空间组织形式有哪些,各有哪些优缺点?
⒊企业生产物流的时间有几种移动方式,各有什么特点?
⒋ 大量生产、成批生产、单件生产与项目型生产的特点和生产物流的特征各是什么?
⒌ 请对不同生产模式的生产物流进行分析?
⒍ 现代生产物流系统有哪些特点?