計算機集成制造系統(tǒng)與準時生產(chǎn)制講義

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編號:BS-SC-066

版次:01整理:IPDept.先進生産方式計算機集成制造系統(tǒng)與準時生產(chǎn)制講義第1頁先進生產(chǎn)方式第一節(jié)當代生產(chǎn)管剪發(fā)展趨勢第二節(jié)計算機集成制造系統(tǒng)第三節(jié)按時生產(chǎn)制第四節(jié)再造工程計算機集成制造系統(tǒng)與準時生產(chǎn)制講義第2頁第一節(jié)當代生產(chǎn)管剪發(fā)展趨勢一、當今制造業(yè)面臨環(huán)境形勢1、產(chǎn)品更新?lián)Q代加緊2、以消費者為導向市場機制3、企業(yè)經(jīng)營國際化4、經(jīng)濟發(fā)展高科技化計算機集成制造系統(tǒng)與準時生產(chǎn)制講義第3頁二、當代生產(chǎn)管理發(fā)展趨勢1、增強生產(chǎn)系統(tǒng)適應(yīng)性2、企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營目標重新定位3、組織結(jié)構(gòu)扁平化4、與分銷商、供給商建立合作搭檔關(guān)系5、充分開發(fā)利用信息資源，加強企業(yè)內(nèi)部和外部管理傳統(tǒng)競爭主要伎倆質(zhì)量、價格當代競爭優(yōu)勢時間、質(zhì)量、成本、服務(wù)計算機集成制造系統(tǒng)與準時生產(chǎn)制講義第4頁第二節(jié)計算機集成制造系統(tǒng)一、計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）產(chǎn)生自泰勒科學管理后，人們尋求各種優(yōu)化生產(chǎn)與運作方法，出現(xiàn)了訂貨點法、經(jīng)濟生產(chǎn)批量法、物料需求計劃方法、按時生產(chǎn)制等。其中，最具代表性是計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）。1974年，美國約瑟夫·哈林頓博士在ComputerIntegratedManufacturing一書中首次提出計算機集成制造概念，其中有兩個基本觀點：

1、企業(yè)生產(chǎn)各個步驟，即從市場分析、產(chǎn)品設(shè)計、加工制造、經(jīng)營管理到售后服務(wù)全部生產(chǎn)活動是一個不可分割整體，要緊密聯(lián)絡(luò)、統(tǒng)一考慮。2、整個生產(chǎn)過程實質(zhì)上是一個數(shù)據(jù)采集、傳遞和加工處理過程。最終形成產(chǎn)品能夠看作是數(shù)據(jù)物質(zhì)表現(xiàn)。計算機集成制造系統(tǒng)與準時生產(chǎn)制講義第5頁（一）產(chǎn)生CIMS技術(shù)推進作用1、計算機在產(chǎn)品設(shè)計和制造中應(yīng)用（1）計算機輔助設(shè)計（CAD）。起始于上世紀50年代，剛開始主要用于產(chǎn)品設(shè)計計算及計算機繪圖，伴隨計算機性能提升和成本大幅度下降，CAD進入了更多應(yīng)用領(lǐng)域（出現(xiàn)了可繪制2維、3維圖形交叉繪圖系統(tǒng)，能夠完成產(chǎn)品設(shè)計、材料分析、制造要求分析等），采取CAD能夠大大節(jié)約勞動時間，其設(shè)計速度普通是人工1至5倍。（2）計算機輔助制造（CAM）。也起始于上世紀50年代。1952年，美國首先研制成功數(shù)控機床。1958年，伴隨刀庫創(chuàng)造，出現(xiàn)了能在一臺機床上經(jīng)過自動換刀實現(xiàn)銑、鉆、鏜、鉸及攻絲等各種加工數(shù)控加工中心。1967年，英國首先研制、美國制造成功了由數(shù)控機床組成名符其實多品種加工自動生產(chǎn)線，并命名為柔性制造系統(tǒng)（FMS）。計算機集成制造系統(tǒng)與準時生產(chǎn)制講義第6頁2、計算機在企業(yè)管理中應(yīng)用1954年美國通用電氣企業(yè)第一次用計算機計算職員工資，是計算機首次進入管理業(yè)務(wù)。伴隨計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)快速發(fā)展，計算機在管理上應(yīng)用也由早期單項數(shù)據(jù)處理階段發(fā)展到數(shù)據(jù)綜合處理階段，進而發(fā)展到現(xiàn)在數(shù)據(jù)系統(tǒng)處理和管理信息系統(tǒng)（MIS）階段。計算機集成制造系統(tǒng)與準時生產(chǎn)制講義第7頁（二）產(chǎn)生CIMS市場拉動作用20世紀70年代開始，世界市場發(fā)生了重大改變，即“3C”。企業(yè)過去那種“四平八穩(wěn)”經(jīng)營習慣已不能適應(yīng)了，企業(yè)必須尋求一個技術(shù)與管理高度結(jié)合新生產(chǎn)方式。人們深入發(fā)覺，假如將自動化單元技術(shù)加以有機集成，則可帶來更高技術(shù)個經(jīng)濟效益。計算機集成制造系統(tǒng)與準時生產(chǎn)制講義第8頁二、相關(guān)CIM和CIMS定義CIM是組織當代化生產(chǎn)一個哲理。CIMS則強調(diào)研究開發(fā)不要停留在哲理上，而要把重點放在實踐上。德國經(jīng)濟生產(chǎn)委員會（AWF）1985年對CIM推薦定義是：CIM是指全部與生產(chǎn)相關(guān)企業(yè)部門中集成地采取電子數(shù)據(jù)處理，CIM包含了在生產(chǎn)計劃和控制（PPC）、計算機輔助設(shè)計（CAD）、計算機輔助工藝規(guī)劃（CAPP）、計算機輔助制造（CAM）、計算機輔助質(zhì)量管理（CAQ）之間信息技術(shù)上協(xié)同工作，其中為生產(chǎn)產(chǎn)品所需各種技術(shù)功效和管理功效應(yīng)實現(xiàn)集成。歐共體CIM－OSA（開放系統(tǒng)結(jié)構(gòu)）課題委員會最近提出CIM定義，被認為是當前對CIM最權(quán)威、最科學定義：“CIM是信息技術(shù)和生產(chǎn)技術(shù)綜合應(yīng)用，由此，企業(yè)是全部功效、信息、組織管理方面都是一個集成起來整體各個部分?！庇嬎銠C集成制造系統(tǒng)與準時生產(chǎn)制講義第9頁三、計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）組成（一）CIMS功效結(jié)構(gòu)CIMS包含了一個制造企業(yè)設(shè)計、制造、經(jīng)營管理三種主要功效，要使這三者集成起來，還需要一個支持環(huán)境，即分布式數(shù)據(jù)庫和計算機網(wǎng)絡(luò)以及指導集成運行系統(tǒng)技術(shù)。1、四個功效分系統(tǒng)（1）管理信息分系統(tǒng)。以MRPⅡ為關(guān)鍵。（2）產(chǎn)品設(shè)計與制造工程設(shè)計自動化分系統(tǒng)。即CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)。（3）制造自動化或柔性自動化分系統(tǒng)。數(shù)控機床等。（4）質(zhì)量確保分系統(tǒng)。包含質(zhì)量檢測、質(zhì)量評價、質(zhì)量控制、質(zhì)量跟蹤等。2、兩個支撐分系統(tǒng)（1）計算機網(wǎng)絡(luò)分系統(tǒng)。實現(xiàn)異種機互聯(lián)、異構(gòu)局部網(wǎng)絡(luò)及各種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。（2）數(shù)據(jù)庫分系統(tǒng)。支撐CIMS各分系統(tǒng)，覆蓋企業(yè)全部信息數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。計算機集成制造系統(tǒng)與準時生產(chǎn)制講義第10頁CIMS功效組成示意圖計算機集成制造系統(tǒng)與準時生產(chǎn)制講義第11頁（二）CIMS集成內(nèi)涵集成與連接不一樣，它不是簡單地把多個單元連在一起，而是將原來沒有聯(lián)絡(luò)或聯(lián)絡(luò)不緊密單元組成為有一定功效、緊密聯(lián)絡(luò)新系統(tǒng)。1、系統(tǒng)運行環(huán)境集成2、信息集成3、應(yīng)用功效集成4、技術(shù)集成5、人和組織集成計算機集成制造系統(tǒng)與準時生產(chǎn)制講義第12頁計算機技術(shù)結(jié)構(gòu)示意圖計算機集成制造系統(tǒng)與準時生產(chǎn)制講義第13頁四、CIMS廣泛適用性及給企業(yè)帶來效益（一）廣泛適用性1、沒有行業(yè)限制。企業(yè)追求共同目標：高生產(chǎn)率和高柔性。2、沒有規(guī)模限制可逐步擴大計算機技術(shù)應(yīng)用范圍，量力而行地逐步集成。甚至不用計算機，只要依據(jù)CIM哲理尋求企業(yè)最正確經(jīng)營模式，也可認為是CIMS。（二）效益1、在工程設(shè)計自動化方面。便于開發(fā)技術(shù)含量高和結(jié)構(gòu)復雜產(chǎn)品，縮短產(chǎn)品設(shè)計與工藝設(shè)計周期。2、在加工制造方面?？商嵘圃爝^程柔性與質(zhì)量，提升設(shè)備利用率，縮短產(chǎn)品制造周期。3、在經(jīng)營管理方面。市場競爭中，確保產(chǎn)品報價快速、準確。生產(chǎn)過程中，降低在制品，壓縮庫存，加速資金周轉(zhuǎn)。計算機集成制造系統(tǒng)與準時生產(chǎn)制講義第14頁第三節(jié)按時生產(chǎn)制一、JIT出發(fā)點及基本思想（一）JIT出發(fā)點★兩種經(jīng)營思想：1、成本主義：價格=成本+利潤2、JIT思想：利潤=價格－成本不停消除浪費，降低成本，是主動進取經(jīng)營思想，是企業(yè)求生之路。這里所說浪費，指凡是超出生產(chǎn)產(chǎn)品所絕對必要最少許設(shè)備、材料、零件和工作時間部分，都是浪費。（不增加價值活動，是浪費；盡管是增加價值活動，所用資源超出了“絕對最少”界限，也是浪費。）計算機集成制造系統(tǒng)與準時生產(chǎn)制講義第15頁（二）JIT基本思想和關(guān)鍵1、基本思想：只在需要時候，按需要量，生產(chǎn)需要產(chǎn)品。JIT認為：庫存是惡魔，不但造成浪費，還將許多管理不善問題掩蓋起來，使問題得不到及時處理，就像水掩蓋了水中石頭一樣。2、關(guān)鍵：追求無庫存，或庫存到達最小生產(chǎn)系統(tǒng)。3、改進路徑：降低庫存---暴露問題---降低庫存---暴露問題---計算機集成制造系統(tǒng)與準時生產(chǎn)制講義第16頁二、JIT起源及深入升華（一）從手工生產(chǎn)到大量生產(chǎn)1、手工生產(chǎn)方式19世紀末，法國巴黎Panhard-Levassor(P&L)機床企業(yè)開始制造汽車。特點：幾乎沒有兩輛汽車是相同；制作成本高，且易出故障；要求工人含有高超技術(shù)。計算機集成制造系統(tǒng)與準時生產(chǎn)制講義第17頁2、大量生產(chǎn)方式19，亨利·福特推出了他T型車。①大量生產(chǎn)技術(shù)關(guān)鍵零件交換性和裝配簡單化。因為分工精細、操作簡單，工人只需幾分鐘訓練就能上裝配線干活。②實施大量生產(chǎn)結(jié)果生產(chǎn)率大幅度提升。19514分鐘生產(chǎn)一輛車，到19實施流水生產(chǎn)后，只要1.19分鐘生產(chǎn)一輛車。伴隨產(chǎn)量提升，成本大幅度下降。19每輛車售價$850,到1926年每輛車售價$290。③大量生產(chǎn)方式基本發(fā)展模式大批量生產(chǎn)降低成本刺激需求批量擴大計算機集成制造系統(tǒng)與準時生產(chǎn)制講義第18頁（二）從大量生產(chǎn)到精細生產(chǎn)1、大量生產(chǎn)方式衰落福特大量生產(chǎn)有一個根本缺點，就是缺乏適應(yīng)品種改變能力，即缺乏柔性。為了使專用、高效、昂貴機器高固定成本分攤到盡可能多產(chǎn)品上，生產(chǎn)線不能停工，這就需要各種緩沖：過量庫存，過多供給廠家，過多工人、過大場地。計算機集成制造系統(tǒng)與準時生產(chǎn)制講義第19頁2、精細生產(chǎn)方式出現(xiàn)1950年，豐田汽車企業(yè)豐田喜一郎到美國參觀了福特汽車企業(yè)位于底特律Rouge工廠，回日本后與生產(chǎn)管理教授大野耐一研究得出結(jié)論：大量生產(chǎn)方式不適合日本原因是：①當初日本經(jīng)濟十分困難，不可能化大量外匯去購置美國技術(shù)和設(shè)備，也不可能花巨款去建Rouge那樣工廠。②當初日本國內(nèi)對汽車需要量小，需要品種卻相當多，不能實施大量生產(chǎn)。③受新勞工法保護，日本不能象美國隨時辭退工人。計算機集成制造系統(tǒng)與準時生產(chǎn)制講義第20頁★JIT深入升華----精益生產(chǎn)方式精益生產(chǎn)方式是美國在全方面研究以JIT生產(chǎn)方式為代表日本式生產(chǎn)方式在西方發(fā)達國家以及發(fā)展中國家應(yīng)用情況基礎(chǔ)上，于1990年提出一個較完整經(jīng)營管理理論。計算機集成制造系統(tǒng)與準時生產(chǎn)制講義第21頁三、JIT現(xiàn)場控制—看板管理（一）“推進式”與“拉動式”生產(chǎn)1、傳統(tǒng)方式：由計劃部門依據(jù)市場需求，計算出每種零部件需要量和各生產(chǎn)階段生產(chǎn)提前期，確定每個零部件投入出產(chǎn)計劃，按計劃發(fā)出生產(chǎn)和訂貨指令。每個生產(chǎn)階段都按計劃制造零部件，并將加工完零部件送到后一道工序和下游車間，而不論后一道工序和下游車間當初是否需要。這種方式被稱為“推進式”。特點：物料流和信息流是分離。計算機集成制造系統(tǒng)與準時生產(chǎn)制講義第22頁2、“拉動式”方式：從市場需求出發(fā)，由市場需求信息拉動產(chǎn)品裝配，再由產(chǎn)品裝配拉動零部件加工。每一道工序、每個車間都向前一道工序、上游車間提出要求，發(fā)出工作指令，上游工序、車間完全按這些指令進行生產(chǎn)。特點：物料流和信息流是結(jié)合在一起。計算機集成制造系統(tǒng)與準時生產(chǎn)制講義第23頁（二）看板管理1、看板，又稱傳票卡，是傳遞信號工具。2、適用條件：看板只有在工序一體化、生產(chǎn)均衡化、生產(chǎn)同時化前提下，才有可能發(fā)揮作用。3、看板種類①傳送看板：用于指揮零件在前后兩道工序之間移動。②生產(chǎn)看板：用于指揮工作地生產(chǎn)，它要求了所生產(chǎn)零件及其數(shù)量。計算機集成制造系統(tǒng)與準時生產(chǎn)制講義第24頁4、用看板組織生產(chǎn)過程（1）實施看板管理之前，設(shè)備要重新排列，重新布置。（2）使加工作業(yè)每個工作地都有兩個存放處：入口存放處和出口存放處。（3）在制品與零部件放在工作地旁，工人能夠親眼看到他們加工東西，就不會盲目地過量生產(chǎn)。計算機集成制造系統(tǒng)與準時生產(chǎn)制講義第25頁5、用看板組織生產(chǎn)特征它只向總裝配指示次序計劃，除此之外，不再向其它加工工序指示次序計劃。其它加工工序需要生產(chǎn)什么，生產(chǎn)量多少，何時生產(chǎn)都由看板進行控制。6、看板使用規(guī)則①不合格件不交給后工序②后工序來取件③只生產(chǎn)后工序領(lǐng)取工件數(shù)量計算機集成制造系統(tǒng)與準時生產(chǎn)制講義第26頁四、組織按時生產(chǎn)條件（一）組織混流生產(chǎn)如，按市場要求，某廠三月份要生產(chǎn)A、B、C、D4種產(chǎn)品，每種產(chǎn)品月產(chǎn)量為：A：400臺；B：300臺；C：200臺；D：100臺，總共1000臺。該月有25個工作日。第一個方式，一個月內(nèi)每種產(chǎn)品各生產(chǎn)一次：A（400）---B（300）---C（200）---D（100）第二種方式，天天生產(chǎn)各品種一次：A（16）---B（12）---C（8）---D（4）一個月25天重復25次第三種方式，深入擴大生產(chǎn)頻率，按：

AAAA---BBB---CC---D即一天重復4次，一個月重復100次好處：①使工人操作愈加熟練②提升了對需求響應(yīng)性③降低了庫存④縮短了每臺產(chǎn)品制造周期計算機集成制造系統(tǒng)與準時生產(chǎn)制講義第27頁（二）降低調(diào)整準備時間1、提升生產(chǎn)系統(tǒng)柔性①改變勞開工具②改變勞動對象2、降低調(diào)整準備時間方法①盡可能在機器運行時進行調(diào)整準備②盡可能消除停機時調(diào)整時間