预批量生产

2024-11-03

预批量生产（精选3篇）

预批量生产篇1

夹具是重要的工艺装备之一, 是保证产品 (或零件) 加工质量:提高生产率、降低成本的有效手段。一九八一年十月在山东召开了”“一机系统通用可调整及先进夹具经验交流会”等会议, 有力地推动和促进了夹具技术工作的发展, 也对降低夹具的费用起到了很大的作用。但随着生产批量日益减小的必然趋势, 降低夹具费用显得更为突出, 成为能否正常组织小批量生产的关键。这里就小批量生产中控制夹具所需数量, 估算夹具的效益及设计中降低夹具成本的方面, 从经济角度上谈一点看法。

1 小批量生产的重要性

1.1 生产批置向日益减小的方向发展

小批量生产的数量没有确切规定一个范围。工厂总是按接受的订贷要求自行决定, 分批生产。即使是生产相同产品的各工厂, 分批进行生产的批量也不会相同。对一般工厂来说, 小批量生产是指生产的实际数量, 低于企业拥有的生产能力而组织的生产。由于社会的飞跃发展, 出现了一些因素, 使工厂不得不缩短生产周期, 去制造小批量生产的产品。这种发展趋势, 已愈来愈快。组织小批量生产显得更为重要。加速这一趋势发展的因素是:

(1) 用户需求不断增长的需要:科学技术的发展, 用户要求的产品品种迅速增多, 工厂被迫组织更小批量的生产, 长期不变的只生产某几种标准产品的大批量生产方式会逐步减少。这种趋势在逐步加快。西方汽车制造业是典型的大量生产, 虽然产量逐年有所增加, 但生产批量却在逐渐减小, 品种增多。国内机床行业近几年来专用机床定货量不断增加也是这个原因。

(2) 生产准备时间的减少:影响原因很多, 如为了把握最好的时机, 尽快组织小批量生产, 以便率先占领市场;如为了满足用户的急需要求等。

(3) 其它如备件生产, 样机试制等要求有效的组织小批量生产。

1.2 组织小批量生产最突出的困难在于夹具费用过高

夹具的寿命是很长的, 能正常的维持很大数量的产品加工。它的费用分摊到每件产品成本上的多少, 与产品数量大小密切有关。产品数量大时, 每个产品分摊的夹具费用少·, 而产品数量小时, 每个产品分摊的夹具费用就多。在小批量生产中, 还不能确定产品是否要继续生产, 因此夹具费用只能作一次性的摊入戒本。成本过高必然失去竞争能力, 失去用户。而企业又不可能不要利润, 也不允许亏损, 这就为组织小批量生产带来了严重困难。

1.3 正常组织小批置生产, 只有减少夹具费用

小批量生产难于负担夹具费用, 有的甚至把夹具费用视为小批量生产的致命伤。因此非常重视夹具的费用。因而发展了万能组合夹具, 在夹具设计中普遍向通用可调整方向发展, 力求减少夹具费用。近年来, 随着技术的进步, 数控加工中心机床的出现, 不需要或要很少的夹具就能进行加工, 但机床投资费用高, 而且与采用一般机床使用夹具对比, 还要求更高级的工人。因此夹具在小批量生产中仍不可缺少。要正常组织小批量生产只有降低夹具的费用, 别无它法。我国对夹具技术工作虽然已经非常重视, 但由于竞争不剧烈, 甚至有的产品是独家生产, 毫无对手。小批量生产的产品价格几乎全由生产厂家提出、定板, 似乎用不着提出低的价格去争取用户。但在目前承包经营责任制的情况下, 能降低夹具费用, 降低产品成本, 增加盈利, 对国家、工厂也有很大好处;从发展看, 随着经济工作的不断深化, 能及早考虑, 早作准备也不无好处。

2 减少夹具费用的方法

2.1 工具费用与劳动费用的关系

企业要经济效益高, 应该使生产中发生的费用最少。因此应该控制各种生产费用。

生产费用大概分为直接费用和间接费用。间接费用是生产中不易直接识别, 不能直接分摊到零件上去的费用。直接费用是能够直接分摊到每个生产零件上去的费用。直接费用包括下面三种费用:

(1) 工具投资费用一用于工具而发生的费用。工具分为标准工具和专用工具。专用工具中, 夹具数量最多, 其费用占整个工具费用的比例最大, 用字母J表示。

(2) 直接劳动费用一在生产过程中, 直接参与的人的工资及其附加利益, 用字母L表示。

(3) 材料费用一做成成品零件 (或产品) 的材料费用, 用字母M表示。

如果工厂经济管理部门综合权衡各个方面, 为了工厂利润, 对某个产品下达了控制直接费用的计划, 这时就是下面这样一种关系式:J+L+M=P, 但是材料费用M, 只受市场价格的影响, 在一段时期内是不变的。因此P-M也看成不变的已知常数, 即:J+L=P一常数, 这个关系式说明了:采用专用工具增加了工具投资费用一定要提高生产率、减少直接劳动费用L, 才能维持正常生产。也就是说, 工具投资费用必须由劳动时间的减少所节约的费用来补偿。工具工作者的任务应该有两点: (1) 作好这个补偿工作。J+L=P—M (按计划完成) 。 (2) 力求做到J+L

a.减少夹具数量。

b.对已经决定必需设计的夹具进行估算, 论证是否能从劳动费用的减少得到补偿:能带来多大的效益。

c.从设计中降低夹具的费用。

2.2 夹具数量的控制

从五十年代以来, 工厂一直用工装系数的方法来控制专用工具的数量, 以达到控制工具费用的目的。这种方法日益显得不合理, 过分粗糙, 意义不大。因为专用工具套数的多少, 没有考虑专用工具的复杂程度和直接反映出的费用。有的产品的专用工具虽然少, 但复杂、费用多。有的产品虽然需要的专用工具套数多, 但简单、费用少。而这些结果在生产结束之后才能计算出来, 已失去指导生产的意义。因此, 控制工装系数的办法应改进。建议工厂经济部门下达专用工具费用计划, 采用承包的方式, 节约按一定比例给予奖励, 紹支受罚。由加工车间或工艺部门, 或二者一齐来承包, 就能调动更多人前积极性来关心专用工具工作, 更好地降低专用工具费甩。

2.3 对夹具的效益估算

确定一套夹具是否需要, 应该进行估算。根据夹具的效益作出决定。有效益才能说明提出的夹具合理。

2.4 从设计中降低夹具费用

夹具本身是很小数量的产品。一般是单件生产, 要在制造过程中减少费用常常是非常困难的。只有通过更好的该计才能降低夹具费用。根据有关资料介绍, 设计费用约占夹具总费用的30%。虽然设计费用所占比例不大, 但是一个良好的设计, 在夹具的制造中潜在的好处却大得多, 往往对夹具的整个费用降低起着主要作用。因此不能盲目追求减少夹具设计费用。

摘要：随着社会对新产品的需求愈来愈多, 使生产批量向日益减小的方向发駸, 而夹具费用过高成为组织小批量生产最突出的困难。本文将从控制夹具数量, 估算夹具的效益, 以及在设计上应注意的事项三个方面来减少夹具的费用。

关键词：小批量生产,夹具,费用

参考文献

[1]曹智安《多品种小批量生产计划与控制优化技术研究》沈阳工业大学.2005年

[2]郑兆忠《多品种小批量生产的夹具设计》《北京机械》1982年01期

预批量生产篇2

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多品种小批量生产企业研究篇3

在各式各样的行业中,企业生产制造表现得形形色色,但透过现象看本质,多品种小批量生产模式有着以下特征:

1.1 产品型号繁多,零部件种类繁多

要满足客户个性化需求,适应市场的多样化,多品种小批量生产企业要保证技术上的持续领先,就要不断对产品进行改良与研发。新改良或研发的产品在产能、性能等局部领域突破而形成产品的新型号。但是信息技术发展速度实在太快,产品的更新换代周期相当短暂。因此,企业会迫不及待地将新型号产品推向市场,产品更新换代太仓促。尽管新产品代表先进技术,但由于实验、测试时间过短,其性能上往往存在不足,新产品不能从根本上淘汰老产品,因而同一系列产品有着繁多的产品型号,形成新老产品并存的局面。此外,多品种小批量企业的产品由成千上万的零部件组成,像工程机械、制药机械、纺织机械、卷烟机械、印刷机械等都有着这一共同特点。不同的型号产品组成的零部件有差异,即使同型号的产品组成的零部件也因客户的个性化需求相差甚大,因此企业中的零部件种类繁多。这些因素导致企业要面临品种繁多的零部件,而且因型号不同或客户个性化需求其加工制造批量小。

1.2 零部件加工按工序分类,几个工序加工中心组成车间

多品种小批量类型企业面临加工制造的零部件一般有数万种,而且每种零部件批量都很小,完全不可能把少数几种零部件固定安排在一台设备上加工,这样既难保证工作满负荷,也难保证所有需加工的零部件都能按期完成。

因此,多品种小批量企业一般按加工工序组建加工中心,即将完成某加工属性的机床设备集中到一起,凡需要经过该加工属性加工的零部件必须流经该中心进行加工。工序加工中心是零部件加工的最小单元,为了方便管理,企业经常将几个工序加工中心组成车间。

1.3 零部件加工制造需频繁地由一个工序加工中心转换到另一个工序加工中心

多品种小批量企业中工序加工中心是零部件加工的最小单元,又由于一个工序加工中心仅能完成零部件的某部分或某段的加工,因此,零部件的制造需要按工艺路线经数个工序加工中心依次完成。

1.4 零部件多为非标产品,加工复杂

无论是技术研发的需要,还是客户个性化需求,必须根据用途需要,自行设计制造产品,而且大多产品的外观或性能不在国家设备产品目录,是非标零部件。尺寸、形状、材料与毛坯等规格多,精度要求不一,工艺方法及工艺参数多样化;其还要求加工设备多样化,尤其是刀具、夹具、量具等工装种类多,改换频繁,加工过程的连续性与断续性交替;非标零部件产品多而且各不相同,加工工序繁多,不可能像大批量生产那样采用较多的自动化或半自动化加工设备,很难形成流水生产线。

1.5 零部件加工制造要高度注重成套性

多品种小批量企业的产品由成千上万种零部件组成,产品制造的关键点在于总装,总装是指把零件和部件组装成最终产品的过程。只有所有的零部件都成套到位,产品生产制造才能进入总装阶段,不管零部件加工周期的长短,也不管加工工艺的难易。因此零部件生产过程中应根据加工周期与工艺复杂程度,分批次投产,保证零部件供应的成套性。

1.6 有一定的半成品积压

多品种小批量企业在产品的生产制造中,经常会因零部件的不齐套而不能正常领出组装,半成品积压在仓库。另一方面,在零部件加工制造过程中,为减少准备时间,在每台设备或工作中心,对某种零件往往要按一定数量组织成批生产,这会造成一定的半成品积压。

2 多品种小批量企业中常见问题

尽管多品种小批量生产模式被越来越广泛地运行,但是并不成熟,在多品种小批量企业中普遍存在着以下问题:

2.1 零部件加工制造任务无法按期完成

多品种小批量企业由于零部件种类繁多,加工制造工艺复杂,比较难实现按工序加工中心产能进行科学排产,正常的生产计划经常因加工中心产能不足无法完成。加工制造的非计划性造成零部件完工周期不确定,零部件不能按期完成带来的是成套性差,产品总装过程中会不断反馈出对某些零部件的需求,这些零部件给出的加工周期一般会很短,而且加工任务也不均衡,超出了加工车间能够承受的负荷。另一方面,加工车间效率低下,面临的难题有:零部件加工制造一般要经过好几个工序,在安排生产加工时,上一道工序加工什么时候完成?零部件什么时候能够流转过来?这些要素都是不确定的,只能等到零部件流转过来一个,临时安排一个。工序加工中心的零部件加工任务没有统筹安排,员工劳动效率低下,产能不能有效发挥。

2.2 零部件加工制造计划以总装报缺为核心

多品种小批量企业的零部件加工制造任务无法按期完成,导致从BOM自上而下的加工制造计划达成率低,在总装关键点上存在非成套性的缺口。另一方面,总装车间为了完成生产任务,自发统计出零部件缺口并汇报给生产计划部门,从下而上地推动零部件成套供应。从总装报缺形成的加工制造计划形式上更加贴近实际,更加容易被理解,它的作用随着多品种小批量生产模式的开展不断被强化。然而,用总装报缺形成的加工制造计划替代从BOM自上而下的计划是一种本末倒置。随订单增加,交货越来越紧急,总装报缺形成的加工制造计划缺乏及时性,不能满足紧急生产交货的需求;总装报缺因局部统计无法计划性地批量生产,不能满足订单增加产能扩大的需求。总装报缺形成的加工制造计划作用越强,在生产产能受限制的情况下,从BOM自上而下的加工制造计划作业就越弱,导致总装关键点上零部件缺口越大,形成恶性循环。

2.3 加工急件多,插单件多

多品种小批量企业零部件加工制造计划由总装报缺形成,即总装需求该零部件后才会安排生产,在交期特定的情况下,几乎没有预留给该零部件加工制造的时间,因此生产部门必须把该零部件作为急件对待,在工序加工中心流转时需要插单处理。当然如果能够增加组装场地,延长组装周期,可以缓解一点总装报缺为核心的零部件加工制造计划的矛盾,但此办法只能起一时之效,因为总装报缺形成的加工制造计划有不断放大的功能,形成的是恶性循环。另一方面,总装报缺形成的加工制造计划不依赖于产品的BOM,BOM的功能也被弱化,BOM的准确程度低,总装报缺更加不可预料,客观上加速加工急件多、插单件多的恶性循环。

2.4 车间相互埋怨与推诿

多品种小批量企业加工急件多,而且要经过复杂的工艺路线,零部件在各工序加工中心流转、加工、检验的时间都无法精确,零部件加工计划的调度与完成考核都不能做到精细化与合理化。交货延误的时候,总装埋怨加工车间零部件不能按期到位,加工车间埋怨上工序车间没有及时转运过来,每个车间都认为自己尽力了,交货延期不是自己的责任。车间的相互埋怨与推诿,让任务未完成这个事实的真相缺少关注,使问题长期得不到解决。

2.5 停工待料,总装周期长

多品种小批量企业的总装过程是统计零部件缺口→零部件加工计划→等待零部件加工制造完成→开始组装→发现缺件再统计。来一个零件组装一个,整个总装过程断断续续,大量时间消耗在停工待料上,一台产品需经历相当长的周期才能组装完工。

2.6 库存积压严重

多品种小批量企业BOM清单不准确,BOM自上而下加工制造计划混乱,车间加工调度无序,零部件完工依靠员工的自发性选择,因此加工工时高、加工流程简单、加工批量大的零部件往往都会积压在仓库。零部件供应的不齐套,大量库存因缺少少数零部件不能领出组装而造成大量的积压。

3 多品种小批量生产模式探讨

上述多品种小批量企业中常见问题,必然导致企业随之出现一系列不良效应:生产产能有限,而大量半成品积压在仓库;插单件的生产准备流失时间多效率低下,而插单件普遍存在;原可以批量加工的通用件反而因装配随机报缺分成了多批次加工;加工制造任务很重,而班组工作无头绪;急件太多,加工、流转中浪费大量时间习以为常而无人管理等等。提高生产效率的方法是将混乱生产转变为有序生产,将复杂生产转变为简单生产。多品种小批量生产模式的突破,可以从消除不良效应着手展开。

3.1 确定工序加工中心对每一个零部件的完工时间要求

工序加工中心对零部件的工序加工完成没有准确时间性,直接影响加工制造计划排产的调度,这是计划无法达成的源头。确定工序加工中心对每一零部件(包括下转)的完工时间要求后,加工制造才能够有序。

但是多品种小批量企业零部件种类繁多,为每一种零部件计算精确的加工准备时间、加工时间、转运时间相当困难,即使计算出来,每一种零部件的在某工序加工中心的时间要求不同,数据量太多而无法依照执行与考核。因此工序加工中心的完工时间要求只能粗略,而且确保绝大多数零部件在该工序加工中心都能完成。

一般做法是:不管何种零件,一个工序加工中心的加工(含下转)时间就是一天,特殊工序加工中心可以设定为两天。一个工序加工中心的实际加工时间只有几十分钟到几个小时,现在将工序加工中心的完工时间设定为一天,会不会让零部件完工更加延后,产品交期更加难以保障?根据简单的加法,上述粗略的完工时间会更加延期,但是多品种小批量绝对不是简单加法,因为该类企业面临的零部件成千上万种,数量庞大,有序性远远比单纯的快重要。只要生产加工有序,就能预先做好零部件加工计划,而且是落实的计划,就可以根据交期供应零部件。

确定了工序加工中心的完工时间要求,加工制造任务的考核具体实际为工序加工中心,工序加工中心接到零部件工单时,也很明确该零部件什么时候应该完成本工序的加工,考核可有效实行;确定了工序加工中心的完工时间要求,零部件流转的时间点非常清晰,可以通过加工任务的调度,更加主动地完成加工制造任务,如某工序加工中心统计出某一天流转过来的加工制造任务超出负荷,便可以协调上工序将部分任务提前完成,化被动为主动地均匀生产;确定了工序加工中心的完工时间要求,产品的交付期可以确定,因设计师每下一张设计更改单,造成的产品交付延期都可以精确计算,生产、研发责任明晰,客户验收提出一个整改项目,产品交付期可以精确计算,能够给客户满意的答复。

3.2 针对零部件需求属性科学地制定零部件加工制造计划

加工制造计划依赖于装配报缺是不够科学的,会带来上文中提到的各种问题。多品种小批量的加工制造应针对零部件需求属性采取不同的计划方式。尽管不同的产品型号或订单有不同的零部件(即专用件),但同系列产品会有一些相同零部件需求(即通用件)。

3.2.1 通用件加工计划依据安全库存量形成

针对每一种通用件用量设置安全库存量,当该通用件的现存量低于安全库存量后,启动该通用件的生产,生产数量为最优生产批量。

安全库存量应该是加工制造周期内需要的库存量。安全库存量=每天的需求量×加工制造周期(零部件加工制造周期由按工序加工中心的时间计算,通用件的工序加工时间可以进一步放大,工序加工中心加工制造的调节能力就更强)。每天的需求量是变化的,且不可预测,所以无法用一个平均需求量来代替每天实际的需求量,必须把变化程度考虑进去,便需要增加一个安全变化库存量以保证在销售变化的情况下,也能供应不断。

安全库存量=每天平均需求量×加工制造周期+安全变化库存量

衡量销售变化的程度可以用标准差来实现。标准差表示变量值的离散程度。其越大,变量值分布越离散。

标准差计算公式:

式中x——一组数据中任一数值;

n———数据个数。

安全变化库存量公式:

简化公式为:

式中S——安全变化库存量;

δ——安全系数;

L——加工制造周期;

σ——日均需求量标准差。

最优生产批量是使生产准备成本与储存成本之和达到最小生产批量,表达式为: