機械製造企業的生產製造模式

機械製造    時間:2014-03-12 16:21:35
機械製造企業的生產製造模式簡介
機械製造企業生產製造模式的分析在傳統機械製造企業中,生產製造模式有單件小批量生產模式,成批(中批量)生產模式和大批量生產模式。在單件小批生產中,由於大量……
機械製造企業的生產製造模式正文

機械製造企業生產製造模式的分析
在傳統機械製造企業中,生產製造模式有單件小批量生產模式,成批(中批量)生產模式和大批量生產模式。在單件小批生產中,由於大量採用通用的機床和工藝裝備,手工操作占相當大的比重,生產的自動化水平低,加工製造產品的勞動量大,勞動生產率低。即使使用NC機床和加工中心,勞動生產率也無法與成批和大量生產相比。此外,由於車間、工段、小組多採取工藝專業化的生產組織形式,生產過程的平行性和連續性很差,所以生產中間斷時間也較多,所有這些因素,使生產管理複雜,即使使用ERP也很難解決單件小批生產優化問題,影響到產品製造的生產周期延長,流動資金的周轉次數遲緩,從而使產品成本提高。在成批生產條件下,由於產量較大,產品品種較少,生產較穩定,有可能採用部分自動化設備、專用設備和專用工、夾、量具,手工操作的比重較單件生產小,因此降低了產品的勞動量,提高了勞動生產率。同時由於某些生產環節是按對象原則組織生產,設備按工藝過程的流向進行排列,生產的連續性和平行性較高,各種環節的生產能力是依據主要的重複生產的產品來計算,所以它們之間的比例關係也比較合理,生產過程的間斷時間相應地減少,所有這些,都為縮短產品的生產周期,加速流動資金周轉和降低產品成本創造了一定的條件,成批生產的經濟技術指標要高於單件生產。在大量生產中,由於廣泛地採用高效率的自動化、半自動化設備、專用機床和專用工藝裝備,生產的自動化水平高,手工操作的比重減少到最低限度,為提高勞動生產率和降低產品勞動量創造了有利條件。從上分析,企業的技術、經濟效益遵照批量法則,批量越大,成本越低。
另一方面,企業的生產製造模式類型取決於產品數量和生產的穩定性、重複性。而採用什麼樣的品種輪換方式、確定每種產品的批量多大,這是一個組織生產的具體方式、方法問題。
在機械製造行業中,產品的品種多,結構和工藝複雜,而經濟的發展和科學技術的進步,又需要不斷地試製和生產大量的新的產品,加上用戶對產品個性化的要求,單件生產和小批量生產不僅是不可缺少的,而且是發展的趨勢,這就決定了70~85%機械製造企業屬於成批生產模式和單件小量生產模式。因此研究成批生產模式和單件小量生產模式是企業發展的重大課題。


成本與批量的關係怎樣改善成批生產和單件小批生產的製造模式
據最近報道,已有一些企業正在對製造模式進行變革,如大連機床集團。儘管近幾年來,大連機床一直在加大產品結構、產品水平、管理模式及製造模式的調整,但由於生產始終處在一個滿負荷的狀態,一直沒有騰出手來進行製造模式的調整。全球經濟危機的影響還未完全顯現的時候,大連機床已經敏銳的感覺到,調整的機會來了,因此從大刀闊斧地向傳統製造模式挑戰。縱觀世界機床業,哪怕是再發達的國家,機床的生產自古都是採用人工操作。而大連機床恰恰在成功實施了主要產品設計、生產的規模化之後,對傳統的機床製造理念和製造模式進行了近乎顛覆性的變革。用一句簡單的話概括,就是用汽車的大批量製造生產模式生產機床。大連機床集團總工藝師姜偉這樣解釋所謂的用汽車製造模式來生產機床:所謂製造模式的轉變,就是應用批量生產模式,將大連機床自產的高精、高效的設備,以集成化、信息化的手段集合起來,組成加工和裝配自動線,實行流水線作業。也就是說,從機床的毛坯件上線到出成品,都是在線上高效運行。這種製造模式的轉變不僅大大減少了用工數量,提高了生產效率,降低了生產成本,更重要的是極大地提高了產品精度和可靠性。據了解,目前大連機床的車床和數控機床產品的裝配已經完成了製造模式的改變,全部「上線」,其生產效率令同行瞠目:過去該集團車床分廠2,800多人,一天最多出90台車床,「上線」以後,現在只有400多人,一天最少出150台。去年大連機床又投巨資,在瓦房店車床生產基地上了兩條生產線,一條加工線,一條裝配線,也就是比汽車生產線還要先進一步(汽車生產線只是用於裝配),這兩條線全部轉起來后,毛坯進去,出來的就是產品。製造模式的轉變不僅大大提高了生產效率,降低了生產成本,更重要的是極大地提高了產品精度。目前大連機床的主導產品絕對是市場的主流產品,用戶非常認可,因為從自動線上下來的產品沒有誤差,而且能及時滿足用戶的需求。
批量定製生產的產品設計的模型
批量定製生產的產品設計過程再如北京一機集團,在信息技術應用上一直處於製造業領先地位,獲得CIMS項目國際大獎,但企業效率之顯著提高還在於引進日本、德國、法國等製造業先進國家的技術和管理技術。通過學習,北一對現代化、世界級機床企業的理念、發展模式和組織框架都有了深刻的理解。在北一大隈工廠在實現產品設計模塊化基礎上,應用了批量定製生產模式,改變過去單件小批製造生產模,使過去北一製造1台寬度5m的重型龍門銑床需要3年,現在一個月就能出產2台,效率之高令人咋舌。這種速度的背後,是十年紮實的轉型變革。員工由2003年的6,000人減少至不到2,000人,管理部門通過兩次調整由50個縮減為9個。人均勞動生產率:從7-8萬提高到160萬,鮮明的對比展示了製造模式轉型的效果。
通過以上二個企業實踐,對成批生產模式和單件小量生產模式改變採用先進生產製造模式是可行的而且是有效的。
批量定製生產模式的產品研發和製造方法
批量法則概念的發展
傳統的批量法則中的「批量」是指產品批量,但是由於經濟的發展和科學技術的進步,需要不斷地生產大量的新的產品品種,而且用戶對產品個性化的要求的提高,就決定了70~85%機械製造企業屬於成批生產模式和單件小量生產模式,怎樣應用批量法則提高成批、單件小批生產企業?分析企業組織生產最基本的是組織工序生產,在工序生產的基礎上再組成零部件,最後成為產品。批量可分解為:產品批量、零部件批量與工序批量。這樣在成批生產模式和單件小量生產模式企業中雖然不可能形成大批量生產企業的產品批量需求,但可按批量法則概念的發展,組織零部件批量與工序批量生產從而獲得批量生產的優點。
批量定製生產模式的先進產品研發示意圖批量定製生產模式的產品研發模式
(1)產品信息的繼承性,儘管不同定製產品在外形和功能上有一定的差異,但它們中的某些部件具有一定的相似性,這樣就可以充分利用成組技術的原理與方法,對已經經過生產實踐考驗的產品信息,繼承以往的產品信息、製造工藝信息,提高產品的一次成熟性;同時,一個新產品的設計不再需要從零開始,大大縮短了產品設計周期。充分利用產品功能及結構相似性發展多種的模塊化技術,包括部件共享模塊技術(Component-sharingmodularity),部件交換模塊技術(Component-swappingmodularity),主件適應模塊技術(Cut-to-fitmodularity),添加模塊技術(Busmodularity),組合模塊技術(Sectionalmodularity)等。
模塊化產品結構為批量定製創造條件示意圖(2)開發設計過程重組。一般的普遍被設計人員接受的設計方法,是基於功能的設計方法,並且每設計一個新產品將是獨立和全新的,而批量定製強調的不是設計新零部件而是應用成熟零部件(模塊)組合新產品,它對關鍵的過程進行分析和重組,以便將以前被人為隔開但又相互關聯的活動組合起來。批量定製生產的產品設計包括兩個大的部分:全新產品開發和定製產品開發。全新產品開發根據對市場的預測和工廠的實際能力的分析,進行新產品和標準模塊的設計,這一過程需要有預見性和創新性,同時也有一定的風險性,它的成敗將很大地影響企業的命運;定製產品設計則是一種常規設計的組合,主要根據合同中顧客需要的具體需求選擇適當的零部件組合產品,並按具體的參數對標準模塊進行變型設計。
產品結構的系列化、通用化、標準化與模塊化
按產品信息的繼承性,批量定製生產模式的產品研發模式,傳統的產品結構向通用化、系列化、標準化與模塊化發展,為批量定製創造條件。
應用信息技術,深入兩化融合,實施企業批量定製
批量定製是先進位造技術,信息技術是實現先進位造技術的支掌技術,應用信息技術實施批量定製正是企業兩化深入融合的體現與目標。
用信息技術實現批量定製產品開發製造新模式
產品結構的模塊化這些技術已在上個世紀五、六十年代已提出,但用手工建立產品的模塊化設計系統比較複雜(北京第二機床廠在八十年代初,用手工建立外園磨床的模塊化設計系統用了8年),由於當時信息技術還無法方便的支持產品結構的模塊化設計,但在九十年代後期PDM已由以圖擋管理為主發展為企業信息集成的核心PLM發展。目前PDM功能除了圖擋管理、流程管理外增加了零部件管理、結構配置與屬性數據管理等,其中零部件管理、結構配置與屬性數據管理深入應用,為建立產品的模塊化設計系統創造了條件,成為批量定製產品開發製造的新模式重要支持,也是發揮PDM作用的關鍵。這些模塊的應用形成了批量定製生產的產品設計環境與工作平台,將可改變傳統產品設計模式與製造計模式,也為改變傳統企業經濟發展模式提供了技術支持。
創造用MRP/MRP-11/ERP實現批量定製生產組織新模式
目前MRP/MRP-11/ERP功能只要靈活應用,完全可以組織批量定製生產,下圖是創造用MRP/MRP-11/ERP實現批量定製生產組織新模式。
實現批量定製生產組織新模式

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