聯(lián)合重卡-柴油機(jī)自動生產(chǎn)線生產(chǎn)運(yùn)作及管理分析

1、北京航空航天大學(xué)研究生課程論文北京航空航天大學(xué)研究生課程考核記錄20142015學(xué)年 第一學(xué)期/碩士 ZY1407219學(xué)號 ZY1407219 姓名 蔣彧琛 成績 課程名稱：生產(chǎn)與運(yùn)行管理論文題目：聯(lián)合重卡-柴油機(jī)自動生產(chǎn)線生產(chǎn)運(yùn)作與管理分析 任課教師評語：任課教師簽字： 考核日期： 年 月 日 25聯(lián)合重卡-柴油機(jī)自動生產(chǎn)線生產(chǎn)運(yùn)作與管理分析摘 要自從有了生產(chǎn)活動，就開始了生產(chǎn)管理的實踐。生產(chǎn)運(yùn)作與管理是研究如何將企業(yè)的生產(chǎn)要素合理地配置和使用，并且高效地創(chuàng)造出產(chǎn)品和服務(wù)。隨著社會工業(yè)的發(fā)展以及科技的進(jìn)步，生產(chǎn)運(yùn)作與管理也在不斷進(jìn)步和完善。本文根據(jù)聯(lián)合重卡柴油機(jī)自動生產(chǎn)線的情況，運(yùn)用生產(chǎn)運(yùn)

2、作與管理的理論知識，主要分析了企業(yè)的生產(chǎn)形式、制造資源計劃以及質(zhì)量管理等方面的內(nèi)容。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)資料，運(yùn)用IDEF0建模思想對柴油機(jī)曲軸柔性制造系統(tǒng)進(jìn)行了簡要分析。關(guān)鍵詞：生產(chǎn)運(yùn)作與管理，聯(lián)合重卡柴油機(jī)自動生產(chǎn)線，IDEF0，曲軸柔性制造系統(tǒng)目 錄第一章 緒論11.1 引言11.2 生產(chǎn)運(yùn)作的基本概念與分類11.2.1 產(chǎn)品生產(chǎn)11.2.2 服務(wù)運(yùn)作21.3 生產(chǎn)與運(yùn)作管理的職能與目標(biāo)21.4 本文的主要研究內(nèi)容2第二章 對聯(lián)合重卡企業(yè)的研究分析32.1 引言32.2 企業(yè)的生產(chǎn)類型32.2.1按庫存生產(chǎn)(MTS Make TO Stock)32.2.2按裝配訂單生產(chǎn)(ATO Assemb

3、le To Order)32.2.3按訂單生產(chǎn)(MTO Make To Order)42.2.4按訂單設(shè)計(ETO Engineer To Order)42.2.5 企業(yè)的生產(chǎn)類型分析42.3 企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)52.3.1 生產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化要素52.3.2 生產(chǎn)系統(tǒng)的非結(jié)構(gòu)化要素62.4 企業(yè)生產(chǎn)過程的組織形式62.4.1 對象專業(yè)化62.4.2 工藝專業(yè)化62.4.3 聯(lián)合重卡-柴油機(jī)生產(chǎn)過程的組織形式72.5 企業(yè)生產(chǎn)過程的運(yùn)行方式72.5.1 聯(lián)合重卡-柴油機(jī)的性能及工作原理72.5.2 廣義的生產(chǎn)過程82.5.3 柔性制造系統(tǒng)82.6 產(chǎn)品對生產(chǎn)系統(tǒng)提出的功能要求92.7 工件在工序

4、間的移動方式92.7.1移動方式的分類92.7.2 聯(lián)合重卡-柴油機(jī)自動生產(chǎn)線上工件的移動方式92.8 企業(yè)的管理水平92.9 本章小結(jié)10第三章 制造資源計劃113.1 引言113.2 物料需求計劃的概述113.2.1 物料需求計劃的內(nèi)涵113.2.2 物料需求計劃的基本原理和目的113.2.3 物料需求計劃的作用113.3 物料需求計劃系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)123.4 物料需求計劃的處理過程123.4.1 基本步驟123.4.2 參數(shù)計算133.5 MRP應(yīng)用中的幾個關(guān)鍵問題133.5.1 批量規(guī)則133.5.2 提前期與安全庫存143.6 閉環(huán)物料需求計劃143.7 本章小結(jié)15第四章 企業(yè)質(zhì)量管理

5、164.1 引言164.2 工序能力164.3 六西格瑪管理174.3.1 六西格瑪管理的內(nèi)涵174.3.2 六西格瑪管理的特征184.4 本章小結(jié)18第五章 聯(lián)合重卡-柴油機(jī)曲軸的柔性制造系統(tǒng)FMS分析195.1 引言195.2 IDEF0建模方法195.3 柴油機(jī)曲軸的加工工藝205.3.1 曲軸粗加工工藝205.3.2 曲軸精加工工藝205.4 柴油機(jī)曲軸FMS的組成與特點215.4.1 系統(tǒng)組成215.4.2 系統(tǒng)布局215.5 柴油機(jī)曲軸FMS系統(tǒng)控制建模225.6 柴油機(jī)曲軸FMS系統(tǒng)功能建模225.7 本章小結(jié)23總結(jié)23參考文獻(xiàn)24第一章 緒論1.1 引言生產(chǎn)是人類獲得財富、得

6、以生存的源泉；生產(chǎn)是社會創(chuàng)造價值、得以發(fā)展的根本。生產(chǎn)最初是人類將生產(chǎn)要素轉(zhuǎn)化為物質(zhì)財富的過程，而隨著生產(chǎn)力的提高以及社會的發(fā)展，生產(chǎn)的范圍不斷地擴(kuò)大，它不僅包括了有形產(chǎn)品的制造過程，還包括了無形產(chǎn)品的提供過程。部分西方學(xué)者將有形產(chǎn)品的制造過程統(tǒng)稱為“Production”，即“生產(chǎn)”；將無形產(chǎn)品的提供過程統(tǒng)稱為“Operation”，即“運(yùn)作”。本文將有形產(chǎn)品的制造過程及無形產(chǎn)品的提供過程統(tǒng)稱為“生產(chǎn)運(yùn)作”?？傮w來說，生產(chǎn)運(yùn)作是一個企業(yè)投入一定資源，經(jīng)過各種形式的轉(zhuǎn)換與增值，最終產(chǎn)出產(chǎn)品的過程。而生產(chǎn)運(yùn)作管理是一個對生產(chǎn)運(yùn)作系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計。運(yùn)行以及改善的過程。1.2 生產(chǎn)運(yùn)作的基本概念與分類1

7、.2.1 產(chǎn)品生產(chǎn)產(chǎn)品生產(chǎn)是通過物理和（或）化學(xué)作用將有形輸入轉(zhuǎn)化為有形輸出的過程。例如，通過切削加工、裝配、焊接、裂解、合成等物理或化學(xué)過程，將有形原材料轉(zhuǎn)化為有形產(chǎn)品的過程，屬于制造性生產(chǎn)。通過制造性生產(chǎn)能夠產(chǎn)生自然界原來沒有的物品。按工藝過程的特點，可以把制造性生產(chǎn)分成兩種：連續(xù)性生產(chǎn)和離散性生產(chǎn)。連續(xù)性生產(chǎn)是指物料均勻，連續(xù)地按一定工藝順序運(yùn)動，在運(yùn)動中不斷改變形態(tài)和性能，最后形成產(chǎn)品的生產(chǎn)。如化工，煉油，冶金，食品，造紙等。離散性生產(chǎn)是指物料離散地按一定工藝順序運(yùn)動，在運(yùn)動中不斷改變形態(tài)和性能，最后形成產(chǎn)品的生產(chǎn)。如軋鋼和汽車制造。本文研究的聯(lián)合重卡-柴油機(jī)的生產(chǎn)即為離散性生產(chǎn)。按照

8、企業(yè)組織生產(chǎn)的特點，可以把制造性生產(chǎn)分成備貨型生產(chǎn)和訂貨型生產(chǎn)兩種。備貨型生產(chǎn)是指在沒有接到用戶訂單時，經(jīng)過市場預(yù)測按已有的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品或產(chǎn)品系列進(jìn)行生產(chǎn)，生產(chǎn)的直接目的是補(bǔ)充庫存。例如柴油機(jī)中的軸承、緊固件等零部件的生產(chǎn)屬于備貨型生產(chǎn)。訂貨型生產(chǎn)是按照客戶特定的要求進(jìn)行生產(chǎn)。用戶可能對柴油機(jī)的性能、結(jié)構(gòu)、質(zhì)量、數(shù)量和交貨期提出各種要求，經(jīng)過協(xié)商和談判，以協(xié)議或者合同等形式進(jìn)行組織生產(chǎn)與制造。1.2.2 服務(wù)運(yùn)作服務(wù)運(yùn)作的基本特征是提供服務(wù)，而不制造有形產(chǎn)品。但是，不制造有形產(chǎn)品不等于不提供有形產(chǎn)品。按行業(yè)分類包括娛樂、教育、通信、金融、保險、運(yùn)輸?shù)?5個行業(yè)。按服務(wù)組織的目的可分為盈利服務(wù)和非盈

9、利服務(wù)。1.3 生產(chǎn)與運(yùn)作管理的職能與目標(biāo)企業(yè)運(yùn)行有三大職能，即生產(chǎn)運(yùn)作（Operations），理財（Financing），營銷（Marketing），而生產(chǎn)運(yùn)作是將輸入轉(zhuǎn)化為輸出的過程，是一切社會組織最基本的活動，也是企業(yè)最基本的職能。生產(chǎn)運(yùn)作管理的目標(biāo)就是要使輸出要素（產(chǎn)品或服務(wù)）在交貨期、質(zhì)量、成本、柔性和服務(wù)等幾個方面取得最優(yōu)成果。1.4 本文的主要研究內(nèi)容生產(chǎn)運(yùn)作與管理的主要內(nèi)容包括計劃、組織和控制三個方面，具體工作內(nèi)容主要有需求管理、預(yù)測編制生產(chǎn)計劃和能力計劃、庫存控制、人員配備、作業(yè)調(diào)度和質(zhì)量保證等。本文選定四個方面進(jìn)行分析。主要包括1.對聯(lián)合重卡企業(yè)（后文簡稱企業(yè)）的研究分析

10、，其中包括（1）企業(yè)的生產(chǎn)類型（2）企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)（3）企業(yè)生產(chǎn)過程的組織形式（4）企業(yè)生產(chǎn)過程的運(yùn)行方式（5）產(chǎn)品對生產(chǎn)系統(tǒng)提出的功能要求（6）工件在工序間的移動方式（7）企業(yè)的管理水平。2.制造資源計劃3.質(zhì)量管理4.運(yùn)用IDEF0建模思想對柴油機(jī)曲軸的柔性制造系統(tǒng)FMS進(jìn)行研究分析。第二章 對聯(lián)合重卡企業(yè)的研究分析2.1 引言聯(lián)合卡車是中國新興的重卡品牌，采用了自主研發(fā)、與世界主流重卡同步的“UE”平臺，以世界主流重卡產(chǎn)品作為標(biāo)桿。聯(lián)合卡車主要參與方中集集團(tuán)、奇瑞汽車、玉柴集團(tuán)、法士特集團(tuán)、富華重工。這五大企業(yè)分別是中國最大的物流裝備和專用車制造企業(yè)、中國最大的自主品牌汽車制造企業(yè)、

11、中國最大的柴油發(fā)動機(jī)制造企業(yè)、中國最大的重卡變速箱制造企業(yè)、中國最大的車橋制造企業(yè)。這五家國內(nèi)汽車界的重量級企業(yè)攜手進(jìn)軍重卡整車領(lǐng)域。未來聯(lián)合卡車將生產(chǎn)包括牽引車、工程車、專用車等30多種不同細(xì)分市場的產(chǎn)品。現(xiàn)有的車型主要有三大系列，有：U460 旗艦級高端牽引車、高端輕量化牽引車、重型自卸車、混凝土攪拌車。本章將通過聯(lián)合重卡柴油機(jī)的特性，對（1）企業(yè)的生產(chǎn)類型（2）企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)（3）企業(yè)生產(chǎn)過程的組織形式（4）企業(yè)生產(chǎn)過程的運(yùn)行方式（5）產(chǎn)品對生產(chǎn)系統(tǒng)提出的功能要求（6）企業(yè)工件在工序間的移動方式（7）企業(yè)的管理水平進(jìn)行探討。2.2 企業(yè)的生產(chǎn)類型根據(jù)企業(yè)組織生產(chǎn)的特點，可以將生產(chǎn)分為

12、四類：（1）按庫存生產(chǎn)(MTS Make TO Stock),(2)按裝配訂單生產(chǎn)(ATO Assemble To Order)，(3)按訂單生產(chǎn)(MTO Make To Order),(4)按訂單設(shè)計(ETO Engineer To Order)。2.2.1按庫存生產(chǎn)(MTS Make TO Stock)在按庫存生產(chǎn)策略的類型中，客戶基本上對最終產(chǎn)品規(guī)格的確定沒有什么建議或要求，他們的投入很少。生產(chǎn)商生產(chǎn)的產(chǎn)品并不是為任何特定客戶定制的。但是，按庫存生產(chǎn)時的產(chǎn)品批量不像典型的重復(fù)生產(chǎn)那么大。通常，這類產(chǎn)品可能屬于大眾化的市售通用規(guī)格的消費商品，也可能是企業(yè)的自有品牌產(chǎn)品；它隨著市場的需求并參

13、考本身的庫存存量來決定是否要安排生產(chǎn)計劃。2.2.2按裝配訂單生產(chǎn)(ATO Assemble To Order)在這種生產(chǎn)類型中，客戶對零部件或產(chǎn)品的某些配置給出要求，生產(chǎn)商根據(jù)客戶的要求提供為客戶定制的產(chǎn)品。所以，生產(chǎn)商必須保持一定數(shù)量的零部件的庫存，以便當(dāng)客戶定單到來時，可以迅速按定單裝配出產(chǎn)品并發(fā)送給客戶。為此，需要運(yùn)用某些類型的配置系統(tǒng)，以便迅速獲取并處理定單數(shù)據(jù)信息，然后按照客戶需求組織產(chǎn)品的生產(chǎn)裝配來滿足客戶需要。生產(chǎn)企業(yè)必須備有不同部件并準(zhǔn)備好多個柔性的組裝車間，以便在最短的時間內(nèi)組裝出種類眾多的產(chǎn)品。2.2.3按訂單生產(chǎn)(MTO Make To Order)按單生產(chǎn)，就是根據(jù)顧

14、客的訂單原先的設(shè)計制造顧客所需的產(chǎn)品，而生產(chǎn)計劃則是依據(jù)所收到訂單中所指定的產(chǎn)品BOM規(guī)劃生產(chǎn)流程以及購買原料，可以完全依據(jù)顧客的特殊要求制造其所需產(chǎn)品，且可將存貨降至最低。2.2.4按訂單設(shè)計(ETO Engineer To Order)在這種生產(chǎn)類型下，一種產(chǎn)品在很大程度上是按照某一特定客戶的要求來設(shè)計的，所以說支持客戶化的設(shè)計是該生產(chǎn)流程的重要功能和組成部分。因為絕大多數(shù)產(chǎn)品都是為特定客戶度身定制，所以這些產(chǎn)品有可能只生產(chǎn)一次。在這種生產(chǎn)類型中，產(chǎn)品的生產(chǎn)批量較小，但是設(shè)計工作和最終產(chǎn)品往往非常復(fù)雜。在生產(chǎn)過程中，每一項工作都要特殊處理，因為每項工作都可能有不一樣的操作，不一樣的費用，需

15、要不同的人員來完成。當(dāng)然，除了特殊該產(chǎn)品專用材料之外也有一些與其它產(chǎn)品共享的原材料。圖2.1 企業(yè)的生產(chǎn)類型2.2.5 企業(yè)的生產(chǎn)類型分析以前文所述的四種不同生產(chǎn)類型的知識背景，結(jié)合2.1節(jié)的聯(lián)合重卡企業(yè)正在成立初期，生產(chǎn)的卡車類型較少，參考國內(nèi)汽車市場的現(xiàn)狀，推測得出“該企業(yè)以按庫存生產(chǎn)(MTS Make TO Stock)類型為主”的結(jié)論。隨著企業(yè)的發(fā)展，將逐漸趨向于其他三種企業(yè)生產(chǎn)類型的形式。2.3 企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)生產(chǎn)系統(tǒng)是由人和機(jī)器構(gòu)成的,能將一定輸入轉(zhuǎn)化為特定輸出的有機(jī)整體,使轉(zhuǎn)化過程具有增值性是生產(chǎn)系統(tǒng)的基本功能。此外，一個企業(yè)的生產(chǎn)系統(tǒng)還具有創(chuàng)新、質(zhì)量、柔性、繼承性、自我完善

16、、環(huán)境保護(hù)等功能。生產(chǎn)系統(tǒng)在一段時間的運(yùn)轉(zhuǎn)以后，需要改進(jìn)完善，而改進(jìn)一般包括產(chǎn)品的改進(jìn)，加工方法的改進(jìn)以及操作方法的改進(jìn)。2.3.1 生產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化要素生產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化要素是指構(gòu)成生產(chǎn)系統(tǒng)物質(zhì)形式的硬件以及它們之間的相互關(guān)聯(lián)。結(jié)構(gòu)化要素主要包括：1.生產(chǎn)技術(shù)它主要指生產(chǎn)工藝的技術(shù)特點、工藝技術(shù)水平以及生產(chǎn)設(shè)備的技術(shù)性能。以聯(lián)合重卡-柴油機(jī)生產(chǎn)技術(shù)為例：笨重、噪音大、噴黑煙，令許多人對柴油機(jī)的直觀印象不佳，經(jīng)過多年的研究和新技術(shù)應(yīng)用，現(xiàn)代柴油機(jī)的現(xiàn)狀已與往日不可同喻?，F(xiàn)代柴油機(jī)一般采用電控噴射、共軌、渦輪增壓中冷等技術(shù)，在重量、噪音、煙度方面已取得重大突破，達(dá)到了汽油機(jī)的水平。2.生產(chǎn)設(shè)施它主

17、要指生產(chǎn)中的設(shè)置、生產(chǎn)裝置的構(gòu)成及規(guī)模、設(shè)施的布局和布置以及相互聯(lián)系的方式。以聯(lián)合重卡-柴油機(jī)生產(chǎn)線為例，該生產(chǎn)線采用了全自動生產(chǎn)線，以機(jī)器手、自動化生產(chǎn)流水裝置、數(shù)控機(jī)床等取代大部分人工生產(chǎn)，實現(xiàn)了快速和高效率，并且保證了柴油機(jī)的質(zhì)量和可靠性。3.生產(chǎn)能力它主要指柴油機(jī)生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)生產(chǎn)設(shè)備的技術(shù)性能、數(shù)量、種類及組合關(guān)系決定的生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)能力。4.生產(chǎn)系統(tǒng)的集成它主要指生產(chǎn)系統(tǒng)的集成范圍和集成方向，生產(chǎn)系統(tǒng)與外部的聯(lián)系。它表達(dá)出該企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式。2.3.2 生產(chǎn)系統(tǒng)的非結(jié)構(gòu)化要素非結(jié)構(gòu)化要素是指在一定的結(jié)構(gòu)化要素組合所形成框架基礎(chǔ)上，起支撐和控制生產(chǎn)與運(yùn)作系統(tǒng)運(yùn)行作用的要素。非結(jié)構(gòu)化

18、要素相對于結(jié)構(gòu)化要素大部分是以軟性的形式出現(xiàn)和存在的。非結(jié)構(gòu)化要素主要包括：1.人員組織要素它主要該指企業(yè)內(nèi)人員素質(zhì)特點、要求、工作設(shè)計、人力資源制度、組織機(jī)構(gòu)、激勵政策等。它是從人員的角度對生產(chǎn)與運(yùn)作系統(tǒng)進(jìn)行組織，使其很好運(yùn)作的決定性因素。2.生產(chǎn)與運(yùn)作計劃要素它主要指生產(chǎn)與運(yùn)作計劃的類型、編制及其實施、控制、各種方法和手段。它決定著生產(chǎn)與運(yùn)作系統(tǒng)運(yùn)行的規(guī)劃，是開展工作的依據(jù)。3.庫存控制要素它主要指庫存系統(tǒng)類型、庫存控制方式等。它提供著生產(chǎn)與運(yùn)作系統(tǒng)進(jìn)行正常運(yùn)轉(zhuǎn)物資上的保證基礎(chǔ)工作，反映著生產(chǎn)與運(yùn)作系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益問題。4.質(zhì)量管理要素它主要指質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的制定、質(zhì)量控制、建立質(zhì)量保證體系等。它

19、是生產(chǎn)與運(yùn)作系統(tǒng)正常運(yùn)作的基本保證。從表面看，似乎建立非結(jié)構(gòu)化要素要比建立結(jié)構(gòu)化要簡單一些。實際上，非結(jié)構(gòu)化要素作用更突出。在許多場合下，非結(jié)構(gòu)化要素支配著結(jié)構(gòu)化要素，使結(jié)構(gòu)化要素的功能得到充分的發(fā)揮。2.4 企業(yè)生產(chǎn)過程的組織形式2.4.1 對象專業(yè)化對象專業(yè)化是指按照產(chǎn)品或零部件的不同設(shè)置生產(chǎn)單位。以聯(lián)合重卡企業(yè)為例，在對象專業(yè)化的生產(chǎn)流程下，制造廠中有專門的發(fā)動機(jī)車間、底盤車間、電子產(chǎn)品裝配車間、總裝配車間等。2.4.2 工藝專業(yè)化工藝專業(yè)化是指在生產(chǎn)過程中按照各個工藝階段的特點來設(shè)置生產(chǎn)單位。在這樣的形勢下，一個生產(chǎn)車間里可以完成各種產(chǎn)品的同一工藝階段，并且每一個生產(chǎn)車間只完成產(chǎn)品生產(chǎn)

20、過程中的部分加工任務(wù)，如切削車間、熱處理車間、電鍍車間等。這種生產(chǎn)流程適用于單件小批量生產(chǎn)。2.4.3聯(lián)合重卡-柴油機(jī)生產(chǎn)過程的組織形式采用對象專業(yè)化生產(chǎn)。該生產(chǎn)形式的優(yōu)點是提高了生產(chǎn)流程的連續(xù)性，縮短了周期，減少了在制品的占用；便于生產(chǎn)管理。其缺點是對產(chǎn)品品種變化的適應(yīng)性差；不利于生產(chǎn)面積和設(shè)備能力的充分利用；工藝設(shè)備的管理相對復(fù)雜。2.5 企業(yè)生產(chǎn)過程的運(yùn)行方式生產(chǎn)過程是企業(yè)整個業(yè)務(wù)流程的一個重要組成部分。生產(chǎn)過程主要指從投入原材料開始，經(jīng)過一系列加工，直至生產(chǎn)出成品的全過程。企業(yè)在進(jìn)行生產(chǎn)過程設(shè)計時可以選擇流水線生產(chǎn)、成組技術(shù)以及柔性制造系統(tǒng)三種方式。本節(jié)將根據(jù)聯(lián)合重卡-柴油機(jī)性能及工作

21、原理對柔性制造系統(tǒng)進(jìn)行分析探討。2.5.1 聯(lián)合重卡-柴油機(jī)的性能及工作原理柴油發(fā)動機(jī)是燃燒柴油來獲取能量釋放的發(fā)動機(jī)。它的優(yōu)點是扭矩大、經(jīng)濟(jì)性能好。柴油發(fā)動機(jī)的工作過程分為進(jìn)氣、壓縮、做功、排氣四個沖程。柴油發(fā)動機(jī)工作時，進(jìn)入氣缸的是空氣壓縮到終點的時候，溫度可以達(dá)到500-700，壓力可以達(dá)到4050個大氣壓?；钊咏现裹c時，供油系統(tǒng)的噴油嘴以極高的壓力在極短的時間內(nèi)向氣缸燃燒室噴射燃油，柴油形成細(xì)微的油粒，與高壓高溫的空氣混合，可燃混合氣自行燃燒，猛烈膨脹產(chǎn)生爆發(fā)力，推動活塞下行做功，此時溫度可達(dá)1900-2000，壓力可達(dá)60-100個大氣壓，產(chǎn)生的扭矩很大，所以柴油發(fā)動機(jī)廣泛的應(yīng)用

22、于大型柴油設(shè)備上。圖2.2 柴油發(fā)動機(jī)2.5.2 廣義的生產(chǎn)過程廣義的生產(chǎn)過程包含了生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備、加工制造、輔助生產(chǎn)和生產(chǎn)服務(wù)等企業(yè)范圍內(nèi)全部生產(chǎn)活動的總和，即圍繞完成產(chǎn)品生產(chǎn)的一系列有組織的生產(chǎn)活動。圖2.3 廣義生產(chǎn)過程關(guān)系圖2.5.3柔性制造系統(tǒng)聯(lián)合重卡-柴油機(jī)自動生產(chǎn)線的運(yùn)行方式是采用柔性制造系統(tǒng)，原因如下：1.柴油發(fā)動機(jī)的工作過程與汽油發(fā)動機(jī)有許多相同的地方，每個工作循環(huán)也經(jīng)歷進(jìn)氣、壓縮、做功、排氣四個沖程。但由于柴油機(jī)用的燃料是柴油，它的粘度比汽油大，不容易蒸發(fā)，而其自燃溫度卻比汽油低，因此，可燃混合氣的形成及點火方式都與汽油機(jī)不同。因此柴油機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有一定的獨特性，在制造的過

23、程中往往需要特殊工藝2.柴油機(jī)多用于大型燃油設(shè)備，所以其生產(chǎn)形式不同于大批量流水線生產(chǎn)，而多采用中小批量生產(chǎn)3.柴油機(jī)用途廣泛，這表明其生產(chǎn)過程需要適應(yīng)適應(yīng)消費者多樣化需求4.結(jié)合案例視頻，在柴油機(jī)制造過程中，制造系統(tǒng)是由制造加工系統(tǒng)、計算機(jī)控制系統(tǒng)和物料儲運(yùn)系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合的自動化制造系統(tǒng)。以上都是柔性制造系統(tǒng)的基本特點。圖2.4 柔性制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2.6產(chǎn)品對生產(chǎn)系統(tǒng)提出的功能要求功能要求有六項：創(chuàng)新、質(zhì)量、柔性、成本、繼承性和交貨期。這六項功能要求形成了生產(chǎn)系統(tǒng)的基本功能目標(biāo)，并作為一個整體，必須達(dá)到當(dāng)時社會需求的基準(zhǔn)水平，才能使生產(chǎn)系統(tǒng)的整體功能得以實現(xiàn)。2.7 工件在工序間的移動方式2.7

24、.1移動方式的分類1.順序移動方式：每批零件在前道工序全部完成之后，再整批地轉(zhuǎn)送到后道工序。2.平行移動方式：一批零件中的每個零件在前道工序完成之后，立即轉(zhuǎn)移到后道工序上繼續(xù)加工。3.平行順序移動方式：既保持一批零件的連續(xù)加工，又盡可能使相鄰工序加工時間平行進(jìn)行。2.7.2 聯(lián)合重卡-柴油機(jī)自動生產(chǎn)線上工件的移動方式視頻中聯(lián)合重卡-柴油機(jī)自動生產(chǎn)線上的工件在每個零件的前道工序完成之后，立即轉(zhuǎn)移到后道工序上繼續(xù)加工，因此屬于平行移動方式。這種方式的優(yōu)點是加工周期短，在制品占用量少；缺點是運(yùn)輸次數(shù)多，當(dāng)前、后工序時間不相等時，存在設(shè)備中斷和制品等待的情況。2.8 企業(yè)的管理水平聯(lián)合重卡-柴油機(jī)自動

25、生產(chǎn)線采用由制造加工系統(tǒng)、計算機(jī)控制系統(tǒng)以及物料儲運(yùn)系統(tǒng)相結(jié)合的柔性制造系統(tǒng)，以自動化取代大部分人工制造過程，實現(xiàn)了生產(chǎn)的連續(xù)性和均衡性體現(xiàn)出該企業(yè)較為先進(jìn)的管理水平。2.9 本章小結(jié)本章研究了聯(lián)合重卡企業(yè)以及聯(lián)合重卡-柴油機(jī)自動生產(chǎn)線，以柴油機(jī)的性能參數(shù)及工作原理等為基礎(chǔ)，分析了（1）企業(yè)的生產(chǎn)類型（2）企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)（3）企業(yè)生產(chǎn)過程的組織形式（4）企業(yè)生產(chǎn)過程的運(yùn)行方式，然后從產(chǎn)品的角度分析了（5）產(chǎn)品對生產(chǎn)系統(tǒng)提出的功能要求（6）工件在工序間的移動方式。最后，根據(jù)生產(chǎn)過程運(yùn)行的連續(xù)性、平行性、均衡性以及生產(chǎn)系統(tǒng)的適應(yīng)性（柔性）對企業(yè)的管理水平進(jìn)行分析。第三章 制造資源計劃3.1 引

26、言制造資源計劃是出現(xiàn)于20世紀(jì)70年代末期的，以企業(yè)資源優(yōu)化配置，確保企業(yè)連續(xù)、均衡地生產(chǎn)，實現(xiàn)信息流、物流與資金流的有機(jī)集成和提高企業(yè)整體水平為目標(biāo)，以計劃與控制為主線，面向企業(yè)產(chǎn)、供、銷、財?shù)默F(xiàn)代企業(yè)管理思想和方法。制造資源計劃是在物料需求計劃上發(fā)展出的一種規(guī)劃方法和輔助軟件。它是以物料需求計劃MRP為核心，在考慮企業(yè)實際生產(chǎn)能力的前提下，以最小的庫存保證生產(chǎn)計劃的完成，同時對生產(chǎn)成本加以管理。實現(xiàn)企業(yè)物流、信息流和資金流的統(tǒng)一。其發(fā)展從MRP開始，以后逐漸完善，形成了MRP和ERP。由于制造資源計劃以物料需求計劃MRP為核心，因此本章重點是對物料需求計劃進(jìn)行詳細(xì)的分析與研究。圖3.1 制

27、造資源計劃發(fā)展及聯(lián)系3.2 物料需求計劃的概述3.2.1 物料需求計劃的內(nèi)涵物料需求計劃是指利用主生產(chǎn)計劃、物料清單文件以及庫存記錄文件的數(shù)據(jù)來計算物料需求的技術(shù)。這里的“物料”泛指生產(chǎn)過程中的原材料、零部件、在制品、外購件以及產(chǎn)成品。3.2.2 物料需求計劃的基本原理和目的物料需求計劃的實質(zhì)是企業(yè)在合適的時間把物料送到合適的地點。物料需求計劃的基本原理是：根據(jù)主生產(chǎn)計劃計算相關(guān)物料的需求量和需求時間；通過計算得出物料需求時間和生產(chǎn)訂貨周期，從而確定生產(chǎn)訂貨時間。3.2.3 物料需求計劃的作用物料需求計劃適用于工藝專業(yè)化的工作環(huán)境，對裝配企業(yè)產(chǎn)生巨大的應(yīng)用價值。物料需求計劃的作用主要由以下幾個

28、方面1.能夠使企業(yè)明確各種物料需求。2.根據(jù)給定的總進(jìn)度計劃，精確地估算企業(yè)生產(chǎn)能力。3.能夠有效地降低企業(yè)的庫存水平。4.能夠不斷地改進(jìn)企業(yè)的服務(wù)質(zhì)量，提高企業(yè)對市場的反應(yīng)速度。3.3 物料需求計劃系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)MRP系統(tǒng)包括MRP系統(tǒng)的輸入和輸出。MRP的輸入主要有三個部分：主生產(chǎn)計劃、物料清單文件和庫存記錄文件；MRP的輸出主要是初級生產(chǎn)報告和中級生產(chǎn)報告。MRP系統(tǒng)運(yùn)行如下：使用產(chǎn)品訂單生成主生產(chǎn)計劃，該計劃闡明在特定時期內(nèi)將要生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)量。物料清單文件確定生產(chǎn)每一種產(chǎn)品所需的具體原材料及數(shù)量。庫存記錄文件包括現(xiàn)有及已訂購的產(chǎn)品數(shù)量等數(shù)據(jù)。圖3.2 MRP系統(tǒng)的輸入和輸出3.4 物料需求

29、計劃的處理過程3.4.1 基本步驟MRP處理的基本步驟包括：準(zhǔn)備MRP處理所需的各種輸入，將主生產(chǎn)計劃MPS作為確認(rèn)的生產(chǎn)訂單下達(dá)傳給MRP，然后根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)文件BOM，從第1層項目起，逐層處理各個項目直至最低層處理完畢為止。3.4.2 參數(shù)計算一般，MRP采用自頂向下、借助低層碼逐層處理的方法。即先處理所有產(chǎn)品的零層，然后處理第1層，一直到最低層，這樣做的好處是每一項目只需檢所處理一次，效率較高。1.計算總需要量（毛需要量）在每個時間段上，應(yīng)按父項的計劃發(fā)出訂貨量來計算子項的總需要量，并保持時間上一致：總需要量=父項的計劃發(fā)出訂貨量 X BOM表中的單位需求量2.計算凈需要量先計算各個時間段

30、上的現(xiàn)有數(shù)：現(xiàn)有數(shù)=前一時間段的現(xiàn)有數(shù)+預(yù)計到貨量-總需要量-已分配量當(dāng)某個時間段上的現(xiàn)有數(shù)小于0時，則產(chǎn)生凈需要量，他說明當(dāng)現(xiàn)有庫存不能滿足總需要量的要求時，就需要重新生產(chǎn)和采購。當(dāng)某一時間段產(chǎn)生凈需要量時，若前一時間段的現(xiàn)有數(shù)大于等于0，則：凈需要量=總需要量-現(xiàn)有數(shù)否則，凈需要量=總需要量3.確定計劃發(fā)出訂貨量與訂貨日期利用批量規(guī)則確定計劃發(fā)出訂貨數(shù)量。一般計劃發(fā)出訂貨數(shù)量大于或等于凈需要量。如果有損耗，則應(yīng)先考慮損耗后再按批量規(guī)則進(jìn)行修正。利用提前期，確定計劃發(fā)出訂貨日期。一般發(fā)出訂貨期的時間要提前一段時間。3.5 MRP應(yīng)用中的幾個關(guān)鍵問題3.5.1 批量規(guī)則加工或采購批量，是運(yùn)行M

31、RP的重要參數(shù)。確定批量策略是運(yùn)作管理部門的一項重要工作。在實際生產(chǎn)中，為節(jié)省訂貨費或設(shè)備調(diào)整準(zhǔn)備費，往往會確定一個最小批量。在MRP系統(tǒng)中常用的批量策略包括：逐批訂貨批量法、固定批量法、固定周期批量法和最大零件周期收益法。3.5.2 提前期與安全庫存提前期是指從投料開始到該項目入庫為止可供使用的時間間隔。提前期是確定計劃下達(dá)時間的一個重要因素。在MRP的運(yùn)算過程中，除批量和提前期外還有一個重要的參數(shù)，即安全庫存。設(shè)置安全庫存是為了應(yīng)付不確定性，防止生產(chǎn)過程出現(xiàn)缺料現(xiàn)象，避免造成生產(chǎn)或供應(yīng)中斷。3.6 閉環(huán)物料需求計劃物料需求計劃將最終出廠產(chǎn)品計劃轉(zhuǎn)變?yōu)樵牧?、零部件的作業(yè)計劃和采購計劃。但是

32、企業(yè)只是確定了物料的需求量和需求時間是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，如果企業(yè)不具備相應(yīng)的生產(chǎn)能力，物料需求計劃就不能實現(xiàn)。這就是物料需求計劃發(fā)展為閉環(huán)物料需求計劃的原因。閉環(huán)物料需求計劃是在傳統(tǒng)的物料需求計劃的基礎(chǔ)上，加入資源計劃和保證、生產(chǎn)安排、執(zhí)行監(jiān)控和反饋能力，從而形成一個閉環(huán)回路。圖3.3 閉環(huán)物料需求計劃流程一方面，閉環(huán)物料需求計劃不僅考慮了物料需求計劃，還考慮了與其相對應(yīng)的能力需求計劃、車間作業(yè)計劃和采購計劃；另一方面，閉環(huán)物料需求計劃具有從自身輸出的反饋信息，它是一個以物料需求計劃為核心，并包含生產(chǎn)規(guī)劃、主生產(chǎn)計劃和能力需求計劃的系統(tǒng)。一旦計劃被確認(rèn)是合理的，則開始運(yùn)行，包括投入產(chǎn)出能力的度量、詳

33、細(xì)的計劃和調(diào)度、預(yù)測供應(yīng)商和廠商延期交貨的報告、供應(yīng)商計劃等生產(chǎn)控制功能，同時提供反饋信息，使計劃具有可行性。3.7 本章小結(jié)物料需求計劃是制造資源計劃與企業(yè)資源計劃的核心。本章開始先從MRP的內(nèi)涵、基本原理、目的和作用這四個方面對MRP進(jìn)行概述；進(jìn)而對MRP的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及輸入和輸出進(jìn)行分析，詳細(xì)研究了MRP的處理過程和MRP在應(yīng)用中需要注意的幾個關(guān)鍵問題；最后，根據(jù)企業(yè)的實際生產(chǎn)狀況，在傳統(tǒng)的物料需求計劃的基礎(chǔ)上，加入資源計劃和保證、生產(chǎn)安排、執(zhí)行監(jiān)控和反饋能力，研究和分析了一個以物料需求計劃為核心，并包含生產(chǎn)規(guī)劃、主生產(chǎn)計劃和能力需求計劃的系統(tǒng)，即閉環(huán)物料需求計劃。第四章 企業(yè)質(zhì)量管理4.

34、1 引言質(zhì)量是企業(yè)的生命線。在市場競爭中，企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的好壞直接影響企業(yè)的聲譽(yù)和競爭力。因此，在生產(chǎn)管理過程中，企業(yè)不僅要控制產(chǎn)品出產(chǎn)的進(jìn)度，同時要控制產(chǎn)品的質(zhì)量。質(zhì)量管理的發(fā)展是伴隨著管理科學(xué)、生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的。從歷史上看，主要經(jīng)歷了四個階段：質(zhì)量檢測階段、統(tǒng)計質(zhì)量管理階段、全面質(zhì)量管理階段、新時期質(zhì)量管理階段。ISO9000：2000對于質(zhì)量管理的定義為：指導(dǎo)和控制組織的與質(zhì)量有關(guān)的相互協(xié)調(diào)活動。4.2 工序能力一個生產(chǎn)工序（或服務(wù)過程）的質(zhì)量好壞可以用能力指數(shù)來評判，這就是過程能力指數(shù)，也叫做工序能力指數(shù)。制造業(yè)的工序能力指的是工序處于正常狀態(tài)下穩(wěn)定加工某種質(zhì)量的產(chǎn)品的能力，也叫加

35、工精度，用B表示。通常，用加工尺寸的分布密度函數(shù)的6倍標(biāo)準(zhǔn)方差來表示，即B=6。工序能力指數(shù)是指公差范圍T（質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)）與工序能力B的比值，它表明某工序加工精度的程度：當(dāng)實際的分布中心與公差中心有偏差E時，則對進(jìn)行修正，再用修正工序能力指數(shù)：根據(jù)工序能力指數(shù)可以判斷工序能力的不足或過剩，從而采取相應(yīng)的措施進(jìn)行質(zhì)量改善，如下表所示。表4.1 工序能力指數(shù)工序能力判斷處理備注特級加工，工序能力過?？紤]放寬管理以降低成本一級加工，工序能力充裕如果不是重要工序可放寬檢驗時，不合格率為百萬分之六二級加工，工序能力尚可工序必須嚴(yán)加管理，否則易產(chǎn)生不合格產(chǎn)品時，不合格率為萬分之六三級加工，工序能力不足已經(jīng)出現(xiàn)

36、不合格品，需做全數(shù)檢驗，改進(jìn)工序控制時，不合格率為千分之三四級加工，工序能力嚴(yán)重不足停止加工，采取緊急措施提高工序能力時，不合格率為千分之五4.3 六西格瑪管理4.3.1六西格瑪管理的內(nèi)涵6管理，是由摩托羅拉公司提出的一種質(zhì)量評估方法。在統(tǒng)計學(xué)中表示標(biāo)準(zhǔn)偏差，常用來描述總體中的個體偏離均值的程度，值越大，缺陷或錯誤就越少。6管理的目標(biāo)是使企業(yè)有99.99966%的產(chǎn)品是無缺陷的。若企業(yè)做到6，其事后彌補(bǔ)資金將會降低到約為銷售額的5%。6管理的核心理念是從客戶需求出發(fā)，以極低的產(chǎn)品缺陷率為客戶提供高質(zhì)量的產(chǎn)品和服務(wù)，從而不斷追求零缺陷的質(zhì)量水平。6管理有利于幫助企業(yè)從戰(zhàn)略層面上解決質(zhì)量問題，提高

37、生產(chǎn)效率，提升客戶滿意度和忠誠度，實現(xiàn)企業(yè)的持續(xù)發(fā)展。圖4.1 6管理4.3.2 六西格瑪管理的特征1.高度關(guān)注客戶需求，以客戶為出發(fā)點進(jìn)行流程改善，將客戶的期望作為目標(biāo)，從而不斷提高客戶的滿意度和忠誠度。2.以統(tǒng)計數(shù)據(jù)為工具，對生產(chǎn)運(yùn)作過程進(jìn)行量化管理，以量化的手段去分析流程中的各個問題。3.從根本上根治缺陷問題，持續(xù)改善業(yè)務(wù)流程。4.全體員工主動參與到流程的改進(jìn)管理中。5.不斷加強(qiáng)部門間的合作，營造一個樂于改進(jìn)，勤于學(xué)習(xí)的企業(yè)文化。4.4 本章小結(jié)從顧客的角度出發(fā)，質(zhì)量就是適用性，即產(chǎn)品或服務(wù)滿足顧客需求的程度。質(zhì)量對于企業(yè)的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。本章從工序能力和工序能力指數(shù)的概念出發(fā)研

38、究分析了企業(yè)的質(zhì)量管理策略。最后通過6管理的概念，對企業(yè)的質(zhì)量管理提出了更高的要求。第五章 聯(lián)合重卡-柴油機(jī)曲軸的柔性制造系統(tǒng)FMS分析5.1 引言曲軸是柴油發(fā)動機(jī)上一個重要的零部件， 它在工作時要承受很大的扭矩， 以及大小和方向都在變化的彎曲力。曲軸的工作情況決定了曲軸的結(jié)構(gòu)， 進(jìn)而也決定了曲軸制造工藝的復(fù)雜性。以計算機(jī)技術(shù)和柔性制造技術(shù)相結(jié)合的柔性制系統(tǒng)能很好地滿足市場對多品種、中小批量產(chǎn)品的個性化需求， 而IDEF0 方法是以結(jié)構(gòu)化分析和設(shè)計技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的一種系統(tǒng)菜單式表達(dá)工具。本章以聯(lián)合重卡-柴油機(jī)曲軸的柔性制造系統(tǒng)為例，對柔性制造系統(tǒng)以及IDEF0建模思想進(jìn)行研究和分析。5.2

39、 IDEF0建模方法IDEF0方法是20世紀(jì)80年代初美國空軍在ICAM (Integrated Computer Aided Manufacturing) 項目上發(fā)展起來的，最初由3種方法組成：功能建模(IDEF0)、信息建模(IDEF1)和動態(tài)建模(IDEF2)，以后又逐漸發(fā)展出數(shù)據(jù)建模(IDEF1X)、過程描述獲取方法(IDEF3)、面向?qū)ο蟮脑O(shè)計方法(IDEF4) 等。IDEF0的基本內(nèi)容是SADT的活動模型方法，它以圖解的形式來描述制造過程的特性。IDEF0 把一個系統(tǒng)分解成若干活動，每項活動對應(yīng)著一組輸入信息和輸出信息。用方框圖可以方便地表達(dá)這些輸入、輸出信息以及某一活動的控制數(shù)據(jù)

40、和實現(xiàn)機(jī)制。DEF0 對系統(tǒng)活動的表示方法與軟件工程中的系統(tǒng)分析方法相一致，用IDEF0方法建立系統(tǒng)功能模型有利于軟件系統(tǒng)的開發(fā)。IDEF0是我國實現(xiàn)CIMS 工程時推薦使用的建立系統(tǒng)功能模型的方法。圖5.1 IDEF0基本功能圖5.3 柴油機(jī)曲軸的加工工藝柴油機(jī)曲軸大致有三部分組成：（1）曲軸前端（2）由連桿軸頸、曲柄臂及主軸頸組成的曲拐（3）曲軸后端。按照曲軸加工步驟可分為粗加工和精加工兩部分。5.3.1 曲軸粗加工工藝曲軸粗加工工藝采用AVL新工藝，加工工藝中，采用復(fù)合加工數(shù)控機(jī)床，引入了“一次裝卡， 全部完工” 的概念。該FMS 車銑中心集成了雙主軸車削中心， 五軸加工中心，深孔、鏜、銑、鉆和三坐標(biāo)功能于一身，在一臺具有雙主軸的車銑復(fù)合加工中心上可以對曲軸進(jìn)行完全加工， 加工后的曲軸可直接轉(zhuǎn)入精加工工序。圖5.2 柴油機(jī)曲軸粗加工工藝流程5.3.2 曲軸精加工工藝在曲軸精加工方面，則采用工序集成的CBN數(shù)控磨床，即一次裝夾，可完成磨削曲軸全部主軸頸和連