單元化生產(chǎn)方式下生產(chǎn)任務(wù)分配決策研究

1、 、.。:、。曩一。一。磐。季一。瓤薯,.曩,。冀,。,疊瑩位論;創(chuàng)作載發(fā)襲該論丈涉及的研究、。、。如懣使用權(quán)包括:學(xué)校闋或借潤:學(xué)位論文全%一 薯于。童二一再一請表警本授權(quán);:導(dǎo)瘴謄翁薯若參棗薯譬薯參,:簿§毒÷黲謄萋善一耋二一?。÷÷基童。¨攀簿;譬茗參.。,磚。棼攀譬,謄蠹秘二一毫?xí)?勢。、。蠢蠢。囊薯。毒.器謄霉。鼻謄、毒:一:一摘要、論文題目:單元化生產(chǎn)方式下生產(chǎn)任務(wù)分配決策研究學(xué)科名稱:管理科學(xué)與工程研究生:陳衛(wèi)國簽名指導(dǎo)教師:劉晨光教授摘要在經(jīng)濟全球化和信息革命的影響下,市場需求變得多樣化甚至是個性化,要求在短時間內(nèi)快速響應(yīng)市場需

2、求,而傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式無法應(yīng)對這種由買方?jīng)Q定的市場環(huán)境,于是制造企業(yè)出于對生存或逐利的考慮開始研究和嘗試新的生產(chǎn)方式,在生產(chǎn)方式創(chuàng)新中,單元化生產(chǎn)方式是取得典型的成果之一。單元化生產(chǎn)方式是由轉(zhuǎn)化而來的,以在歐美等工業(yè)發(fā)達國家的應(yīng)用最為普遍,它是隨需而變的一種生產(chǎn)方式,在一定程度上融合了單件生產(chǎn)方式的高柔性和大量生產(chǎn)方式的高效率,較好地適應(yīng)了多品種、小批量、短交期、準時制的市場需求。學(xué)術(shù)界對于單元化生產(chǎn)方式的研究已經(jīng)有很長的歷史,并且取得了豐富的研究成果,但多是關(guān)于單元構(gòu)建方面的研究,而對生產(chǎn)計劃與控制方面的研究重視度不夠,尤其是對生產(chǎn)任務(wù)分配問題的研究非常有限。因此,本文研究內(nèi)容是單元化生產(chǎn)方式

3、下生產(chǎn)任務(wù)分配決策研究,其含義就是把產(chǎn)品訂單分配到生產(chǎn)單元內(nèi),確定每個生產(chǎn)單元分配的產(chǎn)品種類和產(chǎn)品數(shù)量。通過對國外大量文獻研究總結(jié)以及基于生產(chǎn)單元屬性將生產(chǎn)任務(wù)分配問題分類,分別面向多屬性完結(jié)生產(chǎn)單元、工序人員耦合型完結(jié)生產(chǎn)單元、設(shè)備主導(dǎo)型非完結(jié)生產(chǎn)單元的生產(chǎn)任務(wù)分配問題進行決策研究,通過對每種類型單元進行問題分析和建立數(shù)學(xué)模型,在目標函數(shù)優(yōu)化的情況下得出生產(chǎn)任務(wù)分配的決策結(jié)果,同時給出了模型算法設(shè)計和算例,驗證了模型的適用性。本論文對單元化生產(chǎn)方式下生產(chǎn)任務(wù)分配決策問題分析與建模的研究,在一定程度上拓展和深化了單元化生產(chǎn)方式下對生產(chǎn)計劃編制方面的研究,同時也為企業(yè)在實施單元化生產(chǎn)方式中的生產(chǎn)

4、任務(wù)分配決策問題提供理論與方法支持,豐富了這一領(lǐng)域的研究。關(guān)鍵字:單元化生產(chǎn)方式;生產(chǎn)單元;生產(chǎn)任務(wù)分配;決策分析論文類型:應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金項目:國家自然科學(xué)基金項目編號:西安理工大學(xué)碩士學(xué)位論文:.,。., . .,.,., . 。, ,:, .;.,:. ;,.,? ,?, .,. .,:; :目錄目 錄緒論?.研究背景.研究目的及意義.研究內(nèi)容.研究思路與基本框架理論基礎(chǔ)與文獻綜述?.生產(chǎn)方式的演變.生產(chǎn)方式的演變歷程.單件生產(chǎn)方式.大量生產(chǎn)方式.單元化生產(chǎn)方式?.單元化生產(chǎn)方式基本理論?.單元化生產(chǎn)方式概述.單元化生產(chǎn)方式的優(yōu)劣勢及形成機理.單元化生產(chǎn)方式的研究內(nèi)容?.單元化生產(chǎn)方式的

5、研究現(xiàn)狀?.單元化生產(chǎn)方式下生產(chǎn)任務(wù)分配問題及研究進展?.單元化生產(chǎn)方式下生產(chǎn)任務(wù)分配問題定義?.基于生產(chǎn)單元屬性的生產(chǎn)任務(wù)分配問題分類.單元化生產(chǎn)方式下生產(chǎn)任務(wù)分配問題研究進展?.面向多屬性完結(jié)生產(chǎn)單元的生產(chǎn)任務(wù)分配決策研究?.問題描述.數(shù)學(xué)建模.符號說明.費用分析.模型構(gòu)建.算法設(shè)計.算法思想.算法步驟.算法流程圖?.算例面向工序人員耦合型完結(jié)生產(chǎn)單元的生產(chǎn)任務(wù)分配決策研究?.問題描述.數(shù)學(xué)建模.符號說明一西安理工大學(xué)碩士學(xué)位論文.最優(yōu)人員分配方案模型構(gòu)建?.最優(yōu)產(chǎn)品分配方案模型構(gòu)建?.算法設(shè)計?.一.算法思想.算法步驟. .算法流程圖?:?.算例面向設(shè)備主導(dǎo)型非完結(jié)生產(chǎn)單元的生產(chǎn)任務(wù)分配

6、決策研究?.問題描述.數(shù)學(xué)建模.符號說明.費用分析.模型構(gòu)建.算法設(shè)計.?.算法思想.算法步驟?。 .算法流程圖?.算例.?一結(jié)論與展望?.研究結(jié)論?.?.研究展望.致謝?.,?.?.?一.參考文獻.緒論緒論.研究背景隨著經(jīng)濟的全球化和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,市場環(huán)境越來越表現(xiàn)為以顧客主導(dǎo)、變化迅速、競爭激烈的特征,制造企業(yè)為了在激烈的競爭中得以生存或謀求自身利益更大化,只好主動放棄了以產(chǎn)品為中心的傳統(tǒng)生產(chǎn)理念,轉(zhuǎn)而采用以顧客為主導(dǎo)的全新生產(chǎn)理念。而以產(chǎn)品個性化、低價格、快速響應(yīng)市場能力為本質(zhì)特征的客戶化大生產(chǎn)與市場需求相吻合,因此成為世紀制造業(yè)的主流生產(chǎn)理念?？蛻艋笊a(chǎn)是企業(yè)參與激烈競爭的新方式和

7、新手段,是關(guān)于企業(yè)在競爭激烈的市場環(huán)境中如何獲得生存與發(fā)展的一種新的思維模式,它強調(diào)企業(yè)的生產(chǎn)運營要把有效集成人、組織、技術(shù)等生產(chǎn)資源作為獲取核心競爭力的基本組織原則,把有效實施“大規(guī)模、“大范疇”、“大聯(lián)合”等作為管理運作基礎(chǔ),把實現(xiàn)生產(chǎn)的有效性和經(jīng)濟性的協(xié)調(diào)統(tǒng)一作為基本目標,把生產(chǎn)的產(chǎn)品具有高度個性化、能夠快速響應(yīng)市場的需求變化以及具有較低甚至為零的轉(zhuǎn)換成本作為獲取核心競爭力的主要手段。產(chǎn)品個性化,是指產(chǎn)品能夠最好地滿足顧客對產(chǎn)品的個性化需求,是按照顧客不同需求的“量身定制,是“顧客主導(dǎo)”生產(chǎn)理念的深層次體現(xiàn)?？焖夙憫?yīng)市場需求,是指當顧客的需求發(fā)生變化以后,企業(yè)能夠以最快的速度設(shè)計、生產(chǎn)、

8、交付給顧客所需要的產(chǎn)品,不會因為產(chǎn)品的批量小、個性化而導(dǎo)致生產(chǎn)周期的延長,也就是說能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)的高度柔性化。較低甚至為零的轉(zhuǎn)換成本,是指企業(yè)在實現(xiàn)了產(chǎn)品的個性化和生產(chǎn)的高度柔性化的同時,并沒有導(dǎo)致產(chǎn)品生產(chǎn)成本的增加,從而使得產(chǎn)品成本與大量生產(chǎn)方式下所生產(chǎn)的產(chǎn)品成本相差無幾,在成本上與競爭對手相比也不處于劣勢,即產(chǎn)品具有可以被顧客理解的、愿意接受的價格。客戶化大生產(chǎn)下產(chǎn)品所具有的個性化、快速響應(yīng)市場需求變化、生產(chǎn)成本低等特征,正好順應(yīng)了當今市場環(huán)境對產(chǎn)品的需求,這也使得客戶化大生產(chǎn)自然而然的成為了世紀制造業(yè)的主流生產(chǎn)理念。近年來,客戶化大生產(chǎn)一直是企業(yè)界和學(xué)術(shù)界共同研究探討的熱點問題之一,在企業(yè)

9、應(yīng)用方面,很多企業(yè)正力圖把這一生產(chǎn)理念貫穿到實際生產(chǎn)過程中,如計算機制造領(lǐng)域公司、汽車制造領(lǐng)域公司、制衣領(lǐng)域的公司,并取得了較好效果,獲得了巨大競爭優(yōu)勢。在學(xué)術(shù)研究方面,時至今日這方面的研究已經(jīng)取得了豐富的成果。但傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式,如單件生產(chǎn)方式和大量生產(chǎn)方式已經(jīng)不能滿足這種生產(chǎn)理念的需要。有學(xué)者曾經(jīng)提出一種觀點世紀是大量生產(chǎn)、大量消費的時代,世紀則是少量生產(chǎn)、多樣化消費的時代。為了適應(yīng)市場對多品種、小批量、快速交貨的動態(tài)需求以及對生產(chǎn)的高柔性要求,制造企業(yè)開始研究和嘗試采用新的生產(chǎn)方式。同時,越來越多的專家學(xué)者也參與了理論與方法研究,陸續(xù)提出了準時制生產(chǎn) ,、柔性制造系統(tǒng),、精益生產(chǎn),單元化生

10、產(chǎn),和敏捷制造,等新的生產(chǎn)西安理工大學(xué)碩士學(xué)位論文方式。其中單元化生產(chǎn)方式在這種生產(chǎn)環(huán)境下很受制造企業(yè)的歡迎和青睞,通過對大量資料調(diào)查研究表明單元化生產(chǎn)方式在世界各國的許多制造工廠中已經(jīng)逐步得到采用和推廣,越來越多的企業(yè)即將采用或準備采用單元化生產(chǎn)方式,這種生產(chǎn)方式能夠很好,的實現(xiàn)客戶化大生產(chǎn)這一生產(chǎn)理念。國際工程協(xié)會曾經(jīng)預(yù)言,未來將會有%的企業(yè)會采用單元化生產(chǎn),單元化生產(chǎn)方式將成為制造業(yè)的主流生產(chǎn)方式之一?！啊边@一單詞的中文翻譯是細胞,但是在制造企業(yè)中它可以譯成“單元”的意思,顧名思義,單元化生產(chǎn)方式就是把生產(chǎn)系統(tǒng)分成許多具有獨立生產(chǎn)計劃和控制的生產(chǎn)單元以此能迅速適應(yīng)市場訂單品種和數(shù)量高低起

11、伏的變化,適合多品種、小批量、短交期的市場需求。單元化生產(chǎn)方式在降低在制品庫存水平、縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期等方面具有非常明顯的改善效果,眾多實施單元化生產(chǎn)方式的企業(yè)在改善前后的需方采購周期相差幾倍。同時,單元化生產(chǎn)方式在降低生產(chǎn)成本、減少費用、保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)率等方面也有相當可觀的收益,單元化生產(chǎn)方式不僅提高了經(jīng)濟效益,還改善了社會效益和環(huán)境效益?！岸嗄芄ぁ薄ⅰ巴交?、“少人化”等不僅增強了員工的自主性,還使員工的工作更富于挑戰(zhàn)性和成就感,大大提高了工作樂趣,減少了工作的單調(diào)性,改善了工人福利待遇,因此,單元化生產(chǎn)方式具備一定的社會改良功能。單元化生產(chǎn)方式是按需組織生產(chǎn)的,減少了在制品庫存、

12、搬運等不必要的浪費,降低了物料的耗損,單元化生產(chǎn)方式所采用的機器設(shè)備是一些輕便、簡單的通用設(shè)備,對能源的損耗比較小,大大降低了二氧化碳的排放量,有學(xué)者稱之為“綠色生產(chǎn)”,這也產(chǎn)生了一定的環(huán)境效益。所以單元化生產(chǎn)方式在日本被譽為雙廣經(jīng)濟、環(huán)保生產(chǎn)方式。單元化生產(chǎn)方式的研究已經(jīng)有較長歷史,國際上在這方面的研究成果也十分豐富,多是集中于對四個方面問題的研究,第一,生產(chǎn)單元的構(gòu)建;第二,生產(chǎn)單元的布局;第三,生產(chǎn)計劃與控制系統(tǒng)編制;第四,生產(chǎn)調(diào)度與控制。其中關(guān)于單元化生產(chǎn)方式下生產(chǎn)計劃與控制系統(tǒng)編制的研究論文可見多篇。到目前為止,國際上關(guān)于單元化生產(chǎn)方式下生產(chǎn)任務(wù)分配決策研究的文章不是很多,所以急需國

13、際學(xué)術(shù)界的深入研究。當企業(yè)從傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)型而采用單元化生產(chǎn)方式時,生產(chǎn)系統(tǒng)不僅通過單元構(gòu)建把產(chǎn)品、設(shè)備分組而改進了工藝流程,還因為把生產(chǎn)單元視為一個獨立的生產(chǎn)計劃單位而簡化了生產(chǎn)計劃與控制的問題。一旦生產(chǎn)單元建立以后,接下來最重要的活動就是制定一保證生產(chǎn)系統(tǒng)的良好運行,實個生產(chǎn)計劃來 現(xiàn)單元化生產(chǎn)方式的優(yōu)勢們。生產(chǎn)計劃系統(tǒng)的編制可以分為戰(zhàn)略層次計劃、戰(zhàn)術(shù)層次計劃和作業(yè)層次計劃。戰(zhàn)略層次計劃通常需要對市場環(huán)境有宏觀的了解,并能洞察市場未來發(fā)展的方向,它的對象是對產(chǎn)品群的選定并由企業(yè)的高層管理者制定,主要工作是對零件族或產(chǎn)品族的劃分、生產(chǎn)單元的構(gòu)建以及機器設(shè)備的分組;戰(zhàn)術(shù)層次計劃是將戰(zhàn)略層次計

14、劃規(guī)定的目標和任務(wù)變成可執(zhí)行的計劃,它的主要工作是把產(chǎn)品訂單分配到已經(jīng)建立的生產(chǎn)單元中,以便滿足特定目緒論標的最優(yōu)分配,這個過程被稱為生產(chǎn)任務(wù)分配決策活動;作業(yè)層次計劃比較具體,其周期也比較短,需要對企業(yè)資源和生產(chǎn)能力進行平衡分析,它的對象主要是零件類別,包括產(chǎn)品批量大小、產(chǎn)品在一臺機器或生產(chǎn)單元內(nèi)的開始加工時間和結(jié)束時間等等。本論文的研究內(nèi)容是單元化生產(chǎn)方式下的生產(chǎn)任務(wù)分配決策問題分析與建模。.研究目的及意義單元化生產(chǎn)方式作為有效實現(xiàn)客戶化大生產(chǎn)生產(chǎn)理念的方式之一,學(xué)術(shù)界和企業(yè)界已經(jīng)對單元化生產(chǎn)方式進行了深入研究,在這方面已取得豐富的研究成果,但多是集中于單元構(gòu)建方面的研究,而對生產(chǎn)計劃與控

15、制系統(tǒng)編制方面的研究不是很多,尤其是在生產(chǎn)任務(wù)分配方面的研究的少之甚少。本論文針對單元化生產(chǎn)方式下生產(chǎn)任務(wù)分配問題進行了研究,基于生產(chǎn)單元屬性將單元化生產(chǎn)方式下的生產(chǎn)任務(wù)分配問題進行分類,分別為面向多屬性完結(jié)生產(chǎn)單元、面向工序人員耦合型完結(jié)生產(chǎn)單元、面向設(shè)備主導(dǎo)型非完結(jié)生產(chǎn)單元的生產(chǎn)任務(wù)分配,我們對每一種生產(chǎn)單元類型的生產(chǎn)任務(wù)分配問題進行了研究。研究目的在于通過對不同類型生產(chǎn)單元的生產(chǎn)任務(wù)分配問題進行研究,在充分考慮了實際生產(chǎn)環(huán)境下諸多生產(chǎn)因素對產(chǎn)品訂單分配到已經(jīng)建立的生產(chǎn)單元內(nèi)的影響,力求生產(chǎn)任務(wù)分配決策最優(yōu)化,使生產(chǎn)計劃的編制更加合理,豐富這一領(lǐng)域的研究成果。本論文對單元化生產(chǎn)方式下生產(chǎn)任

16、務(wù)分配決策研究,在一定程度上拓展和深化了單元化生產(chǎn)方式下對生產(chǎn)計劃與控制方面的研究,同時也為企業(yè)在實施單元化生產(chǎn)方式中的生產(chǎn)任務(wù)分配問題提供理論與方法支持。因此,本論文的研究在理論上和現(xiàn)實中都有很重要的意義。.研究內(nèi)容第一章主要介紹了研究背景、研究目的及意義、研究內(nèi)容、研究思路與基本框架。第二章是理論基礎(chǔ)與文獻綜述,首先是介紹了生產(chǎn)方式的演變歷程,其中對三個具有里程碑式意義的生產(chǎn)方式進行了簡單論述。其次,對單元化生產(chǎn)方式進行了詳細論述,分別從單元化生產(chǎn)方式的定義、優(yōu)劣勢及形成機理分析、研究內(nèi)容和研究現(xiàn)狀方面作了介紹,最后,定義了單元化生產(chǎn)方式下生產(chǎn)任務(wù)分配問題,基于生產(chǎn)單元屬性將生產(chǎn)任務(wù)分配問

17、題分類以及總結(jié)面向不同類型生產(chǎn)單元的生產(chǎn)任務(wù)分配問題研究進展。第三章是面向多屬性完結(jié)生產(chǎn)單元的生產(chǎn)任務(wù)分配決策研究,通過對問題進行描述、建立數(shù)學(xué)模型、開發(fā)算法設(shè)計和舉例來驗證模型和算法的適用性。第四章是面向工序人員耦合型完結(jié)生產(chǎn)單元的生產(chǎn)任務(wù)分決策研究,通過對問題進行描述、建立數(shù)學(xué)模型、開發(fā)算法設(shè)計和舉例來驗證模型和算法的適用性。第五章是面向設(shè)備主導(dǎo)型非完結(jié)生產(chǎn)單元的生產(chǎn)任務(wù)分配決策研究,通過對問題進行描述、建立數(shù)學(xué)模型、開發(fā)算法設(shè)計和舉例來驗證模型和算法的適用性。第六章是總結(jié)與展望,總結(jié)本文的研究內(nèi)容和結(jié)論,展望未來在哪些方面有待進一步西安理工大學(xué)碩士學(xué)位論文深入研究。.研究思路與基本框架本

18、論文的研究思路:通過論述單元化生產(chǎn)方式的相關(guān)理論和定義,總結(jié)單元化生產(chǎn)方式下生產(chǎn)任務(wù)分配問題的研究進展,基于生產(chǎn)單元屬性將單元化生產(chǎn)方式下生產(chǎn)任務(wù)分配問題進行分類,分別為面向多屬性完結(jié)生產(chǎn)單元、面向工序人員耦合型完結(jié)生產(chǎn)單元、面向設(shè)備主導(dǎo)型非完結(jié)生產(chǎn)單元的生產(chǎn)任務(wù)分配。通過對面向不同類型生產(chǎn)單元的生產(chǎn)任務(wù)分配決策研究,對問題描述、建立數(shù)學(xué)模型、開發(fā)算法設(shè)計和算例來驗證模型的適用性。本論文的研究基本框架如圖.所示。第一章緒論理論基礎(chǔ)與文獻綜述第二蘋、, 上單元化生產(chǎn)方式下生產(chǎn)任單元化生產(chǎn)方式基本理論生產(chǎn)方式的演變務(wù)分配問題及研究進展,土土面向工序人員耦合型完結(jié)生產(chǎn)單 面向設(shè)備主導(dǎo)型非完結(jié)生產(chǎn)單元

19、的生產(chǎn)任務(wù)分配決策研究 元的生產(chǎn)任務(wù)分配決策研究面皇耋霍萎冀莖羹薹姜霎的第三章 第四章 第五章第六章結(jié)論與展望圖.研究框架圖 理論基礎(chǔ)與文獻綜述理論基礎(chǔ)與文獻綜述.生產(chǎn)方式的演變.生產(chǎn)方式的演變歷程制造工具是人類區(qū)別于其它動物的特有本領(lǐng),制造的歷史與人類進化的歷史一樣悠久,但作為工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的制造活動,卻是人類社會歷史上第三次社會大分工的產(chǎn)物,因此,制造是繼狩獵、農(nóng)業(yè)之后出現(xiàn)的人類征服自然、改造世界的又一項偉大生產(chǎn)活動。生產(chǎn)方式是生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和運作機制的總稱,它會因制造企業(yè)的意愿和觀點的不同而有多種安排,即價值取向影響人們對生產(chǎn)方式的選擇。價值取向受到制造的客觀條件、人的認知能力和環(huán)境變化

20、等的綜合影響。制造生產(chǎn)的發(fā)展史說明:價值取向是沿著“技術(shù)一產(chǎn)品一市場一顧客這樣一條軌跡發(fā)展的。在制造業(yè)的初期,制造技能是制約制造過程中最為關(guān)鍵的要素,因而這時的生產(chǎn)方式為面向制造技能的單件生產(chǎn)方式,產(chǎn)品都是在手工藝下生產(chǎn)出來的。手工藝生產(chǎn)是指技術(shù)高的工人利用簡單富有柔性的工具,生產(chǎn)出少量的定制品這樣一種生產(chǎn)系統(tǒng),形成了最原始的生產(chǎn)。這種生產(chǎn)方式按照顧客的定制要求生產(chǎn)產(chǎn)品,柔性高,生產(chǎn)效率低,成本高。當制造企業(yè)的價值取向轉(zhuǎn)變?yōu)橐援a(chǎn)品為中心 和亞當?斯密的勞動分工理論以及弗雷德里克?溫斯洛?泰勒的計件工資制為基礎(chǔ)的科學(xué)管理方法的發(fā)展,亨利?福特先生依據(jù)學(xué)習(xí)曲線、勞動分工及標準互換性理論,創(chuàng)造性地建

21、立了專用流水線來大量生產(chǎn)廉價型汽車,這種川流不息的傳送帶,把整個工廠聯(lián)系在一起,標志著大量生產(chǎn)方式的誕生。這種生產(chǎn)方式是工人使用專業(yè)化設(shè)備生產(chǎn)出大量標準化產(chǎn)品、適應(yīng)于平穩(wěn)市場環(huán)境的剛性生產(chǎn)方式。隨著經(jīng)濟的全球化和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,市場環(huán)境越來越表現(xiàn)為以顧客主導(dǎo)、變化迅速、競爭激烈的特征,為了適應(yīng)市場對多品種、小批量、快速交貨的動態(tài)需求以及對生產(chǎn)的高柔性要求,制造企業(yè)開始研究和嘗試采用新的生產(chǎn)方式。在生產(chǎn)方式創(chuàng)新中,陸續(xù)提出了準時制生產(chǎn)、柔性制造系統(tǒng)、精益生產(chǎn)、單元化生產(chǎn)和敏捷制造等新的生產(chǎn)方式。其中單元化生產(chǎn)方式是生產(chǎn)方式發(fā)展史上又一里程碑,它在一定程度上融合了單件生產(chǎn)方式的高柔性與大量生產(chǎn)方式

22、的高效率,既減少了單件生產(chǎn)方式的高成本又避免了大量生產(chǎn)方式的過度剛性。較好地適應(yīng)了多品種、小批量、短交期、準時制的市場需求形態(tài)。綜上所述,在生產(chǎn)方式演變過程中,單件生產(chǎn)方式、大量生產(chǎn)方式和單元化生產(chǎn)方式演化過程。?塑型妻燮產(chǎn)口口口批里產(chǎn)品品種圖基于產(chǎn)品批量和產(chǎn)品品種的生產(chǎn)方式演化過程. 。啪鋤撕.單件生產(chǎn)方式脾一竺譬竺:孳歐蓑竺譬較為普遍的一種生產(chǎn)系統(tǒng)。通常,它是為實現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)最大靈活生產(chǎn)的磊二磊茹箸某簍竺三苧簍設(shè)蘭,能夠?qū)崿F(xiàn)多品種、小批量產(chǎn)品的生產(chǎn)。竺竺三莩竺吾蘭挲凳二需且每一個工藝的加工時間也有明顯的差異。由干詩祜肛.:菜磊蘭薹掌星三曩曼竺塵摯苧蘭蘭,.因此需要使用大量的通用設(shè)備來完成多種

23、工藝加工,葚蕃著“按工薏簍竺要蘭如車床布置在個區(qū)間,鉆床布置在另個區(qū)間等等葛一三磊篙一生產(chǎn)的示意圖。的布局也可以稱之為功能性布局。圖單件生產(chǎn)示意圖理論基礎(chǔ)與文獻綜述在生產(chǎn)中%的時間都消耗在了與生產(chǎn)無關(guān)的活動上,大部分時間處于排隊等待之中,同時,剩余%的時間用于準備和生產(chǎn)加工。當一個零部件在一個區(qū)間加工完成后,通常情況下,當開始下一階段的加工,這個零部件必須移動一段相對較長的距離。為了完成所有工序的加工過程,零部件不得不穿越整個工廠,正如圖.所示。因此,為了生產(chǎn)更加經(jīng)濟,零部件被批量的運輸。這樣每一批中的零件都需要等待剩余零件加工完成后才能運輸?shù)较乱坏拦ば?這種組織形式導(dǎo)致了下一道工序的設(shè)備停歇

24、等待,造成產(chǎn)品生產(chǎn)周期長、設(shè)備利用率低、在制品庫存水平高、生產(chǎn)成本高、生產(chǎn)效率低。單件生產(chǎn)方式是具有高超技術(shù)的工人使用簡單且富于柔性的設(shè)備生產(chǎn)出少量定制產(chǎn)品、適應(yīng)需求多變環(huán)境的柔性生產(chǎn)方式。這種組織形式很好的實現(xiàn)了單件生產(chǎn)方式。世紀年代開始的產(chǎn)業(yè)革命,大大加速了這一生產(chǎn)方式的變革。但單件生產(chǎn)方式以其產(chǎn)品的創(chuàng)新性與獨特性在當今市場中仍占有一席之地,在這一生產(chǎn)方式下,生產(chǎn)的產(chǎn)品具有以下幾個鮮明的特征:第一,產(chǎn)品種類多、個性化。采用單件生產(chǎn)方式的制造企業(yè)是按照顧客的訂單組織生產(chǎn),每種類型的產(chǎn)品只生產(chǎn)一件或少數(shù)幾件,生產(chǎn)的產(chǎn)品必須符合顧客的定制要求,具有突出產(chǎn)品個性化的特征。第二,生產(chǎn)柔性高、適應(yīng)性強

25、。在單件生產(chǎn)方式下,工人在加工制造方面有著廣泛的知識和高超的技能,他們大多采用手工操作,有時也使用一些簡單的、小型的通用設(shè)備,對顧客提出的產(chǎn)品要求能快速響應(yīng)。第三,生產(chǎn)效率低,質(zhì)量不能保證。在單件生產(chǎn)方式下,采用的加工設(shè)備和工藝裝備都是通用的,自動化程度低,生產(chǎn)效率低。有的產(chǎn)品生產(chǎn)一次后便不再重復(fù)生產(chǎn),故沒有制定標準的必要,有的產(chǎn)品雖有重復(fù)生產(chǎn),或間隔期較長,或不定期,生產(chǎn)的穩(wěn)定性差,專業(yè)化程度低,質(zhì)量不能保證。第四,生產(chǎn)成本高、價格昂貴。單件生產(chǎn)方式下,產(chǎn)品的生產(chǎn)無法實現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟,致使生產(chǎn)成本增加,價格提高。第五,生產(chǎn)周期長。單件生產(chǎn)方式下,由于產(chǎn)品種類多、個性化、生產(chǎn)過程沒有標準化,每次生

26、產(chǎn)都要重新設(shè)計,產(chǎn)品設(shè)計和工藝準備工作時間較長。.大量生產(chǎn)方式與相比,流水線生產(chǎn)屬于對象專業(yè)化設(shè)計,大批量生產(chǎn)以達到高效率和低成本。流水線生產(chǎn)是按照產(chǎn)品的工藝流程順序而安排,這時需要大量的專用設(shè)備以達到高生產(chǎn)率,而專用設(shè)備的成本通常都比較高,可以通過大批量的生產(chǎn)來平衡投資成本。同時流水線生產(chǎn)由于具有很強的剛性,不能或很難做出頻繁的、低成本的調(diào)整來適應(yīng)多品種小批量生產(chǎn)。因此流水線生產(chǎn)的一個主要弊端就是缺乏柔性。圖.展示了流水線生產(chǎn)示意圖。西安理工大學(xué)碩士學(xué)位論文圖流水線生產(chǎn)示意圖大量生產(chǎn)方式是指由工人使用專業(yè)化設(shè)備生產(chǎn)出大量標準化產(chǎn)品、適應(yīng)于平穩(wěn)市場環(huán)境的剛性生產(chǎn)方式。流水線生產(chǎn)是有效實現(xiàn)大量生

27、產(chǎn)方式的一種生產(chǎn)組織形式,大量生產(chǎn)方式于世紀年代開始在美國傳播,第二次世界大戰(zhàn)后成為美國乃至世界制造業(yè)的主導(dǎo)方式,從年代到年代,這一生產(chǎn)方式被日本推向了極端。大量生產(chǎn)方式在當今制造業(yè)中仍是應(yīng)用十分普遍的一種組織管理模式,在這一生產(chǎn)方式下,生產(chǎn)具有以下幾個突出特點:第一,產(chǎn)品種類單一。在大量生產(chǎn)方式下,企業(yè)采取“單一產(chǎn)品原則”從事生產(chǎn),利用穩(wěn)定單一的產(chǎn)品滿足市場需求。第二,生產(chǎn)柔性低。在大量生產(chǎn)方式下,整個生產(chǎn)線被分割成若干個工序,各工序由于設(shè)備、場地、工藝加工要求的限制,增減產(chǎn)能時必須整條生產(chǎn)線同步增減,這樣完成產(chǎn)能增減速度遠遠跟不上訂單品種與數(shù)量高低起伏變化的速度,生產(chǎn)系統(tǒng)過于剛性。第三,生

28、產(chǎn)效率高。在大量生產(chǎn)方式下,產(chǎn)品高度標準化,操作高度專業(yè)化,工人工作熟練,再加上嚴格的生產(chǎn)節(jié)拍控制,保持了生產(chǎn)的高效率。第四,生產(chǎn)周期短。大量生產(chǎn)方式在“科學(xué)管理理論的支撐下,運用標準化、簡單化和專業(yè)化等原則,加速了產(chǎn)品設(shè)計和制造過程,從而使產(chǎn)品的生產(chǎn)周期大大縮短。第五,生產(chǎn)成本低。大量生產(chǎn)方式在規(guī)模經(jīng)濟性的效應(yīng)下,單位產(chǎn)品平均成本大幅降低,從而能夠以較低的價格參與市場競爭。.單元化生產(chǎn)方式正如上文所指出的那樣,單件生產(chǎn)方式和大量生產(chǎn)方式不能滿足日益多變的市場需求。因此,一種很有前景、非傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式?單元化生產(chǎn)方式?應(yīng)運而生。單元化理論基礎(chǔ)與文獻綜述生產(chǎn)方式是一種隨需而變的生產(chǎn)方式,它在一定

29、程度上融合了單件生產(chǎn)方式的柔性和大量生產(chǎn)方式的效率,能迅速適應(yīng)市場訂單品種和數(shù)量高低起伏的變化,適合多品種小批量短交期的市場需求。作為一個新興的生產(chǎn)方式,近年來,單元化生產(chǎn)方式已經(jīng)受到企業(yè)界和學(xué)術(shù)界越來越多的關(guān)注。我們將在.節(jié)對單元化生產(chǎn)方式做詳細介紹。.單元化生產(chǎn)方式基本理論.單元化生產(chǎn)方式概述單元化生產(chǎn)方式是在世紀后期才逐漸被制造企業(yè)采用的,是由轉(zhuǎn)化而來,應(yīng)用于生產(chǎn)管理之的?！皢卧边@一詞的應(yīng)用,是在成組技術(shù)后發(fā)展進步的結(jié)果,是成組技術(shù)理論的一個成功應(yīng)用。它不再像單件生產(chǎn)時代一樣對每個產(chǎn)品都區(qū)分對待,而是根據(jù)零件和產(chǎn)品的特征、工藝過程和加工方法的相似性,把具有相似性的零件或產(chǎn)品歸為一個零件

30、族或產(chǎn)品族,加工設(shè)備也要按其加工的產(chǎn)品進行分組,其目的是在產(chǎn)品品種多樣化趨勢日益明顯的環(huán)境中提升整個生產(chǎn)系統(tǒng)的效率。下面分別介紹一下單元化生產(chǎn)方式的理論基礎(chǔ)、本質(zhì)和基本特征。成組技術(shù)成組技術(shù)是將具有某些相似性而又雜亂的多種事物或信息,按照一定的分類基準進行有規(guī)律的安排,從而把符合特定目的、滿足特定條件的事物或信息分類成組處理的一種高效率的生產(chǎn)技術(shù)和管理技術(shù)。成組技術(shù)的思想是上世紀開始產(chǎn)生的,直到年代由前蘇聯(lián)學(xué)者米特洛萬諾夫進行系統(tǒng)的研究,首先提出成組技術(shù)原理,并在蘇聯(lián)推廣應(yīng)用。后來傳成組技術(shù)進行深入了研究,制定出一套完整的工作程序和零件分類編碼系統(tǒng),使這種生產(chǎn)技術(shù)更趨完善并便于推廣應(yīng)用。成組技

31、術(shù)的應(yīng)用適合多品種、小批量生產(chǎn)的組織管理,基本原則是根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)形狀特點、工藝過程和加工方法的相似性,打破多品種界限,對所有產(chǎn)品零件進行系統(tǒng)的分組,將類似的零件合并、匯集成一組,再針對不同零件的特點組織相應(yīng)的機床形成不同的生產(chǎn)單元,對其進行加工,經(jīng)過這樣的重新組合可以使不同零件在同一機床上用同一個夾具和同一組刀具,稍加調(diào)整就能加工,從而變小批量生產(chǎn)為大批量生產(chǎn),提高生產(chǎn)效率。單元化生產(chǎn)方式的本質(zhì)隨著市場的變化,單件生產(chǎn)方式和大量生產(chǎn)方式已不在適應(yīng)當前的市場競爭環(huán)境,其前所述的各自的缺點已經(jīng)在激烈的競爭中暴露出來,為了使企業(yè)在競爭中生存,必須產(chǎn)生一種新的生產(chǎn)方式來適應(yīng)多變的市場、產(chǎn)品品種的多樣

32、化、交貨期的縮短及優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品質(zhì)量,由此產(chǎn)生了單元化生產(chǎn)方式。單元化生產(chǎn)方式是成組技術(shù)的成功應(yīng)用,是根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)形狀特點、工藝過程和西安理工大學(xué)碩士學(xué)位論文加工方法的相似性把零件分成零件族,再針對不同零件族的特點組織相應(yīng)的機床形成不同的生產(chǎn)單元。每個生產(chǎn)單元由多個功能不同的機器組成,這些機器被放置的十分接近,并且只用于一個零部件族的生產(chǎn)。圖單?化生產(chǎn)不葸圖單元化生產(chǎn)方式是把復(fù)雜的機器設(shè)備分成幾個設(shè)備組,每一個組專門用于一個零件族的加工。因此,在理想情況下,每一個零部件類型在一個單元里生產(chǎn)。于是,原材料的流在調(diào)查中所報告的動得到了簡化,計劃的制定更加簡單。正女生產(chǎn)被轉(zhuǎn)化成了圖.中所展示的單元化生

33、產(chǎn)。從的這個轉(zhuǎn)變中獲得的最明顯好處是減少了零部件移動距離,節(jié)省了空間需求,和較少的機器需求。由于相似的零部件類型被分在了一組,這導(dǎo)致了準備時間的減少,對市場變化能夠快速響應(yīng)。單元化生產(chǎn)方式的基本特征單元化生產(chǎn)方式是為了提高生產(chǎn)效率由生產(chǎn)轉(zhuǎn)化來的,設(shè)備由按功能工藝的相似性進行布局轉(zhuǎn)換為按產(chǎn)品族來組織生產(chǎn),這樣既在一定程度上保留了生產(chǎn)的柔性,又發(fā)揮了成組技術(shù)的效率。因此,與相比較,單元化生產(chǎn)方式具有以下基本特征:應(yīng)用領(lǐng)域范圍廣單元化生產(chǎn)方式已經(jīng)經(jīng)歷了很長一段時間的發(fā)展,在許多行業(yè)都得到了成功實施,特別是汽車制造領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛,電氣機械、運輸設(shè)備和精密儀器等行業(yè)也相繼采用了單元化生產(chǎn)方式,應(yīng)用領(lǐng)域

34、范圍越來越廣。應(yīng)用在生產(chǎn)加工階段理論基礎(chǔ)與文獻綜述單元化生產(chǎn)方式下的生產(chǎn)單元一般涵蓋了成型、鑄造、熱處理、加工、裝配、完成、檢驗和包裝道工序,這意味著單元化生產(chǎn)方式常被應(yīng)用于多種加工處理過程。依賴于多能工在單元化生產(chǎn)方式下的生產(chǎn)單元內(nèi),通常是由一個人或幾個人完成產(chǎn)品的全部操作,工人通過培訓(xùn)要能夠同時掌握熱處理、鉆孔、銑削、焊接等任務(wù),這樣單元化生產(chǎn)方式對多能工的依賴性很強。生產(chǎn)單元數(shù)量多單元化生產(chǎn)方式是基于成組技術(shù)理論將產(chǎn)品和零件進行分組,根據(jù)產(chǎn)品及零件的特征、所用設(shè)備的要求以及加工工藝特點等標準,具有相似特征的產(chǎn)品或零件則歸為一類,同類的產(chǎn)品或零件在相同的生產(chǎn)單元中處理。因此,建立的生產(chǎn)單元

35、的數(shù)量多。設(shè)備型布局單元化生產(chǎn)方式是通過對那些按功能布置的設(shè)備進行重組,廣泛采用由豐田汽車株式會社始創(chuàng)的型線布局。單元內(nèi)的設(shè)備采用型線使設(shè)備布置緊湊,方便了工件制品之間的傳遞,減少了工件運輸時間和成本。同時,單元的出口和入口都在同一位置上,這使得“拉動式”的準時制生產(chǎn)能夠在生產(chǎn)單元的各工序間實現(xiàn)。.單元化生產(chǎn)方式的優(yōu)劣勢及形成機理鑒于單元化生產(chǎn)方式在理論研究領(lǐng)域和企業(yè)實踐領(lǐng)域所被證實的各種優(yōu)勢,許多研究者都對其進行了研究。在有關(guān)單元化生產(chǎn)方式的大量文獻中都出現(xiàn)了關(guān)于該生產(chǎn)方式優(yōu)勢的介紹,很少有文章提及單元化生產(chǎn)方式的劣勢,然而,隨著單元化生產(chǎn)方式應(yīng)用領(lǐng)域的擴展以及生產(chǎn)環(huán)境的快速變化,單元化生產(chǎn)

36、方式的一些劣勢也逐漸凸顯,引發(fā)了對這一生產(chǎn)方式的重新認識和評判。在研究大量相關(guān)文獻的基礎(chǔ)上,現(xiàn)從多個不同的角度分別對實施單元化生產(chǎn)方式的優(yōu)劣勢及其形成機理進行系統(tǒng)的分析,以全面認識這一生產(chǎn)方式,為正確地解決該生產(chǎn)方式下的具體決策問題奠定理論基礎(chǔ)。.單元化生產(chǎn)方式的優(yōu)勢及其形成機理單元化生產(chǎn)方式兼具了單件生產(chǎn)的柔性和大量生產(chǎn)的效率,是一種柔性與效率共濟,且能夠很好適應(yīng)多品種、小批量需求環(huán)境的生產(chǎn)方式。實施單元化生產(chǎn)方式不但能為企業(yè)的生產(chǎn)柔性和效率方面帶來改善,還會影響生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)和領(lǐng)域,現(xiàn)主要從三個方面對實施單元化生產(chǎn)方式的優(yōu)勢及其形成機理進行分析,:在時間相關(guān)因素方面存在的優(yōu)勢加工提前期縮短

37、生產(chǎn)單元內(nèi)部設(shè)備間以及各個生產(chǎn)單元間的緊湊布局縮短了物料在生產(chǎn)單元內(nèi)設(shè)備間以及生產(chǎn)單元問的移動距離,從而縮短了物料搬運時間。同時,由于生產(chǎn)連續(xù)性的提高、換裝時間和搬運距離的縮短,使得產(chǎn)品加工前和加工后的等待時間都明顯減少。而且,一些突發(fā)事件,如設(shè)備故障、物料供應(yīng)不足、工人曠工等,只會影響個別生產(chǎn)單元,不會導(dǎo)西安理工大學(xué)碩士學(xué)位論文致整個生產(chǎn)系統(tǒng)的癱瘓,挽回了寶貴的生產(chǎn)時間。換裝時間縮短一個生產(chǎn)單元通常負責生產(chǎn)一類產(chǎn)品,各個生產(chǎn)單元只需要在其負責的幾個產(chǎn)品類型間進行轉(zhuǎn)換,每類產(chǎn)品在外部形態(tài)或加工要求上存在著一定的相似性,所以,換裝時不用考慮前后兩批產(chǎn)品相同的加工項,只針對不同的工序進行換裝,換裝

38、工作量小,次數(shù)少,換裝時問也大幅縮短。保證按時交貨由于各個生產(chǎn)單元分工明確,單獨組織生產(chǎn),能夠縮短加急單和補單的生產(chǎn)計劃時間和等待時間。而且,由于多個同類設(shè)備分散在不同的生產(chǎn)單元中,對于不包含在產(chǎn)品組合中的產(chǎn)品類型,生產(chǎn)單元也可以通過重組生產(chǎn)單元和構(gòu)建虛擬生產(chǎn)單元的方式來快速組織新產(chǎn)品的生產(chǎn)?？梢?單元化生產(chǎn)方式不但能夠縮短交貨提前期,還能夠很好地應(yīng)對市場需求的變化,保證產(chǎn)品按時交貨,避免延遲交貨帶來的損失。在成本相關(guān)因素方面存在的優(yōu)勢移動成本降低,下離散的車間布局使得產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中不斷往返與各個車間之間,物料移動距離大,產(chǎn)生了大量的搬運費用。而單元化生產(chǎn)方式采用的緊湊的布局方式,大大縮減了

39、移動距離,降低了移動頻率,不但節(jié)省了單元內(nèi)設(shè)備之間的移動,還大幅降低了生產(chǎn)單元問的物料移動費用。庫存成本降低單元化生產(chǎn)方式能夠從在制品庫存和產(chǎn)成品庫存兩個方面有效降低庫存費用。首先,由于生產(chǎn)單元采取的緊湊型布局方式,使得各加工工序間的距離大幅縮短,生產(chǎn)連續(xù)性得到明顯提高,產(chǎn)品質(zhì)量也得到保障。同類設(shè)備的復(fù)制,提升了加工柔性,降低了設(shè)備故障對生產(chǎn)造成的不良影響,因此,生產(chǎn)單元中很少發(fā)生生產(chǎn)中斷的現(xiàn)象,在制品庫存水平和相關(guān)費用就明顯降低。其次,由于不同的生產(chǎn)單元中存在多個同類的設(shè)備,產(chǎn)品能夠選擇多條工藝路線,而且生產(chǎn)單元的布局靈活,能夠?qū)崿F(xiàn)快速重組,這為按訂單生產(chǎn)提供了必要的生產(chǎn)柔性。由于整個系統(tǒng)的

40、生產(chǎn)柔性提高了,能夠快速響應(yīng)需求的變化,故企業(yè)也不需要維持較高的產(chǎn)成品庫存來防止生產(chǎn)不足和延遲交貨帶來的損失。在其他相關(guān)因素方面存在的優(yōu)勢工廠用地面積利用率提高單元化生產(chǎn)方式的基本生產(chǎn)單位是生產(chǎn)單元,生產(chǎn)單元是種包含了多個具備不同功能的設(shè)備,能夠生產(chǎn)一類相似產(chǎn)品的生產(chǎn)組織形式。與流水線僵硬死板的直線布局和分布零散的功能導(dǎo)向型布局相比,生產(chǎn)單元只承載了部分產(chǎn)品的生產(chǎn)任務(wù),內(nèi)部設(shè)備數(shù)量相對較小,這些設(shè)備通常緊密地擺放在一定的范圍內(nèi),且具備不同的布局形態(tài),其中,產(chǎn)生于豐田生產(chǎn)方式的型線布局是生產(chǎn)單元最常見的布局形態(tài)。由于設(shè)備的緊湊排列,單個生產(chǎn)單元不但占地面積很小,還能有效利用廠房中的狹小區(qū)域。因此

41、,實施單.翌型量查苧簦竺元化生產(chǎn)方式能夠節(jié)省生產(chǎn)設(shè)施的占地面積,提高工廠用地面積利用率。產(chǎn)品質(zhì)量提高由于生產(chǎn)單元內(nèi)部設(shè)備和工作臺擺放的相對緊湊,工人也距離較近,掌握多項技能的工人能夠迅速發(fā)現(xiàn)前面工序中出現(xiàn)的缺陷,并快速反饋次品信息。同時,生產(chǎn)單元采用的型布局方式,使得工人一旦檢查到產(chǎn)品的缺陷就可以立即進行處理,無需等到所有產(chǎn)品加工完成后再進行返修“。次品能夠很快被發(fā)現(xiàn)并修復(fù),從而提高產(chǎn)品的質(zhì)量。工人工作滿意度提高與流水線上工人枯燥乏味的單一工作內(nèi)容相比,生產(chǎn)單元內(nèi)的工人負責多個相似產(chǎn)品的生產(chǎn),工人通常能夠掌握多項技能,從頭至尾完成產(chǎn)品的整個生產(chǎn)過程。這促進了學(xué)習(xí)效應(yīng),改善了工人操作技能水平,滿

42、足了工人的工作豐富化需求,提高了工人積極性和滿意度,從而減少了曠工現(xiàn)象,降低了工人離職率,有利于持續(xù)改善的推進。工夾具管理簡化不同的生產(chǎn)單元負責生產(chǎn)多個產(chǎn)品的生產(chǎn),多個生產(chǎn)單元可能需要相同的工夾具,這導(dǎo)致整個生產(chǎn)系統(tǒng)對設(shè)備和工夾具的需求量增加。同時,生產(chǎn)單元的產(chǎn)品種類只在小范圍內(nèi)變化,常用工夾具在生產(chǎn)過程中的使用頻率增加,不需要根據(jù)產(chǎn)品的變化借還工夾具。單元化生產(chǎn)方式處理這一問題時,將原有的專門用于工夾具集中管理的工夾具室取消,對工夾具進行復(fù)制和采購,并將其按照需要分配給各個生產(chǎn)單元,由生產(chǎn)單元對其進行管理和維護?？刂齐y度降低單元化生產(chǎn)方式中將設(shè)備、工具和工人等生產(chǎn)要素按照生產(chǎn)需要分配給生產(chǎn)單

43、元,盡可能減少生產(chǎn)單元間的物料移動,形成獨立的生產(chǎn)單元。生產(chǎn)單元負責產(chǎn)品生產(chǎn)的整個過程,各個生產(chǎn)單元被視為一個可控的子系統(tǒng),這樣能夠大幅降低生產(chǎn)控制工作的復(fù)雜性和工作量。.單元化生產(chǎn)方式的劣勢及其形成機理單元化生產(chǎn)方式的上述優(yōu)勢得到了學(xué)術(shù)界和企業(yè)界的普遍認可,但是隨著企業(yè)自身特質(zhì)與生產(chǎn)環(huán)境特征的變化,單元化生產(chǎn)方式隱含的許多劣勢也逐漸凸顯,現(xiàn)從兩個方面闡述這些劣勢川:在成本相關(guān)因素方面存在的劣勢設(shè)備投資增加由于每個生產(chǎn)單元分別負責一類產(chǎn)品的生產(chǎn),原先被多個產(chǎn)品共用的設(shè)備無法被多個生產(chǎn)單元共享,此時,在資金允許的條件下,要對這些設(shè)備進行采購,保證各個生產(chǎn)單元的生產(chǎn)能力。此外,由于各個生產(chǎn)單元加工

44、的產(chǎn)品相似度高,使用的工夾具也差異不大,所以,將工夾具分配到各個生產(chǎn)單元的各個設(shè)備上能夠減少取用和歸還工夾具的時間,提高生產(chǎn)效率。在這種情況下,原先整個工廠共用的工夾具數(shù)量明顯不足,所以,也要購買相應(yīng)數(shù)量的的工夾具以確保生產(chǎn)的順利進行。因此,在實施單元化生一?一?一一產(chǎn)方式的初期,設(shè)備投資明顯增加。培訓(xùn)費用增加單元化生產(chǎn)方式下,在一個生產(chǎn)單元內(nèi)的工人要承擔多個產(chǎn)品的全部操作內(nèi)容,通常情況下,這些工人都能夠掌握多種操作技能,有些工人甚至能夠完成一種產(chǎn)品生產(chǎn)的全部工序操作,這些多技能工人都是通過多技能培訓(xùn)得到的。對于產(chǎn)品換代快的企業(yè)來說,這種多技能培訓(xùn)必將是一項持續(xù)進行的長期任務(wù),顯然,這會耗費大

45、量的時間和資金。在其他相關(guān)因素方面存在的劣勢柔性水平有限與眾多制造企業(yè)采用的工藝專業(yè)化車問布局相比,單元化生產(chǎn)方式的生產(chǎn)效率明顯提高,但是其生產(chǎn)柔性卻有所降低。由于單元化生產(chǎn)方式將能夠生產(chǎn)的產(chǎn)品組合按照相似性劃分為產(chǎn)品族,每個生產(chǎn)單元負責一個或多個產(chǎn)品族的生產(chǎn),故每個生產(chǎn)單元內(nèi)能夠加工的產(chǎn)品種類是有限的。所以,在應(yīng)對產(chǎn)品品種變化及其頻繁的市場時,單元化生產(chǎn)方式的生產(chǎn)柔性就顯得有些不足。資源利用率降低設(shè)備和人員是兩大重要的生產(chǎn)資源,在單元化生產(chǎn)方式下,這兩大資源被分配到不同的生產(chǎn)單元中,用于生產(chǎn)一定范圍內(nèi)的產(chǎn)品。由于設(shè)備的復(fù)制以及工人的多技能化使得整個生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)能力大幅提高,但是市場需求通常

46、存在產(chǎn)品品種和數(shù)量上的波動,這必然會導(dǎo)致一些生產(chǎn)單元不能得到充分的利用,從而降低資源的利用率。工人壓力增大單元化生產(chǎn)方式下,工人的壓力主要來自于三個方面。一方面是來學(xué)習(xí)的壓力。由于工人要掌握多項技能,必須花費大量時間來不斷學(xué)習(xí)新的技能,因此,對于工人來說,學(xué)習(xí)壓力和工作強度都較以前明顯增大。另一方面是來自身發(fā)展的壓力。由于工人掌握的技能組合通常存在交集,一種工作擁有多個能夠勝任的工人,在技能方面,工人失去了原有的優(yōu)越感,無形中增加了競爭壓力。還有一方面是來人際關(guān)系的壓力。生產(chǎn)單元內(nèi)的工人作為一個小團隊要互相協(xié)作,共同完成產(chǎn)品的整個生產(chǎn)過程,不能只顧完成己的工作,還要與其他工人進行協(xié)調(diào),以保證生

47、產(chǎn)的流暢性,必要時還要幫助其他工人。在這種情況下,工人之間的溝通變得頻繁、聯(lián)系變得緊密,因此,也會產(chǎn)生很多矛盾,給工人帶來人際關(guān)系方面的壓力和困擾。.單元化生產(chǎn)方式的研究內(nèi)容對單元化生產(chǎn)的研究主要集中生產(chǎn)單元構(gòu)建、生產(chǎn)單元布局、生產(chǎn)計劃編制、生產(chǎn)計劃與控制等四個方面,下文將逐一概述。.生產(chǎn)單元的構(gòu)建生產(chǎn)單元構(gòu)建是實施單元化生產(chǎn)方式的初始環(huán)節(jié),是指通過成組技術(shù)識別零件族和相部件加工工藝對設(shè)備的需求,其中表示該零件需要在某臺上進行加工,反之為。通過對理論基礎(chǔ)與文獻綜述零件設(shè)備矩陣的轉(zhuǎn)化,使其模塊化,得到最優(yōu)單元構(gòu)建方案,如表.所示。表任意分區(qū). 零件零件 廣?:;?;設(shè);設(shè);備; 日: :與富審旨

48、糾目。,窯?一?旦?三?、三. ? 零件 設(shè);牟,?設(shè);一?一、車備備; :; :;】作為單元化生產(chǎn)方式的構(gòu)成要素,每個生產(chǎn)單元都是各類異質(zhì)設(shè)備集合,它們共同致力于生產(chǎn)一類相似的產(chǎn)品族。單元構(gòu)建過程中常見的目標包括:單元間物料移動最小、零件/設(shè)備相似度最高、單元間工作負荷差異最小、單元構(gòu)建成本最小、單元總產(chǎn)出時間最短、處理瓶頸零件最少等。在多目標的單元構(gòu)建問題中,一些目標可能并不相互獨立,有時甚至相互沖突。這都使得生產(chǎn)單元構(gòu)建成為一個極其復(fù)雜的問題。在過去的二三十年間,單元構(gòu)建問題得到學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注并取得了大量的研究成果。這些關(guān)于單元構(gòu)建問題的研究,從識別零件族和設(shè)備族的先后順序上來看,通常

49、可以劃歸為只針對零件分組或設(shè)備分族,先對零件分族然后對設(shè)備分族,以及零件和設(shè)備同時分族三類;從識別產(chǎn)品族和設(shè)備族的方法上來看,可以將生產(chǎn)單元構(gòu)建問題分為產(chǎn)品設(shè)計導(dǎo)向型的單元構(gòu)建和產(chǎn)品加工導(dǎo)向型的單元構(gòu)建,其中,設(shè)備導(dǎo)向型單元構(gòu)建是指依據(jù)產(chǎn)品的設(shè)計上的相似度對產(chǎn)品進行分族,加工導(dǎo)向型單元構(gòu)建是按照產(chǎn)品工藝需求的相似性劃分零件族。在生產(chǎn)單元構(gòu)建方法的研究中,基于零件/設(shè)備的聚類分析法、相似系數(shù)法、零部件編碼分析法、圖論法,數(shù)學(xué)規(guī)劃法以及包括模擬退火法、遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等啟發(fā)式算法廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)單元的構(gòu)建問題中。單元構(gòu)建的最后一步是對所構(gòu)建的生產(chǎn)單元的性能進行評估,評估的指標通常包括:,族效率,

50、族效能,族測度設(shè)備利用率指標,多工藝路線族效率西安理工大學(xué)碩士學(xué)位論文等。.生產(chǎn)單元布局廣義上講,生產(chǎn)單元的布局主要包括靜態(tài)布局設(shè)計和動態(tài)布局設(shè)計兩部分內(nèi)容。生產(chǎn)單元的靜態(tài)布局設(shè)計假定在整個生產(chǎn)周期的各個階段,零件/設(shè)備矩陣中的信息是不變的,其目標函數(shù)一般是通過設(shè)備等資源的布置組合使得總的物料處理費用包括單元內(nèi)和單元間的物料處理成本最小;而在生產(chǎn)單元的動態(tài)布局設(shè)計中,各個階段零件/設(shè)備的信息是不確定的,目標函數(shù)的設(shè)定往往也較為復(fù)雜。具體而言,生產(chǎn)單元的布局的研究主要包括如下三方面內(nèi)容:動態(tài)確定生產(chǎn)需求下的單元布局設(shè)計在動態(tài)確定生產(chǎn)需求下的單元布局設(shè)計中,每個階段都有眾多靜態(tài)布局方案可供選擇,而總的目標是為了實現(xiàn)一系列所選取的各個階段的靜態(tài)布局所構(gòu)成的整個動態(tài)多階段下的總成本最小,即各個階段的靜態(tài)布局成本與相鄰階段之間布局轉(zhuǎn)化成本的總和