生产与运作管理生产作业计划.docx
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生产与运作管理生产作业计划
第九章 生产作业计划
生产作业计划是生产计划工作的继续,是企业年度生产计划的具体执行计划。
它是协调企业日常生产活动的中心环节。
它根据年度生产计划规定的产品品种、数量及大致的交货期的要求对每个生产单位(车间、工段、班组等),在每个具体时期(月、旬、班、小时等)内的生产任务做出详细规定,使年度生产计划得到落实。
本章讲述生产作业计划概念、内容及要求,不同生产类型企业的期量标准,生产作业计划的编制,生产作业排序,生产作业控制。
第一节生产作业计划概述
一、生产作业计划概念及内容
企业的生产计划确定以后,为了便于组织执行,还要进一步编制生产作业计划。
生产作业计划是生产计划的具体执行性计划。
它是把企业的全年生产任务具体地分配到各车间、工段、班组以及每个工人,规定他们每月、旬、周、日以至轮班和小时内的具体生产任务,从而保证按品种、质量、数量、期限和成本完成企业的生产任务。
生产作业计划与生产计划比较具有以下特点:
(1)计划期短,生产计划的计划期常常表现为季、月,而生产作业计划详细规定月、旬、日和小时的工作任务;
(2)计划内容具体,生产计划是全厂的计划,而生产作业计划则把生产任务落实到车间、工段、班组和工人;
(3)计划单位小,生产计划一般只规定完整产品的生产进度,而生产作业计划则详细规定各零部件,甚至工序的进度安排。
编制生产作业计划的主要依据是:
年、季度生产计划和各项订货合同;前期生产作业计划的预计完成情况;前期在制品周转结存预计;产品劳动定额及其完成情况,现有生产能力及其利用情况;原材料、外购件、工具的库存及供应情况;设计及工艺文件,其它的有关技术资料;产品的期量标准及其完成情况。
企业生产作业计划,一般应包括以下内容:
1、制定期量指标;
2、编制全厂和车间的生产作业计划;
3、进行设备和生产面积的负荷核算和平衡;
4、编制生产作业准备计划;
5、作业排序;
6、生产作业控制。
二、编制生产作业计划的要求
企业类型和规模不同,生产作业计划的编制可能不会完全相同。
但一般来说,应满足下列基本要求:
1、全面性。
即生产作业计划应把生产计划所规定的品种、产量、质量和交货期全面安排和落实。
2、协调性。
即使生产过程各阶段、各环节在品种、数量、进度和投入产出等方面都协调配合,紧密衔接。
3、可行性。
即充分考虑企业现有条件和资源,能够保证生产作业计划的执行。
4、经济性。
指生产作业计划要有利于提高生产效率和经济效益。
5、适应性。
指生产作业计划适应企业内、外条件和环境的变化,能及时根据生产条件和外部环境调整、补充和修正。
第二节期量标准
期量标准,又称作业计划标准,是指为制造对象在生产期限和生产数量方面所规定的标准数据,它是编制生产作业计划的重要依据。
先进合理的期量标准是编制生产作业计划的重要依据,是保证生产的配套性、连续性和充分利用设备能力的重要条件。
制定合理的期量标准,对于准确确定产品的投入和产出时间,做好生产过程各环节的衔接,缩短产品生产周期,节约企业在制品占用,都有重要的作用。
期量标准就是经过科学分析和计算,对加工对象在生产过程中的运动所规定的一组时间和数量标准。
期量标准是有关生产期限和生产数量的标准,因而企业的生产类型和生产组织形式不同时,采用的期量标准也就不同,具体而言:
1、大量流水线生产的期量标准有节拍、流水线工作指示图表和在制品定额等。
2、成批生产的期量标准有批量、生产间隔期、生产周期、生产提前期和在制品定额等。
3、单件生产的期量标准有生产周期、生产提前期等。
期量标准随产品品种、生产类型和生产组织形式而有所差别,但制定期量标准时都应遵循科学性、合理性和先进性的原则。
一、大量流水线生产和企业期量标准
(一)节拍
节拍是组织大量流水生产的依据,是大量流水生产期量标准中最基本的期量标准,其实质是反映流水线的生产速度。
它是根据计划期内的计划产量和计划期内的有效工作时间确定的。
在精益生产方式中,节拍是个可变量,它需要根据月计划产量作调整,这时会涉及到生产组织方面的调整和作业标准的改变。
R=Fe/Qi
式中:
R——流水线节拍;Fe——第i工序看管周期时间长度; Qi——第i工序看管周期产量。
(二)流水线标准工作指示图表
在大量流水生产中每个工作地都按一定的节拍反复地完成规定的工序。
为确保流水线按规定的节拍工作,必须对每个工作地详细规定它的工作制度,编制作业指示图表,协调整个流水线的生产。
正确制定流水作业指示图表对提高生产效率、设备利用率和减少在制品起着重要作用。
它还是简化生产作业计划提高生产作业计划质量的有效工具。
流水线作业指示图表是根据流水线的节拍和工序时间定额来制定的。
流水线作业指示图表的编制随流水线的工序同期化程度不同而不同。
连续流水线的工序同期化程度很高,各个工序的节拍基本等于流水线的节拍,因此工作地的负荷率高。
这时就不存在工人利用个别设备不工作的时间去兼顾其它设备的问题。
因此连续流水线的作业指示图表比较简单,只要规定每条流水线在轮班内的工作中断次数、中断时刻和中断时间即可。
如图9-1是连续流水线作业指示图表的一个例子:
流水线特点小时一班总计
12345678间断次数间断时间工作时间
装配简单
产品中
间
休
息220460
装配复杂
产品230450
机加工(使用耐用期长的工具)440440
机加工(使用耐用期短的工具)660420
热处理660420
图9-1连续流水线作业指示图表
间断流水线由于各工序的生产率不一致,因此编制间断流水线作业指示图表比较复杂,其步骤一般包括:
确定看管期;确定看管期各工作地产量及负荷;计算看管期内各工作地工作时间长度;确定工作起止时间;确定每个工作地的人员数量及劳动组织形式等。
间断流水线由于各工序的工序节拍与流水线的节拍不同步,各道工序的生产效率不协调,生产中就会出现停工停料或等停加工的现象。
这应事先规定能平衡工序间生产率的时间,通常称为间断流水线的看管期。
如图9-2所示。
间断流水线的标准指示图中所规定的内容如下:
(1)每个工作地在看管期内的工作延续时间
当只有一个工作地工序,它的工作延续时间Ts等于流水线看管期产量PL与单件工时t0乘积Ts=Pl?
t0,而看管期产量Pl=Tl/R。
本例中Pl=120/6=20(件)。
当有多个工作地(S0)且各工作地的工作时间相等时,
流水线产品名称班次日产量
(件)节拍
(分)运输批量(件)节奏
(分)看管周期(小时)看管周期产量(件)
××零件2300212260
工序
号工时定额(分)工作地号工人号劳动组织每一个看管期(2小时)标准工作进度看管期
产量
102030405060708090100110120
140101多机床看管
30
020130
220302
60
330403兼管06工作地
40
050420
410604
60
52.50705兼管09工作地
48
080612
61.50906
60
72.81007
60
图9-2间断流水线工作与中断时间交替程序图
它的工作延续时间Ts=Pl/S0?
t,图9-2中,工序1有01,02两个工作地,Ts=20/2×12=120(分)。
当有多个工作地且各个工作地时间不等时,可尽可能使负荷集中在一个工作地上,而将剩余的负荷分配给另外工作地。
(2)规定各工作地在看管期内的工作起止时间以及工人任务的分配
对于工作延续时间不足看管期长度的工作地,要根据有否可能使工人兼做其他工序,充分发挥工人在工时利用上的潜力的原则,安排工人的工作起止时间。
(三)在制品占用量定额
在制品占用定额是指在一定的时间、地点和生产技术组织条件下为保证生产的连续进行而制定的必要的在制品数量标准。
在制品是指从原材料投入到产品入库为止,处于生产过程中尚未完工的所有零件、组件、部件和产品的总称。
在制品占用量按存放地点分为:
流水线(车间)内在制品占用量和流水线(车间)间在制品占用量;按性质和用途分为:
工艺占用量、运输占用量、周转占用量和保险占用量。
在制品构成如图9-3所示:
图9-3在制品分类结构图
大量流水线可分为工艺占用量、运输占用量、流动占用量和保险占用量。
1、工艺占用量(Z1)
工艺占用量是指正在流水线各道工序每个工作地上加工、装配或检验的在制品数量。
式中:
Si——第i道工序的工作地数;m——流水线的工序数目;gi——第i道工序上工作地同时加工的零件数。
2、运输占用量(Z2)
运输占用量是指处于运输过程中或放置在运输装置上的在制品占用量。
它取决于运输方式、运输批量、运输间隔期、零件体积及存放地的情况等因素。
当采用连续输送装置运送时:
式中:
L——运输装置的长度(m); ——相邻两个运输装置的距离;nt——运输批量。
3、工序间流动占用量(Z3)
由于平衡前后相邻工序生产率周而复始积存的在制品占用量,叫工序间流动占用量。
工序间流动占用量可用分析计算法和图表法结合起来加以确定。
(1)分析计算法
Zmax=(-)式中:
ts——两相邻工序同时工作时间;i——前工序;j——后工序;si、sj——第i、j工序的工作地数;ti、tj——第i、j工序单位工时。
t3为正值,表明最大占用量是在同时工作结束时形成的;如为负值,表明最大占用量是在同时工作前形成的。
例9.1:
如图9-4中数值,可求:
Zmax(1-2)=50×(2/8-1/2)=-12.5件
第二道工序与第三道工序的最大占用量为:
Zmax(2-3)=50×(1/2-1/4)=12.5件
第三道工序与第四道工序的最大占用量为:
Zmax(3-4)=50×(1/4-1/6)=4.17件
(2)图解法
从上述计算结果,并通过对图9-4的分析,可以看出:
第一道工序有两个工作地,在与第二道工序同时工作的50分钟内,共生产12.5件。
第二道工序有一个工作地,50分钟内生产25件。
所以,为了保证第二道工序能不停歇地生产,在同时工作开始前,第一道工序就应给第二道工序准备12.5件在制品。
如果不这样,03号工人在第二道工序时作时停,就不可能在后50分钟内兼作第四道工序,因而,使整个流水线要另外增加一名工人。
当第二道工序停止工作,但第一道工序仍然继续生产,在后50分钟内为第二道工序准备了12.5件的在制品的占用量如此周而复始,在第一道工序和第二道工序之间,在制品从最大占用量逐渐减少到零,然后再由零逐渐增加到最大占用量。
如图9-4所示。
4、保险占用量(Z4)
(1)为整个流水线设置的保险占用量,其常集中在流水线的末端用来弥补出现废品和出现生产故障,造成零件供应中断而设置的在制品。
(2)为工作地设置专用保险占用量,日常集中于关键的工作地旁边。
流水线名称工作班次平均节拍(分)运输批量(件)运输节拍(分)每班看管次数看管周期(分)
螺钉流水线24144100
工序号看管期任务时间定额(分)工作地号工作地负荷工人号工人去处
时间(分)
050100最大占用量看管期末流动占用量
12581
2100
1001
2
22523503612.512.5
32544100412.50
42565
6100
505
64.170
图9-4 间断流水线工序间流动占用量变化示意图
Z4=消除故障时间/工序单件工时
以上可知:
Zin=Z1+Z2+Z3+Z4Zin——车间内部占用量。
5、库存流动占用量(Z5)
它是使车间或流水线之间协调工作而占用的零部件或毛坯数量。
它是由于前后两车间或流水线之间生产效率不等以及工作制度(班次或起止时间)不同而形成的在制品的占用量。
Z5=Zin(PL-Ph);式中:
Zin——生产效率较低的车间或流水线的班产量;PL——生产效率较低车间或流水线的班次;Ph——生产效率较高的车间或流水线的班次。
6、车间之间库存保险占用量(Z6)
其与Z4同。
7、车间之间库存保险占用量(Z7)
它是由于供应车间(或流水线)交付延期或出现大量废品,为保证需用车间正常生产而设置的在制品的占用量。
Z7=Tin/R式中:
Tin——供应车间(或流水线)的恢复间隔期;R——供应车间(或流水线)的生产节拍。
由以上可知:
Zst=Z5+Z6+Z7
在确定在制品的占用量时,应该注意以下几个问题:
(1)对不同车间(或流水线)应明确哪种占用量在生产中起主导作用。
例如:
毛坯车间的在制品占用量有工艺、流动和保险占用量三种,其中流动占用量是主要的;机加工车间有工艺、运输、流动和保险四种,其中工艺占用量是主要的。
(2)占用量定额是按一种零件分别计算的,计算时应考虑生产过程的衔接,结合标准作业计划加以确定。
然后按存放地点汇总成分零件的占用量定额表。
(3)占用量定额表由生产科编制,财务科估价和核算占用的流动资金。
(4)占用量定额制定后,必须按车间、班组和仓库细分,并把它交给员工讨论核实,使人人关心,共同管好在制品。
(5)占用量定额一经批准,就成为全厂计划工作中的一种非常重要的期量标准,对稳定生产作业计划秩序和协调生产活动有着极重要的作用,应严肃对待,并要注意定额水平的变动情况,定期调整。
二、成批生产企业的期量标准
成批生产在组织和计划方面的主要特点是:
企业按一定时间间隔依次成批生产多种产品。
因此,成批生产作业计划要解决的主要问题,就是妥善安排生产的轮番。
保证有节奏地均衡生产。
(一)批量和生产间隔期
批量是同时投入生产并消耗一次准备结束时间,所制造的同种零件或产品的数量。
生产间隔期是指相邻两批相同产品(零件)投入或产出的时间间隔,生产间隔期是批量的时间表示。
批量=生产间隔期×平均日产量
确定批量和生产间隔期的方法有以下两种:
1、以量定期法
以量定期法是根据提高经济技术效果的要求,确定一个最初的批量,然后相应地计算出生产间隔期。
(1)最小批量法
最小批量法是从设备利用和劳动生产率这两个的最佳选择出发考虑的。
即:
δ≥∴Qmin≥
表9-1 设备调整损失系数δ
零件名称生产类型
大批中批小批
小件0.030.040.05
中件0.040.050.08
大件0.050.080.12
式中:
δ——设备调整时间损失系数;
tad——设备调整时间;
Qmin——最小批量;
t——单件工序时间。
设备调整系数时间损失系数如表9-1所示。
(2)经济批量法
经济批量法主要考虑两个因素:
设备调整费用和库存保管费,上述最小批量法,规定批量的下限,即仅考虑设备的充分利用和较高的生产效率,而忽视了因批量过大造成的在制品资金占用及在制品存储保管费用,如图9-5所示。
总费用=×C×i+A×
微分得:
=Q=
式中:
Q/2——库存在制品平均存量;A——设备一次调整费;C——单位产品成本;N——年产量;
i——单位产品库存费用率。
按上述方法计算的批量,都只是最初批量,还需要根据生产中的其他条件和因素加以修正。
(1)批量大小应使一批在制品各主要工序的加工不少于装修轮班,或在数量上与日产量成倍比关系,这是从便于在工间休息空隙做好轮换零件的准备工作,调整工作;
(2)应考虑批量大小与工具的使用寿命相适应;
(3)批量大小应与夹具工作数相适应;
(4)应考虑大件小批量、小件大批量;
(4)一般毛坯批量应大于零件加工批量,零件加工批量应大于装配批量,它们最好是成整倍数;
(5)批量大小应和零件占用面积和设备容积相适应。
图9-5 设备调整费、存货保管费和批量关系图
2、以期定量法
以期定量法是先确定生产间隔期,然后使批量与之适应。
其与经济批量法不同。
经济批量法着重考虑经济因素,而以期定量法则是为了便于生产管理。
如表9-2为生产间隔期与批量关系。
表9-2标准生产间隔期表
生产间隔期批类批量投入批次
1天日批装配平均日产量每日一次
10天旬批装配旬平均产量每月三次
半月半月批装配半月平均产量每月两次
1个月月批装配月产量每月一次
1季度季批装配季产量每季一次
半年半年批装配半年产量每年两次
1年年批装配年产量每年一次
生产间隔期批量的种类不宜过多,一般以六种以内为宜。
超过了可以按照装配需要的顺序,零件结构的工艺特征,外形尺寸和重量大小,工时长短划分为若干组,然后从中选择一个典型零件制订批量和生产间隔期,同一组的零件就可仿此制订批量。
(二)生产周期
生产周期是从原材料投入生产开始,到制成成品出产时为止的整个生产过程所需的日历时间。
成批生产中的生产周期是按零件工序、零件加工过程和产品进行计算的,其中,零件工序生产周期是计算产品生产周期的基础。
1、零件工序生产周期
零件工序生产周期是一批零件在渠道工序上的制造时间。
Top=+Tse式中:
Top-?
一批零件的工序生产周期;Fe——有效工作时间总额;Kt——工时定额完成系数;S——同时完成该工序的工作地数;Q?
?
?
——零件批量; Tse——准备结束时间。
2、零件加工过程的生产周期
在成批生产中,零件是成批加工的,因此,零件加工过程的生产周期在很大程度上取决于零件工序间的移动方式。
通常先按顺序移动方式计算一批零件的生产周期,然后用一个平行系数加以修正。
(1)顺序移动方式
T顺=+(m-1)×td式中:
T顺——批零件顺序移动方式计算的加工过程生产周期(分或小时);Topi——该批零件在第i道工序加工的工序同期(分或小时); m——工序数目; Td——零件批在工序间转移的平均间隔时间(分或小时)。
(2)平行移动方式
考虑平行移动(或部分平行移动)后的零件加工过程的生产周期:
T平=Kp×Top式中:
Kp——平行系数
3、产品生产周期
在零件加工生产周期确定后,并按此计算毛坯制造,产品装配及其它工艺阶段的生产周期。
在此基础上根据装备系统图及工艺阶段的生产同期的平衡衔接关系,编制出生产周期图表,确定产品的生产周期。
(三)生产提前期
生产提前期是产品(毛坯、零件)在各工艺阶段出产(或投入)的日期比成品出产的日期应提前的时间。
产品装配出产期是计算提前期的起点,生产周期和生产间隔期是计算提前期的基础。
提前期分投入提前期和产出提前期。
1、投入提前期
投入提前期是指各车间投入的日期比成品出产日期应提前的时间。
某车间投入提前期=该车间出产提前期+该车间生产周期
2、出产提前期
出产提前期是指各车间出产的日期比成品出产日期应提前的时间。
某车间出产提前期=后车间投入提前期+保险期
其计算可按工艺过程及顺序连锁进行,如图9-6所示。
上述两公式,是指前后车间批量相等的情况下,提前期的计算方法,实际上,计算生产提前期主要是根据生产周期,以此为基础,生产周期加上保险期。
如前后车间批量不等该怎么计算呢?
这时不仅要考虑生产周期和保险期,而且还要考虑生产间隔期。
如前后车间批量不等,上述计算则应予以调整。
首先看投入提前期的计算。
它的公式不变,因为车间之间的批量不等,不会影响到投入提前期的计算。
原因是投入提前期算的是本车间的出产提前期加上本车间的生产周期,算的都是车间内部的,而一般来说,车间之间的批量可以不等,而车间内部投入和出产批量相等。
所以如果车间之间的批量不等,不会影响到车间的投入提前期的计算。
其次看出产提前期。
因为出产提前期要以后一车间的投入提前期为基础,加上一个保险期。
后一车间的批量与本车间的批量不等。
计算时,还要加上一个车间的生产间隔期和后车间的生产间隔期之差。
即前后车间的生产间隔期之差。
由于前后车间的批量不等,所以前后车间的生产间隔期也不等。
生产间隔期和批量成正比例。
例9.2:
毛坯车间的批量是500件,机加工车间的批量是250件。
每月任务是500件,保险期为2天,假设一个月24个工作日,计算投入出产提前期。
解:
由已知条件知,毛坯车间是一个月一批,机加工则是一个月两批,机加工一批工作日是十二天。
因此,毛坯投入提前期=24+毛坯车间出产提前期
毛坯出产提前期=机加工车间投入提前期+保险期+两车间生产间隔之差
机加工投入提前期=机加工出产提前期+机加工出产日期=0+12=12(天)
∴ 毛坯出产提前期=12+2+(24-12)=26(天)
∴ 毛坯投入提前期=24+26=50(天)
为什么要加上前后车间间隔期之差呢?
原因就在于前面生产一批要供后面两批使用,前面毛坯是500件,后面需要两批加工,先用一半,隔一段时间再用一半,所以等待的时间要长一些。
(四)在制品占用量
成批生产中的在制品,分为车间内部在制品和库存在制品两部分,后者又可分为流动在制品和保险在制品。
由于成批生产中在制品占用量是变动的,因此,占用量指月末的在制品数量。
1、车间内部在制品占用量
车间在制品占用量是由于成批投入但尚未完工出产而形成的,它们整批地停留在车间内,所以应计算其批数和总量。
成批生产车间内部的各种在制品是在不断变化的,因此,需分类计算,车间内部在制品储备量只是指月末在制品数量。
Zin=Tc?
nd式中:
Tc-一批零件生产周期(日);nd——平均每日零件需要量,nd=Q/Tim;Q——零件批量(件); Tim——生产间隔期(日)。
∴Zin=Q?
Tc/Tim
从上述可看出,车间内部在制品占用量与生产周期同生产间隔之比有关系;这种关系可分为三种情况;如图9-7所示。
T与R
关系生产周期T(天)生产间隔期R(天)T/R进度在制品平均占用在制品期末占用量
上旬中旬下旬
T=R10101一批一批
T>R20102二批二批
T>R25102.5三批半三批
T 图9-7 成批生产时在制品占用的各种情况 (1)生产周期小于生产间隔期。 此时在制品占用量不超过一批零件的数量,仅仅出现在该零件投入期与产出期之间,其它时间没有在制品。 (2)生产周期等于生产间隔期,此时期末在制品占用量经常为一批。 (3)生产周期大于生产间隔期,此时在制品占用量经常为好几批。 其批数决定于生产周期与生产间隔之比。 2、车间之间库存在制品 车间之间库存在制品,它是由于前后车间的批量间隔期不同而形成的。 Zst=nd? Dst Dst=(Tm1-Tin2)nd=N2/D 故式中: Zst——平均库存流动占用量(件);nd——每日平均需求量(件/日);Dst——库存天数(日);N2——后车间领用批量;D——两次领用间隔天数;Tin1——前车间的出产间隔期;Tin2——后车间的投入间隔期。 以上是计算平均库存流动占用量,还必须计算期末库存流动占用
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