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成组生产单元的平面布置
按生产线形式布置
CNC NC NC
CNC NC 1
NC NC NC 2
1、2配套辅助设备
按功能布置
按U型布置
A 1
B A、B、C、 D成组生 产单元
2
5
3
1、2、3、4相
邻单元协作区，
4
5多单元边界
协作区
C
D
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分区联合布置
柔性制造系统（FMS）
1 概念：FMS是由计算机控制的、以数控机床（NC）和 加工中心（MC）为基础、适应多品种中小批 量生产的自动化制造系统
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• 成组技术在机械行业中小批量生 产中的应用
1 利用成组分类编码系统，相似件图库和CAD 软件进行成组设计
2 应用成组分类编码系统，零件族成组工艺库 和工艺专家系统进行成组工艺设计
3 利用相似性原理进行工时定额，材料消耗定 额和成本定额的制定，可事半功倍，保持定 额水平的一致性
4 把GT原理应用于生产组织和计划管理
流 动 最占 大用 占量 用 量 保险储备量
后领
前入
● 计算公式
32
计算公式
●当交库数量=领用数量；交库间隔日数=领用间隔日数
期末周转
半成品占 =
用量
0 （当车间已领用，下批尚未交库时） 1批（已交库一批，后车间尚未领用）
●当交库数量=领用数量；交库间隔日数≠领用间隔日数
每月批次 24 8 4 3 2 1
一季一次 半年一次
2 将产品和零件分类，归入不同批类
3 计算批量 nRg 19
2 生产周期
（1）生产周期概念： 指一批制品从原材料投入生产起，到最后完 工为止，制品在生产过程中经历的日历时间
（2）生产周期的确定： ①零件各工艺阶段生产周期的计算 ②产品生产周期
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元，每件产品年平均保管费用为1元，求经济批量。
解：
n0
22001 00020(0件 0 ) 1
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以期定量法
1 选择采用的生产间隔期标准
批类 日批 三日批 周批 旬批 半月批 月批 季批 半年批
生产间隔期 1天 3天 6天 8天 12天 24天 72天 144天
批量 1/24月产量 1/8月产量 1/4月产量 1/3月产量 1/2月产量 1月产量 3月产量 6月产量
● 以零件生产费用最低为原则确定批量的方法
费用
E=E1+E2 E1=（n/2）C
E2=（N/n）A
n0
批量
dEC N A0
dn
2
n2 0
2 NA n0
C
n：批量
N：年产量 n0：经济批量 A：设备调整一次费用 C：单件年平均库存费
用
● 例：某产品年总产量为20000件，每批产品的设备调整费用为100
解： D装出=0
D装投=0+20=20（天）
D机出=20+10=30（天） D机投=30+40=70（天）
D毛出=70+5=75（天） D毛投=75+20=95（天）
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前后车间批量不相等情况
车间出 后车间 保
该车间 后车间
产提前 = 投入提 + 险 +（ 生产间 - 生产间 ）
期
前期
期
隔期 隔期
（2）计算公式： ①前后车间生产批量相等情况 ②前后车间生产批量不相等情况
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前后车间批量相等情况
毛胚制造周期 T毛
毛-加 保险期
机加工周期
加-装保 险期
装配周期
T毛-加
T机
T加-装
T装
D装投=T装
D机出=D装投+T加-装
D机投=D机出+T加
D毛出=D机投+T毛-机 D毛投=D毛出+T毛
● 产品在最后车间的出产提前期=0
Z T RnTq
在制品 生 生 定 产 产 额 间 周 批隔 期 量 生 期 产平 周均 期日28 产量
2 车间之间半成品定额
（1）库存周转（流动）在制品定额
①前车间成批入库，后车间分批领用
②前车间成批入库，后车间每日领用
③前车间成批入库，后车间整批领用
（2）库存保险半成品定额
用途：在前车间出现出产误期或出现过多废
保险储备量
周转半成 品占用量
周转半 前车间期初第 前车间
前车间
成品占 =（ 一次出产零件 ÷ 交库间 ）× 入库批
用量
入库标准日期 隔日数
量
= （3/5）×50 = 30 （件）
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前车间成批入库，后车间整批领用
● 图表
工作日 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10111213141516171819202122232425 1 2 3
t单件： 单件工时
● 例：某零件经三道工序加工，其加工数据资料如表，设α=0.05，
求最小批量
序号 工序名称 单件时间（分） 设备调整时间（分） t调/ti
1
车
15
30
2
2铣
20
120
6
3磨
30
90
3
解： ①计算t调/ti
③
②选择第二道工序计算
n最小 12012(件 0) 0.05 20
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经济批量法
品时，为了保证生产正常进行而准备
的储备量
公式： 保险半 前车间可能
后车间
成品定 = 误期交库日 × 平均每
额
数（保险期） 日用量
29
前车间成批入库，后车间分批领用
●设前车间入库批量60件，后车间领用批量为10件。前车间计划期最后批量 入库的标准日期为到期末9天，后车间生产间隔期（领用间隔期）为2天。 求周转半成品占用量。
（3）批量与生产间隔期的确定方法 g：平均日产量
①以量定期法—先确定批量，再确定生产间隔期
●最小批量法
●经济批量法
②以期定量法——先确定生产间隔期，再确定批量 16
最小批量法
● ∵ t准备
t准备 ∴ n最小
n最小：最小批量 t准备：一批产品准备结束时间
n t单件
t单件 α： 调整时间损失系数
]
×
后车 间批 量
30
= 60 －[9/第一次零件入库标准日期为3天。交库间隔 日数为5天，批量为50件
工作日 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10111213141516171819202122232425 1 2 3
流 动 最占 大用 占量 用 量
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§7.2中小批量生产先进的组织形式
一 成组生产单元（GTPC) 1 概念 2 优越性 3 成组生产单元设计步骤
二 柔性制造系统（FMS)
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成组生产单元
● GTPC是为一个或几个工艺过程相似的零 件族组织成组生产而建立的生产单位。 在成组生产单元里配备了成套的生产设 备和工艺装备以及相关工种的工人，以 便能在单元里封闭地完成这些零件族的 全部工艺过程
积极性创造性
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成组生产单元设计步骤
（1） 正确制定企业生产纲领 （2） 产品零件分类成组
●目检法 ●功能名称法 ●分类编码系统法 ●工艺流程分析法 （3） 计算各种设备需求量与设备配备 （4） 成组生产单元的平面布置
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计算各种设备需求量与设备配备
P
N i tij
S j计 i1
F 0
● Sj计 : j设备需要量（计算值） ● Ni: i产品（零件）年需求量（件）(i=1……P) ● tij: i产品（零件）在j设备上加工的单件工时 ● F0: 设备年制度工作时间 ● η j: j设备的利用系数，一般取0.9～0.98 ● P : 零件族中零件种数
的应用
2
一 成组技术（GT）的产生与发展
• 成组技术于1959年米特洛凡诺夫创立 • 德国阿亨工业大学的奥匹兹领导制定了
“工件分类编码系统” • 美国与日本将GT与数控技术、计算机技术
结合,为在GT基础上发展CAD,CAPP和建设 FMS创造了必要条件
3
二 成组技术的基本原理
即对于不同制品之间客观存在的相 似性进行识别，并根据一定的目的，按 其相似特征进行归类分组，并找出同一 类制品中的典型制品，以典型制品为基 础编制成组工艺和进行成组生产，以避 免不必要的重复劳动和组织管理中不应 有的多样化，达到简化、统一、高效和 经济目的的生产组织技术
章多品种中小批量的生产组织及生产 作业计划
§7.1多品种中小批量生产与成组技术 §7.2中小批量生产先进的组织形式 §7.3成批生产类型的期量标准及生产作业计划
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§7.1多品种中小批量生产与成组技术
• 成组技术的产生与发展 • 成组技术的基本原理 • 机械产品应用成组技术的可行性 • 成组技术在机械行业中小批量生产中
2 特点 （1）可同时加工多种不同工件 （2）一台机床加工完一种零件后可在不停机调整的 条件下，按计算机指令转换加工另一种零件 （3）各机床之间的联系是灵活的，工件在机床间的 传输无固定的流向和节拍
3 组成 4 采用FMS的经济收益
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FMS的组成
（1）加工系统： 回转体 非回转体
（2）物料储运系统 （3）计算机管理和控制系统
例2：设n装=10，R装=15天，n机=30，R机=45天， n毛=30， R毛=45天，其他条件如例1。求各车间 生产提前期和投入提前期
解： D装出=0
D装投=20（天）
D机出=20+10+（45-15）=60（天）
D机投=60+40=100（天）
D毛出=100+5+（45-45）=105（天）
D毛投=105+20=125（天） 26