机械制造概论(张世昌).ppt

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1、第1章机械制造概论本章要点制造系统生产制造制造哲理制造工艺过程输入输出+-生产过程效益1.1生产定义从系统的观点，生产可以定义为将生产要素转变成生产财富并创造效益的输入输出系统，见图1-1。生产财富有形（产品）无形（服务）图1-1生产的定义转变效率：生产率=输出/输入生产要素生产对象（原材料）生产资料（直接、间接）能源劳动力信息（知识、技能、情报…）资金§1生产与制造狭义理解：生产过程从原材料→成品直接起作用的那部分工作内容，包括毛坯制造、零件加工、产品装配、检验、包装等具体操作（物质流）。广义理解：制造=生产CIRP定义：制造包括制造企业的产品设计、材料选择、制造生产、质量保证、管

2、理和营销一系列有内在联系的运作和活动。1.2制造2.1制造系统结构图1-2制造系统功能结构经营管理信息流生产管理信息流技术信息流物质流用户、市场与外部环境经营管理市场与销售研究与开发资源管理财务生产管理工程设计采购车间制造（加工、装配、检验、输送、存储…）质量控制§2制造系统制造系统的物质流与信息流物流资金流规划控制需求信息流实施（车间或现场）原材料产品与服务能源能量流图1-7制造系统的四种流2.2制造系统特性软件硬件图1-3制造系统结构特性结构特性制造系统可视为若干硬件的集合体。为使硬件充分发挥效能，必须有软件支持。转变特性主要从技术角度出发，如何使转变过程更有效进行。获取阶段转变

3、阶段分配阶段图1-4制造系统的物质流原材料供应者原材料库存零件加工零件库存装配成品库存最终用户2.2制造系统特性压力加工油漆车身装配内部装饰驱动桥装配变速箱装配轮胎装配底盘装配车身安装最后试验发动机装配发动机试验机械加工热处理锻造熔化造型浇铸压铸油漆机械加工自动线热处理图1-5汽车生产物流示意图需求订货信息生产计划信息进度计划信息作业计划信息生产结果数据生产控制信息生产技术信息产品设计信息综合生产计划生产进度计划作业计划生产实施生产控制产品设计工艺过程计划工艺过程信息计划阶段实施阶段控制阶段图1-6制造系统的程序特性程序特性程序——一系列按时间和逻辑安排的步骤制造系统可视为生产离散型

4、产品的工作程序（图1-6）研究制造系统程序特性，主要从管理角度出发如何使生产活动达到最佳化。2.2制造系统特性§3先进制造哲理与先进生产模式AdvancedManufacturingPhilosophyandProductionModel1)大批量生产方式的产生“技艺”型生产时代——工业革命开始至20世纪初，机器代替人力成为生产主要方式，但仍以作坊式的单件生产为主，由于机器精度不高，产品质量主要靠从业人员的技艺来保证大批量生产方式（MassProduction）——20世纪初，福特汽车公司在底特律建立了世界上第一条自动生产线，标志大批量生产时代的开始技艺不再重要——由于机器精度的提高

5、，加上互换性原理的推行，加工和装配工作变得简单大批量生产方式特点——生产周期短，生产效率高，生产成本低，产品质量好3.1批量法则（BatchRule）3.1批量法则（BatchRule）2)批量法则当市场竞争以产品质量和生产成本为决定因素时，大批量生产方式显示了巨大的优越性。与中小批量生产相比，大批量生产可取得明显的经济效果，这就是所谓的“批量法则”（BatchRule）。批量法则以成本分析为基础。产品在其全生命周期内的总生产成本可近似表达为：式中CA——产品全生命周期总生产成本；CF——固定成本；CV——生产单位产品可变成本；Q——生产产品总数量；k——大于1的指数。（1-1）单件

6、产品平均生产成本CS为：（1-2）对式（1-2）求导，并令其导数为0，可得到最低单件成本对应的产量Q0：（1-3）Q0称为最优生产规模。这一现象首先在汽车工业生产中被发现。图1-12表示了总生产成本和单件生产成本与生产规模之间的关系。3.1批量法则（BatchRule）3.1批量法则（BatchRule）生产量Q生产成本Q0图1-12生产成本与生产量的关系CACSCF3)专业化协作与扩散生产根据批量法则，为了取得良好的经济效益，除合理地扩大产品的产量外，组织专业化协作生产是一种行之有效的方法。专业化协作生产形式基础零部件专业化生产毛坯专业化生产中小零件专业化生产工艺专业化协作生活服务

7、社会化3.1批量法则（BatchRule）3.2成组技术（GroupTechnology—GT）批量法则在大批量生产中，由于采用专用、高效和自动化的生产设备，可以获得高的生产率，低的生产成本，短的生产周期；而多品种、小批量生产则相反。机床利用率例：CA6140车床，最大加工直径φ400，实际加工90％以上工件直径不足100mm，机床利用率极低。制造周期在多品种、中小批量生产中，加工时间仅占生产时间的约5％，其余95％均为周转等待时间；加工时间中真正进行切削