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生产与质量管理Production&Quality Management
1第八章期量标准第一节 大量流水生产的期量标准第二节 成批生产的期量标准
2第八章期量标准【本章导引】本章主要阐述大量生产方式下的期量标准；成批生产的期量标准。【本章学习目标】了解成批生产的以期定量法和以量定期法；生产周期的概念和计算方法。掌握大量生产方式下的连续流水线和间断流水线工作指示图表的绘制和相关参数的计算；各类在制品等额计算；大量生产的在制品定额法的应用。掌握成批生产方式下计划参数的计算：经济批量的计算和应用；各车间出产提前期和投入提前期；累计编号法的计算。
3第一节 大量流水生产的期量标准生产作业计划工作就比较简单。可以事先编制好一套标准计划图表，按标准计划执行就可以了。当市场发生波动时，可以在计划期内安排多开几个班或少开几个班来调整所需的生产能力，大量生产类型生产作业计划的核心内容是：根据市场预测，针对需求的波动，制定正确的计划策略；编好各生产线的计划图表；正确设置和控制在制品的数量。
4期量标准期量标准是指编制生产作业计划时采用的时间和数量方面的标准数据。大量流水生产作业计划常用的期量标准有：节拍、标准计划指示图表和在制品占用定额。
5一、节拍节拍是流水生产重要的工作参数。r==式中：r：流水线的平均节拍；N：计划期制品的产量；Te：计划期流水线的有效工作时间，Te=T0×β；T0：计划期流水线的制度工作时间；β：工作时间有效利用系数。该系数考虑工作班内设备的调整、检修以及工人的班内休息等因素，β一般取0.9～0.96。
6例9.3例9.3某流水线计划年产量A零件36000件，该流水线每天工作两班，每班8小时，工作时间利用系数为0.95。试计算流水线的平均节拍。因为毛坯在铸造工艺上尚存在某些质量问题，仍有一定的废品发生，在计划上如果把废品率定为1.2%，则此时流水线实际节拍（或称工作节拍）应是多少？
7解r==已知制度工作时间为T0间=（365-104-10）（天）×2（班）×8（小时）×60（分钟）=24096(分钟)104为双休日，10天为法定节假日。平均节拍r=（24096×0.95）/3600=6.359（分/件）如果考虑废品影响。为保证全年能提供36000件合格产品，则应加大毛坯的投入量，因此流水线实际加工的工件数必须为=N/(1-废品率)=36000/（1-0.012）=36437（件/年）此时流水线的工作节拍=24096×0.95/36437=6.282（分/件）
8二、标准生产计划作业指示图表
9（一）连续流水线的标准计划作业指示表连续流水线的作业计划指示图标比较简单，除了规定休息时间外，在整个工作班时间内，流水线都在连续地进行重复生产。连续流水线开始工作后，线上各个工作地都必须保持连续工作，不允许停顿和中断。因此有必要规定统一的休息时间，避免个别工人的休息活动，影响整条流水线的正常进行。
10图9-1连续流水线工作指示图表休息时间休息时间中午休息
11（二）间断流水线的标准计划
12已知信息根据主生产计划以及流水线硬件设计等信息，这些条件是确定的：计划产量（日产量或班产量）；流水线每日工作班数；流水线的工作地数；生产对象的加工劳动量，即各工序工时定额；工序间制品的运输批量；流水线上可配备的生产工人人数等。
13需要确定以下内容：确定流水线看管期；计算看管期内各工作地产量及工作地负荷率；确定看管期内各工作地工作起止时间；确定各工作地工人的人数及劳动组织形式。
14１．确定流水线看管期看管期是指工人依次到规定的工作地上工作，经历一个循环所需的时间长度。看管期越长，流水线生产连续性、节奏性越差，线上积存的在制品越多，因而占用的生产面积和流动资金越多。但是看管期太短，工人在工作班内频繁走动，把过多精力消耗在走路上，对工人和生产都不利。所以看管期不宜很长，也不宜太短，2-4小时为宜。
15２．计算看管期内各工作地的产量和负荷率设流水线每日工作时间Td，流水线计划日产量Nd，则流水线节拍=Td/Nd；设一个看管期产量Nk，看管期Tk，则Nk=Tk/r；若某道工序只有一个工作地，这样的单工作地看管期间工作地负荷j，单件工时定额ti，则j=ti/r；
16续若一个工序有m个工作地，则让m-1个满负荷，剩下产量Nm给最后一个工作地。则最末一个工作地的效率m=ti/r计算值取小数。满负荷工作地产量Nk=Tk/ti；最后一个工作地产量用看管期产量减去满负荷工作地产量，也可以用Nm=Nk×m计算。
17３．确定各工作地的工作起止时间，并组织工人进行多机床看管工作地的产量确定后，该工作地的工作时间长度就相应确定了。如第i工序j工作地看管期内的产量Nij，则Tij=Nij×ti。在计算了各工作地的工作时间长度Nij后，就可以安排各工作地在看管期内工作的起止时间和组织工人进行多机床看管。
18图9.2所示
19计算如第1工序与第2工序间的流动在制品占用量为:080分钟之间：80×{}=20-16=480100分钟之间：20×{}=-4
20续如第2工序与第3工序间的流动在制品占用量为:80×{}=16-10=680100分钟之间：20×{}=4-5=-180120分钟之间：20×{}=-5其它类似。
21三、在制品占用量定额在大量生产的条件下，在制品占用可按存放点、性质和用途进行分类。按存放地点可分为车间（生产线）之间或车间（生产线）内部储备量；按性质、用途又可分为工艺占用量、运输占用量、工序间流动占用量、保险储备量、库存占用量、车间之间运输占用量、库存保险储备量。
22图9-3大量流水生产中的在制品种类
23（一）车间（流水线）内部自制品占用量
24１．工艺占用量工艺占用量是指正在流水线各道工序每个工作地上加工、装配和检验的制品，其数量取决于流水线工序数m、每到工序的工作地数S和每个工作地同时加工的零件数g，如下式所示：Z1=
25２．运输占用量Z2运输占用量是指正在各生产线之间运输中的在制品数量，运输占用量的多少必须保证后车间正常工作。在机械加工中，它指在第一道工序前尚未加工的毛坯和零件；在装配车间中，它指尚未投入装配的零件和部件。运输占用量的大小取决于运输方式、运输批量、运输间隔期、零件体积及存放地等情况。
26计算公式当采用传送带连续运输时，运输占用量计算公式为：Z2=
27续式中：L—运输装置长度（米）；I—两批制品在运输线上相隔距离（米）；P—运输批量；当用小车间断运输时，运输占用量的大小由昼夜产量N和零件发送间隔期（天）M决定，公式：Z2=N×M
28３．保险储备量Z4当生产中设备发生故障、产生废品或生产组织失调时，上下工序一时不能供应，会破坏生产节拍。为了使生产正常进行，设置了保险储备量。为整个流水线设置的储备量常集中在生产线的末端，其目的是为了预防产生废品和工作地发生故障而造成零件供应中断。为各工作地专用设置的储备量，是弥补某一工序实际工作效率与规定的平均节拍发生失调、产品废品或设备故障时使用的。
29车间（或流水线）内部在制品用量Z内=Z1+Z2+ZLD+Z4
30（二）车间（或流水线）之间在制品占用量Z库一般包括库存流动占用量ZS、车间之间运输占用量Z6和库存保险储存量Z7三种
31１．库存流动占用量ZS库存流动占用量是保证车间或生产线之间协调生产而设立的毛坯、零件数量。这种占用量是由于前后相邻生产线之间生产效率不同和车间的不同工作制度（工作班次或起止时间）而形成的在制品。前后车间或生产线之间工作越协调，这种占用量就越少。因此应尽量使前后车间同步化，形成连续流水生产，这样就可以避免这种占用量，其计算方法如下。
32（１）前后车间或生产线的班次和生产效率都不同Z5=BL(S1-S2)式中：BL：生产率低的生产线每班产量；S1：生产率低的生产线开动班次；S2：生产率高的生产线开动班次；
33例如加工车间生产线开动两班，每班产量100台份，装配线开动一班，每班产量200台份。求库存流动占用量。Z5=BL(S1-S2)=100（2-1）=100（台），库存流动占用量如图9-4所示。
34（２）前后车间工作班次相同，但生产效率和起止时间不同。在这种情况下可采用工序间流动占用最大的公式来计算。Zmax==100-83.317台例如，前后车间工作班次开始工作时间相同，而生产效率和结束时间不同，如图9-5所示，则：
35图9-5
36２．车间之间运输占用量Z6.其作用与计算方法与前述生产线内部运输占用量Z2相同。
37３．库存保险储备量Z7库存储备量是因车间（或生产线）生产速度增加，不能按时提供在产品，为保证车间（或生产线）正进行工作而设置的在制品。计算公式Z7=式中：Uc—供应车间（生产线）在前后间隔期中零件迟延的时间r---流水线的节拍车间或生产线之间的在制品占用量为Z库=Z5+Z6+Z7
38四、在制品定额法作业计划的编制主要着眼于解决各车间生产数量上协调问题，运用预先制定的在制品定额，从装配车间开始，按反工艺顺序的连锁计算方法来调节各车间的生产任务，调整各车间的投入量和产出量，使车间之间协调配合。这种编制作业计划地方法就叫在制品定额法。
39计算公式采用在制品定额法，各车间投入和产出计算公式如下：某车间产出量=后车间投入量+该车间半成品外售量+（车间之间仓库半成品定额-期初预计半成品结存量）某车间投入量=本车间产出量+本车间可能发生的废品及损耗数+（本车间在制品定额-本车间期初在制品结存量）
40表9-1用在制品定额法编织车间生产作业计划示例产品名称时间继电器产品产量/件1000零件名称触头吸铁弹簧零件编号A-01A-02A-03单位产品用量/只412装配车间1产出量4000100020002废品及消耗———3在制品定额5001002004期初预计在制品结存量35060505投入量（1+2+3-4）415010402150零件库6半成品外销量200—1007半成品定额600801008期初预计结存量710100100加工车间9出产量（5+6+7-8）42401020225010废品及消耗140102011在制品定额45018010012期初预计在制品结存量3406015013投入量（9+10+11-12）449011502220毛坯库14半成品外销量610505015半成品定额10002005016期初预计结存量100030030毛坯车间17出产量（13+14+15-16）51001100227018废品及消耗—803019在制品定额2504010020期初预计在制品结存量1503010021投入量（17+18+19-20）520011902300
41第二节 成批生产的期量标准成批生产是指工业企业（车间、工段、班组、工作地）在一定时期重复轮流制造多种产品的一种生产类型。根据其批量的大小，每个工作地完成零件工序数目以及各种零件重复生产的程度，成批生产可分为大批、中批、小批生产。凡是产品品种不多、每批数量较多、出产相当稳定、接近于大量生产的为大批生产；如产品品种很多、每批数量很少、虽然重复但非常不稳定、接近于单件小批生产、介于两者之间的为中批生产。
42一、批量和间隔期
43批量批量是花费一次准备结束时间投入生产的同种（工件）的数量。准备结束时间是指生产开始熟悉图纸，领取工卡两具、调整设备工装、试车，安装调整冲模、锻模、准备沙箱型板，将工件交付检验等所花的时间。
44生产间隔期是相邻两批同种工件投入（或产出）的时间间隔。在周期性重复生产的条件下批量与生产间隔期有如下关系：n=R×d式中：n—生产批量；R—生产间隔期。d—工件的平均日需要量。d=N/T年
45续N—年产量；T年—年工作日数。在平均每天产出量不变时，批量与生产间隔期成正比。
46两类确定批量和生产间隔期地方法，大致可分以下两类：以量定期法和以期定量法
47（一）以期定量法
48１．以期定量法介绍就是先确定生产间隔期，然后再确定与之相适应的批量。各类零件的生产间隔期是根据其复杂程度、工艺特点、价值大小等因素分类来确定，再根据生产间隔期和生产任务确定各类零件的批量。在生产任务有变化时，生产间隔期不变，只调整批量即可。
49技术为了管理上的方便，标准生产间隔期通常取周或旬工作天数的倍比数。采用标准生产间隔期后，相应的生产批量就与需求量呈倍比关系，给管理工作带来方便。例如，某工件的年需求量7200件
50表9-2标准生产间隔期标准生产间隔期1天2天4天8天24天2个月1季1半年全年生产批量/件25501002006001200180036007200标准生产间隔期1天3天6天12天24天2个月1季1半年全年生产批量/件25751503006001200180036007200
51２．以期定量法应用为了便于生产，一种产品的各种零件生产间隔期种数不宜太多。在实际运用时，可根据零件种类多少、复杂程度和划分零件组的多少来确定。一般来说，在管理水平较中等的企业可以分三种，管理水平较高的企业也可以控制在六种以上。
52具体分组时应掌握下列原则按零件外形尺寸和重量大小分组；按零件结构形式和工艺过程分组，即零件结构形式和工艺过程相同的划分一组；按零件工序多少和劳动量大小分组。
53续说根据上述标志进行分组时，重点应放在按劳动量大小，即按生产周期长短来划分，同一零件组内应尽量选择周期大体相同的零件。零件分组还要考虑零件的生产类型和生产组织形式，一般应将大量大批和中批、小批零件分开。此外，还应考虑车间设备的负荷情况，因为同一零件组内零件种数过多，总劳动量过大，会影响其他零件组的当月完成任务；如同一零件组内零件数过少，劳动量过小，也会给管理带来困难。总之，零件分组以劳动量大小为重点，对大型零件可分细些，对小型零件可分粗些，以便合理利用生产资金和提高经济效益。
54（二）以量定期法这种方法就是先确定批量，然后使生产间隔期与之相适应。具体方法根据提高技术经济效益的要求来确定一个最初批量，然后根据计算确定生产间隔期，并修正最初批量，最后使两者相互配合，求得一个最佳数值。
55１．最小批量法就是从充分利用设备这一因素来考虑，计算出最小批量。它要求最小批量能保证设备调整时间损失与一批制品加工时间之比不超过给定的允许值。最小批量的计算公式如下：
56续n=K调—设备调整时间损失系数；t调—设备调整时间；t调—工序单件时间。
57表9-3K调的参考值生产类型工件价值大批中批小批低0.020.030.05中0.030.050.08高0.050.080.1-0.15公式是按单工序计算的。一个零件有多少道工序，则按使用关键设备的那道工序计算，最小批量法适用于对关键设备和贵重设备的批量决策。
58２．经济批量法经济批量是批量控制的重要内容，应从生产准备成本与保管成本构成的总成本最低廉，或设备调整费用构成的总成本最低额求取经济批量。经济批量可以称为最佳生产批量法。
59公式Q—每批生产量（件）；A—全年生产数量（件）；P—每次生产准备成本（元/次）；C—单位产品年保管成本率；R—单位产品生产成本（元/件）；全年生产准备成本=全年生产准备次数×每次生产准备成本=
60全年保管成本全年保管成本=平均存货成本×单位产品年保管成本率（%）=Q—每批生产量（件）；A—全年生产数量（件）；P—每次生产准备成本（元/次）；C—单位产品年保管成本率；R—单位产品生产成本（元/件）；
61其总成本为TC=Q—每批生产量（件）；A—全年生产数量（件）；P—每次生产准备成本（元/次）；C—单位产品年保管成本率；R—单位产品生产成本（元/件）；
62求解就Q微分设0，即移项整理Q=
63例若某产品，全年生产数量10000件，每次生产准备成本25元/次，单位产品年保管成本率12.5%,产品单价1元/件；则：Q=(件/批)
64３．经济批量法应用由于产品零件数量非常多，复杂程度和价值差异较大，不可能每个零件都按经济批量生产，此外生产中有许多约束和实际需求，使实际生产不能按经济批量生产。
65步骤⑴确定各种零件计划期需要量⑵进行零件分类零件应按价格大小进行ABC分类。表9-4是长春第一汽车厂附件厂制定经济批量时对214中零件进行ABC分类的结果。
66表9-4类别品种数品种比率余额比率A62.849.1B3918.130.6A+B4520.979.7C16979.120.3合计214100100
67⑶计算批量当采用经济批量法时，A类零件应计算每一种零件的批量。B类零件应计算其大部分零件的批量，C类零件只选几种代表零件计算批量即可，否则计算工作量巨大。
68⑷修正批量①由于按公式计算的经济批量一般会有小数，不利于组织生产。因此应调整批量，使批量与日产量成倍数比关系，并在主要工序上不少于半个班产量。也可以与“以期定量法”相结合。
69续例如前面的例子中，年产量N=7200件，如果按公式计算得经济批量为506.46件。按标准间隔期有月批量600件，半月批为300件两档，应选靠近506.46件的标准批量，即Q=600件。
70续②批量大小应与工具(模具)寿命相适应，一般应成倍数。③批量大小应与生产面积、设备容量相适应；当经济批量小于设备容量时，一般应按设备容量为准。④毛坯加工批量应大于零件加工批量，零件加工批量应大于产品装配批量，最好成整数倍。⑤经过修正后，得到标准的批量，再根据标准批量确定生产间隔期。
71二、生产周期生产周期是指从原材料投入生产的时候起到制成成品最后完工的时候为止期间经历的全部日历时间。机械产品的生产周期通常包含产品中零件的毛坯制造、零件机械加工、总装配等各工艺阶段经历的时间以及工艺阶段之间经历的时间之和。
72（一）零件生产周期零件的生产周期，一方面取决于各道工序的生产周期，另一方面还取决于零件在工序间的移动方式。
73（二）装配周期复杂的机电产品常有多个部件组成，所以装配周期常分为部件装配周期和总装配周期的两个阶段。大型产品总装的工序多、周期长，各部件可按总装配的工艺顺序陆续投入。因此从部件装配到总装配整个周期的长度，最好通过绘制产品装配周期图表或网络图来确定。
74（三）产品生产周期的确定产品生产周期就是零件生产周期、部件装配周期、总装配周期和各工艺阶段的缓冲期（保险期）之和。确定成批生产产品的生产周期比较复杂，在实际工作中，企业通常采用类似装配周期图的方法，根据各个工艺阶段的平行衔接关系，绘制产品的生产周期图表或网络图来确定。
75三、提前期提前期是指产品在各车间投入或产出的日期较成品产出日期所应提前的天数。产品装配产出日期是计算提前期的起点，而生产周期和生产间隔期是计算提前期的依据。正确规定提前期可以保证各个工艺阶段有序的进行。所以在作业计划工作中，要制定提前期的标准数据。提前期的确定方法有两种：一种是直接根据产品的生产周期图来确定，另一种是根据公式计算。
76（一）若各工艺阶段的生产间隔期相等某车间出产提前期=后车间投入提前期+保险期某车间投入提前期=本车间产出提前期+本车间生产周期
77各工艺阶段毛坯零件/产品的投入/产出提前期如图9-6所示：保险期保险期装配投入提前期期加工投入提前期期装配周期加工出产提前期期锻压出产提前期期锻压投入提前期期加工周期锻压周期
78（二）若各工艺阶段的生产间隔期不相等，但成倍数关系某车间出产提前期=后车间投入提前期+保险期+（本车间生产间隔期-后车间生产间隔期）某车间投入提前期的计算公式同前。
79毛坯、零件、产品投入、产品产出如图9-7所示
80例例如装配生产间隔期为10天，生产周期为30天，机械加工生产间隔期为30天，生产周期为50天，毛坯生产间隔期为60天，生产周期为20天，保险期均为5天。求出各阶段的出产、投入提前期。
81解计算式要逆工艺顺序计算，则按照上述公式计算如下：装配车间出产提前期=0装配车间投入提前期=装配车间生产周期=30（天）机械加工车间出产提前期=装配车间投入提前期+保险期+（机械加工车间生产间隔期-装配车间生产间隔期）=30+5+（30-10）=55（天）机械加工车间投入提前期=机械加工车间产出提前期+机械加工车间生产周期=55+50=105（天）毛坯加工车间出产提前期=机械加工车间投入提前期+保险期+（毛坯加工车间生产间隔期-机械加工车间生产间隔期）=105+5+（60-30）=140（天）毛坯车间投入提前期=毛坯车间产出提前期+毛坯车间生产周期=140+20=160（天）
82注意在实际工作中要计算每一零件的提前期是有困难的，只能计算劳动量最大的零件的提前期，对劳动量较小的零件，可以按加工时间划分组别，然后按组别来确定提前期。在划分零件的组别时应当特别注意零件送交装配车间要保证各个零件或部件能成套地供应。
83四、成批生产的在制品定额车间在制品的占用量是由成批投入，但未完工产出而形成的，它们整批地停留在车间内，到底有几批与生产周期与生产间隔期有关，有时多有时少，甚至没有。通常只能计算车间在制品平均占用量。车间在制品平均占用量=一批零件生产周期×平均每日需要量其中，平均每日需要量=
84五、累计编号法
85（一）累计编号法所谓累计编号法，就是将事先指定的提前期转化为提前量，来确定各车间在计划月份应该达到的投入和产出累计数，来计划各车间当月应完成的投入数和产出数。这里的累计数是指从年初（或从开始）生产这种产品时起开始计算的连续数字。
86计算按照预先指定的提前期标准，确定各车间在计划月份产出和投入应该达到的累计数。计算公式如下：
87公式在车间产出（或投入）累计数=装配车间产出累计数+装配车间平均每日产出量×本车间产出（或投入）提前期各车间在计划期应完成的当月产量和投入量按下式计算：计划期车间产出（或投入）量=计划期末计划产出（或投入）的累计号数-报告期已产出（或投入）累计号数按上式计算车间产出（或投入）量以后，还应按各种零件的批量进行修正，使车间产出（或投入）的数量能凑满一个或几个批量。
88例例如已知机械厂的装配、加工、毛坯的批量、间隔期、生产周期、保险期如表9-5。用累计编号法列出4个月的各车间的产出和投入量。车间批量间隔期生产周期保险期装配201010-加工40203010毛坯80402010
89计算首先根据表9.5和提前期的投入和产出提前期公式，计算出各车间的投入、产出提前期如表9-6。
90表9-6各车间的投入产出提前期车间提前期投入产出装配100加工6030毛坯11090
91平均日产量再算出装配车间平均日产量，平均每日需要量==20/10=2（件）。
92计编号计算公式求出各车间的1到4月的投入产出量见表9-71月2月-3月-4月上中下上中下上中下上中下装配产出20406080100120140160180200220240投入406080100120140160180200220240260机械加工产出80120160200240280投入160200240280320360铸造产出240320400投入240320400
93修正由于计算出的各车间投入产出量是批量整数倍，不需要修正，如果计算的数量不是批量的倍数关系，应修正成批量的倍数。
94（二）用累计编号法特点：（1）在装配车间平均日产量不变的情况下，各车间的产量依本车间提前期而定。提前期越长，产出（或投入）的累计号数越大。由于累计号数是仅根据前期计算的，因此各车间可以同时进行计算，这样可以大大加速计划的编制过程。
95（2）由于生产任务是用累计号数表示，所以不必预计期初的在制品数量，也不必到计划期初根据报告期的实际完成情况修正计划。当报告期计划执行不好时，未完成的部分就自然低转入计划期的任务中，因为计划期应产出的号数是固定的。这样就可以大大简化计划的编制工作，并可保证生产任务的完成。
96（3）由于同一台产品所有零件都属于一个号数，所以只要每个环节都生产到规定的号数，就能可靠地保证零件的成套性。这特别可防止产品结束时，零件不成套和投料过多的现象。
97本章练习思考题：1．什么是生产作业计划?什么是期量标准?2．大量生产方式下的期量标准有哪些?3．如何绘制连续流水线和间断流水线工作指示图表?4．什么是在制品定额法?5．成批生产的期量标准有哪些?6．什么是以期定量法和以量定期法?7．经济批量法如何计算，应用中要考虑哪些制约因素?8．成批生产中如何计算各车间的投入和产出提前期?9．什么是累计编号法，如何使用?
