CN101957954A - 离散型制造业生产管控优化方法 - Google Patents

Abstract

一种离散型制造业生产管控优化方法，步骤包括：1)把接到的生产订单分成A类——必须自制件、B类——可自制可外协件、C类——必须外协件三类；2)将可自制可外协件B类进一步分类为外协件与自制件；3)按照生产订单类别分别下达生产任务到相应的外协或自制生产执行部门；4)根据当前设备、工人、原料、交货期等生产情况对自制生产任务进行最优排程生产。与现有技术相比，本发明具有操作简单、容易实现、应用广泛、使用便捷等技术特征和优点。

Description

离散型制造业生产管控优化方法

技术领域

本发明的离散型制造业生产管控优化方法，属于离散制造业和计算机技术应用领域。主要应用于离散制造业生产管理过程及其信息化管理系统。

背景技术

随着离散制造业生产过程规模的日益大型化，订单类型与数量越来越多，机器调配、物料配备、物流中转，多品种工件协同穿插加工，当工序多、优化的目标为多目标，不同类型定单随机到来，企业资源及产能有限时，从而导致最优生产组织非常复杂。离散制造型企业仍主要采用现场人工经验调度的生产管理方式，生产管理的信息化仍处于初级阶段，存在生产能力不能充分发挥、成本较高的缺欠。优化离散制造行业的生产运行模式对于提高企业的管理水平，增强企业的竞争力具有重要的意义。现有技术中虽然也有一些生产管控方法，但是，目前的方法带来生产流程不顺，造成以下不足：①对生产不能有效控制；②造成淡旺季之分，产能不能得到真正发挥；③拖期严重；④库存积压严重，资金占用量大；⑤设备能力不均衡；⑥生产组织部门很难起到“防洪抗旱”作用。生产组织部门接到成千上万的生产订单只能凭经验分开转递外协生产或者自制，未经科学计算后最优地自制与外协安排，工作繁重且效率低下。

生产管理部主计划制定非常关键，一方面需要满足上游产品装配需求，另一方面自制任务下达合适，不能严重超过负荷而引起拖期，也不能负荷不够导致设备与工人大量空闲；现有技术中，是主要靠人工经验组织生产的模式(见图1)，未根据生产资源的约束，最优处理自制与外协的关系。该模式是生产管理部直接排产到制造部门，其缺点是对制造部门管的过多过死，造成问题规模太大，车间调度调整不方便，优化排产困难，并且应对突发事件(设备故障、插单、人员调整等)不灵活，从而导致生产计划和生产实际的偏差较大。

发明内容

本方法的目的是：为了解决现有技术中存在的上述问题，改进和完善离散制造业生产管控运营模式，提出一种新模式，通过生产能力评估，生产任务分流，加工订单在各作业区停留时间分解等手段，促使加工订单快速流转，均衡加工任务，从而提高生产效率，降低库存，消减生产成本，提高生产管控水平。

目前，离散制造型企业的生产管理部面对众多产品事业部需求及外接订单，生产组织非常复杂，为了能应付各产品事业部需求，常常相对加大库存以防各种异常情况，因此增加了半成品和零件库存。本方法针对离散制造业生产实际问题，优化了产品事业部下单模式，提出排产规则及优化流程，建立了加工订单在各车间停留时间分解模型等，使生产管理部能够实现优化排产，从而提高排产立案效率及生产效率。

一种离散型制造业生产管控优化方法，步骤包括：

1)把接到的生产订单分成A类——必须自制件、B类——可自制可外协件、C类——必须外协件三类；

2)将可自制可外协件B类进一步分类为外协与自制生产订单，步骤包括：

2.1)先把A类和B类订单各工序需耗产能累加：

2.2)步骤2.1)中如果各工序所耗资源不大于实际产能，则按照A类、B类和C类的分类(即A类和B类自制，C类外协)，分别下达生产任务到自制生产执行部门与外协部门；

2.3)步骤2.1)中如果各工序所耗资源大于实际产能，则对B类进一步分为A’类——自制件和C’类——外协件；其中，A类和A’类订单分配给自制生产执行部门，C类和C’类订单分配给外协部门；

3)按照生产订单类别分别下达任务到相应的外协或自制生产执行部门；

4)根据当前设备、工人、原料、交货期等生产情况对自制生产任务进行最优排程生产。

与现有技术相比，本发明具有操作简单、容易实现、应用广泛、使用便捷等技术特征和优点。

使用本方法，可以在生产管理过程中，通过计算机等工具辅助管理人员来自动实现订单管理，可以把生产订单管理方便融入ERP系统中，对整个生产过程管控进行优化“梳理”。将本方法嵌入生产管控信息化软件系统，使生产订单快速化转运、生产订单科学地在各生产制造部门停留加工，实现便捷化、精益化的生产管控，降低生产成本与库存，提高生产效率，从而增强企业的竞争力，其具有重要的现实意义和突出效果。

附图说明

图1是现有技术中企业生产订单下达模式示意图；

图2是本发明的改进型离散制造企业生产订单下达模式示意图；

图3是本例中生产主计划制定流程示意图；

图4是本例中车间排产流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明的技术方案作进一步说明。

本发明建立了生产管理部门对生产任务进行科学自制与外协分流模型方法、建立了加工订单在各作业区科学的停留时间分解模型方法、建立了符合生产实际的排产规则等，从而优化生产组织流程，提高整个生产管控效率。

本方法具体实施方案如下：

(1)生产订单下达模式优化(流程)

本发明提出改进型生产订单下达模式，如图2所示：

在本发明的改进型下单模式中，生产管理部门接到生产任务后：

首先将其分为必须自制的(因技术及公司经营的原因)、可自制可外协的、必须外协的(自己不能制造，或利润小等其它原因)三类；

然后进入优化自制与外协模块，根据自身产能及资源约束情况，将可自制可外协的订单合理外协(外协瓶颈工序的订单)；

最后订单下达到外协或者自制生产执行部门(车间)，生产管理部门(或生产执行部门)根据当前设备、工人、原料、交货期等情况最优排程。

该模式将生产执行部门生产现况实时反馈到生产管理部门，生产管理部根据实时产能调配合理最优下单。该模式优点是将复杂问题进行了分解，优化排产效果也较好，并且生产制造部门管理的灵活度较大，可以积极应对各种突发事件，校正计划的偏差；改进后的生产组织模式，摈弃整个生产过程采用经验主义，而是建立在理性的推算基础上，预测了瓶颈工序，然后将瓶颈工序外协制造，从而扩大产能。

备注：如图2虚线的叠加部分所示，软件系统优化排程的“动作”生产管理部门或生产制造执行部门都可以做，但必须根据实时动态产能等资源优化排产。

(2)生产管理部主计划制定方法(流程)

本方法把生产任务分为三类后，生产管理部主计划制定使用方法(流程)如图3所示：

对于生产管理部来讲，该模型方法其核心作用是面对众多产品事业部的任务，有蓄水池的作用，能“抗旱防洪”，从而使任务合理均匀的向各制造部门下达。

(3)加工订单在车间停留时间分解模型

为了使生产计划更有执行力及可操作性，生产管理部下达生产订单的工序在各车间时间将详细分解，订单在各车间的转运有时间节点(交期)，生产管理实现精准化。

加工订单在各车间转运交期模型(各车间停留时间分解)如下：

$C_{\mathrm{ik}}=O+T_i*\frac{t_{\mathrm{ij}}}{\underset{j=1}{\overset{s}{\mathrm{\Σ}}}{t}_{\mathrm{ij}}}+Y---\left(a\right)$

在模型(a)中，订单的工序加工时间：工件在加工设备上的装卸时间、刀具调整时间与工件的加工时间之和，记为t_ij，i为订单，j(j＝1，2，…，s)为工序，不妨设有s道工序；

订单的生产总流通时间：生产管理部从下单的时刻开始，到计划交期的时间段，即订单下达时间——计划交期，记为T_i，i为订单；

订单的车间相互转运耗时：订单从一个车间的工作中心转运至下一个车间的工作中心时所耗费时间。为了计算方便和实际需要，车间内的转运耗时不计；

订单在各车间停留总时间：不妨记为C_ik，i为订单，k为车间。

在模型(a)中，O表示当前时刻。若车间只白班转运，可以设定，当工件完工时刻是在0～8时，或者20～24时，在该车间呆的时间延长1日，若转出的接收时刻是节假日或礼拜天，则顺势延长到假期结束后再转运(特殊情况例外)，即Y表示转运延迟时间。为了保证按时交货，上道工序停留延长了多长时间，下道则压缩多长时间。

(4)车间规则排产模型方法(流程)

各车间根据设备资源的产能及订单属性组织最优排产加工。本发明根据实际生产需要，将订单分为3个优先级，a紧急订单(一路绿灯)；b重要订单(不严重影响其它订单生产的情况下，优先加工)；c正常订单，根据车间实际情况组织加工。

本专利提出以下主要排产规则：

①按重要程度排产：先加工a类，其次b类，最后c类；

②按成本最小原则排产：几台机器同时能加工某工件时，选择成本低的机器加工；

③同类订单同工序优先原则：一台机器正在加工某类订单的一道工序，若任务池中还有该类订单的同道序需要加工，则该台机器首先加工同类订单的同道工序；

④同物料订单优先原则：一台机器正在加工某类订单的一道工序，若其物料正好和任务池中某个订单的序所需物料相同，则该台机器首先加工相同物料的订单；

⑤按生产订单交货期前后顺序排产：交货期早的先加工；

结合以上主要排产规则，本发明组成排产方法(流程)如图4所示：

基于以上规则优化排产，使订单快速转运，减少时间浪费，提高按时交货率，缩短制造周期。从而提高生产管理水平，充分高效利用有限资源，降低库存及生产成本，提高生产效率。

Claims (5)

1.一种离散型制造业生产管控优化方法，其特征是步骤包括：

1)把接到的生产订单分成A类——必须自制件、B类——可自制可外协件、C类——必须外协件三类；

2)将可自制可外协件B类进一步分类为外协与自制生产订单，步骤包括：

2.1)先把A类和B类订单各工序需耗产能累加：

2.2)步骤2.1)中如果各工序所耗资源不大于实际产能，则按照A类、B类和C类的分类，即A类和B类自制，C类外协，分别下达生产任务到自制生产执行部门与外协部门；

2.3)步骤2.1)中如果各工序所耗资源大于实际产能，则对B类进一步分为A’类——自制件和C’类——外协件；其中，A类和A’类订单分配给自制生产执行部门，C类和C’类订单分配给外协部门；

3)按照生产订单类别分别下达任务到相应的外协或自制生产执行部门；

4)根据当前设备、工人、原料、交货期等生产情况对自制生产任务进行最优排程生产。

2.根据权利要求1所述的离散型制造业生产管控优化方法，其特征是所述步骤2.3)中，对B类订单进一步分类是建立在自制生产执行部门的工序产能优先完成A类订单后所需产能基础上的；其数学表达式为“自制生产执行部门的工序产能-A类订单所需产能＝分配给A’类订单的产能”。

3.根据权利要求1所述的离散型制造业生产管控优化方法，其特征是所述步骤2.3)中，C’类订单优先包括生产中的瓶颈工序订单。

4.根据权利要求1所述的离散型制造业生产管控优化方法，其特征是所述步骤3)中，所述自制生产执行部门接收到生产订单后，对生产订单在各作业区的停留时间进行详细分解；

生产订单的各个工序对应在各车间的停留时间分解如下：

$C_{\mathrm{ik}}=O+T_i*\frac{t_{\mathrm{ij}}}{\underset{j=1}{\overset{s}{\mathrm{\Σ}}}{t}_{\mathrm{ij}}}+Y---\left(a\right)$

其中，

C_ik为订单在各车间停留总时间；

i为订单；k为车间；

j(j＝1，2，…，s)为工序，设共有s道工序；

t_ij为生产订单的工序加工时间——工件在加工设备上的加工准备时间与加工时间之和；

T_i为生产订单的生产总流通时间——生产管理部从下达生产订单的时刻开始，到计划交期的时间段；

O为当前时刻；

Y表示转运延迟时间——若车间只白班转运，可以设定，当工件完工时刻是在0～8时或者20～24时，则生产订单在该车间呆的时间延长1日；若转出的接收时刻是节假日，则顺延到假期结束后再转运，但特殊情况例外；为了保证按时交货，上道工序停留延长了多长时间，下道则压缩多长时间；

忽略的耗时包括：车间内的转运耗时，以及订单在各车间相互转运耗时——订单从一个车间的工作中心转运至下一个车间的工作中心时所耗费时间。

5.根据权利要求1所述的离散型制造业生产管控优化方法，其特征是所述步骤4)中，车间规则排产方法：

先将订单分为3个优先级，分别是紧急订单a类——一路绿灯；重要订单b类——不严重影响其它订单生产的情况下，优先加工；正常订单c类——根据车间实际情况组织加工；

再按照以下排产规则进行排产：

①按重要程度排产：先加工a类，其次b类，最后c类；

②按成本最小原则排产：几台机器同时能加工某工件时，选择成本低的机器加工；

③同类订单同工序优先原则：一台机器正在加工某类订单的一道工序，若任务池中还有该类订单的同道序需要加工，则该台机器首先加工同类订单的同道工序；

④同物料订单优先原则：一台机器正在加工某类订单的一道工序，若其物料正好和任务池中某个订单的序所需物料相同，则该台机器首先加工相同物料的订单；

⑤按生产订单交货期前后顺序排产：交货期早的先加工。

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