CN105160439A - 一种生产排程方法及自动排程系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种生产排程方法，包括：提供至少一生产任务至一自动排程系统；该自动排程系统安排该生产任务的时程，以产生一生产计划；该自动排程系统判断该生产计划是否合理；以及当该生产计划合理时，该自动排程系统令机台依据该生产计划运作。藉由网络链接自动排程系统的主机与射出机的机台，以令自动排程系统可实时将生产计划传送至该机台，使该机台依据该生产计划运作。
Description
技术领域
本发明涉及生产线技术领域，特别涉及一种应用于射出机的生产排程方法及自动排程系统。
背景技术
图1为现有的生产排程方法流程图。参见图1所示，在接收订单后，依据库存及交货期等情况，以确定生产任务完成时间及产量。接着，依据生产任务选择射出机台，以安排时程，并且为了使订单能持续排下去，通常相同的产品会由固定机台进行生产。另外，在实际排程时，会调取模具，若模具正在使用，则使用备份模具、或等待模具使用完毕后再进行生产。
但是，在现有的生产排程作业过程中，当订单属于多品种小批量时，交期、质量、成本会不易控制。
而且，当订单变更频繁时，需频繁换模换料，导致生产计划不易执行。
再者，机台与模具若用于不同的生产计划，会对质量、交期影响非常大。
另外，目前大多数使用射出机台的生产线都采用手工排程方式，但随着订单量增加，传统的手工方式已不足应付，如果在生产中，发生机台损坏而需维修、临时频繁的插单等突发状况时，容易造成生产现场混乱，从而无法保证产品交期。
综上所述可以看出，如何克服上述现有技术的种种问题，已经成为目前亟欲解决的课题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种生产排程方法及自动排程系统，提高了生产效率及最大限度满足了订单需求，且尽量减少了换模换料的次数。其具体方案如下：
一种生产排程方法，包括：提供至少一生产任务至一自动排程系统；所述自动排程系统安排所述生产任务的时程，以产生一生产计划；所述自动排程系统判断所述生产计划是否合理；以及当所述生产计划合理时，所述自动排程系统令机台依据所述生产计划运作。
优选的，所述自动排程系统系包含系统管理模块、物料管理模块、生产排程模块及报表管理模块。
优选的，所述自动排程系统的控管系包含物料、生产线或制程参数。
优选的，所述自动排程系统的运作中，所述时程的规划包含：导入企业资源规划系统；所述生产任务等待安排；进行安排所述生产任务的时程、或取消所述生产任务；及关闭。
优选的，所述自动排程系统的运作中，所述生产计划的执行包含：等待确认；等待下达指令至所述机台；所述机台等待生产；进行生产或取消生产；及关闭。
优选的，所述自动排程系统的运作中，当所述生产计划不合理时，重新产生另一生产计划。
本发明还提供一种自动排程系统，包括：射出机以及主机；所述主机包含：应用服务器、数据服务器和接口服务器；其中，所述应用服务器通过网络链接所述射出机，以与所述射出机进行数据交换，且所述应用服务器包含数据采集模块、数据复制模块、数据保存模块、生产排程模块、信息收集模块及数据分析模块；所述数据服务器包含记录实体表、临时缓存表及接口实体表，且用于构建排程计算模块，以供所述应用服务器使用；所述接口服务器包含企业资源规划(ERP)接口同步模块及制造执行系统(MES)接口同步模块，以接收ERP的生产计划订单及MES的设备联机数据。
优选的，所述数据采集模块，用于获取系统中的基础数据，以补充生产排程的基础资料。
优选的，所述数据复制模块，用于将生产自动排程的结果复制至所述数据服务器中。
优选的，所述数据保存模块，用于将生产自动排程的结果复制到所述数据服务器中。
优选的，所述生产排程模块，用于分析物料清单(BOM)及库存情况。
优选的，所述信息采集模块，用于接收所述射出机所传的实时数据。
优选的，所述数据分析模块，用于依据所述信息采集模块的数据支持，以呈现分析结果。
优选的，所述自动排程系统还包括控制室，所述控制室通过网络链接所述应用服务器、所述数据服务器和所述接口服务器，且所述控制室用于显示生产计划订单，并配置生产排程计划。
优选的，所述自动排程系统还包括控制面板，所述控制面板用于调控所述射出机的运行参数，且利用所述射出机与所述应用服务器间的网络链接，以显示生产自动排程，并实时上传设备运行数据。
由上可知，本发明公开的生产排程方法及自动排程系统，主要通过网络链接所述主机与所述机台，以令生产计划可利用自动排程系统实时传送至所述机台，使所述机台依据所述生产计划运作，从而克服了现有技术中的技术缺陷。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为现有生产排程方法的流程方块图；
图2A为本发明公开的自动排程系统的架构示意图；
图2B为本发明公开的生产排程方法的流程方块图；
图3为本发明公开的自动排程系统的方块图；
图4为本发明公开的自动排程系统的生产排程方块图；
图5为本发明公开的自动排程系统的生产计划执行方块图；
图6A至图6B’为本发明公开的生产排程方法在正常状态下显示器所显示的示意图；
图6C至图6C’为本发明公开的生产排程方法在突发状况时显示器所显示的示意图；
图7A至图7B’为本发明公开的生产排程方法在另一突发状况时显示器所显示的示意图；
[组件符号简单说明]
20射出机；200操控面板；21应用服务器；22数据服务器；23接口服务器。
具体实施方式
以下藉由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技艺的人士可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明其他优点及功效。
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技艺的人士之了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
图2A为本发明公开的自动排程系统的架构示意图。如图2A所示，该自动排程系统的架构包括控制室(如远程的计算机客户端)、网络链接(如云端网络)该控制室的主机、以及厂区(其包含射出机20、及控制台上的操控面板200)。
所述计算机客户端在计算机上装载Windows操作系统，以显示如企业资源规划(EnterpriseResourcePlanning，简称ERP)的上游系统中的生产计划订单，并在计算机接口(如生产排程甘特图)上配置生产排程计划。
所述主机包含服务器集合，即应用服务器21、数据服务器22及接口服务器23。
所述应用服务器21装载Windows操作系统且包含数据采集模块、数据复制模块、数据保存模块、生产排程模块、信息收集模块、及数据分析模块等。
在本实施例中，所述数据采集模块用于获取系统中的基础数据，以补充生产排程的基础资料。
在本实施例中，所述数据复制模块用于将生产自动排程的结果复制至该数据服务器22的临时缓存表中。
在本实施例中，所述数据保存模块用于将生产自动排程的结果复制到该数据服务器22的记录实体表中，若在保存过程中出现异常行为，则将该资料服务器22的临时缓存表中的最新结果存入该记录实体表，以避免该生产排程模块重新进行排程。
在本实施例中，所述生产排程模块用于分析物料清单(BillofMaterial，简称BOM)及库存情况，且结合模具及设备的使用情况，对生产计划订单符合少停机少换模、供料充足优先生产等标准排程技术，并分析主机实时数据(包含设备保养、突发异常)及紧急客户插单等情况，再自动快速重新排程。
在本实施例中，所述信息收集模块用于接收该射出机20上传的实时数据。
在本实施例中，所述数据分析模块用于依据该信息收集模块的数据支持，以呈现所得的曲线图、柱状图、甘特图等资料的分析结果。
所述数据服务器22装载Windows操作系统，并安装数据库软件(SQLServer2008)，且包含记录实体表、临时缓存表及接口实体表，又用于建构排程计算模块，供该应用服务器21的生产排程模块使用，以实现自动排程的核心算法。
所述接口服务器23装载Windows操作系统且包含ERP接口同步模块及制造执行系统(ManufacturingExecutionSystem，简称MES)接口同步模块，以接收ERP的生产计划订单及MES的设备联机数据。
所述射出机20为生产线设备上的其中一者，透过使用者数据报协议(UserDatagramProtocol，简称UDP)与该应用服务器21网络链接，以与该应用服务器21的信息收集模块进行数据交换。
所述操控面板200用于调控该射出机20的运行参数，并利用该射出机20与该应用服务器21间的网络链接，以显示生产自动排程甘特图，并实时上传设备运行数据。
图2B系为本发明公开的生产排程方法的流程方块图。如图2B所示，该生产排程的生产线配置架构系包括复数机台(如射出机)、以及藉由网络链接至该机台之一主机，且该主机具有自动排程系统的应用服务器21、数据服务器22及接口服务器23。
本发明的生产排程方法是将射出机的生产技术与生产管理结合，以实现射出成型制程的自动生产排程方法。
所述自动排程系统如图3所示，其包括系统管理模块、物料管理模块、生产排程模块及报表管理模块(各模块的具体项目如图3所示)，且该自动排程系统的运作顺序如图2B所示。需注意，所述系统管理模块、物料管理模块、生产排程模块及报表管理模块系为机器，并非用以表示软件，特此述明。
(a)复数生产任务等待安排，其中，该生产任务系指依据物料需求计划而制定的各机台协同作业的任务单。
(b)进行生产排程，即安排各该生产任务的时程，以产生一生产计划。
(c)作业人员确认该生产计划是否合理。
(d)当该生产计划合理时，将该生产计划传送至该些机台，使该些机台依据该生产计划运作；或者，当该生产计划不合理时，进行(d1’)手工调整生产计划或(d2’)手工调整产能重排，以重新产生另一生产计划。
在本实施例中，依据上述各模块，该自动排程系统的控管包含物料、生产线或制程参数，以供该生产排程做参考，且该生产线的后端制程将该些机台制成的成品入库。
再者，图3自动排程系统中模块的项目的定义如下：
所述物料清单(BOM)系指：企业产品组成的技术文件，是产品的总装件、分装件、组件、部件、零件、直到原材料之间的结构关系。
所述产品生产线(billofRoutings，简称BOR)系指：企业产品在企业的一个加工路线(加工顺序)和在各个工序中的标准工时定额情况。
所述机台清单系指：厂内可用于生产的机台的清单。
所述模具清单系指：厂内可用于生产的模具或治具的清单。
所述工作班次系指：厂内作业员的工作时间。
所述产品系指：最终销售物品、厂内的制品。
所述原料系指：由材料、色粉、添加剂混合而成的物品。
在(b)或(d1’)步骤中，该自动排程系统可确认至少一项目(如机台维护至机台维保维护、设备行事历维护、工作日历班次维护、或进行中的生产任务等)，以进行生产排程。在此，所述进行中的生产任务系指厂内正在生产的订单。
另外，在(b)步骤中，如图4所示，该时程(即该生产排程)的规划步骤依序包含：首先，(b1)导入企业资源规划(EnterpriseResourcePlanning，简称EPR)系统或作业员输入生产任务，以导入或输入生产任务(可为新的生产任务，如未参加原先排程计算)，其中，该ERP导入数据只能修改本次排程数量，且作业员输入数据的修改不做限制。接着，(b2)该生产任务等待安排时程。之后，(b3)进行安排该生产任务的时程、(b4)取消该生产任务、或(b5)手工关闭，其中，(b5)系例如仅部分排程(即「已排程数量」未达成「任务需求量」的情况)。接着，(b6)确认全部排程完成。最后，(b7)生产计划全部完成后自动关闭、或(b8)退回生产计划。在此处，执行关闭的作业可具有两种方式：
1、当全部排程时，「已排程数量」达成「任务需求量」的情况，自动将系统设为关闭状态，如(b7)。
2、当部分排程时，「已排程数量」未达「任务需求量」的情况，且没有排程的需求，手工将系统设为关闭状态，如(b5)。
另一方面，在(c)至(d)步骤中，如图5所示，该生产计划的执行系依序包含：首先，(e1)等待确认，可手工修改生产机台、生产模具或开始时间，且后续生产计划往后顺延。接着，(e2)确认该生产计划后，等待下达指令至该些机台、或否定该生产计划。之后，(e3)下达指令至该些机台后，该机台等待生产、或否定该指令。接着，(e4)进行生产(可于生产中暂停)、或(e5)取消生产计划，进入取消状态。最后，(e6)结束生产后，进入关闭状态。
在本实施例中，该取消状态系指：当取消一个生产计划时，需要将来源任务单的已排程数量中扣除本计划单的数量，并将来源任务单的状态设为(b2)状态。
再者，该关闭状态系指：当一个生产计划完成后，将该计划单设为关闭状态，并检索同一个来源任务单的生产计划，且当「总生产数量」大于或等于「总需求数量」时，将来源任务单设为关闭状态。
因此，依据图2至5所述生产排程方法，本发明适用于「插单」的情况，其自动排程的步骤如下：
1、接获待排程的生产任务：于原本所需排程的任务中插入「待排程任务临时表」。
2、预排程循环开始：先依据任务类型(紧急、常规)、产品、交货日期顺序进行排序，再开始循环。
3、计算模具数量：计算可用于生产该产品的模具数量，若任务无法完成时，则拆分计划。
4、检查是否区域供料：依据产品所用原料，分配至可生产的机台，再插入「可用机台临时表」。
5、更新换模换料优先级：根据系统所设定的换模换料优先级，与可用机台最后一个待生产计划的模具及物料进行比对，以设定换模换料优先级。
6、均衡机台实际负荷：藉由计算机内设的页面调度算法的最优替换算法(OPTimalreplacement，简称OPT)。具体地，根据可用机台最后一个生产计划进行循环，判断该生产计划使用的模具、原料与本次需要排程中插入的任务的模具、原料是否相同，再按照换模换料优先级进行更新，可进一步保证少换模、少换料。例如，若相同，优先级低；若不同，优先级高。其中，该OPT系指：选择一个后续计划中未使用到当前模具、当前原料的机台进行替换(进一步保证少换模、少换料)。
7、进行模具、机台的确认：依据换模换料优先级、OPT、最近最少使用算法(Least-RecentlyUsed，简称LRU)等优先级正排序，以进行循环。具体地，可计算出：设备最晚可用时间、本次任务生产所需时间、辅助时间(换模换料时间)等。再者，判断「本次任务结束时间是否能够满足交货期」。所述满足交货期系指：更新机台编号(ID)、模具编号(ID)、计划开始时间、计划结束时间，且「设置已排完标识」为True；反之，不满足交货期系指：「设置已排完标识」为False。其中，该LRU系指：选择一个最近长时间未使用到的机台进行替换(均衡机台实际生产负荷)。
8、在拆分前，判断已排完标识：「True」系指：提交事务，且进入循环直至循环结束；「False」系指：进行任务分拆。
9、任务分拆：依据换模换料优先级、OPT、LRU等优先级正排序，以进行循环。具体地，可计算出：设备最晚可用时间、辅助时间(换模换料时间)、本次交货期前能够完成的产品数量、未排程数量等。在分拆任务时，确认机台、模具、计划数量，直至循环结束。
另一方面，依据图2至5所述自动排程系统的核心算法主要参考订单交期、停机时间、生产周期等条件，并结合设备、人员、物料、库存等其它因素综合而成，并依据现场情况实时调整以保证最佳产能输出。
所述订单交期的期望系依据设备产能情况，以按时完成订单为第一目标优先排产，尽可能的杜绝交期延误。
所述停机时间的期望系在订单交期宽裕的情况下，合并相同产品的生产任务，减少换模带来的停机时间损失。
所述生产周期的期望系对于量大的订单，可采取缩短生产周期的方式，避免设备超负荷及模具长期占用等问题。
所述其它因素系包括设备保养、人员调度、物料供给及成品库存情况等，都会影响自动排程。
所述现场情况若为特殊情况，特别是指在非计划内的突发情况，主要是设备或模具故障、紧急插单等原因。
图6A至图6B’为本发明公开的生产排程方法在正常状态下显示器所显示的示意图。
如图6A所示，系为常规订单，其包括四种产品的订单A、B、C、D，且订单A因数量与交货日期的条件而标示为「A1」、「A2」与「A3」，而其它订单B、C、D依此类推。
如图6B所示，依据订单数量及交货日期，自动排程系统将常规订单自动安排时程，且订单A1因分配至两机台而标示为「A1-1」与「A1-2」，而其它订单B、C、D依此类推。接着，如图6B’所示，根据「订单交期」最优先的原则，结合「停机时间」及「生产周期」，形成生产排程甘特图。
在本实施例中，订单A1-2：因为早班人员不足，「机台02」的订单任务延后3小时，从中午开始，晚上顺延三小时。
再者，订单B1因第二天就要交货，故优先安排四台设备同时生产，以保证按时完成。
又，依据订单C，在完成订单C1后，为保证模具使用的稳定性，对所需模具预留足够的保养时间，再接续进行订单C2与C3。
另外，由于设备生命周期接近，故安排小产量的订单D，并预留足够的保养及停机时间。
图6C及图6C’图为本发明公开的生产排程方法在突发状况时显示器所显示的示意图。
如图6C及图6C’所示，当图6B的生产计划发生如设备故障的突发状况时，即「机台10」因设备老化而突发故障，致使停机，此时，自动排程系统会重新安排各订单的时程。
在本实施例中，「机台10」需维修，预计48小时后，才能恢复生产，故订单D1-2重新分配至「机台09」，即其与订单D1-1合并生产，以保证订单D1按期交付。
再者，订单D2-2重新分配至「机台09」，但依据设备及人员的状况，故预留六小时停机时间。
又，当「机台10」修复后，订单D3重新分配至「机台10」，且「机台10」连续生产24小时，以保证按期交付。
因此，由图6C及图6C’可知，当该自动排程系统判断该生产计划合理时，即「机台10」与「机台09」的运作时程符合现场状况，各该机台依据该生产计划运作。反之，若「机台10」与「机台09」的运作时程不符合现场状况(如「机台10」于维修时仍要运作)，则该自动排程系统判断该生产计划为不合理，此时，各该机台不会运作。
图7A及图7B’为本发明公开的生产排程方法在另一突发状况时显示器所显示的示意图。
如图7A所示，当图6C的生产计划发生如紧急插单的突发状况时，即目前订单接近饱和的情况下，接获一需加急处理的订单E1，即交期非常紧急。
如图7B及图7B’所示，此时，依据目前订单的排产情况，自动排程系统会配合现有设备、人员等资源重新安排各订单的时程。
在本实施例中，将订单A1-1与订单A1-2重新分配至「机台01」合并生产，以保证订单A1按期交付。
再者，将订单E1分配至「机台02」进行生产，由于夜班人员充足，可同时兼顾订单A1。
又，因「机台01」设备较新，具备连续生产的能力，故订单A2-1的计划不变。
因此，由图7B及7B’可知，当该自动排程系统判断该生产计划合理时，即「机台01」与「机台02」的运作时程符合现场状况，各该机台依据该生产计划运作。反之，若「机台01」与「机台02」的运作时程不符合现场状况(如「机台02」未分配到订单E1或需执行订单A2-1)，则该自动排程系统判断该生产计划为不合理，此时，各该机台不会运作。
上述实施例用于例示性地说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟习此项技艺之人士均可在不违背本发明之精神及范畴下，对上述实施例进行修改。
Claims (15)
1.一种自动排程系统，其特征在于，包括：射出机以及主机；所述主机包含：应用服务器、数据服务器和接口服务器；其中，
所述应用服务器，通过网络链接所述射出机，以与所述射出机进行数据交换，且所述应用服务器包含数据采集模块、数据复制模块、数据保存模块、生产排程模块、信息收集模块及数据分析模块；
所述数据服务器，包含记录实体表、临时缓存表及接口实体表，且用于构建排程计算模块，以供所述应用服务器使用；
所述接口服务器，包含企业资源规划(ERP)接口同步模块及制造执行系统(MES)接口同步模块，以接收ERP的生产计划订单及MES的设备联机数据。
2.根据权利要求1所述的自动排程系统，其特征在于，所述数据采集模块，用于获取系统中的基础数据，以补充生产排程的基础资料。
3.根据权利要求1所述的自动排程系统，其特征在于，所述数据复制模块，用于将生产自动排程的结果复制至所述数据服务器中。
4.根据权利要求1所述的自动排程系统，其特征在于，所述数据保存模块，用于将生产自动排程的结果复制到所述数据服务器中。
5.根据权利要求1所述的自动排程系统，其特征在于，所述生产排程模块，用于分析物料清单(BOM)及库存情况。
6.根据权利要求1所述的自动排程系统，其特征在于，所述信息采集模块，用于接收所述射出机所传的实时数据。
7.根据权利要求1所述的自动排程系统，其特征在于，所述数据分析模块，用于依据所述信息采集模块的数据支持，以呈现分析结果。
8.根据权利要求1所述的自动排程系统，其特征在于，所述自动排程系统还包括控制室，所述控制室通过网络链接所述应用服务器、所述数据服务器和所述接口服务器，且所述控制室用于显示生产计划订单，并配置生产排程计划。
9.根据权利要求1所述的自动排程系统，其特征在于，所述自动排程系统还包括控制面板，所述控制面板用于调控所述射出机的运行参数，且利用所述射出机与所述应用服务器间的网络链接，以显示生产自动排程，并实时上传设备运行数据。
10.一种生产排程方法，其特征在于，包括：
提供至少一生产任务至一自动排程系统；
所述自动排程系统安排所述生产任务的时程，以产生一生产计划；
所述自动排程系统判断所述生产计划是否合理；以及，
当所述生产计划合理时，所述自动排程系统令机台依据所述生产计划运作。
11.根据权利要求10所述的生产排程方法，其特征在于，所述自动排程系统系包含系统管理模块、物料管理模块、生产排程模块及报表管理模块。
12.根据权利要求11所述的生产排程方法，其特征在于，所述自动排程系统的控管系包含物料、生产线或制程参数。
13.根据权利要求10所述的生产排程方法，其特征在于，所述自动排程系统的运作中，所述时程的规划包含：
导入企业资源规划系统；
所述生产任务等待安排；
进行安排所述生产任务的时程、或取消所述生产任务；以及，
关闭。
14.根据权利要求10所述的生产排程方法，其特征在于，所述自动排程系统的运作中，所述生产计划的执行包含：
等待确认；
等待下达指令至所述机台；
所述机台等待生产；进行生产或取消生产；以及，
关闭。
15.根据权利要求10所述的生产排程方法，其特征在于，所述自动排程系统的运作中，当所述生产计划不合理时，重新产生另一生产计划。
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