CN105488602A - 利用集约生产规律提高合同兑现率的多工序排程方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种利用集约生产规律提高合同兑现率的多工序排程方法，包括步骤：关键绩效指标法KPI分析的步骤，用于对合同结构、排程结构以及排程执行情况进行分析；智能排程的步骤，用于将工序和/或机组集约规律总结成集约条件，将合同优先级规律总结成优先级顺序规则和筛选条件，将专家经验和优化策略总结成智能推算方法，并进行软件实现，从而实现单、多工序排程；可视化交互的步骤，用于展示排程的结果，提供人机交互的编辑功能。本发明针对绝大多数特钢生产企业在合同排程方面仍都是人工方式来编制计划，排程效率和优化水平较低，本发明的应用前景广阔。

Description

利用集约生产规律提高合同兑现率的多工序排程方法

技术领域

本发明涉及一种多工序排程方法，特别是涉及一种利用特钢企业集约生产规律提高合同兑现率的多工序排程方法。

背景技术

在特种钢材生产企业中，由于其生产工艺的多样性、复杂性，合同数量大、规格品种复杂、批量小，造成了组织生产的难度，不能高效发挥产能，整体协调各工序间的生产供应关系，从而导致合同兑现率低、用户满意度差、库存难以控制等一系列问题。

目前绝大多数都是人工方式编制计划，将一定时间范围内的合同，转化为各工序的生产任务，从而组织生产过程。这样不仅对于计划者在工艺上和生产组织上都有很高要求，且在大规模特钢生产企业，合同量很大，人力难以在短时间内快速、高效、优化地制定生产计划，而对计划执行中的库存情况则更难以控制。特别是特钢产品多样、钢种、牌号、规格及生产周期复杂多样，跨越多个生产工序，难以整体排程协调，存在多种因素影响合同按交期兑现，所以，对于特钢企业的多工序排程方法和软件系统提出了业务上和功能上的需求。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提出了一种利用特钢企业集约生产规律提高合同兑现率的多工序排程方法。通过对特钢企业集约生产规律性的把握和利用，基于销售部门下发的合同，通过对余材情况、产品大类、制造周期、集约批量、规格组距等多角度的分析，制定的多工序优化协作生产的框架计划，它以最大化集约规模、最小化切换成本、消解和顺畅生产物流矛盾为目标，从生产全局层次上，制定各工序间的集约协作框架，实现整体产能、物流的协同与平衡，从而保证和提高合同兑现率，提高客户服务水平和准时交货能力，降低库存，减少余材，缩短产品制造周期，提高机组利用率，适应敏捷制造的需要。

根据本发明提供的一种利用集约生产规律提高合同兑现率的多工序排程方法，包括如下步骤：

-关键绩效指标法KPI分析的步骤；

-智能排程的步骤；

-可视化交互的步骤。

优选地，

所述关键绩效指标法KPI分析的步骤，用于对合同结构、排程结构以及排程执行情况进行分析；

所述智能排程的步骤，用于将工序和/或机组集约规律总结成集约条件，将合同优先级规律总结成优先级顺序规则和筛选条件，将专家经验和优化策略总结成智能推算方法，并进行软件实现，从而实现单、多工序排程；

所述可视化交互的步骤，用于展示排程的结果，提供人机交互的编辑功能。

优选地，所述关键绩效指标法KPI分析的步骤，具体为：

-对合同结构进行分析，得到产能情况与物流情况；

-对排程结构进行分析，得到排程结果的优化调整方法；

-对排程执行情况进行跟踪分析，以监控排程的执行情况。

优选地，在所述智能排程的步骤中，具体为：

-将工序和/或机组集约规律总结成集约条件，是指：将集约生产的组织总结为集约条件，认为符合集约条件的合同都能够集约生产，即通过将集约条件映射成逻辑，使用可配置的方式进行集中定义、维护；

-将合同优先级规律总结成优先级顺序规则和筛选条件，是指：通过将合同优先级规律映射成层级化的条件序列来实现，使用可配置的方式进行动态设置；

-将专家经验和优化策略总结成智能推算方法，是指：根据关键绩效指标法KPI分析的分析结果，自动识别或由人工指定瓶颈工序基础上，通过集约规则和合同优先级策略，结合各合同的工艺流程的时间要求，按工序顺序进行单向、双向的推算，一方面计算各合同在各工序的通过时间，另一方面计算出各工序集批的计划及集批物流关系计划，形成多工序的排程结果。

优选地，所述可视化交互的步骤，具体为：

-提供产能负荷与集批计划的交互式甘特图，其中，所述产能负荷与集批计划的交互式甘特图，以工序和/或机组为纵坐标，以时间为横坐标，建立2维坐标系，将合同在各工序的时间占用映射成产能块，集批按时间范围映射成集批块，进行排程结果的展示；

-提供集批交互面板，其中，所述集批交互面板用于编辑集批、选择集批的合同及查看集批的合同明细；

-提供工序机组交互面板，其中，所述工序机组交互面板用于从工序角度对合同排程情况及集批情况进行显示。

优选地，在所述可视化交互的步骤中，以如下报表形式展示排程的结果，具体为：

-工序集批计划报表，其是以工序和/或机组为单位，按工序和/或机组中集批的时间顺序，计算出各集批合同量、时间及合同顺序的报表；

-集批计划汇总报表，其是针对所有工序和/或机组，计算出所有集批合同量、理论产量、时间及顺序的报表；

-供料物流分析报表，其是将所有集批按供料方向，计算供料量、供料时间、供料集批的报表；

-来料物流分析报表，其是将所有集批按来料方向，计算来料量、来料时间、来料集批的报表。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、针对合同量大、计划期长、物流关系复杂的企业人工方式难以进行高效、优化排程的情况，实现高效、自动化合同排程；

2、特别适用于特钢制造企业，对其工艺复杂性、工序间生产供应关系和约束有恰当的处理方案；

3、多种集批规则和合同优先级规则，配置灵活，满足不同形势下的排程目标要求；

4、直观高效的图形化交互平台，功能丰富的面板工具，手段灵活多样；

5、KPI分析指标丰富全面、实用有效，报表则更具有针对性；

6、针对绝大多数特钢生产企业在合同排程方面仍都是人工方式来编制计划，排程效率和优化水平较低，本发明的应用前景广阔。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为整体结构图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

本发明涉及一种利用特钢企业集约生产规律提高合同兑现率的多工序排程方法。通过对特钢集约生产规律进行分析、总结，分别用集约条件、合同优先级规则进行逻辑映射，在KPI分析的基础上，借助智能排程和可视化交互工具进行多工序排程，实现合同兑现率的提高，从而提高客户服务水平，提高准时交货能力，缩短产品制造周期，提高机组利用率，适应敏捷制造的需要。

为了后续方法说明的需要，以下列出相关的术语概念：

(1)集约，或集约生产

是指将工艺上相同或相近、可被同时或共同生产的任务，它是特钢生产组织的一种方式、规律。

(2)集批，或集批单元

是指某个工序/机组上，在某段时间内，需要集中生产的任务集合，它是集约的具体体现。

(3)集批切换成本

是指某个工序/机组上，不同集批进行切换时，所必须要消耗的、非生产性的工作成本，如机组调整时间、不同原辅料的替换费用等。

本方法的主要途径是对特钢企业集约生产规律的分析、掌握和利用，其具体内容包括：

(1)特钢企业中各工序/机组都是按集约方式组织生产，即集批生产，如炼钢部分是按整炉或多炉来集约生产，是其最小的生产任务单元，即使订货量不足一炉，也会按一炉生产；

(2)特钢企业中各工序/机组集批模式和条件各有不同，如炼钢按同钢种组炉、轧钢按坯料的规格组距、钢管按成品规格等；

(3)不同集批在切换时会产生切换成本，切换成本基本都会造成生产时间的消耗，产量的降低，都是在生产组织中极力避免的；

(4)各工序/机组间在集批生产中会产生物流上的冲突和生产协作上的矛盾，如炼钢产出了轧钢不需要的坯料(在当前轧钢集批)。

正是以上规律直接决定了生产组织的难度，也是导致合同无法按交期兑现或兑现率低的原因，所以本发明提出：在利用KPI分析合同整体结构特征基础上，充分利用各工序集约化生产的规律和合同优先级规律，借助KPI分析、可视化交互和智能排程等综合手段进行各工序内的集约排程、集体分析与决策，从而实现提高合同兑现率的目的。本发明的整体结构如图1所示。

下面对本发明所提供方法的各部分进行详细说明。

1、KPI分析

KPI分析主要分三部分：

(1)合同结构分析KPI：提供了全面丰富、有针对性和可配置的合同分析手段，可快速、直观了解生产任务的规模、各工序物流、产能负荷情况、品种结构、长短流程及规格组距的分布、精整小工序及工序瓶颈分析等等，使产能、物流等生产矛盾的分析更量化、更准确，也尽早地暴露出来，使决策更有把握，有的放矢。

(2)排程结果分析KPI：包括合同兑现率、脱期合同个数、脱期合同量、脱期方差、5日/10日脱期周期分析、合同完成率、物流兑现率、物流兑现偏差量、机组产能负荷率等等，这些KPI为排程结果的优化调整指明了方向，切实保证排程结果的执行性。

(3)排程执行情况跟踪分析KPI：包括合同执行偏差量、合同实际完成率、合同理论完成率、延迟合同量、提前合同量、机组实际负荷等等，随着生产的实际执行，需要监控和评价排程的执行情况，及时调整，始终保持排程对工序的指导，切实保证合同兑现率。

2、智能排程

智能排程将工序/机组集约规律总结成集约条件，将合同优先级规律总结成优先级顺序规则和筛选条件，将专家经验和优化策略总结成智能推算方法，并进行软件实现，从而实现单、多工序排程，这是保证合同兑现率的直接手段。其中：

(1)工序/机组集约规律：在特钢生产过程主要包括炼钢/模铸、轧钢、锻造、钢管、精整等大工序，各工序虽都需要集约生产，但集约的方式各不相同，通过总结可看出，集约生产的组织与合同的质量和工艺要求有关，如钢种、牌号、规格等等，而且集约的方式都比较固定，所以可将其总结为集约条件，即符合某个集约条件的合同都可集约生产。本方案通过将集约条件映射成逻辑，使用可配置的方式进行集中定义、维护

(2)合同优先级规律：属于同一种集批条件可能存在很多合同，若集中生产可能出现产量过大、上下游物流无法衔接的问题，所以实际生产中往往需要将某种集批条件下的所有合同分几次来集批生产，这时就需要考虑合同优先级规律。本方案通过将合同优先级规律映射成层级化的条件序列来实现，使用可配置的方式进行动态设置

(3)智能推算方法：根据KPI计算结果，自动识别或由人工指定瓶颈工序基础上，通过集约规则和合同优先级策略，结合各合同的工艺流程的时间要求，按工序顺序进行单向、双向的推算，一方面计算各合同在各工序的通过时间，另一方面计算出各工序集批的计划及集批物流关系计划，形成多工序的排程结果。其中，自动识别瓶颈工序的方法是根据工序产能负荷KPI最大值，若此KPI相近，则取小工序产能负荷KPI中最大者

3、可视化交互

可视化交互一方面展示排程的结果，便从不同侧面了解排程细节，查看各集批合同明细等；另一方面，提供人机交互的编辑功能，可对排程进一步的决策，也营造了关键人员共同参与、协同决策的工作平台。

(1)产能负荷与集批计划的交互式甘特图

以工序/机组为纵坐标，以时间为横坐标，建立2维坐标系，将合同在各工序的时间占用映射成产能块，集批按时间范围映射成集批块，进行排程结果的展示。

其中：

-集批占各工序坐标区域的主要部分，用颜色对不断工序进行区分

-未排入集批的合同，以产能块的形式，放置在各工序坐标区域的上方

-每个集批的内已排入合同的产能用高度色显示在集批内的

-通过右击集批，可显示集批信息的小型浮动式面板，可显示集批的关键信息，及编辑集批的时间值

-提供鼠标拖动调整功能，以所见即所得的方式进行集批时间、顺序的调整

(2)集批交互面板

为更进一步的编辑集批、选择集批的合同及查看集批的合同明细，设计了动态可关闭的集批交互面板。

其中：

-合同明细的浏览可合同基本信息、合同工序信息、合同制程信息等

-可根据选择撤消某些合同的集批排入

-可在未排入合同中搜索符合此集批的合同，并进行选择、排入

-可根据选择，进行集批的拆分，以便于进行集批计划的顺序调整

(3)工序机组交互面板

为便于从工序角度详细了解合同排程情况及集批情况，设计了动态可关闭的工序机组交互面板。

其中：

-可在未排入、集批、全部三个选项进行选择查看合同明细

-可用直方图方式展示日产能分析

-可对工序间的物流关系进行按日、按流向的定量分析

4、报表

报表是排程结果的另一种展示手段，不仅可用于分析，而且还可用于会议讨论及汇报之用。本方案设计了4种报表：

(1)工序集批计划报表

以工序/机组为单位，按工序/机组中集批的时间顺序，计算出各集批合同量、时间及合同顺序的报表

(2)集批计划汇总报表

针对所有工序/机组，计算出所有集批合同量、理论产量、时间及顺序的报表

(3)供料物流分析报表

将所有集批按供料方向，计算供料量、供料时间、供料集批的报表

(4)来料物流分析报表

将所有集批按来料方向，计算来料量、来料时间、来料集批的报表

在优选的实施例中，所述的KPI分析，其中的合同结构分析KPI，其特征是丰富、全面、可扩展的多指标分析，它实现生产矛盾的量化分析，使排程决策更有把握，有的放矢；其中的排程结果分析KPI，其特征是有针对性、全面的多指标分析，它实现了排程结果的多角度量化分析，为调整指明了方向，切实保证排程结果的执行性；其中的排程执行情况跟踪分析KPI，其特征是准确、有效的多指标分析，它实现了监控和评价排程的执行情况分析，始终保持排程对工序的指导，切实保证合同兑现率。

所述的智能排程，其特征是将工序/机组集约规律总结成集批条件，并将集约条件映射成逻辑，使用可配置的方式进行集中定义、维护，将合同优先级规律总结成合同优先级条件，并将合同优先级条件映射成层级化的条件序列来实现，使用可配置的方式进行动态设置，根据KPI计算结果瓶颈工序，通过集约规则和合同优先级策略，形成多工序的排程结果。

所述的可视化交互，其中的产能负荷与集批计划的交互式甘特图，其特征是实现了排程结果的甘特图形化展示，并可人机交互调整、排程；其中的集批交互面板，其特征是实现集批内合同集合的编辑及合同明细的浏览；其中的机组交互面板，其特征是实现机组内合同明细的浏览，及排程情况的分析。所述的报表，其特征是从多种角度提供分析和会议讨论、汇报之用的报表。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (6)

1.一种利用集约生产规律提高合同兑现率的多工序排程方法，其特征在于，包括如下步骤：

-关键绩效指标法KPI分析的步骤；

-智能排程的步骤；

-可视化交互的步骤。

2.根据权利要求1所述的利用集约生产规律提高合同兑现率的多工序排程方法，其特征在于，

所述关键绩效指标法KPI分析的步骤，用于对合同结构、排程结构以及排程执行情况进行分析；

所述智能排程的步骤，用于将工序和/或机组集约规律总结成集约条件，将合同优先级规律总结成优先级顺序规则和筛选条件，将专家经验和优化策略总结成智能推算方法，并进行软件实现，从而实现单、多工序排程；

所述可视化交互的步骤，用于展示排程的结果，提供人机交互的编辑功能。

3.根据权利要求1或2所述的利用集约生产规律提高合同兑现率的多工序排程方法，其特征在于，所述关键绩效指标法KPI分析的步骤，具体为：

-对合同结构进行分析，得到产能情况与物流情况；

-对排程结构进行分析，得到排程结果的优化调整方法；

-对排程执行情况进行跟踪分析，以监控排程的执行情况。

4.根据权利要求1或2所述的利用集约生产规律提高合同兑现率的多工序排程方法，其特征在于，在所述智能排程的步骤中，具体为：

-将工序和/或机组集约规律总结成集约条件，是指：将集约生产的组织总结为集约条件，认为符合集约条件的合同都能够集约生产，即通过将集约条件映射成逻辑，使用可配置的方式进行集中定义、维护；

-将合同优先级规律总结成优先级顺序规则和筛选条件，是指：通过将合同优先级规律映射成层级化的条件序列来实现，使用可配置的方式进行动态设置；

-将专家经验和优化策略总结成智能推算方法，是指：根据关键绩效指标法KPI分析的分析结果，自动识别或由人工指定瓶颈工序基础上，通过集约规则和合同优先级策略，结合各合同的工艺流程的时间要求，按工序顺序进行单向、双向的推算，一方面计算各合同在各工序的通过时间，另一方面计算出各工序集批的计划及集批物流关系计划，形成多工序的排程结果。

5.根据权利要求1或2所述的利用集约生产规律提高合同兑现率的多工序排程方法，其特征在于，所述可视化交互的步骤，具体为：

-提供产能负荷与集批计划的交互式甘特图，其中，所述产能负荷与集批计划的交互式甘特图，以工序和/或机组为纵坐标，以时间为横坐标，建立2维坐标系，将合同在各工序的时间占用映射成产能块，集批按时间范围映射成集批块，进行排程结果的展示；

-提供集批交互面板，其中，所述集批交互面板用于编辑集批、选择集批的合同及查看集批的合同明细；

-提供工序机组交互面板，其中，所述工序机组交互面板用于从工序角度对合同排程情况及集批情况进行显示。

6.根据权利要求1或2所述的利用集约生产规律提高合同兑现率的多工序排程方法，其特征在于，在所述可视化交互的步骤中，以如下报表形式展示排程的结果，具体为：

-工序集批计划报表，其是以工序和/或机组为单位，按工序和/或机组中集批的时间顺序，计算出各集批合同量、时间及合同顺序的报表；

-集批计划汇总报表，其是针对所有工序和/或机组，计算出所有集批合同量、理论产量、时间及顺序的报表；

-供料物流分析报表，其是将所有集批按供料方向，计算供料量、供料时间、供料集批的报表；

-来料物流分析报表，其是将所有集批按来料方向，计算来料量、来料时间、来料集批的报表。