CN1842796A - 把返工操作结合到高级规划过程中的方法,系统和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明的一个例证实施例涉及把返工操作结合到高级规划过程中的方法，系统和存储介质。所述方法包括：提供至少一个返工物料清单流，供与生产规划过程中的其它物料清单流一起使用；预测与返工物料清单流相关的返工参数信息；和利用返工参数信息和返工物料清单流，产生集成的制造规划。返工参数信息至少包括下述之一：成品率；周期时间；产能；和返工物料。本发明的其它实施例包括系统和存储介质。

Description

把返工操作结合到高级规划过程中 的方法，系统和存储介质

技术领域

本发明涉及制造返工过程，更具体地说，本发明涉及把返工操作结合到高级规划过程中的方法，系统和存储介质。

背景技术

在制造环境中，返工过程指的是由于制造过程有缺陷，或者由于制造产品的一个或多个组件有缺陷，对被发现有缺陷的产品和组装件的处理。通常在制造过程中的指定点，例如完成分装件制备时发生的测试程序中探测所述缺陷。

尽管这些缺陷，通过替换产品或组装件中的缺陷组件，或者通过重复制造系统中的特定操作，许多产品可被返工。不能返工的组装件是“可回收的”组成部分的来源，从而组装件被分解，工作组件被保留。可回收的组件随后被返回到制造过程中。在制造系统中进行返工和回收所涉及的过程转换成组成部分的循环物流。高级规划系统试图管理这种循环物流，但是很少成功。

高级规划系统(APS)被用于优化供应链规划决策。它们利用数学模型(例如线性规划)来优化规划决策，包括在部门的制造厂的制造零件(例如组装件，分装件，组件)的集成构建(build)计划，厂际后勤和客户交付。为了确定最佳的规划，它们权衡几种标准，以确定有限的工作中心产能和物料供应的最佳分配，以便最好地满足优先化的客户需求声明。对于对其制造系统，返工情况重要的行业来说，向APS提供返工过程的细节，以致能够捕捉规划中双向物流的影响应是有益的。这会涉及提供与返工物料清单(Bill of Material：BOM)，进行返工操作所需的产能资源，反映需要返工的零件的分数的备件分类百分率，以及完成返工操作的周期时间有关的详细信息。借助该信息，返工过程可与APS数学模型结合起来。

发明内容

本发明的一个例证实施例涉及把返工操作结合到高级规划过程中的方法，系统和存储介质。所述方法包括：提供至少一个返工物料清单流，供与生产规划过程中的其它物料清单流一起使用；预测与返工物料清单流相关的返工参数信息；和利用返工参数信息和返工物料清单流，产生集成的制造规划。返工参数信息至少包括下述之一：成品率(yield)；周期时间；产能(capacity)；和返工物料。本发明的其它实施例包括系统和存储介质。

附图说明

现在参见附图，其中在几个图中，相同的部件被同样编号：

图1是在例证实施例中，在其上实现返工系统的一部分系统的方框图；

图2图解说明例证实施例中，由返工系统利用的返工数据模型；

图3是描述在例证实施例中实现返工系统的过程的流程图；

图4图解说明样本物料清单(BOM)流；

图5图解说明具有产能约束的返工BOM流；

图6图解说明组其中装件和组件都可返工的BOM流。

具体实施方式

借助本发明的返工系统，返工操作被结合到高级规划过程中。返工系统利用产品规划过程的线性规划(LP)模型，并提供物料结构的循环流。通过利用一组库存余量等式来描述从一个零件号库存保存点到下一零件号库存保存点的物料的流(也称为_BOM flow_)，模拟返工系统。该解决方案使用唯一的零件号(也称为_test part number_)来描述在测试操作之前，已完成所有操作的零件；换句话说，_test partnumber_准备好被测试。该解决方案使用另一唯一零件号(也称为_rework part number_)来描述已被确定为需要返工的零件；换句话说，它是可返工的零件号。分类百分率(sort percentage)被用到经历测试的零件上，以指示将产生的良好的，可返工的或者可回收单元的百分率。在线性规划模型中，可以应用成本处罚，以致在规划过程中能够模拟产品生命周期内的所需行为(例如在新产品_ramp up_期间，返工系统不被使用，只使用满足需求的新的集成构建系统)。

出于举例说明的目的，关于硬盘驱动器的样本物料清单(BOM)流说明本发明。本领域的技术人员明白，该返工系统适用于各种各样的产品结构。

制造系统100包括通过诸如网络电缆之类的通信链路耦接在一起的服务器102和技术数据储存库104。出于举例说明的目的，服务器102是利用IBM_s AIX_操作系统和DB_2进行数据存储的IBMP690_。服务器102执行一般与制造企业相关联的各种业务软件应用。这种软件包括资源规划/制造执行系统软件106，和高级规划系统108。在图1的制造系统100中，服务器102正在执行本发明的返工系统110。返工系统110最好被实现成对现有生产规划或高级规划应用，例如在1999年10月26日颁发的美国专利5971585，“Best Can Do Matchingof Assets With Demand in Microelectronics Manufacturing”中描述的工具的增强，该专利被转让给本发明的受让人，并在此引为参考。上述工具是一种计算机实现的决策支持应用，它在由制造规范，工艺流程和商业策略建立的边界内产生现有资产和需求之间的_best can do_匹配，从而确定在指定的时段内，哪些需求可被满足。

参数数据111提供给返工系统110的输入，并通过给图2中所述的返工数据模型200的模板的用户输入而获得。这里进一步说明参数数据111。

技术数据储存库104保存返工系统110使用的多个数据库，包括参数数据库112，零件号定义(PND)文件数据库116，集成构建选项(BLDOPT)记录数据库118，成品率记录数据库120，速度分类(speedsort)记录数据库122，BOM记录数据库124，产能消耗记录数据库126，库存记录数据库128，分步成本记录数据库130和CAPREQ文件数据库132。这些数据库被用作给返工系统110的输入，另外还由返工系统110修改，从而可被看作返工系统110的输出。

PND文件保存经历制造过程的每个零件的零件号数据。这些文件还描述零件号的分层关系或分组。每当测试和/或返工零件被加入系统时，PDN文件就被更新。

BLDOPT文件定义可被用于在指定位置购买或制造零件号的过程。每个BLDOPT记录包括下述属性：零件号(PartNumber)，位置(Location)，过程(Process)，有效期(Effectiv Dates)和与该零件号是在指定位置利用所述过程制造的还是购买的有关的指示符。

成品率记录定义按照测试操作为_good_的产品的百分率。每个YIELD记录包括下述属性：零件号，位置，过程，有效期，成品率。速度分类记录定义导致每个特定的输出零件号的合格品的百分率。例如，在半导体制造操作中，成功的测试会导致被指定或分类为：快速、中速或慢速的产品。快速、中速和慢速产品在速度分类记录中会被表示成三种不同的零件号。每个速度分类记录包括下述属性：输入零件号，位置，过程，有效期，输出零件号，和由速度分类操作产生的输出零件号的百分率。继续该例子，一个速度分类记录会包含作为输入零件号的未分类(在测试之前)零件号，作为输出零件号的慢速零件号，和指示有多少产品将是慢速的百分率。

每个BOM记录包含组装件零件号，位置，过程，组件零件号，和每解除一个组装件零件号所消耗的组件零件号的数量。将在图2中描述的返工数据模型以及图3中列举的方法步骤的语境中进一步说明这些数据库。

技术数据储存库104可包含任意形式的大容量存储装置，所述大容量存储装置被配置成读写保存在文件存储器中的数据库类型数据，并且作为横跨系统100的统一数据源是可逻辑寻址的。通过服务器102取回和处理保存在技术数据储存库104中的信息。显然系统100可利用一个以上的服务器，以适应在大型公司中通常产生的大量制造活动。此外，技术数据储存库104和服务器102可构成单一单元，例如大型计算机。

如上所述，制造过程中目前使用的ERP系统并不支持返工规划。本发明的返工系统包括把高级制造执行系统的返工要求与适应物料的循环流的规划系统结合起来的返工数据模型。返工BOM流被提供给返工系统110。BOM流定义整个制造系统内，制造产品从一个存货点到下一存货点的移动。用户借助返工数据模型200的模板，根据历史返工成品率和类似的考虑因素，输入预测的参数数据111。返工系统110利用参数信息和返工BOM流产生制造计划。图2中描述了返工数据模型和用户提供的数据的类型。

现在说明返工数据模型200和对应的参数模板202-216。返工参数模板202-216经由返工系统110产生，并被保持在图1的参数数据库112中。返工参数模板包括返工成品率(REWORK_YIELD)202，返工周期时间(REWORK_CT)204，返工产能(REWORK_CAPACITY)206，返工物料(REWORK_MAZTERIAL)208，产品层次(PRODUCT_HIERARCHY)210，库存成本(INVENTORY_COST)212，过程成本(PROCESS_COST)214和库存物料(INVENTORY)216。

返工成品率模板202保持如图2中描述的9个元素：_Location_指的是进行制造的地点。_ProductHierarchy_便于如下面的PRODUCT_HIERARCHY模板210中进一步描述的那样分层定义参数。_PartNumber_允许在零件号层面定义参数。_FirstPassYield_指的是在第一次循环或通过时成功通过测试(即被指定为_good product_)的零件的百分率。_ReworkYield_指的是每个返工循环或通过时，成功通过测试的零件的百分率。_ReworkScrap_指的是每次返工废弃的物料的百分率。_EffectiveDates_指的是上述参数有效的时间框架。_WorkOffStart_指的是返工过程可用/合格的最初日期。MultiplePass_是指示返工过程路径是否可被执行一次以上的_yes/no_指示符。换句话说，当返工操作之后的产品的测试指示产品不能用，并且MultiplePass指示符为_yes_时，那么至少一些产品可被再次返工。但是，如果MultiplePass指示符为_no_，那么产品只能被返工一次，从而未通过测试的任何产品被废弃。

返工周期时间模板204被用于描述返工产品所用的时间量。一般来说，该返工周期时间包括返工作业等待制造设备可用的时间。返工周期时间模板保持5个元素：_Location_，_ProductHierarchy_，_PartNumber_，_ReworkCycleTime_和_EffectiveDates_。_ReworkCycleTime_指的是返工过程的持续时间。剩余的四个元素和上面关于返工成品率模板提供的对应元素类似。

返工产能模板206把返工过程和产品与返工过程消耗的产能关联起来。这是利用通常在规划过程中表述的工具和单元来定义的(例如粗产能或有限产能计划)。当消耗产能时，考虑返工产品消耗产能的速率。如果返工和新的/原始的集成构建产品共用公共的产能点时，那么比率可被应用于新的集成构建产能消耗速率，以表示每件返工产品将消耗什么。该比率需要考虑返工过程可能具有的任何差异(例如重新装配产品所用时间多于或者少于首次装配该产品所用时间)。所述比率还需要考虑返工过程中产品附带结果(fallout)可能具有的任何影响。一般来说，规划系统根据已启动的数量消耗产能，如果在产能点之前存在附带结果，那么所述比率应把该附带结果考虑进去。

返工产能模板206保持8个元素：_Location_，′ProductHierarchy′，′PartNumber′，_CopyFromPN_，_WorkCenter_，_ReworkWeightFactor_，_BaseConsumption_和_EffectiveDates_。_CopyFromPN_是用于把引用的零件号与现有的零件号关联起来的可选项。_WorkCenter_指的是制造工作中心的名称。_ReworkWeightFactor_是用于产能使用的乘数，通过参考新的集成构建过程来定义。_BaseConsumption_指的是如果在不参考新的集成构建的情况下定义产能消耗的使用率。剩余的四个元素和上面提供的对应元素类似。

返工物料模板208把返工过程和产品与返工时通常消耗的物料(表示成百分率)关联起来。例如，如果当被返工时，产品A使其电动机被替换40％，该记录会使产品A与具有0.4的消耗率的电动机关联起来。该信息还可被用于定义在返工过程中产生的物料。例如，如果在磁盘驱动器的返工期间被替换的电动机本身可被返工，那么这此可返工的电动机可被看作磁盘驱动器返工过程的副产品。这些产品可被返回到供应链中，并被用于后续产品。

返工物料模板208保持10个元素：_Location_，_AssemblyProductHierarchy_，_AssemblyPartNumber_，_ComponentProductHierarchy_，_ComponentPartNumber_，_ConsumeCreateFlag_，_OffsetDays_，_UsageRate_，_Reworkable_和_EffectiveDates_。_AssemblyProductHierarchy_指的是对于由返工操作期间的成功测试产生的那些零件号，与一组组装件零件号相关的产品层次。_AssemblyProductHierarchy_被用于在比零件号细节层面更高的细节层面保持和取回数据。_AssemblyPartNumber_指的是由返工操作期间的成功测试产生的零件号。

_ComponentProductHierarchy_指的是对于在返工操作期间消耗的，或者作为返工操作期间不成功测试的结果而产生的那些零件号，与一组组件零件号相关的产品层次。_ComponentPartNumber_指的是在返工操作期间消耗的，或者作为返工操作期间的不成功测试的结果而产生的零件号。在后一情况下，组件零件号会被看作副产品。

_ConsumeCreateFlag_被用于指示这里引用的物料被消耗或产生。_OffsetDays_指的是返工过程的开始与物料的消耗/产生之间的天数。_UsageRate_指的是每件产品的消耗/产生速率。_Reworkable_指示产生的物料是否也是可返工的。显然产品的返工可产生另一产品，所述另一产品是可返工的。

产品层次模板210便于分层定义参数。它使得同样的零件可被集中在一起，以便简化数据维护。例如，如果存在属于硬盘系列的20件零件，并且对于该系列中的每个零件号，某些参数是相同的，那么可在系列层面一次保持数据，而不是在物品或零件号层面分20次保持数据。另外，产品层次模板210允许在比零件号更高的细节层面保持其它数据文件。例如，假定blue产品层次中的所有零件号在涂装站消耗两分钟的产能。产能消耗数据库126会包含指定blue产品消耗两分钟的涂装产能的记录。

返工系统利用上面描述的PND文件把零件号变换成产品层次信息，所述产品层次信息可被用于确定blue层次中零件号所需的涂装产能。

产品层次模板210包括两个属性：_ProductHierarchy_指的是零件号所属的系列。_PartNumber_代表属于该系列的具体制造物品。

库存成本模板212定义在时间周期的结尾保持一件存货的成本或处罚。该库存成本被用于确定线性规划模型中的成本系数。库存成本模板212包括五个属性：_Location_，_ProductHierarchy_，_PartNumber_，EffectiveDates和CostPerPieceOfInventory。

过程成本模板214描述放弃或开始每件产品的制造的成本或处罚。过程成本模板214包括六个属性：_Location_，_ProductHierarchy_，_PartNumber_，_Process_，_EffectiveDates_，和_CostPerPieceReleased_。

库存物料模板216指示在不同的生产阶段库存物料的数量。模板216包括四个属性：_Location_，_PartNumber_，_QualInd_和_quantity_。_UT_(未经测试)的QualInd指示库存物料还未被测试。_RW_的QualInd指示库存物料是可返工的(即，测试结果指出需要该库存物料的返工)。

一旦建立了参数数据库112，根据通过在图2中定义的返工数据模型元素提供的参数，可实现返工系统110。为了正确地表现该数据，重要的是注意可按照多种方式制造指定的产品。这是必需的，以致基于线性规划的生产规划系统能够构成必需的库存余量等式来反映通过利用备用的物料清单，可由新的集成构建产品或可返工产品制造的合格的完工零件号。于是，将需要相同产品的不同物料清单。从而，规划引擎需要恰当的数据输入来识别产品也可自己产生(例如，某一零件可能需要多次通过返工操作)。在本发明的返工模型中，返工过程从可返工零件开始，并结束于未被成功返工的产品的该百分率的可返工零件。

图3中描述了返工系统的执行。在步骤300，用户通过模板202-216向返工系统110提供参数数据。该数据是历史返工成品率和当前生产信息的结果。在步骤302，用于模板202-216的层次数据被转换成零件号层面细节。这是通过利用产品层次模板210来实现的。在返工物料模板208中，使组装件或组件零件号保持为空的任何记录将被转换成_PartNumber_，否则假定数据已处于零件号层面。在返工成品率，返工周期时间和返工产能模板中，数据被转换成零件号，这里零件号字段为空。如果_PartNumber_字段被填充，那么假定该数据已处于零件号层面。

下面更详细地说明步骤302。首先，本发明确定一组零件号/位置组合(下面称为PN_LOC_SET)，它由存在于REWORK_YIELD 202模板中的或者具有PRODUCT_HIERARCHY 210模板中的Product_Hierarchy的那些零件/位置组成，PRODUCT_HIERARCHY210模板中的Product_Hierarchy对应于REWORK_YIELD 202模板中的Product_Hierarchy。从而，PN_LOC_SET是该方法将试图为其在REWORK_YIELD 202，REWORK_CT 204，REWORK_CAPACITY 206和REWORK_MATERIALS 208中产生零件号层面记录的一组零件号/位置。

REWORK_CAPACITY模板到零件号细节层面的转换可如下实现。给该过程的输入之一是新的集成构建产品的产能消耗记录(CAPREQ)。这样做的目的是使REWORK_CAPACITY 206模板能够参考现有的新构成的零件号/工作中心关系(如果需要的话)，或者REWORK_CAPACITY 206模板能够定义新的零件号/工作中心关系。例如，新构成的产品和返工产品都需要测试。返工测试过程可能持续较长的时间，因此需要进行更严格的测试。该模板便于加权系数(比如说1.50)的保持，所述加权系数会指示作为新构成的产品，返工测试过程花费1.5倍的时间来测试。REWORK_CAPACITY 206模板还便于新的零件号/工作中心关系的创建。例如，只有对于返工才存在_Disassembly_步骤，从而当处理该文件时做出的假定是如果在CAPREQ文件中找不到零件号/工作中心关系，那么利用等于加权系数的消耗速率创建新的关系。CAPREQ文件132包括下述条目：_Location_，_Part Number_，_Work Center_和_Consumption Rate_。

对于每个零件号，存在于REWORK_CAPACITY 206中并且在REWORK_CAPACITY 206中具有非空的CopyFromPN的PN_LOC_SET中的位置(下面称为PN_LOC)，CAPREQ 132信息被取回，这里CAPREQ 132中的PartNumber和Location分别对应于PN_LOC的非空的CopyFromPN和位置。关于该PN_LOC，该信息被复制到REWORK_CAPACITY 206中，另外把来自CAPREQ 132的_Consumption Rate_乘以来自REWORK_CAPACITY 206的_Weighting Factor_。相反，如果不存在关于该PN_LOC的任何CAPREQ 132，那么本发明从PRODUCT_HIERARCHY模板取回该零件号的ProductHierarchy。如果存在具有PRODUCT_HIERARCHY模板中的相同ProductHierarchy，并且存在于CAPREQ 132中的另一零件号，那么对于PN_LOC，该零件号的CAPREQ 132信息被复制到REWORK_CAPACITY 206中。否则，如果在REWORK_CAPACITY 206中存在PN_LOC的ProductHierarchy的记录，那么对于PN_LOC，ProductHierarchy的REWORK_CAPACITY 206信息被复制到REWORK_CAPACITY206中。

REWORK_MATERIALS 208模板到零件号层面细节的转换假定除了在其它层面输入的数据之外，数据在_PartNumber_层面被输入，另外假定不必从其它零件号复制数据。简要地，REWORK_MATERIALS 208到零件号层面细节的转换涉及产生对应于AssemblyProductHierarchy/ComponentHierarchy信息的组装件/组件组合，并且只有当存在匹配的BOM记录(即，只有当物料清单组合有效时)才应用该信息。

更准确地说，该转换如下实现。对于每个REWORK_MATERIALS 208记录，如果_AssemblyPartNumber_字段为空，那么在PRODUCT_HIERARCHY 210中具有与AssemblyProductHierarchy匹配的ProductHierarchy的所有零件号(下面称为ASSM_PNS)被取回。如果REWORK_MATERIALS 208记录具有空的_ComponentPartNumber_，那么本发明找出在PRODUCT_HIERARCHY 210中具有与ComponentProductHierarchy匹配的ProductHierarchy的所有零件号(下面称为COMP_PNS)。ASSM_COMP被设置成其中组装件零件号或者为REWORK_MATERIAL的非空AssemblyPartNumber或者为ASSM_PNS的元素，并且组件零件号或者为REWORK_MATERIAL的非空ComponentPartNumber或者为COMP_PNS的元素的REWORK_MATERIALS记录的所有组装件零件号-组件零件号组合。对于ASSM_COMP中的每个组装件零件，组件零件组合，如果组装件零件，组件零件都存在于BOM记录的位置与REWORK_MATERIALS 208记录的位置相符的相同BOM记录124中，并且在该位置尚不存在ASS_COMP的AssemblyPartNumber/ComponentPartNumber的REWORK_MATERIALS 208记录，那么产生ASSM_COMP的组装件零件号和组件零件号是AssemblyPartNumber和ComponentPartNumber的REWORK_MATERIALS 208记录，其它信息从REWORK_MATERIALS 208记录进行复制。

在步骤304，返工成品率模板202触发返工过程的继续。如果在其它返工模板204-208中存在条目，但是在返工成品率模板202中不存在条目，那么对于该零件号将不进行任何进一步的处理。_Location_和PartNumber_组合也必须在用作输入的基本数据中，以致尚不存在于基本模型中的那些零件号的返工参数不被处理。零件号在返工成品率模板202中的存在将导致返工系统110在保存于数据库116中的PND文件中产生_test_零件号。原始BOM中提供的原始零件号在这里将被称为_finished_零件号，因为它真正代表合格的完工物料。测试零件号将把其第二和第三位用_UT_替换或者进行另一种替换，以指明它是测试的(未测试的)零件号。在零件的装配/制造过程完成之后不久，但是在零件被测试之前产生测试零件号。该零件号将被加入到具有相同产品系列的PND文件中。返工零件号将把其第二和第三位用_RW_替换或者进行另一种替换，以指明它是返工(可返工)的零件号。返工零件号表示已完成测试，并且确定需要返工的零件。该零件号将被加入到具有和完工零件号相同的产品系列的PND文件中。

在步骤306产生BLDOPT记录。测试零件号被保存在数据库118中的BLDOPT文件中。根据最初对于完工的零件输入的内容，测试零件号被分配一个过程代码(下面称为_primary process_，它被用于新的/原始的集成构建)，和_M_的ProcurementInd(这里_M_指示该零件是制造的)，以及如在返工参数中定义的相同位置。有效期可从01/01/1999变化到12/31/9999。初步过程的可返工或_rework_零件号被保存在BLDOPT文件中。返工零件号被分配初步过程作为过程代码，以及如在返工参数中定义的相同位置。

如果返工成品率模板202的MultiplePass标记被设置成_Y_，那么该产品可被多次返工。这种情况下，返工零件号不仅在返工过程中被消耗，而且还作为输出由返工过程产生。返工零件号将获得P_RW的过程代码和_M_的_ProcurementInd_，以及如返工参数中定义的相同位置。BLDOPT记录的有效起始日期将来自于返工成品率模板202的_WorkOffStart_字段，有效结束日期将为12/31/9999。如果_WorkOffStart_字段为空或者无效，那么起始日期将为01/01/1999。

为完工的零件号产生P_RW的新的过程代码，以表示完工的零件号可由返工物料制成的事实。该新过程(P_RW)必须被输入BLDOPT文件中完工零件号的新记录中。BLDOPT记录的所有其它数据可以复制自最初关于_Location_和_PartNumber_，对完工的零件输入的内容。BLDOPT记录的有效起始日期来自于_WorkOffStart_，有效结束日期将被设定为至未来的任意日期，例如12/31/9999。如果_WorkOffStart_为空或无效，那么起始日期可被设置成从前的任意日期，例如01/01/1999。

如果返工物料模板208指示产生的物料是可返工的(即，_Reworkable_字段＝_Y_)，那么如果尚不存在该可返工物料的BLDOPT记录，利用P_RW过程代码为该可返工物料(也称为组件)产生一个BLDOPT记录。这样做是为了表示该物品由返工过程产生。

在步骤308，利用完工零件号的成品率和周期时间，为测试零件号和初步过程创建一个成品率记录。另外利用1.0的成品率，和初步过程相同的过程代码，以及与零件的返工周期时间相等的周期时间为返工零件号和初步过程创建一个成品率记录。如果在返工周期时间模板204中没有定义任何返工周期时间，那么默认值为1天。

如果返工成品率模板202的_MultiplePass_标记被设置成_Y_，那么利用(1-_ReworkScrap_)的成品率，P_RW的过程代码和与该零件的_ReworkCycleTime_相等的周期时间，为返工零件号和循环过程创建一个BLDOPT记录。如果没有定义任何返工周期时间，那么改为使用合理的默认值。为完工的零件件，但是为过程P_RW创建一个BLDOPT记录。该记录默认100％的成品率和0天的周期时间。初始的完工零件号，初步过程的成品率记录被设定成100％成品率和0天的周期时间。

在步骤310，产生速度分类记录。测试的零件号被归类到完工零件中和返工零件中。相对于完工零件的分配率是FirstPassYield，相对于返工零件的分配率是(1-FirstPassYield)。根据最初关于完工零件输入的内容，关于过程代码创建这些记录，有效日期来自于返工成品率模板202。

如果返工成品率模板202的MultiplePass标记被设为_Y_，那么返工零件号，初步过程，随后被归类到完工零件。分配率为返工成品率模板202的_ReworkYield_，过程为P_RW。有效日期也来自于返工成品率模板202。如果MultiplePass标记被设为_Y_，那么为返工零件号，初步过程创建另一速度分类记录，以便对它自己分类。该记录的分配率为(1-ReworkYield)，过程为P_RW。有效日期来自于返工成品率模板202。

随后利用反映创建速率的分配率建立创建自返工零件号，初步过程的任何零件。如果在返工物料模板208中，ConsumeCreatFlag字段指示_creat_，那么向速度分类记录中增加新的一行。返工物料模板208的UsageRate将被用作分配率。有效日期来自于返工物料模板208。如果返工物料模板208的可返工标记被设为_Y_，那么零件号变成返工零件，其前两位被设为_RW_。

在步骤312，创建BOM记录。这涉及把测试零件号插入产品结构中，并要求把完工的零件号的所有组件改为与测试零件号关联起来。完工零件号和初步过程通过初步过程，为1的QtyPer和被设为_Y_的BinFlag字段与测试零件号关联起来。这些字段表示在BOM记录中。ComponentLoc＝(制造)位置，ComProcess是初步过程。这些字段也表示在BOM记录中。完工零件和返工过程由P_RW过程和为1的QtyPer与返工零件号关联起来，如果返工成品率模板202的MultiplePass被设为_Y_，那么BinFlag被设为_Y_，否则BinFlag被设为_N_。ComponentLoc＝(制造)位置。ComProcess被设为初步过程。

返工零件号和初步过程由为P1的过程代码，为1的QtyPer和＝_Y_的BinFlag与测试零件号关联起来。ComponentLoc＝(制造)位置，ComProcess是初步过程。

如果返工成品率模板202的MultiplePass标记被设为_Y_，那么返工零件号，返工过程需要指定它消耗什么零件。利用等于初步过程的ComProcess，把它与它自己关联起来。随后利用反映消耗率的消耗率(QtyPer)确定在返工过程中消耗的任何其它零件。如果在返工物料模板208中，ConsumeCreateFlag字段指示_CONSUME_，那么新的一行被加入BOM文件中。UsageRate将被用作QtyPer。有效期来自于返工物料模板208。借助P_RW过程，使该BOM记录与完工PN关联起来。返工物料模板208中的OffsetDays将被用于填充BOM记录中的OffsetDays。

如果MultiplePass字段＝_Y_，那么被识别为速度分类记录中的配给物的制造过程中产生的任何其它零件也必须具有产生的记录。这些会包括具有_CREATE_的ConsumeCreateFlag设置的返工物料模板208中的记录。在上述BIN过程中使用的相同逻辑被用于确定物料关系。为产生的零件，初步过程创建一个BOM记录。ComProcess被设置成等于初步过程。返工物料模板中的OffsetDays将被用于填充BOM记录中的OffsetDays。

为在步骤306中描述的_reworkable_物料创建一个BOM记录。这是使用保留的过程信息的地方。BOM记录把产生的物料反映为组装件。

在步骤314创建产能消耗记录。返工过程将根据完工的零件号消耗产能。返工产能模板中的记录将与初始的产能消耗文件比较，当找到位置，PartNumber和WorkCenter的匹配时，数据将从完工零件号初步过程被复制到完工零件号/返工过程。返工产能模板206的BaseConsumption字段被乘以同样也是返工产能模板206的ReworkWeightFactor。

如果在钻取(drill down)过程中，CopyFromPN字段被填充，那么对Location，CopyFromPN和WorkCenter进行产能消耗记录中的_lookup_。如果找到匹配，那么执行上面关于步骤314说明的逻辑。

如果BaseConsumption字段不为空，那么来自返工产能模板206的信息被复制到产能消耗文件中。产能消耗记录中的ConsumptionRate等于乘以BaseConsumption值的ReworkWeightFactor。完工零件，初步过程的产能消耗记录被下移到未测试的零件号。这是通过修改零件号来实现的。零件号从_00000PN_被改变为_0UT00PN_。

在步骤316，通过使用库存成本记录的QualInd字段，完工零件的库存被转换成返工零件，以便表示不成功的产品。_RW_的QualInd使库存被转换成返工零件。这是通过改变库存记录的零件号来实现的。一旦零件号被改变，QualInd字段就可被设置为空。

_UT_的QualInd将导致库存记录把零件号改变为未测试零件号。一旦零件号被改变，QualInd字段就可被设置为空。

在步骤318，建立过程成本参数，并着手解决生命周期考虑事项。_primary_和_rework_过程的过程成本被设定，以致在产品的生命期内实现所需的集成构建行为。一般来说，在线性规划应用中使用的_costs_或处罚本质上并不是真实成本；相反，这样的成本是人工产生的，以致线性规划解算器的结果对商业规划者来说是合意的。从而，成本的绝对数量并不重要。驱动线性规划的行为的正是一个成本对其它成本的相对值。

为了获得所需的生命周期行为，通常只需要具有_primary_过程成本，它适度地比_rework_过程成本便宜。这导致早期需求由初步过程满足，可返工库存的剩余物可用于满足稍后的需求。在中间时间框架内，LP将混合搭配初步生产和返工生产。在更迟(例如生命结束时)的时间框架内，企业想要处理掉可返工库存。在该时间框架中，最好具有不可忽略的期末库存成本，以鼓励可返工库存的消耗(以比需要的更早地集成构建初步过程为代价)。较早的(例如生命结束之前的)时间框架内的库存成本可为零或者接近于零。

在步骤320，在步骤300-318中获得的信息被送入APS 108，以便完成集成返工制造周期。APS 108可以是例如在(上面引用的)US专利5971585中描述的线性规划模型。

图4图解说明物料清单结构，它表示了零件从组件到完工组装件的流程。硬盘驱动器制造被作为例子，本领域的技术人员会认识到也能够把该原理应用于其它行为和产品结构。在图4中，存在已设定的_pre-test/sort Product_，用于指示磁盘，臂和电动机已被装配，但是整个单元还未被测试的制造阶段。为了易于说明而不丧失一般性，该测试前/分类产品(pre-test/sort Product)已被集合到零周期时间或交付时间(lead time)中。随后测试该测试前/分类产品。在本例中，所述测试导致82％的该测试前/分类产品被指定为_Good Product_(例如高质量的硬盘驱动器)，18％的被测试产品被指定为_Reworkableproduct_。此外，当_Reworkable product_被返工和测试时，62％产生_Good Product_，5％被废弃，33％需要再次返工。_Good Product_可直接产生自测试前/分类产品或者产生自_Reworkable product_的返工。本发明通过使用备用过程对此进行模拟(参见美国专利5943484)。在本例中，初步或_prime_过程消耗测试前/分类产品作为其组件，_rework_过程消耗_Reworkable product_。图5还图解说明了这两种过程可在_Assembly Operation_消耗产能，但是具有不同的消耗率。另外，在图5中，40％的时间，产品的返工需要驱动器的电动机的替换；从而，当使用_rework_过程时，本发明通过使用适用于_Good Product_的生产的为0.4的物料清单qty_per对此进行模拟。另外，电动机组装件本身还由需要两个组件，即线圈和电刷的_pre_test/sort Motor_构成，该组装件也具有与之相关的返工流。图6进一步图解说明了组装件可能产生在供应链中向上游流的可回收组件。例如，_Reworkable Product_可能导致回收的_Reworkable Motor_的产生。

从上面可看出，返工系统提供物料的结构的循环流，以便在制造执行系统中利用返工操作。通过利用一组库存余量等式来描述物料从一个位置到另一位置的流动，模拟返工系统，并向待返工的零件号分配唯一的零件号。对零件使用分类百分率和成本处罚，以便识别有缺陷的零件，从而在规划过程中能够模拟产品生命周期内的所需行为。

返工系统提供一种实现集成制造系统的返工特征的生产计划的方法。它包含相对于整个制造系统，模拟返工系统的物流的必需数据的存储和管理。它还提供一种把数据结构变换成制造系统的数学模型的方法，以便优化高级规划决策，包括与返工过程相关的那些高级规划决策。所述系统和方法把返工制造过程的规划与建立的规划目标(例如，客户服务，短的交付时间，低库存以及供给和产能的优先化分配)结合起来，以便计算企业的可行生产计划。

如上所述，可以计算机实现的过程和实践这些过程的设备的形式具体体现本发明。还可以包含指令的计算机程序代码的形式具体体现本发明，所述指令包含在有形的介质中，例如软盘，CD-ROM，硬盘驱动器或者任何其它计算机可读的存储介质，其中当计算机程序代码被装入并由计算机执行时，计算机变成实践本发明的设备。还可以计算机程序代码的形式具体体现本发明，所述计算机程序代码不论是被保存在存储介质中，装入计算机中和/或由计算机执行，或者通过某一传输介质，例如通过电线或电缆，通过光纤，或者通过电磁辐射传送，其中，当计算机程序代码被装入计算机并由计算机执行时，计算机变成实践本发明的设备。当在通用微处理器上实现时，计算机程序代码段把微处理器配置成产生专用逻辑电路。

虽然表示和说明了优选实施例，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可对其做出各种修改和替代。因此，要明白已举例而不是限制性地说明了本发明。

Claims (18)

1、一种把返工操作结合到规划过程中的方法，所述方法包括：

提供至少一个返工物料清单流，供与生产规划过程中的其它物料清单流一起使用；

预测与所述至少一个返工物料清单流相关的返工参数信息；所述返工参数信息至少包括下述之一：

成品率；

周期时间；

产能；和

返工物料；和

利用所述返工参数信息和所述至少一个返工物料清单流，产生集成的制造规划。

2、按照权利要求1所述的方法，还包括：

使所述至少一个返工物料清单流的产能约束与所述其它物料清单流的产能约束均衡。

3、按照权利要求2所述的方法，还包括一个返工过程，所述返工过程包括：

执行所述集成的制造规划，其中在执行期间未被消耗、但是被确定为可返工的物料的所述返工参数信息被反馈给第二返工物料清单流，以便在新的集成制造规划中被消耗。

4、按照权利要求1所述的方法，其中所述成品率包括：

确定为已成功通过测试的产品的百分率。

5、按照权利要求1所述的方法，其中所述周期时间包括：

返工产品所需的时间量，包括等待时间。

6、按照权利要求1所述的方法，其中所述返工物料定义在返工过程中产生的物料。

7、按照权利要求1所述的方法，其中通过线性规划应用执行所述集成的制造规划。

8、一种利用机器可读计算机程序代码编码的存储介质，所述机器可读计算机程序代码把返工操作结合到规划过程中，所述存储介质包括使计算机实现包括下述步骤的方法的指令：

提供至少一个返工物料清单流，供与生产规划过程中的其它物料清单流一起使用；

预测与所述至少一个返工物料清单流相关的返工参数信息；所述返工参数信息至少包括下述之一：

成品率；

周期时间；

产能；和

返工物料；和

利用所述返工参数信息和所述至少一个返工物料清单流，产生集成的制造规划。

9、按照权利要求8所述的存储介质，还包括使所述计算机实现下述步骤的指令：

使所述至少一个返工物料清单流的产能约束与所述其它物料清单流的产能约束均衡。

10、按照权利要求9所述的存储介质，还包括使所述计算机实现返工过程的指令，所述返工过程包括：

执行所述集成的制造规划，其中在执行期间未被消耗、但是被确定为可返工的物料的所述返工参数信息被反馈给第二返工物料清单流，以便在新的集成制造规划中被消耗。

11、按照权利要求8所述的存储介质，其中所述成品率包括：

确定为已成功通过测试的产品的百分率。

12、按照权利要求8所述的存储介质，其中所述周期时间包括：

返工产品所需的时间量，包括等待时间。

13、按照权利要求8所述的存储介质，其中所述返工物料定义在返工过程中产生的物料。

14、按照权利要求8所述的存储介质，其中通过线性规划应用执行所述集成的制造规划。

15、一种把返工操作结合到高级规划过程中的系统，包括：

服务器，所述服务器执行：

高级规划系统；

企业资源规划系统；和

返工系统；

与所述服务器通信的技术数据储存库；和

返工参数信息，包括：

成品率；

周期时间；

产能；

返工物料；

其中所述返工系统实现：

提供至少一个返工物料清单流，供与生产规划过程中的其它物料清单流一起使用；

预测与所述至少一个返工物料清单流相关的返工参数信息；和

利用所述返工参数信息和所述至少一个返工物料清单流，产生集成的制造规划。

16、按照权利要求15所述的系统，其中所述返工系统还实现：

使所述至少一个返工物料清单流的产能约束与所述其它物料清单流的产能约束均衡。

17、按照权利要求16所述的系统，还包括一个返工过程，所述返工过程实现：

执行所述集成的制造规划，其中在执行期间未被消耗、但是被确定为可返工的物料的所述返工参数信息被反馈给第二返工物料清单流，以便在新的集成制造规划中被消耗。

18、按照权利要求15所述的系统，其中通过线性规划应用执行所述集成的制造规划。