APS系統中生產流轉方式和批量算法研究

01、前言

在經濟領域,生產型企業是經濟的根基,有了生產型企業生產出的各種產品,才有物流、網上購物和金融融資等活動。對于生產型企業,其制造能力是其核心競爭力。如何提升制造能力一直是生產型企業面臨的課題。制造能力提升包括很多方面,例如提高設備精度,改進產品品質,降低不良率,生產合理安排調度。企業要改進生產管理,使得生產安排更合理,就需要改進生產計劃排程。


制造業多數企業為中小企業,中小企業的生產特點一般是多品種、小批量。因企業生產規模小,一般難以接到生產批量大的訂單。對于多品種、小批量生產類型,企業生產計劃排程一直是個難題。因為品種多,導致數據計算量大,而批量小又會導致換線頻繁。

APS是針對生產計劃排程的解決方案。APS將生產計劃排程的規則固化到計算機軟件上,利用計算機高速計算能力提高排產效率,提高生產資源利用率,從而增加企業競爭力。

筆者就職于一家典型的機械加工企業,零件超過2000種,其生產類型屬于典型的多品種、小批量。針對本企業生產計劃排程的難題,筆者開發了用于本企業的生產計劃排程APS系統。本文將結合筆者開發經驗,介紹生產計劃排程APS中的生產流轉方式和批量問題,供相關職業者開發APS系統時參照。

02、三種生產流轉方式

對生產型企業,一般說零件每次生產批量都會達到一定數量,例如每批幾百或者幾千個。一些特殊行業生產批量較少,例如模具行業,針對某個模具,雖然工序很多,但只生產一個或者數個。

大批量生產零件在不同工序前后流轉時,就會有一個不同于小批量生產的流轉問題。生產小批量零件特別是單個數量,肯定是前工序完工后再開始后工序。但是大批量生產就會出現多種選擇,可以這一批零件前工序都完工后再開始后工序的生產,也可以這批零件的前工序完成一部分后,后工序就開始生產。

一般來說,我們可以將成批零件前后工序流轉分成三種情況。第一種方式被稱為順序移動,它的特點是成批零件的前工序都完工后,再開始下一道工序;第二種方式是平行移動,它的特點是一整批零件前工序分成幾個小批量間斷性生產,完成一個小批量后就開始下一道工序的生產;第三種方式是平行順序移動,它的特點是零件生產不做批量分割,等零件前工序完成部分時,后工序開始生產,但后工序不會有等待加工情況,需要計算好前工序加工完多少數量后再開始后工序,避免如果后工序加工速度比前工序快,后工序出現等待前工序零件加工情況。下面將詳細介紹這三種方式。

03、順序移動

順序移動是指一批零件有多個生產工序,一道工序的整批零件都加工完后,再開始下一道工序。如果用圖示表示,圖示如下:

慧都APS

采用順序移動方式的優點是:

1、排生產計劃簡單,不用花時間計算是否需要批量分隔,也不需要計算,是否前工序未完工時,后工序就要開始加工。

2、設備利用率高。因為加工后工序時,前工序所有零件都已經加工完畢,即使后工序加工速度更快,也不會出現等待料加工的情況。

3、減少車間內搬運量。因為前工序整批零件都加工完后,才開始下工序??梢哉慵技庸ず?,再轉移到下工序所在設備處,搬運效率更高。

順序移動的缺點是:

生產周期長;因為后工序需要等待前工序全都加工完畢后才能開始,當工序數量超過兩個時,后面工序等待時間長,整體生產周期長。

順序移動適用的場合:

因順序移動減少了設備出現等待物料加工的情況,也減少了切換次數,降低了設備切換成本,但其加工周期長。它適用于產品交貨期比較富余的情況。

順序移動的生產周期計算方式:

它的零件加工周期計算非常簡單,就是零件各工序加工周期做簡單加和就可。

例:一批制品,批量為4件,須經四道工序加工,各工序時間分別為:

t1 = 9,t2 = 5,t3 = 15,t4 = 10。

加工周期采用順序移動方式計算

T=4*(9+5+15+10)

04、平行移動

平行移動是指一批零件中的部分零件一道工序完工后,就轉移到下一道工序生產的移動方式。例如一批零件400個,第一工序加工完200個后,這200個就轉入二工序加工。當然也可以加工一個零件后,就這一個加工好的零件就轉入下一道工序。


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