結(jié)構(gòu)相似單件小批生產(chǎn)計劃方法
作者: 來源: 文字大小:[大][中][小]
1 引言
結(jié)構(gòu)相似的單件小批生產(chǎn)是一種重要的單件小批生產(chǎn)方式，其特點可表述為:產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，產(chǎn)品品種相對較多，存在一些重要關(guān)鍵零部件，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)差異不是很大(存在一定量的通用件)，設(shè)備一般按機群式布局，客戶訂貨量很小，也就是說產(chǎn)品按客戶訂單生產(chǎn)，同時存在一定按預(yù)測生產(chǎn)的通用件和備用件。結(jié)構(gòu)相似單件生產(chǎn)同時兼有批量生產(chǎn)的品種固定、輪番生產(chǎn)的特點，也有單件生產(chǎn)的批量小、按訂單組織生產(chǎn)的特點，所以其
生產(chǎn)計劃的方法也介于二者之間。
目前的生產(chǎn)管理模式主要有MRPI(制造資源計劃)、JIT(準時制生產(chǎn))、TOC(約束理論)以及網(wǎng)絡(luò)計劃法等。它們分別適合于哪種生產(chǎn)類型并沒有絕對的界限，一般MRPI主要適用于中大批離散生產(chǎn)，對于機群布置的生產(chǎn)類型還有值得改進和完善的地方，在解決單件小批量生產(chǎn)計劃問題時也存在著一些問題;JIT主要適用于大批量流水作業(yè)，對生產(chǎn)節(jié)拍有嚴格的要求，不大適應(yīng)單件小批生產(chǎn);TOC一般在“瓶頸”相對穩(wěn)定的情況下效果較好[(s1:傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)計劃方法如CPM(關(guān)鍵路徑法)、PERT(計劃評審法)相對而言是一種比較粗放的管理模式，一般只進行大環(huán)節(jié)的管理以及大環(huán)節(jié)之間的協(xié)調(diào)。對于單件小批量生產(chǎn)雖然有不少研究人員提出了一些生產(chǎn)計劃方法， 但目前還沒有能夠得到廣泛應(yīng)用和認可的生產(chǎn)計劃方法。
本文針對結(jié)構(gòu)相似的單件訂單生產(chǎn)的特點，在充分吸收TOC、M RP與JIT以及傳統(tǒng)計劃方法的基礎(chǔ)上，提出了一個解決這類企業(yè)生產(chǎn)計劃的方法。
2 生產(chǎn)計劃方法研究
本計劃方法的基本思想是:將企業(yè)生產(chǎn)任務(wù)分為兩類具有不同計劃優(yōu)先級的任務(wù)，即定制品生產(chǎn)與備用品生產(chǎn)，企業(yè)生產(chǎn)的上層產(chǎn)品進度計劃采用網(wǎng)絡(luò)計劃方法與約束理論結(jié)合的思想將兩種生產(chǎn)任務(wù)進行計劃安排，零件進度計劃采用基于約束理論的思想將產(chǎn)品進度計劃進行計劃分解，而車間作業(yè)計劃采用生產(chǎn)車間常用的滾動計劃方法進行計劃調(diào)度并下達到車間，計劃流程如圖1所示。這種方法既考慮到了結(jié)構(gòu)相似單件小批生產(chǎn)資源的“瓶頸”相對穩(wěn)定而能力負荷不均衡的特點，又考慮了單件生產(chǎn)中靈活性比較大的特點，因此具有可行性.針對訂單隨機達到的特點，采用分層式計劃體系，利用不同計劃層次既相對獨立又可以動態(tài)調(diào)整的特點，使計劃既能夠隨訂單動態(tài)調(diào)整又可以保持相對穩(wěn)定，從而提高計劃可行性。
每個產(chǎn)品訂單中產(chǎn)品零件可以分為兩類，一種是通用件，另一種是定制件，通用件一般包括標準件、自制通用件，而部分定制件可能由半成品件加工而成。在計劃中將自制通用件與半成品件合并為一個類型即備用件，根據(jù)預(yù)測進行生產(chǎn).因而在本計劃方法中將產(chǎn)品計劃分為兩部分:定制產(chǎn)品進度計劃與備用產(chǎn)品計劃。通常情況下，客戶訂單需求的自制通用件與部分定制件所需的半成品可以由前期的根據(jù)預(yù)測批量生產(chǎn)的庫存保證，而對于不足缺件的情況，如果時限要求寬松可以其歸入到備用產(chǎn)品計劃中，反之歸入定制產(chǎn)品計劃。由于備用品生產(chǎn)以訂單產(chǎn)品的順利完成為前提，可以認為定制產(chǎn)品計劃的優(yōu)先級高于備用產(chǎn)品生產(chǎn)計劃的優(yōu)先級，即備用品生產(chǎn)主要利用剩余生產(chǎn)能力，同時也可以起到平衡生產(chǎn)負荷的作用，這也決定了其生產(chǎn)是零散的，安排是比較靈活的，因而為計劃調(diào)整方便備用品的生產(chǎn)批量不應(yīng)該很大。
2.1 產(chǎn)品進度計劃
每個訂單可以分解為多個項目/產(chǎn)品訂單，針對每個項目建立其網(wǎng)絡(luò)圖，包括工藝設(shè)計、生產(chǎn)準備、裝配等。根據(jù)訂單的交貨期和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，確定項目的完工時間，并根據(jù)關(guān)鍵資源的負荷情況，對結(jié)果進行調(diào)整。
進行產(chǎn)品進度計劃時，首先根據(jù)上述網(wǎng)絡(luò)計劃獲得最晚完工時間確定各產(chǎn)品任務(wù)生產(chǎn)的大致時間范圍。由于企業(yè)同時生產(chǎn)多個產(chǎn)品，因此新增產(chǎn)品任務(wù)可能與已有任務(wù)爭奪瓶頸資源，出現(xiàn)能力沖突。解決該問題的方法是:當(dāng)有新產(chǎn)品任務(wù)到來后，將所有任務(wù)按優(yōu)先級進行排序，優(yōu)先級高于新任務(wù)的保持不變，而將新任務(wù)與優(yōu)先級低于它的任務(wù)作重新安排。若仍無法獲得無能力沖突的產(chǎn)品進度計劃，需向上反饋，對產(chǎn)品生產(chǎn)的時限以及其它一些內(nèi)容做調(diào)整，直至獲得基本平衡的產(chǎn)品進度計劃。由于備用品計劃的優(yōu)先級低于定制產(chǎn)品計劃，故在因新產(chǎn)品任務(wù)或其它原因?qū)е庐a(chǎn)品進度計劃做調(diào)整后，備用品計劃可能也需做相應(yīng)調(diào)整。備用品計劃經(jīng)調(diào)整后可能仍不滿足要求，解決該問題的方法是:將相應(yīng)的備用品生產(chǎn)任務(wù)從備用品計劃轉(zhuǎn)入其對應(yīng)的定制品計劃，以提高其計劃優(yōu)先級。
另外，產(chǎn)品進度計劃在保證交貨期的前提下，應(yīng)留有一定的剩余加工能力，以保證其它生產(chǎn)任務(wù)的安排。
2.2 零件進度計劃
通過工藝路線，將上層產(chǎn)品進度計劃進一步分解為工藝計劃即零件進度計劃.由于定制產(chǎn)品任務(wù)的計劃優(yōu)先級高，在安排零件進度計劃時優(yōu)先安排定制產(chǎn)品計劃。首先判斷選擇瓶頸資源，然后安排定制產(chǎn)品計劃中經(jīng)過瓶頸資源的零件(稱為關(guān)鍵件)。將關(guān)鍵件的關(guān)鍵工序(即瓶頸資源的工序)在瓶頸資源的有限能力約束下按一定的優(yōu)先規(guī)則進行安排，其余工序以關(guān)鍵工序的安排結(jié)果為基準，把關(guān)鍵工序之前、之間、之后的工序分別按拉動、工藝順序、后推的方式排定。根據(jù)關(guān)鍵件的安排結(jié)果回溯到產(chǎn)品的裝配計劃，其它非關(guān)鍵件(不經(jīng)過瓶頸工序的零件)則根據(jù)裝配計劃在有限能力約束下按前推方式進行計劃遞推。為保證瓶頸資源得到充分利用以應(yīng)對生產(chǎn)中的一些意外情況而產(chǎn)生的波動，應(yīng)該對瓶頸資源采取一定的保護措施，采取的措施是設(shè)置時間緩沖區(qū)(Bufer)，將瓶頸工序的緊前工序人為地增加一個工序加工提前期，緩沖區(qū)的大小根據(jù)經(jīng)驗決定。在做好定制產(chǎn)品的零件進度計劃后，對于剩余的加工能力結(jié)合一定的優(yōu)先規(guī)則安排備用品零件的加工計劃。
3 車間作業(yè)計劃車間
作業(yè)計劃采用滾動計劃的方法，根據(jù)零件進度計劃以及車間任務(wù)生產(chǎn)的反饋按一定的調(diào)度規(guī)則進行調(diào)度未來幾天的生產(chǎn)任務(wù)，并作為派工單下達到車間。如果按零件進度計劃安排仍有剩余生產(chǎn)能力，應(yīng)根據(jù)緊前原則安排后續(xù)的零件進度計劃的任務(wù)，因為對于按訂單生產(chǎn)的企業(yè)提前交貨一般情況下是允許的而且有利于提高企業(yè)的形象。
2.4 計劃的執(zhí)行反饋
計劃在執(zhí)行過程中會出現(xiàn)很多不確定因素，例如設(shè)備故障、采購計劃未按時完成、員工不預(yù)警的缺席、產(chǎn)品品質(zhì)發(fā)生問題等等，這些因素都有可能影響計劃的準確執(zhí)行，并關(guān)聯(lián)影響到其它計劃。在計劃執(zhí)行過程中，計劃的完成情況應(yīng)及時向上反饋，對于能夠在本層計劃中協(xié)調(diào)處理的不反饋到上級，這樣將計劃的調(diào)整縮小到較小的范圍和程度，以提高計劃的穩(wěn)定性。
3 瓶頸資源的選擇
瓶頸資源一般具有如下一些特點:1)經(jīng)常滿負荷或需要加班才能按時完成生產(chǎn)任務(wù);2)工藝獨特的不能替代或外包;3)需要熟練技術(shù)工人，短期內(nèi)無法自由增加工人(負荷和產(chǎn)量);4)受多種限制，如短期內(nèi)不能隨便增加負荷和產(chǎn)量(通常受場地、成本等約束)等。實際生產(chǎn)中符合上述要求的資源可能有多個，在安排計劃時應(yīng)該選取最“關(guān)鍵”的幾個(一般不超過三個)瓶頸資源，隨著產(chǎn)品類型的不同以及生產(chǎn)的進行，瓶頸資源是變化著的。做計劃安排時主要以滿負荷的瓶頸資源為基準，其它幾種類型的需對其重點維護，以保證全勤運轉(zhuǎn)。
瓶頸的選取不僅要根據(jù)計劃總量判斷，還要按時段進行考察。首先進行總量判斷:檢查每個資源的負荷，當(dāng)l>L時(L為額定負荷)，可以認為該資源時瓶頸資源，需對其進行調(diào)整.時段判斷:當(dāng)t<L時，從當(dāng)前計劃起始時間to為起點以零件計劃周期T為周期。
4 結(jié)語
針對結(jié)構(gòu)相似單件小批生產(chǎn)企業(yè)的能力負荷不均、生產(chǎn)靈活復(fù)雜而瓶頸相對穩(wěn)定的特點，本文提出了一種計劃方法。將生產(chǎn)任務(wù)分成兩類具有不同計劃優(yōu)先級的任務(wù)類型，結(jié)合約束理論與其它計劃方法的思想進行計劃安排，通過上述分析可知，對于這種類型的企業(yè)，其生產(chǎn)過程可以采用本文提出的方法組織生產(chǎn)。