APS系统中生产流转方式和批量算法研究

01、前言

在经济领域,生产型企业是经济的根基,有了生产型企业生产出的各种产品,才有物流、网上购物和金融融资等活动。对于生产型企业,其制造能力是其核心竞争力。如何提升制造能力一直是生产型企业面临的课题。制造能力提升包括很多方面,例如提高设备精度,改进产品品质,降低不良率,生产合理安排调度。企业要改进生产管理,使得生产安排更合理,就需要改进生产计划排程。


制造业多数企业为中小企业,中小企业的生产特点一般是多品种、小批量。因企业生产规模小,一般难以接到生产批量大的订单。对于多品种、小批量生产类型,企业生产计划排程一直是个难题。因为品种多,导致数据计算量大,而批量小又会导致换线频繁。

APS是针对生产计划排程的解决方案。APS将生产计划排程的规则固化到计算机软件上,利用计算机高速计算能力提高排产效率,提高生产资源利用率,从而增加企业竞争力。

笔者就职于一家典型的机械加工企业,零件超过2000种,其生产类型属于典型的多品种、小批量。针对本企业生产计划排程的难题,笔者开发了用于本企业的生产计划排程APS系统。本文将结合笔者开发经验,介绍生产计划排程APS中的生产流转方式和批量问题,供相关职业者开发APS系统时参照。

02、三种生产流转方式

对生产型企业,一般说零件每次生产批量都会达到一定数量,例如每批几百或者几千个。一些特殊行业生产批量较少,例如模具行业,针对某个模具,虽然工序很多,但只生产一个或者数个。

大批量生产零件在不同工序前后流转时,就会有一个不同于小批量生产的流转问题。生产小批量零件特别是单个数量,肯定是前工序完工后再开始后工序。但是大批量生产就会出现多种选择,可以这一批零件前工序都完工后再开始后工序的生产,也可以这批零件的前工序完成一部分后,后工序就开始生产。

一般来说,我们可以将成批零件前后工序流转分成三种情况。第一种方式被称为顺序移动,它的特点是成批零件的前工序都完工后,再开始下一道工序;第二种方式是平行移动,它的特点是一整批零件前工序分成几个小批量间断性生产,完成一个小批量后就开始下一道工序的生产;第三种方式是平行顺序移动,它的特点是零件生产不做批量分割,等零件前工序完成部分时,后工序开始生产,但后工序不会有等待加工情况,需要计算好前工序加工完多少数量后再开始后工序,避免如果后工序加工速度比前工序快,后工序出现等待前工序零件加工情况。下面将详细介绍这三种方式。

03、顺序移动

顺序移动是指一批零件有多个生产工序,一道工序的整批零件都加工完后,再开始下一道工序。如果用图示表示,图示如下:

慧都APS

采用顺序移动方式的优点是:

1、排生产计划简单,不用花时间计算是否需要批量分隔,也不需要计算,是否前工序未完工时,后工序就要开始加工。

2、设备利用率高。因为加工后工序时,前工序所有零件都已经加工完毕,即使后工序加工速度更快,也不会出现等待料加工的情况。

3、减少车间内搬运量。因为前工序整批零件都加工完后,才开始下工序。可以整批零件都加工后,再转移到下工序所在设备处,搬运效率更高。

顺序移动的缺点是:

生产周期长;因为后工序需要等待前工序全都加工完毕后才能开始,当工序数量超过两个时,后面工序等待时间长,整体生产周期长。

顺序移动适用的场合:

因顺序移动减少了设备出现等待物料加工的情况,也减少了切换次数,降低了设备切换成本,但其加工周期长。它适用于产品交货期比较富余的情况。

顺序移动的生产周期计算方式:

它的零件加工周期计算非常简单,就是零件各工序加工周期做简单加和就可。

例:一批制品,批量为4件,须经四道工序加工,各工序时间分别为:

t1 = 9,t2 = 5,t3 = 15,t4 = 10。

加工周期采用顺序移动方式计算

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

04、平行移动

平行移动是指一批零件中的部分零件一道工序完工后,就转移到下一道工序生产的移动方式。例如一批零件400个,第一工序加工完200个后,这200个就转入二工序加工。当然也可以加工一个零件后,就这一个加工好的零件就转入下一道工序。


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