本發(fā)明涉及離散制造技術(shù)，特別是一種面向離散制造的車間生產(chǎn)計劃排產(chǎn)的系統(tǒng)與方法。

背景技術(shù)：

在工業(yè)制造領(lǐng)域，面臨著日益激烈的全球化競爭環(huán)境，尤其是以小批量、多品種為特征的生產(chǎn)，要求生產(chǎn)制造商必須要通過提高生產(chǎn)計劃的有效性和實時性，快速響應(yīng)生產(chǎn)變化，以滿足和適應(yīng)市場和客戶的要求，提升制造企業(yè)的核心競爭力。

生產(chǎn)排產(chǎn)，也叫生產(chǎn)計劃排程，是指在有限產(chǎn)能的基礎(chǔ)上，綜合來自物料、產(chǎn)能、工序流程、資金、管理體制、員工等多方面因素的對生產(chǎn)的影響，經(jīng)過對計劃排程的優(yōu)化得出合理有效的生產(chǎn)計劃。當(dāng)前，很多的離散制造企業(yè)在進(jìn)行生產(chǎn)計劃時，都是通過人工的方式完成。人工制訂的生產(chǎn)計劃很難做到及時應(yīng)對和有效，往往造成計劃不可跟蹤，從而失去了計劃的作用。相對于流程制造，離散制造(主要是通過對原材料物理形狀的改變、組裝成為產(chǎn)品，使其增值。它主要包括機(jī)械加工、機(jī)床加工、組裝性行業(yè)，典型產(chǎn)品有汽車、計算機(jī)、日用器具等)的計劃排產(chǎn)更加困難和必要，原因在于生產(chǎn)企業(yè)需要面向訂單式的小批量多品種的生產(chǎn)加工任務(wù)、每個產(chǎn)品的工藝過程可能不相同、可以進(jìn)行同一種加工工藝的機(jī)床有多種、各個工序之間存在著一定的關(guān)聯(lián)關(guān)系等，從而導(dǎo)致經(jīng)常性地根據(jù)訂單的要求調(diào)整計劃，這必將造成資源浪費和面臨繁重的工作。

當(dāng)前，面向離散制造的車間生產(chǎn)計劃排產(chǎn)的現(xiàn)狀如圖1所示：

目前，車間的生產(chǎn)計劃主要是由ERP或MRP系統(tǒng)6下發(fā)的生產(chǎn)計劃，ERP或MRP系統(tǒng)6下發(fā)給車間的生產(chǎn)計劃主要基于當(dāng)前的物料情況、人力資源情況以及車間的整個生產(chǎn)能力進(jìn)行制訂的(未考慮產(chǎn)品工藝流程以及具體設(shè)備產(chǎn)能負(fù)荷)。生產(chǎn)計劃制訂并下發(fā)給車間后，車間會定期上報計劃完成情況。對于加工企業(yè)來說，采用目前的車間生產(chǎn)計劃將存在如下問題：

一、當(dāng)前ERP或MRP系統(tǒng)制訂的是基于無限產(chǎn)能的排產(chǎn)，即不考慮設(shè)備產(chǎn)能、設(shè)備日歷、工廠日歷、工藝、加工單元、設(shè)備能力組等因素，制訂出的生產(chǎn)計劃。這樣生產(chǎn)計劃對于企業(yè)的管理者來說，是一個黑盒，并不能實時、有效地監(jiān)控和跟蹤生產(chǎn)計劃實際執(zhí)行情況，同時，車間上報的計劃完成情況對于管理者來說也是滯后的。企業(yè)的管理者日益迫切地需要一個能夠監(jiān)控產(chǎn)品的每個批次、每臺設(shè)備、每個工單的實時生產(chǎn)情況，以達(dá)到生產(chǎn)透明化管理。

二、缺少合理、方便、自動的排產(chǎn)方法。由于生產(chǎn)計劃未考慮車間設(shè)備情況及工藝流程，生產(chǎn)計劃過于粗放，導(dǎo)致生產(chǎn)計劃不可操作。生產(chǎn)企業(yè)在面對加工任務(wù)，希望能夠通過簡單快速的方法進(jìn)行詳細(xì)的生產(chǎn)計劃進(jìn)行排產(chǎn)。但是由于需要制定切實可行的詳細(xì)生產(chǎn)計劃，需要考慮來自設(shè)備能力、設(shè)備負(fù)荷、設(shè)備日歷、工藝流程、工單傳遞方式等多方面因素，現(xiàn)有的生成計劃不能滿足生產(chǎn)和調(diào)度的要求。

三、面對小批量、多品種的離散式加工生產(chǎn)，計劃的變更是經(jīng)常發(fā)生的。例如，會經(jīng)常發(fā)生插單生產(chǎn)和拆單生產(chǎn)的情況，這將導(dǎo)致原有計劃的變動，如果不能及時調(diào)整計劃，則造成計劃不可跟蹤和管理。所以，在實際的生產(chǎn)過程中，需要提供一種簡單、方便和快捷的手段來實現(xiàn)插單和拆單，即實現(xiàn)生產(chǎn)調(diào)度。而現(xiàn)有的計劃系統(tǒng)在面對緊急插單的調(diào)度顯得過于繁瑣，從而造成原有計劃的失效。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種面向離散制造的車間生產(chǎn)計劃排產(chǎn)的系統(tǒng)與方法，它主要解決上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的技術(shù)問題，它綜合考慮設(shè)備負(fù)荷、設(shè)備日歷、工藝流程、加工節(jié)拍以及工單傳遞方式(整單或拆單)等生產(chǎn)因素，將實際的生產(chǎn)任務(wù)按照(多道工序的設(shè)備組合)、能力組(加工能力相同或相近的設(shè)備組合)及設(shè)備拆分成每個可以執(zhí)行的工單，并對每個工單設(shè)置其加工時間和加工數(shù)量，更好地幫助企業(yè)管理者跟蹤和監(jiān)控整個生產(chǎn)過程。同時兼顧生產(chǎn)調(diào)度排產(chǎn)的簡便性和可操作性。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是。

一種面向離散制造的車間生產(chǎn)計劃排產(chǎn)的系統(tǒng)，其特征在于：它包括設(shè)置在車間的車間計劃排產(chǎn)系統(tǒng)，該車間計劃排產(chǎn)系統(tǒng)分別連接設(shè)置在車間內(nèi)的用于完成工單計劃的若干加工單元，若干能力組單元和若干其它設(shè)備；該車間計劃排產(chǎn)系統(tǒng)還進(jìn)一步連接倉庫系統(tǒng)、ERP或MRP系統(tǒng)、人力資源系統(tǒng)和工藝系統(tǒng)；其中：該ERP或MRP系統(tǒng)通過交互模塊與車間計劃排產(chǎn)系統(tǒng)連接，該交互模塊用于下發(fā)生產(chǎn)計劃和實時上報車間生產(chǎn)計劃完成情況。

一種面向離散制造的車間生產(chǎn)計劃排產(chǎn)的方法，其特征在于：通過如上所述的系統(tǒng)來實施；具體步驟是：

A、通過車間計劃排產(chǎn)系統(tǒng)，獲取ERP或MRP系統(tǒng)下發(fā)的車間生產(chǎn)主計劃；

B、車間計劃排產(chǎn)系統(tǒng)根據(jù)車間生產(chǎn)主計劃，綜合從倉庫系統(tǒng)采集的物料信息、從人力資源系統(tǒng)采集的人員信息、從工藝系統(tǒng)采集的工藝信息、車間內(nèi)的設(shè)備信息、工廠日歷信息自動進(jìn)行車間計劃排產(chǎn)，并以工單計劃的形式分配并下發(fā)給加工單元、能力組單元及其它設(shè)備；

C、加工單元、能力組單元及其它設(shè)備根據(jù)工單計劃進(jìn)行生產(chǎn)；如果需要進(jìn)行計劃調(diào)整時，再通過車間計劃排產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行計劃調(diào)度；加工單元、能力組單元及其它設(shè)備將工單計劃的加工進(jìn)度實時上報至車間計劃排產(chǎn)系統(tǒng)；

D、車間計劃排產(chǎn)系統(tǒng)將生產(chǎn)計劃的執(zhí)行情況實時反饋回ERP或MRP系統(tǒng)。

所述的面向離散制造的車間生產(chǎn)計劃排產(chǎn)的方法，其特征在于：該車間計劃排產(chǎn)的步驟包括：

a、參數(shù)輸入

a1、獲取零件信息，包括工藝流程、加工節(jié)拍時間，同時根據(jù)零件獲取可以加工此零件的加工單元、能力組單元及設(shè)備；

a2、根據(jù)加工單元、能力組單元及設(shè)備獲取設(shè)備日歷，同時獲取這些設(shè)備在計劃排產(chǎn)期間內(nèi)已經(jīng)被占用的工單；

a3、設(shè)置生產(chǎn)排程的參數(shù)，包括：生產(chǎn)任務(wù)的開始和完成時間、加工數(shù)量、工單最小數(shù)量、工單最大數(shù)量、分解增量、工單傳遞方式參數(shù)；

b、排程準(zhǔn)備

b1、根據(jù)工藝流程信息、排程開始時間以及加工數(shù)量，定義首序的排程參數(shù)；

b2、查找工序中時長最短的加工節(jié)拍，并根據(jù)工單最小的加工數(shù)量，過濾不符合加工時長需求的空閑時間段；

b3、根據(jù)設(shè)備日歷、工廠日歷以及排程期間內(nèi)設(shè)備中已經(jīng)被占用的工單，計算設(shè)備空閑時間段、段內(nèi)可用時間以及空閑時間段最近一次工單的工序；

c、生產(chǎn)排程

c1、根據(jù)排程準(zhǔn)備的信息，將工件分成1…n組，每組包括組內(nèi)工件的開始加工的時間和加工數(shù)量，開始按照工序的順序?qū)γ拷M工件進(jìn)行排產(chǎn)；

c2、在進(jìn)行工序排產(chǎn)時，首先判斷是否為首序，如果是首序時，開始執(zhí)行分解試排流程，如果不是首序，則根據(jù)排程選項判斷是否需要整單試排還是分解試排；

c3、對工序執(zhí)行整單試排和分解試排的排產(chǎn)流程，產(chǎn)生排產(chǎn)工單；

c4、繼續(xù)執(zhí)行下一組的工序排程，直至尾序完成；

d、結(jié)果輸入

生成排程中所有工單及生產(chǎn)準(zhǔn)備清單，并按照設(shè)備甘特圖的方式，將排程結(jié)果顯示出來。

本發(fā)明的有益效果是。

1、通過本發(fā)明系統(tǒng)和方法統(tǒng)一安排對每臺設(shè)備的生產(chǎn)計劃，所有資源都按計劃執(zhí)行，實現(xiàn)JIT(準(zhǔn)時制)生產(chǎn)，可提高生產(chǎn)效率，日產(chǎn)值也可大幅提升。對關(guān)鍵資源進(jìn)行優(yōu)化排產(chǎn)，如把工藝特征(如刀具，夾具，厚度，長度，寬度，材質(zhì))相同或相近的設(shè)備(能立組)排在一起生產(chǎn)，盡量消除等待時間，換產(chǎn)時間，從而提高生產(chǎn)效率。

2、由于本發(fā)明通過一系列的排程參數(shù)，綜合考慮了工廠日歷與設(shè)備日歷、工序關(guān)系，同時支持單位加工數(shù)量、工單最小與最大數(shù)量的設(shè)置以及是否拆分工單數(shù)量的設(shè)置，使得制訂的生產(chǎn)計劃更加合理有效，同時也可減輕計劃人員的工作強度、提升計劃效率。制訂詳細(xì)的生產(chǎn)計劃是一項繁重的腦力勞動，需要全方位的考慮工藝、設(shè)備、產(chǎn)品、班組等方面的各種因素，而制訂的計劃往往會出現(xiàn)由于考慮不周而導(dǎo)致的計劃不可執(zhí)行。通過本發(fā)明，綜合生產(chǎn)、人員、設(shè)備等方面的因素，自動對每臺設(shè)備制訂的加工計劃，一方面可有效減輕計劃人員的工作壓力，同時通過有效的生產(chǎn)計劃，可保障生產(chǎn)的順利執(zhí)行。

3、幫助企業(yè)管理者透明監(jiān)管企業(yè)生產(chǎn)過程，企業(yè)管理者可實時掌握車間中每臺設(shè)備的生產(chǎn)情況，包括每個工單的執(zhí)行進(jìn)度、是否按計劃生產(chǎn)、物料是否按時送達(dá)等。物料管理員可以看到每天的生產(chǎn)計劃及物料準(zhǔn)備計劃，提前把所需的物料送到生產(chǎn)線指定的位置上，比如工件、刀具等。另外，對于企業(yè)管理者來說，通過本發(fā)明的生產(chǎn)計劃排產(chǎn)，可方便的計算出產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)成本，包括主材，輔材，人工費用等。

4、通過精準(zhǔn)的生產(chǎn)計劃，可實現(xiàn)JIT生產(chǎn)模式后，產(chǎn)品完全按訂單生產(chǎn)，幾乎沒有庫存。根據(jù)訂單要求進(jìn)行排產(chǎn)，使主要原材料與供應(yīng)商協(xié)同，降低原材料庫存，同時也有利于降低其他物料的安全庫存。

附圖說明

圖1是當(dāng)前面向離散制造的車間生產(chǎn)計劃排產(chǎn)系統(tǒng)的示意圖。

圖2是本發(fā)明系統(tǒng)的示意圖。

圖3是本發(fā)明方法中車間計劃排產(chǎn)的步驟示意圖。

具體實施方式

請參閱圖2，它是本發(fā)明一種面向離散制造的車間生產(chǎn)計劃排產(chǎn)的系統(tǒng)。如圖所示：它包括設(shè)置在車間的車間計劃排產(chǎn)系統(tǒng)1，該車間計劃排產(chǎn)系統(tǒng)1分別連接設(shè)置在車間內(nèi)的用于完成工單計劃10的若干加工單元2，若干能力組單元3和若干其它設(shè)備4；該車間計劃排產(chǎn)系統(tǒng)1還進(jìn)一步連接倉庫系統(tǒng)5、ERP或MRP系統(tǒng)6、人力資源系統(tǒng)7和工藝系統(tǒng)8；其中：該ERP或MRP系統(tǒng)6通過交互模塊9與車間計劃排產(chǎn)系統(tǒng)1連接，該交互模塊9用于下發(fā)生產(chǎn)計劃和實時上報車間生產(chǎn)計劃完成情況。

通過如上所述的系統(tǒng)來實施面向離散制造的車間生產(chǎn)計劃排產(chǎn)的方法；具體步驟是：

A、通過車間計劃排產(chǎn)系統(tǒng)1，獲取ERP或MRP系統(tǒng)6下發(fā)的車間生產(chǎn)主計劃。

B、車間計劃排產(chǎn)系統(tǒng)1根據(jù)車間生產(chǎn)主計劃，綜合從倉庫系統(tǒng)5采集的物料信息、從人力資源系統(tǒng)7采集的人員信息、從工藝系統(tǒng)8采集的工藝信息、車間內(nèi)的設(shè)備信息、工廠日歷信息自動進(jìn)行車間計劃排產(chǎn)，并以工單計劃10的形式分配并下發(fā)給加工單元2、能力組單元3及其它設(shè)備4。

C、加工單元2、能力組單元3及其它設(shè)備4根據(jù)工單計劃10進(jìn)行生產(chǎn)；如果需要進(jìn)行計劃調(diào)整時，再通過車間計劃排產(chǎn)系統(tǒng)1進(jìn)行計劃調(diào)度；加工單元2、能力組單元3及其它設(shè)備4將工單計劃10的加工進(jìn)度實時上報至車間計劃排產(chǎn)系統(tǒng)1。

D、車間計劃排產(chǎn)系統(tǒng)1將生產(chǎn)計劃的執(zhí)行情況實時反饋回ERP或MRP系統(tǒng)6。

該車間計劃排產(chǎn)的步驟如圖3所示，它包括：

a、參數(shù)輸入

a1、獲取零件信息，包括工藝流程、加工節(jié)拍時間，同時根據(jù)零件獲取可以加工此零件的加工單元、能力組單元及設(shè)備；

a2、根據(jù)加工單元、能力組單元及設(shè)備獲取設(shè)備日歷，同時獲取這些設(shè)備在計劃排產(chǎn)期間內(nèi)已經(jīng)被占用的工單；

a3、設(shè)置生產(chǎn)排程的參數(shù)，包括：生產(chǎn)任務(wù)的開始和完成時間、加工數(shù)量、工單最小數(shù)量、工單最大數(shù)量、分解增量、工單傳遞方式參數(shù)。

b、排程準(zhǔn)備

b1、根據(jù)工藝流程信息、排程開始時間以及加工數(shù)量，定義首序的排程參數(shù)；

b2、查找工序中時長最短的加工節(jié)拍，并根據(jù)工單最小的加工數(shù)量，過濾不符合加工時長需求的空閑時間段；

b3、根據(jù)設(shè)備日歷、工廠日歷以及排程期間內(nèi)設(shè)備中已經(jīng)被占用的工單，計算設(shè)備空閑時間段、段內(nèi)可用時間以及空閑時間段最近一次工單的工序。

c、生產(chǎn)排程

c1、根據(jù)排程準(zhǔn)備的信息，將工件分成1…n組，每組包括組內(nèi)工件的開始加工的時間和加工數(shù)量，開始按照工序的順序?qū)γ拷M工件進(jìn)行排產(chǎn)；

c2、在進(jìn)行工序排產(chǎn)時，首先判斷是否為首序，如果是首序時，開始執(zhí)行分解試排流程，如果不是首序，則根據(jù)排程選項判斷是否需要整單試排還是分解試排；

c3、對工序執(zhí)行整單試排和分解試排的排產(chǎn)流程，產(chǎn)生排產(chǎn)工單；

c4、繼續(xù)執(zhí)行下一組的工序排程，直至尾序完成。

d、結(jié)果輸入

生成排程中所有工單及生產(chǎn)準(zhǔn)備清單，并按照設(shè)備甘特圖的方式，將排程結(jié)果顯示出來。

本發(fā)明潛在的技術(shù)/產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域

機(jī)械加工的金屬切削是本發(fā)明已知的技術(shù)/產(chǎn)品的主要應(yīng)用領(lǐng)域，尤其適用于中小型機(jī)加企業(yè)(200臺設(shè)備以下)。大型企業(yè)的機(jī)加車間是本發(fā)明的潛在的技術(shù)/產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域。

本發(fā)明的應(yīng)用方式

本發(fā)明的應(yīng)用方式是將此發(fā)明集成至生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)中(以下稱MES系統(tǒng))，MES系統(tǒng)是一套面向制造企業(yè)車間執(zhí)行層的生產(chǎn)信息化管理系統(tǒng)。MES可以為企業(yè)提供包括制造數(shù)據(jù)管理、計劃排程管理、生產(chǎn)調(diào)度管理、庫存管理、質(zhì)量管理、人力資源管理、工作中心/設(shè)備管理、工具工裝管理、成本管理、項目看板管理、生產(chǎn)過程控制、底層數(shù)據(jù)集成分析、上層數(shù)據(jù)集成分解等管理模塊，為企業(yè)打造一個扎實、可靠、全面、可行的制造協(xié)同管理平臺。通過將本發(fā)明集成到MES系統(tǒng)的計劃排產(chǎn)管理模塊中，實現(xiàn)MES系統(tǒng)對于設(shè)備的自動化排程管理，自動工單管理以及生產(chǎn)準(zhǔn)備管理。

綜上所述，僅為本發(fā)明的的較佳實施例而已，并非用來限定本發(fā)明的實施范圍，即凡依本發(fā)明申請專利范圍的內(nèi)容所作的等效變化與修飾，都應(yīng)為本發(fā)明的的技術(shù)范疇。