基于生產物流瓶頸的生產排程解析

吳廣為

摘 要：生產排程是否合理直接決定著生產計劃進行的程度，尤其是在當前面臨著生產物流瓶頸問題，加大了排程難度。為實現精確化生產排程，文章提出了生產計劃在ERP系統中應用的設計，首先分析了某公司的實際狀況，以及排程方式的缺陷，然后設計了一種新的生產排程思路。

關鍵詞：生產物流瓶頸；生產排程；ERP系統

中圖分類號：F273 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）23-0124-02

生產排程是將生產任務分配至生產資源的一個過程，指綜合物料、設備等因素考慮，合理安排各項任務的生產順序，制定可行的生產計劃，以提高生產效率。當前市場競爭日益激烈，消費者的需求逐漸多樣化，很多企業相繼轉變生產模式，進行小批量、多品種生產，增加了生產排程的難度。近些年來，物流瓶頸問題備受重視，主導著整個生產系統。為解決這一問題，需引進企業資源計劃系統（ERP），該系統以供應鏈管理思想為核心，是對物料需求計劃的改進。如何在該系統中進行生產計劃的精確排程是當前考慮的重點。

1 實例分析

1.1 生產方式

某爐臺生產公司采用離散型生產模式，型料部門設計產能很高，但產量明顯跟不上。人員和設備的閑忙時間不定，生產成本居高不下；難以準確預測未來機臺產能負荷，無法均衡分配產能。在該生產模式下，生產工序冗長，前后要經過20多道流程，且具有變動性，經常會因異常而切換工序；生產任務復雜，包括日常型料訂單生產，以及公司科研試驗所需的型料試制、公司型料訂單的打樣、來料加工、協力廠商型料生產出現異常或品質異常時的緊急補貨等，而且進度急、資源消耗多，會打亂原來的計劃；約束條件較多，如原料質量、設備性能、產品結構等，往往會導致訂單在規定期內無法完成。

1.2 訂單狀況

型料訂單整體呈現出批量小、品種多的特點，且急單較多，訂單結構不均衡。訂單每天都有，隨機性十分明顯，訂單變更頻繁，計劃總是跟不上變化；常出現插單的情況，使得計劃調整難度增加；因交貨周期較短，易出現延期交貨的情況，難以準確回答客戶的交貨期。

高訂單達成率可反映出一個企業的綜合實力，而精確排程是高訂單達成率的必要條件。所以公司需要的就是在可以容忍的時間內排出一個最優化的生產計劃。考慮到每天都有新訂單，或有緊急訂單插單的情況，必須制定準確的排程，并且在1個工作日內回復客戶納期。

1.3 生產排程的復雜性。

詳細生產排程的結果是“生產作業計劃”，是針對每個人員每個設備的生產資源的工作計劃。作業計劃必須滿足在生產工藝上不能有半點差錯。

①工序之間必須滿足特定的邏輯關系，以及要求某些工序必須連續、同時、或者間隔進行等等，這是對作業計劃最基本的要求。

②作業計劃必須滿足資源能力限制，一種資源在一個時間內只能干一件事情，生產作業計劃中不能有資源沖突。

③作業計劃必須滿足物料供應的限制，沒有原材料不能開始生產，也就是說作業計劃必須同時滿足多種復雜的約束條件。

2 手工排程的不足之處

2.1 標準的ERP系統計劃模型

標準的ERP系統計劃模型是基于無限產能進行計算的，而企業資源有限，針對公司現狀，顯然不能滿足生產要求。所以它不能替代有時間進度的生產排程。另外，ERP系統以生產為核心，其關鍵不是生產計劃，而是將計劃分成若干具體的過程，及生產排程。因此，如何解決生產排程技術瓶頸的問題顯得尤為重要。

2.2 EXCEL手工排程

先將訂單從ERP系統中導出，然后按照各自屬性復制到不同的EXCEL表中進行預排程；若客戶同意訂單交期，則將預排程結果轉化為正式計劃。若不同意訂單交期，則重新排程回復訂單交期。

這種手工排程存在很多缺陷，如訂單數量過多且具有變動性，容易漏單；零件不同，消耗資源的程度也不同，會產生較大的生產效率差異。難以保證排程的精確性，與實際有誤差；生產排程時間較長，回復客戶納期慢，效率低；手工排程對操作人員依賴性很強。操作人員個人能力越強，對生產越熟悉，排程結果就越精確；對只能在某一固定爐型上生產的零件，手工排程易排錯生產線；與ERP系統是兩個平臺，ERP系統不能從兩個平臺取數做成報表以監控計劃。

3 離散型生產計劃在ERP中的生產排程設計思路

3.1 選擇排程規則

在排程時需抓住重點，按照工序的重要程度進行排程。一般說來，關鍵程序只要能夠穩定進行，就不會影響到整個生產計劃。首先，排程方向決定著工作排在資源上的位置，以及選取工作的先后順序。通常包括正排、倒排和正倒混合排3中形式；其次，綜合負荷生產線、訂單量與訂單結構等因素考慮，型料生產選擇以關鍵工序壓型進行正向、倒向混合排程的方式。

3.2 建立生產工藝基本資料

生產工藝信息是計劃排產依賴的重要依據，包括生產爐型、單位時間產量和備料前置期等。該環節分為兩步：先在系ERP統中建立一個表（料號爐號產能維護作業），內容有產品料號、良品率、備料前置期，排程時依據這些信息計算產能消耗；然后在ERP系統中建立一個表（特定爐號維護作業），內容有產品料號、特定爐號等信息。在預排程平臺可料號帶出特定爐號信息，排程選定生產線須以此為依據。

3.3 合理設置工作歷

工作歷連續地給出了有效的實際工作日編號，是計劃排產過程中一切生成與執行的時間基準，主要包括工作日、公休日、節假日以及加班日期等相關信息。需要在系統中建立一個表（生產線運行時間設定維護作業），內容有各爐臺每天分配的運行時間，默認每天換模時間為2 h，周一至周六運行時間默認為22 h。

3.4 建立預排程平臺

命名為爐號及料號小時產能設定維護作業。主要包括以下內容。

①計劃需求的來源。主要來自于訂單，還有一些臨時性生產任務如試制、來料加工等。

②料件信息。包括產品名稱、版本號、規格等。

③工藝信息。包括料件小產能、備料提前期和特定爐號等。

④預排程信息。包括預計可用量、爐號和優先順序。

3.5 建立排程平臺

命名為生產計劃維護作業。經過預排程后，每生產線都按順序安排了加工對象，由于產品的備料前置期已知，同時各生產線運行時間已預先設置，即可按一定規則計算出生產線的累積負荷，得出產品加工的開始、完工時間。排程的計算邏輯為。

①備料前置期。當“日歷日期+備料前置期”超過了產能累計負荷日時，生產排程依“日歷日期+備料前置期”往后排程。

②需生產數。從爐號及料號小時產能設定維護作業帶過來的需生產數可手動修改，以滿足訂單變更需要，若訂單取消，將需生產數改為0，則此訂單不參與計算。

③壓制開始日期。取該訂單生產排程的第一天日期，當“產能累計負荷日”超過“日歷日期+備料前置期”時，生產排程第一天就是“產能累計負荷日”，否則生產排程第一天按““日歷日期+備料前置期”算。

④壓制結束日期。取該訂單排程的最后一天日期。

⑤完工期。完工期=壓制結束日期+8（后工程生產平均周期為8 d），可手動修改。

⑥生產工時。生產工時=需生產數/小時產能/壓型良品率

⑦優先順序。排程時依生產線爐號+優先順序號逐個往后計算產能消耗。

⑧排產按鈕。在確定各生產線訂單排程優先順序后，點擊排產按鈕系統才開始排程計算。

⑨修改開始壓制日期。對訂單插單或已排計劃進行調整，需系統重新排程時，可在修改開始壓制日期維護需插單生產的日期，再點擊插單排產按鈕系統即重新生產排程計算。

3.6 排程規則

①各生產線每日產能即計劃設置的運行時間，訂單對產能的消耗可依據其所需生產工時轉化為對運行時間的消耗。

②修改開始壓制日期的訂單在排程時優先計算（即滿足插單要求）。

③產能計算時考慮備料前置時間。如訂單W015數量7 000件，B爐生產，備料前置期10 d，若日歷日期為9月9日，則訂單W015從9月20日開始壓制。

3.6 生產計劃表打印

系統中的排程結果需打印配發各工序予以執行，生管人員、營銷人員需查詢生產線排產情況，系統中的排程結果以單據的形式一張張的保存在數據庫中，查詢結果是單個的，不直觀，因此需要開發專門報表呈現的查詢。

查詢條件可按爐號、訂單單號、客戶編號、起始日期、截止日期單條件查詢，也可組合查詢。

生產計劃維護作業的排程結果是按日期橫向排列，這樣便于排程人員掌控生產線整體排產情況。但打印配發執行的計劃是取2～3 d所有生產線的排程結果，且型料訂單批量小，同一條生產線往往1 d壓制幾個訂單，顯然橫向排列不直觀且單張A4紙打印不下。因此查詢打印界面需將生產計劃維護作業的排程結果轉化為以生產日期+爐號的順序縱向排列。

4 結 語

離散型生產計劃在ERP中的生產排程的設計可有效解決漏單、急插單、延誤交貨日期等問題。縮短了排程時間，且排程更加精確，實現了精細化管理；降低了生產排程對個人能力的依賴，應對緊急插單的能力增強；而且系統實現了數據共享，可見，此次生產排程設計合理可行。

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