廖光虎 劉蒙蒙 楊 兵 代小波 秦 磊 董玉德

（1.佛山市新鵬陶瓷機(jī)械有限公司，廣東佛山528061；2.合肥工業(yè)大學(xué)，安徽合肥230009；3.廣東工業(yè)大學(xué)，廣東廣州510006）

0 引言

模具是現(xiàn)代產(chǎn)品生產(chǎn)的重要工藝裝備，據(jù)統(tǒng)計(jì)，在輕工、航空、航天、汽車、家電等行業(yè)，利用模具制造的零件約占60%～85%，由此可見(jiàn)，模具是影響新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期和質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一[1]。在經(jīng)濟(jì)全球化下，市場(chǎng)的動(dòng)態(tài)變化對(duì)模具制造周期的要求越來(lái)越高，企業(yè)只有不斷地提高生產(chǎn)管理的標(biāo)準(zhǔn)化和信息化水平才能在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中生存和發(fā)展。

生產(chǎn)計(jì)劃是企業(yè)生產(chǎn)管理的核心內(nèi)容，起著舉足輕重的作用。合理的生產(chǎn)計(jì)劃流程不僅可以使產(chǎn)品在品種、質(zhì)量、數(shù)量和出產(chǎn)時(shí)間上滿足市場(chǎng)及客戶的需求，又能充分利用企業(yè)的人力、物力和財(cái)力，在提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低產(chǎn)品成本的基礎(chǔ)上增加利潤(rùn)[2]。隨著企業(yè)信息化步伐的加快，國(guó)內(nèi)許多中小型模具制造企業(yè)均不同程度地引進(jìn)了國(guó)外的生產(chǎn)計(jì)劃管理系統(tǒng)，但對(duì)于絕大部分企業(yè)，系統(tǒng)實(shí)施遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到預(yù)期的效果，究其主要原因是企業(yè)管理模式與標(biāo)準(zhǔn)化信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)中先進(jìn)管理模式（J I T/MR P I I）水平上落后很多。因此，開(kāi)發(fā)和應(yīng)用“定制”的信息管理系統(tǒng)，系統(tǒng)不斷優(yōu)化更新以同步地適應(yīng)企業(yè)現(xiàn)狀是企業(yè)高層在信息化建設(shè)道路上最明智的選擇[3]。

1 現(xiàn)狀分析

模具制造企業(yè)是典型的訂單式、單件小批量、離散型的生產(chǎn)企業(yè)。通過(guò)對(duì)某中小型陶瓷模具制造企業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，發(fā)現(xiàn)存在以下幾個(gè)主要問(wèn)題：（1）管理流程多個(gè)環(huán)節(jié)設(shè)置不夠科學(xué)，冗余度高；（2）每批產(chǎn)品的訂單數(shù)量很少且產(chǎn)品幾乎完全不一樣，幾乎不重復(fù)生產(chǎn)，難以標(biāo)準(zhǔn)化；（3）產(chǎn)品按照客戶的要求（訂單要求）設(shè)計(jì)，定制，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，零部件種類多；（4）各零部件加工相對(duì)孤立，整個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程是離散的；（5）產(chǎn)品生產(chǎn)周期長(zhǎng)，常常不能按時(shí)按質(zhì)交貨；（6）零部件加工工時(shí)難以估計(jì)，存在很多經(jīng)驗(yàn)判斷；（7）采用手工作業(yè)方式對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃制定和安排；（8）對(duì)企業(yè)生產(chǎn)能力缺少一個(gè)量化的評(píng)估體系。這些問(wèn)題給生產(chǎn)計(jì)劃制定和安排等帶來(lái)了較大的困難，如果繼續(xù)用傳統(tǒng)的手工生產(chǎn)計(jì)劃方法來(lái)安排以及執(zhí)行計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)信息溝通反饋，處理生產(chǎn)過(guò)程中特殊情況，那么難以匹配瞬息萬(wàn)變的市場(chǎng)個(gè)性化需求，難以保證按時(shí)按質(zhì)按量交貨[4]，因此，急需“定制”的生產(chǎn)計(jì)劃管理系統(tǒng)對(duì)流程進(jìn)行規(guī)范化，同時(shí)采用合理的生產(chǎn)計(jì)劃制定及安排機(jī)制改變企業(yè)目前落后的生產(chǎn)計(jì)劃現(xiàn)狀。

2 關(guān)鍵技術(shù)

生產(chǎn)計(jì)劃是依據(jù)企業(yè)經(jīng)營(yíng)目標(biāo)要求，科學(xué)地制定企業(yè)在計(jì)劃期內(nèi)的生產(chǎn)規(guī)模、方向目標(biāo)以及計(jì)劃期的產(chǎn)出量和相應(yīng)資源的投入量指標(biāo)，科學(xué)有效地配置生產(chǎn)資源，以最低的成本按照規(guī)定的技術(shù)要求和期限生產(chǎn)滿足市場(chǎng)所需要的最佳質(zhì)量的產(chǎn)品，以實(shí)現(xiàn)企業(yè)戰(zhàn)略目標(biāo)要求[5]。通過(guò)制定合理有效的生產(chǎn)計(jì)劃與管理流程，引入先進(jìn)的生產(chǎn)計(jì)劃編排、生產(chǎn)進(jìn)度控制、設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控以及預(yù)警等關(guān)鍵技術(shù),為企業(yè)帶來(lái)核心的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和經(jīng)濟(jì)效益。

2.1 業(yè)務(wù)流程規(guī)范化

圖1 系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程圖Fig.1 Operation process of the system

針對(duì)現(xiàn)有業(yè)務(wù)流程粗放型特征，對(duì)業(yè)務(wù)流程進(jìn)行優(yōu)化、規(guī)范化設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的業(yè)務(wù)流程圖如圖1所示：左邊是從企業(yè)宏觀層面設(shè)計(jì)的業(yè)務(wù)流程，描述了以訂單為主線從訂單信息管理、訂單評(píng)審管理、產(chǎn)品工藝管理、生產(chǎn)計(jì)劃管理到客戶反饋管理的整體過(guò)程；右邊是對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃管理流程的細(xì)化，涵蓋了甘特圖排程、生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃和生產(chǎn)進(jìn)度監(jiān)控以及生產(chǎn)信息匯總等四方面內(nèi)容，根據(jù)設(shè)備實(shí)時(shí)狀態(tài)將甘特圖排程結(jié)果落實(shí)，根據(jù)質(zhì)量檢驗(yàn)數(shù)據(jù)查看生產(chǎn)進(jìn)度信息，同時(shí)生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃和生產(chǎn)進(jìn)度監(jiān)控流程中均設(shè)置預(yù)警的功能，最后分別對(duì)生產(chǎn)信息及質(zhì)量信息進(jìn)行分析和匯總。

2.2 產(chǎn)品BOM結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

產(chǎn)品BOM是指構(gòu)成某種產(chǎn)品所需零部件的物料清單。BOM有工程BOM、計(jì)劃BOM、設(shè)計(jì)BOM、配置BOM和虛擬BOM等主要形式，本系統(tǒng)采用的是計(jì)劃BOM和虛擬BOM相結(jié)合的形式，使用計(jì)劃BOM明確地了解零件與零件之間的關(guān)系，跟蹤部件是怎么制造或裝配出來(lái)的，使用虛擬BOM能達(dá)到物料管理的目的，對(duì)計(jì)劃BOM中重復(fù)的子BOM進(jìn)行虛擬化，而不會(huì)影響虛擬件以上的所有父項(xiàng)。如圖2所示，下磁座由磁座基體和線圈裝配而成，雙浮動(dòng)總成由上中框、下中框、上推頂板、下推頂板、上底板、下底板等主要零部件裝配而成，是計(jì)劃BOM的具體實(shí)現(xiàn)；雙浮動(dòng)總成不包含下模芯組件，其是對(duì)液壓背紋下模芯、排氣背紋下模芯、普通背紋下模芯等幾種下模芯組合的虛擬件，可減少在普通總成和單浮動(dòng)總成下模芯組件BOM的重復(fù)，是虛擬BOM的具體實(shí)現(xiàn)。

2.3 甘特圖排程

甘特圖能比較直觀地表明任務(wù)計(jì)劃在什么時(shí)候進(jìn)行，操作員可以比較便利地弄清楚某項(xiàng)任務(wù)還剩哪些工作沒(méi)做，可有效地評(píng)估生產(chǎn)進(jìn)度，在模具企業(yè)生產(chǎn)排程方面具有較強(qiáng)的實(shí)用性。模具產(chǎn)品生產(chǎn)周期長(zhǎng)同時(shí)客戶對(duì)交貨期要求嚴(yán)格，一般要求盡快交貨，對(duì)產(chǎn)品及零部件的生產(chǎn)日程安排的規(guī)范性有著越來(lái)越高的要求。如圖3所示，產(chǎn)品及零部件甘特圖排程如下：首先對(duì)BOM頂端產(chǎn)品生產(chǎn)日程進(jìn)行預(yù)安排，以保證按時(shí)交貨為主要原則；接著根據(jù)BOM結(jié)構(gòu)自動(dòng)對(duì)產(chǎn)品零部件生產(chǎn)日程進(jìn)行預(yù)安排，特別是關(guān)鍵零部件的安排，同時(shí)在所有的預(yù)安排過(guò)程中有較大的靈活性，能進(jìn)行適當(dāng)?shù)卣{(diào)整。

圖2 產(chǎn)品BOM結(jié)構(gòu)圖Fig.2 BOM structure of products

圖3 產(chǎn)品及零部件甘特圖Fig.3 Gantt chart of products and spare parts

圖4 設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控圖Fig.4 Real-time equipment monitoring

圖5 質(zhì)量檢驗(yàn)代替生產(chǎn)數(shù)據(jù)錄入圖Fig.5 Substitution of quality inspection for production data input

圖7 系統(tǒng)功能模塊結(jié)構(gòu)圖Fig.7 Functional modular structure of the system

2.4 設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控

設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控是跟蹤設(shè)備正在加工的零部件以及待加工的零部件，直觀地掌握設(shè)備運(yùn)行狀況，包括正在運(yùn)行和出現(xiàn)故障機(jī)臺(tái)的數(shù)量等，可以為作業(yè)計(jì)劃的編制提供依據(jù)，同時(shí)能夠較為準(zhǔn)確地了解設(shè)備剩余生產(chǎn)能力，為銷售人員接單提供依據(jù)。如圖4所示，可以很直觀地看出編號(hào)為X 01的1#龍門(mén)銑床正在加工的零部件、完成百分比、已加工時(shí)間和操作工以及待加工的零部件等信息，同時(shí)出現(xiàn)故障的設(shè)備用灰色加以標(biāo)識(shí)。

2.5 質(zhì)量檢驗(yàn)代替生產(chǎn)數(shù)據(jù)錄入

模具產(chǎn)品零部件生產(chǎn)工序多，逐一錄入各個(gè)工序已生產(chǎn)完的零部件數(shù)量將會(huì)給系統(tǒng)操作員帶來(lái)巨大的工作量，每道工序質(zhì)量檢驗(yàn)后才能進(jìn)入下一道工序的生產(chǎn)。如圖5所示，用零部件工序質(zhì)量檢驗(yàn)代替生產(chǎn)數(shù)據(jù)錄入，檢驗(yàn)合格后通過(guò)相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)使生產(chǎn)數(shù)據(jù)同步更新，不需要再進(jìn)行多余的錄入，這對(duì)于精簡(jiǎn)操作流程，較大地減少操作員的工作量都有明顯效果，同時(shí)質(zhì)檢員責(zé)任透明，有據(jù)可依。

圖6 生產(chǎn)及交貨預(yù)警圖Fig.6 Early warning for production and delivery

2.6 訂單生產(chǎn)及交貨預(yù)警

預(yù)警是生產(chǎn)管理中重要的技術(shù)措施，能很好地提高生產(chǎn)管理的效率，保證生產(chǎn)計(jì)劃有效執(zhí)行。預(yù)安排生產(chǎn)的零部件在規(guī)定計(jì)劃期內(nèi)未開(kāi)始生產(chǎn)，為保證按時(shí)完成，需要有相應(yīng)的生產(chǎn)預(yù)警機(jī)制提醒操作員安排上機(jī)，同時(shí)正在生產(chǎn)的零部件若在交貨預(yù)警時(shí)間內(nèi)未完全交貨，同樣需要有相應(yīng)的交貨預(yù)警機(jī)制提醒操作員安排相應(yīng)的調(diào)度操作，如圖6所示，用紅色來(lái)標(biāo)識(shí)預(yù)警的記錄數(shù)。

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

按照RUP(統(tǒng)一軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程)的理論，根據(jù)企業(yè)的現(xiàn)狀以及與業(yè)務(wù)管理員溝通，總結(jié)出企業(yè)對(duì)于生產(chǎn)管理系統(tǒng)的需求，根據(jù)需求采用結(jié)構(gòu)化分析方法，建立數(shù)據(jù)流程圖和數(shù)據(jù)字典，設(shè)計(jì)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，將系統(tǒng)分解成若干個(gè)子系統(tǒng)或模塊，并定義子系統(tǒng)或模塊間的接口關(guān)系[6]，系統(tǒng)功能模塊結(jié)構(gòu)如圖7所示，其中虛線框標(biāo)識(shí)的模塊為本文重點(diǎn)研究的內(nèi)容。

在關(guān)鍵技術(shù)以及功能模塊的基礎(chǔ)上，利用Delphi7開(kāi)發(fā)工具以及SQLServer2000后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，以良好的軟件維護(hù)性、擴(kuò)充性以及移植性等開(kāi)發(fā)原則，開(kāi)發(fā)了定制的生產(chǎn)管理系統(tǒng)，包括訂單信息管理、生產(chǎn)計(jì)劃管理、質(zhì)量檢驗(yàn)管理、采購(gòu)及外協(xié)管理、進(jìn)出庫(kù)管理和基礎(chǔ)信息管理等模塊，其中生產(chǎn)計(jì)劃管理模塊包括甘特圖排程、生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃、設(shè)備監(jiān)控管理和生產(chǎn)進(jìn)度跟蹤等子模塊，很好地滿足企業(yè)功能需求。

4 結(jié)束語(yǔ)

以某陶瓷模具制造企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀為依據(jù)，目的在于提高企業(yè)的生產(chǎn)計(jì)劃管理能力，用先進(jìn)的生產(chǎn)計(jì)劃管理方法解決原有的生產(chǎn)計(jì)劃手工編制、生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)度困難、生產(chǎn)進(jìn)度不易控制、生產(chǎn)檢驗(yàn)分工不明確以及報(bào)表滿天飛等問(wèn)題，開(kāi)發(fā)了“定制”的生產(chǎn)計(jì)劃管理系統(tǒng)，目前系統(tǒng)應(yīng)用效果達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)，排產(chǎn)效率大大提升，1個(gè)小時(shí)的工作量能壓縮成10分鐘內(nèi)完成，較大地縮減了企業(yè)時(shí)間成本。但隨著外部市場(chǎng)環(huán)境以及企業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)管理水平的不斷提升，生產(chǎn)計(jì)劃管理系統(tǒng)只有持續(xù)地完善和擴(kuò)展，對(duì)系統(tǒng)流程和模塊進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，才能更好地滿足企業(yè)生產(chǎn)管理活動(dòng)的需要[7]。系統(tǒng)后續(xù)二次開(kāi)發(fā)可以下四個(gè)方面入手：（1）插單退單調(diào)度，高效解決插單退單等特殊情況；（2）智能計(jì)劃編制算法引入，以更短的時(shí)間編制生產(chǎn)計(jì)劃；（3）軟硬件集成，通過(guò)PLC等硬件對(duì)機(jī)臺(tái)產(chǎn)能狀態(tài)監(jiān)控；（4）看板管理，跟蹤各工序生產(chǎn)進(jìn)度，走向信息智能化道路，不斷地挖掘企業(yè)潛在數(shù)據(jù)，融入先進(jìn)的MRPII以及JIT管理思想，給企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益，提升企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力。

1 江國(guó)民.基于We b模具CAPP系統(tǒng)開(kāi)發(fā).華中科技大學(xué)碩士論文,2002

2 李懷祖.生產(chǎn)計(jì)劃與控制.北京:中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社,2005

3 DDONG Y D, WANG L L, HEXE, etc.On the Research and Designof Automotive Hinge Production Logistics System Based on ExtensiveFlow.Shanghai: IIE 2011, 2011: 25～32

4 張培耘,戴勇等.國(guó)內(nèi)模具工業(yè)技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì).機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程,2000,26(6):1～3

5 王麗亞,陳友玲,馬漢武等.生產(chǎn)計(jì)劃與控制.北京:清華大學(xué)出版社,2007

6 高強(qiáng).基于訂單的服裝產(chǎn)品生產(chǎn)計(jì)劃系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā).合肥工業(yè)大學(xué)碩士論文,2012

7 王玲蘭.基于粗放流程的汽車鉸鏈生產(chǎn)計(jì)劃系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā).合肥工業(yè)大學(xué)碩士論文,2012