邱 月，廖 羿，文小東，宗 霏，叢 旭，高 聰

（成都交投建筑工業(yè)化有限公司，四川 成都 610041）

1 研究背景

住房和城鄉(xiāng)建設部印發(fā)的《“十四五”建筑業(yè)發(fā)展規(guī)劃》《關于加強縣城綠色低碳建設的意見》等文件，為“十四五”時期建筑業(yè)發(fā)展提出明確的發(fā)展目標和任務。在國家政策的指導下，四川省印發(fā)“十四五”建筑業(yè)發(fā)展規(guī)劃明確：到2025 年，全省新開工裝配式建筑占新建建筑40%；在市政橋梁、綜合管廊、城市軌道交通等市政基礎設施項目中積極推行裝配式技術。成都交投建筑工業(yè)化有限公司是成都交投集團按照國家“大力推廣裝配式建筑，走綠色低碳產(chǎn)業(yè)之路”的發(fā)展要求，結合成都市戰(zhàn)略規(guī)劃和集團企業(yè)發(fā)展規(guī)劃，打造全國一流的綜合性預制構件生產(chǎn)企業(yè)和研發(fā)基地，以在西南裝配式建筑市場占據(jù)先發(fā)優(yōu)勢。目前國內裝配式橋梁構件工廠，普遍采用人工進行管理，在計劃調度、執(zhí)行、跟蹤、反饋環(huán)節(jié)基本依靠管理團隊人工執(zhí)行，存在計劃編制效率不高，與執(zhí)行環(huán)節(jié)存在一定的脫節(jié)，執(zhí)行數(shù)據(jù)不能及時得到反饋，所以需要研究計劃管理信息化輔助工具，通過平臺的合理計劃和調度，提高生產(chǎn)效率和管理效率，同時降低管理人員的工作負擔，從而實現(xiàn)企業(yè)減員增效，提高產(chǎn)能的目標。

2 國內外研究現(xiàn)狀

在生產(chǎn)計劃調度管理領域，MRPII（Manufacturi ng Resources Planning）JIT（Just In Time）分別是當今世界上兩個具有代表性的先進生產(chǎn)管理模式。

2.1 MRPII 研究現(xiàn)狀

MRPII 系統(tǒng)是在美國生產(chǎn)與庫存控制協(xié)會（APICS）在物料需求計劃MRP 的基礎上形成的一套生產(chǎn)調度管理算法模式，它經(jīng)歷了基本MRP、閉環(huán)MRP 從而演化到MRPII，是應用于生產(chǎn)與庫存控制方面的一種先進的管理思想和管理方法，可適用于離散型工業(yè)，廣泛應用于汽車、電子、機械、化工、食品等行業(yè)。

MRPII 的核心思想以MRP（Materials Requi rements Planning）為基礎，是生產(chǎn)型企業(yè)中成熟的企業(yè)管理方法和生產(chǎn)調度理論。MRPII 包含了企業(yè)生產(chǎn)管理全過程的所有環(huán)節(jié)和元素，有效利用生產(chǎn)資源達到最大化生產(chǎn)產(chǎn)能為目標。通過對生產(chǎn)的科學調度，有效的調度、組織、管理生產(chǎn)資源，在保證生產(chǎn)順暢連續(xù)執(zhí)行的前提下，最大限度地降低各生產(chǎn)原材料的庫存，從而提高企業(yè)的生產(chǎn)管理效率，以創(chuàng)造最大的經(jīng)濟價值和效益。MRPII 根據(jù)訂單需求，合理安排生產(chǎn)計劃及生產(chǎn)調度，把物料的需求作為生產(chǎn)計劃制定的核心依據(jù)，從而制定出詳細的車間生產(chǎn)作業(yè)計劃，并以此為支撐，涵蓋到生產(chǎn)管理的全部過程，形成一個閉環(huán)管控系統(tǒng)。這種生產(chǎn)管理方法，通過計劃依次推動后續(xù)生產(chǎn)環(huán)節(jié)及生產(chǎn)活動，推動各環(huán)節(jié)以及各生產(chǎn)要素的協(xié)同作業(yè)。MRPII 的生產(chǎn)計劃指令的執(zhí)行過程如圖1 所示。

圖1 MRPII 的生產(chǎn)計劃指令的執(zhí)行過程

2.2 JIT 研究現(xiàn)狀

JIT（Just In Time）準時制生產(chǎn)，也稱作為無庫存、零庫存生產(chǎn)，該生產(chǎn)管理方法由日本豐田公司于20 世紀60 年代首創(chuàng)，通過生產(chǎn)模式的優(yōu)化調整，為豐田公司帶來巨大的經(jīng)濟效益，從而被全世界其他國家生產(chǎn)型企業(yè)廣泛接受并不斷優(yōu)化。JIT 的基本原理是只有在接到訂單的時候才開始組織生產(chǎn)，在組織生產(chǎn)的時候才開始從供應商處采購原材料，后置工序根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)看板向上一道工序取貨，保證各環(huán)節(jié)物質傳遞和生產(chǎn)加工節(jié)拍始終同步，達到物資庫存以及各生產(chǎn)環(huán)節(jié)在制品均達到最低庫存以及零庫存，最終實現(xiàn)生產(chǎn)管理的經(jīng)濟效益最大化。

在JIT 生產(chǎn)管理模式中，采用拉取模式，每個工序的生產(chǎn)計劃是根據(jù)下一道工序的需求定制，所以各工序的計劃量與需求量可以保持絕對的一致，從而達到每個工序在制品零庫存的目標。JIT 的生產(chǎn)計劃執(zhí)行過程如圖2 所示。

圖2 JIT 的生產(chǎn)計劃執(zhí)行過程

2.3 MRPII 和JIT 的局限性研究

MRPII 模式中制定的生產(chǎn)計劃和管控相分離，不能適應復雜的行業(yè)變化情況；生產(chǎn)計劃的發(fā)揮效果依賴批量以及提前期等參數(shù)的準確性，如果參數(shù)偏差則會造成生產(chǎn)計劃的嚴重偏離；為了保證適當?shù)纳a(chǎn)緩沖，會造成在制品和成品的庫存量增加，制造周期變長等后果。MRPII 以上的局限性增加了生產(chǎn)控制的難度，如果要保證生產(chǎn)計劃在復雜的行業(yè)變化中具備較高的可執(zhí)行性，就需要保持較高的柔性以及行業(yè)反應靈敏度，提高批量及預期的參數(shù)的準確性，從而避免MRPII 的局限性，充分發(fā)揮MRPII 的優(yōu)勢。

JIT 以及時交付、零庫存為管理目標，整體的計劃性較弱，生產(chǎn)控制中缺少對長期生產(chǎn)計劃的指導，如果行業(yè)需求頻繁、復雜變化，就會造成生產(chǎn)能力的明顯過?；蚨倘?，導致生產(chǎn)空閑或交付延期。JIT 過于強調零庫存，沒有考慮安全庫存的必要性，生產(chǎn)過程中對于變化的承受能力明顯低于MRPII，且在一般的JIT 模式中，多存在生產(chǎn)不均衡的情況，且很難真正定位到生產(chǎn)瓶頸并加以處理。在執(zhí)行過程中需建立穩(wěn)健的供應鏈，確保供應完全可靠，以免造成生產(chǎn)停頓及交付延期。

3 主要研究內容及關鍵技術

裝配式橋梁的生產(chǎn)組織是一個復雜的系統(tǒng)性工程，對外需要協(xié)調訂單需求、供應商材料供應等，對內需要協(xié)調生產(chǎn)部、經(jīng)管部、物資部、設備部、工程部、質量部、安全部等多部門以及資源的配合，同時還受制于產(chǎn)品養(yǎng)護周期和有限的堆場庫存容量限制，所以需要綜合采用高效的生產(chǎn)組織控制方法，以提高生產(chǎn)組織效率，最大化發(fā)揮有限資源，實現(xiàn)最大交付產(chǎn)能。

3.1 裝配式橋梁生產(chǎn)管理流程

裝配式橋梁是這一種粗粒度訂單式離散型生產(chǎn)過程，所接收到的業(yè)主方的生產(chǎn)訂單均為長期、大批量、定制化的生產(chǎn)任務。在接收訂單之后，需要對訂單進行分解，制定長期、中期、短期生產(chǎn)執(zhí)行計劃，以對生產(chǎn)進行指導。

如圖3 所示，在中長期生產(chǎn)計劃的指導線，車間以短期執(zhí)行計劃為指導，進行具體的生產(chǎn)加工工序，按照生產(chǎn)計劃的要求，完成產(chǎn)品的生產(chǎn)任務。

圖3 裝配式橋梁生產(chǎn)工藝過程

3.2 裝配式橋梁生產(chǎn)過程關鍵制約因素

裝配式橋梁生產(chǎn)與其他工業(yè)化產(chǎn)品生產(chǎn)存在一定的差異，在生產(chǎn)過程中對應的生產(chǎn)制約因素而有所差異，裝配式橋梁生產(chǎn)過程主要制約因素如下。

①產(chǎn)品生產(chǎn)的進度需要與工程現(xiàn)場施工進度匹配，并根據(jù)現(xiàn)場施工計劃的調整快速調整生產(chǎn)計劃。②裝配式橋梁生產(chǎn)需要按照規(guī)定的時間周期養(yǎng)護，所以生產(chǎn)計劃需要提前與現(xiàn)場施工進度配合，并留出充足的緩沖量。③裝配式橋梁的原材料極其容易受到宏觀管理調控的影響，原材料短缺對生產(chǎn)存在較大的影響。④裝配式橋梁成品體積較大，需要較大面積的成品堆場倉庫，有限的庫存能力也嚴重制約著產(chǎn)能。⑤生產(chǎn)過程需要大量的勞務工人，自動化程度較低，生產(chǎn)計劃的執(zhí)行存在較大的不可控因素。

綜上所述，裝配式橋梁的生產(chǎn)管理，無論是采用MRPII 或者JIT 均不能有效解決所有問題，需要在現(xiàn)有管理理論的基礎上，結合裝配式橋梁生產(chǎn)管理過程的特點，進行優(yōu)化調整，研究一種特有的適合企業(yè)生產(chǎn)和管理現(xiàn)狀的生產(chǎn)調度理論體系。

3.3 MRPII 與JIT 的整合應用

對MRPII 和JIT 的優(yōu)缺點進行對比和分析可知，MRPII 側重于中長期的規(guī)劃，但生產(chǎn)計劃和管控相分離，對于橋梁生產(chǎn)模式中作業(yè)層面的管控并不是特別到位；而JIT 模式中的拉取模式，對于各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的管控比較到位，能夠在一定程度上彌補MRPII 缺少生產(chǎn)計劃執(zhí)行管控的局限性。在MRPII/JIT 混合模式中，可以通過JIT 的庫存控制策略，為原料采購和生產(chǎn)作業(yè)提供有效的指導方法，詳見圖4。

圖4 MRPII/JIT 混合生產(chǎn)管理模式

3.4 在MES 生產(chǎn)管理軟件平臺中的應用

在MRPII/JIT 混合生產(chǎn)管理模式的基礎上，成都交投建筑工業(yè)化有限公司與成都五言信息技術有限公司聯(lián)合研發(fā)了裝配式橋梁生產(chǎn)管理數(shù)字化平臺，并在邛崍裝配式橋梁基地進行試點應用。

（1）計劃輔助工具。研發(fā)成功的軟件平臺中，提供的生產(chǎn)計劃制定輔助工具，在工具中對生產(chǎn)過程中的關鍵數(shù)據(jù)進行自動采集，并計算關鍵生產(chǎn)制約因素，提供可視化的報表執(zhí)行生產(chǎn)計劃人員進行計劃的編制，在計劃編制的過程中，還可以對關鍵參數(shù)進行調整優(yōu)化，軟件工具自動進行計算和校驗，確保實時的及時反饋到管理人員，克服MRPII 模式中的計劃執(zhí)行脫節(jié)的問題，更好地為現(xiàn)場生產(chǎn)提供有效指導。

（2）執(zhí)行過程即時監(jiān)控反饋。為了克服MRPII在執(zhí)行層面存在的問題，在執(zhí)行車間設置崗位管理看板，通過崗位管理看板實時監(jiān)控現(xiàn)場生產(chǎn)計劃執(zhí)行情況，對于計劃的任何偏離，在第一時間反饋在管理看板以及推送到生產(chǎn)管理人員，通過現(xiàn)場管理看板，克服MRPII 在現(xiàn)場管理存在的局限性。

（3）總體進度控制。通過生產(chǎn)管理軟件平臺，對生產(chǎn)過程中的執(zhí)行數(shù)據(jù)進行匯總分析，并形成總體進度控制報表，推送至生產(chǎn)管理人員，生產(chǎn)管理人員根據(jù)報表可以對生產(chǎn)計劃的整體進行情況進行具體分析，從而做出對應的計劃優(yōu)化調整手段。通過MRPII整體計劃以及車間執(zhí)行JIT 的綜合管理，實現(xiàn)了對裝配式橋梁生產(chǎn)過程中的有效管理。

4 展望及應用前景

通過對MRPII 和JIT 的綜合應用，并結合MES生產(chǎn)管理軟件，在邛崍生產(chǎn)基地得到良好的應用，在應用過程中對基本的理論框架進行了有效的驗證。

文章僅對MRPII 和JIT 在裝配式橋梁生產(chǎn)的核心過程進行研究和實踐，在后續(xù)的研究中，還存在很大的研究空間和提升潛力。文章提供了生產(chǎn)計劃編制的輔助工具和執(zhí)行監(jiān)控工具，尚未提供智能化的自動排程算法和工具，在后續(xù)的研究中，可以根據(jù)裝配式橋梁的生產(chǎn)管理特點，并基于現(xiàn)有的MES 管理平臺軟件基礎，進行自動排產(chǎn)算法的研究和實踐，進一步提高生產(chǎn)計劃編制和執(zhí)行效率。