基于經濟批量排產的模型研究及應用

寧波南車時代傳感技術有限公司 陳津津 劉佳 王曙剛

基于經濟批量排產的模型研究及應用

寧波南車時代傳感技術有限公司 陳津津 劉佳 王曙剛

如何安排產品的生產順序以及生產數量，這一類問題通常稱作經濟批量排產問題,經濟批量排產問題是生產周期和庫存控制的關鍵。由于國內目前對這方面的研究很少，在綜合國外大量文獻的基礎上，結合某電子公司(NB公司)對經濟批量排產（ELS）的推廣應用進行了研究，建立了ESL推廣模型和技術路線，并通過在企業實際案例中推廣應用，對模型的應用效果進行了驗證，為ELS的推廣應用提供了一條可行的途徑。

經濟批量 PQ分析 生產模式 精益生產

一、引言

在軌道裝備、化工、造紙、制藥、鋼鐵等生產制造企業中，一臺設備或一條生產線可以生產多種產品的情況很常見。當設備或生產線生產不同產品時,需要進行一些轉換,這種轉換需要花費一定的成本和時間。為了減少轉換成本,每一次轉換都希望生產盡可能多的產品,但是這又會導致庫存成本的增加。這就需要科學地權衡轉換成本和庫存成本,并且在排產的時候避免產生幾種不同產品在使用設備上的沖突。由于它直接關系到生產系統的成本和生產率,因此,是當今國際工業工程領域的研究熱點之一。

本文主要結合NB公司的產品特點，結合經濟批量排產的思路，建立了經濟批量排產的推廣模型和技術路線，并在企業中進行推廣驗證，為ELS的實施和落地提供了一條有效的路徑。

二、現狀及問題分析

NB公司屬于軌道交通裝備領域的電子部件提供商，屬于典型的多品種少批量生產方式。其生產工藝復雜，工序停頓及等待較多，導致在制品存貨居高不下；并且由于公用資源沖突嚴重，導致計劃排產難度大。

三、經濟批量排產原理及模型搭建

(一)不同排產方式原理

一般來說說，生產排產的方式主要分為兩種，一種是串行排產方式，一種是并行方式。排產方式的不同會直接導致產品的生產周期不同，以及在制品存貨的差異。因此，在確定ESL總體模型之前，需要先分析不同移動方式下的加工周期和在制品存貨的情況。

1、順序排產方式

一批零件在上道工序全部加工完畢后才整批地轉移到下道工序繼續加工，這就是順序移移動（如圖1所示），采用順序移動方式，一批零件的加工周期T順

圖1 順序排產方式

2、并行排產方式

每個零件在前道工序加工完畢后，立即轉到后道工序繼續，行成前后工序交叉作業（如圖2所示）。這就是平行移動方式，采用平行移動方式的一批零件的加工周期T平為：(式中：tL為最長的單件工序時間，其余符號同前)。

圖2 并行排產方式

從以上兩種方式可以看出：平行移動方式比順序移動方式大大的縮短了生產周期上，同時，單位時間內的在制品存貨顯著降低。

(二)經濟批量排產模型搭建

模型結合多品種小批量生產企業的實際情況，主要圍繞如何進行經濟批量排產，提出了具體實施的技術路線，主要包括：主營產品PQ分析、生產組織模式、工序產能分析、經濟批量設定、物流一體化優化等五大步驟。

圖3 經濟批量排產模型

四、經濟批量排產模型應用

基于以上建立的經濟批量排產模型，在NB公司進行了試點推廣，探索了如何進行經濟批量排產模型的落地和實施。

(一)主營產品PQ分析

按照年度主營計劃預算，全年有將近145種不同產品，累計產量達到34萬只，由于篇幅的限制，本文僅以其中的2號產線為例來說明。2號線主型產品有15款，按照帕累托圖展開如圖4所示。

圖4 2號產線主型產品PQ分析

(二)生產模式確定

針對上文中PQ分析的結果，初步設定累計占比達到90%以上的產品，按照流水生產方式組織；累計占比在10%左右的，按照Cell生產方式組織生產。

(三)工序能力分析

無論是流水生產組織還是Cell生產組織方式，均需要確定每次最適合的流轉批量，即經濟批量。經濟批量的設定必須站在全工序系統的角度去思考，這樣才能實現整體效益的最大化，最大可能減少在制存量。通常來說，對于每一個產品，按照工序進行展開，形成產品工序單班產能一覽表，以便于準確而系統的確定經濟批量。

(四)經濟批量確定

根據工序能力分析的結果很容易判斷某一產品的瓶頸工序，以傳感器NA505-S為例，高低溫和電老化的單班產能均為100，為瓶頸工序；同時考慮目前該產品的工序轉運采用的是三層小推車，預計每臺小車的單次運送量為150只左右，超過瓶頸工序的產量，因此這里設定NA505-S的經濟批量為100，即按照瓶頸工序的能力來設定，其他產品的批量設定原理雷同。

(五)物流體系規則優化

NB公司在應用經濟批量之前，所有材料的入庫均未建立規則，例如外殼、間隔柱等物料，客戶每次配送批量都不一定，如一次配送2000或1000等，但是訂單數量與供應商配送的數量不匹配，這就需要庫房人員做二次揀配，浪費了大量時間。通過經濟批量排產的應用，從供應商入庫的數量、到訂單的數量，再到工序間轉運的數量都能夠保持一致，極大的提高了整體運作效率。

五、效果評價

通過半年度推行經濟批量排產模式，NB公司在生產周期、整體運作效率和在制品存貨方面均取得了較大的突破。首先從生產周期改善方面，與上一年度去年平均生產周期相比，減少了17.1%；其次從作業效率方面，通過人均每小時產量（MPH）數據顯示，改善后效率提升了11%左右；同時，在制品存貨比期初下降了約21.84%。

六、結束語

本文通過對多品種小批量生產企業，實施經濟批量排產的模型研究，彌補了經濟批量應用型研究的不足，確立了經濟批量排產模型實施的技術路線，為經濟批量排產模型的推廣提供了一條切實可行的道路。

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