關(guān)于離散制造業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)的研究

王鳳澤

（江蘇碩普能源科技有限公司，江蘇 靖江 214500）

1 當(dāng)前離散制造業(yè)企業(yè)生產(chǎn)管理的主要問(wèn)題

1.1 計(jì)劃管理方式粗放，生產(chǎn)調(diào)度缺乏靈活性

企業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃由項(xiàng)目部根據(jù)年度項(xiàng)目計(jì)劃大綱分解后完成月度生產(chǎn)計(jì)劃，交付給每個(gè)生產(chǎn)工段。各生產(chǎn)計(jì)劃員接收生產(chǎn)計(jì)劃后再進(jìn)行二次分解，生產(chǎn)調(diào)度員執(zhí)行生產(chǎn)計(jì)劃的安排。但目前的管理方式存在以下問(wèn)題：

（1）生產(chǎn)計(jì)劃編制工作量大，花費(fèi)周期長(zhǎng)。各個(gè)工段僅靠人工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行大量復(fù)雜的計(jì)算工作，容易出錯(cuò)造成計(jì)劃的不準(zhǔn)確性，最后下達(dá)計(jì)劃的工作變?yōu)橄逻_(dá)任務(wù)節(jié)點(diǎn)的工作，失去了計(jì)劃的意義。

（2）缺少工藝基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的支撐，計(jì)劃編制工作僅憑個(gè)人經(jīng)驗(yàn)和歷史的定額工時(shí)數(shù)據(jù)，無(wú)法進(jìn)行精確化的計(jì)劃排產(chǎn)，無(wú)法考慮到資源之間的占用和沖突，容易造成資源的浪費(fèi)或任務(wù)的延誤。

（3）生產(chǎn)計(jì)劃管理的節(jié)點(diǎn)較粗，生產(chǎn)計(jì)劃只能反映各階段的加工時(shí)間區(qū)間，不能反映實(shí)際的計(jì)劃進(jìn)度。計(jì)劃與實(shí)際生產(chǎn)能力的匹配度差，計(jì)劃要求完成的工作量和車(chē)間的實(shí)際加工能力有較大差異。

（4）生產(chǎn)調(diào)度困難，目前僅采用現(xiàn)場(chǎng)查看和開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)度會(huì)等傳統(tǒng)手段進(jìn)行管理，生產(chǎn)協(xié)調(diào)顧此失彼，調(diào)度工作基本依靠計(jì)劃員的個(gè)人熱情和積極性，不能準(zhǔn)確地控制整個(gè)生產(chǎn)安排。

1.2 各項(xiàng)資源的準(zhǔn)備和配套效率低，無(wú)法實(shí)現(xiàn)均衡生產(chǎn)

生產(chǎn)計(jì)劃中需要配套的資源非常多，計(jì)劃人員在派工前很難準(zhǔn)確掌握各類(lèi)資源的數(shù)量和狀態(tài)，只有先派工后再由工人進(jìn)行各項(xiàng)資源的準(zhǔn)備，在無(wú)形中延長(zhǎng)了生產(chǎn)的準(zhǔn)備時(shí)間，影響了生產(chǎn)效率。主要體現(xiàn)在如下幾點(diǎn)：

（1）缺乏全面掌控產(chǎn)品材料狀態(tài)的有效手段。各要想了解材料的狀態(tài)，必須對(duì)組成部件的每個(gè)零件加工進(jìn)度進(jìn)行了解，需要收集各個(gè)工段大量的零部件進(jìn)度信息才能完成，造成了大量人力物力的消耗。

（2）各類(lèi)工裝、夾具、量具、輔料都分別存放于

車(chē)間的工具庫(kù)、刀具庫(kù)和半成品庫(kù)，目前仍采用手工臺(tái)賬方式管理，為各類(lèi)工裝、刀具的領(lǐng)用、退回、定檢、返修管理造成困難。

（3）各類(lèi)工裝夾具的準(zhǔn)備都是在工人接收任務(wù)后再去借用，無(wú)法做到提前配套，尤其部分自制工裝需要提前設(shè)計(jì)和制造，周期較長(zhǎng)，容易造成生產(chǎn)工期延誤。

1.3 缺少工藝基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐，工藝變更頻繁，缺乏工藝監(jiān)管

在工藝管理方面目前還欠缺相關(guān)的管理系統(tǒng)，大部分工藝設(shè)計(jì)人員還采用Excel、CAD等工具軟件進(jìn)行工藝文件的輸出。如果發(fā)生返修或工藝變更時(shí)，則由工藝員編制變更工藝，交給操作工加工。各環(huán)節(jié)的銜接間接影響了車(chē)間加工效率和加工質(zhì)量，主要因素包括：

（1）缺乏工藝基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐，造成計(jì)劃編制的粗放性，無(wú)法做到設(shè)備和資源的均衡利用，同時(shí)計(jì)劃節(jié)點(diǎn)和實(shí)際生產(chǎn)節(jié)點(diǎn)脫節(jié)，計(jì)劃的可執(zhí)行性較弱。

（2）由于新品研制、設(shè)計(jì)更改、工裝變更等原因造成大量的工藝更改，現(xiàn)場(chǎng)只能通過(guò)大量的臨時(shí)工藝變更單來(lái)進(jìn)行，容易影響產(chǎn)品交付的進(jìn)度和質(zhì)量；而且工藝更改的信息不能及時(shí)傳達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)，又導(dǎo)致了工藝錯(cuò)誤

（3）操作工人實(shí)際是否按照工藝步驟嚴(yán)格執(zhí)行缺乏監(jiān)管。當(dāng)出現(xiàn)操作工私自進(jìn)行工序跨越、工序置換和合并工序加工而沒(méi)有得到工藝員和檢驗(yàn)員確認(rèn)時(shí)，會(huì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量造成隱患。

1.4 車(chē)間存在大量紙質(zhì)記錄，加工進(jìn)度信息無(wú)法實(shí)時(shí)反饋

當(dāng)前工藝流轉(zhuǎn)卡主要是依靠紙質(zhì)記錄。操作工在加工完成后，流轉(zhuǎn)信息均記錄在紙質(zhì)卡片上。車(chē)間加工進(jìn)度統(tǒng)計(jì)也是由車(chē)間統(tǒng)計(jì)員每天在下班前對(duì)紙質(zhì)文件進(jìn)行信息匯總，由此帶來(lái)以下問(wèn)題：

（1）加工進(jìn)度無(wú)法實(shí)時(shí)反饋。加工進(jìn)度反饋嚴(yán)重滯后，對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃的調(diào)整不具有借鑒意義。同時(shí)車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)情況對(duì)管理人員是個(gè)暗箱，無(wú)法對(duì)生產(chǎn)安排進(jìn)行準(zhǔn)確的指導(dǎo)。

（2）車(chē)間問(wèn)題反饋渠道不暢通，造成生產(chǎn)延誤。當(dāng)操作者在加工遇到技術(shù)問(wèn)題時(shí)，往往會(huì)出現(xiàn)找不到人、找不對(duì)人的情況。結(jié)果，問(wèn)題無(wú)法及時(shí)解決，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)計(jì)劃。

1.5 質(zhì)量數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計(jì)分析和問(wèn)題追溯難度大

每個(gè)車(chē)間都有許多質(zhì)量檢驗(yàn)項(xiàng)目，包括自檢、專(zhuān)項(xiàng)檢驗(yàn)和一般檢驗(yàn)等。由于缺乏生產(chǎn)管理層面的系統(tǒng)支撐，車(chē)間對(duì)質(zhì)量數(shù)據(jù)特別是過(guò)程數(shù)據(jù)無(wú)法全面采集和共享。主要體現(xiàn)在如下幾點(diǎn)：

（1）車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)需要采集大量的過(guò)程數(shù)據(jù)和實(shí)測(cè)質(zhì)量數(shù)據(jù)，目前都采用手工記錄，造成效率低下、準(zhǔn)確性差，追溯困難等。

（2）目前質(zhì)量記錄分散記錄在流轉(zhuǎn)卡、成品檢驗(yàn)記錄、不符合項(xiàng)報(bào)告單、質(zhì)量問(wèn)題及處理記錄等紙質(zhì)單據(jù)上，質(zhì)量數(shù)據(jù)保留和統(tǒng)計(jì)分析很困難，并且在出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題時(shí)無(wú)法快速追蹤。

2 建立生產(chǎn)信息集成共享系統(tǒng)，降低生產(chǎn)成本

以上離散型制造業(yè)企業(yè)生產(chǎn)中存在的普遍問(wèn)題，需建立一套信息化的生產(chǎn)管理系統(tǒng)來(lái)解決。這個(gè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路是導(dǎo)入數(shù)字化的產(chǎn)品文件，并根據(jù)具體生產(chǎn)特點(diǎn)和需求分析，實(shí)現(xiàn)合理的生產(chǎn)計(jì)劃編制和生產(chǎn)過(guò)程管控，有效地將計(jì)劃與執(zhí)行集成，將生產(chǎn)指令計(jì)劃向下傳達(dá)，并向上收集產(chǎn)品生產(chǎn)信息；同時(shí)記錄生產(chǎn)過(guò)程信息和質(zhì)量信息，為生產(chǎn)過(guò)程優(yōu)化和資源調(diào)度提供便利，從而實(shí)現(xiàn)精細(xì)的數(shù)字化工廠管理。該系統(tǒng)涵蓋生產(chǎn)的整個(gè)過(guò)程。

2.1 實(shí)現(xiàn)技術(shù)文件數(shù)字化的維護(hù)和流轉(zhuǎn)

以技術(shù)部門(mén)為源頭，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品圖紙、物料清單、工藝文件、檢驗(yàn)文件的等信息的數(shù)字化管理，達(dá)到設(shè)計(jì)、工藝和制造信息的一體化。

（1）通過(guò)產(chǎn)品圖紙、材料清單的信息導(dǎo)入，在系統(tǒng)中完成數(shù)字化文件的審批、更新等文件維護(hù)操作，實(shí)時(shí)了解產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)展及材料采購(gòu)與返廠進(jìn)展。

（2）通過(guò)工藝流轉(zhuǎn)卡的信息導(dǎo)入，在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)工藝流程的圖形化編輯和瀏覽查詢(xún)，快速完成產(chǎn)品工藝路線的繪制和建模。

（3）通過(guò)工藝變更流程實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的流程更改，實(shí)時(shí)傳輸?shù)缴a(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，并將變更結(jié)果反饋給系統(tǒng)，確保產(chǎn)品按照最新的工藝要求完成加工和裝配。

2.2 為生產(chǎn)計(jì)劃建立準(zhǔn)確的調(diào)度和實(shí)時(shí)反饋系統(tǒng)

基于數(shù)字化工藝流轉(zhuǎn)卡的流轉(zhuǎn)，使車(chē)間生產(chǎn)與工藝路線、工藝規(guī)程的緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的透明管理。除了材料流轉(zhuǎn)信息和計(jì)劃執(zhí)行信息之外，該系統(tǒng)還包括生產(chǎn)過(guò)程中的全部資源信息。

（1）在生產(chǎn)準(zhǔn)備階段充分判斷工作量，調(diào)整生產(chǎn)人員、設(shè)備、場(chǎng)地需求，以便準(zhǔn)確地安排生產(chǎn)計(jì)劃，使生產(chǎn)計(jì)劃真正可控，避免生產(chǎn)計(jì)劃員反復(fù)修改生產(chǎn)計(jì)劃。

（2）在物料準(zhǔn)備階段，通過(guò)與物料清單的連接，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)物料狀態(tài)的精細(xì)化管理，并監(jiān)控和預(yù)警物料在倉(cāng)庫(kù)中的停留時(shí)間。

（3）在生產(chǎn)執(zhí)行階段，基于工藝流轉(zhuǎn)卡的狀態(tài)，實(shí)時(shí)反饋每個(gè)工序的開(kāi)始和結(jié)束時(shí)間，及時(shí)體現(xiàn)生產(chǎn)線的運(yùn)行情況。各級(jí)管理人員可以隨時(shí)查看生產(chǎn)狀態(tài)，規(guī)劃人員可以實(shí)時(shí)了解所有部件的生產(chǎn)進(jìn)度。根據(jù)計(jì)劃實(shí)施情況的反饋，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)進(jìn)度監(jiān)控，并反饋到項(xiàng)目主計(jì)劃。

2.3 建立匹配產(chǎn)品整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程復(fù)雜性的信息平臺(tái)

由于離散型制造業(yè)的產(chǎn)品復(fù)雜性，生產(chǎn)管理系統(tǒng)需要有足夠的容錯(cuò)性，以支撐生產(chǎn)過(guò)程中不斷變化的情況，以及來(lái)自客戶(hù)、設(shè)計(jì)方、項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)調(diào)整的要求。

（1）通過(guò)看板管理，使管理人員能夠隨時(shí)查看正在進(jìn)行的工作項(xiàng)目、等待的項(xiàng)目、發(fā)生的問(wèn)題，以便及時(shí)掌握生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)情況。

（2）通過(guò)工藝變更單的實(shí)時(shí)下發(fā)，實(shí)現(xiàn)工程變更的協(xié)同管理，并且可以將生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生的工程變更及時(shí)傳輸?shù)焦芾聿块T(mén)，并準(zhǔn)確記錄發(fā)生時(shí)間、原因分類(lèi)、影響其他相關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)狀況的范圍，使之成為產(chǎn)品履歷的完整組成部分。

2.4 通過(guò)質(zhì)量數(shù)據(jù)和質(zhì)量流程的收集，完整記錄質(zhì)量數(shù)據(jù)，滿足質(zhì)量的可追溯性要求

通過(guò)數(shù)字化的工藝流轉(zhuǎn)卡方式完成報(bào)工和檢驗(yàn)，全面記錄生產(chǎn)過(guò)程的全部要素，將原材料到零件、部件、整機(jī)的全過(guò)程質(zhì)量信息進(jìn)行收集并形成質(zhì)量數(shù)據(jù)庫(kù)，為產(chǎn)品的質(zhì)量回溯提供支撐，并對(duì)未來(lái)生產(chǎn)的不斷改進(jìn)提供數(shù)據(jù)支持。（1）基于數(shù)字化的流轉(zhuǎn)卡完成各項(xiàng)質(zhì)量檢驗(yàn)的記錄，將全部工序過(guò)程實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，如生產(chǎn)過(guò)程中的各項(xiàng)理化試驗(yàn)、特種檢驗(yàn)及最終檢驗(yàn)記錄等，建立完整的產(chǎn)品生產(chǎn)和質(zhì)量信息文件庫(kù)，以形成完整的交工資料。（2）為了滿足質(zhì)量可追溯性的要求，系統(tǒng)可以為管理人員提供生產(chǎn)過(guò)程的追溯信息。對(duì)于生產(chǎn)過(guò)程中不合格品的相關(guān)檢驗(yàn)或報(bào)廢的流程進(jìn)行記錄，使生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量問(wèn)題得到完整回溯。（3）通過(guò)數(shù)據(jù)的不斷積累，為質(zhì)量審查、質(zhì)量指標(biāo)和質(zhì)量改進(jìn)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)來(lái)源，并為持續(xù)改進(jìn)生產(chǎn)管理系統(tǒng)提供修正措施。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，目前一般離散型制造業(yè)企業(yè)已經(jīng)具備很好的生產(chǎn)環(huán)境和硬件條件，但在軟實(shí)力方面，迫切需要提高企業(yè)的信息整合能力。以上生產(chǎn)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，通過(guò)技術(shù)、材料、資源和計(jì)劃的整合，使后續(xù)生產(chǎn)步驟的復(fù)雜性逐步降低，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流程再造。最終通過(guò)接口實(shí)現(xiàn)相關(guān)系統(tǒng)的集成，打造統(tǒng)一的、共享的、完整的一體化制造平臺(tái)，完成生產(chǎn)制造能力跨越式的提升和發(fā)展。