MRP與網絡計劃在飛機制造中的應用

李超

摘要：通過MRP和網絡計劃的手段對飛機制造過程中的生產計劃進行控制與干預。

關鍵字：飛機制造;MRP;網絡計劃

一、背景

飛機制造在制造行業里是典型的單件小批生產的離散型生產模式，其各零件種類多、批量小、所需工藝特殊，加之飛機整體設計更改頻繁、內部結構協調性強、構型復雜、不同顧客對產品要求各不相同，由此導致飛機零件的生產計劃易變、調度性差，不同車間不同工種間的生產能力協調平衡難度高。目前許多制造企業都會建設企業資源計劃（Enterprise Resource Planning，ERP）和制造執行系統（Manufacturing Execution System，MES）來進行公司運營管理及車間生產執行，但ERP和MES系統在實際使用過程中無法解決飛機制造這種經常計劃趕不上變化的問題，由于飛機制造過程中往往安全是第一位的，各類影響安全的構型變化都需要立即執行，而構型的變化還需要進行大量的試驗驗證，被用作驗證的零件一天一個樣，這對于零件制造的生產計劃是很難協調安排。

由此運用網絡計劃法控制項目計劃中各個關鍵節點，理清制約關系，確定主生產計劃。通過MRP針對關鍵節點計劃生成下一級零件制造計劃，從而高效的完成項目計劃與制造計劃的快速轉換，將復雜龐大的飛機結構拆分成細小的顆粒，生成顆粒計劃。

二、設計思想

將復雜的飛機制造一個架次作為一個項目，通過工位、站位和AO（裝配大剛，Assembly Order）分成一個個子項目，構成MBOM（制造物料清冊），由MPR生成各個零件的FO（制造大綱，Manufacturing Order），每個子項目間都有相互約束或是并行關系，前一個的交貨時間需小于等于后一個的開工時間，并行項目的交貨時間為各項目最晚交貨時間，開工時間為各項目最早開工時間。通過網絡計劃對工位、站位進行關鍵路徑分析得到各工位、站位開工時間，采用MRP分解工位、站位計劃得到每個零件的制造計劃。由于一個零件可能會在多個工位站位出現，所以分解計算以MPR（Master Part Report，零件狀態記錄）為依據，對應MBOM結構進行拆分，多個工位站位的情況取最早開工站位，無MBOM結構的取MPR對應工位站位開工時間。將所有項目按優先級排列完成后，如有新項目或者原有項目有計劃調整，則重新拆分計算，形成影響項目清單，重新賦予計劃時間。

三、系統整體邏輯

1、首次項目計劃MRP拆解

1）通過機型、生效架次從MPR中獲取所有MPR的零件號、零件名稱、單機數量、裝配工位、裝配站位、更改字母、制造部門，若一個零件有多個MPR，則直接過濾該零件，不做拆解。

2）通過MRP拆解需求中的機型+生效架次+裝配工位+裝配站位獲取MBOM信息并記錄：

3）將MPR的零件號+裝配拆解需求中的生效架次與MBOM的信息比對：

a）當零件號存在于MBOM時，基于MPR獲取的零件號，將MBOM中的零件位置都記錄，通過全路徑計算其層級，所在工位，站位，若有一個零件出現在多次，則記錄多個，

i.層級計算邏輯如下：

i.1 若匹配到的零件號B在MBOM的層級4，但其上級的零件都不在MPR的零件號中，則零件號B的層級按0記錄;

i.2若匹配到的零件號B在MBOM的層級4，但其上級的零件中有2個零件在MPR的零件號中，則零件號B的層級按2記錄，依次類推;

ii. 按工站位獲取開工時間邏輯，記錄每個零件所在的工站位，匹配裝配站位計劃中的工位、站位：

ii.1 先匹配站位，若匹配到站位，則直接獲取其站位開工時間

ii.2 若還是匹配不到，則不生成計劃。

ii.3 獲取完成以后，基于拆解提前期通過層級進行計算，生產完成時間。

iii. 對相同的零件號的剛性時間、遺留時間、紅線時間進行比對，保留時間最早的信息。

b） 當零件號不存在與MBOM時，則此零件直接用MPR中的裝配工位、站位與裝配站位需求中的信息進行匹配

i. ?零件的層級默認為0級;

ii. 若站位有值先拿站位去匹配，匹配不到，直接忽略計算;

iii. 若站位為空，則拿工位去匹配，若匹配到了，則取需求中時間最早的站位開工日期（計算方式同上），若未匹配到，則忽略計算;

c） 用MPR獲取信息補充所生成的生控計劃項。

2、項目計劃變更后的MRP拆解

進行MRP拆解時，需要判斷：若之前有過拆解，則需將新拆解的結果與歷史數據（按年份+機型+生效架次+零件號）進行比對，判斷新舊結果的完成時間是否存在差異，若無差異，則忽略新拆解的計劃項，若有差異，則需判斷舊拆解結果的計劃項狀態：

a）原拆解的計劃項中無，新拆解結果有的零件計劃項，在生成結果后，新增到生產計劃池。

b）原拆解的計劃項中有，新拆解結果無的零件計劃項，在差異對比列表頁面中展示，通過手工判斷是否撤銷。

c）原拆解和新拆解中都有的零件計劃項，若時間和數量均無差異，則忽略;若有一個有差異的，按以下邏輯判斷：

i. 計劃狀態為“待發布”、“發放撤銷”、“無需發放”時，則直接用新拆解的計劃項覆蓋舊拆解的計劃項，原計劃狀態不變更。

ii.計劃狀態為“已發放”、“已完成”時，則通知生控人員時間差異部分（通過消息組件發送）且將信息記錄下，在差異對比頁面中展示，通過手工判斷是否修改。

iii.計劃狀態為“已撤銷”時，在差異對比頁面中展示，通過手工判斷是否新增。

四、總結

將由MBOM組成的各個子項目通過網絡計劃進行關鍵主路徑的計劃拆分，同時運用MRP模式的分解算法生成零件制造計劃的方法可實際用于飛機制造生產中，對于這種復雜又多變的大型制造模式可極大地提高計劃人員的效率，降低人工成本，同時將生產計劃顯性化，更易于后期的數據分析，為企業評估和提升產能做指導。