基于生产物流瓶颈的生产排程解析

摘 要：生产排程是否合理直接决定着生产计划进行的程度，尤其是在当前面临着生产物流瓶颈问题，加大了排程难度。为实现精确化生产排程，文章提出了生产计划在ERP系统中应用的设计，首先分析了某公司的实际状况，以及排程方式的缺陷，然后设计了一种新的生产排程思路。

关键词：生产物流瓶颈；生产排程；ERP系统

中图分类号：F273 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）23-0124-02

生产排程是将生产任务分配至生产资源的一个过程，指综合物料、设备等因素考虑，合理安排各项任务的生产顺序，制定可行的生产计划，以提高生产效率。当前市场竞争日益激烈，消费者的需求逐渐多样化，很多企业相继转变生产模式，进行小批量、多品种生产，增加了生产排程的难度。近些年来，物流瓶颈问题备受重视，主导着整个生产系统。为解决这一问题，需引进企业资源计划系统（ERP），该系统以供应链管理思想为核心，是对物料需求计划的改进。如何在该系统中进行生产计划的精确排程是当前考虑的重点。

1 实例分析

1.1 生产方式

某炉台生产公司采用离散型生产模式，型料部门设计产能很高，但产量明显跟不上。人员和设备的闲忙时间不定，生产成本居高不下；难以准确预测未来机台产能负荷，无法均衡分配产能。在该生产模式下，生产工序冗长，前后要经过20多道流程，且具有变动性，经常会因异常而切换工序；生产任务复杂，包括日常型料订单生产，以及公司科研试验所需的型料试制、公司型料订单的打样、来料加工、协力厂商型料生产出现异常或品质异常时的紧急补货等，而且进度急、资源消耗多，会打乱原来的计划；约束条件较多，如原料质量、设备性能、产品结构等，往往会导致订单在规定期内无法完成。

1.2 订单状况

型料订单整体呈现出批量小、品种多的特点，且急单较多，订单结构不均衡。订单每天都有，随机性十分明显，订单变更频繁，计划总是跟不上变化；常出现插单的情况，使得计划调整难度增加；因交货周期较短，易出现延期交货的情况，难以准确回答客户的交货期。

高订单达成率可反映出一个企业的综合实力，而精确排程是高订单达成率的必要条件。所以公司需要的就是在可以容忍的时间内排出一个最优化的生产计划。考虑到每天都有新订单，或有紧急订单插单的情况，必须制定准确的排程，并且在1个工作日内回复客户纳期。

1.3 生产排程的复杂性。

详细生产排程的结果是“生产作业计划”，是针对每个人员每个设备的生产资源的工作计划。作业计划必须满足在生产工艺上不能有半点差错。

①工序之间必须满足特定的逻辑关系，以及要求某些工序必须连续、同时、或者间隔进行等等，这是对作业计划最基本的要求。

②作业计划必须满足资源能力限制，一种资源在一个时间内只能干一件事情，生产作业计划中不能有资源冲突。

③作业计划必须满足物料供应的限制，没有原材料不能开始生产，也就是说作业计划必须同时满足多种复杂的约束条件。

2 手工排程的不足之处

2.1 标准的ERP系统计划模型

标准的ERP系统计划模型是基于无限产能进行计算的，而企业资源有限，针对公司现状，显然不能满足生产要求。所以它不能替代有时间进度的生产排程。另外，ERP系统以生产为核心，其关键不是生产计划，而是将计划分成若干具体的过程，及生产排程。因此，如何解决生产排程技术瓶颈的问题显得尤为重要。

2.2 EXCEL手工排程

先将订单从ERP系统中导出，然后按照各自属性复制到不同的EXCEL表中进行预排程；若客户同意订单交期，则将预排程结果转化为正式计划。若不同意订单交期，则重新排程回复订单交期。

这种手工排程存在很多缺陷，如订单数量过多且具有变动性，容易漏单；零件不同，消耗资源的程度也不同，会产生较大的生产效率差异。难以保证排程的精确性，与实际有误差；生产排程时间较长，回复客户纳期慢，效率低；手工排程对操作人员依赖性很强。操作人员个人能力越强，对生产越熟悉，排程结果就越精确；对只能在某一固定炉型上生产的零件，手工排程易排错生产线；与ERP系统是两个平台，ERP系统不能从两个平台取数做成报表以监控计划。

3 离散型生产计划在ERP中的生产排程设计思路

3.1 选择排程规则

在排程时需抓住重点，按照工序的重要程度进行排程。一般说来，关键程序只要能够稳定进行，就不会影响到整个生产计划。首先，排程方向决定着工作排在资源上的位置，以及选取工作的先后顺序。通常包括正排、倒排和正倒混合排3中形式；其次，综合负荷生产线、订单量与订单结构等因素考虑，型料生产选择以关键工序压型进行正向、倒向混合排程的方式。

3.2 建立生产工艺基本资料

生产工艺信息是计划排产依赖的重要依据，包括生产炉型、单位时间产量和备料前置期等。该环节分为两步：先在系ERP统中建立一个表（料号炉号产能维护作业），内容有产品料号、良品率、备料前置期，排程时依据这些信息计算产能消耗；然后在ERP系统中建立一个表（特定炉号维护作业），内容有产品料号、特定炉号等信息。在预排程平台可料号带出特定炉号信息，排程选定生产线须以此为依据。

3.3 合理设置工作历

工作历连续地给出了有效的实际工作日编号，是计划排产过程中一切生成与执行的时间基准，主要包括工作日、公休日、节假日以及加班日期等相关信息。需要在系统中建立一个表（生产线运行时间设定维护作业），内容有各炉台每天分配的运行时间，默认每天换模时间为2 h，周一至周六运行时间默认为22 h。

3.4 建立预排程平台

命名为炉号及料号小时产能设定维护作业。主要包括以下内容。

①计划需求的来源。主要来自于订单，还有一些临时性生产任务如试制、来料加工等。

②料件信息。包括产品名称、版本号、规格等。

③工艺信息。包括料件小产能、备料提前期和特定炉号等。

④预排程信息。包括预计可用量、炉号和优先顺序。

3.5 建立排程平台

命名为生产计划维护作业。经过预排程后，每生产线都按顺序安排了加工对象，由于产品的备料前置期已知，同时各生产线运行时间已预先设置，即可按一定规则计算出生产线的累积负荷，得出产品加工的开始、完工时间。排程的计算逻辑为。

①备料前置期。当“日历日期+备料前置期”超过了产能累计负荷日时，生产排程依“日历日期+备料前置期”往后排程。

②需生产数。从炉号及料号小时产能设定维护作业带过来的需生产数可手动修改，以满足订单变更需要，若订单取消，将需生产数改为0，则此订单不参与计算。

③压制开始日期。取该订单生产排程的第一天日期，当“产能累计负荷日”超过“日历日期+备料前置期”时，生产排程第一天就是“产能累计负荷日”，否则生产排程第一天按““日历日期+备料前置期”算。

④压制结束日期。取该订单排程的最后一天日期。

⑤完工期。完工期=压制结束日期+8（后工程生产平均周期为8 d），可手动修改。

⑥生产工时。生产工时=需生产数/小时产能/压型良品率

⑦优先顺序。排程时依生产线炉号+优先顺序号逐个往后计算产能消耗。

⑧排产按钮。在确定各生产线订单排程优先顺序后，点击排产按钮系统才开始排程计算。

⑨修改开始压制日期。对订单插单或已排计划进行调整，需系统重新排程时，可在修改开始压制日期维护需插单生产的日期，再点击插单排产按钮系统即重新生产排程计算。

3.6 排程规则

①各生产线每日产能即计划设置的运行时间，订单对产能的消耗可依据其所需生产工时转化为对运行时间的消耗。

②修改开始压制日期的订单在排程时优先计算（即满足插单要求）。

③产能计算时考虑备料前置时间。如订单W015数量7 000件，B炉生产，备料前置期10 d，若日历日期为9月9日，则订单W015从9月20日开始压制。

3.6 生产计划表打印

系统中的排程结果需打印配发各工序予以执行，生管人员、营销人员需查询生产线排产情况，系统中的排程结果以单据的形式一张张的保存在数据库中，查询结果是单个的，不直观，因此需要开发专门报表呈现的查询。

查询条件可按炉号、订单单号、客户编号、起始日期、截止日期单条件查询，也可组合查询。

生产计划维护作业的排程结果是按日期横向排列，这样便于排程人员掌控生产线整体排产情况。但打印配发执行的计划是取2～3 d所有生产线的排程结果，且型料订单批量小，同一条生产线往往1 d压制几个订单，显然横向排列不直观且单张A4纸打印不下。因此查询打印界面需将生产计划维护作业的排程结果转化为以生产日期+炉号的顺序纵向排列。

4 结 语

离散型生产计划在ERP中的生产排程的设计可有效解决漏单、急插单、延误交货日期等问题。缩短了排程时间，且排程更加精确，实现了精细化管理；降低了生产排程对个人能力的依赖，应对紧急插单的能力增强；而且系统实现了数据共享，可见，此次生产排程设计合理可行。

参考文献：

[1] 何文锦，鲁建厦，李修琳.基于生产物流瓶颈的生产排程研究[J].轻工机械，2013，（1）.

[2] 孔令革，鲁建厦，詹燕.基于排队网络的生产物流瓶颈转移研究[J].浙江工业大学学报，2011，（6）.

[3] 张彦如，陈鑫.基于客户满意度的企业生产排程研究[J].魅力中国，2013，（5）.

[4] 屈新怀，李孟元，丁必荣，等.基于最小成本的产品作业排程研究[J].机械设计与制造，2010，（7）.

[5] 李强.炼钢生产排程信息系统优化的设计与应用[J].数字技术与应用，2013，（1）.