王道強，蘇元珠，張秀華

徐州中材裝備重型機械公司主要承擔水泥機械制造工作，產(chǎn)品主要分為五大類，即立式輥磨、輥壓機、冷卻機、回轉(zhuǎn)窯、管磨機等。產(chǎn)品產(chǎn)量由每年50臺左右增長到目前每年生產(chǎn)120臺左右，產(chǎn)值和產(chǎn)量翻了一倍以上。為提高公司管理水平，適應公司快速發(fā)展的需要，公司自主開發(fā)了一套制造企業(yè)生產(chǎn)平衡管理系統(tǒng)軟件，解決了以單件小批量生產(chǎn)為生產(chǎn)特點的企業(yè)，承擔大批量、專業(yè)化生產(chǎn)任務的生產(chǎn)管理問題。

1 問題的提出

隨著公司產(chǎn)品種類不斷增多和產(chǎn)量不斷增加，生產(chǎn)管理部門一項重要工作就是進行生產(chǎn)平衡，通過對公司生產(chǎn)進行分析，生產(chǎn)的不平衡主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）任務量的不平衡

公司的生產(chǎn)模式為訂單式生產(chǎn)，但水泥機械的需求極不穩(wěn)定，經(jīng)常會出現(xiàn)某時間段任務特別多，而另一個時間段任務相對較少的現(xiàn)象，造成任務量不平衡。

（2）產(chǎn)品的不平衡

由于用戶的需求不同，公司在承接訂單的時候，經(jīng)常出現(xiàn)某個時間段單一產(chǎn)品過多，另一個產(chǎn)品很少的現(xiàn)象。由于公司的生產(chǎn)工藝布置是按年生產(chǎn)幾條線進行工藝布置，所以經(jīng)常出現(xiàn)某一個工藝線上產(chǎn)品堆積，另一個工藝線上無產(chǎn)品的現(xiàn)象。

（3）交貨期的不平衡

水泥工業(yè)的快速發(fā)展促使用戶一旦資金到位，就希望在最短的時間、用最快的速度把水泥生產(chǎn)線建成。滿足用戶需求就是我們追求的工作目標，但如需要在較短的時間內(nèi)交貨，給公司帶來的是“時間短、任務重”的局面。例如：2010年公司承擔的“江蘇亞隆TRMS40.4立式輥磨”項目，交貨期一般為4～5個月，而用戶要求的交貨期僅為2個月。

（4）設備的不平衡

公司生產(chǎn)方式多以訂單式生產(chǎn)為主，由于客戶需求的多樣性導致許多集約式、流水線式生產(chǎn)方式無法組織實施。特別是一些老的國有企業(yè)，機床設備與當前的產(chǎn)品結構不配套，企業(yè)長期技改都是在原有的設備主線基礎上添置，企業(yè)設備工序不平衡、工序銜接一直是企業(yè)亟待解決的問題。

正是由于任務量的不平衡、產(chǎn)品的不平衡、交貨期的不平衡，使得公司的機床設備經(jīng)常處在不平衡狀態(tài)，如：當回轉(zhuǎn)窯和管磨機產(chǎn)品過度集中時，自動焊機床、筒體加工機床、滾齒機就無法滿足生產(chǎn)要求，而鏜床等設備任務量不足；當立式輥磨、輥壓機產(chǎn)品過度集中時，鏜床、鏜銑床就無法滿足生產(chǎn)要求，而自動焊機床、筒體加工機床任務量不足。

（5）人員的不平衡

設備的不平衡帶來的是人員的不平衡。

（6）大型鑄煅件供貨不平衡

公司所承擔的產(chǎn)品，每種產(chǎn)品都需要大型鑄煅件，由于公司沒有大型鑄鍛件毛坯制作能力，大型鑄煅件毛坯主要靠外部協(xié)作，大型鑄煅件毛坯質(zhì)量、交貨時間一旦出現(xiàn)問題，公司所有的生產(chǎn)計劃就必須重新編制。

如何對企業(yè)生產(chǎn)的各環(huán)節(jié)進行控制，解決生產(chǎn)過程中由以上原因造成的不平衡？過去僅靠人工對設備、工序生產(chǎn)量進行平衡，已完全不能滿足不斷變化的市場要求。同時，由于人工生產(chǎn)平衡靠的是個人經(jīng)驗，在生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)平衡失誤，一方面造成一些工序及機床超負荷運轉(zhuǎn)也滿足不了交貨要求，另一方面一些工序及機床卻無任務可承擔，產(chǎn)能過剩，企業(yè)負擔增加。

為解決上述問題，項目實施小組對國內(nèi)外先進的企業(yè)管理進行了研究，發(fā)現(xiàn)國內(nèi)外先進企業(yè)采用的“企業(yè)資源規(guī)劃”（簡稱ERP）難以適應國內(nèi)鑄鍛件、鋼板等原材料質(zhì)量不穩(wěn)定、企業(yè)生產(chǎn)設備高效運轉(zhuǎn)缺少必要保證、用戶隨時變更技術要求等不確定因素，使得企業(yè)的生產(chǎn)制造很難達到精益生產(chǎn)、敏捷制造、事前計劃、事中控制，因此，開發(fā)適應本公司的“計算機生產(chǎn)平衡管理系統(tǒng)”勢在必行。

2 軟件開發(fā)的思路

根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)多、生產(chǎn)組織復雜的特點，我們結合市場對產(chǎn)品分期交貨的要求，分析并提出解決生產(chǎn)瓶頸問題的思路和辦法，本著做好計劃量化到工序、同步推進、實施產(chǎn)能最大化的原則，結合企業(yè)生產(chǎn)組織的工序驗收控制點、生產(chǎn)計劃平衡點、庫存調(diào)控能力等現(xiàn)實狀況，組織進行生產(chǎn)平衡管理系統(tǒng)的設計開發(fā)工作。

根據(jù)人工平衡生產(chǎn)原理，根據(jù)設備運轉(zhuǎn)情況、人員配置等情況制定各工序及設備承擔任務的上下預警線，即按合同交貨期排定的生產(chǎn)計劃進行計算機分揀，并將每天、每月或后續(xù)幾個月的本工序及本設備承擔的任務進行合并，和任務警戒線進行比對，在上下警戒線之間的，顯示該工序或設備任務正常，高于警戒線的表示生產(chǎn)任務超出能力，需進行分解，低于警戒線的表示任務量不足，需進行補充。任務警戒線由生產(chǎn)管理部門根據(jù)各工序及機床人員技能、設備能力等設定，當人員及設備的狀態(tài)發(fā)生變化，警戒線由生產(chǎn)計劃人員進行調(diào)整，其余的所有過程由計算機承擔，相關人員根據(jù)自己的權限，隨時查閱顯示當天、當月或隨后一段時間各工序或機床的生產(chǎn)情況，及時調(diào)整生產(chǎn)計劃，以確保各工序及機床之間的銜接，同時提醒部門對超出工序預警線的計劃進行調(diào)整或采取必要措施，以保證工序平衡，確保各工序協(xié)調(diào)生產(chǎn)，保證最終產(chǎn)品按計劃產(chǎn)出。

同時為了系統(tǒng)進一步擴展，該系統(tǒng)還增加了設備管理接口、人員及工資管理接口及技術資料管理接口等。

3 開發(fā)步驟

3.1 建立數(shù)據(jù)庫

（1）建立零部件信息數(shù)據(jù)庫

將企業(yè)生產(chǎn)的所有產(chǎn)品圖紙即圖號作為唯一編碼，編制企業(yè)零部件數(shù)據(jù)庫，每一張圖紙都對應到編碼上，每一個編碼應包含圖號、名稱、每臺產(chǎn)品數(shù)量、材質(zhì)等基本信息，如圖號可以進行分解用不同工序完成，分解后的序號也進行標識，便于數(shù)據(jù)庫的查詢。

當企業(yè)的產(chǎn)品結構調(diào)整時，數(shù)據(jù)庫應及時調(diào)整更新，以確保最終當期生產(chǎn)產(chǎn)品進入平衡系統(tǒng)。

（2）建立生產(chǎn)計劃數(shù)據(jù)庫

根據(jù)市場部簽訂的合同訂單，制定生產(chǎn)中各部件的完成時間節(jié)點。同時根據(jù)技術部提供的技術要求，制定各部件完成的流程。生產(chǎn)計劃人員根據(jù)兩個部門提供的信息，編制生產(chǎn)的中期計劃及各項目的零部件詳細計劃，對零部件工藝、流程、機床的完成時間點進行確定。

將所有合同訂單中所提供的零部件完成計劃進行匯總，形成生產(chǎn)計劃數(shù)據(jù)庫，用計算機進行管理，只要給出合同號、圖號、工序名稱、生產(chǎn)起始時間等任何一個搜索條件，可以搜索到每一個零件的流程及完成時間節(jié)點，同時也可以搜索到每道工序及機床在某一時間段完成的零部件種類、數(shù)量、完成時間及工藝順序。

（3）建立機床工時或工序時間數(shù)據(jù)庫

對當前承擔的所有產(chǎn)品的零部件，編制所需經(jīng)過的工序，同時每個工序應對應到實際完成的時間或工時。工時或完成時間應和后續(xù)設定上、下界限統(tǒng)一，便于后續(xù)生產(chǎn)平衡工序。

企業(yè)新增設備時應及時添加相應的工時信息。

（4）設定機床工時或工序時間界限

企業(yè)根據(jù)設備及工序資源制定當期工時或時間界限，該界限的設定會直接影響到后續(xù)平衡結果。界限設定可以按照前期時間完成情況進行制定，也可按現(xiàn)有狀況進行計算，計算依據(jù)應和工時或時間進行對應。界限分為上界限和下界限。上界限是指所有設備及人員工作達到飽和狀態(tài)所能達到的最大工作量。下界限是基本滿足現(xiàn)有設備和人員工作，同時工作比較容易完成的工作量。

人員、設備情況發(fā)生改變，界限應進行相應調(diào)整，使平衡結果貼近現(xiàn)實。

3.2 生產(chǎn)平衡管理系統(tǒng)功能框圖

系統(tǒng)以功能框圖進行開發(fā)，以生產(chǎn)計劃為輸入，以平衡結果為輸出（圖1）。

3.3 生產(chǎn)平衡管理系統(tǒng)的應用

（1）企業(yè)根據(jù)市場部提供的合同，制定企業(yè)的中期計劃（圖2），對企業(yè)當月及后續(xù)幾個月的生產(chǎn)進行安排，與生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行比對，對產(chǎn)品進行粗略評估，以確定具體合同按期完成的可行性。

（2）技術部門提供圖紙目錄、加工工藝等技術文件，確定每個零部件完成的具體時間，以滿足交貨期為最終點，排定每個機床及工序完成時間節(jié)點，形成詳細的作業(yè)計劃。

（3）將詳細計劃導入到中期計劃，形成詳細的生產(chǎn)計劃（圖3）。

（4）生產(chǎn)計劃和“計算機生產(chǎn)平衡管理系統(tǒng)”鏈接在一起，直接輸出平衡結果（圖4）。

（5）對平衡結果進行處理

a生產(chǎn)管理部門根據(jù)市場部門提供的合同形成中期計劃，并根據(jù)技術部門提供的圖紙編制生產(chǎn)計劃，將生產(chǎn)計劃導入系統(tǒng)，由系統(tǒng)對生產(chǎn)計劃進行平衡，顯示平衡結果。

b超出上限時，生產(chǎn)部門及時調(diào)整機床、工序、外協(xié)作業(yè)等生產(chǎn)計劃，或采取加班等相應措施，以保證按時間節(jié)點完成任務。

c低于下限時，任務量不足，生產(chǎn)部門調(diào)整生產(chǎn)計劃，將后續(xù)的合同的各零部件完成時間節(jié)點提前，調(diào)整人員及機床配置及班次，或通報市場部提出合同簽訂方向（圖5）。

（6）預留后續(xù)開發(fā)接口

在“計算機生產(chǎn)平衡管理系統(tǒng)”中預留了“內(nèi)部管理系統(tǒng)”接口，增加與生產(chǎn)相關的設備管理、人員管理、工資管理等功能。

4 結語

生產(chǎn)平衡管理系統(tǒng)的設計開發(fā)采用了看板式管理、計劃的量化管理、計劃的二級平衡管理、未完工檢索、模糊查詢等生產(chǎn)組織方式，有力促進了生產(chǎn)效率的提高。

該系統(tǒng)從精益生產(chǎn)的角度，控制計劃實施到工序，并設置了工序的上線、下線，及計劃執(zhí)行部門總計劃量的上線及下線，本著以人為本、滿足市場的原則，該系統(tǒng)使生產(chǎn)組織既滿足各崗位職工生產(chǎn)生活的要求，也滿足市場對企業(yè)交貨的要求。

該系統(tǒng)的開發(fā)和使用，使企業(yè)的生產(chǎn)效率得到了提高，由于提前預判生產(chǎn)及設備瓶頸，提前采取措施，調(diào)整各生產(chǎn)元素，保證了生產(chǎn)流程順暢。同時，企業(yè)的合同履約率明顯提高，降低了生產(chǎn)管理人員的勞動強度，減少了生產(chǎn)環(huán)節(jié)的等待時間，降低了管理成本，提高了企業(yè)生產(chǎn)效率，實現(xiàn)了合同按時履約，同時為企業(yè)下一步技改及生產(chǎn)流程改革提供了依據(jù)。

該系統(tǒng)可推廣應用于大型機械制造或生產(chǎn)批量較小的機械制造企業(yè)，同時也可用于設備種類及數(shù)量比較大、工序銜接比較復雜的其他領域企業(yè)，有較高的推廣價值?！?/p>