楊 俊

（柳州五菱汽車工業(yè)有限公司，柳州545000）

柳州五菱汽車工業(yè)有限公司（以下簡(jiǎn)稱“五菱”或“五菱汽車”）是一家集開發(fā)、制造、銷售于一體的大型中外合資企業(yè)，是一家有一定國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的綜合性汽車產(chǎn)業(yè)集團(tuán)。 五菱公司已形成柳州、桂林、青島、重慶四大汽車制造基地和天津、湖南兩大汽車商務(wù)中心。 擁有年產(chǎn)140 萬(wàn)臺(tái)套汽車零部件、80 萬(wàn)臺(tái)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和10 萬(wàn)臺(tái)整車的產(chǎn)能， 是中國(guó)最大的微車零部件生產(chǎn)企業(yè)和國(guó)內(nèi)微輕型商用改裝車的領(lǐng)先者。

在《中國(guó)制造2025》戰(zhàn)略的引導(dǎo)下，智能制造成為業(yè)內(nèi)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。 當(dāng)前制造業(yè)變化速度不斷加快，企業(yè)生產(chǎn)面臨著諸多挑戰(zhàn)：傳統(tǒng)的單靠人工安排生產(chǎn)計(jì)劃的手段效率低下，已無(wú)法應(yīng)對(duì)現(xiàn)階段小批量多品種的市場(chǎng)需求，車間的柔性生產(chǎn)得不到保證。

1 高級(jí)計(jì)劃排產(chǎn)系統(tǒng)簡(jiǎn)介

計(jì)算機(jī)代替人工實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)計(jì)劃的制定與工作作業(yè)計(jì)劃的制定。 主要解決的問(wèn)題：制定下個(gè)月每一條產(chǎn)線的月、周、日生產(chǎn)計(jì)劃；制定今明兩天產(chǎn)線作業(yè)計(jì)劃；計(jì)算出產(chǎn)線物料月、周、日計(jì)劃需求與實(shí)時(shí)物料需求。

以柳州五菱汽車工業(yè)有限公司車橋廠為研究試點(diǎn)，包括以下幾個(gè)主要工段：橋殼焊接、橋殼加工、齒輪加工、差減殼加工、油漆、減速器總成裝配、后橋總成裝配、油管工段。 車橋廠生產(chǎn)工藝過(guò)程如圖1 所示。

圖1 生產(chǎn)工藝過(guò)程圖Fig.1 Production process diagram

2 主計(jì)劃制定

主計(jì)劃為APS 系統(tǒng)的核心模塊，其需要依據(jù)客戶原始需求以及工廠的基礎(chǔ)資源，合理安排中長(zhǎng)期的生產(chǎn)計(jì)劃。 產(chǎn)品的需求客戶存在優(yōu)先級(jí)的問(wèn)題，產(chǎn)品由于需求客戶與優(yōu)先率而造成的生產(chǎn)先后次序稱為產(chǎn)品的優(yōu)先級(jí)。 先生產(chǎn)的產(chǎn)品稱為高優(yōu)先級(jí)產(chǎn)品，后生產(chǎn)的產(chǎn)品稱為低優(yōu)先級(jí)產(chǎn)品。

排產(chǎn)中默認(rèn)日滾動(dòng)需求客戶產(chǎn)品優(yōu)先級(jí)高于節(jié)點(diǎn)需求客戶產(chǎn)品的優(yōu)先級(jí)，同一種類客戶需求產(chǎn)品中，優(yōu)先率數(shù)值大的客戶需求產(chǎn)品優(yōu)先級(jí)高于優(yōu)先率數(shù)值小的客戶需求產(chǎn)品的優(yōu)先級(jí)。 APS 系統(tǒng)提供手動(dòng)設(shè)置優(yōu)先率功能，設(shè)置后鎖定原計(jì)劃1 h，重排1 h 后的計(jì)劃。一種產(chǎn)品對(duì)應(yīng)不同客戶，客戶類型屬于同一大類，為了節(jié)省換型時(shí)間，在一個(gè)班次之內(nèi)安排此產(chǎn)品連續(xù)生產(chǎn)，此時(shí)產(chǎn)品的優(yōu)先級(jí)等于最高優(yōu)先級(jí)客戶需求產(chǎn)品的優(yōu)先級(jí)。 不同客戶需求的同一種產(chǎn)品連續(xù)生產(chǎn)時(shí)，針對(duì)不同客戶生成的產(chǎn)品訂單號(hào)不同。

定義： 初始優(yōu)先率γi=產(chǎn)品所需時(shí)間/剩余有效工作時(shí)間；

產(chǎn)品所需時(shí)間=（產(chǎn)品計(jì)劃量-已生產(chǎn)產(chǎn)量）/生產(chǎn)該產(chǎn)品的工段節(jié)拍值，單位：h；

對(duì)于時(shí)間節(jié)點(diǎn)產(chǎn)品：

剩余有效工作時(shí)間=日有效工作時(shí)間-當(dāng)日已排產(chǎn)品占用有效時(shí)間+（交期日期-當(dāng)日日期-1）*日有效工作時(shí)間+交期當(dāng)日剩余有效工作時(shí)間，單位：h；

對(duì)于日滾動(dòng)產(chǎn)品：

剩余有效工作時(shí)間=日有效工作時(shí)間-當(dāng)日已排產(chǎn)品占用有效時(shí)間，單位：h；

式中：產(chǎn)品計(jì)劃產(chǎn)量為從客戶計(jì)劃轉(zhuǎn)換系統(tǒng)客戶計(jì)劃分解模塊調(diào)取數(shù)據(jù)；已生產(chǎn)產(chǎn)量為從生產(chǎn)進(jìn)度管理系統(tǒng)計(jì)劃完成率模塊調(diào)取數(shù)據(jù)；產(chǎn)品的工段節(jié)拍值為工段中生產(chǎn)該產(chǎn)品所有產(chǎn)線的節(jié)拍總和，從產(chǎn)線基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理模塊調(diào)取產(chǎn)線節(jié)拍數(shù)據(jù)；日有效工作時(shí)間為從基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)班日歷管理模塊調(diào)取數(shù)據(jù)，單位：h；交期當(dāng)日剩余有效工作時(shí)間為從客戶計(jì)劃轉(zhuǎn)換系統(tǒng)客戶計(jì)劃分解模塊與系統(tǒng)班日歷中獲取數(shù)據(jù)，單位：h。

主計(jì)劃制定流程如圖2 所示[1]。

以減速器裝配工段為例， 說(shuō)明主計(jì)劃制定方案。 減速器裝配工段有A、B、C、D 四條生產(chǎn)線，各條產(chǎn)線互不相同。

輸入數(shù)據(jù)：

Mi、Wi、Di分別為日滾動(dòng)需求的第i 種產(chǎn)品分解到工段的月、周、日或班生產(chǎn)計(jì)劃產(chǎn)量（柳州股份客戶為班計(jì)劃產(chǎn)量，重慶股份客戶為日計(jì)劃產(chǎn)量），等于客戶計(jì)劃轉(zhuǎn)換產(chǎn)品數(shù)量與庫(kù)存變化量之和，然后再除以產(chǎn)品的合格率；

圖2 主計(jì)劃制定流程圖Fig.2 Flow chart of master production schedule

Rj為節(jié)點(diǎn)需求第j 種產(chǎn)品在T～T+t 時(shí)間段內(nèi)分解到工段的計(jì)劃產(chǎn)量，等于客戶計(jì)劃轉(zhuǎn)換產(chǎn)品數(shù)量與庫(kù)存變化量之和，然后再除以產(chǎn)品的合格率；

安全庫(kù)存；

周上班天數(shù)、月上班天數(shù)；

每班工作時(shí)長(zhǎng)。

約束條件：

計(jì)劃交期、設(shè)備生產(chǎn)產(chǎn)品類型、設(shè)備產(chǎn)能、設(shè)備保養(yǎng)時(shí)間、設(shè)備換型時(shí)間、員工工作時(shí)間。

輸出數(shù)據(jù)：

每條生產(chǎn)線月、周、日所生產(chǎn)產(chǎn)品種類及其產(chǎn)量。

優(yōu)化目標(biāo)：

①人工效率最高；②產(chǎn)線運(yùn)行率最高；③產(chǎn)能最大。 從①～③優(yōu)化目標(biāo)重要程度逐漸減低[2]。

2.1 月產(chǎn)能分析

月產(chǎn)能分析過(guò)程如圖3 所示。

圖3 月產(chǎn)能分析過(guò)程圖Fig.3 Process diagram of monthly productivity analysis

其中：產(chǎn)線的供需匹配=表示產(chǎn)線產(chǎn)能-計(jì)劃產(chǎn)量。

計(jì)算下月工段平均日計(jì)劃：

計(jì)算工段日均生產(chǎn)計(jì)劃到產(chǎn)線生產(chǎn)計(jì)劃：

工段日均生產(chǎn)計(jì)劃到產(chǎn)線日均生產(chǎn)計(jì)劃的計(jì)算過(guò)程如圖4 所示。

圖4 二級(jí)計(jì)劃制定流程圖Fig.4 Flow chart of secondary planning

產(chǎn)品的選取按優(yōu)先率高低順序確定產(chǎn)品選取次序，產(chǎn)品優(yōu)先率計(jì)算規(guī)則如圖5 所示。

圖5 產(chǎn)品優(yōu)先率計(jì)算規(guī)則圖Fig.5 Product priority rate calculating rule diagram

搜索所有生產(chǎn)選取產(chǎn)品的生產(chǎn)線，然后按產(chǎn)線效率由高到低、運(yùn)行率由高到低，產(chǎn)能由大到小的順序選擇生產(chǎn)該產(chǎn)品的產(chǎn)線。 在選取的產(chǎn)線上排產(chǎn)選取的產(chǎn)品，當(dāng)時(shí)，重新選擇產(chǎn)品。 其中為第i 種日滾動(dòng)產(chǎn)品日均計(jì)劃產(chǎn)量若干次次排產(chǎn)后的剩余計(jì)劃量；表示第j種時(shí)間節(jié)點(diǎn)需求產(chǎn)品日均計(jì)劃產(chǎn)量若干次排產(chǎn)后剩余計(jì)劃量；PL，i為第i 中產(chǎn)品在L 產(chǎn)線上的節(jié)拍；PL，j為第j 中產(chǎn)品在L 產(chǎn)線上的節(jié)拍；TeL為L(zhǎng) 產(chǎn)線日有效工作時(shí)長(zhǎng)。 在選取的產(chǎn)線上排產(chǎn)選取的產(chǎn)品，當(dāng)

2.2 月生產(chǎn)計(jì)劃制定

月計(jì)劃制定過(guò)程如圖6 所示，月生產(chǎn)計(jì)劃制定首先將月生產(chǎn)計(jì)劃分解到每一天，計(jì)算每一天的生產(chǎn)計(jì)劃，然后將全月所有天的生產(chǎn)計(jì)劃累加即為月生產(chǎn)計(jì)劃。

圖6 產(chǎn)線月生產(chǎn)計(jì)劃制定流程Fig.6 Flow chart for monthly production planning of production line

首先由月需求計(jì)劃結(jié)合庫(kù)存計(jì)算工段月生產(chǎn)計(jì)劃，然后由產(chǎn)品月生產(chǎn)計(jì)劃計(jì)算日滾動(dòng)產(chǎn)品每天的生產(chǎn)計(jì)劃，對(duì)于節(jié)點(diǎn)需求產(chǎn)品，計(jì)算時(shí)間節(jié)點(diǎn)之間的生產(chǎn)計(jì)劃。 依據(jù)產(chǎn)品優(yōu)先率確定產(chǎn)品生產(chǎn)順序，優(yōu)先率數(shù)值越大生產(chǎn)順序越靠前。 搜索所有生產(chǎn)選取產(chǎn)品的生產(chǎn)線， 然后按產(chǎn)線效率由高到低、故障率由低到高，產(chǎn)能由大到小的順序選擇生產(chǎn)該產(chǎn)品的產(chǎn)線。 產(chǎn)線的產(chǎn)能有余量時(shí)，產(chǎn)品的重新選取，在選取的產(chǎn)線上排產(chǎn)選取的產(chǎn)品，當(dāng)∑i（PL，i）+∑j（Rj/PL，j）≤TeL時(shí)重重新選擇產(chǎn)品。 其中Rj為節(jié)點(diǎn)需求產(chǎn)品在節(jié)點(diǎn)時(shí)間段內(nèi)計(jì)劃產(chǎn)量經(jīng)若干次選取并排產(chǎn)后的剩余計(jì)劃量；產(chǎn)線的產(chǎn)能不足時(shí)，重新選取產(chǎn)線，在選取產(chǎn)線上排產(chǎn)選取的產(chǎn)品，當(dāng)時(shí)，重新選擇產(chǎn)線。

2.3 周生產(chǎn)計(jì)劃制定

每周的周末生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)部更新下一周的周需求生產(chǎn)計(jì)劃，同理利用下一周的需求計(jì)劃制定下下一周生產(chǎn)計(jì)劃。 其制定邏輯與月生產(chǎn)計(jì)劃制定邏輯類似，這里不再詳述。

2.4 日生產(chǎn)計(jì)劃制定

如圖7 所示，產(chǎn)線日計(jì)劃滾動(dòng)制定未來(lái)兩天的日計(jì)劃。

圖7 產(chǎn)線日生產(chǎn)計(jì)劃制定流程Fig.7 Flow chart for daily production planning of production line

首先由日需求計(jì)劃結(jié)合庫(kù)存計(jì)算工段日生產(chǎn)計(jì)劃，對(duì)于節(jié)點(diǎn)需求產(chǎn)品，計(jì)算時(shí)間節(jié)點(diǎn)之間的生產(chǎn)計(jì)劃。 依據(jù)產(chǎn)品優(yōu)先率確定產(chǎn)品生產(chǎn)順序，優(yōu)先率數(shù)值越大生產(chǎn)順序越靠前。 搜索所有生產(chǎn)選取產(chǎn)品的生產(chǎn)線，然后按產(chǎn)線效率由高到低、故障率由低到高，產(chǎn)能由大到小的順序選擇生產(chǎn)該產(chǎn)品的產(chǎn)線。 產(chǎn)線的產(chǎn)能有余量時(shí)，在選取的產(chǎn)線上排產(chǎn)選取的產(chǎn)品，當(dāng)∑i（Di/PL，i）+∑j（Rj/PL，j）≤TBeL時(shí)，重新選擇產(chǎn)品，其中Di為第i 種日滾動(dòng)產(chǎn)品班計(jì)劃產(chǎn)量若干次次排產(chǎn)后的剩余計(jì)劃量，TBeL為班有效工作時(shí)間。 產(chǎn)線的產(chǎn)能不足時(shí)，在選取產(chǎn)線上排產(chǎn)選取的產(chǎn)品，當(dāng)∑i（Di/PL，i）+∑j（Rj/PL，j）＞TBeL時(shí)，重新選擇產(chǎn)線。

產(chǎn)能評(píng)估與工作日歷制定： 當(dāng)∑iDi+∑jRj=0時(shí)，產(chǎn)能滿足需求；當(dāng)所有產(chǎn)線滿足∑i（Di/PL，i）+∑j（Rj/PL，j）=TBeL，∑iDi+∑jRj＞0 時(shí)：調(diào)整節(jié)點(diǎn)需求產(chǎn)品交期時(shí)間節(jié)點(diǎn)，直到所有產(chǎn)線滿足∑iDi+∑jRj=0；如果如果仍存在所有產(chǎn)線∑i（Di/PL，i）+∑j（Rj/PL，j）=TBeL、∑iDi+∑jRj＞0 時(shí)，在周計(jì)劃的基礎(chǔ)上調(diào)整日工作時(shí)間，直到滿足∑jRj=0 同時(shí)制定日工作時(shí)間。

3 作業(yè)排序計(jì)劃制定

工段作業(yè)計(jì)劃制定模塊的功能是制定未來(lái)兩天產(chǎn)線上班組每小時(shí)生產(chǎn)的產(chǎn)品與產(chǎn)量。 是將日生產(chǎn)計(jì)劃的進(jìn)一步細(xì)分，按照批次，小時(shí)分類，生成現(xiàn)場(chǎng)可以直接作業(yè)的工單計(jì)劃。 制定依據(jù)為日計(jì)劃、班級(jí)日歷、產(chǎn)品優(yōu)先級(jí)。

3.1 作業(yè)計(jì)劃制定

以減速器裝配工段A 線為例介紹工段計(jì)劃制定過(guò)程。

輸入量：

生產(chǎn)線日計(jì)劃DAi、RAj；

產(chǎn)線生產(chǎn)節(jié)拍；

日工作時(shí)間數(shù)據(jù)；

輸出量：

產(chǎn)線上班組在未來(lái)兩天每小時(shí)生產(chǎn)產(chǎn)品種類與產(chǎn)量：

作業(yè)計(jì)劃制定時(shí)間粒度為班工作的時(shí)間段，以休息時(shí)間為界限。 由于主計(jì)劃中日計(jì)劃已排好產(chǎn)品生產(chǎn)順序與產(chǎn)量，結(jié)合工作時(shí)間日歷，將日計(jì)劃排產(chǎn)至各時(shí)間段。 其它工段作業(yè)計(jì)劃制定方法與減速器工段相同， 其中油漆工段不做工段作業(yè)計(jì)劃制定，齒輪加工工段只有熱前工序做工段作業(yè)計(jì)劃制定，油管線看做單獨(dú)的工段制定作業(yè)計(jì)劃。

3.2 增、減單、插單、設(shè)備故障條件下作業(yè)制定

增、減單、插單條件下作業(yè)計(jì)劃制定步驟：①鎖定當(dāng)班原作業(yè)計(jì)劃1 h；②依據(jù)新計(jì)劃，重新制定1 h 后的作業(yè)計(jì)劃。

設(shè)備故障條件下作業(yè)制定[3]：故障結(jié)束后繼續(xù)生產(chǎn)原產(chǎn)品，產(chǎn)線時(shí)間順延；

4 結(jié)語(yǔ)

離散制造業(yè)當(dāng)前小批量、多品種的趨勢(shì)越發(fā)明顯，無(wú)論是對(duì)企業(yè)計(jì)劃員的經(jīng)驗(yàn)?zāi)芰?，而且?duì)面向該行業(yè)的高級(jí)計(jì)劃排產(chǎn)邏輯都提出了更高的要求，為了能合理的安排生產(chǎn)計(jì)劃，進(jìn)一步優(yōu)化工廠的調(diào)度資源， 企業(yè)的管理層要帶頭做思維方式的轉(zhuǎn)變，從制造到智造，引入一些先進(jìn)的技術(shù)提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，高級(jí)計(jì)劃排產(chǎn)應(yīng)用研究也應(yīng)立足于當(dāng)下業(yè)務(wù)，不斷迭代，才能始終跟上企業(yè)的生產(chǎn)節(jié)奏。