高级计划与排程在模具企业中的应用

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高级计划与排程在模具企业中的应用

                                                    

高级计划排程系统(Advanced Planning And Scheduling，简称APS)是生产管理领域的先进工具，其广泛应用在多品种、小批量、按订单生产、工业过程复杂、交货期要求准确的离散型生产企业。在模具企业车间管理应用中，自动排程系统能全面考虑模具企业资源的约束条件，利用高级排程手段进行模具加工任务排配与调度，然后在可视化图表看板的人机互动中，不断完善企业资源、产能与负荷平衡的优化，达到缩短制造周期、提高产能及利润的目的。本文重点讲述了模管家自动排程系统在模具企业车间管理的应用流程、实施方法和实施效果等。应用结果表明，模管家自动排程系统的应用有利于提高企业生产计划的效率和准确性，是模具制造企业计划工作中的重点。

一、前言：

在现代机械制造业中，模具工业已成为国民经济中的基础工业，许多新产品的开发和生产，在很大程度上依赖于模具制造技术，特别是在电子、家电、汽车、航空及通讯等行业，利用模具制造的零件约占80%左右，由此可见，模具是影响新产品开发周期和质量的关键因素之一。模具制造能力的强弱和模具制造水平的高低，已经成为衡量一个国家机械制造技术水平的重要标志，直接影响着国民经济中许多部门的发展。

模具企业因技术、供应商及人力资源的取得与调度等不当管理，而导致影响与客户的正常关系，并造成成本增加及利润减少，这是国内模具企业面临的最大问题之一。模具企业在面临产业转型中，运用信息化技术管理来提升企业在交货期、成本及质量等方面的竞争力，是企业必选的道路。

二、模具企业面临的一系列状况

当前，大多数模具制造企业主要是通过人工排配与跟催的方式实现订单的生产排程，物料的繁杂性、车间资源及库存资讯的不及时性、企业部门之间资讯传递的差异性、设备及人员调度的不及时性以及无法预估的紧急插单和人员的流动等不可控的因素，导致交货期过长，利润降低。面对日益严峻的竞争环境及缩短交期的要求，生产管理及工艺排配人员的工作压力极大，任何影响排程与交期不可控的因素，对于企业运营及客户关系的影响都是非常巨大的。

一、APS在模具企业的应用

3.1生产排程系统的组成

目前，模具制造业是APS应用的主要行业之一。模具行业手工排程，只能根据经验进行少量数据处理与作业，多任务和多机台的生产安排准确率较低。借助模管家自动排程系统，能够获得优异的生产计划，提高生产效率，应对紧急插单等作业。其主要功能组成如下图：

(附图一：模管家自动排程的主要组成模组)

模管家自动排程的作用主要表现在三个方面：

1、 按照实际有限的资源自动排出生产计划；

2、 及时准确的提供客户订单的进度状况和交货期；

3、 自动调整插单，协调企业同步有序的进行作业。

3.2生产计划流程

传统的生产计划是根据经验分层进行的，即生产计划部门下工单到各个加工部门，各部门的生产主管再根据内部的实际情况进行派工，生产排配准确率较低。使用模管家的自动排程系统后，这种情况大为改观，生产计划规划员通过系统，直接为各部门制定出设备级别的具体生产安排，使上级主管及生产计划员能够更加清晰的了解各车间设备、物料及人力的使用状况，以便更加快捷的找出生产的瓶颈所在，并及时作出生产调度，使资源得到最大化的利用。

（附图二，模管家自动排程的流程）

考虑模具加工工序多，加工要求复杂等行业特点，模管家自动排程将工艺与产品结构相结合，设计可精细化到工序级别的 BOM，为有限资源排程奠定基础。模管家自动排程的制造BOM能够精细到工序级别，并且考虑每道工序的物料投入、所用设备以及生产成品等，使得生产物流计划更为精细，即可明确每道工序详细的物料需求，适应多品种、多工序、多订单、小批量等生产类型的模具制造企业。

（附图三、 精细化制造 BOM 示意图）

二、模管家自动排程的功能介绍

模管家自动排程技术，从传统的ERP盲点出发，综合考虑物料和有限的企业资源，目的是生成订单的详细生产进度计划，同时将这个计划及时反馈给企业上层主管。

4.1工艺排配(CAPP)

CAPP(Computer Aided Process Planning)指借助于计算机软硬件技术和支撑环境，进行数值计算、逻辑判断和推理等的功能来制定零件机械加工工艺过程。借助于CAPP，可以解决手工工艺设计效率低、一致性差、质量不稳定、不易达到优化等问题。模管家自动排程之工艺排配包含以下特点：

1、 自动排配工序，将资源利用最大化，减少外发加工；

2、 模板化快速排程功能，减少排程时间，提高工作效率；

  (附图四：模管家自动排程之工艺排配)

3、 工时自动更新，使计划更准确执行；

4、 待排清单功能，可有效的查看未排配零件的信息，方便生管等作业人员快速的排配工序，避免零件遗漏；

5、 延迟清单功能，可以便捷的查看延迟加工零件的工序信息；

6、 优先级设置及并料加工功能，使资源的排配更合理，满足交期的要求；

7、 紧急插单作业，可以解决频繁插单后，资源重新排配与调度的难题；

8、 电子看板，可快速查看正在加工中的零件工序信息，使主管和员工在走动中就可以进行管理。

4.2工艺调度(CAMP)

CAMP(Computer AidedManufacture Planning)指在生产过程中的紧急插单，系统快速响应，对生产资源重新排程，使得计划人员能够快速获知计划调整所带来的影响，消除调整所带来的冲突和避免延期所带来的风险。模管家自动排程工艺调度的主要特点有：

1、 自动根据设备行事历，匹配工序的计划开始和完成时间，减少人工误差，提高效率；

2、 自动匹配设备类型中的空闲设备，最优化设备利用率；

3、 自动调整智能提示功能，使得计划人员能够快速获知计划调整所带来的影响；

4、 提供一系列的调整方法，如：调整加工顺序、加工时间、日历表等，提高制造效率；

5、 根据零件的实际完成时间，自动运算及调整计划；

6、 重排日程时，能在维持用户调整意图不变的前提下，消除调整所带来对于交期延迟的冲突；

1、 图示化的生产计划，使得计划调整非常直观。

(附图五：模管家自动排程之待排清单界面)

4.3及时响应紧急插单

依据用户设定的各种规则，全面考虑各种约束，尽量保持原计划加工顺序不变的前提下，插入紧急订单。通过及时响应紧急插单，快速回答订单交货期，增加客户满意度和忠诚度，大大降低插单后对企业其他订单的冲击，获得企业利润最大化。

（附图六：模管家自动排程甘特图之插单界面）

4.4排程计划图像化显示

采用现场看板及甘特图，以图示化的方式，呈现每台设备是加工、每道工序的进度及每个零件的工序状况，使得计划人员对工厂实际状况全面性的掌控。

（附图七：模管家自动排程之看板管理）

一、实施后效果

1、 制造信息量提高5%-80%；

2、 交期提前20%以上；

3、 生产效率提高5%-30%；

4、 厂内制造成本降低15%以上；

5、 工单之间交换所产生的无效工时将低于25%以上；

6、 有效降低外包20%以上；

7、 生产透明度提升20%-90%；

8、 生产灵活性提升10%-50%；

9、 生产管理成本降低5%-30%；

二、 总结

系统将车间信息化生产线的需求与现有的生产模式结合起来，提出一种自动排程模式下的车间生产调度系统，通过对车间资源有效的分析及排配，使车间的资源得到最大化的利用;通过甘特图及现场实时看板的方式呈现，降低了车间各种异常事件对生产造成的影响，提高了车间生产与管理效率。

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