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小批量多品種裝配生產(chǎn)管理系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用

發(fā)表時間： 2011-10-16 作者: 李學(xué)兵 來源: 萬方數(shù)據(jù)

關(guān)鍵字: 小批量多品種 混合生產(chǎn)制造 批次生產(chǎn) 生產(chǎn)管理 

依據(jù)客戶要求(訂單)，采用柔性化的生產(chǎn)模式來滿足客戶日益多樣化和個性化的需求，企業(yè)如何充分利用制造信息技術(shù)在復(fù)雜的生產(chǎn)環(huán)境中，高效組織混流裝配生產(chǎn)活動并制造出滿足客戶需求的產(chǎn)品，顯得異常重要。提出了基于數(shù)據(jù)流的柔性化批次裝配生產(chǎn)全狀態(tài)、全過程和責任制管理模式，采用基于單位時間內(nèi)提高資金回款額和利潤額日排產(chǎn)體系，較好地解決了小批量多品種多批次生產(chǎn)模式下的生產(chǎn)管理問題，并對小批量多品種混合裝配制造的企業(yè)具有較好的示范意義。

0 引言

    產(chǎn)品制造企業(yè)要貼近市場，通過產(chǎn)品設(shè)計的消費者導(dǎo)向來滿足消費者的個性化需求。為此，很多裝配制造企業(yè)采取訂單生產(chǎn)和儲備生產(chǎn)相結(jié)合的方式進行生產(chǎn)經(jīng)營活動，經(jīng)銷商根據(jù)市場的實際情況下訂單，進行量身定做，采用柔性化生產(chǎn)方式。柔性是企業(yè)在劇烈變化的環(huán)境中求得生存和發(fā)展的一個不可缺少的因素，從客觀上降低生產(chǎn)企業(yè)和經(jīng)銷商的運營風(fēng)險，同時也盡可能滿足了消費者需求。

    制造資源計劃(Manufacturing Resource Planning，MRPII)和企業(yè)資源計劃(Enterprise Resou-rce Planning，ERP)理論系統(tǒng)中計劃管理系統(tǒng)占有舉足輕重的地位。隨著采購供應(yīng)鏈和銷售供應(yīng)鏈體系的成熟與應(yīng)用，對于小批量多品種的裝配生產(chǎn)管理系統(tǒng)，必須加強以柔性計劃為主線的企業(yè)內(nèi)部和外部的信息流和數(shù)據(jù)流的管理，企業(yè)內(nèi)部與外部之間的協(xié)作性是生產(chǎn)管理系統(tǒng)所必需解決的問題。小批量多品種多批次生產(chǎn)裝配企業(yè)的特點為：1)產(chǎn)品品種多，產(chǎn)品零件品種多；2)生產(chǎn)以訂單為主，采用生產(chǎn)儲備的生產(chǎn)模式；3)個性化產(chǎn)品，創(chuàng)新的、小批量投入市場的新研發(fā)品頻繁；4)對市場快速反應(yīng)的能力要求高；5)外協(xié)、外購量大；6)生產(chǎn)負荷具有動態(tài)性。所以，小批量多品種多批次的裝配生產(chǎn)企業(yè)必須采取滾動式生產(chǎn)計劃管理模式，建立以周為單位的滾動日計劃體系，以保證生產(chǎn)數(shù)據(jù)在所有生產(chǎn)部門有效流動；通過數(shù)據(jù)流和業(yè)務(wù)相互驅(qū)動的方式達到企業(yè)綜合優(yōu)化的思想流程，對生產(chǎn)過程全狀態(tài)、全過程和責任制的生產(chǎn)管理模式，采取基于單位時間內(nèi)資金回款額和利潤額日排產(chǎn)體系。

1 生產(chǎn)管理系統(tǒng)設(shè)計

    1.1 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計

    圍繞裝配生產(chǎn)管理過程，依據(jù)產(chǎn)品、工藝文件編制指導(dǎo)裝配和零件供應(yīng)的生產(chǎn)技術(shù)文件，根據(jù)客戶訂單和市場需求預(yù)測，編制產(chǎn)品銷售計劃，制定批次生產(chǎn)作業(yè)計劃，發(fā)布生產(chǎn)準備計劃，批次零件訂貨合同、用于指導(dǎo)倉庫批次收貨計劃和批次送貨的工位發(fā)料計劃，根據(jù)生產(chǎn)裝配批次收送貨情況，動態(tài)預(yù)告不足件。依據(jù)排產(chǎn)序列生成裝配條碼，對裝配物流進行作業(yè)跟蹤；生產(chǎn)過程應(yīng)體現(xiàn)批次性，從銷售需求、生產(chǎn)儲備計劃和日排產(chǎn)序列計劃的發(fā)布，零／部件采購、零件的驗收入庫、發(fā)貨、產(chǎn)品下線和入庫，全程體現(xiàn)批次性和動態(tài)性，實現(xiàn)零／部件的生產(chǎn)批次審核和核算。裝配多品種混流生產(chǎn)過程和銷售應(yīng)進行全程有效跟蹤管理的生產(chǎn)管理系統(tǒng)。裝配生產(chǎn)管理主要功能框圖如圖1所示，生產(chǎn)管理系統(tǒng)的主要模塊有：裝配清單管理、生產(chǎn)管理、物料采購管理、倉儲管理、財務(wù)管理和銷售管理。

 分頁訂單從經(jīng)銷商需求開始到訂單生產(chǎn)完成，實現(xiàn)訂單生產(chǎn)到銷售全過程和全狀態(tài)管理。主要優(yōu)點如下：

    1)生產(chǎn)可根據(jù)需求和預(yù)測儲備方式組織，保證了生產(chǎn)的有效性，避免了盲目生產(chǎn)過程。

    2)依據(jù)批次計劃組織生產(chǎn)，生產(chǎn)組織有序，極大地避免了生產(chǎn)過程中的很多不確定因素。

    3)依據(jù)生產(chǎn)狀態(tài)組織生產(chǎn)可以對生產(chǎn)過程進行監(jiān)控，有利于對突發(fā)事件進行及時處理和對過程的有效監(jiān)督。

    4)對訂單的生產(chǎn)過程進行監(jiān)督可以進一步幫助生產(chǎn)過程的分析，促進生產(chǎn)更加有效地運行。

    5)通過訂單狀態(tài)的管理，保證了訂單的有效執(zhí)行，能夠及時發(fā)現(xiàn)問題和有效地解決問題，可對在制品進行很好地管理。

    6)根據(jù)批次生產(chǎn)和采購，可以保證產(chǎn)品生產(chǎn)的可追溯性，售后服務(wù)體系可以很好地通過產(chǎn)品的批次有效地追溯產(chǎn)品從訂單的發(fā)起、零／部件采購的供應(yīng)商和產(chǎn)品裝配制造過程情況，既保證了生產(chǎn)過程準確運行，又保證了企業(yè)產(chǎn)品售后服務(wù)體系有效運作。

    2.2 零／部件采購路線狀態(tài)管理

    由于新產(chǎn)品不斷出現(xiàn)，導(dǎo)致大量新零件的產(chǎn)生；供應(yīng)商的變換導(dǎo)致零件試裝件增加，每年的采購競價措施導(dǎo)致采購路線的變換，因此采取路線的全狀態(tài)管理可以很好地保證采購正常有序地進行。新零件的出現(xiàn)，使零件價格也需要進行狀態(tài)管理，產(chǎn)品價格采取核算價和采購價格同時存在的方式，避免了產(chǎn)品來不及定價造成企業(yè)產(chǎn)生隱形成本和財務(wù)潛虧現(xiàn)象。

    1)零件采購路線狀態(tài)：試制狀態(tài)、試裝狀態(tài)、采購

    2)零件價格狀態(tài)：估價、試用和正式價格。小批量多品種以適應(yīng)市場訂單要求組織生產(chǎn)，零／部件可能因為市場要求必須采購，價格談判可能滯后，如果沒有價格就有造成當月采購成本有嚴重誤差的問題。而估價可以大大減少成本誤差，結(jié)算之前必須有正式價格，這樣既保證了生產(chǎn)又保證了財務(wù)成本核算的要求。

    2.3 單位時間資金周轉(zhuǎn)率和利潤率的排產(chǎn)體系

    一般裝配制造企業(yè)主要是以訂單和銷售預(yù)測儲備方式進行生產(chǎn)，銷售方式主要有現(xiàn)金銷售和賒銷方式。賒銷主要是經(jīng)銷商或代理商與廠家簽訂銷售協(xié)議，并進行賒銷數(shù)量和金額許可協(xié)議，在一定數(shù)量或銷售金額下可以進行賒銷，賒銷有一定期限，在一定期限內(nèi)要么退貨、要么付款(本文單位時間資金回款率特指單位時間內(nèi)經(jīng)銷商回款額，單位時間利潤率特指單位時間產(chǎn)品回款產(chǎn)生的利潤)，因此對于生產(chǎn)商必須承受一定生產(chǎn)資金壓力，對小批量多品種的生產(chǎn)裝配企業(yè)，完全靠上下游供應(yīng)鏈的資金盡快地進行資金周轉(zhuǎn)，否則會導(dǎo)致資金鏈的斷裂，加大企業(yè)經(jīng)營風(fēng)險。同時，混流裝配企業(yè)產(chǎn)品的復(fù)雜性和產(chǎn)品差異性較大，每天裝配最高定額不應(yīng)當以裝配產(chǎn)品數(shù)量為準，應(yīng)以裝配工時為依據(jù)。因此對于小批量多品種裝配制造企業(yè)，必須以提高資金回款率和利潤率為目標，建立日排產(chǎn)體系，在提高企業(yè)經(jīng)營效益的基礎(chǔ)上提高生產(chǎn)效率。以周為單位的滾動日計劃體系，周排產(chǎn)計劃基本不變，變動都在周計劃之間。這樣訂單一旦形成就可以計算出訂單排產(chǎn)時間，便于組織生產(chǎn)和銷售。系統(tǒng)建立了以單位時間資金周轉(zhuǎn)率和利潤率為目標、以生產(chǎn)線工時為約束的數(shù)學(xué)模型，并通過目標加權(quán)方式轉(zhuǎn)化為背包問題，采用基于改進的遺傳算法刮進行求解。排產(chǎn)數(shù)據(jù)如表2所示。

    本文對某條生產(chǎn)線某天的14個批次進行某日排產(chǎn)。生產(chǎn)線工時為1400個。交叉概率為0.65，變異概率Pm=0.01，種群規(guī)模為200，車型利潤率權(quán)重為0.2，車型回款率權(quán)重為0.8。求解結(jié)果是：生產(chǎn)線總工時為1398個，排產(chǎn)日加權(quán)目標為60.8665萬形天(最大滿足生產(chǎn)線工時的單位時間最大回款率＋單位時間的最大利潤率)。表2所示數(shù)據(jù)表明，回款率與利潤率的加權(quán)目標最高的批次D、K、L、M、N、J、I和H進人排產(chǎn)，利潤率和回款率較高的E批次因排產(chǎn)也要滿足生產(chǎn)線日額定最高工時1400(實際日最優(yōu)排產(chǎn)工時為1398)而沒有優(yōu)先排產(chǎn)�；乜盥屎屠麧櫬实臋�(quán)重不同，，排產(chǎn)結(jié)果可能會不同�；乜盥屎屠麧櫬实臋�(quán)重可以動態(tài)選擇或靜態(tài)選擇，企業(yè)也可根據(jù)企業(yè)經(jīng)營的情況設(shè)定，如汽車裝配企業(yè)在產(chǎn)量高的3～5月采取回款率高的權(quán)重，在淡季采取利潤率高的權(quán)重。

    2.4 系統(tǒng)主要功能

    整個系統(tǒng)以裝配清單管理為基礎(chǔ)，生產(chǎn)管理按照.產(chǎn)品批次進行，財務(wù)全程監(jiān)控生產(chǎn)管理過程。按照客戶訂單與市場需求，編制產(chǎn)品銷售計劃和生產(chǎn)作業(yè)計劃，編制裝配品種序列、零／部件訂貨合同、零／部件上線計劃、零／部件要貨計劃和零／部件T位發(fā)料清單，通過對裝配生產(chǎn)過程的跟蹤管理與信息采集，按照準時化生產(chǎn)要求，指導(dǎo)倉庫零／部件向多品種混流裝配線的工位送貨。系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)裝配制造過程的成本核算，以及結(jié)合業(yè)務(wù)管理的各種要求，非常方便靈活地實現(xiàn)對各種有關(guān)數(shù)據(jù)的維護、查詢、分類與匯總，財務(wù)賬結(jié)算和碰單。

    2.4.1 裝配清單管理

    裝配清單管理是對裝配用零／部件進行維護與管理，對外購、外協(xié)和自制零／部件進行屬性、工藝路線和用量等內(nèi)容進行描述。通過對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的更改，系統(tǒng)自動建立數(shù)據(jù)更改檔案，能夠輸出某一型號產(chǎn)品按照發(fā)交路線輸出的零／部件清單；對兩個產(chǎn)品的裝配零／部件清單進行差異情況的檢查；同時，也可以輸出零／部件在多種產(chǎn)品中的用量情況，按照零／部件分類輸出產(chǎn)品零／部件清單等功能產(chǎn)品，并且能夠顯示每批次的實際裝配清單，可以更好地跟蹤產(chǎn)品零件供貨路線和工藝更改情況。

    2.4.2 生產(chǎn)管理

    銷售部產(chǎn)品的滾動動態(tài)月度需求計劃發(fā)布，技術(shù)部和財務(wù)部對需求計劃的確認，形成生產(chǎn)準備計劃；采購部根據(jù)滾動動態(tài)月度需求計劃進行生產(chǎn)準備，依據(jù)經(jīng)銷商的信用以提高資金周轉(zhuǎn)率和利潤率為前提建立日排產(chǎn)體系，并可以隨時修改發(fā)布日排產(chǎn)計劃并計算生成排產(chǎn)下線序列(生產(chǎn)條碼)。根據(jù)產(chǎn)品裝配生產(chǎn)、入庫完成情況，建立產(chǎn)品統(tǒng)計臺賬，對產(chǎn)品生產(chǎn)完成情況與成本進行統(tǒng)計與分析；依據(jù)裝配過程、倉庫零／部件出入庫過程的庫存管理情況進行統(tǒng)計分析；對生產(chǎn)計劃完成情況數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，能夠輸出生產(chǎn)日報、生產(chǎn)月報等，并提供產(chǎn)品生產(chǎn)經(jīng)營過程中相關(guān)的各種信息，內(nèi)容包括產(chǎn)品零／部件清單、客戶訂單、零／部件發(fā)交情況、產(chǎn)品庫存情況，零／部件倉庫和現(xiàn)場在制品庫存情況、現(xiàn)場生產(chǎn)情況、生產(chǎn)計劃情況，以及生產(chǎn)計劃完成情況。裝配生產(chǎn)過程中對現(xiàn)場生產(chǎn)關(guān)鍵部位信息進行采集，動態(tài)掌握產(chǎn)品裝配和關(guān)鍵總成的現(xiàn)場作業(yè)狀況，全面了解和掌握現(xiàn)場生產(chǎn)情況，及時解決現(xiàn)場出現(xiàn)的各種問題；根據(jù)現(xiàn)場采集的信息，系統(tǒng)能夠模擬混流裝配線的品種變化情況。分頁2.4.3 物料采購管理

    根據(jù)滾動動態(tài)月度生產(chǎn)計劃對零／部件需要量進行按批次確定，編制裝配零／部件批次需求計劃，按照裝配單位編制零／部件批次要貨計劃；按照零／部件批次需求計劃，檢查零／部件的庫存狀況，預(yù)告不足件；按照供應(yīng)路線生成訂貨合同清單，系統(tǒng)提供查閱庫存零件發(fā)交情況等統(tǒng)計功能。系統(tǒng)通過設(shè)定庫存核算日期，對倉庫零件出入庫收發(fā)情況進行核算，計算出零件訂貨計劃與實際零件發(fā)交之間的差額，為合理編制出零件訂貨計劃提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

    2.4.4 倉庫管理

    根據(jù)生產(chǎn)計劃按批次生成零／部件收發(fā)清單；根據(jù)收發(fā)清單，零／部件倉庫進行零／部件收發(fā)，倉庫對清單審核，庫存管理以庫存記賬為主，通過對出入庫情況的全過程管理，按照業(yè)務(wù)管理要求建立電子賬本，輸出當前零／部件倉庫庫存和各種庫存統(tǒng)計報表等。

    2.4.5 銷售管理

    根據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)信息，對產(chǎn)品入庫與出庫情況進行管理，形成產(chǎn)品庫存電子賬本，全面了解產(chǎn)品庫存、庫存品種情況與產(chǎn)品市場銷售發(fā)貨品種變化情況，產(chǎn)品入庫按生產(chǎn)條碼管理，根據(jù)產(chǎn)品下線生成人庫單和倉庫審核入庫單據(jù)，實現(xiàn)批次單據(jù)生成與打印。

    2.4.6 財務(wù)管理

    根據(jù)零件供應(yīng)路線制定零／部件采購價格和核算價格，依據(jù)批次成本制定產(chǎn)品價格和核算價格，依據(jù)采購結(jié)算進行采購掛賬和付款，并進行產(chǎn)品銷售審核和銷售賬務(wù)管理。根據(jù)實際的批次采購清單對批次產(chǎn)品成本進行核算，根據(jù)零件分類進行產(chǎn)品成本構(gòu)成情況分析；根據(jù)產(chǎn)品銷售價格情況，計算產(chǎn)品與零／部件成本的價差情況，并根據(jù)銷售和財務(wù)狀況動態(tài)進行經(jīng)銷商信用管理。

    2.4.7 系統(tǒng)運行情況

    在復(fù)雜供應(yīng)鏈體系下，汽車制造企業(yè)普遍采取以市場為導(dǎo)向的訂貨型和備貨型相結(jié)合的生產(chǎn)模式。眾多的中大型商用車制造企業(yè)或汽車集團，為滿足差異化的市場需求和完善車型層次，成立了一些集團下的商用車企業(yè)，產(chǎn)量往往從幾千到數(shù)萬臺，此類生產(chǎn)企業(yè)采取小批量多品種生產(chǎn)方式，并且將多種車型在一條生產(chǎn)線上生產(chǎn)，一條生產(chǎn)線組裝小噸位到大噸位的商用車。東風(fēng)汽車公司在十堰的商用車生產(chǎn)企業(yè)有數(shù)家，如東風(fēng)神宇車輛有限公司、東風(fēng)特汽(十堰)客車有限公司和東風(fēng)實業(yè)(十堰)有限公司等。2006年筆者以產(chǎn)學(xué)研合作方式主持開發(fā)了主要生產(chǎn)低速貨車的東風(fēng)神宇車輛有限公司整車生產(chǎn)管理系統(tǒng)，2007年上線運行，經(jīng)過近3年運行和完善，完全實現(xiàn)了從銷售訂單管理到售后服務(wù)管理完整的生產(chǎn)管理系統(tǒng)。系統(tǒng)開發(fā)工具為Visual Basic 6.0、ASP 3.0(Active Server Page 3.0)數(shù)據(jù)庫為MSSQL 2000，開發(fā)模式為CS和BS，當前在線終端數(shù)為130戶，企業(yè)已經(jīng)從開發(fā)初期產(chǎn)量的6千臺發(fā)展到2009年的11千臺，產(chǎn)值9個多億，2009年生產(chǎn)批次818批，排產(chǎn)批次為1.077×103批，車型生產(chǎn)品種達到615種。東風(fēng)神宇整車生產(chǎn)管理系統(tǒng)運行界面如圖3所示。

圖3 東風(fēng)神宇整車生產(chǎn)管理系統(tǒng)運行界面

3 結(jié)語

    小批量多品種的裝配生產(chǎn)，突出了以準時化生產(chǎn)為目標的系統(tǒng)化管理思想j打破了傳統(tǒng)的生產(chǎn)組織管理方式，實現(xiàn)了現(xiàn)場生產(chǎn)信息的快速采集、處理和傳遞，為生產(chǎn)管理者進行產(chǎn)品多品種混流生產(chǎn)提供了及時、準確和可靠的管理依據(jù)。系統(tǒng)采取全狀態(tài)、全流水和生產(chǎn)要素顆�；墓芾砟Ｊ�。按產(chǎn)品市場銷售情況，編制產(chǎn)品生產(chǎn)作業(yè)計劃，以提高單位時間資金周轉(zhuǎn)率和利潤率方式進行排產(chǎn)，并以此開展企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營活動；在多品種混流生產(chǎn)方式下實現(xiàn)零／部件供應(yīng)的集配式管理；按照生產(chǎn)作業(yè)指令編制生產(chǎn)線零／部件上線計劃和工位發(fā)料計劃，實現(xiàn)從生產(chǎn)計劃編制、調(diào)整、發(fā)布、執(zhí)行、完成到分析的計算機信息處理；實現(xiàn)了倉庫與現(xiàn)場庫存的計算機統(tǒng)一管理、產(chǎn)品按批次計劃管理、整個生產(chǎn)流程化管理、統(tǒng)一的生產(chǎn)工作流和信息流；通過產(chǎn)品物流將裝配信息輸入產(chǎn)品信息之中，為今后跟蹤產(chǎn)品裝配質(zhì)量和售后服務(wù)提供強有力的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

    本文所提供的小批量多品種多批次裝配生產(chǎn)管理系統(tǒng)是一種生產(chǎn)業(yè)務(wù)有效流動的協(xié)作平臺，可以提高產(chǎn)品市場開發(fā)能力、企業(yè)市場應(yīng)變能力和資金周轉(zhuǎn)率，加強了生產(chǎn)現(xiàn)場綜合管理的水平，為企業(yè)帶來極大的經(jīng)濟效益，也為小批量多品種裝配企業(yè)管理起到了很好的示范作用。

責任編輯：梁曦

  本文關(guān)鍵詞：小批量多品種裝配生產(chǎn)管理系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。