制造業(yè)車間作業(yè)計劃與調(diào)度研究（二）

董 鵬，王鐵雁，江 佳，陳龍虎，歐海燕

（1.卡萊（梅州）橡膠制品有限公司，廣東 梅州 514759；2.香港大學(xué) 工程學(xué)院，香港；3.東風(fēng)柳州汽車有限公司，廣西 柳州 545005；4.解放軍總參謀部第60研究所，江蘇 南京 210016；5.廣東商學(xué)院 工商管理學(xué)院，廣東 廣州 510320）

制造業(yè)車間作業(yè)計劃與調(diào)度研究（二）

董 鵬1，王鐵雁2，江 佳3，陳龍虎4，歐海燕5

（1.卡萊（梅州）橡膠制品有限公司，廣東 梅州 514759；2.香港大學(xué) 工程學(xué)院，香港；3.東風(fēng)柳州汽車有限公司，廣西 柳州 545005；4.解放軍總參謀部第60研究所，江蘇 南京 210016；5.廣東商學(xué)院 工商管理學(xué)院，廣東 廣州 510320）

車間作業(yè)計劃（Production Activity Control，PAC）是企業(yè)生產(chǎn)計劃的最終環(huán)節(jié)，對制造領(lǐng)域的經(jīng)營管理效率起著支撐作用。針對當(dāng)前企業(yè)存在的諸多問題，在系統(tǒng)分析了作業(yè)的特點以及對PAC編制的來源及過程的總結(jié)基礎(chǔ)上，科學(xué)歸納了制造業(yè)PAC與調(diào)度流程，并給出了相應(yīng)的評價標(biāo)準(zhǔn)和調(diào)控措施。

制造業(yè)信息化；車間作業(yè)計劃；車間調(diào)度；評價指標(biāo)；制造業(yè)

表2 PAC指標(biāo)體系

5 PAC的異常處理與調(diào)控

5.1 生產(chǎn)過程中的異常處理

在實際生產(chǎn)中很多影響PAC正常執(zhí)行的不確定性事件(如表3所示)將使確定的調(diào)度方案不能正常執(zhí)行，此時企業(yè)需要重新安排調(diào)度。在修改PAC時，應(yīng)著重考慮以下因素：是否影響用戶的服務(wù)水平，成本是否增加，PAC的可信度是否嚴(yán)重下降，企業(yè)環(huán)境和市場變化是否頻繁、迅速。車間調(diào)度要及時了解這些影響因素，組織有關(guān)部門和人員降低這些不平衡因素的影響，保證PAC安全運(yùn)行和按要求完成。

5.2 PAC實施的進(jìn)度控制

車間的生產(chǎn)管理主要集中在計劃與控制兩個方面。生產(chǎn)控制是對生產(chǎn)的數(shù)量和進(jìn)度的控制，主要包括車間調(diào)度、生產(chǎn)作業(yè)核算和在制品管理等內(nèi)容。作業(yè)控制的內(nèi)容很多，可以歸納成三條：進(jìn)度控制、在制品控制和能力負(fù)荷控制[8]。進(jìn)度控制和在制品控制主要靠計劃手段實現(xiàn)，能力負(fù)荷控制主要靠調(diào)度手段實現(xiàn)。生產(chǎn)控制的步驟主要包括確立標(biāo)準(zhǔn)、衡量績效和糾正偏差三個階段。生產(chǎn)計劃調(diào)度與控制的目標(biāo)是通過對制造過程中物料的合理計劃、調(diào)度與控制，縮短產(chǎn)品的制造周期，減少在制品，提高生產(chǎn)率，其工作要求具有計劃性、統(tǒng)一性、預(yù)見性和及時性等特點。生產(chǎn)進(jìn)度控制的主要內(nèi)容包括投入進(jìn)度控制，出產(chǎn)進(jìn)度控制和工序進(jìn)度控制，其中出產(chǎn)進(jìn)度控制有利于出產(chǎn)進(jìn)度的順利進(jìn)行，追蹤投入進(jìn)度和工序進(jìn)度，及時掌握出產(chǎn)信息；工序進(jìn)度控制可以保證生產(chǎn)連續(xù)性，適合周期長，工序多的產(chǎn)品。從均衡生產(chǎn)角度出發(fā)的基于產(chǎn)出速度的生產(chǎn)思想，可應(yīng)用于制訂作業(yè)計劃 (即投料順序安排)、進(jìn)行車間調(diào)度及應(yīng)對不確定因素等方面；從動態(tài)思想角度考慮作業(yè)計劃，解決靜態(tài)計劃與動態(tài)調(diào)度間的矛盾。目前企業(yè)常采用的生產(chǎn)進(jìn)度控制措施主要有：

表3 生產(chǎn)過程中的一些基本不確定性事件、產(chǎn)生直接影響及所采取策略

（1）保持足夠庫存量。這種措施簡單、有效，但占用大量資金、造成庫存損耗，還會掩蓋管理中存在的問題。

（2）異常原因分析、追查。針對異常提出對策、改善重點，設(shè)定異常表單，召開異常管理會議檢討異?，F(xiàn)象，并通過部門協(xié)調(diào)方式獲得較圓滿的處理對策并確保實效；定期分析生產(chǎn)異常所費成本并探討潛在原因，研訂出永久性處理對策并通知相關(guān)部門及人員執(zhí)行。異常處理的最大挑戰(zhàn)是如何適應(yīng)持續(xù)不斷的變化，否則容易出現(xiàn)參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，造成資源利用不合理，優(yōu)先級沒有得到有效控制，生產(chǎn)工藝不夠合理，無效作業(yè)過多，提前期過長等問題。要解決實際生產(chǎn)中因各種影響因素導(dǎo)致訂單延期的問題，生產(chǎn)部門可以采取工序重疊或縮小工序間隔時間的方法，其中工序重疊(并行加工)不是等到在一個設(shè)備上加工的所有零件都已經(jīng)完成以后再將它們運(yùn)到下一臺設(shè)備進(jìn)行后續(xù)的加工，而是在部分零件的加工以后就將它們運(yùn)送到下一臺設(shè)備 (有時事先還需要進(jìn)行檢驗)，并在那里立即開始下一道工序的加工，但采用工序重疊的方法將會增加額外的運(yùn)輸費用，并需要有關(guān)部門加強(qiáng)生產(chǎn)監(jiān)控。由于車間調(diào)度與管理工作實現(xiàn)了計算機(jī)管理，通過對生產(chǎn)過程進(jìn)行合理的組織，可減少成品、半成品存量，降低浪費。同時，大量的統(tǒng)計工作和信息傳遞工作由計算機(jī)完成，可節(jié)省部分管理費用，提高了管理的科學(xué)性與有效性。當(dāng)生產(chǎn)進(jìn)度落后時，能及時主動地與有關(guān)部門商量對策，協(xié)商解決辦法，并采取行動加以補(bǔ)救。生產(chǎn)過程錯綜復(fù)雜，要使PAC得到貫徹執(zhí)行，達(dá)到預(yù)期目的，還需要生產(chǎn)管理人員不斷進(jìn)行綜合平衡和調(diào)整。

（3）加強(qiáng)工裝管理，制訂預(yù)防性維修計劃（PM）。企業(yè)應(yīng)對生產(chǎn)中容易出現(xiàn)的非正常停工、影響正常生產(chǎn)秩序的環(huán)節(jié)制訂預(yù)防性措施，包括生產(chǎn)流程中工藝路線長、工序復(fù)雜的零部件；加工精度高、難度大和廢品率高的工序；故障發(fā)生頻繁或負(fù)荷率特別高的設(shè)備等，一方面通過建立嚴(yán)格的PM制度，做好設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)。在企業(yè)生產(chǎn)實踐過程中，需要對生產(chǎn)流程中的某些關(guān)鍵環(huán)節(jié)制定預(yù)防措施，把可能發(fā)生的問題在產(chǎn)生之前解決。將關(guān)鍵設(shè)備的計劃與基于設(shè)備狀態(tài)的PM進(jìn)行同步與協(xié)調(diào)，在制定PAC的同時考慮設(shè)備的預(yù)防性維護(hù)，達(dá)到整體設(shè)備效能（OEE）最高的目標(biāo)。關(guān)鍵工序的監(jiān)控目的在于創(chuàng)造良好的工作條件，排除干擾因素，保證生產(chǎn)進(jìn)度嚴(yán)格按照計劃進(jìn)度進(jìn)行，非關(guān)鍵工序的監(jiān)控旨在控制作業(yè)開始時間和完成時間，避免因非關(guān)鍵工序的延期影響關(guān)鍵工序的作業(yè)。另一方面提高搶修技術(shù)，縮短搶修時間，通過加班趕工來彌補(bǔ)因各種原因造成損失，保證PAC如期完成。對車間內(nèi)設(shè)備位置進(jìn)行研究分析，使其與所生產(chǎn)的產(chǎn)品規(guī)格相對應(yīng)，減少物料流動的時間和距離，認(rèn)真進(jìn)行工序研究，實現(xiàn)各工序間生產(chǎn)能力的相對平衡。另外，加強(qiáng)工藝技術(shù)管理，加強(qiáng)事前預(yù)防和事中控制，隨時糾正、消除不規(guī)范操作和工藝缺陷，減少因處理工藝問題造成的時間浪費。

（4）采用技術(shù)措施。壓縮關(guān)鍵路線工序作業(yè)時間，節(jié)約成本，如改進(jìn)工藝方案、合理劃分工序組成和改進(jìn)工藝裝備等。在網(wǎng)路計劃的優(yōu)化方面，著重從時間優(yōu)化和成本優(yōu)化上下功夫。一方面在人力、材料、設(shè)備和資金等資源有保障的前提下，尋求最短生產(chǎn)周期，改變銜接關(guān)系，組織平行交叉作業(yè)，優(yōu)先保證關(guān)鍵活動上的人力和物力；另一方面找出時間費用較少的方案，達(dá)到節(jié)約時間，降低成本的目的。企業(yè)在調(diào)整工序仍未達(dá)到客戶的交貨期要求時，需要與客戶協(xié)商延長交期，然后采取組織措施，在工藝流程允許的條件下，對關(guān)鍵路線上的各關(guān)鍵工作組織平行作業(yè)或交叉作業(yè)，合理調(diào)配工作人員，利用時差，從非關(guān)鍵路線上，抽調(diào)部分人力集中于關(guān)鍵路線。實踐證明，抓住關(guān)鍵環(huán)節(jié)對建立班組生產(chǎn)秩序和加快生產(chǎn)進(jìn)度有重要作用。

（5）PAC控制方法。生產(chǎn)進(jìn)度控制的方法主要有平衡線法、圖表控制法和準(zhǔn)時制控制法等，這些方法具有不同的特點和適用對象。但在制訂作業(yè)計劃時以上方法均沒有考慮系統(tǒng)瓶頸，當(dāng)出現(xiàn)瓶頸發(fā)生漂移等異常情況時，沒有相應(yīng)的應(yīng)對措施，因此無法真正意義上實現(xiàn)均衡生產(chǎn)。在車間作業(yè)控制系統(tǒng)中，需要依靠計算機(jī)的快速計算能力，采用一些優(yōu)化規(guī)則來編排合理有效的PAC，作為生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備、任務(wù)及作業(yè)安排工作依據(jù)，使制造企業(yè)的各環(huán)節(jié)有條不紊圍繞其運(yùn)轉(zhuǎn)。在不增加設(shè)備的情況下，通過快速換模(SMED),發(fā)揮柔性生產(chǎn)系統(tǒng)的作用，對所有設(shè)備能生產(chǎn)的產(chǎn)品規(guī)格做好規(guī)劃，及時調(diào)整，更換工裝，發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)備的能力，減少生產(chǎn)準(zhǔn)備時間以縮短生產(chǎn)周期。

（6）加強(qiáng)人力資源管理，實現(xiàn)人員的充分配置，把人員因素的影響降到最低。對員工進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，達(dá)到一人多能，實現(xiàn)崗位間的互換，以應(yīng)付緊急情況；完善班組間、工序間的績效考核，結(jié)合績效對員工進(jìn)行必要的崗位調(diào)整與補(bǔ)充。

（7）偏差控制。在實際生產(chǎn)過程中還需對生產(chǎn)偏差進(jìn)行管控，當(dāng)實際完成情況與計劃偏差較大時，應(yīng)及時采取有效的糾正措施，使生產(chǎn)過程處于受控狀態(tài)，保證作業(yè)計劃目標(biāo)的順利實現(xiàn)。要解決PAC的實施過程中，由于某些不確定事件破壞PAC中原有平衡的問題，則需對PAC進(jìn)行全過程控制，監(jiān)督檢查取得實際生產(chǎn)進(jìn)度與計劃偏離的信息，利用偏離的信息進(jìn)行分析，采取糾正偏差的行動，及時調(diào)整、校正生產(chǎn)進(jìn)度。具體來說，將實時監(jiān)控的數(shù)據(jù)與計劃數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，評價執(zhí)行的偏差，確定是否對PAC進(jìn)行滾動。具體方法是:設(shè)某一天實際加工的工序總數(shù)為nR(nR由對監(jiān)控數(shù)據(jù)的統(tǒng)計得到)，其中與計劃吻合的工序數(shù)量為nS，則執(zhí)行的吻合率可表示為[9]:

設(shè)定一個偏差率門檻值，記為[σ]，當(dāng) σ>[σ]，對PAC進(jìn)行滾動，否則仍然維持原來的計劃。充分利用監(jiān)控數(shù)據(jù)，根據(jù)執(zhí)行的偏差率定量地決定是否進(jìn)行作業(yè)計劃的滾動，相應(yīng)地確定日程作業(yè)計劃的時間長度。由此可見，PAC具有動態(tài)性[10][11]，主要表現(xiàn)在兩方面：一方面由于車間生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的如訂單改變和下達(dá)時間、機(jī)床故障等各種擾動和變數(shù)，使PAC必須隨之實時地滾動才能保證計劃的準(zhǔn)確性和可行性；另一方面PAC的制定受產(chǎn)品工藝方案的制約，只有充分考慮產(chǎn)品的多工藝方案，才可能保證制定柔性的PAC。當(dāng)需求變動時，要分析變動計劃的限制條件和難易程度，確認(rèn)訂單和下達(dá)訂單系統(tǒng)都不能自動修改，保持計劃的穩(wěn)定性。修訂計劃應(yīng)該嚴(yán)肅認(rèn)真，并且按照程序進(jìn)行，只有生產(chǎn)計劃系統(tǒng)才有權(quán)利對計劃進(jìn)行修訂，未接到正式修訂的計劃之前，各車間部門無權(quán)改變原計劃。

6 結(jié)語

本文針對當(dāng)前制造業(yè)PAC與調(diào)度存在的問題，主要做了以下工作：①為企業(yè)提供了良好的生產(chǎn)作業(yè)制定思路，使企業(yè)制定出合適的PAC。②提供了準(zhǔn)確、及時的車間作業(yè)調(diào)度策略，確保企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的高效運(yùn)行。③應(yīng)用了先進(jìn)合理的車間作業(yè)調(diào)度方法，合理配置各種資源，通過優(yōu)化作業(yè)安排與調(diào)度方法的結(jié)合，提高制造系統(tǒng)的運(yùn)行效率，滿足客戶的要求，增強(qiáng)企業(yè)在市場上的競爭力等。未來車間管理將更多地涉及管理與科學(xué)技術(shù)和工程問題的綜合處置與協(xié)調(diào)等方面，因此，加強(qiáng)PAC優(yōu)化車間管理可以使企業(yè)利用有限的資源和生產(chǎn)能力，靈活地運(yùn)用各種優(yōu)化方法，從而更合理地安排生產(chǎn)，以取得企業(yè)效益的最大化。

（致謝：感謝廈門理工學(xué)院蔡清毅教授、安徽亳州師范高等?？茖W(xué)校張鵬飛教授、西安交通大學(xué)管理學(xué)院王鐵山博士、南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院周薔博士、河北華北石油工程建設(shè)有限公司陳玉杰工程師和卡萊公司計劃部團(tuán)隊對本論文提出的寶貴意見）

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Manufacturing workshop production activity control and scheduling research

DONG Peng1,WANG Tieyan2,JIANG Jia3,CHEN Longhu4,OU Haiyan5
（1.Carlisle（Meizhou）Rubber Manufacturing Co.,Ltd.,Meizhou 514759,Guangdong China;2.Faculty of Engineering,University of Hong Kong,Hong Kong China；3.Import and Export Department,Dongfeng Liuzhou Motor Co.,Ltd.,Liuzhou 545005,Guangxi China;4.No.60 Research Institute of General Staff Headquarter of Chinese People's Liberation Army,Nanjing 210016,Jiangsu China;5.College of Management,Guangdong University of Business Studies,Guangzhou 510320,Guangdong China)

The Production Activity Control（Production Activity Control,PAC)is the last step in manufacturing plan for the enterprise.In view of the current problems in the enterprise,the characteristics of the operation process have been analyzed.On the basis of summarization of source and process of PAC,the PAC and scheduling process in manufacturing workshop have been summarized scientifically.The corresponding evaluation standards and control measures have been pointed out.

PAC;Workshop scheduling;Evaluation index;Manufacturing industry

P791

A

1672－0121（2012）03－0102－04

2011-11-17

董 鵬（1980-），男，APS研究員，從事生產(chǎn)計劃與調(diào)度、供應(yīng)鏈管理等