制造企業(yè)熱處理過程智能排產(chǎn)系統(tǒng)構(gòu)建

胡曉松 王婷婷

【摘要】本項目實現(xiàn)了制造企業(yè)熱處理車間生產(chǎn)計劃的科學(xué)管理，提高了熱處理車間生產(chǎn)能力，穩(wěn)定了熱處理周期，促進了零部件制造車間準(zhǔn)時配套。同時，通過實施智能排產(chǎn)系統(tǒng)，改變了熱處理車間依靠經(jīng)驗進行排產(chǎn)，實現(xiàn)了智能化的資源統(tǒng)籌和優(yōu)化配置，為企業(yè)和零部件制造車間生產(chǎn)決策提供有力支持。

【關(guān)鍵詞】航空制造 熱處理 排產(chǎn)

在航空制造業(yè)企業(yè)中，熱處理車間大多屬于中轉(zhuǎn)協(xié)作車間，承擔(dān)零部件制造過程中的高溫、真空、化學(xué)等熱處理工序。因此，熱處理車間的生產(chǎn)計劃管理需同時協(xié)調(diào)多個零部件制造車間的生產(chǎn)需求。而且，由于熱處理工藝制度、經(jīng)濟批量的不同，熱處理車間還需進行精細(xì)排產(chǎn)，增大裝爐數(shù)量，提高生產(chǎn)資源整體利用率，縮短任務(wù)周期。促進零部件準(zhǔn)時配套。

一、項目建設(shè)內(nèi)容

（一）熱處理管理流程優(yōu)化。針對熱處理過程建立“虛擬服務(wù)中心”，驅(qū)動零部件制造車間提前發(fā)送生產(chǎn)訂單，熱處理車間按周期承諾零部件返回時間。企業(yè)綜合考評熱處理車間的服務(wù)水平（即在規(guī)定時間內(nèi)準(zhǔn)時完成服務(wù)訂單的比例）。將原有的被動接收生產(chǎn)任務(wù)、緊急插單多、無法進行生產(chǎn)任務(wù)預(yù)測的模式，改變?yōu)椤耙杂唵悟?qū)動的熱處理服務(wù)系統(tǒng)”模式。重點梳理熱處理過程的生產(chǎn)計劃管理，統(tǒng)一企業(yè)、熱處理車間及各零部件制造車間對“以訂單驅(qū)動的熱處理服務(wù)系統(tǒng)”模式的認(rèn)識，使管理目標(biāo)達成一致，并設(shè)計有效的考評機制，逐漸實現(xiàn)熱處理周期的固化。同時，收集完善熱處理排產(chǎn)所需數(shù)據(jù)。為系統(tǒng)開發(fā)做準(zhǔn)備。

（二）企業(yè)級智能排產(chǎn)系統(tǒng)開發(fā)?；凇耙杂唵悟?qū)動的熱處理服務(wù)系統(tǒng)”模式，研發(fā)企業(yè)級智能排產(chǎn)系統(tǒng)，以支持企業(yè)的熱處理訂單收集、任務(wù)優(yōu)先級排序、熱處理服務(wù)水平統(tǒng)計、熱處理周期收集及分析的功能，為企業(yè)協(xié)調(diào)中轉(zhuǎn)計劃、熱處理標(biāo)準(zhǔn)周期、服務(wù)水平等指標(biāo)的管理做決策支持。另外，以熱處理車間試點設(shè)備組為對象，針對該設(shè)備組所有任務(wù)訂單，開發(fā)基于生產(chǎn)資源優(yōu)化利用、提高熱處理服務(wù)水平的設(shè)備資源及排產(chǎn)算法。為車間級智能排產(chǎn)系統(tǒng)開發(fā)做提前研究。

（三）車間級智能排產(chǎn)系統(tǒng)開發(fā)。開發(fā)車間級智能排產(chǎn)系統(tǒng)，指導(dǎo)熱處理車間優(yōu)化自身資源，在有限設(shè)備資源的前提下。提高生產(chǎn)能力，更好地為各零部件制造車間的訂單服務(wù)。為實現(xiàn)精細(xì)化排產(chǎn)，需對每個班組構(gòu)建適用的排產(chǎn)模型，定制開發(fā)相應(yīng)的排產(chǎn)算法，并與熱處理車間已有MES系統(tǒng)進行有效銜接和數(shù)據(jù)交互。

二、智能排產(chǎn)系統(tǒng)架構(gòu)

智能排產(chǎn)系統(tǒng)由企業(yè)級智能排產(chǎn)系統(tǒng)和車間級智能排產(chǎn)系統(tǒng)兩部分構(gòu)成。

（一）企業(yè)級智能排產(chǎn)系統(tǒng)

企業(yè)級智能排產(chǎn)系統(tǒng)支持各零部件制造車間熱處理需求的統(tǒng)一排產(chǎn)，為企業(yè)生產(chǎn)決策做支持。該系統(tǒng)主要功能如下：

1.將各零部件制造車間熱處理訂單統(tǒng)一收集、整理，依據(jù)生產(chǎn)任務(wù)優(yōu)先級、緊急度等因素對緊急訂單進行標(biāo)識，提高其熱處理優(yōu)先級，明確緊急訂單的開始日期和最晚交付日期；

2.考察各零部件制造車間的任務(wù)實際周轉(zhuǎn)至熱處理車間的時間，衡量其與訂單預(yù)定時間的一致度，對一致度較高和較低的制造車間，建立提高和降低其車間整體優(yōu)先級、考核生產(chǎn)計劃踩點率等管理機制：

3.進行粗能力分析，預(yù)測熱處理訂單按時交付率，對熱處理訂單過多、能力不足的情況。通過可視化界面對熱處理能力缺口進行警示，為企業(yè)統(tǒng)一調(diào)配生產(chǎn)資源提供用戶交互界面：

4.向熱處理車間下發(fā)生產(chǎn)訂單，對訂單完成時間、準(zhǔn)時完成率進行統(tǒng)計，考察熱處理車間實際水平，進行生產(chǎn)任務(wù)評價考核；

5.通過歷史數(shù)據(jù)分析，校正不同類型熱處理訂單的標(biāo)準(zhǔn)周期，用于合理下達熱處理車間的標(biāo)準(zhǔn)周期指標(biāo)，拉動熱處理車間不斷提升生產(chǎn)能力，降低標(biāo)準(zhǔn)周期。

（二）車間級智能排產(chǎn)系統(tǒng)

車間級智能排產(chǎn)系統(tǒng)與熱處理車間MES系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互。實現(xiàn)熱處理車間內(nèi)各班組的只能排產(chǎn)，為熱處理車間生產(chǎn)管理人員提供決策支持。該系統(tǒng)主要功能如下：

1.匯總企業(yè)級智能排產(chǎn)系統(tǒng)輸出的、各零部件制造車間的熱處理訂單以及緊急生產(chǎn)任務(wù)訂單。進行統(tǒng)一的生產(chǎn)訂單排隊和粗能力分析等預(yù)處理工作；

2.以準(zhǔn)時完成企業(yè)級智能排產(chǎn)系統(tǒng)輸出的、各零部件制造車間的熱處理訂單、提高熱處理服務(wù)水平為目標(biāo)，優(yōu)化資源配置，自動生成車間級工序排產(chǎn)計劃，明確各工序開工和完成時間以及相應(yīng)的資源：

3.可視化展示生產(chǎn)排產(chǎn)結(jié)果，提供交互功能，車間計劃管理人員可基于臨時變動信息和實際情況，手工調(diào)整排產(chǎn)結(jié)果，人為干預(yù)排產(chǎn)決策；

4.根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)當(dāng)前完成狀態(tài)和未來熱處理訂單。智能分析和預(yù)測交付風(fēng)險，并通過可視化界面警示管理者關(guān)注。

三、項目實施計劃

為完成項目建設(shè)內(nèi)容，制定各階段項目實施計劃內(nèi)容如下：

第一階段（2016.4-2016.10）

1.梳理中轉(zhuǎn)協(xié)作計劃管理流程現(xiàn)狀：2.收集中轉(zhuǎn)任務(wù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（如標(biāo)準(zhǔn)周期、設(shè)備資源信息、工藝信息等）；3.收集分析歷史中轉(zhuǎn)任務(wù)特點（如任務(wù)量、生產(chǎn)任務(wù)分布規(guī)律等）；4.設(shè)計中轉(zhuǎn)寫作計劃管理優(yōu)化方案（計劃管理流程、績效評價機制等）；5.選定設(shè)備組，進行優(yōu)化方案的試點實施；6.研究新的中轉(zhuǎn)協(xié)作計劃管理模式。設(shè)計企業(yè)級熱處理智能排產(chǎn)系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)方案；7.開發(fā)企業(yè)級熱處理能力分析及排產(chǎn)優(yōu)化算法；8.收集整理排產(chǎn)所需基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

第二階段（2016，11-2017，4）

1.企業(yè)級智能排產(chǎn)系統(tǒng)開發(fā)：2.企業(yè)級智能排產(chǎn)系統(tǒng)有效性測試并評審：3.企業(yè)級智能排產(chǎn)系統(tǒng)與生產(chǎn)管控系統(tǒng)的集成；4.企業(yè)級智能排產(chǎn)系統(tǒng)與生產(chǎn)管控系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試；5.企業(yè)級智能排產(chǎn)系統(tǒng)上線并正式運行；6.企業(yè)級智能排產(chǎn)系統(tǒng)使用培訓(xùn)；7.企業(yè)級智能排產(chǎn)系統(tǒng)使用跟蹤并持續(xù)進行優(yōu)化更新不少于3個月：8.典型工段智能排產(chǎn)算法研究。

第三階段（2017.5-2017.10）

1.車間級智能排產(chǎn)系統(tǒng)開發(fā)：2車間排產(chǎn)系統(tǒng)有效性測試并評審；3.車間級智能排產(chǎn)系統(tǒng)與MES系統(tǒng)的集成：4.車間級智能排產(chǎn)系統(tǒng)與MES系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試；5.車間級智能排產(chǎn)系統(tǒng)逐步上線并正式運行；6.車間級智能排產(chǎn)系統(tǒng)使用培訓(xùn)；7.車間級智能排產(chǎn)系統(tǒng)使用跟蹤并持續(xù)進行優(yōu)化更新不少于3個月。