构建柔性的多品种小批量生产系统

1、构建柔性的多品种小批量生产系统 1 摘要：按需制造是所有制造企业的宗旨，而快速制造是区别于制造企业的竞争力的强弱;多品种小批量的柔性企业是衡量企业的应变能力。“在21世纪的动荡环境中，企业对环境反应的复杂性必须和环境的动荡性相互匹配”。战略学家伊戈 安索夫教授在创建柔性企业一书的前言写道。今天，在众多领域的制造业者所共同面临的挑战和困难是一二十年前所无法想象的，技术的发展瞬息万变，全球化的竞争四处涌现，客户的需求也上升到几乎不容许你出错甚至苛刻的水平。要想在这样的环境中取得成功，所以制造企业面临的新挑战是：随着外部环境的不断变化，生产管理的复杂度及规模性也发生了较大变化，必须能够迅速响应市场多

2、样化和不确定的需求，多品种小批量的快速提供满足顾客需求的产品。准时、保质、保量和以最小化的成本制造满足顾客需求的个性化的产品成为生产管理的目标。但是在技能人员有限、设备紧张等资源瓶颈，物料瓶颈供应约束下，使得很多难以适应，企业经营似乎愈来愈艰难。 按需制造是所有制造企业的宗旨，而快速制造是区别于制造企业的竞争力的强弱;多品种小批量的柔性企业是衡量企业的应变能力，为实现按需生产，我们必需快速，柔性制造来反应客户的及时的多变的需求。 一、 多品种小批量生产的特点 1、 多品种并行。由于很多企业的产品是针对客户配置，不同的产品有不同的需求，企业的资源置身于多个品种之中。 2、 资源共享。生产过程中的

3、每个任务都需要资源，而在实际过程中能够使用的资源却非常有限。例如，在生产过程中经常遇到设备冲突的问题，就是由于项目资源共享所造成的。因此，必须对有限资源进行适当调配才能满足项目需求。 3、 定单结果和生产周期的不确定性。由于顾客的需求具有不稳定性，计划明确的节点与人、机、料、法、环等的齐套周期不一致等，生产的周期往往具有不确定性，周期不足的项目需要占用更多的资源，加大了生产控制的难度。 4、 物料需求变化多变，导致采购延迟严重。由于订单的插单或更改，外加工和采购难以反应订单交货时间。由于小批量和单一货源导致供应风险极大。 二、多品种小批量生产的难点 1、动态工艺路径规划与虚拟单元线的部署：紧急

4、插单、设备故障，瓶颈漂移。 2、瓶颈的识别与漂移：生产之前与生产过程中 3、多层次瓶颈：装配线瓶颈，零件的虚拟线的瓶颈，如何协调耦合。 4、 缓冲大小：要么积压，要么抗干扰性差。生产批量、转移批量等 5、生产排程：不能仅考虑瓶颈，也要考虑非瓶颈资源的影响。 三、多品种小批量的按单生产生产环境的主要流程 1、接单评审，看看这个订单能否按客户的要求日期交付，如果不能交付，是什么瓶颈影响交付?如果不行，那什么时候可以交付?如果这个订单的优先级高，是否可以交付?如果插单，可能有个模拟过程。 2、对非标的零件进行设计,采购，生产。对重用件或标准件进行选择或采购生产。构建客户需要的产品结构和工艺。 3、对

5、一些提前期长零件的预测计划的按单冲消，对提前期短的(小于接单提前期)立刻计划。最好是具有约束的物料计划和约束的能力的预排程。 4、对定单池的里所有定单进行规则优化排程，以达到服务最大化(交货期优先) 构建柔性的多品种小批量生产系统 2 5、跟踪与执行交付，这里可以采用批量执行，也可以采用精益节拍执行。监控可以采用可视化定单甘特图，也可采用缓冲渗透比例图等。 四、 传统的ERP的计划模式MRP遇到巨大挑战 传统的MPS主生产计划和MRP物料需求计划的方式,已佷难适应按需生产环境, 很多企业正在转向按需生产环境. 按需生产的最大的挑战是模拟计算CTP可以承诺的交货期、准时交货和应对不确定的插单等变

6、化。不仅需要订单需求直接进入有限约束优化的计划排程的物料和能力系统，还要和供应商互动供应信息。 基于无限约束的、提前期预定的MPS/MRP很难适应面向订单的多品种小批量的生产模式，在实践中，我们不能因为中国企业基础管理薄弱或国外、国内的权威专家的早期言论而对传统的MPS/MRP缺陷熟视无睹，MRP理论大致具有如下10大缺陷： 1. BOM的模型缺陷，实际上是工序使用物料和机器、模具、人力等 2. 提前期应是排程成的结果，不是简单固定的或和批量有关。 3. 它是假设资源(机器、人员、物料)无限的计划排程，是不可行的计划排程，企业必须要使用有限约束排程。 4. MPS/MRP/RCCP/CRP计划

7、层次之间是顺序的手工闭环，难以适应多品种小批量的变化。 5. 不能处理优先级等工厂规则的插单排程。不能模拟分析(插单、故障、缺料等) 6. 资源不能可视化的监控和调度 7. 管理人员不能交互运作，调整的效果显示不直观和实时，必须重新运行计划才能反映出来。 8. 没有基于规则优化(如交货期、最短加工时间) 9. 不能计算CTP合理的交期(考虑物料、能力、模具、人员等) 10. 计划均不准确，何来准时供料JIT/JIS 现实中的生产计划必须考虑而MRP计划难以解决如下问题： 1， 相互冲突的生产计划排程的目标 -满足客户交货期与生产成本之间的矛盾 -产能最大化与浪费最小化之间的矛盾 -库存成本最小化与客户需求的矛盾 -批量采购与库存最小化之间的矛盾 2， 复杂多约束的生产现场 -复杂的工艺路径对各种设备的特殊需求各不相同 -有限的生产设备，物料，库存，人员的约束 -小批量多品种的生产模式 -精益生产的多品种节拍混排模式 3， 动态变动的生产环