0 引言

    生產(chǎn)管理中的高級形態(tài)計劃排產(chǎn)，能高效的幫助制造企業(yè)控制生產(chǎn)計劃，它能根據(jù)各種規(guī)則及需求約束條件自動產(chǎn)生更精確、更實際的詳細計劃。目前，行業(yè)內(nèi)的個別先進廠家在自動排產(chǎn)的建設上已經(jīng)取得初步成果。

    柳州卷煙廠制絲線在2007年12月份完成“十一五期”技改以及這兩年卷包設備增加后，由于工藝路線、生產(chǎn)節(jié)拍、生產(chǎn)能力發(fā)生了較大變化，目前的制絲計劃和卷包計劃排產(chǎn)方式和實施過程比較繁瑣、效率低，而且信息集成度低，不利于數(shù)據(jù)挖掘和準確控制。

    生產(chǎn)過程監(jiān)控、統(tǒng)計、分析的精細化已經(jīng)成為生產(chǎn)管理的發(fā)展要求，而目前MES系統(tǒng)根據(jù)原來的調(diào)研需求實現(xiàn)的功能已經(jīng)不能完全滿足這一發(fā)展的要求。

    對行業(yè)的先進生產(chǎn)管理思想進行跟蹤，通過整合制絲和卷包工序的生產(chǎn)：設備、工藝技術(shù)資源及計劃訂單要求，來建立制絲工序和卷包工序生產(chǎn)的數(shù)學和信息模型。該功能的實現(xiàn)，對生產(chǎn)管理信息化的數(shù)據(jù)整合、數(shù)據(jù)傳遞、數(shù)據(jù)共享以及計量監(jiān)測具有重大意義。

1 功能的需求與設置

    1.1 MES系統(tǒng)卷包日作業(yè)計期、制絲日作業(yè)計劃自動排產(chǎn)功能

    1.1.1 MES系統(tǒng)自動排產(chǎn)功能需求

    1)智能選擇；

    2)提高工作效率，減少人為差錯；

    3)優(yōu)化排產(chǎn)，得到較優(yōu)化的生產(chǎn)方案；

    4)多種策略自動排產(chǎn)；

    5)對更長時間的計劃進行預測和拉動物料需求；

    6)手工調(diào)整輔助；

    7)使更多基礎數(shù)據(jù)信息化，為數(shù)據(jù)的分析和挖掘預留接口。

    1.1.2 卷包日作業(yè)計劃自動排產(chǎn)功能設置

    1)根據(jù)全月的卷包計劃制定軟盒、硬盒生產(chǎn)工序計劃；

    2)根據(jù)全月的軟盒、硬盒生產(chǎn)工序計劃制定卷包機組計劃；

    3)根據(jù)全月的卷包機組計劃制定卷包日作業(yè)計劃；

    4)監(jiān)控、調(diào)整卷包日作業(yè)計劃的實施進度；

    5)監(jiān)控原、輔材料到貨進度與卷包日作業(yè)計劃實施進度的匹配情況，并根據(jù)具體情況對卷包日作業(yè)計劃進行調(diào)整。

    1.1.3 制絲日作業(yè)計劃自動排產(chǎn)功能設置

    1)制絲計劃排產(chǎn)

    包括制絲線產(chǎn)能設置、工作日歷設置、排產(chǎn)策略管理、安全庫存設置、煙絲庫存管理、工藝路線管理、節(jié)點留存批次管理、生成制絲計劃、調(diào)整制絲計劃、生成梗絲需求計劃、生成膨脹煙絲需求計劃等功能點；

    2)模擬與仿真

    通過此模塊仿真已產(chǎn)生的各版本制絲計劃，驗證相應制絲批次計劃版本是否有效可行，并對各個版本的計劃進行對比分析；

    3)計劃執(zhí)行

    生產(chǎn)作業(yè)計劃通過系統(tǒng)自動下達至卷包中控、制絲中控或其它系統(tǒng)；

    4)生產(chǎn)跟蹤及預警

    建立相關標準，監(jiān)控計劃執(zhí)行情況，一旦與標準發(fā)生較大偏差即進行報警。

2 功能的研發(fā)、實現(xiàn)

    2.1 MES系統(tǒng)卷包日作業(yè)計劃、制絲日作業(yè)計劃自動排產(chǎn)功能研發(fā)的主要約束條件和優(yōu)化目標

    2.1.1 卷包日作業(yè)計劃自動排產(chǎn)功能研發(fā)的主要約束條件和優(yōu)化目標

    1)主要約束條件

    (1)銷售的日調(diào)撥需求(數(shù)量、最遲開始時間、最遲結(jié)束時間)；

    (2)原輔料限制(最早到貨時間)；

    (3)月度卷包生產(chǎn)計劃各品牌生產(chǎn)計劃量；

    (4)產(chǎn)品包裝形式(軟包、硬盒)；

    (5)產(chǎn)品規(guī)格(嘴棒規(guī)格：濾嘴長度不同時換牌時間不同，影響的產(chǎn)能也不同)；

    (6)裝置的限制(如金粉、打孔、激光代碼等)；

    (7)每臺卷接機(包裝機)對生產(chǎn)不同品牌的限制條件，或不同品牌生產(chǎn)時優(yōu)先考慮安排在指定卷接機(包裝機)上；

    (8)小車送絲口數(shù)量的限制(5個送絲口，可以同時自動送5個不同品牌的煙絲)；

    (9)封箱機數(shù)量、連接限制(5臺封箱機，每臺可以封5臺包裝機，可以同時自動封5個不同品牌的煙箱)；

    (10)開機臺數(shù)限制(如人少機多的情況)，開機臺數(shù)策略(如上旬多開軟包機臺，下旬多開硬盒機臺)；

    (11)卷包日作業(yè)計劃不夠精確，對制絲日作業(yè)計劃的編排有一定影響；

    (12)生產(chǎn)牌號多，聯(lián)營品牌工藝要求不一致(有4～12小時。4～24小時、2～48小時、2～72小時四種儲葉時間；有4～72小時、4～96小時、6～96小時三種儲絲時間)。

    2)優(yōu)化目標

    保證生產(chǎn)連續(xù)性、均衡性，減少各品牌的換牌頻次，或換牌集中在少數(shù)機臺。

    2.1.2 制絲日作業(yè)計劃自動排產(chǎn)功能研發(fā)的主要約束條件和優(yōu)化目標

    1)主要約束條件

    (1)制絲生產(chǎn)任務的最遲開始生產(chǎn)時間(進完柜的某批煙絲可以使用時間必須早于上一批煙絲的使用完畢時間)；

    (2)防止儲絲柜進柜沖突情況的發(fā)生(某批煙絲需要進柜時，同品牌的幾組儲絲柜必須有一組是空置的)；

    (3)設備、工藝的要求對煙絲進柜造成的限制(有些儲絲柜由于使用年限過長造成了老化，存儲數(shù)量達不到設計標準；做完清香型煙絲再做濃香型煙絲不用清洗加香筒，做完濃香型煙絲再做清香型煙絲需要清洗加香筒)。

    2)優(yōu)化目標

    保證煙絲銜接(不停機待料)的連續(xù)性、卷包生產(chǎn)的均衡性，保養(yǎng)時間相對集中、時間足夠。

    2.2 解決方案

    在MES系統(tǒng)上實現(xiàn)卷包日作業(yè)計劃、制絲日作業(yè)計劃的自動編排功能，解決卷包日作業(yè)計劃、制絲日作業(yè)計劃排產(chǎn)方式和實施過程比較繁瑣、效率低、信息集成度低不利于數(shù)據(jù)挖掘和準確控制等問題。

    2.2.1 卷包日作業(yè)計劃、制絲日作業(yè)計劃自動編排功能的設計

    1)建立符合實際的計劃模型

    (1)制絲車間適用的模型是流水車間或柔性流水車間模型(見圖1)；

圖1 制絲計劃模型

    (2)卷包車間適用的模型是柔性流水車間模型(見圖2)。在系統(tǒng)中，計劃排產(chǎn)是由計劃模型程序?qū)崿F(xiàn)的。計劃模型是根據(jù)計劃規(guī)則、約束和策略建立的，它將上游計劃、資源情況作為輸入，經(jīng)過運算，編制出可執(zhí)行的計劃作為輸出，計劃模型與輸入是編制計劃成功的兩個前提。系統(tǒng)要想取得成功，計劃模型必須準確地描述實際排產(chǎn)環(huán)境，并能夠正確使用計劃規(guī)則與策略。

    2)尋找合適的算法。根據(jù)物料、設備、工藝要求。訂單交貨期等將主生產(chǎn)計劃編制成詳細的生產(chǎn)作業(yè)計劃。編制的生產(chǎn)作業(yè)計劃能夠優(yōu)化利用各種生產(chǎn)資源，能夠在換牌成本、按期交貨、訂單優(yōu)先級等各種因素之間找到平衡點，滿足用戶指定的計劃策略下的實際需要。

圖2 卷包計劃模型

    3)獲得準確的輸入。要準確掌握制絲車間一、二級貯梗柜、貯梗絲柜、貯葉柜等的存儲物料重量信息、柳州卷煙廠的生產(chǎn)進度報表、生產(chǎn)管理部下達的卷包日作業(yè)計劃、協(xié)同上各職能部門提供的原(材)料到貨情況、香料倉提供的香精(料)到貨情況、各車間公布的設備保養(yǎng)信息、市場營銷部提出的調(diào)撥計劃信息等相關信息。

    2.2.2 卷包日作業(yè)計劃、制絲日作業(yè)計劃自動編排功能的實現(xiàn)

    在系統(tǒng)中，可將瓶頸資源作為限制約束與相關策略組合后，根據(jù)生產(chǎn)管理部下發(fā)的卷包月度生產(chǎn)計劃，以及產(chǎn)品規(guī)格，對設備按照品牌進行分組、排產(chǎn)，來實現(xiàn)作業(yè)計劃的模擬與仿真，系統(tǒng)可以針對瓶頸資源對整個生產(chǎn)作業(yè)排產(chǎn)的結(jié)果進行預測，供調(diào)度人員進行有針對性的考察和分析，以便進行進一步的計劃調(diào)整與優(yōu)化。

    2.3 MES系統(tǒng)包日作業(yè)計劃、制絲日作業(yè)計劃自動排產(chǎn)功能

    目前實施的階段：智能選擇、多種策略自動排產(chǎn)，手工調(diào)整部分成果畫面展示：

    1)卷包日作業(yè)計劃自動排產(chǎn)——單訂單排產(chǎn)

    2)制絲日作業(yè)計劃自動排產(chǎn)——煙絲任務

3 應用效果

    該功能運用先進的高級排產(chǎn)算法進行生產(chǎn)優(yōu)化排產(chǎn)，將智能算法和預設約束有機結(jié)合，得出較優(yōu)化的卷包、制絲日作業(yè)計劃排產(chǎn)方案。實現(xiàn)精益化生產(chǎn)，體現(xiàn)生產(chǎn)過程的快速反應與敏捷制造的能力，保障生產(chǎn)的連續(xù)性、可控性。

    1)優(yōu)化排產(chǎn)，得到較優(yōu)化的生產(chǎn)方案

    2)對更長時間的計劃進行預測和拉動物料需求

    3)使更多基礎數(shù)據(jù)信息化，為數(shù)據(jù)的分析和挖掘預留接口

    4)提高工作效率，減少人為差錯

    該功能的實現(xiàn)，為資源拉動、生產(chǎn)統(tǒng)計分析、生產(chǎn)過程管理等工作提供最直接的依據(jù)，并將提升生產(chǎn)系統(tǒng)運作的層次，為柳州卷煙廠和其他部門的配套管理工作和資源計劃提供支持和接口，為進一步的數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)分析、持續(xù)提升信息化項目建設奠定了堅實的基礎。

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本文標題：MES/ERP系統(tǒng)自動排產(chǎn)功能的研發(fā)和實現(xiàn)

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