航空制造业能力平衡软件系统的构建

来源:用户上传      作者: 胡晓松 王婷婷

　　摘要：沈阳黎明公司积极探索实践先进的生产管控模式，全面梳理、优化了生产计划流程，并将其中能力平衡部分的端到端流程进行了信息化固化，搭建了能力平衡软件系统。在该软件系统正式应用的一年时间里，生产交付、在制品等指标得到了明显的优化。
　　关键词：制造业 能力平衡 信息化
　　近年来，随着国际形势和周边形势日益复杂，国防装备升级换代需求日益紧迫，航空制造业的批产任务总量在持续增长，导致这些企业的生产节奏逐渐加快，生产管控难度越来越大，时刻面临着齐套交付与资源效率最大化的矛盾。同时，航空制造业的科研新品业务也急剧增长，而且研制周期短、迭代次数多等特征愈发明显，客户对研制质量与进度的要求也越来越高，在多品种小批量的生产组织压力下，企业的生产能力经常显得捉襟见肘。
　　因此，在有限的资源条件下，为了解决生产管理多目标和多约束的特殊问题，满足客户在进度、质量、成本等方面的诸多要求，航空制造业首先需要对自身的生产能力进行量化分析，依靠数据来科学判定生产过程中的动态瓶颈资源，平衡生产能力的分配情况，进而提高生产效率，实现生产综合指标最优化。
　　一、确定需求模块
　　（一）汇总任务功能
　　对工厂各型号零件级任务进行全面的汇总管理，确保生产任务没有遗漏，并为后面通过系统进行工厂内全部资源的总体平衡做准备，任务汇总表由ERP通过系统集成传递给MES的任务、工厂管理者在MES中手工建立的任务，和通过各厂MES间的接口，由主制厂向协作厂传递的厂际间任务组成，通过该表，管理者可以按型号、零件号、主制工段、任务期段、任务状态实时查询所负责任务的情况信息。
　　（二）物料短缺查询功能
　　MES系统与物料库存进行了集成，管理人员在进行物料检查时，比以前手工管理时容易了很多。MES系统能够基于生产任务汇总表，自动检查本厂物料的库存情况，还可以通过与ERP系统集成，将物料短缺信息传递给物资配送中心，这样物资配送中心就可以很清楚的知道什么时间把相应的物料准备到什么地点。另外，除了能够检查本厂库存外，系统还可以查询到公司库房中的物料信息，为管理人员平衡物料提供参考。
　　（三）拆分合并任务功能
　　生产任务的拆分合并是一种策略，因为有一些任务由于客户急需，可能当时先不生产计划下达的那么大的批量，就可以把任务进行拆分下达，剩余的任务便可以和其他批次的任务合并下达。
　　二、分析能力模块
　　（一）分析产能功能
　　基于罗罗公司产能分析的管理内涵及运算逻辑，设计并开发了MES的分析产能功能。该功能结合当期任务，自动计算需求产能与实际产能的差额，管理人员可将能力小于需求的设备视为生产过程中的理论瓶颈，并围绕理论瓶颈开展技术攻关、质量改进、生产提效、技术改造等方面的工作。
　　（二）平衡产能、平衡需求功能
　　软件系统还支持需求与能力的手工调整，根据系统计算的理论瓶颈点，有针对性的调整设备工作时间、工序标准周期、外委、厂际分流等手段，实现需求与能力的粗略平衡。
　　三、制定策略模块
　　（一）确定排产策略功能
　　排产优先级是一个重要的排产策略，其实工厂在召开生产进度协调会时，大多数时间都是在协商排产优先级，数据规范、规则清晰的工厂能够排定几十个、甚至上百个图号的优先级，差一点的也至少要排定出关键件的优先级，现在通过信息系统基本可以综合排定出全部任务的优先级顺序。现在系统算法提供了四个优先级，分别是拖期时间最长、厂际周转任务、成品连台最低、剩余周期最长，系统后台默认设置了一个最优权重组合，分别是理论瓶颈承担的任务优先排产，和交付风险最高的任务优先排产，那么，所有的任务套用上述的优先级后，就会得到一个综合的排序，代替了繁琐的手工平衡任务排序的工作。
　　（二）预排产功能
　　实际瓶颈是假定所有任务按优先级顺序先后加工，且要求全部按期完成的前提下，测算撞车点，由于这些撞车点是实际排产过程中产生的，所以相对理论瓶颈来说，这些撞车点被定义为实际瓶颈。实际瓶颈一般要比理论瓶颈多，因为实际瓶颈是考虑了前后次序的瓶颈，一定比不考虑前后次序的理论瓶颈要多，实际瓶颈是所有管理者应该重点关注的问题，应该把优势资源放到最关键的点上。理论瓶颈和实际瓶颈都清晰的揭示了产线上的难点，这样实际上管理就很清晰了，就好比为管理者配备了一个望远镜，可以看到未来5周甚至更长时间的管理重点。
　　四、排定计划模块
　　（一）冷加工生产线排产功能
　　公司将TOC约束理论应用于现场生产过程控制，基于瓶颈资源合理安排工序级作业计划，使非瓶颈资源与瓶颈资源的生产节拍保持一致同步，实现需求与能力的最佳匹配。冷加工生产线排产是桌面模型信息化的过程，经过对任务可行性的一系列检查和处理，可以得到相对稳定的可执行计划，系统结合排产逻辑和任务优先级，可以快速运算出5周内的工序级作业计划，用于指导班产任务的下达，以及按天进行物料和工装的准备与发放，有效保证了生产作业计划与生产准备计划的协同。
　　（二）装试修生产线排产功能
　　装配、大修、试车生产线排产是根据航空发动机装配步骤及顺序进行节拍式排产，在计划排定过程中，软件系统会根据瓶颈资源占用数来自动调整装配步骤计划，保证计划符合现场装配实际。软件系统还具备多维数据监控展示、实时监控资源占用情况和发动机装配进度监控等功能，对未按计划期完工或交付风险大的任务进行预警提示，这样可以提前预判风险，提前优化资源配置，确保任务能够按期交付。同时，软件系统还能进行历史数据统计分析、瓶颈分析等功能，供管理者有针对性的采取技术手段进行管理提升。参考文献：
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　　[2]王勤，储海盟，李占川.物联网技术在医疗行业的应用[J].信息通信，2012（03）.
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