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制造业车间作业计划与调度研究_车间调度

时间:2012-12-05  作者:董鹏,王铁雁,江佳,陈龙虎,欧海燕
(3)影响PAC因素的多样性而导致其变动论文下载。影响PAC及其调度有各方面因素,识别这些影响和干扰具有一定的困难。车间制造环境的复杂性、生产加工任务和调度目标的多样性,系统加工任务的动态性,使得PAC和车间调度存在一定的复杂性和困难。由于大量不确定因素的存在,传统的PAC与控制模式存在作业计划与现场调度相脱节的问题,目前PAC的研究与制定大部分逐层进行,往往是上层计划的可行性到下层计划编制实现时才能验证。这样既加大了车间调度的难度,又使作业计划流于形式,生产控制目标难以实现。在PAC编制工作完成以后,付诸生产实施时,由于作业计划考虑的是静态情况,而实际生产过程是动态的,无论编制PAC时考虑多么周密,安排如何具体,也无法预见实际生产过程中的所有变化。PAC将随着市场、加工时间、加工路线等生产影响因素和约束条件的变化而变化,在实施过程中也不是一成不变。在生产中,由于生产能力的变化,前一周期任务的延期完成、废品的产生都可能影响PAC的完成。另外,停机、停工、准备时间的变化,可用原材料的减少等也都是影响PAC完成的因素。尽管制定PAC时已经充分考虑了现有的生产能力,但由于其在实施过程中受到各种因素的影响造成事实情况与计划要求不符或偏离,这种差异主要表现为生产进度和生产数量的不一致;多品种产品的总需求量及其比例的预测与实际情况的差异;特定品种的需求预测和实际情况的差异;订货计划和实际需求情况的差异;计划产量(计划时间)和实际产量(实际时间)的差异;库存量的变动和产品中断发生的差异,此外还有因设备故障和出勤情况变化而造成的工作效率变动。因此,PAC能否得到有效执行,不仅仅取决于该计划是否完善,还取决于对一些不可预见的突发事件的处理,如原材料供应变化、生产任务变化、工件加工质量达不到要求而被迫返工等。在制定PAC时,有可能面临着原料供应、产品需求量、产品价格等都是不确定的,无法提供计划所需材料(比如由于供方失约、原材料短缺等原因),不得不减少甚至停止生产。当出现下列情况时,PAC也要进行调整与修改:市场对产品的需求发生变化;经营方针、目标发生变化;企业微观经济效益、宏观经济效益发生变化和其它宏观控制条件变化;季节性变化;人、财、物等资源供应条件发生变化;专业化、协作者关系及其组织形式发生变化。

(4)外部动态性和内部相对静态的矛盾。在实际车间调度中,不仅需要考虑管理人员、制造人员的技术水平,刀具、央具、量具、检验用具、物料转序等因素,还需考虑产品的投产期、交货期、生产能力、加工顺序、制造设备和原材料的可用性、生产批量、加工工艺路径、成本限制等其他因素,以及生产作业调度和制造资源调度。尽管影响车间调度问题的因素很多车间调度,但有些约束条件必须满足,如交货期,生产能力等,而有些只需控制在一定的范围之内,即可把相互矛盾的目标做到相对平衡,如生产成本,这些约束在进行车间调度时可以作为确定性因素处理。实际车间调度问题的难度远超过经典车间调度中的排序问题,其中诸多因素影响调度决策,如市场、技术、人员、资金、经营管理、制造资源。企业生产的内部要素,即企业的生产资源和生产能力,相对来说是确定的、静态的。因此,外部动态性和内部相对静态性二者之间的不匹配和冲突干扰不可避免地成为单件订货型生产系统的固有特性,造成了生产系统的不平衡性,主要表现在两方面:某些时段订单多,任务量大,企业出现某些资源紧张,负荷率大甚至不堪重负,不得不通过频繁大量的加班或外协来完成生产任务;在另一些时段,生产负荷与资源的这种关系可能倒置过来。因此投产批量的设置必须在一个可控的范围内,既不能批量过小导致当前设备利用率过低,也不可以批量过大而导致在制品库存过大, 影响到其下道工序的投产时间。在制订作业计划时如果没有考虑系统瓶颈,当出现异常情况,瓶颈发生漂移时,也没有相应的应对措施,就无法实现均衡生产。

(5)PAC和组织管理方式不当。生产组织管理方式不恰当容易引起生产线能力不平衡,设备维护不到位,因此造成各工段的工作进度不协调,出现等工现象或者堆满了物料等待加工。PAC安排不合理,负荷分布不均衡,无法做到均衡生产,企业的PAC执行率低下。物料的生产和采购期量系统不够健全,物控跟催采购物料进厂状况,在核查时疏忽或责任没到位造成停工待料。而供应商来料不合格、技术资料延迟、采购计划错误、材料标准错误和合同评审程序失效所引致的PAC的时常变更,导致采购部与供应商无法跟上。生产需求的随机性导致生产需求变化和生产瓶颈无法预测时,人工生产排程困难,资源不能充分利用。此外,原材料短缺对PAC带来很大冲击,使企业不能正常安排生产,计划不能按时完成,有些企业为了保证信誉度,保证订单的交货期,不得不以高价购进原材料来维持正常的生产,从而造成经济损失。物料在系统中通过时间太长,设备利用率低,紧急订单得不到及时处理。备料导致无法跟进生产计划而促使计划变动, 计划、生产及物料进度不能协调同步进行。物控工作失控造成生产物料不足或过多。销售计划淡旺季预测不准确,造成人员招聘的无计划,影响企业士气,还影响生产效率和资源的利用。客户天天催货,计划部频繁更改出货计划,生产部门时而待料,时而通宵加班等,造成客户抱怨、取消订单甚至索赔。这些由于生产计划的频繁变化所致使的生产现场和生产循环的混乱,严重影响客户满意度。生产经营紊乱引发质量失控造成经常性返工或返修,进而影响PAC的执行。面对频繁的计划变化,生产计划部的工作任务极其艰巨复杂,很难保证计划与控制的质量,生产计划员苦不堪言,加上对实际生产控制缺乏理解,因此常出现所谓的“车间经验”的问题,即忽视目标与实际能力之间的相互关系,导致生产控制恶性循环。如果需要通过加急任务和特别行动才能将最重要的任务按时完成,企业往往采取的措施是进一步加长生产周期,这个循环将会变成一个恶性时间螺旋,它只有在远远高于实际所需的生产局期和更大的偏差水平上才能够稳定下来,从而造成更大的浪费与等待。

(6)调度业务考评办法不合理。以结果为导向的经济责任制考核办法未体现调度考核职能,它主要考察该单位部门是否完成PAC的各项任务,而对实际生产过程中各项生产指令执行情况以及生产中出现的问题存在不报或延时报告现象没有进行考核,造成车间调度指令经常得不到落实或落实不及时,政令不畅通,影响生产顺利进行。同时,调度在日常检查工作发现工艺过程中存在的问题很难及时纠正,下达的调度指令缺乏“震慑”力,调度室对调度员尚未建立考核办法和相应的考核机制来充分调动调度员工作积极性。

3 PAC的编制流程、方法与调度原则

3.1 PAC的来源及编制流程

编制PAC要解决两方面的问题:一方面保证交货期;另一方面保证企业在生产车间相互衔接。它反映两个主要的变量关系:期与量。期,即计划的时间变量;量,即生产计划的数量。一个典型的制造车间生产活动主要工作流程是:

(1)生产订单由销售订单分解及综合重组而得,它是销售订单与生产之间的中介。计划人员根据原料供应情况、车间设备状况对某一时间段内(如一周、三天等)到达的所有客户订单进行分析,如产品类型、数量、客户重要程度等因素,采用一定的算法,将多个合同进行归并,并根据交货期、设备能力和生产工艺等限制性要求进行最佳组合,使前后工序紧密衔接,减少等待时间。根据交期与资源,对订单进行评估,当出现生产不能满足订单要求时,生产部门需要和销售部门进行信息交流和沟通,最后得出生产订单,即MPS。

(2)PAC依据MPS完工时间,物料需求计划中各零件计划到位时间以及产品的加工次序进行任务分解,然后根据一定的规则,确定各子任务的加工设备,而任务单的开工时间则根据订单下达日期、任务单计划入库日期、相关的工艺信息、生产技术准备工作以及各加工单元的当前加工计划来统一决定,实现PAC有赖于各项工作的落实。在编制出理论计划以后,就形成了各加工单元的负荷。

(3)平衡各加工设备的加工能力与工作负荷,制订派工计划和相关物料准备计划。初步确定若干种可行方案,在计算出各方案的总成本后择优选择,确定加班、转包等生产能力。同时,根据物料、工装等条件及各加工单元的反馈信息,制订出正式可行的作业计划,分配到各工段或班组中,充分利用瓶颈环节生产能力,准时提供零部件,同时尽量使设备负荷均衡并使在制品库存尽量减少,保证生产中心按期完工。车间计划、车间作业、车间调度根据车间生产能力和资源状况信息车间调度,为计划资源作优化调度。当生产作业的加工对象不止一种时,为了加快生产进度、缩短加工时间,需要合理地安排生产作业顺序。

(4)车间分配任务有两种的方式:一种是将零件的所有加工任务分配到一个工段或班组;另一种是根据各工段或班组设备、人员的特点将零件加工的工序分别分配到不同班组。前一种方式需要班组调度人员同车间调度人员密切协作,以便将不能在本班组加工的工序安排到其他班组或外车间进行加工,后一种方式需要车间的车间调度人员及时了解生产的执行情况,随时根据具体情况重新调度和安排生产。现车间大多数都采用第一种方式进行任务的安排,以方便对班组进行统一考核和人员、生产质量的管理。在复杂的车间里,调度人员接到厂区下达的PAC以后将这些任务分解成零件任务分发到各个工段,由工段调度员根据本工段的当前任务将零件任务分派到各个班组或工人,班组严格遵照生产制造单组织生产。

3.2 PAC日程计划的制定要求

如何对计划进行生产预先设定时间、顺序、不同产品和批量衔接等,是日程计划要明确的事项。企业的生产活动是一个涉及面广而复杂的体系,要使该体系顺畅运作,计划部门需要与销售、研发、生技和资材等相关职能部门合作,经过系统的生产日程计划和安排,为各部门的生产提供依据,确保全面、有序且高效地运作。

(1)生产流程的衔接。同一件产品在生产流程的时间安排上需要衔接,以保障半成品的顺畅流动,部门与部门之间需保留1/3或半天的缓冲量,以避免出现衔接不上或堆积太多等问题。任何PAC总是在某个时间点上开始执行并跨越某个时段,它总是在前一个计划的基础上(初态)进行调整和修订,故计划问题实际上是再计划,它必须能够适应和兼容生产系统的初态,它还应该为下一个计划留有余地,这就要求计划具有继承性、可扩展性和兼容性。

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