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小吉星PRM应用模具生产的APS功能解读
摘要小吉星PRM(流程资源管理)软件包含了APS(先进规划排程)的基础理论和主要功能,集成了当前最前沿的数学理论和管理学成就的“先进算法”,小吉星PRM中把20多条可用于模具生产管理的理论,集成创新应用到一个规划排程软件上,解决了模具生产人们难以解决的一些模具管理难题。以下...
1 引言
小吉星PRM(流程资源管理)软件包含了APS(先进规划排程)的基础理论和主要功能,集成了当前最前沿的数学理论和管理学成就的“先进算法”,小吉星PRM中把20多条可用于模具生产管理的理论,集成创新应用到一个规划排程软件上,解决了模具生产人们难以解决的一些模具管理难题。以下择其主要十条功能,作一详细解读,供模具同行在选用模具生产规划排程软件时参考。
2 以最优计划理论。将模具生产从“静态计划模式"向“动态优化排程"模式转换
模具生产排程,靠使用没有APS功能的ERP软件是无法有效进行的,因通用ERP不能解决有限资源约束条件下的时间进度控制问题。
使用传统人工编排计划,不但效率低,而且对模具交货期也没有预测和监控的有效手段,人工编制的模具生产计划常被笑为不是“计划”而是“滑稽”,因常常计划刚下达,随即就被扰动因素所打乱,“计划”永远赶不上“变化”快。说实在的,人工编制的模具生产计划只能起到一个告知模具生产各环节计划进度目标而已。
然而,当选用小吉星PRM X寸模具生产进行计划排程时,就会给人一种从“静态计划模式”转向“动态优化排程”(考虑时间进度、物料到位、能力平衡)的全新感觉,相比人工编排计划的静态模式来说,PRM可称得上是一个动态自动优化排程模式,其可以保证模具生产始终处于一个确保模具交货期的不断动态优化排程状态,无论出现设备、人员的任何扰动影响,PRM都会按模具企业设定的优先排程原则,自动进行加工排序优化调整。
应用PRM的模具企业,只要把每副模具生产信息——模具生产工艺编制的各道加工工序和相应估工定额、企业现有资源产能状况(设备、人员)、物料选用的规格明细、加工工序的单位工缴成本、工序资源冲突的替代方案、加工工序前后对应的逻辑关系、前后工序之间的间隔时间设定等信息录入到计算机里,就形成了一个可供PRM调用的模具生产的工艺模型。工艺模型的作用,就是在一个复杂多变的模具生产系统内找到一个模具各T序最优的加工顺序方式,建立起与其他模具相互加工排序的优先原则,每副模具的丁艺模型中都含有排产所需的各种信息,让PRM系统了解不同模具将按怎样的先后顺序安排加工。
PRM中“工艺模型”的定义,具体到模具生产中来说,就是一个从模具设计环节开始到试模环节结束、包括所有零件加工工序相互逻辑联系的一个加工工序网络,其中每道加工工序都设有估丁定额数据,标明本工序的前、后道工序,约定工序开工的逻辑关系,设有工序加工资源冲突的替代方案,等等。通过优化排程生成对物料的具体到位时间要求,得到确保最低库存资金占用又不耽误生产的物料供应计划。又自动生成动态变化的模具交货期紧迫性系数供优化排程运用。
这里要说明的是,每副模具可以编制一个以上的工艺模型。例如,对一副冲模的凹模、凸模、固定板、脱料板等主要零件,当选择不同的加工工艺手段时,会得到不同的工艺模型。如当凹模、凸模选择以线切割为加工工艺手段时,会得到一个线切割型的丁艺模型;而如选用成形磨床、电加工为加工工艺手段时,会得到另一个磨削、电加工型的工艺模型。这模具因选用加工工艺的不同,可得到两个不同的工艺模型,用它们分别参与生产排程,在生产流转中所占用的加工设备类型和时间资源会各有所不同。故可以从兼顾车间内工种工时平衡的角度出发,对模具选择适合当前加工设备负荷状况的工艺模型来组织生产。
在PRM中,工艺模型的计算功能保证了排产计划的“内部最优性”,工艺模型建立后可以存储在计算机里待调用,在没有进入实际操作排程前,工艺模型的各工序没有具体的时间概念。而一旦对工艺模型的源头工序赋予开工时间,PRM会自动帮各工序寻找加工设备的空档进入排程安排,形成每道工序都有具体开工时间、具体完工时间的详细生产作业排程计划。
对一副有20多个零件,每零件有10道左右加工工序的模具来说,会有200多道工序参与车间流转量中与其他模具工序发生有限资源条件下的谁先加工的排序问题。
PRM开发的优化排程功能,在保证排程计划的“外部最优性”方面发挥了作用,自动优化排程功能会在充分兼顾有限资源产能、作业时间约束、前后逻辑关系、物料到位状况的条件下,动态计算各模具交货紧迫性系数(模具交货紧迫性系数=模具合同交货日期一排程计算完工日期,以差值最小为交货紧迫性系数最高,该系数是不断动态变化的,以此作为众多模具零件等待加工排序的优先等级依据)。在整体考虑模具交货期合同兑现率的前提下,PRM会选优安排各道工序的加工先后顺序,生成各工序计划开工时间的模具加工排程计划。
模具企业在生产过程中突发影响优化排程的各种扰动因素很多,PRM会根据设置的优先等级排序原则处理资源冲突情况;按可行性自动向前或向后搜索允许开工的新节点时间;拆分长工序为短丁序、充分利用所有自由时间安排加工作业;在预期资源冲突不允许延迟开下时间时,寻找可替代资源的预设方案,启动人机互动机制定夺解决,等等。
通过自动重新优化排程以及人机互动寻找解决冲突预案后,PRM能使模具生产优化排程满足以下特点:
(1)使模具生产的丁艺模型与现有加工设备资源已接任务负荷相适应,在确保模具交货期的优化排程中,尽量避免发生资源能力的冲突,即使某些工序环节的有限产能不能满足加工负荷需求,也可通过再重新优化排程调整,通过人机互动机制来处理问题症结,如可临时采取开二班、开三班的措施,针对性增加瓶颈口加工工序的资源能力,可利用外协外包的替代方案解决资源能力的集中缺口问题,等等。
(2)模具物料能随优化排程得到精确的供货时间要求,可在工序加工前准时送达加工地点,既可最大限度压缩库存资金,又避免了因物料供应不到位而放空生产能力的损失。
(3)控制加工工序前后发生的逻辑关系,有的零件开工要等前道工序和其他相关零件工序都具备完工条件后方才可允许开工,如要进行凹模的电加工工序,必须同时满足电极、电极装夹板、凹模都到位的条件下,才能正常进行开工。
(4)自动生成加工工序优化排程的优先等级系数,模具生产重点控制的是交货期,契约社会违约要赔偿经济损失。故优化排程首要关注的也是缩短制造周期问题,所以加工排程的优先等级设定,一定要以模具交货期紧迫性系数为首选优先原则。
(5)采用加班等扩充资源能力的措施,完全可以在符合企业作息时间和工作日历设定的时间范围内执行,对工种工时能力平衡的短期人力资源需求,也可有一个提前期准备。
(6)可在不同批次、海量的模具零件加工流转量中,从企业整体考虑精确设定最优加工排序,确保企业已承接模具项目的整体最大的合同兑现率。
PRM的建模计算,兼顾了有限资源产能、物料到达时间、相互逻辑关系、排解资源冲突、控制加工进度等多种因素,保证了它所产生的优化排程计划不仅具备可行性,而且一定是排程那时刻的排程最优解。有效解决了模具生产日程计划安排与设计工艺、物料准备、车间制造各分作业排程计划的无缝时间衔接,提供了模具交货期控制的可操作性手段,为模具企业树立了动态优化排程可达到向管理要效益的理念,使模具企业生产管理越上一个新的台阶。
3 以工艺模型与排程理论,给模具企业提供凭数据说话的经营决策支持
客户来要求模具询价,最难把握的是模具交货期是否能满足,尤其是短交货期的插单模具。不能先拍胸脯承接下来,交不交得出做起来再讲,契约社会违约是要赔偿经济损失的。但是,现有管理手段中还真缺乏帮助经营者提供交货期决策支持的可操作性手段。
生产组织形式为按工艺指挥生产的模具企业,一般都会拥有几十家客户,承接了许许多多副模具在各工序环节加工流转,车间里更是有成千上万个模具零件在等待加工。再要承接新的模具业务,尤其是交货期较短的插单模具,是否会与已承接模具的加工带来资源冲突影响,是否会因此拉后其他模具合同交货期,靠目前已有的技术手段,还真的没有凭数据说话的决策支持手段。
而从模具企业成本盈亏平衡点和确保盈利目标角度看,必需继续再承接一定数量的模具业务,才能保证企业收支平衡和经营盈利,问题是从已接模具业务流转负荷来看,企业还有多少模具生产能力谁也难说,接什么类型模具、定多长时间的交货期才能与企业现有资源产能匹配。
用人工编制模具计划、或用通用的ERP软件管理,都不能解决上述模具交货期的经营决策支持,是一个模具企业普遍遇到、但又缺乏有效措施的难题。
然而,采用小吉星PRM后,就有望解决上述难题。小吉星PRM对将新承接的模具是否具有按时交货能力,可以用数据计算的方法、用可视化图表提供经营决策支持。具体实施方法如下:
(1)对征询交货期的模具建立工艺模型,放到企业已承接的模具流转量中共同作次新的优化排程运作,就能马上得出是否能满足交货期、是否具有生产能力的可视化结论。
其中,对新接模具要建立“工艺模型”是个前提条件。模具企业提倡专业化生产模式,所以,只要这种模具以前做过,或者有同类结构的模具参考,解决建立工艺模型的问题并非难事。信息基础建设好的企业,可以很快得到一个凭数据说话的是否能承接模具的决策支持信息。
对模具企业所有模具再重新优化排程,可以做到模具企业所有承接模具的排程计划保持整体最优,如果试运算下来交货期标的可行,就得到了包括新承接模具在内的一个最优排程方案。但企业模具数量大时,整体重排要花费一定的时间,数据库可能会影响其他操作,为避免影响正常生产,可安排备用机先进行试运算,确认还具有正常接单能力后,再签单模具定单投入生产。
(2)假如承接的模具以前没有做过,也没有具体可供参考的工艺模型数据,那就必须先建立工艺模型,再进行试排程。这时,有两种简化的操作方法:
一是“粗略建模”。把模具生产工艺流程定位在部门大工序上建立一个粗略的工艺模型,其工序可简化成:日程计划、设计、校对、工艺、估工定额、标准件库存、外协件、外订购件、落料锻件配料、机加工配套、钳装、试模、检验等。根据企业各大工序环节制定的加工进度期量标准,评估各环节是否具有加工交货能力。“粗略建模”操作简单,如按部门生产能力期量标田准能满足交货需求,可粗定模具承接意向,再赶做工艺模型,投入做正式的优化排程。
二是直接“精细建模”:对询盘模具按标准技术协议书圈定模具结构,即可得到模具结构总图,分解成零件图后就可参照估出模具零件各工序的估工定额数据,将这工艺模型,放到已承接模具流转量一起进行优化排程,就可看到是否满足模具交货期的条件。
模具企业专业化分工的工艺模型积累多了,具体估工定额数据不断修正精确了,再接到同类型模具询价时,再进行优化排程运算就更迅速、更精确了。
4 以关键路径理论,提供确保模具交货期的自动优化排程和实时监控手段
人工编制模具计划时,对关键路线的定义为——在整个模具加工流程中,延长工序完工时间会影响模具交货期的所有工序,都是模具关键路线工序。主要针对设计、物料、制造等各工序环节的时间进度控制上,以计划进度时间要求,作为设计、物料、制造等分作业计划的加工进度编排依据。
优点:可以用此分析一副模具哪些工序将是影响模具交货期的关键工序,不允许有拖延加工进度的时间问题,作为监控模具交货期实现的各监控点。
缺点:用网络技术计算分析各工序的最早开工完工时间、最迟开工完工时间的计算工作量太大,而且只是针对一副模具来考虑优化方案,在模具企业实际生产中,有几十副或几百副模具在加工流转中发生资源占用的冲突,难免会产生有限资源约束的干扰影响,靠人工排程的计算,无法将所有模具动态放在一起考虑优化方案。
PRM对控制模具交货期的关键线路理论作了关键路径理论的改进,对关键路径定义为——工序时间增加将导致整个流程的最短时间延长的所有工序、以及这些工序组成的工作流程。
在小吉星PRM中,优化排程已不是单独针对一副模具考虑,而是要兼顾针对所有加工流转中相互影响的全部模具的交货期来考虑。
由于PRM应用多种逻辑关系和强制连接理论,加上现有计算机的计算能力,使PRM用于模具排程的关键路径理论,可以有如下确保模具交货期的操作措施:
(1)PRM中的每副模具都具有满足自己合同交货期的关键路径排产计划。
(2)每副模具的关键路径不仅受本模具工序的影响,而且还受加工流转中其他模具工序的影响。PRM的自动排程功能会全盘兼顾流转中所有模具的交货期紧迫性系数,不断作出优化排程调整,使模具发生交货期脱期项目的可能性降到最低限度。即使真的存在有限产能不能满足资源需求的情况,也会提前发现通过人际交互采取替代资源等措施解决。
(3)某些设备会是许多模具排产计划的关键工序,虽然这道工序的加工时间推迟,还不至于影响这副模具的排产进度,但很有可能会影响其他模具的排产进度。所以,PRM提供监控关键路径工序是否会脱期的决策支持数据,不只监控单副模具的工序进度,而是同时监控分析关键路径工序所有模具的工序加工进度情况。
(4)除了整体考虑模具流转量进度和整副模具的加工进度外,关键路径理论还会细化考虑每个模具零件的关键路径,即某零件某道加工工序的时间推迟,将导致这个零件乃至整副模具的加工进度推迟,该工序为这零件以及这模具的关键工序,PRM软件会把模具主要型腔件、凹模、凸模等需提前配套钳装的零件,提前一个时间节点列入模具交货期重点监控对象。
(5)由于因新承接模具的插单排产操作、或因加工中报废零件需重新投料赶上出产、或因设备人员因素造成意外加工进度延误等情况,会使模具排产计划的关键路径,处于不断动态变化之中,PRM软件会根据用户设定,自动进行确保模具交货期的动态优化调整。
总之,PRM的关键路径理论提供了确保模具交货期的自动优化排程和实时监控手段。
有效解决了模具交货期估算和实施动态进度控制的难题,可提供企业目前可再承接模具生产能力的决策支持,帮助分析短交货期插单模具是否具有承接能力,PRM软件是一种确保模具交货期的优化排程和监控手段。
5 以二级工艺流程理论,解决模具生产日程计划与部门作业排产计划之间的无缝衔接
现有模具企业各部门之间,因制定计划和业绩考核因素常被无理割裂,在业务流程上各部门之间呈松散联系。其结果,在资源合理占用方面、在交货期进度配合方面、在物料供应适时到位方面等,常常发生矛盾和冲突,调度会上争论不休,难以确保模具生产过程的协调一致。
小吉星PRM可把所有工序按照逻辑关系连接在一起,形成一个工序网络,其中每道工序都包括了物料、时间、资源等相关信息。这样的工序网络称为“一级工艺流程”,特点就是组成工艺流程的基本构成要素是“工序”。例如,在车间制造的“一级工艺流程”中,拥有各加工机床设备、各工种操作人员的各道生产工序。
为了优化排程的编制方便,在总体控制时间进度的模具生产日程计划上,我们把具有“一级工艺流程”的各部门,都如同车间制造那样都看成是一个大工序,形成如设计工艺、物料准备、外购外协、车间制造、试模检验等等。以一个个大工序组成的网络来考虑模具交货期的进度控制,这时大工序网络组成的基本要素不再是工序,而是“一级工艺流程”,相当于把“一级工艺流程”组合成更高一级新的工艺流程,称为“二级工艺流程”。
在PRM系统内,强大的计算功能可以将一个三级工艺模型包含无限制数量的二级模型,每个二级模型包含无限制数量的一般工艺模型,而每个一般工艺模型包含设计所需的任意N道工序。从技术手段上保证了可以实行整体决策与分散决策相结合的技术手段保证措施,即把模具生产日程计划;设计、物料、车间制造分作业排产计划;钳工班组、关键瓶颈口设备的个性化专题计划连接成一个整体。在一次模具优化排程计划中针对多个相对独立的生产工艺模型进行时间上的协调和控制,有利于宏观管理、局部优化,分工协作。
小吉星PRM可以通过一次排程完成模具生产日程计划、车间制造排程计划、钳装试模专题计划等。加强了模具各级生产计划的无缝衔接。不仅可以在每个计划层面完成复杂的排产,还可以在各计划之间保持精确的时间衔接和逻辑关系联系。
模具生产日程计划可以分解到各部门的大工序上,部门大工序可再有下属工序的详细作业排程计划,如:
设计部门大工序可分解成:设计、校对、工艺编制、估工定额、数控编程、晒图复印等具体工序。由此制定一个分作业排程计划——技术准备计划,其含括设计、工艺、估工定额、加工编程、晒图等工序,设计任务有难、中、易较大差别时,对设计任务按排也要针对设计人员技术水平的高、中、低有所选择。需要再细列各个设计人员的科室设计计划。
物料供应部门大工序也可分解成:标准件仓库配料、外协、外购、锻加工、热处理、毛坯落料等具体工序。由此制定一个分作业排程计划——物料准备计划,其包括外购件采购、外协件发包、内制件订货、低值易耗品仓库最低数量备货、锻件、落料等工序,视需要再具体编制内制件订货计划、外协采购计划等。
车间制造部门大工序可分解成:加工设备各工序、钳装工序、试模工序、检验工序、等,由此制定一个分作业计划——车间制造排程计划,其包括各机加工设备的精细作业排程计划、出产模具的机加工先期配套计划、钳工装配任务分配计划、试模设备安排计划、检验验收和收款计划,等等。
作业排程计划,计量单位为以分钟计算,这是模具企业可以达到的计划精度模式。
PRM的排产功能提高了模具交货期按合同标的实现的可行性,保证了最大限度提高模具企业生产资源的有效利用率。密切了模具生产大日程计划与各详细作业计划之间的衔接精度,保证了从企业整体考虑各客户、各批次模具定单进度控制的合理性,支持企业把宏观模具交货期日程计划与微观生产作业排程计划紧密联系起来,使模具生产管理能真正——抓到实处。
6 以资源、资源排序、资源负荷理论,实现成本预算、方案选优、有效利用资源的目的
人工编制模具计划时,无条件仔细考虑资源类型、资源排序、资源负荷等细节问题,能够使计划满足可行性已经相当不错了。
但在PRM中,由于充分应用了资源理论、资源排序理论、资源负荷理论,可以为优化排程、降低成本、提高资源产能提供有效操作手段。
从资源理论角度看,资源必须依附于工序,不存在脱离于工序的资源。
资源的约束属性规定在一个时间资源只能被一个工序占用。如一台小孔立磨已经被某个零件加工所占用,就限制了其他零件加工使用小孔立磨的可能性。所以对有些瓶颈口关键设备,存在为其单独制定更详细的设备加工排程计划的必要性,以便更好提供前后工序衔接的可行性,杜绝等工放空生产能力的现象,提高瓶颈口关键设备的利用率。
资源的成本属性指工序带来成本耗费的“占用”。无论哪种类型的设备和人力资源,都可通过统计历史数据,计算出一个“单位时间成本”。这样就可得到如下的模具信息分析数据支持。
“单位时间成本”只要乘以估工定额,就可算出模具的“预算成本”,从而验证模具价格开得是否合理,或采取何种措施保证承接模具的盈利性。
“单位时间成本”只要乘以实际用工时间,就可得到模具按副、按定单批次的“实际成本”,可解决企业按模具付、按定单项目结算成本的精确性难题,解决模具实际成本结不清楚的老大难问题。
有了车间的每月财务费用后,除以车间的总工作时间,再乘以每道工序的工作时间,就可以得到最接近于实际发生成本的“分摊成本”,有利于经济效益考核向更小计算单位划分,避免企业赏罚不均现象,提高每个岗位、每个员工的生产积极性。
这种成本计算方法,可以分模具种类、或分客户定单对象进行成本核算,了解哪类模具是企业盈利多的模具,即今后可重点考虑发展那类模具业务,提供对企业专业化生产发展方向的决策支持;也可了解哪些客户是企业的财神,应重视客户关系的服务到位,以承接更多优质定单模具。
从资源排序理论角度看,对已知的瓶颈口设备、或加工负荷较高的设备,应预警在“最优排程计划”下发生冲突的可能性。也就是要重点分析这些设备能否满足排程加工要求。如果产生不能满足的冲突情况,可采用如下解决办法:
(1)是否可用同类设备替代加工,这相当于增加候补资源,这可以在工艺模型中输入替代设备预案,以便在排程中自动选用。
(2)自动延长这零件计划排程的完工时间要求,以总体进度不影响模具交货期为前提。在满足最短时间内完成模具零件加工的前提下,有时也可针对性采用其他优先排程原则,如各工序按最短估工定额工时为优先原则排程,就可使车间内设备人员等工现象最少,最大可能减少因等工造成放空生产能力的损失,使企业产能利用率最高。
从资源负荷理论角度看,企业里多数资源的特性是独占性。一个工序一旦开始使用这个资源,就不能冉被其他工序所使用。但是,有些资源是可以同时被多个工序占用,如热处理工序等。每个工序占用资源的一定比例负荷,只要资源总的负荷不超过标准即可。小吉星PRM可为每个工序的每个资源设定一个负荷系数,分摊资源负荷,最大限度利用资源负荷,确保实现模具交货期的产量目标。
7 以扰动因素理论,用动态生成模具交货期紧迫性系数解决自动优化排程问题
模具生产排产计划容易产生变化的原因,有来自企业外部原因和来自企业内部的原因。
作为来自企业外部的原因有:由于模具产品的试制特性,导致客户频繁修改图纸,生产中常出现加工暂停现象;常有VIP客户要求增加短交货期的插单模具,对重要贵宾客户又很难回绝不帮忙;物料供应商的物料供应临时脱期,导致车间加工的延后开工,等等。
作为来自企业内部原因有:因设备故障的意外停工、因操作人员的病事假引起的计划进度落空、因零件报废需要重新投料加急加工等,给优化排程计划带来扰动影响因素。
小吉星PRM以抗扰动因素理论,设计以交货期紧迫性系数来作为不断自动优化排程的依据。模具交货期紧迫性系数=模具合同交货日期一排程计算完工日期,以差值最小为交货期紧迫性系数最高,以此作为众多模具零件等待加工排序的优先等级依据。加工中某零件由于各种原因延误了,交货期紧迫性系数会越来越高,一旦可以开工,PRM根据交货期紧迫性系数会安排优先加工。有紧急插单模具来了,只要承诺的交货期短,自动计算的交货期紧迫性系数就会比其他先承接进来的模具高,一定也会在重新优化排程中插到其他模具前面优先加工。
这种排产优先等级系数需要动态计算每副模具的交货期紧迫性系数,让交货期紧迫性系数高的模具挤占交货期紧迫性系数低的模具前开工,会依据各副模具交货期紧迫性系数的高低变化,引起加工排序的一系列连锁反应。此功能保证重新接受排序定位,重新满足资源、逻辑关系、物料到位等多种约束条件。这种自动优化排程,可以根据管理需要设定时段自动进行,在上班前、在吃饭休息时间、在下班后时间段自动进行,以减少对正常计算机操作的影响。
模具生产优化排程计划被制定出来后,只是在排程计划结束后的这一时刻保证最优,之后随着加工一开始,马上会有因:超定额完成加下任务,把下一零件工序的计划排程开工时间提前了;或由于设备损坏、人员请假、物料送检还未到位等因素,把下一零件工序的计划排程开工时间延误了,马上有可能使原优化排程变得不是最优化了,对其后所有工序产生错综复杂的连锁反应。这影响冈素靠人工排程方法无法处理,而PRM系统可以在模具用户设定的间隔时间内,自动进行全面的重新优化排程。
模具交货日期是合同法定的执行依据,不能由模具制造单方面更改,交货期是一个刚性指标,加工还剩多少丁作量也是一个动态数据,用各模具交货期紧迫性系数作优先排程的依据,可让交货期紧迫性系数高的模具挤占交货期紧迫性系数低的模具优先开工,远比人工分档设定模具等级系数更有利于确保模具交货期的实现,排程结果也更具有从全厂整体考虑确保模具定单项目合同交货期的合理性,特别适合于单件、小批、带有试制性特点的模具生产企业选用。
8 以可替代资源理论,设置可替代预案自动解决产能平衡问题
PRM分析模具产能,可以从如下因素考虑:模具的工艺模型、模具定单数量、定单交货期要求、现已有模具流转量、物料供应情况、实有加工作息时间、企业多种综合因素等。
在模具新承接业务和已接模具流转量业务在优化排程时存在资源冲突情况,为寻求最优解决方案,可将新老模具工艺模型揉和在一起冉进行一次重新优化排程的方法为最可靠。
但是,实际情况也并非一定都要靠重新排程来解决,许多情况下,资源不足问题是可采用替代方案解决的。因为,PRM的可替代资源和资源组理论,PRM的动态实时信息反馈功能,可通过预先设置瓶颈口关键设备的可替代方案和培养多面手操作员工来解决资源产能平衡问题。
排程中可代替资源理论要求模具企业对任务负荷高、忙闲不平衡的工种工序资源,都应建立它们的“替补资源”序列,这个序列构成一个“资源组”。一旦在排程中该资源发生冲突情况,就可自动调用资源组内的替补资源,弥补产能不足问题。这个功能最大限度利用了一切可利用的资源,保证排程计划时间最接近模具交货期需求时间。
9 以可变、可代替工艺模型理论,解决插单冲突、扰动因素等的自动优化排程问题
小吉星PRM系统的核心功能在于给用户建立一个排产的标准“工艺模型”,系统通过大量的计算保证这个排产的标准“工艺模型”是优化的,当给它最先工序一个具体开工时间,就会连锁生成详细的生产作业排程计划。
但这标准“工艺模型”很难用定义作固定描述,其必需在实际生产条件中进入排程操作,才会产生具体表现形式,而且这表现形式是动态变化的,每次重新排程,其优化排程结果是不同的,以满足模具交货期需求为评价标的。
PRM的“可变工艺模型”理论支持模具用户可只给出一个“模糊”的生产工艺模型,而具体的生产方式可在每个具体时间根据具体条件的计算后通过人机互动给出。所以,小吉星PRM的每个工艺模型都是可以设计成“可变工艺模型”,会在加丁进度的具体时间节点上自动变形,以适应实时情况的需要。
按照PRM系统目前的排产方式,PRM用户定义的工艺模型已经越来越模糊,基本上就是一个大致的排产原则,实际下达以后的生产计划与标准工艺模型有很大的差异,不仅工序之间的相对时间位置大不一样,甚至工序的工作时间、工序资源、-下序本身是否存在等都已经有了很大改变。正是这种改变恰能体现出生产计划中每个不同时刻、不同情况下的最优的排产方式是不同的。这已经成为PRM系统的排产基本原则。
PRM系统自动寻找和安排空闲资源完成特定时间上的工作,具有自动将下达时间向后或者向前替换,直到找到最接近的可行性时间,方便用户设置工艺流程的需要;更可换成可代替模型下达、具有最大限度利用模具企业所有生产资源的需要。
10 以工艺流程包含物料理论。解决优化排程物料到位、降低库存量问题
PRM工艺流程包含物料理论告诉我们:模具生产工艺流大于并完全包含物流,只存在没有物料的工序,不存在没有工序的物料。
PRM系统提供的物料需求计划,首先它满足生产能力限制、多种生产约束条件以及优化排产提高工作效率的要求。其次,它有详细到分钟的时间进度安排信息。
PRM系统利用动态的“工艺流”定义“物流”,实现了模具生产物料随生产过程的动态定义,同时也实现了模具生产物料的中间品储存室的细节管理,一切以方便优化排程、有利于模具交货期控制为原则。
前道工序产出的物料,如果不在优化排程的当前范围内,调度应把它列入中间品储存管理范围,不让操作员工自己挑超产因素大的、报废因素小的工件优先加工,扰乱模具优化排程的正常秩序。物料从前一道工序产出后,等待发钳装配,此为待发钳装的半成品,可集中中间品储存室,待零件配套齐全后一起发钳装配。
利用PRM建立的“物料需求计划”,不仅有所需物料明细规格,而且还带有工序所需的到位时间进度信息,对模具物料的管理更加精确,使“物料需求计划”更具可操作性。可实现按所需具体时间、以车间需要的方式、把符合要求的物料适时送到工序加工地点。有利于最大限度减少原材料、中间品、标准件的库存,降低库存资金、减少不必要的材料损耗,精确成本核算。
总之,工艺流程中的每个“工序”都带有详细的所需物料以及产出物料的信息,所有“工序”之间用逻辑关系连接在一起组成工序工作清单的同时,所有的物料信息也连接在一起组成物料流程图。PRM工艺流程包含物料理论,以单一的工艺流程包含了以前分别存在的工作流和物流,这样就把所有物料、时间、资源、成本等相关信息综合到一个整体系统内,就有可能完成复杂的约束和优化运算。它的最终计算结果不仅可以满足工艺流程的多种约束条件,以及库存数量的约束和限制,而且达到资源利用率最高、库存数量最小这样的企业目标。对于模具生产过程控制、减少资金占用等,都具有现实意义。
11 以决策支持理论。用排产推演和虚拟现实解决模具生产决策支持手段
PRM除了保证计划的最优和可操作性外,还对计划的执行过程有一套严格的控制理论。主要内容是,模具生产优化排程计划执行过程的每个当前状态,都随时反馈并与模具生产日程计划进行对比。对实际执行的进度是否可能造成交货期时间延迟,按照交货期紧迫性优先原则,自动进行优化排程分析判断。如有可能造成交货期延误的模具,会予以预警机制的人机对话功能加以解决,对于局部时间延误只要不会最终影响合同交货期,都可采取容忍和适当调整态度解决,实现对计划执行过程的动态实时控制。
PRM每次下达计划都是可以进行排产推演和虚拟现实分析的,值得强调的是:PRM不是企业领导,不是可代替人的自动排产,它只是按照模具企业管理人员排产要求在做计算的一个有效率的工具,是模具经营决策的支持,是有限资源约束条件下优化排产的计算器,真正的统计分析、决策定夺还是要靠管理人员来做。
可以让PRM再重来一遍试排程运算,计算机会按照PRM编制的程序给出最新的计算结果:
(1)每次下达模具排产计划后,所有计算结果都暂时处于‘保存或者放弃’的等待状态下,模具用户可以根据分析交货期能否实现的计算结果,选择保存新排产的计算结果,也可以选择取消计算结果恢复没有重新排程前的模具流转状态,或再考虑用新的排程方案试试。
(2)由于每次模具排产的计算结果是否保存都先处于悬而未决状态,此时其他人无法操作数据库,这就需要生产计划者尽快做出决定,以免耽误其他工作。
(3)PRM为了让用户快速判断计划结果是否满足生产要求,可提供多种直观、详细的统计分析方法;可视化的多种甘特图表现形式;资源分析数据和物料需求计划以及模具交货期是否脱期等信息数据;用可视化的图表提供决策支持。
(4)PRM重新排程的结果,首要功能是给生产决策者提供决策支持,其次才是给企业制定详细的生产作业排程计划。因为优化排程计划是相对的,到下一次排程前可能已不是最优方案。
PRM的排产结果对生产决策提供信息数据支持的形式有:
(1)模具生产日程计划,明确设计工艺、物料准备、车间制造、钳装试模、验货收款等主要生产环节的日程进度要求,运行后从4个方面自动进行监控:①到了开工时间还没有开始的工序;②虽已开工但进度延误的工序;③物料供应内部订单和外部采购不到位的工序;④优化排程计划与实际加工执行不相符的工序。PRM对生产的自动监控,使企业管理能管到实处。
(2)生产作业排程计划,主要有设计技术准备、物料供应到位、车间制造进度环节等计划,包括每道工序的最早开始时间、最迟结束时间。根据工序计划检查实际的开工、结束时间、重要节点时间进度是否有拖延模具交货期的迹象,随时统计当前生产的各项指标,与计划进行对比,得到计划实际的对比甘特图。支持模具用户在正式下达生产计划前多次进行试运算,给生产决策提供更多的决策支持数据。
(3)设备要员资源计划,包括关键设备、操作主要人员的任务安排负荷情况;设备和人员的优化排程计划安排的甘特图显示;某段时间的各工种设备尤其关键设备的负荷率图。根据模具任务承接负荷和资源能力分析检查各工序资源是否存在冲突?瓶颈口在什么工序?需要做的资源整合有哪些工序工作?通过PRM系统的执行与计划对比功能,可以让企业管理者快速得到生产现场的第一手资料,便于动态实时作出调整响应。
(4)物料到位时间计划,包括需要何种模具标准件、锻件、毛坯料、等物料明细规格;要求送达车间加工位置的适时要求。根据物料供应状况,检查物料到位的计划执行情况。
(5)模具配套出产计划,包括机加工为模具零件提前配套到钳装的机加工配套计划,这是为钳工装配提供时间保证,尤其对模具装配钳修工作量大的主要型腔件、凹模、凸模、固定板、脱料板等零件。以及根据模具交货期要求制定的模具当月出产计划,预测能初次试模的具体时间;以及是否能满足模具按时交货的要求。
(6)物料外协采购计划,通过工艺模型的排程后,会自动生成模具物料供应的具体时间进度要求,自然而然会形成一个物料外协采购计划,以精准生产为原则,统计得出一个具体的标准件品种规格、材料到位时间表、外协件数量及技术要求、物料的最迟到位时间等。根据内部订单,检查相关部门的供货计划是否可行,根据外协采购计划,监控外协外购是否按计划进度实施,物料到位是否能满足加工进度要求。
(7)生产成本核算计划,自动生成工资成本、燃料和动力成本、制造费用成本以及按模具/副、按个人、按部门的成本核算考核。根据成本计划决定模具询盘是否能承接生产、校对给用户的模具合理报价。对模具成本计划的执行过程进行全方位的实时监控。
总之,简单归纳一下,小吉星PRM对于模具企业的应用,最直观可以给模具企业带来3大功能改变:
一是让模具企业从“静态计划模式”向“动态优化排程”功能转变。
二是让经营管理从“凭感觉盲目拍板”向“可视化分析决策”功能转变。
三是让企业有限资源从“被动随意利用”向“精算优化利用”功能转变。
这三个功能转变,会带来两个可供检验的革新标的:
一是有效缩短制造周期。精细的优化排程确保了模具企业按合同交货的行业信誉,可视化的决策支持系统也提高了企业模具市场的竞争能力。
二是明显提高经济效益。最大限度压低库存资金、又最佳状态发挥有限资源产能,可以向模具PRM管理要企业经济效益的最大化。
(本文不涉密)
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