APS體系出產流轉體例和批量算法研討

文章來歷:火鳳凰軟件
2021-03-22
作者:馮春山

本文將連系筆者開辟經歷,先容出產打算排程APS中的出產流轉體例和批量題目,供相干職業者開辟APS體系時參照。

01

媒介


在經濟范疇,出產型企業是經濟的根底,有了出產型企業出產出的各類產物,才有物流、網上購物和金融融資等勾當。對出產型企業,其制作能力是其焦點合作力。若何晉升制作能力一向是出產型企業面對的課題。制作能力晉升包含良多方面,比方進步裝備精度,改良產物品德,下降不良率,出產公道支配調劑。企業要改良出產辦理,使得出產支配更公道,就須要改良出產打算排程。


制作業大都企業為中小企業,中小企業的出產特色普通是多種類、小批量。因企業出產范圍小,普通難以接到出產批量大的定單。對多種類、小批量出產范例,企業出產打算排程一向是個困難。由于種類多,致使數據計較量大,而批量小又會致使換線頻仍。


APS(advanced planning and scheduling)是針對出產打算排程的處理打算。APS將出產打算排程的法則固化到計較機軟件上,操縱計較機高速計較能力進步排產效力,進步出產資本操縱率,從而增添企業合作力。


筆者就任于一家典范的機器加工企業,整機跨越2000種,其出產范例屬于典范的多種類、小批量。針對本企業出產打算排程的困難,筆者開辟了用于本企業的出產打算排程APS體系。本文將連系筆者開辟經歷,先容出產打算排程APS中的出產流轉體例和批量題目,供相干職業者開辟APS體系時參照。


02

三種出產流轉體例


對出產型企業,普通說整機每次出產批量城市到達必然數目,比方每批幾百或幾千個。一些出格行業出產批量較少,比方模具行業,針對某個模具,固然工序良多,但只出產一個或數個。


多量量出產整機在差別工序前后流轉時,就會有一個差別于小批量出產的流轉題目。出產小批量整機出格是單個數目,必定是前工序落成后再起頭后工序。可是多量量出產就會呈現多種挑選,能夠這一批整機前工序都落成后再起頭后工序的出產,也能夠這批整機的前工序實現一局部后,后工序就起頭出產。


普通來講,咱們能夠將成批整機前后工序流轉分紅三種環境。第一種體例被稱為挨次挪動,它的特色是成批整機的前工序都落成后,再起頭下一道工序;第二種體例是平行挪動,它的特色是一整批整機前工序分紅幾個小批量中斷性出產,實現一個小批量后就起頭下一道工序的出產;第三種體例是平行挨次挪動,它的特色是整機出產不做批量朋分,等整機前工序實現局部時,后工序起頭出產,但后工序不會有期待加工環境,須要計較好前工序加工完幾大都目后再起頭后工序,防止若是后工序加工速率比前工序快,后工序呈現期待前工序整機加工環境。下面將具體先容這三種體例。


03

挨次挪動


挨次挪動是指一批整機有多個出產工序,一道工序的整批整機都加工完后,再起頭下一道工序。若是用圖示表現,圖示以下:


接納挨次挪動體例的長處是:


1、排出產打算簡略,不必花時候計較是不是須要批量分開,也不須要計較,是不是前工序未落成時,后工序就要起頭加工。


2、裝備操縱率高。由于加工后工序時,前工序一切整機都已加工終了,即便后工序加工速率更快,也不會呈現期待料加工的環境。


3、削減車間內搬運量。由于前工序整批整機都加工完后,才起頭下工序。能夠整批整機都加工后,再轉移到下工序地址裝備處,搬運效力更高。


挨次挪動的錯誤謬誤是:


出產周期長;由于后工序須要期待前工序全都加工終了后能力起頭,當工序數目跨越兩個時,后面工序期待時候長,全體出產周期長。


挨次挪動合用的場所:


因挨次挪動削減了裝備呈現期待物料加工的環境,也削減了切換次數,下降了裝備切換本錢,但其加工周期長。它合用于產物交貨期比擬充裕的環境。


挨次挪動的出產周期計較體例:


它的整機加工周期計較很是簡略,便是整機各工序加工周期做簡略加和便可。


例:一批成品,批量為4件,須經四道工序加工,各工序時候別離為:


t1 = 9,t2 = 5,t3 = 15,t4 = 10。


加工周期接納挨次挪動體例計較


T=4*(9+5+15+10)



04

平行挪動


平行挪動是指一批整機中的局部整機一道工序落成后,就轉移到下一道工序出產的挪動體例。比方一批整機400個,第一工序加工完200個后,這200個就轉入二工序加工。固然也能夠加工一個整機后,就這一個加工好的整機就轉入下一道工序。


以后大都材料先容平行挪動為加工完一個整機,就轉移到下一道工序,筆者以為這么界說平行挪動過于廣義,由于現實出產中差別范例裝備能夠位于差別地址,若是實現一個整機某工序就轉移到下一道工序搬運太頻仍,搬運本錢太高,并且若是下工序加工速率快,其期待物料加工環境會很頻仍,華侈裝備產能。將平行挪動界說為實現一批中局部整機后,再轉移到下一道工序更適合現實環境,更公道。


由于平行挪動出產體例,下一道工序起頭時候早,類推最初一道工序起頭時候也早,整機的出產周期短。它的出產周期也比下面要先容的平行挨次出產體例短,是三種出產體例中出產周期最短的挪動體例。


平行挪動圖示以下:



平行挪動的長處是:


1、加工周期短,由于不必期待整批整機都加工完,后面工序加工完一局部后,就能夠起頭后面工序,類推全部加工周期也短了。


2、滯留車間的在成品少了,在成品削減有益于削減空間占用,加速資金周轉。


平行挪動的錯誤謬誤:


下降了裝備操縱率。有的工序由于加工速率快,會有裝備余暇期待前工序的環境。若是在期待時代不支配別的整機加工,裝備會有一段時候閑置。若是在余暇時候支配別的整機加工,裝備加工差別整機會有往返切換的時候本錢。


平行挪動的合用場所:


絕對挨次挪動,平行挪動加工周期短,但裝備操縱率低些。它合用于產物交貨期短的告急環境,為了知足客戶交貨期,接納平行挪動延長出產周期。


平行挪動出產周期的計較體例較挨次挪動要龐雜,它的計較公式以下:


  • 整批數目Q0

  • 整批的分段數n

  • 分段后批量數目Qn

  • 加工工序數目m

  • 最長工序加工一件的時候tL


例:一批成品,批量為4件,須經四道工序加工,各工序時候別離為:


t1 = 11,t2 = 5,t3 = 15,t4 = 10。


接納平行挪動體例計較,其加工周期


T=(11+5+15+10)+(4-1)×15=86  


05

平行挨次


三種出產體例將平行挨次放在最初先容,由于它是既綜合前兩種出產體例的長處,也綜合了它們的錯誤謬誤。


差別于挨次挪動,它并不是必然要前道工序整批整機都加工完了,才起頭后到工序,而是在必然水平上,前后工序并行出產。若是前工序出產速率快,后工序慢,這兩道工序同時起頭出產,后面工序也不會呈現期待物料加工環境。若是前工序慢,后工序快,則須要計較,前工序加工到甚么水平,后工序再起頭加工,防止后工序呈現期待物料加工環境。


差別于平行挪動,它錯誤整機出產停止批量分開,不管每一個工序加工速率快或慢,都是整批整機一次加工完。


平行挨次挪動圖示以下:



平行挨次的長處:


1、 加工周期絕對短。由于工序之間在時候上有并行加工的環境,以是它的加工周期比挨次挪動短,戰爭行挪動比擬,其出產周期長。


2、 裝備操縱率高。由于平行挨次出產體例,整機批量不分開,整批一次性加工完,以是裝備切換本錢低。


錯誤謬誤:


1、出產排程費事。以后工序出產的慢,爾后工序出產的快,須要計較前工序實現幾大都目后,后工序能力起頭加工,有必然計較量。


平行挨次的合用場所:


當客戶交貨期充足,出產企業又但愿下降裝備切換本錢,能夠接納此種出產體例。


平行挨次出產周期計較體例: 


圖片


注:


  • T:平行挨次挪動體例加工周期;

  • n:整機批量數目;

  • ti :第i道工序的出產時候;

  • tl :單件出產工時,比前后兩相鄰工序加工時候長的單件工時;能夠在第一工序前和最初一道工序后設置時候為0的假造工序。

  • ts :與前后兩相鄰工序中單件工時比,比前后工序都短的工序的單件工時;


例:一批成品,批量為4件,須經四道工序加工,各工序時候別離為:


t1=11,t2=5,te=15,t4=10


接納平行挨次挪動體例計較:


=(11+5+15+10)+(4-1)×(11+15-5)=104


06

平行挪動最優批量分開體例


這3種流轉體例中,最龐雜的是平行挪動,由于平行挪動中有個批量分開的題目。平行挪動在出產進程中須要停止批量分開,最簡略的批量分開體例是各個工序批量分開數目不異,本文下面先容的例子便是這類體例。


平行挪動的例子,一次出產1000個整機,若是分紅4個批次,每批出產250個,起頭下一個工序;若是分紅5個批次,每批出產200個,就起頭下一個工序。分開成差別的批次數目,影響著兩個出產評估身分:


  • 切換本錢;


  • 出產周期。


從出產打算支配的角度,咱們但愿出產本錢低、出產周期短,可現實中,這兩個方針又存在抵觸。常常出產周期短,就象征著須要頻仍切換,出產本錢高;反之,若是但愿出產本錢低,就須要削減切換次數,出產周期就長。


各工序分開批量一樣是可行體例,但不是最優批量分開體例,由于差別工序切換本錢不分歧,更公道的是切換本錢高的工序批量朋分次數少,或不分開,切換本錢低的工序能夠多分開工序。第一工序和加工時候最長的工序不須要批量分開。


平行挪動須請求解最優分開次數,后面先容用的例子是各個工序分開次數不異,是為了申明平行挪動的出產特色。現實上差別工序切換本錢是不一樣的乃至差別相稱大,以筆者地址機器加工場為例,加工中間由于其主動化水平高,一次加工尺寸多,切換煩瑣,普通須要幾個小時。企業經營時候便是款項,切換時候長,就象征著本錢高。而良多首要依托手工操縱的工序切換就很快,比方鉆床,耗時才幾分鐘;若是是完整依托手工的工序,就幾近不甚么切換本錢。以是說,不斟酌整機差別工序切換本錢的差別,整機各個工序根據一樣的數目分開工序不是最優的平行挪動體例,對切換本錢高的工序削減批量分開數目,對切換本錢低的工序能夠有更多的批量分開數目,這類體例能夠在一樣的出產周期環境下,切換本錢更少,進而出產本錢更低。


想法求解整機在平行挪動出產進程中,差別工序設置差別的批量分開數目,進而到達出產周期知足客戶定單請求的環境下,出產本錢最小的方針。筆者以為有三種求解體例能夠接納: 


1、窮舉法。該體例是經由過程計較機法式列出整機差別工序各類能夠批量分開打算,而后比擬這些打算的出產周期和出產本錢,挑選在出產周期知足客戶交貨期請求環境下,出產本錢低的打算;


2、提早野生設置好各個工序流轉的批量。比方,不管一個工序總加工數目是幾多,加工好500個以后,就起頭下一工序;


3、先野生設置多少形式,而后法式在形式中挑選批量分開體例。比方設置一種形式,當出產批量大于200并小于500個時,一工序不分開,二工序分開三次,三工序分開二次。


07

跋文


在本文,筆者連系本身開辟出產打算排程APS體系的開辟經歷,先容了出產排產中三種挪動體例,并且切磋了有些材料中先容平行挪動過于狹窄的界說,提出了更適合現實環境的界說,也切磋了平行挪動中的龐雜環境,差別工序分開次數不一樣,這點今朝還沒有見到別的材料切磋該題目。文中筆者概念供同行者參考。


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