型号计划与生产计划协同管理研究

李景新，颜丙新，邓小静

(1.北京神舟航天软件技术有限公司，北京 100094)

(2.中国航天空气动力技术研究院，北京 100074)

型号计划与生产计划协同管理研究

李景新1，颜丙新2，邓小静1

(1.北京神舟航天软件技术有限公司，北京 100094)

(2.中国航天空气动力技术研究院，北京 100074)

为提升国防工程项目研制生产管理水平，加强项目计划在研制与生产过程中的协同管理，研究通过AVPLAN系统和MES系统的信息平台，采用项目管理、MES、生产看板等系统管理技术，实现型号计划与生产计划过程的数据交互，有效解决关键资源冲突的问题，提高型号多项目综合协调管理能力。

型号计划;生产计划;协同管理

由于科学技术的发展以及国防工业的需要，大型国防工程项目如航天型号研制，规模越来越大，协作关系也日趋复杂，高技术、高投入、高风险、高复杂性等特点越加明显，因此将现代项目管理应用于航天工程项目已成为航天工业发展的必然。而计划管理作为项目管理的重要组成部分是其中的重要环节，直接影响着航天型号研制的成败。计划管理既包括以院为主体、厂所为承担单位的纵向型号研制项目计划管理，又包括制造企业对多型号任务的横向组批生产计划管理。对于项目管理者而言，有效地将型号计划与生产计划进行关联，通过采用系统集成技术，实现计划管理系统与生产管理系统的实时数据互通，通过进度控制对整个工程项目进行实时监控，及时采取多项措施对偏差进行控制，减少不确定性因素的影响，将对项目的成功有着重要的作用。

1 型号计划与生产计划的关联

航天产品是结构复杂、涉及学科领域众多的资金密集、技术密集型产品，其研制生产具有技术难度大、投入资金多、质量与可靠性要求高、协作单位多、风险高以及管理难度大等特点。为确保航天型号的成功，一般采取“集团—院—厂所”之间的型号多级计划协同管理模式，重要型号一般由集团公司层面来牵头管理，总体研究院作为总体单位，各专业院(厂所)作为分系统研制单位。根据型号的特性，承担单位将型号计划分级，按照规范的WBS，形成逐级分解下达目标任务，建立不同层次的项目管理与执行组织，逐层上报各类成果的流程结构。依托AVPLAN软件平台，可以实现多层次计划人员基于网络进行同步的计划编制、调整、优化和管理，实现多级单位协同编制过程中针对计划项的上下级间的有序控制反馈和同级单位间的有序协调，完成纵向AVPLAN项目管理。

航天型号计划下达到各个制造企业后，制造企业根据产品和生产线的特点，编制生产计划并实施。由于航天制造行业具有离散性、复杂性的制造特点，其生产模式是典型的多品种小批量、面向任务的生产模式，生产的复杂程度和难度比其他行业要更大一些［1］。生产计划的编制要考虑物料需求、车间库存、设备运行、工装工具、工时成本、质量监督、现场记录等多项业务活动，同时要考虑多个型号任务的协调，目前国内企业多采用生产看板、MES(Manufacture Execution Syetem，制造执行系统)等系统集成技术，协同 ERP(Enterprise Resource Planning，企业资源计划)，使信息得到更快更有效的传递，从而合理安排各个车间生产计划，缩短生产周期和库存周期，降低成本，提高计划的时效性和管理的规范性，完成多型号任务的横向组批生产计划项目管理。

航天型号任务在AVPLAN平台上进行型号计划的协同编制，形成完整的型号计划管理系统，下发到各个制造企业，制造企业应用MES平台，依据ERP的实时数据，把生产计划管理、物资供应管理、库房管理、车间现场管理等联系起来，进行信息互相通讯［2］，再将生产进度及时反馈到主生产计划，通过AVPLAN系统将进展情况及时上报，实现从院的型号项目计划，到制造企业的主生产计划，再到车间的作业计划，贯穿“计划—执行—控制”几个管理层次的闭环管理技术，具体型号计划与生产计划关联框架如图1所示。

2 生产计划的系统管理技术

航天型号生产具有多品种、小批量、制造工艺复杂、自动化水平相对较低、车间环境要求严格等特点，制造企业为降低成本，缩短周期，往往采用生产看板和MES系统两种管理技术。

图1 型号计划与生产计划关联框架

生产看板管理是通过看板这种工具实现准时生产制，管理过程是生产车间某成品件消耗后，对应的成品件看板卡就返回车间，并挂在该零件生产线批量累计板上，当积累到批量线时，就发出设备看板卡、模具看板卡、原材料看板卡、容器看板卡，查询这些资源是否满足生产需要条件，每满足一种条件，对应的看板卡就挂在生产排序板上，如果条件全部具备，则表示可以启动该品种的生产了，若干品种满足同一生产条件，按时间优先原则，一个批量的成品生产结束后，所有的成品件都装入容器具，并挂上成品件看板卡，进入成品件仓库［3］。由于采用了生产看板目视管理栏，管理人员可以实时准确掌握产品的种类、数量、在制品、生产进度、生产准备、库存等动态情况，准时生产原则可以得到充分保证。

MES系统是面向车间层次的管理信息系统，介于上层计划管理系统和下层工业控制执行系统之间，简单而言，ERP系统是企业的计划层次，MES系统是企业的执行层次，对企业的生产过程进行优化管理［4］。MES系统通过接口与ERP系统、CAPP系统(计算机辅助工艺过程设计)建立联系，分别从中获取计划信息和实时的加工工艺信息，并为CAPP系统提供设计信息，主要包括车间计划调度模块、工艺管理模块、物料配送及库房管理模块、资料室/工具/工装等管理模块。计划调度系统把生产计划的详细制定与实际生产紧密结合起来，并通过工艺设计、物料配送、工具、工装、资料等模块将制造企业许多零散的部门整合在一起，实现信息的共享，而管理层可以实时通过系统获取车间中的相关信息。采用MES系统，使得生产计划更详细、更精确，实现了对数据的实时采集，为优化组织生产提供了智能化指导，并能自动纠正或提示生产中存在的问题，实现了车间高效、快捷、均衡、稳定的生产。

3 型号计划与生产计划集成管理总体思路

航天型号计划与生产计划集成管理总体思路如图2所示:(1)计划处根据“院”里的型号任务的进度指标，在AVPLAN平台上按照“远粗近细”的原则，对型号项目研制任务逐级分解、细化，形成月份研制计划;(2)生产处以月份型号计划为依据，并将多型号项目中的生产任务进行组批处理，生成主生产计划;(3)年度型号计划或季度型号计划可以作为ERP系统的预测计划;(4)主生产计划下达到车间后，车间利用MES系统自动排产与人工协调相结合的方式将生产计划进行“车间—工段—工序”的逐级分解，形成车间作业计划;(5)当制造过程中有临时生产任务时，可以在MES系统中以临时生产计划的方式插入到主生产计划中。当车间现场发生突发情况时，如设备故障、工装未准备到位等，车间现场管理人员要将情况反馈到车间或生产处，使其能及时动态调整生产计划。

图2 型?号计划与集成管理方案

通过航天AVPLAN系统与MES系统的集成，实现了如下目标:(1)实现生产计划与型号计划的协同编制;(2)实现生产计划和产品结构的衔接;(3)实现生产计划执行信息自动反馈到院型号计划;(4)实现从院研制计划系统进入生产计划系统，查看生产计划分解落实情况，并能查看质控卡、交接单等详细信息。

4 型号计划与生产计划协同管理实施

按照型号计划与生产计划的集成管理思路，在型号AVPLAN系统与生产MES系统中进行了管理实施，具体的实施过程如下。

4.1 型号计划和生产计划的协同编制

在每年的年初，由企业的型号项目管理部门与生产管理部门在AVPLAN系统和MES系统上协同开展计划的编制工作，各级计划编制人员在同一时间段、统一平台上对统一的WBS进行编制、细化、讨论和修改，将AVPLAN系统中的型号计划项关联到MES系统形成部段计划，在MES系统将部段计划与EPS系统进行资源协调，形成MES系统的生产计划节点。通过计划的协同编制，使计划的编制管理更加规范，同时缩短计划编制的时间，提高多级计划编制效率，强化计划过程的交互，保证计划的科学合理。

同时，项目管理者还应通过协同编制平台对计划中父子节点的时间进行限制，防止计划编制过程中出现子计划超出父计划时间范围。计划编制过程中，项目管理者要通过ERP对资源分配情况进行协调，避免资源分配发生冲突。因此管理者可以通过型号计划与生产计划协同编制平台中的管理工具，协助自己合理地进行项目计划的编制和系统资源的分配。

4.2 型号计划与生产计划执行情况的跟踪

在AVPLAN系统提供有链接，通过链接可以打开MES系统的页面查看详细生产计划数据，完成对详细生产计划执行情况的跟踪。

AVPLAN系统的计划项被关联了MES系统的计划项后，在计划项的责任单位域，该计划项不再根据子任务或提交物自动计算本身的完成百分比和状态，即被关联的计划项自动获取MES系统的完成百分比、实际完成时间，并根据完成百分比更新计划项状态。原AVPLAN系统的相应计划项仍按照现有规则更新完成百分比和状态。

AVPLAN系统每晚定时从MES系统获取“完成百分比、实际完成时间”，并且将“实际完成时间”写入AVPLAN系统计划项的“实际完成时间”和“确认时间”两个字段，将“完成百分比”写入AVPLAN系统计划项的“完成百分比”字段。MES系统部段计划更新交货数量时，自动计算完成百分比，并将“完成百分比、实际完成时间”以及被关联的AVPLAN系统计划项IID和产品标识反馈给AVPLAN系统。

4.3 型号计划与生产计划的进度控制

项目管理者通过AVPLAN系统和MES系统的链接，实现对生产计划的执行信息的收集与监视。执行信息按WBS自下而上在不同域之间汇总，多维、多视角，以丰富的形式进行数据分析，对项目产品全寿命周期进度、资源、经费等进行及时汇总、统计、分析、查询和利用，并且利用信息化平台自动进行项目评价、预警和监测，为项目决策层和管理层提供项目决策支持。

与此同时，项目管理者可以利用软件平台中的ERP系统，查看车间内部物料配套、设备工装、人力资源、库存等资源是否与各计划要求的执行资源等级匹配，了解各单位是否为计划分配合适的执行人，对型号研制生产过程中的偏差进行及时的计划调度，实现对型号计划和生产计划的进度控制。

4.4 型号计划与生产计划关联信息的报送

在日常工作中，上级单位需要及时了解下属各单位的工作情况，这就需要各单位及时报送计划执行信息。传统的纸质报送方式信息延时长，统计不及时，效果不直观，不利于工作的展开，因此利用信息手段对计划信息进行及时、全面、正确的报送是必然的发展趋势。将制造企业MES系统被关联计划项的标识信息通过链接反馈到院AVPLAN系统，同步到院AVPLAN系统后，项目管理者可以通过链接打开MES系统的页面查看详细生产计划数据。

通过MES系统和AVPLAN系统数据交互，项目管理者可以通过在线报送和离线报送两种方式来完成三级跨域计划报送，从而实现与集团公司的项目信息传递。在线报送指的是计划管理系统之间的网络直接连通，通过跨域报送功能将计划信息报送给集团域。在线模式可以将数据直接传输给集团公司，通过策略将数据写入系统。离线模式报送是指项目管理者将计划进行序列化、压缩、加密，形成文件，然后人工传递给集团公司，集团公司将文件进行解密、解压缩、反向序列化等一系列反向操作，得到数据后，根据策略将合适的计划写入本系统。

5 结束语

随着我国航天型号任务的日益繁重，单一项目管理模式已经不适应当前的形势，多项目并行管理是现阶段型号任务的主要特征，而多项目综合管理对于型号计划与生产计划的协同管理十分必要。通过AVPLAN系统和MES系统的信息平台，可以实现型号计划与生产计划的协同编制、执行、反馈与控制等管理，从而有效地解决项目间资源冲突和资源使用不均的问题，尤其是可以加强对瓶颈资源的管理。通过该信息平台，可提高各型号研制单位在单型号的项目调度、多型号的综合计划、项目群综合协调平衡方面的能力，提升型号研制生产的量化管理、精细化管理的水平;实现多型号的信息共享和资源配置优化，提升对多型号工程项目计划管理的能力。

［1］张伦彦.航空制造行业MES标准化研究［J］.信息技术与标准化，2011(6):27－31.

［2］刘永进，梅中义.飞机复合材料车间生产计划调度系统应用研究［J］.航空制造技术，2011(3):51－54.

［3］苏金川.冲压成批轮番生产看板管理体系［J］.工业工程与管理，2000，5(4):57 －60.

［4］王宏业.浅谈MES系统在调度生产中的应用［J］.科学之友，2011(23):23.

Research on the Collaborative Management of the Production Plan and Model Plan

LI Jingxin1，YAN Bingxin2，DENG Xiaojing1
(1.Beijing Shenzhou Aerospace Software Technology Co.，Ltd.，Beijing，200094，China)(2.China Space Air Power Technology Research Institute，Beijing，100074，China)

In order to enhance the defense project at the development and production management level，strengthen the project plan in the development and the collaborative management in the process of production，it proposes the information platform construction based on AVPLAN and MES.This platform uses the project management，MES，production kanban and systems management technology，realizes data interaction from the model plan to production plan，avoids key resource conflicts，improves the comprehensive collaborative skills for more project management of the model.

Model Plan;Production Plan;Collaborative Management

TP315

A

2095－509X(2013)11－0039－04

10.3969/j.issn.2095－509X.2013.11.010

2013－09－10

李景新(1979—)，女，黑龙江富锦人，北京神舟航天软件技术有限公司工程师，硕士，主要研究方向为航空宇航制造。