定制型加工制造企业管理运行中问题分析和改进建议

丁永生

（太原理工大学，山西太原030024）

定制型加工制造企业管理运行中问题分析和改进建议

丁永生

（太原理工大学，山西太原030024）

在实际运行中，定制生产管理往往因各种信息传输问题导致生产中断，使实际生产效率明显低于预期目标，无法满足高效生产需求。通过对发生在定制生产运行系统中各种管理问题和工艺问题进行探讨，并对生产管理软件数据进行汇总分析，提出通过运用成组技术和产品工艺模块化等方式，改善管理软件部分功能，为提高生产组织效率提出参考意见。

单件小批量生产；生产计划；成组技术；柔性技术；MES

随着装备制造业需求的高速发展，定制型制造业以快速开发和研发新产品能力而获得发展。定制型加工制造企业具有产品种类多、同一种类产品批量小、产品生命周期短、产品质量要求高等特点［1］。随着用户需求市场的多样化发展，定制型加工制造业也成为现代社会生产的主流。

随着新原理、技术和新设备的应用，现在定制型加工制造业无论从加工精度、还是到装配、调试精度，均较以前有明显变化。集中体现以下三点：（1）设备智能化较以前有明显变化，智能化控制系统成为主流。常规设备生产能力能满足客户大部分的产品异形化要求。（2）随着新型机床和加工方式的出现，非标化产品的加工方式也从原先的多工序、多机床加工转变为单工序复合加工，无论从加工效率到加工质量均较以前有很大提升，为快速非标生产提供了技术支持。（3）定制型生产的组织和运行方式有别于批量化或定量化生产，其具有较高的柔性能力，可以针对不同的输入条件实现内部资源重组和生产资料的实时调配，可以为新的工艺、技术验证需求提供手段。然而，在中国供给侧经济推动的利好形势下，中国市场非标设备需求量也在大幅发展，可是对于大部分生产企业来说，非标加工类车间资源的智能化管理水平还没达到相应先进水平，尤其体现在对于非标定制类企业，即使运用最新智能软件控制，由于各种问题制约生产流程式运行，相对的造成生产产能和交付效率明显满足不了客户对质量、交货期、价格日益苛刻的需求，尤其是面对高新尖行业的需求。本文就定制生产企业管理中出现问题进行了汇总分析并提出了一些建议，供大家参考。

1　定制性生产企业的主要生产管理问题

1.1定制型企业的管理共性

定制型企业近几年市场份额呈直线递增，其中生产任务的单件（或小批量）定制特性更加显著，原成熟的批量化产品也在快速进行升级换代，全年试制产品的加工量占有份额越来越大，逐渐表现出日益提高的非标生产和研发能力需求与实际低下的生产能力和管理能力水平发生矛盾，即越来越快的加工节奏要求和相对固定的单件试制设备加工进度矛盾、低效的生产资料管理体系与物料流高效流转需求之间的矛盾。现在加工主体企业主要综合体现出如下不足：（1）产品制造周期长，资金周转慢，满足不了用户短合同周期的需求；（2）劳动力资源占用多，智能化设备运用少，生产效率低，有效组织资源效率低；（3）综合运行成本高；（4）产品质量和一致性不易保证；（5）随着智能化概念发展，目前各大企业在软件管理方面投入和期望均较多，国外先进的制造理念和设备设施均有使用用户。但当前大部分企业的平均计算机应用水平还处在智能化化生产中级阶段或初级，尤其在针对小批量非标产品生产管理上还处在试运行应用阶段，同比流水线管理软件存在较多问题，主要是由于人为管控因素缺乏有效监管所致。

1.2生产管理中出现的问题

现在定制性制造企业的生产管理问题，按实际生产过程运行阶段进行分类，可汇总如下：

（1）在工艺阶段，工艺人员对专业标准化内容需求越来越高，要求系统库能够智能记录非标零部件的各项信息，并进行相关或非相关比对，来指导以后的资料整理。由于行业不同，千差万别，所以生产管理软件自带的国家标准化工艺库只能在一定程度上起到指导作用，无法从已有或现有数据链上进行智能管理。现在大部分工艺依靠经验或习惯编制比较常见，如建立习惯用语类或单一标准数据库供共享运用。工艺联合软件开发专业的系统来对数据库的数据对比分析的较少；工艺人员借助软件录出一张工艺，仅仅是输入方便，节约输入时间，在核对、计算等方面的时间不比常规节约多少，尤其在使用初期，基本体现不出智能化的高效；在生产产生变更情况比较严重的单品试制阶段，往往等待工艺编制时间远大于加工时间，反成为制约进度的障碍。

（2）在生产计划制定和管理阶段，计划体系中衔接监管缺失，使各计划之间不能做到密切地衔接，无法严格按照既定计划执行。一个单位按管理职能设立的计划、生产、采购、市场、财务、研发、质量管理等部门具有相对独立性。面对大量单件研制类任务和因故出现的返工、返修、补充等内容，各部门对任务优先顺序作出不同的计划排产，这就导致有序的任务往往执行中出现无序的结果。往往是市场签订合同的日期，和产品开始执行设计的日期，加工完成的日期和产品合同交付期，制定状态和执行状态基本不匹配，结果游离于计划之外，比如具体到一个零件的生产过程，要求按预定计划节点制作完成，执行中由于各工序交接问题、返修问题、外协故障问题、员工请假问题等等非计划之内的事情产生中断、延期等情况。而且每个过程全靠人工记录或传达，加上传达误差和人为情绪影响，有的管理模式问题严重时连这个零件的具体生产信息都不能完全实时掌握［2］。这种计划不统一，跟踪不及时，各自为战，最终结果是出现问题互相推诿，进度拖期，不能按时交货。

（3）在非标定制型生产运行阶段，大量的一线生产数据还处在手工跟单状态。操作层主要是人和人的交接，现场生产管理采用人工跟单和软件管控共同进行。大部分企业由于硬件设施、管理约束方面的问题，除流水化作业是软件运行节点为主体，人员听从系统指挥的模式外，主要还是人与人交互为主，系统记录为辅。主要体现问题是，信息交流速度慢、先人工交流作为主，计算机录入为辅，信息传输一致性和及时性得不到保证，容易失真。

（4）在故障生产信息交互阶段，存在故障信息处理时执行和反馈层面不一致甚至相互冲突的问题。故障率高是非标定制生产和标准化流水生产最大的区别。非标生产中出现故障存在偶发性和不可重复性，相关信息传达和采集除依靠软件作为辅助管理外，实施和运行主要依靠中间管理员（班组长）上传下达，（任务流转大部分以纸质文档方式为主）。个体受责任心、素质、记录误差各因数影响，作为变量存在。结果是，企业的生产管理信息真实性依靠个体对数据的反映，软件无法全程监管，管理的数据控制环节形成了一个个由个人载体控制的“信息孤岛”。这些信息的可追溯性、准确度较差，生产中往往因个体原因导致信息传递发生失真，降低了管理决策的准确度。另一方面，对已有的信息缺乏专业的分析处理和共享，造成信息浪费。

2　一些数据分析和改进建议

在当下企业生产管理中，国内现在大部分厂家逐步开始运用生产管理软件管理生产、研发流程，主要有管理工艺的CAPP系统，管理生产运行的MES系统，管理计划的智能排产系统［3］。这些系统原始资料是由各个用户输入产生的，通过分析计算，将输入数据进行汇总和提取，得到对应的关系结果。客户输入信息的完整性对结果有很大的影响。本文以下内容是通过对某机加中心课题研发和生产系统产生的实际数据进行汇总，经分析统计，结合故障分析和软件开发功能评价，对软件功能提出了部分改进意见，希望对以后生产起到指导。

所研究的车间生产系统运行框架介绍如图1所示，主要功能数据汇总表如表1所示。该系统在位于上层的计划管理系统与底层的工业控制之间，针对现场的执行层面布置MES管理信息系统，通过对现场的实时监控和调度，满足客户实时管控的要求。

图1　MES管理框图

表1　车间计划进度数据表

本文对某产品A，从图1和表1结构中抽取数据，随机抽取其中192个零部件，在2月第一批投产和6月第二批投产共计2 304条数据进行比对分析，汇总其中24条不一致数据集中在表2中。

表2　不一致数据示例

通过数据表内容，结合实际生产中问题进行分析结果如下：

（1）对于非标定制，由于更改较多，所以计划更改较多，常规软件按照一定原则做好计划后是不允许更改的，所以出现1、2、15、24项，实际计划超出软件控制。

（2）由于任务穿插导致工序变更，1、2、5、6、9、10、11从工序内容到任务完成率到工时汇总产生一些列变化。

（3）由表中数据可以看出，软件统计的完成率只有78%～88%，实际任务全部交工。说明部分脱离软件控制。

（4）人为及意外中断因数影响较多，15、16、20、21、22、23均为不同工序人员操作和管理失误造成。

综合以上问题，通过多年车间工作经验对软件和管理流程作出如下解决意见：

（1）软件开发设置计划回退点，用于插入新计划，满足插入临时任务、更改任务需求。工艺设计软件设置数据二次处理程序，用于智能提取不同的零件的共同元素集进行比对和分析。

（2）成组技术是一种利用零件相似性来组织小批量生产的方法。从设计属性和制造属性考虑，很多不同零件具有相似性。将本行业内相似零件整理成零件族，就可以采用相同或相似的方法处理，从而减少重复工作，节省时间，提高效率，改进工作质量和产品质量；推行专业性产品生产资料系列化及零部件工序标准化、通用化，通过合并零件加工类型，改换原换机床性质分班组的方式，按照零件轴类、块类、板类的加工特性，运用成组技术进行分组合并，统一编制系列程序包，减少加工输入元素：提高生产效率，提高生产运作系统的柔性。

（3）加强生产管理，推进生产专业化和协作在上层建筑总体规划、统筹的原则下，积极发展以行业特色为龙头的专业化和协作生产方式，按照自己特色组建分门别类的产品专业化、零部件专业化、工艺专业化，在周围组织和形成专业化的辅助生产序列，以及相应的各种形式的生产协作生产能力，将生产资源进行有效的分解、专业化、再重组，这样有效减少重复生产，增加系列产品容纳量，简化企业的生产结构，为形成企业群的高专业化水平创造条件。

（4）结合相关工作实际还可采取以下相关方法。

汇总公司内所有产品共同的特性（因公司的产品生产流程均大同小异），对共同的流程进行分析，执行全员调岗轮换制度，综合培养一专多能型人才，这样会大大降低岗位能力制约，提高机床有效利用效率。增加专职的物料保证人员，提前从各部位齐套物料。所有人员均需要熟悉软件运用、品质检验。有专业特长的生产人员为提高运行效率可以提前介入设计过程，不用等到结果出来再修订。

（5）要解决人的不稳定因数，掌握文化竞争的主动权。

只要有“魂”在，公司就能立于不败之地，形成最有凝聚力的团队！公司就有了最强大的资源，拥有一种重纪律、重毅力重群体、重文化的精神力量的支持。企业要塑魂，塑魂才能形成企业文化的竞争力，进而形成凝聚战斗力，有效提升个体主动性。

3　结束语

产品结构特性和供需关系在随着整体制造业和国民经济的发展，发生着跨越性的变化，针对目前现有的资源和基础能力，需要积极探寻一条符合各单位实际需求的生产配套组织体系和理念架构，来支撑我们用新时代的中国制造应对世界经济的发展，同时要摈弃盲目的追求国外理念，在认清对方发展的本质和基础后，吸收其精华为我所用，积极配合一线生产需求寻找自己的切入点，用创新理念引领小批量定制型制造技术，逐步扩展生产柔性，建立模型库共性抽取技术，有效提升产品加工效率和质量。

［1］林俊.多品种小批量生产模式下企业绩效管理体系设计［D］.厦门：厦门大学，2008.

［2］王伟文.国有企业车间管理和班组管理的研究［D］.北京：北京交通大学，2008.

［3］王世才.A公司生产管理模式与ERP系统的实施应用［D］.济南：山东大学，2015.

Analysis and Suggestions of the Management of Customized Manufacturing Enterprises

DING Yong-sheng
（Taiyuan University of Technology，Taiyuan Shanxi 030024，China）

In the actual manufacturing，production organization and management pattern often causes problems because of various kinds of information transmission deviation or even interrupts，causing the actual production efficiency be significantly lower than that of the target，unable to meet the demand of efficient production.Based on a variety of management issues and technological issues occur in customized manufacturing operation systems，this paper discussed and analyzed the software data of production management，and proposed according to the analysis report to use group technology and product process modules，so as to improve management software and make reference to improve the efficiency of production organization.

single small batch production；the production plan；group technology；flexible technology；MES

F423

A

1672-545X（2016）08-0222-03

装备人才培养

2016-05-04

丁永生（1982-），男，山西太原人，硕士，工程师，研究方向：机械制造技术。