多业务多产品流程化的混合生产模型分析设计

曹胜华

摘要：随着IT和互联网技术的飞速发展，信息技术在智能化方面已普遍、全面的应用在了各行各业的经营运作中，作为拥有大基数终用户设备的智能手机也成为在信息技术智能化应用上快速发展和更新的行业之一。智能手机市场近5年经历了爆发式的更新和发展，驱使以电子产品代工为主的企业和工厂必须不断地提升其代工能力来满足上下游厂商的需求供应。该文以智能手机配件代工业务为例，浅析流程化制造工厂在多业务、多产品业务模式下混合生产业务模型和逻辑，对混合生产业务的生产模式、工艺流程、重返工的优化具有实践指导和理论参考意义。

关键词：流程化制造；工艺流程；生产模式；重返工；混合生产

中图分类号：TP315 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）36-0200-02

1 概述

当今世界随着移动互联网通信技术的发展和服务提升，IT信息技术已潜移默化地改变着人们传统的生产和生活方式。自动化、智能化的制造体系已在制造企业各业务层面得到实践和应用。国内以IT技术为基础的互联网和移动互联网智能终端规模的快速发展和全面应用尤为突出，移动智能设备的发展和更新速度无论对制造者还是使用者来说都是惊人的。

智能手机作为当前基于移动互联网的主要智能设备已完全代替了传统功能机，并成为人们生活的必需品。根据《2015-2022年中国智能手机市场供需预测及投资战略研究报告》数据显示2016 年全球智能手机出货量达到14.7 亿台。在这样一个稳步快速增长的业务趋势下手机制造商面临着如何缩短新产品、新应用、新技术从研发至生产周期，提升在多业务、多品种、少量产模式下的生产能力和效率，最大程度响应和满足客户灵活多变的需求，提高产品良率等等生产经营问题，因此高灵活、适应的生产模式和业务流程的优化改造势必是解决以上问题的一个重要方向。

本文以触控及显示面板中间加工业务的企业为例，分析和介绍了企业在这种多变混杂的业务模式下的生产过程中执行和管理的问题。根据业务制定出混合生产模型和业务逻辑，并给出了系统控制方法，在一定程度上帮助企业降低影响产能、客户交期、产品良率的不利因素，提升自身的管理方法和管理工具同时提升企业的市场竞争力。

2 多业务多产品流程化生产业务分析

智能触控手机的触控和显示面板大多会经过薄化、镀膜、黄光、切割的中间生产工艺流程过程后才能作为手机的零部件使用，这些中间工艺流程的生产加工的生产设备成本高，生产材料和过程涉及三废排放的环保问题，因此手机制造商一般会为委托代工厂进行中间生产工艺流程的加工制造来降低企业的生产成本。

为适应多业务多产品的的混合生产模式假定某代工厂F1、F2、F3三个工厂，不同制程工段代码为A、B、C、D，生产线为F1A1、F1A2、F1B1等，制程工段含有多个工序。A工段含有[PA1，…，PAn]个工序， B工段含有[PB1，…，PBn]个工序，C工段含有[PC1，…，PCn]各工序，D工段含有[PD1，…，PDn]。不同工厂包含不同工段，不同工段包含不同生产线，不同工段包含不同工艺流程，不同生产线和工艺流程都包含不同工序，不同工序中含不同生产设备和不同生产人员（本文不对设备和人员进行阐述说明）。可以得出工厂、生产线、工段、工艺流程、工序站点按照不同生产业务类型在实际生产过程中会有非常多的生产工艺流。

例如：某客户C1委托同产品的3个不同订单W0，W1，W2，预订生产工艺制程分别为AB、BC、ABC。由于客户要求3个订单虽产品相同但工艺流程和工艺参数不同，因此需按客户生产指定的工艺流程及生产参数分配F1A1-F1B1-F2C1生产W1订单，F1A1-F2B1-F3C1生产W2订单， F1B1-F3C1生产W3订单。当W1和W3产品同时进入F1B1生产完成后需返回各自的C工段的生产线，当W1和W2订单产品同时进入F1A1生产完成后个需返回各自B工段对应的生产线。当3个订单的产品在加工过程因生产原因存在需重返工的产品，如W2和W3在C制程F3C1线时需返回B制程段重工则各自需返回B制程哪一条生产线则无法区分和识别。如未定义F2C1和F3C1、F1B1和F2B1之间的生产模式则无法指定产品按照不同工艺参数进入其指定的生产线执行生产。案例中仅以但客户单产品多业务的情景说明，如在多客户、多产品、多业务的生产模式下存在许多无法人工管理能解決的棘手问题。即使某些工厂有相应的生产执行管理系统在生产过程中辅助生产执行，但如系统中无工厂间、生产线间、工段间、工序间的生产模式的定义和管控，在以上业务模式下同样会出现复杂的生产管理问题。

从上分析可知，对于多客户、产品类型多、数量少、工艺流程多、生产过程存在工艺变更、指定生产线、指定设备、甚至指定生产人员的情况工厂内部生产对生产执行与生产管控已束手无策。

3 一种多业务多产品的混产逻辑介绍

通过以上案例在多业务、多产品的实际生产过程中可能遇到和出现的各种生产执行难、生产管理的场景分析，按照混合生产模式可制定出相应的业务逻辑。工厂间混合生产逻辑举例如下表：

如表1所示首先定义出各个工厂的生产模式为混厂生产或单独生产，如为混厂生产则定义出可与其混厂产的厂别ID。工厂之间混厂生产为双向定义，如F2可与F3厂混产仅代表F2的产品可委托F3厂生产，如未定位F3可混厂产的厂别含有F2，则在F3厂生产过程中的产品不得进入F2厂生产。

如各工厂内有不同生产线区分的要求，则对应生产线间混合生产的业务逻辑举例如下表：

如表2所示定义各个工厂下所包含的生产线，生产线内包含生产工序、设备和人员，同样定义各生产线的生产模式为混线生产或单独生产。如为混线生产则必须先确定该线别所属厂别可混产的厂别，可选混线产的生产线不能选择所属厂别之外的生产线。生产线之间的混产生产为双向定义，逻辑同工厂混产逻辑。

根据以上多客户、多业务、多产品业务下的逻辑模型结合系统中产品ID信息可在系统层面有效管控产品的执行准确的生产加工。

4 多业务多产品混产系统控制模型

以多客户、多业务、多产品混合生产业务逻辑为基础，僅以工厂和生产线为例的生产控制系统模型设计系统模型如图1。

图1中工厂生产线混合生产控制模型完全按找混合生产模型逻辑制定可对工厂及生产线间进行但双向的生产模式指定。

5 总结

本文以智能手机触控和显示面板中间生产的代工厂的混合生产业务模式为例，通过对多业务、多产品、多工艺、小批量的流程化代工业务下生产模式进行梳理和分析，设计出简单并适合的其混合生产的业务逻辑和生产模型。该模型有效解决人工管控生产过程中出现的工艺流不准确、工艺流程变更、生产过程中不同型号产品混料、厂内厂外产品重返工、生产资源调配不合理、客户指定生产资源生产特定产品等等生产业务问题。工厂可一定程度上降低生产成本，提高生产效率和客户服务水平，增强市场竞争力。

参考文献：

[1] 孟宪东. 多品种小批量机械制造企业生产流程优化研究——以北方重工集团矿山分公司为例[D]. 大连海事大学， 2013.

[2] 李忠凯. 混合流程企业生产过程管理系统研究[D]. 大连理工大学， 2010.

[3] Chao Y F. Production Efficiency Promotion Model of Multi-Product and Small-Batch Machinery Manufacturing Enterprises[J]. Advanced Materials Research， 2012.

[4] Wang J， Fan S H. Balance design of mixed-production line[J]. Modern Manufacturing Engineering， 2010.

[5] 邱晓荣. 电子代工（EMS）企业少量多样生产环境下成本效率提升研究[D]. 上海交通大学， 2008.

[6] 贺晓萌. 多品种小批量制造企业生产管理流程精益化研究与应用[D]. 重庆大学， 2011.

[7] 张舍予. 基于Petri网的多品种小批量生产企业生产流程建模研究[D]. 哈尔滨工业大学， 2015.

[8] 马腾. 电子产品代工企业精益生产的研究应用[J]. 企业技术开发， 2016， 35（1）.

[9] 许毅刚. 连续性生产企业多产品柔性制造模式研究[D]. 电子科技大学， 2013.