柔性作业车间调度在X企业的应用研究

张斯琪　倪静

摘 要：随着全球化市场的普及和各行各业竞争的加剧，制造行业也在积极寻求创新与突破，为了解决制造行业普遍存在的订单处理过程繁琐，信息传递缓慢，质量监管不到位等问题，企业纷纷开始实行柔性作业车间调度进行管理。通过调研基于订单生产的乘用车制造企业X生产模式的弊端，利用柔性车间调度方法对其进行系统分析，组织作业流程图，改进其生产计划控制流程，有效改善了X企业的生产模式，提高生产效率，使该公司可以更好应对市场需求变化所带来的挑战。

关键词：制造业；柔性作业车间；订单生产

中图分类号：TH 165

文献标识码：A 文章编号：1672-7312（2018）02-0207-04

Abstract：With the popularity of the global market and the intensification of competition in all walks of life，the manufacturing industry has also been actively seeking innovation and breakthrough，in order to solve such ubiquitous problems as cumbersome order processing，slow information transmission，poor quality supervision.Many companies began to implement flexible job shop scheduling management.Through the investigation of the shortcomings of the production mode of passenger car manufacturing enterprise X based on order production，the system is analyzed by flexible workshop scheduling method，the operation flow chart is organized，and the production planning control process and the production mode of X enterprise are improved in the paper so that the company can better respond to the challenges brought by the market demand.

Key words：manufacturing；Flexible Job Shop Scheduling Problem；order production

0 引 言

社會工业化在不断的向前发展，制造业处于社会工业的核心位置，推动着社会生产力的进步。大批量的生产方式容易造成库存积压，资源浪费，它的出发点在于整个系统，因而难以控制次品的出现。这种生产方式已经不再适用于如今的工业化发展趋势。

柔性作业车间调度（Flexible Job Shop Scheduling Problem，FJSP）强调多品种和小批量，更加符合顾客的个人需求以及产品的功能需求。柔性作业车间要求任何生产线每天必须要同时生产出多种类型的商品，加工某一工序的机器可以有多个，当某个机器在生产过程中出现问题的时候，作业车间系统仍然能够继续维持生产过程，使生产过程具有有效性和合理性，从而满足市场的需要[1]。由于实行“小批量生产、小批量运输”，特别是“单件生产、单件传递”，这样会迫使生产系统中每道加工工序的作业人员必须生产出百分之百合格的零部件。如今一个制造自动化的系统，其生存竞争能力很大程度上取决于它是否在更短的时间内，使用较低的成本，生产出更高品质的产品，这方面柔性发挥着至关重要的作用[2]。另外，有效的柔性作业车间调度方法有在制品占用量少，返工量少，更易于组织均衡作业等优点，避免了传统车间生产中出现的滞后拥堵现象，对实现制造业的现代化有重要影响和借鉴意义[3]。

1 制造业的生产调度特点与不足

制造行业非常广泛，产品类型众多，工艺技术和生产系统也有着巨大的区别。根据对制造业的生产调度特点分析，可总结见表1.

2 X企业的生产现状分析

X是著名的乘用车制造企业，经过十几年的发展变革，2013年X企业的汽车产销额达到30多万辆，全国市场占用率达到8%。公司共有2个轿车总装厂，14条冲压线，2个发动机厂，1个变速箱厂，据估计按照公司规模一年生产汽车可达50万辆。

目前X企业有5个系列整车，并且拥有与汽车配套的装置，如发动机、变速箱和关键零部件产品等，产品系列多种多样，开拓了国内市场，以其精湛的工艺和良好的口碑在乘用车企业占有一席之地。

如今制造业的工业化现代化先进化水平在不断的提高，X企业仍在沿用过去的车间调度方式，采用基于订单的典型生产模式。面对企业规模的不断扩大，以及生产任务加重的情况，没有合适的调度方式会给造成生产的浪费和工序的混乱，某些工序不能够按照预期完成相关任务，就会增加其他工序的等待时间。除此之外，X企业没能与时俱进的更新设备和创新生产力，生产依然是根据纸质的表单。往往完成一道工序需要各个环节相互配合参与，各个部分完成任务后要审核盖章，不仅浪费了往返的时间，而且还增加了人力物力的投入，造成效率低下。况且纸质表单容易丢失，补办表单打印盖章非常繁琐。这些周折的时间都会使得生产信息滞后，信息准确度下降，影响生产效率，情况严重的话还可能延误交货期，给企业带来巨大的损失。以上分析如图1所示。

3 基于柔性作业车间调度对X企业存在问题进行改善

通过上述分析可以看出，传统的生产模式已经很难应对日益激烈的行业挑战，为了更好地适应公司规模的扩增和用户需求的变化，可以通过柔性作业车间调度对其调度模式进行一些改善。柔性作业，顾名思义，就是为了增加其灵活性，在生产中不是按照以往经验进行刻板生产，而是及时调整战略，减少不必要的浪费。柔性车间调度改进可以针对机器、工艺、产品和生产能力等等。主要从以下几点提出建议。

3.1 订单审核流程改善

针对X乘用车制造行业，首先客户需要和企业签订合同规范，签订完成后有关负责人会将合同转化为客户的订单，然后上报上级主管，对订单进行层层审核。订单的涉及面比较广泛，任务要求、交货期、财务等方方面面。企业需要综合考虑后决定是否接受订单。订单是整个生产流程的出发点。通过调研基于订單生产的制造业的实际情况，对X企业现有的订单审核流程进行整理和改进，最终确定如图2所示的流程。从图2上来看，首先审核需要完成审核意见，然后在审核意见之后添加相应备注，特别是针对审核没有通过的情况， 要详细说明原因。

任何一个审核流程没有通过，就结束本次审核而不再继

续后面的审核流程。接着重新回到起点，将审核结果和意见退回给录入该订单的业务员。业务员分析

审批未通过的原因并对订单内容进行修改，确认无误后再次提交审核，情况严重可作废该订单。

3.2 企业部门间业务交互的流程改善

X企业的销售部门业务员录入订单信息后交由销售部门负责人进行审核，审核通过后传入技术部，技术部根据工艺的设计和参数进行审核；技术部审核通过后交给财务部进行订单金额的核算；财务部审核通过后传入生产调度部进行生产计划的预生成，判断是否达到交货期的要求；之后会将订单信息传给外协采购部，由采购部根据库存情况和“预生产计划”的数据进行综合的评审；最终公司领导根据前面各级的审核意见和相关的数据来进行综合评判，判定是否将该订单纳入有效订单。只有当所有审核全部都通过，订单才可以生效。X企业应该要求负责该订单的业务员，定时跟进订单的生产进度和状态，包括出库数量和已完成产品的数量，常常与客户进行沟通和信息传递。当所有生产完毕后，要及时打印提货单信息，进行相关产品的出库，并通知客户注意物流信息及时查收。客户有问题进行咨询，要录入系统并及时解决。各个部门的业务交互关系如图3所示。

3.3 X企业生产计划控制及其调度流程改善

生产调度部负责人要根据审核通过的订单列表决定一段时期内的主要生产计划，并且在主要生产计划的基础上根据各个车间的分工制定详细的生产计划。详细生产计划的制定过程需要参考多方面生产要素，包括产品及零部件的库存信息、设备的使用情况、车间实时的加工情况和操作工人的出勤表等[6]。并且详细生产计划要具体考虑到设备的调度信息、人员的派工信息等。同时，在制定详细生产过程中，要考虑到生产过程中的一些偏差，做好预防或者补救的措施，确保有序的生产。柔性作业车间调度要求监控并统计设备和工人的生产信息，每道工序的生产情况及相关设备状态要及时录入系统，并实时显示有关状态[7]。对于X企业改善后的生产控制流程可以如图4所示。

4 结 语

在经济全球化和工业现代化的背景之下，制造业面临的转型问题尤其严峻，降低制造成本，提高生产效率，减少原料浪费，优化生产模式是每个企业都需要考虑的问题，而在整个生产过程中，工艺的设计和车间生产调度的方式会影响到资源的利用率[8]。文中分析了制造行业普遍存在的一些问题，基于柔性作业车间调度，对X基于订单生产的企业从系统实施理论上提供相应的改善建议。比如严格规范订单的审核流程，加强各个部门之间的互动，实时监测车间的作业完成情况等等。通过实行柔性作业车间调度管理方式，X企业能够实现组织机构精简化，大幅度减少闲置时间、作业切换时间、库存和劣质品数量等。如此看来，柔性车间调度在制造业领域发挥着越来越重要的作用，不仅有效的节省了资源，还对生产的精益化起到促进效果，对制造业发展也起到持续改善的作用，在接下来的探究中应该深入研究其理论和算法，优化生产流程，更好地发挥它的积极影响，提高企业的核心竞争力。

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（责任编辑：严 焱）