机床车间的生产管理研究——以大连机床集团为例

邵佳鑫

(天津工业大学 天津 300000)

一、引言

机床车间由于受到物料供应不足、订单定制化数量多、在制品积压等原因，库存资金占用量大，车间的生产控制能力相对较弱，机床企业要想在日益激烈的市场竞争中生存和发展，需要实行精益化生产来提高车间的管控能力和柔性制造能力。但是机床车间生产的产品种类繁多，制造过程也较为复杂，在生产线复杂、生产能力薄弱的条件下，对机床车间的进行有效管理的难度会加大，需通过改善车间的生产管理，根据业务流程制订符合该机床车间的生产管理模式。

二、车间管理现状与问题分析

(一)大连机床集团生产业务现状。以大连机床集团为研究对象，其根据工艺布局和流水线布置分为机加工车间以及零件分装和产品装配车间。大连集团车间业务流程依据零件和产品的不同，形成了总装线、分装线和多条机加工生产线。一些加工生产线将根据加工方法切割毛坯铸件，未加工完成的精加工品将被输送到分装线，完成箱体部分的装配，而总装线将是复杂的机床整体装配。根据生产计划和加工工艺，在每一条生产线上按工艺加工产品。为了使生产线能够连续生产，物料供应部门将物料配送并运输到在线仓库。每个在线仓库都有几个对应的位置。产品按工艺生产，并经过调试。合格后方可进入销售仓库。

(二)车间生产管理问题分析。通过对大连机床集团各部门(生产部、机加车间、装配车间等)的实地考察，可以把其车间的生产管理问题归纳为以下几个方面：1.生产计划的精细编制能力较弱。在接到生产部门的生产任务后，各个生产车间都只是一句交货期和经验来组织生产，没有做最优排产的工作，这就会导致生产线不够流畅、生产周期长、产品制造成本变高等问题。2.生产线的调度能力薄弱。机床车间的生产线没有认真考虑各个生产线之间的物料供应匹配关系，彼此之间缺乏协同管理，生产线的产能未达到平衡状态，导致物料供应不足，在制品积压和库存管理成本增加；有些生产线则因生产的零部件没有达到总装线的要求，总装线无法正常运行，影响客户的正常交付。3.缺乏对车间生产现场的监控能力。机床车间的产品生产过程中，从原料到成品要经过多条生产线(总装线、机加工线等)，各个生产线上有多个工序，产品质量一旦出现问题，车间管理者很难快速、准确地查明原因，这就导致无法及时地处理问题。

综上，建立合适的生产管理模型才能提高整个车间的生产管理，提高计划的可行性，生产监控的准确性，生产准备的可靠性，数据收集的及时性以及生产计划的灵活性，车间的生产管控能力和柔性制造能力得到提高后，降低在制品成本和缩短生产周期便成为可能。

三、车间的生产管理改善

(一)基于条码标签的产品跟踪模型。通过在精益MES中建立相对完整的跟踪体系，利用条码标签实现对重要零部件和成品的生产全过程信息的实时追踪，如生产计划、工艺、成本、质量等生产信息。这样就形成了机床产品及其重要零部件分批次追踪的解决方案。

在生产线上扫描产品的每个过程，以获取生产过程和路径。当出现质量问题时，自制零件可以根据产品条形码查询加工时间和有问题的程序，还可以获得权限登录信息以定位工人。我们还可以扫描条形码以识别外购产品的供应商。这样一来可以解决对车间质量问题的追溯，也便于及时、准确地对问题加以处理。

在该跟踪体系中，产品跟踪追溯和物料跟踪追溯加以结合，有效避免了产品和零部件的错装、漏装。在产品生产过程中，对正在进行的某一道加工工序扫描条码，当产品不需要当下提供的零件时，将发出警告以防止错误安装。在完成产品的每个过程之后，有必要建立物料预警机制，以避免零件丢失或者漏装，提高物料监控能力并为产品生命周期管理提供支持。

(二)基于“人机料法环”互联的生产准备模型。车间生产的有序进行，与人员、机器、技术文件、物料和装配环境等的协同管理有很大联系，当协同管理得以实现，所供原料也可以依据生产计划优化匹配，生产任务由于一些临时的突发情况变更时，资源也能动态调整。

基于“人机物料法环”互联的生产准备模型由生产运营计划驱动，并将产品物料清单和流程物料清单结合起来，以获得对设备、物料、人员的需求，检查和控制物料的库存信息；物料状态、生产线上各工位的人员情况和各个工序的加工状态等相关信息可以通过可视化生产监控平台及时获取；整合分析设备、人员、物料的信息可以在生产准备满足不了生产作业计划的要求时及时对计划进行调整，保证生产的连续性。

(三)车间动态高级排程模型。车间动态高级排程模型有多种类型，如面向作业型、装配型、混合型等。不同的类型的模面向不同的问题，建立针对性解决方案，方案基于XBOM模型的在线调度环境信息，通过车间动态高级调度算法，可以在多个约束条件下快速获得可行的生产计划，并优化车间的资源分配，为及时应对干扰提供了一种有效的调度方法。

该模型包括干扰信息采集、干扰因素分类、扰动测量分析和调度策略选择。基于制造资源状态跟踪模型，收集制造资源状态信息，得到制造资源的利用率。通过物料清单转换模型得到物料需求信息和产品制造过程信息，并通过比较分析得到生产扰动数据；根据生产偏差度信息熵，通过对系统扰动测度的分析，得到生产扰动的类型和程度，并通过比较策略找出了与干扰事件相对应的调度策略，实现了动态调度。从而提高了设备的利用率和任务的准时交付率。

四、结论

本文的生产管理面向生产线的计划、库存、工艺“人机料法环”的生产准备，通过对车间的现场管理进行改善，优化了资源配置且实现了对整个生产流程的追踪；基于条码标签的产品追踪模型，有效避免产品和零部件的错装、漏转，实现对物料的实时监控。基于“人机料法环”的互联生产准备模型，可及时获取整个生产流程的相关信息并有效处理人员、设备、物料不满足要求的情况。车间的动态调度模型，提高了设备利用率和准时交付率。车间的生产管理得到了一定改善，在一定程度上提高了生产计划的编制能力和缩短了生产周期，对提高我国复杂机床车间的生产管理水平具有一定的指导作用。