浅谈钣金数字化车间中的计划排产问题

钣金是生产制造中最为基础的一环，其广泛地应用于通讯电子、办公家居、汽车、航空航天、机械装备、船舶等各个行业。目前智能制造已推进多年，很多生产企业和智能制造方案供应商都意识到以MES为核心的智能制造信息系统或工业软件，应该结合行业工艺特征，在不同行业形成细化的行业数字化解决方案，但是目前不少厂商只是生搬硬套原有的解决方案，而缺乏对行业典型知识的沉淀和抽取。

在生产制造过程中，只有前期良好的生产计划，工厂才能有条不紊地进行生产运营，在有限的生产资源下，保证产品质量和生产效率，按时交付。智能工厂建设中，计划排产也是如此重要。可以说，信息系统是否能有效落地，切实解决生产制造中的一些问题，就要看计划排产是否合理。

钣金生产一般作为生产制造的首道工序，需要后期的喷涂、装配等工序，最终形成完整的产品，钣金车间的生产计划排产相当重要。此外，因为钣金生产工艺相对简单，且产品附加值相对较低，因此诞生了不少以钣金外加工为主的生产企业。对于这类企业，快速交付和产能保证是其核心竞争力，在此基础上需要不断提升材料利用率，降低生产运营成本。这都需要依靠良好可执行的计划排产来保证。

很多厂商虽然也意识到这个问题，但却要将APS（高级计划和排产）应用于钣金加工企业。这恰恰是缺乏对行业情况的认识，将一款通用的工业软件引入是否能解决特定行业的问题，是值得思考的。

国机智能钣金数字化解决方案

国机智能基于自主研发的iMOM智能制造运营管理平台，抽取钣金生产特征，凝练钣金生产知识，打造钣金数字化解决方案，该数字化方案的核心技术特点有：第一，基于实时库存的超级套料算法。根据实际的生产情况进行实时套料计算，相比于静态套料，更能提高材料利用率，更加省钱，也便于生产追踪和库存管理。第二，基于钣金生产过程的工艺优化。根据实际零件信息和生产信息，自动生成优化的切割、冲孔路径。第三，针对钣金行业特有的管理模块，如计划排产模块。第四，良好且稳定的iOAP底层架构。这些技术保证了iMES与其他信息系统的快速有效集成，同时也保证了其与其他外部设备（如机床、AGV等）快速有效的集成和集中调度管理，避免资源的浪费。

计划排程解决方式

生产计划排程是本数字化解决方案中的核心内容，基于对钣金行业知识图谱的凝练，国机智能采用了“合单-套料排样-排产派工”的计划排程方式，具体流程如图1所示。

图1 国机智能钣金数字化解决方案计划流程图

首先，将销售订单（交付产品）进行WBS任务分解，生成生产订单。如果交付的是产品，可以直接通过iMOM平台将其展开成二维可加工的零件图纸，关联到分解好的生产订单上。如果是一些钣金外加工企业，可以直接将对应的零件图纸关联到生产订单。

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拳经

［明朝时期］

武术理论之十大武功秘笈

秘笈指数：★★★★☆

秘笈亮点：双管秘法

执笔撰写：陈松泉、张孔昭、曹焕斗

上榜理由：玄机和尚亲口授，少林拳经精妙处；绵掌短打内家法，以静制动手立扑。

其次，以交期为基准线，配合库存等信息，选择适合的合单策略，进行合单套料。将合单套料的结果（包括零件信息、板材信息、切割NC程序等）形成套料作业任务包。

最后，将套料作业任务包根据设备状态、工作日历、作业人员信息等进行简单的有限产能排产。在派工到特定加工设备后，通过iMOM平台提供的标准SIM接口转化功能，将切割代码转化为当前设备可识别的NC代码（图2）。

图2 套料作业任务包NC示意图

这种方式非常适用于以ETO、MTO为主的多品种、小批量、变更频繁的钣金加工企业。在保证计划排程有效可执行的情况下，同时提高材料利用率，节约钣金企业生产经营成本。

结束语

国机智能钣金数字化解决方案采用了“合单-套料排样-排产派工”的计划排产方式，先将生产订单进行任务分解，再根据实际情况选择合单策略，进行套料排样，形成套料作业任务包，将套料作业任务包，通过简单的有限产能排产，指派到设备，进行加工生产。这种排程方式可以很好地应用于钣金加工企业多品种、小批量的生产方式，同时可以提高材料利用率，有效节约钣金企业的生产运营成本