1、研產(chǎn)混線生產(chǎn)的特點及存在的問題

軍工企業(yè)多是以研制和批產(chǎn)并重的制造模式運行。由于固定資產(chǎn)投入的成本問題，各企業(yè)不可能建立分別用于試制和批產(chǎn)的兩套相互獨立的制造系統(tǒng)，所以多數(shù)軍工企業(yè)多采用研產(chǎn)混線的生產(chǎn)模式。研產(chǎn)混線是軍工生產(chǎn)的突出特點，也為生產(chǎn)管理帶來了許多棘手的問題。

研產(chǎn)混線生產(chǎn)意味著：既要滿足研制性產(chǎn)品的試制需求，急件多、更改變化多，生產(chǎn)中的不確定性多；又要滿足批產(chǎn)的要求，穩(wěn)定的生產(chǎn)周期，高的質量和高一致性。由于研產(chǎn)混線，使生產(chǎn)對象的品種多，批量變化大。因此，對于這種多品種、變批量生產(chǎn)，要求MES系統(tǒng)要具有良好的適應性和魯棒性，具有對變化的包容性。

2、 解決途徑

為了提高MES系統(tǒng)的適應性和魯棒性，應用于研產(chǎn)混線生產(chǎn)的MES系統(tǒng)應以作業(yè)計劃管理為主線，確定管理方法及應對措施。

（1）加強生產(chǎn)準備的查詢管理力度，減少擾動因素的影響。在作業(yè)計劃排程前，進行生產(chǎn)準備檢查，保證作業(yè)計劃的可執(zhí)行性，減少擾動因素的影響。在軟件實現(xiàn)上建立與生產(chǎn)圖紙配發(fā)、物料庫存等其它軟件系統(tǒng)的接口，保證信息的及時與準確。

（2）協(xié)同管理數(shù)控加工程序準備與生產(chǎn)作業(yè)計劃，保證程序編制工作與生產(chǎn)計劃的協(xié)調一致。數(shù)控加工程序準備是一項復雜、技術含量高的工作。數(shù)控加工程序能否按時、保質地準備好，直接影響數(shù)控加工生產(chǎn)計劃的完成，并對計劃穩(wěn)定性的沖擊非常大。尤其是對多品種、變批量的生產(chǎn)，數(shù)控加工程序的編制工作量相當大，首件調試時間幾乎占了設備生產(chǎn)加工時間的40%。為了減少數(shù)控加工程序準備工作對生產(chǎn)作業(yè)計劃的影響，將數(shù)控加工程序準備與生產(chǎn)作業(yè)計劃協(xié)同管理，保證數(shù)控加工程序的準備工作與生產(chǎn)作業(yè)計劃的協(xié)調一致。

（3）集成生產(chǎn)作業(yè)計劃管理與DNC系統(tǒng)，保證生產(chǎn)加工程序的正確、準時。DNC系統(tǒng)是車間運行的底層支持系統(tǒng)。通過生產(chǎn)作業(yè)計劃管理與DNC系統(tǒng)的集成，實現(xiàn)按權限、按計劃的程序下載、上傳，并實現(xiàn)基于統(tǒng)一界面的程序查詢、通訊狀況查詢等功能，保證生產(chǎn)加工程序的正確、準時。

（4）計劃管理粒度可變，保證瓶頸資源的充分利用。根據(jù)車間計劃管理的狀況，根據(jù)制造資源的重要性設置計劃的最小單元。對于關鍵設備、瓶頸工種，細化計劃粒度，最小到每個設備及每人，保證對瓶頸資源的充分利用。同時，可以根據(jù)制造資源的變化、產(chǎn)品特征的變化和管理需求的變化調整計劃管理的粒度，而不影響管理系統(tǒng)的架構。軟件實現(xiàn)上只需修正制造資源的基礎數(shù)據(jù)，而不需修改軟件，增加系統(tǒng)的魯棒性。

（5）按計劃的最小單元設置工作日歷，適應資源能力調整的需求。在系統(tǒng)設置中，不是按車間設置工作日歷，而是按計劃管理的最小單元設置工作日歷。當工作任務大于已有能力時，可根據(jù)具體的需求調整資源的能力，可以通過個別設備加班或局部加班等方法增加制造資源的能力，增加資源能力調整的靈活性。

（6）動態(tài)調度作業(yè)任務，增強計劃的可執(zhí)行性。根據(jù)預先確定的排程算法和優(yōu)先級原則，根據(jù)各工種的資源狀況，對可執(zhí)行訂單進行有限能力作業(yè)排程[3]，形成基于制件工序的確定周期作業(yè)計劃，作為計劃派工的依據(jù)，同時也形成后續(xù)的預排程計劃及資源負荷狀況顯示，作為車間計劃員對任務完成情況和資源能力預估的參考。排程算法和優(yōu)先級原則具有缺省值和多種可選值。

（7）增加能力調整流程，容納臨時擾動的影響。當作業(yè)排程結果無法滿足需求時，增加能力調整流程，通過對資源制造能力的調整或制造單元邏輯組合的調整，在階段時間內(nèi)臨時改變制造資源的能力及分布，作為重新作業(yè)排程的依據(jù)和容納臨時擾動的影響。

（8）配備條碼數(shù)據(jù)采集功能，保證數(shù)據(jù)采集準確、及時。采用條碼技術進行現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集。人員、派工單、質量跟蹤卡均設置條碼標識。通過條碼技術及時、正確地采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)。

3、系統(tǒng)的功能模型

（1）系統(tǒng)輸入

系統(tǒng)的輸入信息有：車間訂單、訂單變更通知及其它需求。車間訂單為上級生產(chǎn)計劃管理部門下達給制造部門的生產(chǎn)任務，主要內(nèi)容為訂單號、制件圖號、工序、建議工序開始時間、要求工序完成時間、定額工時等。訂單變更通知：用于對訂單的維護，包含：更改、撤銷等。其它需求：為制造部門接受的其它渠道輸入的計劃外任務，如：工藝試驗制件、返工返修等，由制造部門自己輸入維護。

（2）系統(tǒng)輸出

計劃執(zhí)行信息：為生產(chǎn)計劃執(zhí)行情況的反饋信息，為實時可查詢信息；派工單/齊套單/報表：為系統(tǒng)輸出的紙制文件，用于現(xiàn)場派工、齊套及統(tǒng)計匯報等。車間外協(xié)申請：為車間工序外協(xié)申請信息。

（3）執(zhí)行任務管理

對輸入的車間訂單及其它需求任務進行匯總、維護、作業(yè)準備評估、分批等處理，形成可執(zhí)行車間訂單，作為車間計劃排程的輸入；輸出由于設備故障等例外情況產(chǎn)生的車間外協(xié)審批申請單。

（4）作業(yè)計劃管理

對可執(zhí)行車間訂單根據(jù)計劃要求、工藝要求、工時、工序緩沖時間、資源狀況及上周期作業(yè)計劃完成情況進行本周期計劃的排程；經(jīng)多次反復評估，形成可執(zhí)行的周期作業(yè)計劃，作為派工的依據(jù)；對由于車間能力限制無法完成的訂單，輸出車間外協(xié)審批申請單。

（5）派工管理

根據(jù)周作業(yè)計劃進行派工，將計劃落實至操作人員。

（6）信息采集與處理

包含采集現(xiàn)場信息采集、信息分類、信息檢索與統(tǒng)計功能，形成計劃執(zhí)行反饋信息，形成各種所需的報表。

4、系統(tǒng)的軟件組成

系統(tǒng)軟件由數(shù)據(jù)管理、執(zhí)行任務管理、作業(yè)準備管理、作業(yè)計劃與調度、作業(yè)執(zhí)行看板五部分組成。

（1）數(shù)據(jù)管理模塊

數(shù)據(jù)管理模塊的主要功能是對系統(tǒng)運行的數(shù)據(jù)進行管理，包含對靜態(tài)基礎數(shù)據(jù)的管理和動態(tài)過程數(shù)據(jù)的管理?；A數(shù)據(jù)是指相對固定的數(shù)據(jù)，也是系統(tǒng)運行所需的必要數(shù)據(jù)，主要包括：用戶/角色/權限、設備資源、人力資源、車間計劃班組等。

動態(tài)過程數(shù)據(jù)是在系統(tǒng)運行中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，包括系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)、輸出數(shù)據(jù)、過程數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)以系統(tǒng)輸入的訂單為主線，記錄和管理在訂單的全生命周期內(nèi)逐步產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，隨著訂單的完成而結束。

（2）訂單管理模塊

訂單管理模塊實現(xiàn)訂單的下達、更新、維護及執(zhí)行狀況反饋功能，并對下達的訂單制定工序計劃。

（3）生產(chǎn)作業(yè)準備管理模塊

生產(chǎn)作業(yè)準備管理模塊的主要功能是對訂單生產(chǎn)準備完備狀況的跟蹤與確認，包含：生產(chǎn)準備信息收集、生產(chǎn)準備信息與訂單及工序的關聯(lián)、生產(chǎn)準備完備性判斷及處理功能。

（4）作業(yè)計劃調度與派工管理模塊

作業(yè)計劃調度與派工管理模塊的功能是對可執(zhí)行的訂單根據(jù)制造資源能力和訂單的時間要求制定周期執(zhí)行作業(yè)計劃并派工執(zhí)行。該模塊包含制造資源能力管理、自動調度、手工調度功能和派工四項子功能。

（5）作業(yè)計劃看板模塊

作業(yè)計劃看板模塊功能是將車間領導、計劃員、班組長等人員關注的信息進行處理和顯示，作為計劃監(jiān)督的支持工具。作業(yè)計劃看板模塊包含制造資源的能力負荷情況、訂單的完成情況、異常情況報警、各種查詢和檢索、各種報表的輸出等，可根據(jù)具體的需求進行定制。

5、結論

本系統(tǒng)集成了數(shù)控程序準備、管理及通訊控制功能，使眾多試制產(chǎn)品的程序準備工作有計劃、有控制，保證了生產(chǎn)準備工作的按時保質完成；具備對計劃及其執(zhí)行情況的實時跟蹤及定期修訂功能；在計劃制定時增加了具有冗余時間、可調整的預告計劃，用于應對急件插入、計劃撤銷或推遲的備用計劃；具備生產(chǎn)資源能力的臨時調配功能，提高了對突發(fā)事件的快速反應能力。系統(tǒng)已在兩個不同類型的車間應用運行，顯著提高了對車間多品種、變批量生產(chǎn)的計劃控制能力。