信息化支撑下的能力平衡方法探索与实践

胡晓松+王婷婷

【摘要】积极探索实践先进的生产管控模式，全面梳理、优化了生产计划流程，并将其中能力平衡部分的端到端流程进行了信息化固化，搭建了能力平衡软件系统。在该软件系统正式应用的一年时间里，生产交付、在制品等指标得到了明显的优化。

【关键词】制造业 能力平衡 信息化

近年来，随着国际形势和周边形势日益复杂，国防装备升级换代需求日益紧迫，航空制造业的批产任务总量在持续增长，导致企业的生产节奏逐渐加快，生产管控难度越来越大，时刻面临着齐套交付与资源效率最大化的矛盾。同时，航空制造业的科研新品业务也急剧增长，而且研制周期短、迭代次数多等特征愈发明显，客户对研制质量与进度的要求也越来越高，在多品种小批量的生产组织压力下，企业的生产能力经常显得捉襟见肘。

因此，在有限的资源条件下，为了解决生产管理多目标和多约束的特殊问题，满足客户在进度、质量、成本等方面的诸多要求，航空制造业首先需要对自身的生产能力进行量化分析，依靠数据来科学判定生产过程中的动态瓶颈资源，平衡生产能力的分配情况，进而提高生产效率，实现生产综合指标最优化。

一、能力平衡软件算法介绍

（一）产能差异测算逻辑：

产能差异=设备组能力工时-设备组需求工时；

产能差异率=（设备组能力工时—设备组需求工时）/设备组需求工时×100%。

（二）产能测算逻辑：

设备组能力工时=∑单台设备日工作时间×工作天数×OEE。

注：OEE（总体设备利用率）为设备可动率、生产率和工序合格率的乘积。

数学模型：设备组月份生产能力基础工时（hrs）tx= ∑ tk*Nk*Tk；（k=1，2，3……）

其中tk表示x设备组上k班次实作工时，Nk表示x设备组k班次设备数量，Tk表示k班次月份有效工作天数。

设备组月份有效产能（hrs）Tx=（tx-△t缺+ △t 加）*μOEE

其中△t缺表示月份缺勤小时总数，△t加表示月份加班总数，μOEE表示设备组OEE系数，三项均为各单位根据以往情况的统计值。

（三）需求测算逻辑：

设备组需求工时= ∑零件在设备组的工序实作工时×零件需求计划数量

数学模型：设备组月份产能需求工时（hrs）tx=∑tij*ni；（i=1，2，3……；j =1，2，3……）

其中tij表示i零件j工序在x设备组上的实作工时，ni表示i零件月份需求数量。

设备组月份调整后的需求工时（hrs）Tx=tx+△t。

其中△t表示试制、临时任务等其它未纳入的工时消耗，为各单位根据以往情况的统计值。

二、能力平衡软件功能介绍

（一）生产任务汇总

对各型号生产任务进行全面汇总管理，确保生产任务没有遗漏，并为后面通过系统进行工厂内全部资源的总体平衡做准备，任务汇总表由ERP任务、手工任务、厂际协作任务组成，通过该表，管理者可以按型号、零件号、主制工段、任务期段、任务状态实时查询所负责任务的情况信息。

（二）物料短缺查询

该软件可与ERP物料库存进行集成，并能基于生产任务汇总表，自动检查本厂物料的库存情况，还可将物料短缺信息传递给物资供应部门，使物资供应部门清楚掌握什么时间把相应的物料准备到什么地点。另外，除了能够检查本厂库存外，软件还可查询公司库房中的物料信息，为管理人员平衡物料提供参考。

（三）拆分合并任务

生产任务的拆分合并是一种策略，因为有一些任务由于客户急需，可能当时先不生产计划下达的那么大的批量，就可以把任务进行拆分下达，剩余的任务便可以和其他批次的任务合并下达。

（四）宏观能力分析

该功能基于罗罗公司产能分析的管理内涵及运算逻辑，能结合当期任务，自动计算需求产能与实际产能的差额，管理人员可将能力小于需求的设备视为生产过程中的理论瓶颈，并围绕理论瓶颈开展技术攻关、质量改进、生产提效、技术改造等方面的工作。

（五）能力平衡调整

软件支持需求与能力的手工调整，根据系统计算的理论瓶颈点，有针对性的调整设备工作时间、工序标准周期、外委、厂际分流等手段，实现需求与能力的粗略平衡。

（六）预排产

实际瓶颈是假定所有任务按优先级顺序先后加工，且要求全部按期完成的前提下，测算撞车点，由于这些撞车点是实际排产过程中产生的，所以相对理论瓶颈来说，这些撞车点被定义为实际瓶颈。实际瓶颈一般要比理论瓶颈多，因为实际瓶颈是考虑了前后次序的瓶颈，一定比不考虑前后次序的理论瓶颈要多，实际瓶颈是所有管理者应该重点关注的问题，应该把优势资源放到最关键的点上。理论瓶颈和实际瓶颈都清晰的揭示了产线上的难点，这样实际上管理就很清晰了，就好比为管理者配备了一个望远镜，可以看到未来五周甚至更长时间的管理重点。

（七）正式排产

将TOC约束理论应用于现场生产过程控制，基于瓶颈资源合理安排工序级作业计划，使非瓶颈资源与瓶颈资源的生产节拍保持一致同步，实现需求与能力的最佳匹配。该软件经过对任务可行性的一系列检查和处理，可以得到相对稳定的可执行计划，之后结合排产逻辑和任务优先级，可以快速运算出五周内的工序级作业计划，用于指导班产任务的下达，以及按天进行物料和工装的准备与发放，有效保证了生产作业计划与生产准备计划的协同。

参考文献：

[1]任祖学.电子文件信息安全问题的思考[J].黑龙江档案，

2010，3（04）.

[2]王勤，储海盟，李占川.物联网技术在医疗行业的应用[J].

信息通信，2012（03）.