5. 车间作业控制
一、控制的意义和内容
在ERP系统中,车间作业控制(Shop Floor Control,简称SFC)同采购作业一样都是计划的执行层次。SFC只是执行计划,不能改动计划。因此在MRPII中对车间作业用“控制”而不用“计划”。控制在这里有3个意义: 1、控制生产作业在执行中不偏离MPS/MRP计划; 2、出现偏离时,采取措施,纠正偏差。若无法纠正,将信息反馈到计划层; 3、报告生产作业执行结果。 具体说来,SFC要控制以下内容: l、控制加工单的下达。只有在物料、能力、提前期和工具都齐备的情况下才下达定单。以免造成生产中的混乱。通过查询一系列报表,如:加工单、库存分配、例外短缺、工艺路线、能力计划、工作日历等来核实。 2、控制加工件在工作中心加工的工序优先级(根据加工单的完工日期);具体讲就是:生成下达定单、源工单及车间文档(文档包括图纸、工艺过程卡、领料单、工票等)。 3、控制投入和产出的工作量,保持物流稳定;同时控制排队时间、提前期和在制品库存; 4、控制加工成本(包括返修、废品、材料利用、工时等),结清定单,完成库存事务处理。 SFC主要是针对离散机群生产方式(Job Shop)的控制,如果把对重复式生产和流程式生产的控制也包括进来,通常统称为生产作业控制(Production Activity Control,简称PAC),PAC同SFC在含义上是有区别的。 运行SFC的主要信息依据是: l、MRP生成的建议计划或确认计划,及人工添加的定单;(加工什么?) 2、工艺路线文件;(加工顺序?) 3、工作中心文件;(在何处加工?) 4、工艺装备或专用工具文件(参考用)。
二、加工单
加工单(Work Order)或车间定单(Shop Order)是一种面向加工件说明物料需求计划的文件。有一点象手工管理中的传票,可以跨车间甚至厂际协作。车间作业的优先级主要根据MRP要求的计划产出日期。加工单的格式同工艺路线报表很相似。它的表头和左侧各栏的信息取自工艺路线文件;只是增加了加工单号、加工单需用日期、每道工序的开始日期和完成日期。
三、派工单 派工单(Dispatch List)或译调度单,是一种面向工作中心说明加工优先级的文件,说明工作中心在一周或一个时期内要完成的生产任务。它还说明哪些工作已经到达,正在排队,应当什么时间开始加工,什么时间完成,加工单的需用日期是哪天,计划加工时数是多少,完成后又应传送给哪道工序。它还说明哪些工件即将到达,什么时间到,从哪里来。见表1.13。没有信息集成系统,这样的报表靠手工管理是不可能实现的。 有了派工单,车间调度员、工作中心的操作员对目前和即将到达的任务一目了然。如果在日期或小时数上有问题,也容易及早发现,采取补救措施。通常,应当把控制的重点放在关键工作中心上。
四、确定工序优先级
派工单上加工的优先级一般是按照工序开始日期的顺序排列的。而工序开始日期又是以满足加工单要求的完成日期或需用日期为基准的。多数情况下二者的优先顺序是一致的,但是也可能有例外,比如某个工件的工序加工时间很短,虽然开始日期在前,但即使略微推后也不致影响加工单的需用日期。当在提前期上出现矛盾时,可以参考以下几种常用确定优先级的方法来判断。在使用这些方法时要注意,最直观的方法仍然是用完成或需用日期来表示优先级,用优先序号只能表示相对关系,如果盲目地一味遵照相对优先级,有可能延误加工单的需用日期,在应用时要注意分析。 1、 紧迫系数(Critical Ratio,简称CR) 公式说明,到需用日期的剩余天数与需要加工的时间(计划提前期)对比,可出现4种情况: CR=负值 说明已经脱期; CR=1 剩余时间刚好够用; CR>1 剩余时间有富裕; CR<1 剩余时间不够。 很明显,CR值小者优先级高。一个工件完成后,其余工件的CR值会有变化,应随时调整。 2、最小单个工序平均时差(Least Slack Per Operation,简称LSPO)。时差也称缓冲时间或宽裕时间。 式中尚需加工时间指剩余工序的提前期之和。LSPO值越小,也就是剩余末完工序可分摊的平均缓冲时间越短,优先级越高。 3、最早定单完成日期(Earliest Due Date) 完成日期越早的定单优先级越高。使用这条规则时,对处于起始工序的定单要慎重,有必要用LSPO复核。本规则比较适用于判断工艺路线近似的各种定单,或已处于接近完工工序的各种定单。 确定工序优先级的方法很多,以上3种比较简单易懂,便于车间人员使用;这也是多数软件常用的几种方法。总之,确定优先级主要考虑的是: 1)定单完成日期; 2)至完成日期剩余的时间; 3)剩余的工序数。 确定工序优先级的前提条件是要有一个可靠的MPS和MRP计划。由于系统的工作日历是以日为最小时段,目前多数商品软件中还极少有细化到“班计划”的。处理班计划,可以在优先级上标注。
五、常用调度措施
在需要压缩生产周期的情况下,一般软件提供的处理方法,大体上有以下几类。 1、平行顺序作业。通过设依次顺序作业中下道工序的排队时间Q为负值来实现。工件在上一个工作中心完成一定数量,不等全部加工完,就部分地传送到下一个工作中心去加工。平行顺序作业可以缩短加工周期,但是由于增加了传送次数,传送时间增加了,搬运费用相应增加;也就是说,成本会增加。另外,考虑传送的批次时要注意上、下工序加工时间的比值,如果前道工序加工时间很长,或各工序加工时间呈无规律地长短相间,有些工作中心会出现窝工等待,因此,有些工序还会在全部加工完成后再传送给下道工序,形成平行顺序作业和依次顺序作业交替使用的现象。 2、加工单分批。就是把原来一张加工单加工的数量分成几批,由几张加工单来完成,以缩短加工周期。每批的数量可以不相同。采用加工单分批或分割只有在用几组工作中心能完成同样的工作时才有可能。每组工作中心都需要有准备时间,准备时间增加了,此外,还可能需要几套工艺装备,成本也会增加。有时,上道工序由一台工作中心完成,下一道工序分为由两组不同的工作中心加工,然后又由一台工作中心来完成第3道工序。这种分合交替的作业经常会发生。 3、压缩排队、等待和传送时间。有人为设定和系统按设定的比例压缩两种处理方式。 4、替代工序或改变工艺。 5、其它。如加班加点,调配人力等。
六、查询报表
在SFC系统中,一般软件提供的常用查询报表有以下几类,这些报表反映的动态信息已超出了手工管理统计报表的概念,因此,不能简单地称为统计报表。 1、物料和能力可用量报表。根据加工单上物料的数量和时间,系统自动显示所需的物料及能力,若有短缺也将自动标识。 2、加工单状态报表。按已下达、已发料、短缺或例外情况、部分完成、完成末结算、完成已结算等分别报告。 3、工序状态报表。说明需求量、完成量、报废量、传送量,同时说明材料和工时消耗以及发生的成本。
七、投入/产出控制
投入/产出控制(Input/Output control,简称I/0)是控制能力计划执行的方法,或者说是一种衡量能力执行情况的方法;它也可以用来计划和控制排队时间和提前期。投入/产出报表要用到的数据是:计划投入、实际投入、计划产出、实际产出、计划排队时间、实际排队时间以及投入、产出时数的允差。这是一种需要逐日分析的控制方法。
投入/产出报表还可以用来分析物料流动和排队状况。排队时间相当于已下达定单但尚未完成的“拖欠量”,并不意味着一定是脱期。排队时间的变化可用下式表示: 时段末的排队时间=时段初的排队时间 - 产出量 + 投入量 如果要减少排队时间,就必须使产出量大于投入量。永远不要投入超过工作中心可用能力的工作量。当拖欠量增大时,不加分析地用延长提前期(放宽工时定额)的办法,过早地下达过多的定单,增加投入只会增加排队时间,积压更多的在制品,人为地破坏了优先级,从而造成了更多的拖欠量,形成恶性循环。由于能力问题造成的拖欠量只能从能力人手来解决,即加大“出水管”的口径。见图1.3.9。
图1.3.9 能力控制
可见,企业的工时定额不准确是无法运行能力计划和投入/产出控制的。
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