如何提高家具生產排程的效率

2004-09-13來源：熱度：11614
2004-09-11

    南京林業大學木材工業學院副教授 李軍博士

　　生產效率是家具生產企業追求的永恒主題，沒有生產效率企業就沒有競爭力。

　　眾所周知，軍事家孫臏賽馬獲勝的法寶是用一個合理的賽馬計劃，來揚長避短。在家具市場激烈的競爭中，家具企業能夠掌握合理的、科學的、適合競爭需要的家具生產排程就猶如掌握孫臏賽馬獲勝的法寶，對于家具企業提高自身競爭力是十分重要的。

　　1 家具生產排程的客觀要求

　　中國正在成為世界家具的生產中心，因此中國家具企業所面臨的競爭也是全球性的競爭。如果我們繼續運用勞動力及資源作為部分手段，那么我們是不可能在全球性競爭中獲得有利地位的，因為這種競爭是簡單的、原始的、低水平的競爭，取而代之的應該是高層次的、現代的競爭，最終就是生產管理水平的競爭。日本制造業勝出其它發達國家的原因是日本成功地運用了先進的生產管理，如精益生產（Lean Product），及時化生產（Just Time）等。

　　家具是一種工業產品，其制造工廠往往是按著“工業批量法則”建立起來的。“工業批量法則”要求企業生產必須滿足一定的閾值（注：在數量上的一個轉折點）才能維持正常的運轉和一定的利潤，而家具市場要求的主流家具是小批量多品種家具，即單個訂單的家具數量達不到閾值要求的，所以許多家具企業對于某些訂單不敢接。從表面上看這是“工業批量法則”的原因，實際原因是生產管理跟不上，生產管理柔性不夠所致。

　　家具生產的暴利時代已經過去了，微利是目前家具企業所必須面對的，這是業內人士所共知的事實。微利要求家具生產商必須具有良好的企業內部管理，即生產管理是高效的，才能在激烈市場競爭中占有一席之地。生產排程直接影響設備的利用率和人員的勞動生產率，自然是重中之重了。

　　“插單”在家具生產過程是經常遇到的現象。這要求生產排程要有相當的柔性，才能適應隨機性很大變化，否則“插單”就會降低生產效率，增加生產成本。

　　總之，從家具市場競爭的大環境，企業內部機制及生產過程所遇到問題都直接對家具的生產管理提出了要求。生產排程是生產管理的咽喉，自然也要再上一個臺階，才能使整個家具生產效率得到提高。

　　2 常用生產排程方法分析

　　2.1 先到先服務

　　按訂單送到的先后順序組織生產或按訂單交貨先后順序進行組強生產。該種方法是常用的生產排程，其優點是操作簡單、缺點是忽視了產品之間加工難易程度的差異，忽視了數量不同所需要的加工時間也不同，同時也忽視了生產的均衡性。因此該排程方法可能會造成原材料和成品的庫存量大量積壓，從而增加了資金的積壓，增加了生產成本。

　　以家具產品為組織生產的基本單元，則會出現生產不平衡，如某時間內某些部門生產任務相當重，而某些部門卻沒有生產任務。如果家具產品的零件多樣性比較少是，機器利用率也不平衡，從而也造成浪費。該排程方法適合傳統的剛性生產線，即生產產品比較單一，而且產量比較大的生產模式。

　　從表面上來看該種排程方法適合插訂單，但是實際上并非如此。因為插訂單后，常見的兩種做法是：中斷所有生產任務完成插單的生產任務；把插單任務交生產現場來隨機安排，然后再慢慢調整其它生產排程。前者會造成設備利用率不均，浪費了生產能力；后者使生產排程失去了的對現場指導作用。

　　2.2 最短作業時間

　　按照所需加工時間最短為**先安排生產的條件，然后再加工第二個最短的、依次類推。

　　最短作業時間生產排程法從表面上看盡了**的可能完成盡可能多的訂單，實際上它忽略了交貨時間和設備的利用率，是不可能比其它排程方法多完成訂單任務的。如果先加工交貨期長的訂單，則會造成大量庫存積壓，增加了生產成本。

　　2.3 約翰規則

　　如果有N個零件工作必須按同樣的順序經過兩機器，則可能采用如下的方法：

　　1）將所有a1≤b1工作a1值不減的順序排成一個序列為A：

　　2）將所有a1≤b1工作a1值不減的順序排成一個序列為B：

　　3）將A放到B之前就構成了**作業順序。

　　根據表格1所提供的零件加工時間數據，通過約翰規則的運算，得出序列A的順序為：零件2，零件5，零件6，零件1；序列B的順序為：零件4，零件3；然后將A放到B前，得出優先順序為：零件2，零件5，零件6，零件1，零件4，零件3。

　　從表面上來看這種方法能夠很緊湊地安排生產，但該方法是以機器為核心的排程方法。由于其排定的加工順序比較固定，如果再插入訂單，則會完全擾亂原有生產排程，最終導致某些產品不能按時交貨，而且現場操作也相當復雜，其柔性也很差。

　　2.4 關鍵比率（CR）法

　　關鍵比率是用交貨日期減去當前日期的差值除以剩余工作日數。

　　CR=交貨日期－現在日期/未完成工作所需天數

　　式中分子是指從此時算起到交貨時間的天數（剩余可利用的生產時間，具體時間等于各零件工時之和）。

　　關鍵比率低的工作（CR＜1.0）表示，對要過期的工作，一定要采取補救措施了，如通過加班或外包加工或增加新的高效設備等方法彌補：若關鍵比率剛好為1.0，說明這個工作能按時完成，但需要及時生產；如果關鍵比率大于1.0，則意味著該項工作能提前完　成，且有一定的空余時間，允許適當推遲生產。

　　關鍵比率規則是一種即高效又易修改的規則，而且在平均工作延遲時間上，也比其它規則好，能夠有效地控制生產節奏，同時讓生產管理人員容易保證及時完成生產任務和按時交貨的優先級。因為每天工人完成生產情況或機器狀態也不完全相同，CR比率一直在變動，所以應該采用計算機和網絡技術來動態管理。

　　3 家具柔性化生產排程的特性

　　生產排程是家具生產過程中一個重要而關鍵的環節，是最能體現一個家具企業管理水平和管理思想的關鍵。適應小批量多品種家具生產的柔性化生產技術最終也是通過柔性化生產排程所體現的。

　　現實家具生產過程中，生產排程與生產車間的生產實際是脫節的，不相符的。生產部分對于生產現場的指揮是失靈的，整個生產處于現場人員臨時調整狀態，所造成的結果是生產任務不能按時完成，工人要經常加班，生產不均衡，秩序混亂。分析其原因主要有：

　　（1）生產排程方法對于生產效率影響不明顯；
　　（2）信息流通不協調；
　　（3）生產設備條件、工時等數據掌握不準確；
　　（4）插單破壞了原有的生產秩序。

　　柔性化生產排程是將柔性化生產與成組技術融合到一起的一種排程方法，即將待加工零件通過零件編碼系統，按著成組技術的相似性原理，將零件分成若干個零件族，且與柔性化生產的模塊相匹配，再按著關鍵比率排程方法安排待加工零件的加工順序。

　　其特性表現如下：

　　（1）由于柔性化生產排程強調與成組技術、柔性化生產技術配合，所以應用柔性化生產排程既可以生產小批量多品種家具，又同時滿足“工業生產法則”的閾值，從而提高了生產效率。

　　（2）從柔性生產排程可知：柔性化生產排程過程中產生了大量的信息流，一般是利用計算機技術和網絡技術來完成的，因此信息交換能夠做到準確、及時，為提高生產管理水平打下基礎。

　　（3）柔性化生產排程的基礎是零件編碼系統和標準工時，所以能夠精確地、科學地指導生產實踐。

　　（4）柔性經生產排程是關鍵比率排程方法的提升，具有比較好的靈活性，便于插單后調整生產安排，因此保持了生產節奏流暢，保持了機器設備的高利用率，保證了交貨日期。

　　柔性生產排程對于生產效率有直接的影響。如果有兩個零件族A和B，其中A1、A2、A3、A4、A5是相同的零件（或具有相同的加工相似性），B1、B2、B3、B4、B5是另外相同的零件（或具有另外相同的加工相似性）。

　　生產排程結果如下：

　　排程結果1：先加工零件族A，后加工零件族B；或先加工零件族B，后加工零件族A；

　　排程結果2：按著A1、B2、A2、B2、A3、B3、A4、B4、A5、B5；

　　排程結果3：介于兩者之間的排程結果。

　　排程結果1只需要完成換刀、調刀、調機、換模、首件確認等生產動作2遍。但是排程結果2要完成上述動作10遍，多出的8遍換刀、調刀、調機、換模、首件確認等動作時間，大大降低了生產效率，增加了生產成本。如果零件族的數量越多，則生產效率和生產成本相差就越大。其它排程結果的生產效率和生產成本只能隨機在第1排程結果和第2排結構之間。

　　4 家具柔性化生產排程的應用

　　柔性化生產排程時考慮因素比較復雜，如交貨日期、生產時間、產品難度、生產效率、生產節奏、在制品庫存量等。所有這些最終通過生產時間，即零件的工時集中體現出來，因為工時測定時已經考慮了上述諸因素。

　　具體應用步驟如圖1所示。

    **步驟　訂單CR

　　根據CR生產排程法的定義，計算所有訂單CR及所接訂單CR值，然后進行比較CR值的大小。CR最小的訂單優先級**。如果CR相近可以并單生產，這樣更有利于成組技術（GT）的應用，提高生產效率、降低成本，再借助標準化零件和模塊化生產就更能體現柔性化生產的特點了。

　　第二步驟　工時分配

　　根據各訂單家具生產所需的工時數值，將訂單的優先級劃分成幾個檔次，再按交貨日期分配相應的工時，當然每個檔次所分配的工時也是有一定的寬放時間的，即為插單留了空間。

　　對于涂裝線、裝配線及包裝車間的生產時間都是相對固定，因此在考慮工時分配時應該在扣除這三個工段所需的時間后，對余下的工時再進行分配。為了更能體現柔性化生產的特點，應盡可能地將訂單劃到同檔次內。

　　第三步驟　零件分類

　　根據家具柔性化生產編碼系統對家具零件編碼，同時考慮訂單CR生產排程法關于訂單的分檔，再對同檔內的家具零件按編碼分成不同的零件族，每一零件族就對應一個生產模塊。

　　新產品也同樣可以采用此法，所不同之處在于新品工時要么從制作時測得，要么根據零件編碼系統對于相似零件的檢索而得。

　　第四步驟　零件CR

　　對同加工族的零件進行CR值計算，然后再按CR值由小到大進行安排生產。每一個生產模塊（或ERP管理系統中的工作中心）所加工的是按加工相似性分類，并按CR值排隊的零件族。這一切都是在計算機和網絡中完成的，不需要人工來手工操作。

　　采用零件族進行生產是成組技術的體現，也是柔性化生產的體現。零件標準化程度越高，則配料工序的效率就越高，其備料庫存量就會越低，其它生產模塊的生產效率也同樣越高，在制品的庫存量也越少，故達到了縮短交貨期的目的。此零件排程法排程的結果：生產周期最長的零件優先生產，這樣保證按期交貨，而其它零件次之。

　　該方法的靈活性顯得比較突出，但如其生產過程中設備的利用率不高時可以通過面向家具結構和工藝的零件編碼系統的檢索功能來檢索出相關零售，提前生產，以實現設備利用率高的目標。

　　5 結論

　　柔性化生產排程有利于實現生管部分控制生產現場。能夠綜合地、有機地考慮影響生產排程的因素，巧妙地將交貨日期、零件加工難易程度成組技術和模塊化生產等有機地結合起，同時具有較強的靈活性。柔性化生產排程具有相當的柔性，完全能夠滿足小批量多品種家具生產的需要，即能夠提高家具生產率，因此提高了家具企業的競爭力。

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