“世界工廠”不知是誰概括出來的這句話，近兩年似乎已成為外商在中國投資的重要理由。中國注塑業(yè)近期發(fā)展較快，中國已成為最大的汽車配件，摩托車，計(jì)算機(jī)外殼，其它IT產(chǎn)品，五金工具，電器，小家電，等塑料制品生產(chǎn)、銷售和出口基地之一；而且這幾年的注塑行業(yè)發(fā)展速度遠(yuǎn)高于全國的平均水平，發(fā)展?jié)摿薮?。而隨著市場的變化，中國勞動(dòng)力成本不斷增加，怎樣在劇烈市場競爭中取得優(yōu)勢，都是很多企業(yè)需要面對(duì)的。除了改善工藝，改善/優(yōu)化生產(chǎn)計(jì)劃，提高設(shè)備、人力的稼動(dòng)效率，最大化利用現(xiàn)有的產(chǎn)能，從而降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，是一個(gè)比較可行的方法。

塑膠成型與制品業(yè)是個(gè)非常有特色的行業(yè)，其行業(yè)特色是：產(chǎn)品型號(hào)多、工序較多、材料種類少并常常通用、多訂單批次、小訂單批量、機(jī)器產(chǎn)能主要決定訂單的交期。其原料是以膠粒、色粉為主。不論是通用型塑料企業(yè)(如玩具、文具、日用品、家具、裝修材料等)；還是家電企業(yè)(冰箱、彩電、洗衣機(jī)、空調(diào)機(jī)、計(jì)算機(jī)等)殼體等；汽車配件；包裝制品企業(yè)(PET瓶坯、塑料瓶、瓶蓋等)；薄壁(如手機(jī)殼)或特種工程塑料制品；記錄數(shù)據(jù)的介質(zhì)企業(yè)(CD，DVD，MD，MDS)，在生產(chǎn)計(jì)劃方面都有一些主要的共同性，他們的主要工藝都是射出成型工程，分析射出成型工程，我們可能得出以下的一些特點(diǎn)：

1. 成型工程設(shè)備都很多，并且設(shè)備都比較昂貴，開機(jī)成本高。

2. 產(chǎn)品與設(shè)備都是多對(duì)多的關(guān)系，成型機(jī)按噸位可分成不同的規(guī)格，在可使用的設(shè)備中，大噸位機(jī)器都可以生產(chǎn)小噸位機(jī)器生產(chǎn)的產(chǎn)品，但各產(chǎn)品的產(chǎn)能不變，一般優(yōu)先使用小噸位的成型機(jī)。

3. 成型機(jī)必須結(jié)合模具才能生產(chǎn)，設(shè)置需要作業(yè)人員參與。產(chǎn)品與模具為多對(duì)多的關(guān)系，多個(gè)產(chǎn)品可以使用一套模具，一種產(chǎn)品又可以使用幾套不同的模具。

4. 產(chǎn)品的生產(chǎn)節(jié)拍時(shí)間受制約于設(shè)備和模具，以及每出模一次需要的時(shí)間和模具的模穴數(shù)。

5. 每個(gè)模具有裝卸的時(shí)間，產(chǎn)品換模+調(diào)試時(shí)間比較長。

6. 成型機(jī)上生產(chǎn)兩個(gè)顏色不同的產(chǎn)品，需要一定的清洗時(shí)間。

塑膠行業(yè)生產(chǎn)排程要解決的主要問題：

1. 如何快速制作合理的機(jī)臺(tái)排程計(jì)劃？

2. 如何在大量的機(jī)臺(tái)設(shè)備中選擇合適的設(shè)備生產(chǎn)

3.如何減少成型機(jī)上的切換時(shí)間（包括換模、調(diào)試等的時(shí)間）

4.如何優(yōu)化生產(chǎn)順序，減少清洗時(shí)間。

5.如何事先掌握人員、設(shè)備產(chǎn)能情況

在接單生產(chǎn)的企業(yè)編排生產(chǎn)計(jì)劃，幾乎所有的計(jì)劃擔(dān)當(dāng)都會(huì)把保證訂單的交期作為首要考慮因素。而在注塑行業(yè)中，除了保證交期外，排程時(shí)不僅要考慮訂單的輕重緩急，還要需要考慮每個(gè)生產(chǎn)工單的成型機(jī)的選取，以及模具的搭配運(yùn)用；甚至于是否有足夠的作業(yè)人員，都是需要考慮的基本因素。只有綜合考慮這些因素，才能編排出一個(gè)合理而又可執(zhí)行的生產(chǎn)計(jì)劃，且看下面一個(gè)簡單的排程例子：

一般注塑行業(yè)的射出成型工藝如下（圖1）：

資源說明：

?成型機(jī)有三種不同噸位：30t(成型機(jī)1，成型機(jī)2，成型機(jī)3，成型機(jī)4)，50t（成型機(jī)5，成型機(jī)6，成型機(jī)7），80t（成型機(jī)8，成型機(jī)9，成型機(jī)10）。一般情況下，盡可能優(yōu)先安排低噸位的成型機(jī)生產(chǎn)，以節(jié)約機(jī)器成本。

模具說明：

有A，B兩個(gè)金屬模具。其中，金屬模具A用于生產(chǎn)產(chǎn)品A，金屬模具B用于生產(chǎn)產(chǎn)品B。

作業(yè)員說明：

有A，B兩組作業(yè)員。其中，工作組A參與生產(chǎn)產(chǎn)品A，工作組B參與生產(chǎn)產(chǎn)品B。

在此工藝中，同一個(gè)工序是利用三種不同的資源來完成的。這時(shí)，我們把成型機(jī)稱為主資源，模具和作業(yè)員稱為副資源?，F(xiàn)在有3個(gè)制造工單等待安排，工單01、工單02、工單03分別的產(chǎn)品是A、B、A，生產(chǎn)數(shù)量為100個(gè)，要求完工的時(shí)間是2008/6/2 20:00（圖2）。

基于產(chǎn)品A、產(chǎn)品B各自的工藝要求，在滿足交貨期要求的基礎(chǔ)上使用APS系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)排程。通過甘特圖可以很容易的把計(jì)劃編排直觀地展示出來，使得計(jì)劃不再是一組組枯燥的數(shù)字。通過這樣友好的可視化界面，多個(gè)相關(guān)部門可以在一個(gè)平臺(tái)上共同討論計(jì)劃的可行性，用戶可以在甘特圖上直接對(duì)工序或作業(yè)進(jìn)行直觀式的交互（編輯、刪除、拖動(dòng)等），根據(jù)實(shí)際情況實(shí)時(shí)調(diào)整優(yōu)化結(jié)果（圖3）。

?上圖中，同一個(gè)工單展開的制造任務(wù)同時(shí)分配給成型機(jī)、模具、工作組，也即是說為了完成一項(xiàng)制造任務(wù)，需要成型機(jī)、模具、工作組同時(shí)配合才能實(shí)現(xiàn)。每個(gè)工單的優(yōu)先級(jí)別都是不一樣的，我們需要按照一定的優(yōu)先順序處理手頭上的所有工單，這里的優(yōu)先順序時(shí)工單01〉工單02〉工單03。我們分析一下工單分派的過程，當(dāng)分派工單01時(shí)，當(dāng)前所有成型機(jī)，模具、工作組都是空閑的，分派時(shí)可任選一臺(tái)噸位最優(yōu)的成型機(jī)（成型機(jī)1）生產(chǎn)。而分派工單02時(shí)，由于產(chǎn)品B因?yàn)槭褂玫哪＞吲c產(chǎn)品A不一樣，選擇成型機(jī)1生產(chǎn)就會(huì)額外產(chǎn)生換模的時(shí)間造成成型機(jī)1的產(chǎn)能損失，因此另開1臺(tái)新的成型機(jī)4(當(dāng)前最優(yōu))進(jìn)行生產(chǎn)。當(dāng)分派工單03時(shí)，由于工單03與01的產(chǎn)品一樣，03可以挨著01在成型機(jī)1上連續(xù)生產(chǎn)，避免換模以及開機(jī)成本。應(yīng)該說，在當(dāng)前的約束條件（比如生產(chǎn)工藝、交期，減少換模，節(jié)約開機(jī)成本等）下，這就是合理、優(yōu)化的計(jì)劃。

如果約束條件發(fā)生了變化，或者是我們考慮的優(yōu)先順序發(fā)生了變化，那么哪怕是工單本身沒有任何改變，最后編排出來的計(jì)劃也會(huì)有所不同。假定產(chǎn)品B與產(chǎn)品A共同使用一套模具(模具A)，共用一組作業(yè)人員（工作組A），那么我們看一下新的排程結(jié)果（圖4）：

因?yàn)楫a(chǎn)品A、產(chǎn)品B使用了相同模具，相同的工作組，所以再次編排計(jì)劃時(shí)，在能夠滿足交期的情況下，工單01，02，03都分派在一臺(tái)成型機(jī)上連續(xù)生產(chǎn)，以減少成型機(jī)的運(yùn)行成本以及安裝模具的時(shí)間成本。再分析一下，這個(gè)計(jì)劃仍有可改善的余地，比如說，考慮到材料投料以及產(chǎn)品品質(zhì)等因素，成型機(jī)1連續(xù)生產(chǎn)時(shí)按照工單01-〉工單-〉03-〉工單02的順序也許更好更合理一些（圖5）。前文提到我們需要按照一定的優(yōu)先順序處理手頭上的所有工單，可見工單的優(yōu)先順序也會(huì)影響到最后的分派結(jié)果，因此編排生產(chǎn)計(jì)劃的時(shí)候，不僅需要考慮生產(chǎn)工藝上的客觀約束，還需要一并考慮工單的優(yōu)先順序。

除了模具切換以外，顏色的切換也很重要。在同一臺(tái)成型機(jī)上，生產(chǎn)不同顏色的產(chǎn)品的時(shí)候可能會(huì)需要清洗機(jī)器，清洗的時(shí)間由前后產(chǎn)品顏色的色差決定，這樣就會(huì)發(fā)生由于顏色不同造成的切換時(shí)間。另外有些顏色的切換是不允許，例如黑色到白色的切換，由于難于清洗干凈，可能需要花費(fèi)大量的清洗時(shí)間或者高昂的清洗費(fèi)用，排程時(shí)不允許出現(xiàn)此種切換。

因此，我們?cè)贏PS系統(tǒng)中設(shè)計(jì)生產(chǎn)工藝模型時(shí)需要定義各種不同的顏色之間的切換時(shí)間，并且對(duì)于某些特殊顏色之間的切換，定義為禁止切換。排程中，無論是否切換模具，禁止的顏色切換不會(huì)出現(xiàn)，其它顏色的切換時(shí)間以模型中定義的為標(biāo)準(zhǔn)。如果同時(shí)切換模具和顏色，以發(fā)生的切換時(shí)間最大值（最長切換時(shí)間）為切換時(shí)間。，也可以以發(fā)生的切換時(shí)間總和為切換時(shí)間。例如，如果在生產(chǎn)工藝模型中定義了不允許成型機(jī)生產(chǎn)黑色產(chǎn)品后馬上轉(zhuǎn)換到生產(chǎn)白色產(chǎn)品，那么設(shè)定其顏色顏色切換矩陣中的黑色到白色的切換模式為“不可能”(圖6)

排程時(shí)，黑色產(chǎn)品被分派到成型機(jī)1上，當(dāng)在分派白色產(chǎn)品時(shí)，由于不允許在生產(chǎn)黑色產(chǎn)品后馬上轉(zhuǎn)入生產(chǎn)白色產(chǎn)品，因此系統(tǒng)自動(dòng)會(huì)把白色產(chǎn)品排在成型機(jī)2上以避開顏色切換（圖7），其它顏色產(chǎn)品則沒有特殊要求，平均分配到兩臺(tái)成型機(jī)上，是的兩臺(tái)成型機(jī)的負(fù)荷趨向平均。

?如果設(shè)定其顏色顏色切換矩陣中的黑色到白色的切換模式為“可能”，重排生產(chǎn)計(jì)劃，得到新的排程結(jié)果如下（圖8）。那么可以看到成型機(jī)1上生產(chǎn)完黑色產(chǎn)品后直接切換到生產(chǎn)白色產(chǎn)品，在不影響交期的情況下由一臺(tái)設(shè)備全部承擔(dān)，減少設(shè)備的運(yùn)行成本。

有時(shí)候，雖然每個(gè)訂單里要求的顏色相同，但是顏色色階不一樣，這時(shí)候有可能會(huì)要求從淺顏色的訂單開始慢慢地到深顏色的訂單進(jìn)行處理（圖9），從而能夠方便混合原料減少浪費(fèi)，得到更優(yōu)的排程結(jié)果。但是一味的追求單個(gè)方面的目標(biāo)優(yōu)化，可能會(huì)影響到其它目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，比如說制造LT可能因此會(huì)拉長、某些訂單可能因此延期等等。因此，在編排生產(chǎn)計(jì)劃時(shí)，一定是要考慮多個(gè)計(jì)劃目標(biāo)平衡，一般會(huì)側(cè)重于較重要的2-3個(gè)目標(biāo)，如果同時(shí)考慮的目標(biāo)太多的話，在結(jié)果中很難保證得到預(yù)定需要的結(jié)果。

總結(jié)：

在注塑行業(yè)中應(yīng)用APS系統(tǒng)編排生產(chǎn)計(jì)劃，需要對(duì)每個(gè)產(chǎn)品，定義生產(chǎn)工藝模型，可使用的設(shè)備、必需的模具、作業(yè)人員，節(jié)拍等都是必須定義的基本要素。更深入一層的生產(chǎn)工藝模型中，還需考慮各種訂單生產(chǎn)的切換時(shí)間，影響切換時(shí)間的因素可能有產(chǎn)品自身的要求，模具的更換，以及訂單的特殊規(guī)格屬性切換等。一個(gè)好的生產(chǎn)計(jì)劃，除了需要設(shè)計(jì)合理的生產(chǎn)工藝模型，還要根據(jù)實(shí)際的需要制定合適的排程方案，我們需要設(shè)定處理訂單的順序邏輯，選擇資源的順序邏輯，異常處理邏輯等等。把這兩者結(jié)合起來就能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)計(jì)劃的有效地編排！

EasyAPS（排產(chǎn)易）軟件基于規(guī)則，具有近10000個(gè)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)和屬性，可以根據(jù)客戶的需求進(jìn)行定制。單個(gè)產(chǎn)品、物料、資源、工作站、庫存、客戶以及整個(gè)計(jì)劃邏輯的訂單分配規(guī)則非常靈活，可以單獨(dú)調(diào)整。憑借如此出色的功能，無需編程即可配置精確的邏輯規(guī)則和約束條件，并提供精心策劃的端到端規(guī)劃系統(tǒng)。該系統(tǒng)是一個(gè)“白盒子”——整個(gè)設(shè)置在邏輯上是一致的，并且易于計(jì)劃員用戶理解，他們可以迅速對(duì)工廠或供應(yīng)鏈中的任何變化做出反應(yīng)。

作者：唐建兵