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集成工艺规划与调度的内涵分析

2022/5/6    来源:微信公众号《智能制造随笔》    作者:王爱民      
关键字:集成工艺规划  排产调度  
柔性工艺其实与项目性调度,具有底层数据结构上的一种相似性或者借鉴性,但两者之间其实还是有很大差别的。
       工艺数据是排产调度的基础数据。扫了一眼今年的国家重点研发计划,其中工业软件里面就有这么一个集成工艺规划与调度的题目。结合自己在长期的APS实践过程当中在企业里面所看到的一些现象,还有自己的一些思考,也对于这个问题的内涵做一下分析,算是自己的一个思考笔记吧。

       学过机械的学生应该都做过指导工艺的课程设计,比如给你一个减速箱的箱座或者箱盖,规划一个工艺路线,但在规划的过程当中,其实会发现工艺流程并不是唯一的,很多工序的安插位置都是可调的。也就是说,我们在生产当中经常看到的那种串行唯一的工艺流程,那只是最后确定的用于指导生产的工艺文件,其实很多情况下并不是串行的。其实这就是柔性工艺。

       笔者也在一个企业里面见到了一种零件工艺长达70多道工序,在加工过程当中经常会出现工艺超越的做法。笔者在另外一个企业里面,也见到一种更为复杂的柔性工艺。就是带有分支的。可以先做A,也可以先做B,甚至可以走了B就不用走A了。柔性工艺的类型还是很多的,这就为生产当中的排产调度提供了更大的柔性。

       柔性工艺其实与项目性调度,具有底层数据结构上的一种相似性或者借鉴性,但两者之间其实还是有很大差别的。

       目前关于集成工业规划与调度的研究,大部分都集中在这个领域。但我总感觉是远远不够的。因为工艺规划可不仅仅是工艺路线的规划,工艺路线的规划也只是工艺界面的一种划分而已。据此往下生发下去,才可以真正的将工艺规划与调度有机地融合起来。而这种融合思路就如同并行工程一样,经常会提到DFA、DFM甚至DFX,对于工艺规划来说,其实我们应该从两个方面来分析,面向调度的工艺PFS或者SFP面向工艺的调度。

       在PFS方面:

       (1)上面说的柔性工艺是一种。

       (2)面向整体或者局部的流水式生产工艺界面的划分,以支持这种连续性的调度排产,这也是一种。

       (3)工艺所做的工装夹具的柔性或者说模块化对于开展调度也是有很大影响的,这也是一种。

       (4)不仅是工艺流程的柔性,对于单独工序或者多工艺特征组合下的工序及其可选资源的柔性也是对调度有非常重要的影响的,这也是一种。

       (5)当工艺精度难以保证的时候。有可能会涉及到配作,从而对于排产调度产生影响,这也是一种。

       (6)多功能集成的装备是一个重要的发展趋势,在调度方面呈现出平静或者说对于资源能力是否充分发挥,从而对于工艺设计也会产生很多影响,这也是一种。

       (7)制造生产当中资源的配置类型,一般来说并不是均等的,从排产调度的便利性角度来说,当然希望颗粒度越小越好,一是不会带来功能的浪费,二是具有更大的优化空间,但是必然对于工艺设计会产生很大的影响,这也是一种。

       (8)容积是或者组合式的组批生产类型,看起来是排产调度的难点,但根本上来说也是设计和工艺带来的根本限制,这也是一种。

       在SFP方面:

       (1)虽然柔性工艺提供了很多的柔性,但在实际生产执行过程当中是可以基于历史数据对于各种流程走向的选择对于加工效果的影响分析,应该是可以做出一些判断或者取舍的,或者说优先级不同或调整,从而反过来对于工艺规划设计会有一定的影响,这是一种。

       (2)通过排产调度,可以发现最有价值的共机(线)或者共享的设备资源或者工装夹具,这就是工艺要发力的重点,这也是一种。

       (3)排产当中资源利用率不均或瓶颈突出,除了在算法方面进行优化改进之外,工艺的不合理性,或者说不合理的限制性也是导致这种现象出现的一个很大原因,这也是一种。

       (4)排产调度经常采取组批的手段来减少生产切换,组坯的基础其实是工艺带来的,这方面甚至要颠覆工艺的准备方式,以及考虑资源配置情况下的工艺组织方式,这也是一种。

       其实APS的基础数据很大程度上,都是在以另外一种方式在表达工艺。

       当局限于生产过程当中的排产调度的时候,必然会有一些局限性,严重点是螺狮壳里作道场,向上游工艺进行延伸,实现两者的有机彼此互相考虑与融合,是应有之义。

       其实这并不是一个什么新鲜的思路,就如同我们在大规模定制研究过程当中涉及的模块化设计,其实对于后期的生产也具有非常大乃至决定性的影响的。

       同时,其实这也并不是一个不可解决的问题,在技术上有很多现有的都可以参考,但是学术的思路和工程的思路基本上是完全不一样的。其实跳出传统的APS思路,换一种以基于时间线的能力或者池子的动态映射与分配思路,应该可以更好的解决。

       聊做浅考,仅供参考。
责任编辑:程玥
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