mes环境下车间计划调度的过程设计与应用.doc

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1、MES环境下车间计划调度的过程设计与应用［摘要］通过车间存在的许多不确定信息干扰生产的问题，对MES环境下基于实时数据采集的车间计划与调度的过程设计与应用进行了研究，有效解决了制造执行系统下车间的动态调度及生产过程管理控制等问题。［关键词］数据采集；动态调度；过程管理控制doi:10.3969/j.issn.1673-0194.2017.03.083［中?D分类号］TP311［文献标识码］A［文章编号］1673-0194(2017)03-0148-041引言车间生产环境充满了不确定性，加工工序繁多，需要在不同的工序间运转，经常会遇到

2、紧急插单。生产交付节点严格，生产流程关系复杂，往往因为部分区域发生故障，造成生产无法正常运行。在面对生产过程不可预测的外部变化和内部变动时如何合理的进行计划调度，如何控制好产品的生产流程，使得各个生产环节达到均衡负荷，最大限度地缩短生产周期，按相关部门要求的交货期完成生产任务，是本文研宄目的所在。2MES环境下作业车间计划调度需求描述制造执行系统(ManufacturingExecutionSystem,MES)为车间调度提供了实时的信息环境。MES环境下的计划、调度任务是对整个车间的制造过程进行优化，其基木计划调度流程是在静态调度

3、的基础上通过基于实时生产数据采集和对生产中不确定性因素(动态扰动)的分析，采取科学计划和排产解决动态调度问题。作为MES系统中的核心模块，车间计划调度过程设计必须满足以下几个要求：(1)优化生产计划，提高排产能力，解决生产计划预期时间短，加工周期长等问题。(2)实现与生产有关数据的实时采集。(3)生产信息可动态掌控，利于指导实际生产。(4)积累历史数据，及时总结生产经验，减少重复性劳动，避免造成资源浪费。3生产作业描述3.1车间生产信息流程车间业务流程是以任务计划为源头，对生产任务进行优化分解、排产计划，通过系统对任务执行情况进行监

4、控；按工艺规程为路线，完成各工序的分发操作；以检验为关键点，采集在制产品的质量及加工信息。做到各个环节的信息共享，减少传统的纸张传递过程，并及时追溯产品制造过程信息，将生产管理最大化的透明，实现车间任务及时完工、及时反馈，具体流程见图1。3.2车间业务角色车间的现场生产管理涉及的角色有很多，每个角色在生产流程屮产生相关信息，同时也根据其他角色产生的信息进行业务判断，具体说明见表4生产管理计划方法4.1生产计划生产计划是根据需求，考虑车间现有生产能力和资源供应条件，对未来一定时期内的生产作业活动和各项资源的使用作出统筹安排。它把生产计

5、划规定的任务一项一项地具体分配到每一生产单位及每个操作班组，规定他们在具体时间范围内每一单元中的工作任务。4.2制定作业计划的方法编制车间生产作业计划时，首先考虑的是保证产品的交付期。其次考虑单元加工任务的均衡，还要考虑车间内生产资源合理、充分、高效的利用，并据此把车间的任务分解成各单元作业计划和资源需求计划。以此为基础，制定单元或班组作业计划（简称单元计划）。单元计划属于属于工序级作业计划，不仅要决定每个单元要完成的零件工序数量，而且还要决定零件进入各单元的先后顺序、每个零件的加工路径及所需的设备、刀具、量具、夹具等。制定该计划，

6、突出的问题是在编制零件交付期的前提下，如何更好的优化使用单元内资源。对于优先级高的零部件生产计划，建议采用正排的方法，即从当前时间开始往后排，如果排产的结果超过零部件的计划完工时间，无法按时交货的只能延迟交货。对于优先级低的零部件计划，采用倒排的方法，从零部件的计划完工时间开始往前排，如果排产的结果（第一道工序开工时间）早于当前时间，按照当前的能力，无法按时交货，只能延迟交货，否则计划不可执行。在编制多品种小批量生产作业计划时，由于每一种产品的产量很小，重复生产的可能性很小，无周转用在制品，在安排计划时，主要考虑期限上的衔接、负荷与

7、生产能力的均衡。在确定生产周期时首先要根据生产流程，确定产品（或零件）在各个工艺阶段上的生产周期；其次在此基础上确定产品的生产周期。制定产品生产周期需注意以下问题：（1）先找出最初的零件加工，到部件组装，最后到总装的最长时间加工顺序路线，它决定了产品生产周期的最大长度。（2）其余零部件的工艺加工阶段，是与关键路线上零部件加工平行进行，安排方法是从最后工序开始，逆向反推零件的加工顺序，这样安排，可使总停放时间最少。（3）考虑各种设备的最大负荷限制，错开某些零件的加工时间，使设备负荷尽量均衡。（4）为了避免生产脱节，在前后衔接的工艺阶段

8、之间应留有必要的安全时间。4.3制定作业计划的过程设计与应用在MES系统中计划人员依据以往的生产实践经验以及上级下达的生产计划，对加工产品和工件工艺特征进行分析，然后灵活确定生产任务匹配的加工计划需求（如选择是否编制工艺及准备材料）。