滕汉生

摘 要：改革开放以来，我国零部件工业迅猛发展，特别是近几年来的发展速度进一步加快。为了提高企业生产系统的效率，促进企业实现生产的连续和均衡化，也是企业为提高其核心竞争力和车问管理水平，亟需采用各种先进技术对企业生产系统制造流程进行规划分析。

关键词：制造流程;物流;分层次规划

为了解决汽齿行业在制造流程管理方面存在的问题，提高企业生产系统的效率，促进实现企业生产“物流有序、劳动有效、生产均衡、信息充分”的目的，有必要对我国汽齿行业制造流程进行研究，确定适合我国汽齿行业自身特点的、有效的制造流程规划方法，也是企业提高其核心竞争力和车间管理水平的一个有效途径和必由之路。

一、制造流程规划分析的必要性

我国汽齿行业逐渐采用了MRPII/ERP、IE、JIT、OPT、MES等车间管理与控制方法，并且在一定程度上取得了一些效果，但是由于以下几方面的原因使其应用受到限制：

1.诚然，企业利润的实现在于产品能够顺利地销售出去，但是，所有的产品都是在企业现场生产的，如果生产管理混乱、无序，就很难生产出适销对路、质量合格、数量符合要求的产品。因此，生产系统的管理和市场经营管理同样重要。

2.企业目前应用的管理与控制方法是在西方发达国家产生和发展起来的，在有些方面我国企业与国外企业所面临的环境有很大不同，企业普遍管理基础薄弱，如果一味盲目追求西方先进的管理模式和管理方法，必然难以承受和实施应用成功。

二、制造流程分层次规划方法的研究

1.制造流程规划的界定本文所说的制造流程是指相对狭义的制造流程，即只对制造流程中的主要对象及其动作进行研究，具体到齿轮制造行业是指从毛坯加工、零件加工、零件装配到成品入库活动的运行过程，其整个过程的主体就是物料的动态和有序流动。

2.制造流程分层次规划的体系框架企业制造流程系统是一个开放的、离散的、非线性的、不确定性的动态系统。结合制造流程的上述特点，利用信息系统论的层次观，制造流程规划的系统化方法———分层次规划方法，主要分为3个层面。（1）生产系统层的制造流程规划。通过规划分析，在企业现有生产布局及生产条件下获得有效的物流运行方式，使企业制造流程连续均衡地运行，以缩短产品生产周期，提高生产效率。（2）生产线层的制造流程规划。通过对特定生产线的生产能力、生产的均衡性、生产布局进行规划，识别生产线的瓶颈工序，进而进行工作单元的划分，为工作单元层的制造流程规划提供依据。（3）工作单元层的制造流程规划。通过分析单元内人工、设备利用率以及人机配合状况等，为以上各层次制造流程的改善提供基础支持。通过上述3个层次的综合分析，最终对制造流程提出改善建议。用于制造流程规划的分层次分析方法的功能图如图1所示。

图1制造流程规划的多层次分析功能图

图1表现出多层次分析方法用于制造流程规划的整体功能和分析过程，可简要概括为以下几个主要阶段。①问题定义阶段。通过调研，充分了解企业生产系统所要解决的主要任务，建立生产系统要解决问题的概念模型，并采集生产系统基础数据。②生产系统制造流程规划。应用制造流程规划方法，進行生产系统物流的规划与设计，通过建立虚拟生产线，在企业现有生产布局及生产条件下获得有效的物流运行方式，从而使生产系统制造流程连续均衡地运行。③生产线层分析。通过对概念模型的反复分析和论证，运用计算机仿真技术手段，建立并运行生产线级仿真模型;在生产线级仿真分析结果的基础上，划定单元构建要素，进行瓶颈工序分布识别和工序分析，并按照工业工程方法划分工作单元。④工作单元层规划分析。对以瓶颈工序为中心的工作单元进行人机操作分析和闲余能量分析，通过绘制标准作业组合票，分析人工、设备利用率以及人机配合状况等。⑤建议与改进。

3.关键技术的研究。（1）虚拟生产线物流系统规划。机械产品的生产过程一般要经过几个不同的加工阶段，为便于调配、控制生产进度以及合理规划物流，并简化规划方法，根据各环节生产手段的不同和加工性质的差别，把整个产品的制造过程划分为局部的制造环节，这一过程称之为制造环节的“质点化”，并组成了代表原生产系统的虚拟生产线。图2表示一典型齿轮产品“质点化”后的虚拟生产线图。目标函数：max（qi）或min（fi），i=1，3，4。（1）

Q1≈Q2≈Q3≈Q4≈Q订单，差值在±5%之间。式中，Q经济为指热处理过程的经济批量;Q货币为质点B中热前库在生产开始前的在制品数量;Q货D为质点D中半成品库在生产开始前的在制品数量。

考虑到虚拟生产线的物流平衡问题，主要考虑到搬运频率和搬运批量的问题，系统优化模型如式（1）所示。在这里不考虑报废和返修的情况，物料单向流动，假设各阶段物流量平衡。这里考虑的目标函数是要获得尽可能大的搬运批量或者尽可能小的搬运频率。由于热处理环节的特殊性，没有考虑到其热后加工过程的搬运过程，同时考虑到热处理环节有经济入炉批量Q经济的限制，这使得热处理环节成为整个制造流程的瓶颈环节，因此，在质点B中设置了热前库。通过上面的虚拟生产线的优化过程，即可获得优化的搬运频率或搬运量。（2）生产线工作单元划分。按照最大分配原则划分工作单元后，可能会出现这样的情况：连续2个以上工序的作业时间都比所要求的节拍短，而它们中，由任意2个相邻工序所组成单元的单元工时又大于要求节拍，这时候就要进行如下的调整。观察各工序操作步骤及其自动化水平，找出其中哪些工序需要工人配合;哪些工序不需要工人配合（即可由机器独立完成）。

综上所述，由于生产系统在市场需求环境下响应的复杂性，对于制造流程规划多层次分析方法的研究还需在微观和宏观上继续拓展和深入。

参考文献：

[1]李建.我国汽车零部件产业的现状及发展对策思考[J].机电信息，2017年第14期.

[2]胡涛.中国汽车零部件企业的现状与发展之路[J].北京汽车，2017.NO.5.