一种轮胎制造企业生产计划调度排产方法与流程

本发明属于适用于橡胶轮胎制造企业生产计划与作业计划执行方法，具体地实现轮胎成型硫化生产计划与作业执行计划一体化控制，属于橡胶轮胎制造业信息系统领域。

背景技术

大型轮胎制造企业有数百上千种不同规格型号的轮胎产品，这些轮胎产品在原料配方、工艺、轮胎花纹等方面存在一定差异。多品种、中小批量的销售订单使得企业生产计划编制存在较大困难。轮胎生产过程包括密炼、挤出、压延、胎圈成型、帘布裁断、成型、硫化、检验测试等加工工序，轮胎具有产品规格型号多、加工设备型号多、模具工装多、中间产品种类多特点。而且轮胎工厂车间(或分厂)日产量达数万条，现有的生产计划调度往往高度依赖生产计划员的经验水平，耗时耗力，不能保证计划排产的最优性。在遇到紧急插单需要调整生产计划时，存在月计划排产计算量大、人工调整生产计划困难费力等问题。

在轮胎生产过程中硫化工序通常是最后一道关键工序，硫化工序的设备较多，生产加工轮胎成品种类、胎胚规格较多，现有轮胎具有日生产量较大、生产时间较长、硫化控制较集中等特点，是整个轮胎生产环节控制的瓶颈与难点所在。轮胎硫化生产需要考虑胎胚库存信息、硫化设备加工能力、模具能力、库存能力、停放时间要求、设备可加工胎胚规格限制、每日最大换模次数等限制因素，目前国内轮胎生产的成型和硫化生产计划主要是由人工结合自身经验进行手工编制,此类生产计划的编制手段受主观性影响较大，难以综合考虑各种工艺约束条件下的计划最优安排，因此需要设计一种轮胎制造企业生产计划调度排产方法，实现生产计划的自动调度排产。

技术实现要素：

本发明所述的一种轮胎制造企业生产计划调度排产方法，是基于设备模具产能约束、计划订单排产优先级提出的一种轮胎成型与硫化自动排产方法，解决人工编制计划无法综合均衡工艺参数和各类约束条件的缺陷，以期实现轮胎成型硫化生产计划调度一体化管理。

本发明可以大大缩短将月度生产计划编制为成型和硫化工序生产作业日计划的时间。根据模具产能约束、成型和硫化设备实际产能和轮胎胎胚成型工序，分组进行成型和硫化作业计划调度排产，实现轮胎月生产计划与作业排产日计划一体化信息管理。

轮胎生产的有效性取决于生产计划制定与生产过程作业调度排产。根据轮胎行业的生产特点，生产计划排产系统提供：生产计划管理、月计划排产为成型硫化作业计划和车间作业计划。根据计划调度的周期和粒度，计划调度一体化系统分为工厂月生产计划、成型硫化作业日计划和车间作业计划，分别关注管理层和生产层的计划调度，实现由erp层、mes层到pcs层的过渡，从而实现全方位一体化计划与调度排产管理。

轮胎制造企业生产计划调度排产方法的具体流程为：

步骤1，设置基础数据。

系统基础数据来源于企业mes系统和erp系统的数据，设置工厂日历和班次信息，设置轮胎产品类别(序号、轮胎类别，描述)。设置生产分厂信息(序号、生产分厂名称，生产轮胎类别描述)。从mes系统导入轮胎的物料信息，包括轮胎物料编码，轮胎名称，规格尺寸。导入轮胎物料的施工设备信息，包括轮胎物料编码，寸口尺寸、成型机型号。从mes系统或excel文件导入模具产能平衡表信息，包括模具编号、模具数量、1个模具日产能、合计日产能字段数据。从mes系统或excel文件导入成型机和硫化机产能平衡表信息，包括设备名称、生产厂家、设备数量、1台日产能、合计日产能。

步骤2，编制月度生产计划。

根据下月产品发货计划、预计订单需求、备库计划，以及月底库存数量，编制出下月轮胎生产计划。销售部编制下月轮胎产品发货计划，综合计划部门根据销售部导入的轮胎产品下月发货数量、预计订单需求，考虑轮胎备库计划和库存数量，计算下月轮胎生产需求计划与轮胎下月实际生产安排数量，形成下月轮胎生产计划planmon。

步骤3，制定各生产工厂月度生产计划临时表。

通过excel文件导入生产工厂月实施表数据，轮胎胎胚编码、施工成型机型号、胎冠色线标识、生产分厂。导入生产分厂轮胎bom信息，轮胎bom提供各个生产分厂轮胎产品代码对应的胚胎代码关系。设置各轮胎成型和硫化工序的加工时间。

以月份和轮胎类别(全钢、半钢)为条件，对月度生产计划中各规格轮胎按照其生产工厂(或分厂)进行分组，没有指定生产工厂的轮胎产品表示多个工厂都可以生产，则根据实际产能分配轮胎所属的生产工厂。以月份、轮胎类别(全钢、半钢)和工厂为条件，检索月生产计划表和erp系统中轮胎物料清单(bom)中的信息，将各型号轮胎生产计划数据的查询结果存入临时表，形成各生产工厂(或分厂)月度生产计划临时表plantem{月计划id，轮胎编号，尺寸，胎胚编号，需要生产数量}。

步骤4，轮胎成型生产计划调度排产。

基于计划排产优先规则和生产订单合并规则，设备产能，模具和工装约束，计算轮胎下月生产计划的设备排产计划。根据轮胎型号、生产工厂、胎胚编号、轮胎尺寸和生产数量，分别计算相应的成型机、成型机产能，并计算出各型号轮胎生产计划数量所使用的成型设备机台编号、开始生产日期、生产结束日期。轮胎成型生产计划调度排产步骤如下：

(1)确定各生产工厂的轮胎排产数量。按照每一个生产工厂单独逐个进行，首先考虑轮胎成型工序所使用的模具产能，对一个成型模具下轮胎的生产数量汇总，去除欠产部分。如果模具产能>＝轮胎生产计划总数量，本月能完成；如果模具产能<轮胎生产计划总数量，则有完不成情况，则把多余生产数量标记为欠产。轮胎排产数量tyrenum＝轮胎计划生产数量-模具产能导致的欠产数量。

(2)第一轮排产：根据要排产的轮胎排产计划plantem，按照相同内衬代码和胎侧代码作为同一加工工艺进行计划排产的工艺分组list(tyre)，对每个工艺组中的轮胎待排产数量，寻找使用数量最少的成型机，收集一个成型机tbm列表list(tbm)并排序，需要一台成型机的优先，然后需要二台成型机的……，循环list(tbm)。如果需要一台成型机，则对这组工艺下的排产轮胎物料全部检索出来，物料总待产数量/单台成型机月产能＝需要成型机数量(取整)，然后判断需要成型机数量和成型机总数量是否匹配，计算已排产的成型机编号list(scheduled_tbm)和轮胎物料排产数据list(scheduled_tyre)；已排产成型机数量增加，物料待产数量减少，循环安排成型机和排产轮胎规格与生产数量。

(3)第二轮排产：把没排完的轮胎物料待排产数量list(unscheduled＿tyre)检索出来，按照物料对应的施工成型机进行升序排产，物料对应的需要1台或2台成型机优先安排生产；然后对这些成型机分组，循环判断成型机剩下的台数，当成型机台数>1时，对这个成型机下的未安排物料汇总，计算需要的成型机台数＝未安排物料总数量/单台成型机月产能，然后判断待排产轮胎是部分生产，还是全部生产。

(4)第三轮排产：对生产工厂所有成型机进行分组，找出成型机所对应的有待产数量的轮胎数据，对成型机排序按照升序值排产。成型机排序值rank(tbm)＝成型机加工轮胎品种数*0.3+待产数*0.3+x*0.3，模具产能效能率x＝(物料1待产数/物料1模具产能+物料2待产数/物料2模具产能+……+物料n待产数/物料n模具产能)/n，成型机排序rank值越小越优先安排生产。依次循环成型机，如有剩余机台数，则再循环物料待排产计划数据list(unscheduled＿tyre)，计算需要成型机的台数，安排成型生产。

前3轮排产，都是对成型机按照满额月产能工作安排轮胎生产规格和生产数量；第4次排产，则是依次排兼容成型机，对剩余未安排的轮胎排给成型机确定生产日期进行计算。

(5)第四轮排产：把所有未安排完的轮胎规格和数量list(tyre)查询出来，对这些记录考虑成型机的兼容性进行排序，物料需待产数越少的计划订单越排前面，成型机种类数越少越排前面。对未安排的计划订单循环找成型机，先安排数量少的成型机排产，兼容性大成型机靠后安排。根据计划订单的待产数量，与成型机的月产能比较，计算待产的轮胎物料所安排成型机的加工时间(排到几号)。

步骤5，轮胎硫化生产计划调度排产。

轮胎硫化生产计划调度排产步骤，如上述步骤4轮胎成型生产计划调度排产步骤。

步骤6，编制月度生产计划的排产计划。

对步骤4和步骤5四轮排产结果的记录list_scheduled(tyre,tbm)＝{月计划id，轮胎编号，尺寸，胎胚编号，计划生产数量，成型机编号，成型机数量，成型机日排产数量，硫化机编号，硫化机数量，硫化机日排产数量}，按照排产优先级次序的备注进行排序，排产备注为：1，当前生产；2，欠产；3，加急；4，优先客户。相同成型机和硫化机的计划订单可以合并生产，得到月生产计划的排产计划scheduled_planmon。

在每一种类的轮胎成品生产计划排产的编制过程中，按照以下生产计划订单优先级进行：

第一优先级为当前生产的型号轮胎的计划数量，对正在生产的轮胎成品进行优先生产计划排产编制，减少加工设备换模和设备调整时间；

第二优先级为欠产的型号轮胎计划数量，对当月欠产的型号轮胎优先安排至下月生产计划的编制；

第三优先级为加急的型号轮胎计划数量，对标注为加急的型号轮胎计划订单进行生产计划编制；

第四优先级为优先客户的型号轮胎计划数量，对标注为优先客户的型号轮胎计划订单进行生产计划编制。

在上述优先级中，按照月度生产计划中轮胎成品计划订单信息而必须保证按期、按量完成生产任务。

步骤7，编制轮胎生产作业日计划。

对步骤4和步骤5四轮排产结果的记录list_scheduled(tyre,tbm)，从上至下，计算月计划各型号轮胎计划数(月计划id)的开始生产和结束生产日期，形成轮胎生产作业日计划plandata。

为实现上述发明目的，利用本发明构造的轮胎制造企业生产计划调度排产系统，需包括下述功能模块：

基础数据管理模块：在生产计划调度排产系统中，基础数据管理可以进行工厂日历、班次维护，产品bom和工艺数据维护，各车间机器设备或生产线产能数据维护、工装模具维护等，并提供计算引擎基于此工厂模型模拟计算排产任务的分配工作。

数据接口管理模块：导入月度生产计划及其销售订单的优先级信息、生产工厂月实施表、生产工厂bom数据；月度生产计划将作为生产计划调度排产系统排产的驱动数据，生产计划调度排产系统将会平衡各设备的产能情况并计算如何达成该月度计划的生产。

生产计划排产模块：生产计划排产计算与结果展示，计划排产日计划数据导出，生产工厂日计划数据查询与版本管理。

生产计划调度排产系统采用b/c架构，基于组件技术和面向对象技术，采用mvc多层架构的方式，将系统主要功能模块和算法模型以组件方式设置在应用服务器中，数据服务器负责系统数据的管理，客户端负责完成与用户的交互任务，从而提供一种可扩展的、方便系统升级维护的计划调度排产系统。

综上所述，本发明具有以下优点：

1、根据轮胎胎胚成型和硫化成组生产工艺，提出了一种基于设备模具产能约束和销售订单优先级的生产计划调度排产方法，从而实现生产计划自动调度排产，编制作业日计划。

2、针对轮胎企业生产特点，品种多、工序多，系统根据施工信息分解工艺，把相同工艺的生产订单合并批量生产，同时根据胎胚的生命周期，成型机产能、硫化机的产能，统筹计算生产数量，减轻人工排产的计算工作量，缩短生产计划调度的时间，提高生产计划员的工作效率和计划排产的准确性。

3、系统可以快速导入其他部门提供的月生产计划数据，如配套部给的月计划模板，信息部给的施工信息表及分厂的bom物料清单信息。提取了轮胎企业mes制造执行系统中的物料、工艺信息，作为生产计划系统的基础信息，保持了信息的一致性。

4、系统采用b/c架构和mvc架构，展示层、逻辑层、数据库模型层代码清晰，有利于系统升级维护服务器负责数据的管理，客户端负责完成与用户的交互任务，方便系统。

附图说明

图1为轮胎生产计划调度排产流程。

图2为轮胎生产计划调度排产功能框图。

图3为轮胎生产计划调度排产逻辑与步骤。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细阐述。

(1)设置基础数据。

系统基础数据来源于企业mes系统和erp系统数据，设置工厂日历和班次信息维护，设置轮胎产品类别(序号、轮胎类别，描述)。设置生产分厂信息(序号、生产分厂名称，生产轮胎类别描述)。从mes系统导入轮胎的物料信息，包括轮胎物料编码，轮胎名称，规格尺寸。导入轮胎物料的施工设备信息，包括轮胎物料编码，寸口尺寸、成型机型号。从mes系统或excel文件导入模具产能平衡表信息，包括模具编号、模具数量、1个模具日产能、合计日产能字段数据。从mes系统或excel文件导入成型机和硫化机产能平衡表信息，包括设备名称、生产厂家、设备数量、1台日产能、合计日产能。

(2)编制月度生产计划。

轮胎企业销售部门汇总其部门下月产品发货计划，编制配套部计划提报交excel数据导入生产计划系统。综合计划处根据导入的下月产品发货数量、预计订单需求、备库计划，以及月底库存数量，编制出下月轮胎生产计划planmon。如图1所示。

(3)制定各生产工厂月度生产计划临时表。

通过excel文件导入生产工厂月实施表数据，轮胎胎胚编码、施工成型机型号、胎冠色线标识、生产分厂。导入生产分厂轮胎bom信息，轮胎bom提供各个生产分厂轮胎产品代码对应的胚胎代码关系。设置各轮胎成型和硫化工序的加工时间。

以月份和轮胎类别(全钢、半钢)为条件，对月度生产计划中各规格轮胎按照其生产工厂(或分厂)进行分组，没有指定生产工厂的轮胎产品表示多个工厂都可以生产，则根据实际产能分配轮胎所属的生产工厂。以月份+轮胎类别(全钢、半钢)+工厂为条件，检索月生产计划表+轮胎bom表的信息，将各型号轮胎的生产计划数据的查询结果存入临时表。轮胎月生产计划临时表plantem{月计划id，轮胎编号tyre_id，尺寸，胎胚编号，需要生产数量}。

(4)轮胎成型生产计划调度排产。

基于计划排产优先规则和生产订单合并规则，设备产能，模具和工装约束，生产计划排产系统自动计算轮胎下月生产计划的设备排产计划。根据轮胎型号+生产工厂+胎胚编号+轮胎尺寸+生产数量，分别由系统匹配计算相应的成型机、成型机产能，并可计算出各型号轮胎生产计划数量所使用的成型设备机台编号、开始生产日期、生产结束日期。轮胎详细成型生产计划的排产步骤如图3所示：

(a)计划排产按照每一个生产工厂单独逐个进行，首先考虑轮胎成型和硫化工序所使用的模具产能，对一个成型模具下轮胎的生产数量汇总，去除欠产部分。如果模具产能>＝轮胎生产计划总数量，本月能完成；如果模具产能<轮胎生产计划总数量，则有完不成情况，则把多余生产数量标记为欠产。轮胎排产数量tyrenum＝轮胎计划生产数量-模具产能导致的欠产数量。

(b)第一轮排产：要排产的轮胎排产计划plantem，按照相同内衬代码和胎侧代码作为同一加工工艺进行计划排产的工艺分组list(tyre)，对每个工艺组中的轮胎待排产数量，寻找使用数量最少的成型机，收集一个成型机tbm列表list(tbm)并排序，一个成型机的优先，然后二个成型机的……，循环list(tbm)。如果一台成型机，则对这组工艺下的排产轮胎物料全部检索出来，物料总待产数量/单台成型机月产能＝需要成型机数量(取整)，然后判断需要成型机数量和成型机总数量相匹配，计算出已排产的成型机编号list(scheduled_tbm)和轮胎物料排产数据list(scheduled_tyre)；已排产成型机数量增加，物料待产数量减少，循环安排成型机和排产轮胎规格与生产数量。

(c)第二轮排产：把没排完的轮胎物料待产数量list(unscheduled＿tyre)检索出来，按照物料对应的施工成型机进行升序排产，物料对应的只有1种或2种成型机优先安排生产；然后对这些成型机分组，循环判断成型机剩下的台数，当成型机台数>1时，对这个成型机下的未安排物料汇总，计算未安排物料总数量/单台成型机月产能，得出需要的台数，然后判断待排产轮胎是部分生产，还是全部生产。

(d)第三轮排产：对生产工厂所有成型机进行分组，找出成型机所对应的有待产数量的轮胎数据，对成型机排序按照升序值排产。成型机排序值rank(tbm)＝成型机加工轮胎品种数*0.3+待产数*0.3+x*0.3；模具产能效能率x＝(物料1待产数/物料1模具产能+物料2待产数/物料2模具产能+……+物料n待产数/物料n模具产能)/n，成型机排序rank值越小优先安排生产。依次循环成型机，如有剩余机台数，则再循环物料待排产计划数据list

(unscheduled_tyre)，计算需要成型机的台数，分别对物料的待产数量减少变已安排成型生产，成型机使用台数增加。

前3轮排产，都是对成型机按照满额月产能工作安排轮胎生产规格和生产数量；第4次排产，则是依次排兼容成型机，对剩余未安排的轮胎排给成型机确定生产日期进行计算。

(e)第四轮排产：把所有未安排完的轮胎规格和数量list(type)查询出来，对这些记录考虑成型机的兼容性进行排序，物料需待产数越少的计划订单越排前面，成型机种类数越少越排前面。对未安排的计划订单循环找成型机，先安排数量少的成型机排产，兼容性大成型机靠后安排。根据计划订单的待产数量，与成型机的月产能比较，计算待产的轮胎物料所安排成型机的加工时间(排到几号)。

(5)轮胎硫化生产计划调度排产。

轮胎硫化生产计划调度排产步骤，如上述(4)轮胎成型生产计划调度排产步骤。

(6)编制月度生产计划的排产计划。

对上述(4)和(5)四轮排产结果的记录list_scheduled(tyre,tsb)＝{月计划id，轮胎编号，尺寸，胎胚编号，计划生产数量，成型机编号，成型机数量，成型机日排产数量，硫化机编号，硫化机数量，硫化机日排产数量}，按照排产优先次序的备注进行排序，排产备注为：1，当前生产；2，欠产；3，加急；4，优先客户。相同成型机和硫化机的计划订单可以合并生产，得到月生产计划的排产计划scheduled_planmon。

(7)编制轮胎生产作业日计划。

然后再对这些list(scheduled_tyre)记录，从上至下，计算月计划各规格轮胎计划数(月计划id)的开始生产和结束生产日期，形成轮胎生产作业日计划plandata。