[发明专利]面向生产计划变更的多目标约束物料替代方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种面向生产计划变更的多目标约束物料替代方法。

背景技术

由于大型装备产品的体积庞大，对于大型或主体部件的拆卸、误工费用较高，一般尽量避免由于缺件而造成非常规的在装产品在工位停滞和积压，在相应装配工序之前需保证零部件的齐套准备就绪，因此在复杂装备中经常利用替代件来解决物料的缺件问题。生产过程中不同任务之间的物料替代，牵涉到产品BOM（Bill of Material物料清单）、工艺BOM和计划BOM之间的物料需求协调，同时替代件的选择还需要考虑物料的不同属性特征，包括设计特征、工艺特征和计划特征等，以便合理地确定不同物料替代件的选择，保证资源合理配置和供求关系的平衡。

要保证生产任务与物料供应之间的平衡，主要依靠测算各种物料的可供量、供应期限和库存量对生产任务的保证程度。当计划变更时，为保障物料的到位和使用，需要解决物料之间的替代、窜件问题。如图1.所示，任务4作为临时任务插入，且其优先级高，应先于任务2执行，此时需为其进行备料。但如果目前库存不够，则企业生产管理系统需要将任务2或任务3预先安排的部分零部件补替给任务4，或考虑现有库存和物料成本来合理选择物料替代件来保证任务4的顺利执行。通过上传信息使得采购人员能及时得到物料通知并制定采购计划，同时管理人员可分析物料需求计划与实际消耗情况、跟踪问题，不断改善和实现企业的全方位物料动态管理。

综上，在多层BOM的装配系统中，齐套问题要求现有库存和即将到来的物料能被分配以满足齐套需求，因此零部件的可用性就成为必须关注的重要限制条件。尽管努力去保证零件的可用性，但现有库存可能还是难以满足生产的需求量，因为诸如产量损失或送达延期等不可预见的事件会时常发生。库存的不足会打乱原有的装配计划，导致工件延期以及较高的装配件库存持有成本。因此就需要根据物料需求计划，合理安排每个子装配件的齐套装配日期，以给予充足的计划时间来完成最终产品的准时交货。整个产品的装配计划依赖于保证交货期的最终产品组成的每个部件/子装配件齐套的能力。物料短缺、不齐套就会影响后面的装配，安全库存虽能避免这些问题的发生，但是较高的库存持有成本使得这种方法不可取。

企业每天都会在齐套过程中进行决策方案的选择。比如，在任意给定的一天，现有的零部件对于某一些部件/装配件的齐套要求可能是充足的。这些可用零部件应该分配给哪个任务/订单中的哪个部件/装配件的组套？即将到货的零部件应该如何分配给这些组套？怎样使用零件的替代件来满足装配计划？

尽管齐套问题可以通过增加安全库存来消除，但这样一种选择方案显然是不可取的。另一种解决这种问题的方案是：通过考虑那些当前可用的、预期被发送过来的或使用替代件等方法来有效合理地分配零部件完成齐套。当由于客户需求临时变更、设备发生故障、任务优先级以及产品设计、工艺、任务变更等因素引起生产计划调整时，也会出现通过不同任务/产品之间的不同物料替代的方式来解决物料的需求问题。此外，车间能力因素也须加以考虑。因此，齐套问题就是通过分配现有库存资源和预期到货零部件来实现齐套的最小化总成本，这包括工件提前、工件/拖期滞后、部件/装配件库存持有成本等，还要考虑车间能力约束、装配件优先权约束和零件的可替代性等因素的影响。

从产品数据间的联系看，产品是由零部件装配而成，零部件之间的联系除装配关系外，还有替代、互换、选配和冲突等关系，这些关系是产品结构管理、配置管理、BOM管理、生产管理的基础，其中，在企业生产过程中，经常会发生由于计划调整而引起的不同任务之间物料的替代关系，比如在特定产品中的某零部件用以代替另一个零部件并发挥同样的功能，用来替代的零部件与被替代的零部件之间的关系就是替代关系。

替代件就是等同件，就是与某物料起到相同功能的物料，替代不会对产品质量产生任何影响。替代情况的发生主要是依据工厂当时的资源状况，为满足生产需求而临时做出的替代决定，如，物料供应紧缺的情况下。

研究装配过程的齐套问题，尤其在复杂装备制造企业，显得尤为重要：

(1)一个组套（如机车生产中的一台柴油机）经常需要上千个不同的零部件，由于加工成品率等诸多因素，其中的许多零部件可能有着不同的到货提前期，这就大大增加了缺件的可能性。