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            精益達線束成功實施易普優APS

            2014-12-18
            詳細說明

            一、客戶介紹

            鄭州精益達汽車零部件有限公司成立于2009年12月,從業人員超過3000人,是宇通集團的戰略性業務,旨在成為集團另一支柱業務,并成為汽車零部件行業創新領先的專業供應商。

            作為河南省高新技術企業、鄭州市汽車空調工程技術研究中心、鄭州市企業技術中心,精益達公司以“產品技術領先”為核心競爭力,通過與科研機構、高校、優秀企業等深入廣泛的技術交流和合作,加大對研發的投入,搭建高水平的技術研發團隊,確保技術的領先性?,F擁有專利100項、其中發明專利2項,另有在申請專利80余項。公司產品涉及車橋、空氣懸架、消聲器、車用空調、儀表臺、行李架、艙門、座椅、邊窗、線束、CAN模塊和儀表、玻璃鋼、原子灰、車載衛生間、內飾件總成、阻尼膠等20余種產品,其中盤式前橋、車用空調、空氣懸架等均具有較高的市場競爭力,客戶認知程度較高。目前主要客戶為宇通客車,產品隨整車遠銷古巴、俄羅斯、伊朗、沙特以及香港、澳門等國內外市場,2012年銷售額超過32億元,發展勢頭迅猛。

            二、業務概況

            目前精益達線束車間主要生產主線、底盤線、頂架線、散熱線、小線等類,以滿足上市公司需求。計劃人員每次將SAP中的需求信息轉化為生產訂單(不考慮物料、人員、模具等約束),然后下發至車間,計劃員會依據訂單的優先級屬性篩選出相應訂單。在訂單排序完成之后投放至車間進行生產。

            目前大概有30000多種物料,每個物料均有下線工藝表,用于指導線束生產。物料不同,下線表的差別也會有所不同,每條線束需要100~700張線卡,下線工序完成后會出現大量的中間品。其中部分需要穿輔助、開口,有些物料可能會出現回流工序(返沖)。而且產品會不斷升級,每次升級后下線表就會出現變化,導致工藝路徑、BOM結構等發生變化,給車間生產帶來難度。

            考慮到生產執行的復雜性,當前采用按單生產的模式,在一定程度上會犧牲部分產能,公司通過加班彌補產能的損耗。人、設備、產能預測(工藝升級)。

            現狀存在的問題:

            (1)車間按訂單生產,每一個產品的物料種類繁多,每一種物料都有各自的工藝下線表,用于指導生產

            (2)因為物料繁多,每種物料的工藝差別較多,導致工藝路徑、BOM結構發生變化頻繁,給車間生產帶來困難,在一定程度上犧牲了部分產能

            (3)產能的損耗,導致需要頻繁加班來滿足訂單的生產

            三、業務需求難點

            線束的線束工藝路線基本固定,確定排程的關鍵工序:“下線-壓接-打卡-預裝-裝配”。每個工序的排產規則不一樣,且每個工序的每個生產設備能生產的物料種類、生產能力都不一樣。具體需求如下:

            (1)下線工序:

            下線工序是線束的第一道工序,該工序將訂單的成品所需的原材料輸入進來,根據物料的工藝分解出來最終組成成品的各種小線(即后續工序的原材料)。每臺下線機所能夠生產的小線類型,取決于原材料的規格。

            下線工序排產需要考慮的因素:

            ?減少模具切換時間:特殊類型的線如屏蔽線或者護套需要模具不一樣,相同的屏蔽線排在一起;相同的訂單下的相同電線排在一個設備上進行生產,減少換模時間

            ?相同規格連續生產:如相同屏蔽線順序號的電線可以排在一起生產,減少后期尋找所需屏蔽線的時間

            ?考慮電線長度:先下長線后下短線,減少物料損耗

            ?動態工時:根據電線長度,訂單的數量,以及是否中開口等屬性進行分類,每種分類對應不同的工時計算方式

            ?設備加工均衡:要考慮各個設備加工均衡,保證相同訂單下的所有工作在不同設備上生產能同時結束,快速切換到下一道工序,轉運時間最短

            ?資源優先度:優先排在自動下線機上生產

            ?以組成訂單的原材料為派工單:下線是根據訂單的工藝分解所需的各種小線,以小線進行排產,便于原材料的管控。

            (2)壓接-打卡工序:

            壓接即壓接端子等插件,壓接設備均有固定的規格,壓接不同的線種(根據端子種類分類)。打卡工序即把不同的線接在一起,相同端子型號放在一起進行打卡。

            ?以訂單為派工單:壓接和打卡工序的制造周期非常短(1S到2S),因此直接以訂單為派工單排產,不直接排每根線的壓接打卡時間,否則計劃無法執行。

            ?動態工時:根據訂單數量以及該訂單所需的各種小線的種類計算通過時間

            ?轉序方式:部分線種(如屏蔽線)壓接和打卡的周期較長,因此在下線工序完成1/3數量之后開始轉序做壓接;壓接完成1/3后開始轉序進行打卡。

            (3)預裝工序:

            預裝表示在一個訂單的線種打卡完成后,將該訂單所有的線根據工藝集線進行預裝配,預裝和裝配之前有一個緩沖池,預裝和裝配通過緩沖池進行物料的交接。

            ?負載均衡:預裝班組有多個,排程盡量保證班組之間的負載均衡。

            ?轉序方式:一個訂單所有線種打卡完成后,才開始預裝工序

            (4)裝配工序:

            裝配表示半成品物料完成之后,將半成品按照圖紙進行裝配,輸出成品物料。分產品種類到不同的班組裝配(成品),由于人員技能和人數的限制,裝配是瓶頸工序。排產需考慮因素如下:

            ?減少切換時間:在滿足交期的情況下,單個裝配小組(工位)盡可能分配相同物料類型的訂單任務,以此減少切換時間。

            ?資源選擇訂單生產數量和線卡張數在一定范圍內,且有分裝圖的物料,在流水生產小組生產,其他訂單分派裝配小組時考慮任務均衡。

            四、解決方案

            1.總體思路:

            SAP中需求信息轉化為生產訂單之后,APS在訂單排序的基礎上進行有限產能精細化排程,總體思路如下:

            2.系統建模和排程結果

            線束整體的工藝路線雖然固定,但是物料較多,且物料結構復雜,各個工序的約束以及規則復雜且不一樣,為減少數據維護的工作量,易普優APS采用加工工藝以及工藝能力建模。

            (1)下線工序:下線工序獲取MES根據訂單組成物料分解出的線束派工單為工作進行排產。將排產需要考慮的匹配因素,如:電線的物料號、端子物料號、屏蔽線順序號/序號、電線長度等等屬性存儲在易普優APS系統的規格及預留字段中。

            ?規格匹配:根據線徑的不同,以及特殊類型的線,比如屏蔽線或者護套,所需要的磨具不同,因此,將下線機進行電線的進行資源規格匹配設置,以此減少換模的時間,增加生產效率。如下圖中可以看出,下線機1可以下4種電線。

            上圖中可以看出,下線機1可以下4種電線

            ?動態工時:根據電線長度,訂單的數量,以及是否中開口等進行分類,在易普優APS工藝能力設置動態計算工時。

            根據規則轉化為系統的制造工時:

            ?排程策略:針對下線工序單獨設置分派規則,在易普優APS系統,設置下線的分派規則和資源評估表達式,保證:同一訂單的排在一起生產,有相同屏蔽線的一起,有相同電線物料的一起生產,先下長線后下短線,優先使用自動機的情況下,其他設備加工均衡。

            (2)壓接-打卡-預裝工序:壓接打卡工序將MES中的派工單全部合并為一個工作,以此來模擬實現該訂單在壓接工序下的排產。

            ?工藝能力根據訂單套數以及線卡數量分類,動態計算出訂單在該工序的加工工時。

            ?向導式半自動排程:由于同一加工工藝,不同種類產品在工序轉序的規則不一樣且有不確定性,無法針對加工工藝統一設置轉序規則。因此,使用易普優APS的向導式排程功能,針對壓接、打卡、預裝工序進行排程,使用系統自帶的SQL工具靈活定義前后工序的轉序關系,基于前工序設置壓接、打卡、預裝工序的工作排產的開始時間,進行半自動化排程,滿足業務需求。

            (3)裝配工序:裝配分為流水線和非流水線,采取單件流的生產方式。裝配的工時根據訂單的數量和線種的差別不一樣維護加工工藝。

            ?自動化排程:在易普優APS系統,針對裝配工序的工作,設置分派規則和資源選擇策略,進行排程確保滿足交期的情況下,相同物料的訂單盡量排在一起,然后進行班組的任務均衡。

            ?向導式半自動排程:在自動化排程的基礎上,使用向導式半自動排程根據系統計算出當天的產能及班組負荷情況,輔助人工決策對排程結果進行調整。

            3.車間級實施推廣與擴展

            由易普優科技實施顧問和該企業內部人員組成APS項目組,在易普優實施顧問的主導下,按照易普優APS系統成熟的項目實施方法、項目管理經驗,總體規劃、分步實施、循序漸進,完成第一個車間的系統實施,加強企業方對APS技術的理解和支持。

            通過第一階段,在企業內部培養起一支能發現問題、解決問題的實施隊伍,不斷提高企業應用系統的能力。結合易普優APS系統的靈活性和可配置性特點,第一個車間系統建模的各類表達式和參數無需重新開發或者代碼編寫即可簡單靈活配置,在第二階段,由企業內部顧問和APS團隊,快速復制第一個車間經驗,主導后續十來個車間的項目實施。

            五、應用效果

            1. 通過易普優高級計劃排程系統的實施,和ERP/MES系統集成,考慮各工序生產的物料、規格、工藝等等多種約束和規則,實現信息自動化的獲取訂單和派工單排程,大大降低了計劃員的制定計劃所需的時間和對計劃人員技能經驗的要求。

            2. 考慮相同電線種類、物料等約束連續生產,設備產能均衡,減少切換時間,使生產計劃更加合理,提高了設備利用率,降低產能損耗。

            3.排程顆粒度精細到原材料和線卡,考慮電線的長短,使得原材料的管控更加透明化,降低了原材料的損耗。

            4.通過自動化排程和半自動化排程相結合的方式,實現車間及工序之間的聯動排產,考慮工序之間的靈活的轉序偏移,降低了中間在制品庫存和呆料,縮短了整體的制造周期。

            5.針對訂單及生產需求的變更和插單等異常,可快速進行計劃的自動化調整,提升客戶服務能力。

            6. 易普優APS產品的成熟性和穩定性,保證了第一階段易普優主導企業方輔助成功實施后,企業方自己實施推廣后面幾個車間,降低實施成本,增加效益。

            7.易普優APS產品的靈活性和可配置性,保證了系統不斷適應企業業務的發展和產品工藝升級,企業自身即可針對業務變更實現系統模型及應用的升級,降低了未來企業信息化的投入。



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