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工藝數據是排產調度的基礎數據。掃了一眼今年的國家重點研發計劃，其中工業軟件里面就有這么一個集成工藝規劃與調度的題目。結合自己在長期的APS實踐過程當中在企業里面所看到的一些現象，還有自己的一些思考，也對于這個問題的內涵做一下分析，算是自己的一個思考筆記吧。

學過機械的學生應該都做過指導工藝的課程設計，比如給你一個減速箱的箱座或者箱蓋，規劃一個工藝路線，但在規劃的過程當中，其實會發現工藝流程并不是唯一的，很多工序的安插位置都是可調的。也就是說，我們在生產當中經常看到的那種串行唯一的工藝流程，那只是最后確定的用于指導生產的工藝文件，其實很多情況下并不是串行的。其實這就是柔性工藝。

筆者也在一個企業里面見到了一種零件工藝長達70多道工序，在加工過程當中經常會出現工藝超越的做法。筆者在另外一個企業里面，也見到一種更為復雜的柔性工藝。就是帶有分支的。可以先做A，也可以先做B，甚至可以走了B就不用走A了。柔性工藝的類型還是很多的，這就為生產當中的排產調度提供了更大的柔性。

柔性工藝其實與項目性調度，具有底層數據結構上的一種相似性或者借鑒性，但兩者之間其實還是有很大差別的。

目前關于集成工業規劃與調度的研究，大部分都集中在這個領域。但我總感覺是遠遠不夠的。因為工藝規劃可不僅僅是工藝路線的規劃，工藝路線的規劃也只是工藝界面的一種劃分而已。據此往下生發下去，才可以真正的將工藝規劃與調度有機地融合起來。而這種融合思路就如同并行工程一樣，經常會提到DFA、DFM甚至DFX，對于工藝規劃來說，其實我們應該從兩個方面來分析，面向調度的工藝PFS或者SFP面向工藝的調度。

在PFS方面：

（1）上面說的柔性工藝是一種。

（2）面向整體或者局部的流水式生產工藝界面的劃分，以支持這種連續性的調度排產，這也是一種。

（3）工藝所做的工裝夾具的柔性或者說模塊化對于開展調度也是有很大影響的，這也是一種。

（4）不僅是工藝流程的柔性，對于單獨工序或者多工藝特征組合下的工序及其可選資源的柔性也是對調度有非常重要的影響的，這也是一種。

（5）當工藝精度難以保證的時候。有可能會涉及到配作，從而對于排產調度產生影響，這也是一種。

（6）多功能集成的裝備是一個重要的發展趨勢，在調度方面呈現出平靜或者說對于資源能力是否充分發揮，從而對于工藝設計也會產生很多影響，這也是一種。

（7）制造生產當中資源的配置類型，一般來說并不是均等的，從排產調度的便利性角度來說，當然希望顆粒度越小越好，一是不會帶來功能的浪費，二是具有更大的優化空間，但是必然對于工藝設計會產生很大的影響，這也是一種。

（8）容積是或者組合式的組批生產類型，看起來是排產調度的難點，但根本上來說也是設計和工藝帶來的根本限制，這也是一種。

在SFP方面：

（1）雖然柔性工藝提供了很多的柔性，但在實際生產執行過程當中是可以基于歷史數據對于各種流程走向的選擇對于加工效果的影響分析，應該是可以做出一些判斷或者取舍的，或者說優先級不同或調整，從而反過來對于工藝規劃設計會有一定的影響，這是一種。

（2）通過排產調度，可以發現最有價值的共機（線）或者共享的設備資源或者工裝夾具，這就是工藝要發力的重點，這也是一種。

（3）排產當中資源利用率不均或瓶頸突出，除了在算法方面進行優化改進之外，工藝的不合理性，或者說不合理的限制性也是導致這種現象出現的一個很大原因，這也是一種。

（4）排產調度經常采取組批的手段來減少生產切換，組坯的基礎其實是工藝帶來的，這方面甚至要顛覆工藝的準備方式，以及考慮資源配置情況下的工藝組織方式，這也是一種。

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其實APS的基礎數據很大程度上，都是在以另外一種方式在表達工藝。

當局限于生產過程當中的排產調度的時候，必然會有一些局限性，嚴重點是螺獅殼里作道場，向上游工藝進行延伸，實現兩者的有機彼此互相考慮與融合，是應有之義。

其實這并不是一個什么新鮮的思路，就如同我們在大規模定制研究過程當中涉及的模塊化設計，其實對于后期的生產也具有非常大乃至決定性的影響的。

同時，其實這也并不是一個不可解決的問題，在技術上有很多現有的都可以參考，但是學術的思路和工程的思路基本上是完全不一樣的。其實跳出傳統的APS思路，換一種以基于時間線的能力或者池子的動態映射與分配思路，應該可以更好的解決。

聊做淺考，僅供參考。

作者信息：王愛民，工作于北京理工大學數字化制造研究所，長期從事APS、工藝數字孿生等技術研究、系統開發與實施應用。

       原文標題 : 王愛民：集成工藝規劃與調度的內涵分析