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摘要:为解决企业传统生产计划管理方式不能适应当前小批量、多品种的生产特点，在企业生产管理现状的基础上，分析了以作业任务为驱动的计划管控模式，建立了机载电子产品生产计划管理系统的体系结构，构建了生产计划管理系统的业务模型，对生产计划的管理流程进行了梳理，实现了从交付需求到主生产计划、所级生产计划、部门作业任务下发及反馈确认等业务的生产计划管理系统，实现了一种作业任务反馈的遍历算法。该系统的实施使企业实现了生产计划管理信息化，提高了企业的生产执行效率。
关键词:生产管理；生产计划；数据集成；迭代算法
0引言
航空机载电子产品包括电源模块、通信模块、处理模块及存储模块等电子模块，以及机箱、接口、电子显示器、数据电缆及其相关的应用软件。随着我国航空工业技术的迅速发展，机载电子产品在飞机整体设计中的成本逐步提升，其产品的性能及质量直接影响了飞机整体的性能发挥，在航空产品中占据了越来越重要的位置[1]。在国家战略背景下，国防建设及支出长期稳定投入，军工企业科研项目及军工产品生产订单大幅增加。而航空机载电子产品研制技术难度大、质量要求高、研制周期长等特点，导致其产品生产呈现出小批量、多品种的发展趋势。军工产品的生产过程不同于民用产品生产，不仅受到资源统筹、计划平衡、计划变更管控的影响，更容易受到国家政策及国际形势的影响。传统的生产计划管理方式已经不能适应目前的航空机载电子产品生产的特点，在传统生产计划管理模式下，生产计划与生产现场协同不足、计划变更频繁、产品生产周期不断延长，严重影响着产品的计划安排，从而限制了产品交付[2]。因此，需要进行生产计划体系梳理，形成以作业任务为驱动的计划管控体系，实现以月度计划为载体的计划考核评价体系以应对生产计划体系的改变。
1业务模型
1.1计划类。（1）主生产计划：某一型号产品在具体时间段的生产计划，来源于产品订单需求或交付需求，对相同产品型号的交付需求可合批生成主生产计划，对交付需求数量高于生产通过量的交付需求可拆批生成主生产计划。（2）预投产计划：对产品交付需求数量预估生成的主生产计划，在交付需求下发前进入投产状态，待交付需求下发后对预投产数量进行核减。（3）所级生产计划：是对产品生产节点管控、产品结构管理的执行计划，确定产品生产节点构成及各节点计划完成时间，可由产品BOM结构生成部件计划。（4）计划基类：主生产计划、预投产计划、所级生产计划继承于计划基类，计划基类将各计划中的共性数据及方法进行抽象。
1.2任务类。（1）部门作业任务：依照所级生产计划中各生产节点的要求生成，下发至各科研生产单位的执行计划，生产环节完成后对该节点的部门作业任务进行汇报。（2）任务调整记录：生产执行部门可发起任务拆分及时间调整流程，经生产管理部门审批后可生成该部门作业任务调整记录。（3）任务基类：部门作业任务、任务调整记录继承于任务基类，任务基类将共性数据及方法进行抽象。
1.3生产节点。（1）生产节点：依照产品生产节点控制表生成有序且可部分并行的生产节点序列，向上关联所级生产计划，向下关联部门作业任务，指导部门作业任务按节点序列依次完成。（2）生产节点控制表：依照产品工艺要求，对某一型号的产品各生产节点进行控制，可调整生产节点有无、序列及进行节点并行设置。生产节点包含配套文件节点、元器件齐套节点、机加件完成节点、印制板完成节点、外协完成节点、外包完成节点、配送完成节点、电装完成节点、调试完成节点、验收完成节点、定试节点共十一个节点。
1.4产品周期期量表。期量表是根据企业目前生产资源条件及历史生产周期数据估算的某一型号产品在各生产节点上所需的时间周期，随着生产数据的积累，不断更新自身期量数据，使估算数据更贴合实际生产情况。在主计划下发生成所级生产计划时，确定投产时间或要求交付时间，通过产品周期期量表计算，可对各生产节点计划完成时间进行估算。
1.5产品信息库。机载电子产品型号众多，产品信息库中除了产品的型号、基线标识、研制阶段、图纸代号、课题代号等关键数据外，还包含产品的用户单位、任务描述等附属信息，对产品信息建库管理，与计划基类实现外键关联，既保证了产品信息数据一致，也减少了计划类中产品信息数据的冗余。基于面向对象的设计方法对系统对象模型进行分析，构建了系统的业务模型如图1所示。主生产计划、所级生产计划继承于设计基类；部门作业任务、任务调整记录继承于任务基类；依赖于生产节点控制表，对所级生产计划关联生成生产节点，对每一个生产节点关联生成部门作业任务。
2生产计划下发及反馈流程
生产计划的下发及反馈流程如图2所示，主生产计划下发生成所级作业计划，所级作业计划下发生成部门作业任务，任务接收部门按生产节点次序执行生产任务，任务完成后向上汇报完成部门作业任务，所级生产计划下的所有部门作业任务完成时汇报完成当前所级生产计划，当所级生产计划完成时，汇报完成主生产计划。
2.1主计划下发。生产计划员根据订单或交付需求下发主生产计划，同型号产品可以合并下发一条主生产计划，单个订单或交付需求可拆分批次下发为多个主生产计划，交付需求可向下查找主生产计划，主生产计划可向上溯源交付需求。主生产计划生成后为未状态，可进行参数调整，制定需求交付日期，后计划状态变更为已状态，不可进行参数调整。主生产计划时，根据产品BOM结构生成相应的所级产品生产计划并关联生成相应的所级部件生产计划。同时在产品周期期量表中查询产品及部件各生产节点的周期数据，可依照投产日期为起点正向排列各生产节点时间，也可依照交付需求日期为终点逆向排列各生产节点时间。部门作业任务后，该主计划的生产状态由未启动变更为生产中。
2.2所级生产计划下发。所级生产计划是生产计划管理系统的核心，与生产相关的生产准备管理、缺件管理、器材管理、电装配送管理等数据，均与所级生产计划关联，由所级生产计划提供产品型号、研制阶段、图纸代号、版本等信息，是其他生产数据的基础。所级部件生产计划根据产品BOM结构自动生成并关联至相应的所级产品生产计划下，由于实际生产中会对部件的结构进行调整，因此生产计划员可对部件进行增删操作。所级计划生成后其计划状态为未启动状态，可对产品和部件的生产节点时间进行变更，对部件结构进行调整，后计划状态为已状态，在该状态下不可对所级生产计划的数据进行变更。所级生产计划时，产品和部件对应发各节点的部门作业任务，同时所级生产计划的生产状态由未启动变更为生产中。
2.3部门作业任务下发。部门作业任务是各生产作业部门在整个生产计划中具体的执行任务。配套文件节点、调试完成节点、验收完成节点、定试节点下发至产品主管部门，元器件齐套节点下发至物资管理部，机加件完成节点、印制板完成节点、配送完成节点、电装完成节点下发至车间，外协完成节点、外包完成节点下发至生产管理部。
2.4生产计划反馈。部门作业任务汇报完成时，按照生产节点序列依次汇报完成。某部件的所有部门作业任务汇报完成时，向上反馈完成该部件的所级生产计划，某产品的全部所级部件生产计划完成时，向上反馈完成该产品的所级生产计划。所级生产计划汇报完成时，向上反馈完成关联的主生产计划，填入完成的主计划数量，当该主计划的完成数量达到计划数量时，向上反馈完成该主计划关联的交付需求，至此完成整个生产过程。
3系统实现
3.1开发平台及系统架构。系统功能架构如图3所示，采用B/S模式，实现了表示层、业务逻辑层、数据层三层架构模式，采用J2EE开发平台和技术体系，遵循MVC的设计模式；整合SSH框架，即使用Struts2、Spring3.0、Hibernate3.3的集成框架。
3.2数据集成接口。生产计划管理系统须从TCP任务管理系统中获取交付需求信息，从PDM产品数据管理系统中获取产品BOM结构，因此通过数据接口与TCP系统、PDM系统做数据集成。当访问实时数据时，使用Java中的JDBC接口访问关系型数据库，按照数据库类型加载数据库驱动，输入数据库地址及密钥获得数据库连接，创建会话对象，实现对数据库的实时访问，其访问结果存储于ResultSet中。当集成的数据库不同时，可通过ODBC即开放数据库互连技术实现异构数据库通讯，例如Oracle的TransparentGateway透明网关技术及SQLServer的LINKEDSERVER链接服务器。
3.3计划反馈中的迭代算法。根据上文中所构建的系统模型，由交付需求到部门作业任务自上而下建立了n叉树模型如图4所示，计划反馈流程实现的即是n叉树自底而上进行后序遍历迭代算法的过程。当某一作业任务反馈完成状态时，由E1节点开始进入后序遍历算法，当E1节点为完成状态时，向右访问作业任务E2，当E2节点为完成状态时，向上访问节点D1，将D1置为完成状态，再访问D3节点，依照叶子节点到根节点的后序遍历顺序，直至访问到根节点0，完成该交付需求的生产过程。当访问到某一作业任务是未完成状态时，则跳出反馈流程。该递归算法的代码如下所示。通过调用n叉树的后序遍历迭代算法实现了生产计划反馈流程中完成状态的确认和变更，在系统的实际应用中，叶子节点的数量根据产品结构及任务拆分呈指数增长，采用迭代算法改善了系统状态确认的效率，提高了状态反馈的准确性。
4结束语
本文研究的生产计划管理系统，满足了当前企业生产运行现状及生产计划管理需求，同时为企业梳理了生产管理流程，针对企业小批量、多品种的生产模式设计实现了生产计划模型，形成了以所级生产计划为核心的三级计划管理，优化了生产计划编制中的缺陷，提高了生产计划的数据准确性和计划执行效率，同时为生产任务完成情况的多维度统计提供基础，为生产考核提供了数据来源。
参考文献：
[1]吴毅民，戴苏榕.航空机载电子产品生产计划编制方法与思考[J].航空电子技术，2017,48(4):49-53.
[2]吴媛媛，龚伟.大型军工研究院科研项目生产计划管理探析[J].科技经济导刊，2018,26(24):204-205.
作者:李源 曾雨萱 张军 单位:航空工业西安航空计算技术研究所 西北农林科技大学信息工程学院