非流水线生产的制造流程定量管理方法及工具与流程

本发明涉及生产流程监控技术领域，具体为非流水线生产的制造流程定量管理方法及工具。

背景技术：

在基于流水线生产的制造流程中，通过生产线配套的管理系统可以自动采集生产加工相关的数据，计算生产过程中的设备使用效率、工件的生产效率等数据，基于现有数据准确的估算交货期、生产效率等管理用数据数据，进而根据数据分析生产过程中存在的问题；但是在非流水线生产的车间，大多数情况下都采用手工填写数据、基于计算器计算或人工估算各种生产数据，很难获得准确的交货期和生产效率；特别是在小批量、多品种混流生产时，由于存在工装和刀具的更换/调试时间不同、设备的节拍都不均衡、1台设备需加工2个甚至更多的工序、或加工不同的零件、检测占用的时间也不相同，通过人工很难计算出准确的生产节拍以及交货期，对生产流程中存在的问题的根源也很难准确定位。

技术实现要素：

为了解决现有技术中非生产线只能基于人工统计、计算数据，无法做到准确管理的问题，本发明提供非流水线生产的制造流程定量管理方法，其可以准确统计生产数据，准确计算各种生产管理用时间，且可以清晰明了的找到生产过程中的瓶颈环节、瓶颈设备，对生产流程实时定量管理。同时本发明还公开了实现非流水线生产的制造流程定量管理的工具。

本发明的技术方案是这样的：非流水线生产的制造流程定量管理方法，其特征在于，其包括以下步骤：

s1：设计定量管理图：将待管理生产流程中的所有工序和工序所用时间进行分解，通过管理图以图形的方式显示出来；所述定量管理图包括：工序信息区域、工序流程流转图区域；详细步骤包括：

s1-1：对所述待管理生产流程进行拆解，按照时间顺序分解成作业工序；

s1-2：将所述作业工序的工序信息以行或者列的方式，按生产时间顺序排列在所述工序信息区域中；

s1-3：在所述工序流程流转图区域按照行或者列的方式显示每一条工序流转图，所述工序信息和所述工序流转图一一对应；

所述工序流转图的内容表示方法包括：

a1.同一个所述作业工序中，本批次内需要完成的所有工件都依次表示在同一条所述工序流转图的内容中；

a2.每个工件对应的信息内容包括：节拍时间和工序号；

a3.完成每一个所述作业工序所需要的辅助工序的所述节拍时间按照生产流程表示在每一条所述工序流转图内；

所述节拍时间为连续生产过程中，生产一个工件或者完成一个辅助操作工序需要的时间间隔；

a4.识别工序间的流转关系：所述作业工序、所述辅助工序之间的流转关系包括：前后作业关系、并行作业关系；

所述前后作业关系为：当下流工序的开始条件是上流工序必须结束，这样的工序之间的关系即为所述前后作业关系；所述前后作业关系根据发生原因分类，包括：设备限制类前后作业关系、作业顺序限制类前后作业关系；

当多个工序使用同一台设备完成的情况时，则上流工序必须完成同批所有工件后，下流的工序才能进行,即为所述设备限制类前后作业关系；

当同一个工件必须按照规定的顺序进行不同的加工工序，或者所述辅助工序之间、所述辅助工序与所述作业工序之间有规定的前后操作关系，即，必须上流工序单件工件加工完成之后、或者辅助工序操作完成之后，才能进行下流工序的流转关系，即为所述作业顺序限制类前后作业关系；

所述并行作业关系为：上流工序和下流工序可以同时作业，起始顺序没有限制，则可以同时作业的工序之间的关系即为所述并行作业关系；

s1-4：根据所述流转关系，确定每一条所述工序流转图的开始位置：

b1.当所述作业工序、所述辅助工序之间的流转关系为所述设备限制类前后作业关系时，上流工序中所有的工件、辅助操作都完成之后，下流工序才能开始；

b2.当所述作业工序、所述辅助工序之间的流转关系为所述作业顺序限制类前后作业关系时，上流工序中第一件工件加工结束之后、或者第一个辅助操作完成之后，下流工序就可以开始；

b3.当所述作业工序、所述辅助工序之间的流转关系为所述并行作业时，所有工序中单个工件对应的所述节拍时间最长的工序作为第一个开始的工序；

s2：绘制所述定量管理图：在所述工序流转图区域，每一个工序以所述工序流转图的形式显示；所述工序流转图包括节拍图形，每一件工件、每一个所述辅助工序对应的所述节拍时间按照同一个标准转换为长度，通过图形表示在区域中，即为所述节拍图形，所述节拍图形的长度记做节拍长度；同一工序中的同批次的所有工件对应的所述节拍图形、所述辅助工序对应的所述节拍图形以实际生产的顺序前后衔接；

s3：通过对所述节拍长度的计算，统计、计算工件或者工序的生产管理用时间，详细步骤包括：

s3-1：将每个所述节拍时间按照同一个标准转换为长度；

s3-2：以长度的形式标记所述工序流转图区域内每一个工件、每一个所述辅助工序的所述节拍时间；

s3-3：在所述工序流转图区域，根据所述节拍时间的长度计算所述管理用生产时间，并且根据用户的选择把时间以长度的方式标注在用户界面，使所有的所述管理用生产时间都以图形的方式呈现；

s4：基于所述定量管理图，预测指定工件数的所述待管理生产流程的总加工时间，详细步骤如下：

s4-1:基于步骤s1～s2绘制的所述定量管理图，根据每道工序的所述工序流转图的排列方式，以及工序之间的流转关系，把所有的所述作业工序分类为：定量工序、变量工序；

所述定量工序：计算所述总加工时间时，只有单个工件的所述节拍时间参与计算的所述作业工序，其参与计算的工件数不会随着批次中总工件数的变化而变化；

所述变量工序：计算所述总加工时间时，所有工件的所述节拍时间都参与计算的所述作业工序，其参与计算都工件数随着批次中总工件数的变化而变化；

s4-2：根据指定的待预测的生产流程的工件数，基于所述定量工序、所述变量工序，计算总加工时间预测值：

所述总加工时间预测值=所有的所述定量工序加工时间之和+所有必要辅助工序的时间之和+所有的所述变量工序加工时间之和。

其进一步特征在于：

步骤s4中，所述变量工序、所述定量工序的识别方法包括：

c1:找出流转关系为所述设备限制类前后作业关系的相邻的所有工序，按照使用设备分组，每一组有所述设备限制类前后作业关系的工序，都记作设备限制工序组；

所述设备限制工序组中，与其后一道相邻工序的流转关系为所述设备限制类前后作业关系的工序，记作所述变量工序；

所述设备限制工序组中，与其后一道相邻工序的流转关系为所述并行作业关系的工序，所述总加工时间的计算与此工序有关，通过步骤c2进行识别；

所述设备限制工序组中，与其后一道相邻工序的流转关系为所述作业顺序限制类前后作业关系的工序，所述总加工时间的计算与此工序的所述首工件相关，记作所述定量工序；

c2：找出流转关系为所述并行作业关系的所有工序，按照并行作业关系分组，每一组有所述并行作业关系的工序，都记做：并行工序组，所述并行工序组之间的关系为所述前后作业关系；

在所有的所述并行工序组中，分别找到单个工件对应的所述节拍时间最长的工序，即为所述变量工序；

c3:所述变量工序以外的工序，即为所述定量工序；

步骤s4中，所述总加工时间预测值计算方法，详细如下：

设：所述待预测的生产流程的工件数为m、存在n个所述变量工序，所述变量工序的单个工件的所述节拍时间表示为tvi，其中i＝1，2,…,n，则有：

所有的所述变量工序加工时间之和＝tv1*m+tv2*m+…+tvn*m；

设：所述定量工序共存在l个，每一个所述定量工序的单个工件的所述节拍时间表示为tqj，j＝1,2,…,l，则有：

所有的所述定量工序加工时间之和＝tq1+tq2+…+tql；

所有必要辅助工序的时间之和的确认方法包括：

d1：识别独行辅助工序：在所有辅助工序中找到与其他的所述辅助工序、所述作业工序都没有并行关系的所述辅助工序，定义为独行辅助工序；所述独行辅助工序属于定量值，不随批次的工件数变化而变化，计算时直接累加其结拍时间即可；

d2：识别中间辅助工序：所有工序中，发生在其所在工序的首工件加工之前，且与其他的作业工序的首工件作业无并行关系的辅助工序，作为待确认中间辅助工序；所述首工件为每批次中第一个加工的工件；

如果所述待确认中间辅助工序与其上一道工序中的辅助工序不存在所述并行作业关系，则所述待确认必要辅助工序即为所述中间辅助工序；

如果所述待确认中间辅助工序与其上一道工序的辅助工序有并行关系，则比较两个有所述并行作业关系辅助工序的节拍时间，找到节拍时间最长的所述辅助工序，设置为所述中间辅助工序；

所述必要辅助工序属于定量值，不随批次的工件数变化而变化，计算时直接累加其结拍时间即可；

d3:识别变量辅助工序：在所述变量工序的所述工序流程流转图中，识别出与所述变量工序的每一个工件有绑定的所述前后作业关系的辅助工序，即，每一个所述变量工序的单件工件操作之前或者之后都必须实施的辅助工序，这样的辅助工序即为所述变量辅助工序；

所述变量工序辅助工序与本批次的工件数相关，随着批次中的工件数变化而变化，其计算公式为：

所述变量辅助工序时间之和=tp*m

其中tp为所述变辅助工序的单个操作的所述节拍时间，m为批次中的工件数

d4：找到所有的所述独行辅助工序、所述必要辅助工序、所述变量工序辅助工序之后，对重复的项目去重，最后求和，即得到所有必要辅助工序的时间之和；

步骤s3中，根据所述节拍时间的长度计算所述管理用生产时间的方法，包括以下步骤：

e1：以所述待管理生产流程中第一个工序对应的所述工序流转图的起点为零点建立坐标轴；

无论所述待管理生产流程中第一个工序是工件加工的所述作业工序，还是作业辅助操作的所述辅助工序，都取第一个工序的起点作为零点坐标（0,0）；

e2：找到需要计算的所述管理用生产时间的起点工序，设所述起点工序中计算起始工件号对应的所述工序流程流转图的起点，作为起始坐标（x1，y1）；

e2：找到需要计算的所述管理用生产时间的终点工序，设所述终点工序中计算截止工件号对应的所述工序流程流转图的终点，作为终点坐标（x2，y2）；

e3：计算所述起点坐标、所述终点坐标之间的距离，即为所述管理用生产时间的合计时间的长度；

当所述工序流程流转图是以行的方式显示时：

所述管理用生产时间的合计时间的长度=x2-x1；

当所述工序流程流转图是以列的方式显示时：

所述管理用生产时间的合计时间的长度=y2-y1；

步骤s3-3中，支持用户选择标注的所述管理用生产时间中包括：

f1：对单台设备、单工序的合计工时；

f2：对单台设备的多工序的合计工时；

f3：对委外工序的时间、内部时效处理的所述时间节拍；

所述委外工序包括：热处理、表面处理、外协加工；

f4：不能并行作业的所述辅助工序的节拍时间；

f5：单个零件的从第一个所述作业工序开始，到最后一个所述作业工序结束为止的流转节拍总时间；

f6：待确认工序中第n件工件开始加工到所述待管理生产流程全部工序结束的流转时间，其中n为正整数；

f7：所述待管理生产流程总的合计工时；

其还包括以下步骤：

s5：识别瓶颈设备，其方法包括：

s5-1：找到流转关系为所述前后作业关系的相邻的所述作业工序；

s5-2：确认所述前后作业关系的原因，当原因是使用同一台设备时，此设备记做：待确认瓶颈设备；

s5-3：找到所述待确认瓶颈设备关联的所有的所述作业工序，记作瓶颈设备关联工序，找到每个所述瓶颈设备关联工序的所述节拍时间；

s5-4：计算所述待管理生产流程中，经过所述待确认瓶颈设备加工的同批次内所有零件所述节拍时间之和，记作待确认瓶颈设备工序总时间；

设本批次工件数为n_p、所述瓶颈设备关联工序个数为q、每个所述瓶颈设关联工序的所述节拍时间记作tx,x＝1，2，…,q，

所述确认瓶颈设备工序总时间＝t1*n_p+t2*n_p+…+tq*n_p;

s5-5：然后将每一个所述待确认瓶颈设备工序总时间按照数值从大到小进行排序，

s5-6：数值最大的所述待确认瓶颈设备工序总时间对应的设备，即为所述瓶颈设备；

其还包括以下步骤：

s6:识别瓶颈工序，其步骤包括：

s6-1:指定需要识别的所述瓶颈工序的个数num；

s6-2:将所有的所述作业工序的所述节拍时间按照数值大小进行排序；

s6-3：排序为前num的所述作业工序即为所属瓶颈工序。

非流水线生产的制造流程定量管理工具，其特征在于，其包括：输入模块、显示模块、数据存储模块、计算模块：

所述输入模块包括信息输入模块、颜色标记模块、图形选择模块、计算功能选择模块；

所述信息输入模块支持用户逐条输入待管理生产流程拆解后获得的工序，所述工序包括：作业工序、辅助工序、委外工序、内部时效处理，输入的内容包括：基础信息、基础数据、显示方式；

所述基础信息包括所有工序对应的工序信息、每一条工序对应的上流工序、与其上流工序对应的流转关系；每一条工序都有一个唯一的工序标记位用以区分其他的工序；所述辅助工序、所述委外工序、所述内部时效处理相关的信息插入在用户指定的所述作业工序中；

所述显示方式包括：按行显示、按列显示；

所述基础数据包括：所述作业工序中单件工件所用时间节拍、本批次中的总工件数；用户输入的所有的所述基础信息、所述基础数据存储在所述数据存储模块中；所述辅助工序、所述委外工序、所述内部时效处理对应的时间节拍；

所述图形选择模块中预设供用户选择的所有的工序流转图的图形；

所述颜色标记模块中预设所述显示模块中支持显示的所有颜色，供用户选择设置；对于所述作业工序，以所述工序信息中的所述设备为基准，使用同一个设备完成的所述作业工序颜色信息相同；所述辅助工序、所述委外工序、所述内部时效处理的颜色单独设置；用户选择颜色之后，传递给所述显示模块，根据用户在所述显示方式中选择的方式，通过所述显示模块显示在用户界面；

所述计算功能选择模块的功能包括：提供选项给用户，用户选择希望显示的管理用生产时间、总加工预测时间；用户在所述计算功能选择模块中选择需要计算的管理用生产时间、预测时间之后，选择的内容传输给所述计算模块，通过所述计算模块进行计算，计算结果传递给所述显示模块，通过所述显示模块进行显示；

所述显示模块包括固定显示模块、可变显示模块，所述固定显示模块包括工序信息区域、工序流程流转图区域，所述工序信息包括：工序内容、设备、工装、工序号；所述工序流程流转图区域按照用户在所述显示方式中选择的形式显示每一条工序流转图，所述工序信息和所述工序流转图一一对应，工序对应的时间节拍和工序号显示在所述工序流转图的图形区域，所述辅助工序的所述工序流转图的图形区域中，显示的内容包括：辅助工序名称+节拍长度；每一个工序对应的所述工序流程流转图的启示位置根据其与上流工序的流转关系设定；每一个工序对应的所述工序流程流转图的长度根据工序对应的本批次中的总工件数、单件工件对应所述时间节拍的长度而确定；所述可变显示模块显示用户需要显示的所述管理用生产时间；用户未进行选择的时候，所述可变显示模块显示不进行显示；

用户通过所述信息输入模块输入工序对应的所述基础数据、所述基础信息之后，所述基础信息传输给所述显示模块，显示在所述工序信息区域，所述显示模块根据工序的所述工序标记位在所述图形选择模块中对应的图形形状、所述计算模块计算后得到的长度、所述颜色标记模块中对应的颜色，显示所述工序流转图；

所述计算模块的功能包括：转换子模块、管理用时间计算子模块；所述转换子模块中，预设时间和长度的换算单位，按照用户选择的换算单位，将用户输入的所述时间节拍换算成长度，传输给所述显示模块中显示为所述工序流转图的长度；所述管理用时间计算子模块中，提供所有的管理用生产时间计算功能的给用户，用户在所述计算功能选择模块中选择需要计算的管理用生产时间之后，选择的内容传输给所述管理用时间计算子模块，通过所述管理用时间计算子模块进行计算，计算结果传递给所述显示模块，通过所述显示模块进行显示；

所述数据存储模块存储的数据包括：

用户通过所述输入模块输入的工序相关的数据、信息，所有的工序相关的数据、信息都以所述工序标记位为索引进行存储。

其进一步特征在于：

所述信息输入模块还支持输入所述管理用生产时间计算所需的信息，包括：

计算起始工序的工序号、起始工序中的计算起始工件号、计算截止工序的工序号、截止工序中的计算截止工件号、本批次预计加工件数m；

在所述计算模块中，当接收到所述计算功能选择模块传入的用户选择内容时，分别启动不同的功能：

当用户选择所述管理用生产时间，所述管理用时间计算子模块中以所述待管理生产流程中第一个工序对应的所述工序流转图的起点为零点建立坐标轴零点建立坐标轴；接收从所述信息输入模块传入的所述计算起始工件号和所述计算截止工件号，在所述坐标轴中找到对应的坐标；所述计算起始工件号对应的所述工序流程流转图的起点，作为起始坐标（x1，y1），所述计算截止工件号对应所述工序流程流转图的终点，作为终点坐标（x2，y2）；

根据用户在所述显示方式中选择的方式，选择计算公式：

当所述工序流程流转图是以行的方式显示时：

所述管理用生产时间的合计时间的长度=x2-x1；

当所述工序流程流转图是以列的方式显示时：

所述管理用生产时间的合计时间的长度=y2-y1；

所述管理用时间计算子模块计算得到的所述管理用生产时间的合计时间的长度传给所述显示模块，结合用户在所述计算功能选择模块中选择的所述管理用生产时间的信息，一起通过所述可变显示模块显示给用户；

当用户选择所述总加工预测时间，所述管理用时间计算子模块同时接受用户通过所述信息输入模块输入的所述本批次预计加工件数m；

当所述定量管理图构建完成后，所述计算模块基于工序间的流转关系，以及每一个工序在所述坐标轴内的坐标起点和终点坐标，识别出相应的变量工序、定量工序、以及必要辅助工序中的独行辅助工序、中间辅助工序、变量辅助工序，并且将所有的定量数据、变量数据对应的工序号，存储到所述数据存储模块4中；

当接收到所述本批次预计加工件数m之后，将m带入到预设的计算公式中，进行计算即可获得用户所需的总加工预测时间；

其还包括报表生成模块，所述报表生成模块提供生成定量管理图、管理用生产报表的功能；

基于所述显示模块最终显示的所述定量管理图生成报表；

所述报表生成模块中预存了所述管理用生产报表的报表模板，基于所述管理用生产报表的报表模板用户输入所述本批次预计加工件数m，基于所述管理用时间计算子模块计算得到的所述总加工时间预测值，以及与其关联的所有的所述前后作业关系的工序中的单个工件加工时间、必要的辅助工序的时间都通过报表的形式显示给用户。

本发明提供的非流水线生产的制造流程定量管理方法，将生产时间转换为长度，将节拍时间等工序信息标注在图形上生成定量管理图，将待管理生产流程拆解后的作业工序通过定量管理图的方式展示给用户，尤其适用于非流水线生产的车间中的小批量、多品种混流生产的情况的定量管理；基于定量管理图，通过指定待计算工序的起始和终止工序，将对时间的计算转换成对工序流程流转图长度的计算，管理者无需考虑计算流转关系对作业的影响，只需指定起止点，通过计算起止距离即可获得管理所需时间，简化了计算过程，方便了管理者的管理；基于现有的定量管理图，识别待管理流程的定量工序、变量工序后，针对加工件数不同的同种类生产流程，无需按所需零件数量逐一画出定量管理图，即可使用计算模块进行工期预测，极大的提高了管理效率；使用本发明的技术方案，不但简化了管理难度，且提高了管理效率；同时用户可以使用管理工具，基于定量管理图调整工序，方便用户对工序进行优化，进一步的提高了生产管理的效率；使用定量管理图，同一个设备完成工序使用同样的颜色进行标记，用户可以快速区分设备，进一步提高了定量管理的效率；通过作业工序之间的流转关系将瓶颈工序、瓶颈设备清晰的展示给用户，使用户可以一目了然的发现影响作业时间的瓶颈工序、瓶颈设备，使用户对工序的管理更加方便准确，简化了管理过程，提高了管理效率。

附图说明

图1为本发明的定量管理方法的流程示意图；

图2为本发明的定量管理工具的系统结构示意图；

图3为定量管理图的实施例一的示意图；

图4为定量管理图的实施例二的示意图；

图5为基于定量管理图的实施例二判定瓶颈工序和瓶颈设备的示意图

图6为管理用生产报表的实施例的示意图。

具体实施方式

本发明非流水线生产的制造流程定量管理方法，其特征在于，其包括以下步骤。

s1：设计定量管理图：将待管理生产流程中的所有工序和工序所用时间通过管理图以图形的方式显示出来；定量管理图包括：工序信息区域、工序流程流转图区域；详细步骤包括：

s1-1：对待管理生产流程进行拆解，按照时间顺序分解成作业工序；如图3所示，作业工序包括：车浇口、车斜面、粗车内孔、粗车外援、静车内孔、静车外圆、铣凸台、整理；

s1-2：将作业工序的工序信息以行或者列的方式，按生产时间顺序排列在工序信息区域中；

本实施例中，用户选择按行排列，通过工序号：1、2、3、4...表示生产顺序；工序信息包括：工序内容、设备、工装、工序号；辅助工序包括：换工装、测量、整理；

s1-3：在工序流程流转图区域按照行或者列的方式显示每一条工序流转图，工序信息和工序流转图一一对应；

工序流转图的内容表示方法包括：

a1.同一个作业工序中，本批次内需要完成的所有工件都依次表示在同一条工序流转图的内容中；

a2.每个工件对应的信息内容包括：节拍时间和工序号；本实施例中，节拍时间通过节拍长度用长度数据表示；

a3.完成每一个作业工序所需要的辅助工序的节拍时间按照生产流程表示在每一条工序流转图内；

节拍时间为连续生产工程中，生产一个工件或者完成一个辅助操作工序需要的时间间隔；

a4.识别工序间的流转关系：作业工序、辅助工序之间的流转关系包括：前后作业关系、并行作业关系；

前后作业关系为：当下流工序的开始条件是上流工序必须结束，这样的工序之间的关系即为前后作业关系；前后作业关系根据发生原因分类，包括：设备限制类前后作业关系、作业顺序限制类前后作业关系；

当多个工序使用同一台设备完成的情况时，则上流工序必须完成同批所有工件后，下流的工序才能进行,即为设备限制类前后作业关系；

当同一个工件必须按照规定的顺序进行不同的加工工序，或者辅助工序之间、辅助工序与作业工序之间有规定的前后操作关系，即，必须上流工序单件工件加工完成之后、或者辅助工序操作完成之和，才能进行下流工序的流转关系，为作业顺序限制类前后作业关系；

并行作业关系为：上流工序和下流工序可以同时作业，起始顺序没有限制，则可以同时作业的工序之间的关系即为并行作业关系；

s1-4：根据流转关系对确定每一条工序流转图的开始位置：

b1.当作业工序、辅助工序之间的流转关系为设备限制类前后作业关系时，上流工序中所有的工件、辅助操作都完成之后，下流工序才能开始；所有使用同一个设备完成的工序之间的关系都是设备限制类前后作业关系，必须上流工序中所有的作业都完成，下流工序才能开始；

b2.当作业工序、辅助工序之间的流转关系为作业顺序限制类前后作业关系时，上流工序中第一件工件加工结束之后、或者第一个辅助操作完成之后，下流工序就可以开始；如附图3中，工序号为1、2、3、4、5的工序之间都是作业顺序限制类前后作业关系；工序号为1的工序中共需要完成的工件数为10，第一个工件在第一道工序完成之后，就进入第二道工序，即第二道工序可以开始进行了；

b3.当作业工序、辅助工序之间的流转关系为并行作业关系时，所有工序中单个工件对应的节拍时间最长的工序作为第一个开始的工序；通过将并行关系中单个工件对应的节拍时间最长的工序作为第一个开始的工序，可以确保总工序时间最短。

s2：绘制定量管理图：在工序流转图区域，每一个工序以工序流转图的形式显示；工序流转图包括节拍图形，每一件工件、每一个辅助工序对应的节拍时间按照同一个标准转换为长度，通过图形表示在区域中，即为节拍图形，节拍图形的长度记做节拍长度；同一工序中的同批次的所有工件对应的节拍图形、辅助工序对应的节拍图形以实际生产的顺序前后衔；

s3：通过对节拍长度的计算，统计、计算工件或者工序的生产管理用时间，做到对时间的定量管理；详细方法包括：

s3-1：将每个节拍时间按照同一个标准转换为长度；

s3-2：以长度的形式标记工序流转图区域内每一个工件、每一个辅助工序的节拍时间；

s3-3：在工序流转图区域，根据节拍时间的长度计算管理用生产时间，并且根据用户的选择把时间以长度的方式标注在用户界面，使所有的管理用生产时间都以图形的方式呈现；节拍图形的形状可以是直线、按照工序的时间顺序显示箭头方向的单箭头线、矩形、虚线、菱形等图形形式；

无论做任何管理时间的计算，都是先找到开始坐标和截止坐标，直接把对时间的计算转换为对长度的计算，实际使用中，用户只要直接指定起止节点，即可进行计算，以及把计算结果标注在图形区域。

根据节拍时间的长度计算管理用生产时间的方法，包括以下步骤：

e1：以待管理生产流程中第一个工序对应的工序流转图的起点为零点建立坐标轴；

无论待管理生产流程中第一个工序是工件加工的作业工序，还是作业辅助操作的辅助工序，都取第一个工序的起点作为零点坐标（0,0）；

e2：找到需要计算的管理用生产时间的起点工序，设起点工序中计算起始工件号对应的工序流程流转图的起点，作为起始坐标（x1，y1）；

e2：找到需要计算的管理用生产时间的终点工序，设终点工序中计算截止工件号对应的工序流程流转图的终点，作为终点坐标（x2，y2）；

e3：计算起点坐标、终点坐标之间的距离，即为管理用生产时间的合计时间的长度；

当工序流程流转图是以行的方式显示时：

管理用生产时间的合计时间的长度=x2-x1；

当工序流程流转图是以列的方式显示时：

管理用生产时间的合计时间的长度=y2-y1；

如说明书附图的图4所示，流转总时间就是计算第一个工序的起始点和最后一个工序的截止点的距离；第一个工序是工序1，第一个节拍图形是辅助工序，最后一个工序是工序7，工序7的截止操作是整理；图形是按照行显示的，用工序1的工序流转图的起点坐标，作为起始坐标（0，0），工序7的工序流转图的重点坐标为重点坐标（x2，y2），即：流转总时间的长度就是x2-0=254；

如果用户需要计算第二个工序中第4件零件开始，到整个生产流程结束为止的时间，则，用工序2的工序流转图中第4件零件对应的节拍图形的起点坐标，作为起始坐标（x1，x20），用工序7的工序流转图的重点坐标为重点坐标（x2，y2），流转总时间的长度就是x2-x1=189.9；

不用考虑作业工序之间的流转关系，直接通过坐标来计算长度，进而得到管理用生产时间的数据，极大的简化了计算流程，提高了生产管理的效率。

其中，基于定量管理图，支持用户选择标注的管理用生产时间中包括：

f1：对单台设备、单工序的合计工时，计算后标注统计；

f2：对单台设备的多工序的合计工时，计算后标注统计；

f3：对委外工序的时间、内部时效处理的时间节拍，根据用户输入进行标注统计；

委外工序包括：热处理、表面处理、外协加工；

f4：对不能并行作业的辅助工序的节拍时间，根据用户输入进行标注统计；

f5：对单个零件的从第一个作业工序开始，到最后一个作业工序结束为止的流转节拍总时间，计算后标注统计；

f6：对待确认工序中第n件工件开始加工到待管理生产流程全部工序结束的流转时间，计算后标注统计，其中n为正整数；

f7：对待管理生产流程总的合计工时，计算后标注统计；

用户根据管理需要，基于节拍长度选择需要标注的单个单个节拍长度，或者针对某个工序、某个设备的、某几个工序、某一段工序的统计时间，都可以通过对起始节拍图形、截止节拍图形的之间的距离的计算获得，用户只要对工序流转图的分解是正确的，计算管理用生产时间时，无需再次考虑工序之间的流转关系，直接通过对距离的计算就可以得到统计时间，大大的简化了对管理时间计算的步骤，提高了管理的效率。

如图3所示，本实施例中，选择节拍图形为：矩形，节拍时间和长度的转换单位设置为：1分钟=1毫米，矩形的默认宽度为5毫米，辅助工序包括：工装更换时间、首检时间、按频次检测的时间、入库检验时间、或其它换工装、整理，所有辅助工序选择同样的颜色标记（如：红色）与生产作业工序进行区分，有助于管理者在管理中区分作业工序和辅助工序；作业工序的工序信息、工序流转图以行的形式显示，左侧为工序信息，右侧为由节拍图形组成的工序流转图；

如图3所示的实施例中，每一条工序对应的工序信息包括：工序内容、设备、工装、工序号，同一批次的所有工件对应的节拍图形和辅助工序对应的节拍图形按照实际生产的顺序绘制在工序流转图区域；每一个节拍图形区域内,工序对应的时间节拍和工序号显示在工序流转图的图形区域，显示的形式为：节拍长度/工序号，如：第一个工序的工序号为1，节拍长度为20，则显示为20/1；辅助工序的图形区域显示为：辅助工序名称+时间节拍，如：工装内撑三爪（工序号1）、外卡三爪（工序号2）都在第一次使用之前都涉及到“换爪”的辅助工序，则辅助工序换爪的图像区域显示为：换爪5，图中标记为“非加工时间”所示的内容；

把工序信息显示在对应的工序流转图形区域，使用户可以一目了然的确认所有的工序和对应的时间、设备，提高了本发明技术方案的实用性；

待管理生产流程中每个作业工序对应的批次的工件数决定了每一条工序对应的工序流转图中包含的节拍图形的个数，设实施例中一批次的待加工零件数为10，则每一个工序对应的工序流转图中的节拍图形为10个，辅助工序以其实际加工顺序夹杂在对应的节拍图形中；

使用相同的设备完成的工序使用同一个颜色进行标记，用户可以一目了然的区分设备对应的工序，进而识别瓶颈设备。

s4：基于定量管理图，预测指定工件数的待管理生产流程的总加工时间，详细步骤如下：

s4-1:基于步骤s1～s2绘制的定量管理图，根据每道工序的工序流转图的排列方式，以及工序之间的流转关系，把所有的作业工序分类为：定量工序、变量工序；

定量工序：计算总加工时间时，只有首工件的节拍时间参与计算的作业工序；首工件为每批次中第一个加工的工件；

变量工序：计算总加工时间时，所有工件的节拍时间都参与计算的作业工序，其参与计算都工件数随着批次中总工件数的变化而变化；

s4-2：指定待预测的生产流程的工件数，基于定量工序、变量工序，计算总加工时间预测值：

总加工时间预测值=所有的定量工序加工时间之和+所有必要辅助工序的时间之和+所有的变量工序加工时间之和；

步骤s4中，变量工序、定量工序的识别方法包括：

c1:找出流转关系为设备限制类前后作业关系的相邻的所有工序，按照使用设备分组，每一组有设备限制类前后作业关系的工序，都记作设备限制工序组；

设备限制工序组中，与其后一道相邻工序的流转关系为设备限制类前后作业关系的工序，所述总加工时间的计算与此工序有关，记作变量工序；

设备限制工序组中，与其后一道相邻工序的流转关系为并行作业关系的工序，所述总加工时间的计算与此工序无关，通过步骤c2进行识别；

设备限制工序组中，与其后一道相邻工序的流转关系为作业顺序限制类前后作业关系的工序，总加工时间的计算与此工序的首工件相关，记作定量工序；

c2：找出流转关系为并行作业关系的所有工序，按照并行作业关系分组，每一组有并行作业关系的工序，都记做：并行工序组，并行工序组之间的关系为前后作业关系；

在所有的并行工序组中，分别找到单个工件对应的节拍时间最长的工序，即为变量工序；

c3:变量工序以外的工序，即为定量工序；

如说明书附图的图4所示的实施例中，根据变量工序和定量工序的识别方法，可以看到变量工序为：工序6；其余的工序：工序1、工序2、工序3、工序4之间的流转关系都是作业顺序限制类前后作业关系，都只有首工件参与到了总加工时间的计算；工序5、工序7作为与工序6有并行作业关系的作业工序属于定量工序，参与计算的节拍时间也只有一个工件的节拍时间；其中，虽然工序1和工序5属于设备限制类前后作业关系的工序，但因为不是相邻工序，所以不构成变量工序的条件，

本实施例中，作为变量工序的工序6进一步具体划分为：首工件加工、辅助工序（测位置度）、其余工件的连续加工，工序6的首工件加工和辅助工序（测位置度），无论批次中的工件数是多少都需要执行，然后再连续的进行后面的工件加工；按照实施的前后顺序累计节拍时间，参照说明书附图的图6。

所有必要辅助工序的时间之和的确认方法；包括：

d1：识别独行辅助工序：在所有辅助工序中找到与其他的辅助工序、作业工序都没有并行关系的辅助工序，定义为独行辅助工序；

如图4所示，其中工序1中首工件开始前的辅助工序为独行辅助工序，工序7中虽然都是辅助工序，但是因为工序7是作为作业工序独立输入的，所以工序7的节拍时间不做为辅助工序的操作时间进行计算，而是在作业工序中进行计算；

从实际的生产流程的角度进行分析，本发明技术方案中的计算结果也符合实际的生产流程中辅助工序的计算方式：工序1的第一个辅助工序在上一批工件加工完成后需要换爪，所以必须计算换爪时间；工序5使用的是其同一台设备，所以换工装15分钟也必须计算。而工序2的换爪是另一台设备，它在上一台设备换爪和加工时，就可以提前换爪，只要其时间不大于上一台设备换爪加上首件加工的时间之和，所以不需要计算在总时间内；而如果大于，也仅需计算超出部分的时间；

d2：识别中间辅助工序：所有工序中，发生在其所在工序的首工件加工之前，且与其他的作业工序的首工件作业无并行关系的辅助工序，作为待确认中间辅助工序；

如图4中所示，工序1、工序2、工3、工序4、工序5、工序6中在首工件加工之前都存在辅助工序；其中，工序1、工序5、工序6中的第一个辅助工序没有和其他工序中的首工件存在并行关系，为待确认中间辅助工序；

如果待确认中间辅助工序与其上一道工序中的辅助工序不存在并行作业关系，则待确认必要辅助工序即为中间辅助工序；

如果待确认中间辅助工序与其上一道工序的辅助工序有并行关系，则比较两个有并行作业关系辅助工序的节拍时间，找到节拍时间最长的辅助工序，设置为中间辅助工序；

如图4所示，工序5的上一道工序为工序6,、工序6的上一道工序为工序4，所以工序5和工序6中的第一个辅助工序分别与其上一道工序中的辅助工序存在并行作业关系；工序6的第一个辅助工序的节拍时间（15）小于工序4中辅助工序的结拍时间（20），工序5中的第一个辅助工序的节拍时间（15）小于工序6中的辅助工序的节拍时间（20），即工序4和工序6中的节拍时间都被设置中间辅助工序；

d3:识别变量辅助工序：在变量工序的工序流程流转图中，识别出与变量工序的每一个工件有绑定的前后作业关系的辅助工序，即，每一个变量工序的单件工件操作之前或者之后都必须实施的辅助工序，这样的辅助工序即为变量辅助工序；变量工序辅助工序与本批次的工件数相关，随着批次中的工件数变化而变化；本实施例中，不存在变量辅助工序；

d4：找到所有的独行辅助工序、中间辅助工序、变量工序辅助工序之后，对重复的项目去重，最后求和，即得到所有必要辅助工序的时间之和；

如图4所示，工序1的第一个辅助工序在d1、d2识别时，分别被识别了一次，计算时只计算一次即可；工序4中的第2个辅助工序在d2中被识别了一次，工序6的第二个辅助工序，在d2中被识别了一次，都无需去重，分别只计算一次即可。

详细参照说明书附图的图6中的生产报表内容所示；表中的“投料数量”即为需要预测的批次中预计加工的工件数m，m分别为5、10、30、100、120；

作为生产工期预测的基础，需要先构建一个定量管理图，来识别定量工序、变量工序，本实施例中的定量管理图（图4）是基于m=5的数据进行构建的；基于识别的定量工序、变量工序，对其余的指定工件数的生产进行工期预测；具体参照图6，图6的报表中按照实际的加工顺序列出了预测加工时间所需要考虑的节拍长度，以及m为10、30、100、120情况下的总工时（合计）的预测值，以及基于总工时的其他生产管理用数据的预测值。

最后基于对变量工序、定量工序、必要辅助工序的识别，计算总加工时间预测值

总加工时间预测值计算方法，详细如下：

设：待预测的生产流程的工件数为m、存在n个变量工序，变量工序的单个工件的节拍时间表示为tvi，其中i＝1，2,…,n，则有：

所有的变量工序加工时间之和＝tv1*m+tv2*m+…+tvn*m；

设：定量工序共存在l个，每一个定量工序的单个工件的节拍时间表示为tqj，j＝1,2,…,l，则有：

所有的定量工序加工时间之和＝tq1+tq2+…+tql;

变量工序只存在1个，即工序6，工序6的单个工件的节拍时间为25，当m=5的时候，有：

变量工序加工时间之和＝tv1*m=25*5=125；

定量工序为工序1、工序2、工序3、工序4、工序5、工序7,则：

所有的定量工序加工时间之和＝14.8+7.3+8.6+22.9+15.4+15=84；

必要的辅助工序为工序1中第一个的辅助工序、工序4中第二个辅助工序、工序6二个辅助工序，则有：

所有必要辅助工序的时间之和=5+20+20=45

则，当m=5的时候，总加工时间预测值=125+45+84=254

其中，所有必要辅助工序的时间之和、所有的定量工序加工时间之和为定值，无论每批次的工件数如何变化都不会改变；

识别出变量工序、定量工序之后，需要做预测时，无需针对每个批次都构建定量管理图，直接基于上述定量值和变量值即可进行计算，如，当m取100时，所有必要辅助工序的时间之和、所有的定量工序加工时间之和为定值直接使用即可，需要计算的是变量值：

变量工序加工时间之和＝tv1*m=25*100=250；

则，m取100时，总加工时间预测值=45+84+250=379；

综上，对于待管理生产流程，做出定量管理图，即可方便、快捷的对指定工件数的批次的交付期进行预测，极大的方便了管理人员的管理工作。

基于定量管理图，还可以识别瓶颈设备，其方法包括：

s5-1：找到流转关系为前后作业关系的相邻的作业工序；

s5-2：确认前后作业关系的原因，当原因是使用同一台设备时，此设备记做：待确认瓶颈设备；

s5-3：找到待确认瓶颈设备关联的所有的作业工序，记作瓶颈设备关联工序，找到每个瓶颈设备关联工序的节拍时间；

s5-4：计算待管理生产流程中，经过待确认瓶颈设备加工的同批次内所有零件节拍时间之和，记作待确认瓶颈设备工序总时间；

设本批次工件数为n_p、瓶颈设备关联工序个数为q、每个瓶颈设关联工序的节拍时间记作tx,x＝1，2，…,q，

确认瓶颈设备工序总时间＝t1*n_p+t2*n_p+…+tq*n_p;

s5-5：然后将每一个待确认瓶颈设备工序总时间按照数值从大到小进行排序，

s5-6：数值最大的待确认瓶颈设备工序总时间对应的设备，即为瓶颈设备；

同样的设备完成的工序使用同样的颜色标记，方便用户更容易的识别瓶颈设备；如图5所示，在工序流转图中，工序1和工序5是使用同一个设备（车1）作业，则，必须工序1中所有的零件完工之后，工序5才可以开始第一件工件的加工。用户通过瓶颈设备的识别，可以很方便的找到因为设备原因导致的工序，根据现场的实际情况做出对应的解决方案。针对工序瓶颈或设备瓶颈可选择增加开班数、或延班、或增加设备、或委外加工等方法；而对辅助时间产生的瓶颈，可采用优化工装/工具设计、提高并行作业时间、提升自动化程度。

基于定量管理图，还可以识别瓶颈工序，其步骤包括：

s6-1:指定需要识别的瓶颈工序的个数num；

s6-2:将所有的作业工序的节拍时间按照数值大小进行排序；

s6-3：排序为前num的作业工序即为所属瓶颈工序；

如说明书附图的图5所示，工序1、工序2、工序3、工序4之间是前后作业关系，工序5、工序6工序7之间是并行作业关系（本实施例中，工序7的内容虽然是辅助操作，但是其作为作业工序进行管理），其中工序6的节拍长度为25，工序5的节拍长度为15.4、工序7的节拍时间为15，则，这几个工序中的瓶颈工序即为工序6，工序6的结束时间对待管理生产流程的总时间影响最大；

为了确保总的加工时间最短，根据步骤s1-4中b3的规律，工序4结束之后，首先要开始工序6的作业，工序6中的第一个工件结束之后，流转到工序5中进行后续作业；通过对工序流转图中的每一个工序的识别，能够方便的识别瓶颈工序，进而确保管理人员能够准确的安排生产工序，确保使降低生产时间，提高生产效率。管理人员通过对并行工序组的识别，可以根据现场的实际情况，做出相应的生产改善对策，进一步提高了管理的效率，简化了管理的难度。

非流水线生产的制造流程定量管理工具，其包括：输入模块1、显示模块3、数据存储模块4、计算模块2；其可以根据用户现场的实际情况基于现有的任何语言、系统、工具进行实现，如c语言、java语言等等现有技术都可以实现本工具；本发明中的实施例是基于office系列工具，基于vba语言实现了定量管理工具。

定量管理工具中的输入模块1包括信息输入模块1、颜色标记模块、图形选择模块、计算功能选择模块；

信息输入模块1支持用户逐条输入待管理生产流程拆解后获得的工序，工序包括：作业工序、辅助工序、委外工序、内部时效处理，输入的内容包括：基础信息、基础数据、显示方式；

基础信息包括所有工序对应的工序信息、每一条工序对应的上流工序以及与上流工序对应的流转关系；每一条工序都有一个唯一的工序标记位用以区分其他的工序；辅助工序、委外工序、内部时效处理相关的信息插入在用户指定的作业工序中；

显示方式包括：按行显示、按列显示；

基础数据包括：作业工序中单件工件所用时间节拍、本批次中的总工件数；用户输入的所有的基础信息、基础数据存储在数据存储模块4中；辅助工序、委外工序、内部时效处理对应的时间节拍；

图形选择模块中预设供用户选择的所有的工序流转图的图形；

颜色标记模块中预设显示模块3中支持显示的所有颜色，供用户选择设置；对于作业工序，以工序信息中的设备为基准，使用同一个设备完成的作业工序颜色信息相同；辅助工序、委外工序、内部时效处理的颜色单独设置；用户选择颜色之后，传递给显示模块3，根据用户在显示方式中选择的方式，通过显示模块3显示在用户界面；

计算功能选择模块的功能包括：提供选项给用户，用户选择希望显示的管理用生产时间、总加工预测时间；用户在计算功能选择模块中选择需要计算的管理用生产时间、预测时间之后，选择的内容传输给计算模块2，通过计算模块2进行计算，计算结果传递给显示模块3，通过显示模块3进行显示。

定量管理工具中的显示模块3包括固定显示模块3、可变显示模块3，固定显示模块3包括工序信息区域、工序流程流转图区域，工序信息包括：工序内容、设备、工装、工序号；工序流程流转图区域按照用户在显示方式中选择的形式显示每一条工序流转图，工序信息和工序流转图一一对应，工序对应的时间节拍和工序号显示在工序流转图的图形区域，本实施例中，显示的形式为：节拍长度/工序号；每一个工序对应的工序流程流转图的启示位置根据其与上流工序的流转关系设定；每一个工序对应的工序流程流转图的长度根据工序对应的本批次中的总工件数、单件工件对应时间节拍的长度而确定；可变显示模块3显示用户需要显示的管理用生产时间；用户未进行选择的时候，可变显示模块3显示不进行显示；

用户通过信息输入模块1输入工序对应的基础数据、基础信息之后，基础信息传输给显示模块3，显示在工序信息区域，显示模块3根据工序的工序标记位在图形选择模块中对应的图形形状、计算模块2计算后得到的长度、颜色标记模块中对应的颜色，显示工序流转图。

定量管理工具中的计算模块2的功能包括：转换子模块、管理用时间计算子模块；转换子模块中，预设时间和长度的换算单位，按照用户选择的换算单位，将用户输入的时间节拍换算成长度，传输给显示模块3中显示为工序流转图的长度；管理用时间计算子模块中，提供所有的管理用生产时间计算功能的给用户，用户在计算功能选择模块中选择需要计算的管理用生产时间之后，选择的内容传输给管理用时间计算子模块，通过管理用时间计算子模块进行计算，计算结果传递给显示模块3，通过显示模块3进行显示。

定量管理工具中的数据存储模块4存储的数据包括：用户通过输入模块1输入的工序相关的数据、信息，所有的工序相关的数据、信息都以工序标记位为索引进行存储。

定量管理工具中，针对管理时间的计算功能，信息输入模块1还支持输入管理用生产时间计算所需的信息，包括：

计算起始工序的工序号、起始工序中的计算起始工件号、计算截止工序的工序号、截止工序中的计算截止工件号、本批次预计加工件数m；

在计算模块2中，当接收到计算功能选择模块传入的用户选择内容时，分别启动不同的功能：

当用户选择管理用生产时间，管理用时间计算子模块中以待管理生产流程中第一个工序对应的工序流转图的起点为零点建立坐标轴零点建立坐标轴；接收从信息输入模块1传入的计算起始工件号和计算截止工件号，在坐标轴中找到对应的坐标；计算起始工件号对应的工序流程流转图的起点，作为起始坐标（x1，y1），计算截止工件号对应工序流程流转图的终点，作为终点坐标（x2，y2）；

根据用户在显示方式中选择的方式，选择计算公式：

当工序流程流转图是以行的方式显示时：

管理用生产时间的合计时间的长度=x2-x1；

当工序流程流转图是以列的方式显示时：

管理用生产时间的合计时间的长度=y2-y1；

管理用时间计算子模块计算得到的管理用生产时间的合计时间的长度传给显示模块3，结合用户在计算功能选择模块中选择的管理用生产时间的信息，一起通过可变显示模块3显示给用户；

当用户选择总加工预测时间，管理用时间计算子模块同时接受用户通过信息输入模块1输入的本批次预计加工件数m；

首先基于工序间的流转关系，以及每一个工序在坐标轴内的坐标起点和终点坐标，找到相应的变量工序、定量工序、以及必要辅助工序中的独行辅助工序、中间辅助工序、变量辅助工序，并且将所有的定量数据、变量数据对应的工序号，存储到数据存储模块4中；

当接收到本批次预计加工件数m之后，将m带入到预设的公式中，进行计算即可获得用户所需的总加工预测时间。

定量管理工具还包括报表生成模块5，报表生成模块5提供生成定量管理图、管理用生产报表的功能；

基于显示模块3最终显示的定量管理图生成报表；

报表生成模块5中预存了管理用生产报表的报表模板，基于管理用生产报表的报表模板用户输入本批次预计加工件数m，基于管理用时间计算子模块计算得到的总加工时间预测值，以及与其关联的所有的前后作业关系的工序中的单个工件加工时间、必要的辅助工序的时间都通过报表的形式显示给用户。

如说明书的图5所示，基于用户输入的基础数据，根据预存在管理用时间计算子模块中的各种公式，计算出不同的数据，如：每批次的生产时间合计（分/批）、加权节拍（分/件）、完成一批所需天数oee(天/批）、oee（件/天）。

使用本发明的技术方案后，可以有效解决小批量、多品种混流生产、以及大批量、多工序生产中难以测算交货期及生产效率的问题。同时，能够对单台或多台设备进行节拍分析、测算，也能用于整个生产流程或某一阶段局部流转的节拍分析、测算，并根据工序瓶颈、或设备瓶颈，进行针对性的改善。本发明的技术方案，非常适于在非流水线生产的环境下推广使用。