瓷砖生产排程

瓷砖工厂的生产计划员和运营经理面临一个独特的排产挑战：batch（批次）压制成型必须与永不停止的 continuous-flow（连续流）窑炉同步，而釉色更换和模具切换会消耗数小时的生产时间。Schantt 将完整的瓷砖生产流程——压制成型、干燥、施釉、窑炉烧成、分选包装——建模为带有顺序相关换线的批次与连续流混合产线，让您可以优化生产顺序以保持窑炉供料并减少总生产时间。本指南将引导您在 Schantt 中配置瓷砖工厂并设置与实际生产运行方式匹配的排产方案。

本指南依据行业研究中的陶瓷瓷砖虚构复合公司编写；所有名称、参数和数字均为示意。

行业背景

陶瓷瓷砖制造是一个混合流水车间（Hybrid Flowshop）过程，结合了离散的批次操作和连续流。原料粘土、长石和石英经球磨制成浆料并喷雾干燥成残留水分约 5–7% 的雾化粉料。该粉料随后经液压压制成型为生坯瓷砖，干燥至水分低于 1%，进行施釉和装饰（针对有表面处理的产品），在温度超过 1,000°C 的辊道窑中烧成，最后进行分选、分级和包装。主流的现代工艺是单烧（monoporosa），即干燥后的生坯瓷砖在一次窑炉通过中完成施釉和烧成。中小型瓷砖厂通常日产 3,000 至 10,000 平方米，年产量为 100 万至 500 万平方米。

关键设备链包括液压压机（每分钟 6–24 次冲程，1,500–4,500 吨力）、多层立式干燥器（100–200°C 下停留时间 20–60 分钟）、数码喷墨施釉线（最多八色，30–70 米/分钟）以及辊道窑（长 60–150 米，峰值温度 1,100–1,250°C，烧成周期 40–70 分钟）。窑炉是最受约束的资产：它全天候运行，不能短时间停止，完全受控停机需要 3–5 天。釉色换线具有方向性和顺序依赖性，同一色系的浅色切换只需 10 分钟，而深色到浅色的全面清洗循环则需要 60 分钟。压机模具更换每次规格切换需要 15–45 分钟。干燥停留时间因瓷砖厚度而异——墙面砖大约干燥 25 分钟，而较厚的赤陶砖则需要长达 40 分钟。压制成型与窑炉之间的工序间缓冲可容纳约 30–90 分钟的生产量。

排产的复杂性源于三到五个产品族具有不同的烧成温度、压制压力和工艺路线——某些产品族完全跳过施釉工序。窑炉上的产品族切换会产生 2–6 小时的温度稳定惩罚，而全天候运行的窑炉与轮班制分选之间的工作日历不匹配会导致夜间生产积压。良率存在概率性：烧成后 A 级品产出通常在 82% 至 92% 之间，因此计划员需安排超产缓冲以满足品级目标。

Crestone Ceramics 在 28,000 平方米的工厂中运营约 140 人，生产三个产品族（墙面砖、装饰马赛克砖、赤陶仿古砖），跨越五个生产工序，由三人组成的计划团队负责排产。

工艺流程概览

flowchart LR
  P["压制成型<br/>（批次）"]
  D["干燥<br/>（连续流）"]
  G["施釉<br/>（连续流）"]
  K["窑炉烧成<br/>（连续流）"]
  S["分选包装<br/>（连续流）"]
  P --> D
  D --> G
  D --> K
  G --> K
  K --> S

五个工序的瓷砖生产流程。干燥工序分支到施釉（墙面砖）或直接到窑炉（无釉产品族）。

工序跳过说明： 装饰马赛克砖和赤陶仿古砖完全绕过施釉工序。其工艺路线通过桥接转移时间将干燥直接连接到窑炉烧成。

排产挑战与 Schantt 的应对方式

此场景下的排产由每周计划产量按产品族驱动——备货生产（make-to-stock）是主要的需求假设。大多数瓷砖厂按库存目标生产标准尺寸和颜色，窑炉通过其热曲线要求决定生产顺序。对于有大量按单生产（make-to-order）量的工厂，可以在 Semi-Auto 模式下将紧急定制订单提前排入，但本指南假设的是每周生产计划，而非按到期日驱动的排产。

Schantt 从开始日期向前排产，最小化总生产时间。此处假设的实际周期为一周并可逐日调整——足以规划窑炉运行和颜色序列，又足够灵活以适应模具可用性和原料变化。在 Auto 模式下，排程器对作业重新排序并分配设备以最小化总生产时间。在 Semi-Auto 模式下，作业序列保持固定，在此范围内优化设备分配——这是瓷砖厂的推荐起步模式，因为窑炉温度分组约束了序列，计划员需要锁定特定顺序。

Schantt 擅长处理的方面

• 多工序顺序生产——对有序的瓷砖生产流程进行建模——压制成型、干燥、施釉、窑炉烧成和分选包装——作为工序，配备按产品族的工艺路线和工序间的物料交接延迟。

• 多设备工序——在压制成型工序配置多台压机，在烧成工序配置多座窑炉，在分选工序配置多条分选线。排程器探索每项作业在哪个设备上运行，并选择能够最小化总生产时间的分配方案。

• 批次与连续流混合产线——将压制成型建模为批次工序（每压机冲程周期乘以冲程次数），将干燥、施釉和窑炉烧成建模为连续流工序（每小时吞吐量）。模拟系统将下游连续流工序与上游批次完成量对接，并在物料无法满足某工序需求时标记供应缺口。

• 多产品工艺路线与工序跳过——定义按产品族的工艺路线，使无釉产品（装饰马赛克、赤陶仿古）通过共享工序走自己的路径，而不加入它们从未经过的工序。桥接转移时间将跳过区间前的工序连接到跳过区间后的工序。

• 顺序相关换线——输入釉色切换、压机模具更换、窑炉温度过渡以及任何其他成对设置的定向换线时间。排程器倾向于将相似产品聚类排序，以减少总换线时间。

• 工作日历例外与停机——将计划中的窑炉耐火材料维护或节假日停机添加为停机窗口和工作日历例外。Schantt 在排产前从工作产能中扣除这些时间，并将其在排产方案上显示为阴影覆盖层。

Schantt 如何应对各项挑战

1. 上游协调缺口导致的窑炉待料。

• 窑炉全天候运行，不能在排产中途停止。当压机模具更换延迟或施釉换线时间超出计划时，工序间缓冲耗尽，窑炉待料——通常在 40 分钟内就会出现这种情况。Crestone 估计 60–70% 的窑炉空闲时间源于上游协调失败，窑炉利用率平均为 85%，而目标值为 93–95%。
• Schantt 将窑炉建模为连续工作日历上的连续流工序，并通过转移时间将其与上游压制成型和施釉连接起来。排程器对作业进行排序，使上游完成量恰好在需要时到达窑炉；任何供应缺口都会在排产方案上显示为空闲时间段。计划员可以清楚地看到窑炉何时存在风险，并在周计划开始之前调整批次大小或压机分配。

2. 釉色换线开销侵蚀施釉有效生产时间。

• 釉色更换具有方向性和顺序依赖性：深色到浅色换线（例如黑色到白色）需要进行全面清洗循环，耗时 45–60 分钟，而浅色到深色仅需 15–25 分钟。Crestone 的两条施釉线平均每天约 3.5 小时的换线时间，约占可用施釉班次的 22%。排序不当的色序每天会增加 45 分钟的可避免清洗时间。
• Schantt 将每次釉色换线作为施釉设备上的定向成对时长进行捕获。排程器自然地将相同色系的运行聚类，并按从浅到深的顺序排列颜色——这是换线时间较短的方向——从而减少总清洗时间。换线惩罚在排产方案上显示为作业之间的设置块。

3. 压机模具更换排序与可用性冲突。

• 每个瓷砖格式需要特定的模具组。Crestone 在三台压机上平均每天进行 6–8 次模具更换，每次需要 15–45 分钟。模具更换排序由计划的窑炉顺序驱动，但共享模具和工具车间周转产生的可用性冲突是当前电子表格排产无法发现的，导致每天约 90 分钟的压机空闲时间。
• Schantt 将每次压机模具更换的换线时长建模为产品族之间的定向成对时间。排程器对压机作业进行排序以最小化总换线时间，尽可能将同格式运行聚类。模具槽位的可用性由计划员手动检查——Schantt 排定换线时长，但不跟踪有限的模具工装槽位。

4. 批次压机与连续窑炉不同步。

• 压机以离散批次生产生坯瓷砖，而窑炉连续消耗已烧成瓷砖。Crestone 的工序间缓冲可容纳约 45 分钟的生产量；一旦耗尽，窑炉只能依靠残余物料运行。压机到窑炉的协调失败约占非计划窑炉产量下降的 30–40%。
• Schantt 将压制成型工序建模为批次（周期时间乘以每次冲程数量），将窑炉建模为具有固定小时吞吐量的连续流。工序间的转移时间捕获叉车交接环节。模拟系统从批次压制成型完成量向连续流窑炉供料，并在压机供应无法跟上时发出空闲缺口。计划员可以看到缓冲窗口，并调整批次数量或压机分配以匹配窑炉消耗。

5. 窑炉与分选班次不匹配导致夜间积压。

• 窑炉全天候运行，而分选包装的班次较少。在 Crestone，每晚约有 1,500 平方米的已烧成瓷砖从窑炉产出，在分选入口处积压。每个分选班次的前两个小时都用于处理这批积压，而非跟上当前的窑炉产出。任何非计划的分选停机都会加剧积压。
• Schantt 为分选工序配置其自己的工作日历——工作小时数少于窑炉。在非分选时间段从窑炉产出的瓷砖作为在制品积存；当分选班次开始时，排产方案将积压显示为排队物料。计划员可以看到积压情况，并决定是否增加分选班次或在积压期间调整窑炉吞吐量。

需在 Schantt 中建模的内容

在设置排产方案之前，在 Schantt 中配置以下实体以表示您的瓷砖工厂的生产模型。

分步设置

1. 按顺序创建工序。 依次添加压制成型（批次）、干燥（连续流）、施釉（连续流）、窑炉烧成（连续流）和分选包装（连续流）。然后在各工序的详情页面上设置相邻工序之间的转移时间。

• 转移时间（叉车和传送带输送）： 压制成型到干燥：15 分钟；干燥到施釉：15 分钟；干燥到窑炉烧成：15 分钟（无釉产品族的桥接转移）；施釉到窑炉烧成：15 分钟；窑炉烧成到分选包装：15 分钟。

2. 为各工序添加设备。 将压机、干燥器、施釉线、窑炉以及分选包装线分配到各自的工序。

• 压制成型： 压机 1（2,000 t，专用于墙面砖）、压机 2（1,500 t，处理马赛克砖）、压机 3（1,800 t，处理赤陶砖）
• 干燥： 干燥器 1（150 m 辊道）、干燥器 2（120 m 辊道，用于溢出和厚砖）
• 施釉： 施釉线 1（数码喷墨，六色）、施釉线 2（数码喷墨，四色）
• 窑炉烧成： 窑炉 A（85 m，专用于墙面砖）、窑炉 B（75 m，处理马赛克和赤陶砖）
• 分选包装： 分选线 1、分选线 2、包装线 3（共享码垛）

3. 创建产品族并定义其工艺路线。 添加三个产品族：墙面砖（完整路线）、装饰马赛克砖（跳过施釉）和赤陶仿古砖（跳过施釉）。在每个产品族的详情页面上定义工序顺序，并在物料以批次而非连续方式移动的位置设置部分转移开关。

• 墙面砖工艺路线： 压制成型到干燥到施釉到窑炉烧成到分选包装
• 装饰马赛克工艺路线： 压制成型到干燥到窑炉烧成到分选包装
• 赤陶仿古工艺路线： 压制成型到干燥到窑炉烧成到分选包装

4. 每个产品族添加一个产品。 为每个产品族创建一个代表性产品：300×450 mm 墙面砖、100×100 mm 马赛克砖、250×250 mm 赤陶砖。每个产品继承其所属产品族的工艺路线和换线矩阵。

5. 设置设备产能参数和换线时间。 在每台设备的详情页面上，按产品族输入批次或连续流参数，然后添加成对换线时长。此步骤需要先完成步骤 3 中的产品族。

• 压制成型（批次）——每次冲程的周期时间/批量大小： 墙面砖在任何压机上为 0.07 分钟 / 2.8 m²；马赛克砖为 0.06 分钟 / 1.4 m²；赤陶砖为 0.06 分钟 / 1.5 m²
• 干燥（连续流）——吞吐量（m²/h）： 干燥器 1：110（墙面砖）、45（马赛克砖）、55（赤陶砖）；干燥器 2：分别为 85、35、45
• 施釉（连续流）——吞吐量： 两条线均为 700 m²/h（仅墙面砖）
• 窑炉烧成（连续流）——吞吐量： 窑炉 A：146 m²/h（墙面砖）；窑炉 B：117 m²/h（马赛克和赤陶砖）
• 分选包装（连续流）——吞吐量： 分选线 1 和 2 为 800 m²/h，包装线 3 为 600 m²/h
• 换线： 压机模具更换（产品族之间每个方向 15–45 分钟）、釉色更换（每个方向 10–60 分钟——浅到深快、深到浅浅慢）、窑炉 B 上马赛克与赤陶之间的温度过渡（每个方向 120 分钟）

6. 配置工作日历、例外和停机（可选，最后执行）。 设置各工序的工作时间模式，添加年度节假日例外，并安排计划中的维护窗口。

• 工作日历： 压制成型、干燥和施釉的标准班次——周一至周五三班制加周六一班制；分选包装的分选班次——周一至周五两班制加周六一班制；窑炉烧成的连续班次——全天候
• 例外： 元旦（非工作日）、国际劳动节（非工作日）、圣诞前夕（半日）、新年前夜（半日）
• 停机： 窑炉 A 年度耐火材料维护，1 月 5 日至 10 日；窑炉 B 年度耐火材料维护，1 月 12 日至 17 日；全厂夏季停工，8 月 1 日至 14 日

有关在 Schantt 中配置各项的分步说明，请参阅 Schantt 文档。

常见错误

1. 将窑炉建模为批次工序。 辊道窑是连续流隧道窑，而非批次炉。用周期时间和批量大小而非小时吞吐量进行配置，会产生窑炉可以在批次之间停止的排产方案——这对于需要 3–5 天才能停机的设备来说是完全不现实的。修正方法： 将窑炉设置为连续流工序，使用 m²/h 的吞吐量，切勿设为批次。

2. 对所有釉色更换使用单一笼统换线时间。 釉色换线具有方向性和不对称性：深色到浅色清洗需要 45–60 分钟，而浅色到深色仅需 15–25 分钟。单一平均换线时间会使排程器无法将浅色聚类以最小化总清洗时间。修正方法： 在施釉设备的换线矩阵上，将每个方向作为单独的成对时长输入。

3. 为有釉和无釉瓷砖创建同一个产品族。 具有不同工艺路线（一个经过施釉，一个跳过施釉）的产品族不能共享同一个产品族，因为工艺路线是在产品族级别定义的。修正方法： 为墙面砖（完整路线）以及每个无釉产品族（装饰马赛克砖、赤陶仿古砖）分别创建单独的产品族，在其工序序列中省略施釉。

4. 为窑炉和分选分配相同的工作日历。 窑炉全天候运行；分选包装通常运行较少班次。为两者使用相同的工作日历会掩盖关键的夜间瓷砖积压动态。修正方法： 为分选工序设置其自己的工作日历，工作小时数较少，并在分选班次开始前查看排产方案上的夜间积压情况。

5. 遗漏工序跳过路线中的桥接转移时间。 当装饰马赛克砖跳过施釉工序时，物料从干燥直接移动到窑炉。如果没有涵盖该跨距的转移时间，交接延迟会被静默置零。修正方法： 为两个无釉产品族添加从干燥到窑炉烧成的桥接转移时间，匹配叉车运输时间。

好的排产方案是什么样的

配置良好的 Schantt 排产方案将反应式的白板计划转变为可预测、优化的生产序列。以下是改进前后班次对比。

改进前（白板和电子表格，窑炉利用率约 85% 的基准水平）：

• 釉色更换按反应式排序——深色到浅色过渡聚类不佳，两条施釉线每天消耗约 3.5 小时换线时间
• 压机模具更换由窑炉序列驱动，但未考虑模具可用性，导致每天约 90 分钟的压机空闲时间
• 窑炉每班次待料一到三次，因为压制成型和施釉完成量与连续消耗不同步
• 夜间积压约 1,500 平方米，消耗每个分选班次的前两个小时

改进后（采用 Schantt Semi-Auto 模式并优化排序）：

• 釉色换线时间减少——通过聚类浅色运行并按从浅到深排序；排程器自然地遵循较短的换线方向，产生的颜色序列需要手动计划员数小时的优化
• 压机模具更换得到最小化——通过分组同格式生产块，减少三台压机的模具更换频率和相关空闲时间
• 窑炉供应缺口可见且可预防——排产方案精确显示工序间缓冲何时耗尽，让计划员可以在周计划开始前调整压机数量或批次大小，而非在班次中途被动应对
• 分选积压在排产方案上可见——显示为全天候窑炉与轮班制分选工序之间的夜间积存，使计划员能够就增加分选产能或在相关时段调整窑炉吞吐量做出明智决策
• 施釉线和压机的总换线时间减少，直接转化为每周更多有效生产小时数，无需增加班次

在 Schantt 中试用

注册 Schantt 并加载内置示例数据集，自行构建本场景——本指南中的所有工序、设备、产品族、产品和工作日历，及其工艺路线、换线、转移时间和停机均已配置完成，可直接排产。您的配置和排产方案均限定在您的团队账户范围内。如需深入了解任何步骤，请参阅 Schantt 文档。