APA與效益指標(biāo)有什么關(guān)系?
隨著智能制造的深入推進(jìn)以及MES的廣泛應(yīng)用,APS(高級計(jì)劃排產(chǎn))越來越得到制造企業(yè)的重視。APS是工業(yè)軟件的核心,具有復(fù)雜的技術(shù)內(nèi)涵。企業(yè)對實(shí)施APS都有一些困惑和困難,一直有很大的顧慮。困難這一方面今天先不說,這次說一下APA與效益指標(biāo)之間的關(guān)系,尤其是技術(shù)內(nèi)涵的分析。
(1)縮短制造周期
對于具體產(chǎn)品來說,純粹的加工周期其實(shí)是固定的,除非在工藝技術(shù)上做改進(jìn)。但對于一個(gè)訂單來說,除了加工時(shí)間之外,還有很多的流轉(zhuǎn)時(shí)間,這個(gè)就涉及到資源的優(yōu)化配置,這就是APs要做的事情。APS縮短制造周期,主要采取如下的措施。
一是:訂單一旦下發(fā)執(zhí)行,在工序之間能夠形成流水式的周轉(zhuǎn),比如并不是前一道工序所有的數(shù)量都執(zhí)行完成之后下一道工序才開始,而是形成了一種搭接的生產(chǎn)接續(xù)關(guān)系(或者以某種批量的方式在工序之間進(jìn)行周轉(zhuǎn)),或者,即使不是流水式接續(xù)關(guān)系也是一種零等待的周轉(zhuǎn)方式,這種方式就要求前一道工序結(jié)束之后,后一道工序所用的資源能夠馬上開始生產(chǎn)任務(wù)。這兩種方式其實(shí),都可以歸結(jié)到單元化生產(chǎn)。對于制造企業(yè)來說,可能配備了一些物理上的生產(chǎn)單元,當(dāng)訂單種類不多的時(shí)候,或者訂單批量比較大的時(shí)候,還是比較合適的,但是如果面向柔性生產(chǎn),這些固定的物理的單元其實(shí)并不合適,這時(shí)候的制造單元應(yīng)該是隨著訂單任務(wù)而形成和產(chǎn)生動態(tài)邏輯的制造單元,這就涉及到APS的資源優(yōu)化配置,技術(shù)內(nèi)涵是極其復(fù)雜的。筆者見過一個(gè)APS實(shí)施的法院判決案例,其核心就是用戶要求這種資源配置方式,但供應(yīng)商在技術(shù)上其實(shí)是做不到的。
二是,訂單和工序的優(yōu)化分批。企業(yè)里面常見的做法是根據(jù)經(jīng)驗(yàn),以及現(xiàn)場的資源情況,對訂單進(jìn)行分批組織生產(chǎn),絕大部分APS將這項(xiàng)優(yōu)化的內(nèi)涵拋給了上游的訂單輸入,也就是說現(xiàn)在常見的APS將接受固定的訂單條目作為任務(wù)輸入,其實(shí)是沒有這方面的優(yōu)化考慮的。當(dāng)然從研究角度來說,實(shí)現(xiàn)極端的訂單和工序分析,也會一定程度上割裂訂單執(zhí)行過程當(dāng)中的連貫關(guān)系,對于MES的生產(chǎn)組織過程提出了極其高的復(fù)雜動態(tài)管理要求,但其實(shí)是可以實(shí)現(xiàn)極端的優(yōu)化方案的,不同的企業(yè)還是要根據(jù)自己的情況來決定。這些都對APS提出了非常復(fù)雜的技術(shù)內(nèi)涵要求,對資源的優(yōu)化配置規(guī)則、策略和算法要求非常高。
(2)降低庫存
其實(shí)我們說到降低庫存的時(shí)候,意思是說提高周轉(zhuǎn)利用率,減少庫存物料的呆滯停留時(shí)間,所謂的精益生產(chǎn)很多都是體現(xiàn)在這個(gè)方面的。與APS相關(guān)的,主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面。
一是,減少在制品庫存(WIP)。其實(shí)這個(gè)要求跟上面提到的縮短訂單制造流轉(zhuǎn)周期是密切相關(guān)的,當(dāng)訂單中各個(gè)執(zhí)行工序的周轉(zhuǎn)銜接非常緊密或零等待時(shí),這時(shí)候的運(yùn)行局面就是物料停留等待時(shí)間是很短的,在制品庫存自然而然就降下來了。對于某個(gè)訂單這么進(jìn)行資源配置是很簡單的,但難點(diǎn)在于大量的并發(fā)訂單,就復(fù)雜了。
二是,減少原材料庫存。原材料庫存或者配套件庫存之所以能夠減少,是因?yàn)檫@些庫存物料能夠被快速地用于生產(chǎn),其本質(zhì)上來說也是對物料周轉(zhuǎn)利用率的要求。物料在庫存里面停留或者呆滯的時(shí)間是由生產(chǎn)計(jì)劃決定的,常見的情況,比如,為了保證生產(chǎn),庫存里面堆積大量的物料,以免生產(chǎn)的時(shí)候出現(xiàn)物料短缺的情況,但在追求精益的情況下,企業(yè)采購哪些物料最終應(yīng)該是由訂單需求驅(qū)動的APS資源優(yōu)化配置決定的。當(dāng)資源能力被充分占用的時(shí)候(產(chǎn)能不足),很多訂單或者物料想要投入生產(chǎn)也是不可能的。因此必須通過APS建立生產(chǎn)計(jì)劃資源配置和物料供應(yīng)的協(xié)同關(guān)系。傳統(tǒng)的做法,或者說狹義的APS,是當(dāng)物料準(zhǔn)備完備的情況下才進(jìn)行那些訂單的排產(chǎn)。但從APS本身的技術(shù)內(nèi)涵來說,其包括兩個(gè)方面,一方面是計(jì)劃,另一方面是排產(chǎn),里面說的計(jì)劃,它的內(nèi)涵,就是要牽引出物料的需求或者實(shí)現(xiàn)某種形式的均衡,一般來說都應(yīng)該考慮物料供應(yīng)的前置時(shí)間,將其統(tǒng)一的納入到APS當(dāng)中,這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)精益的生產(chǎn)安排和物料供應(yīng)。其實(shí)這個(gè)涉及到,對于APs來說,是將其當(dāng)成一個(gè)系統(tǒng)來看,還是當(dāng)成一個(gè)工具來用,回頭有機(jī)會再詳細(xì)展開這方面的話題。不同的企業(yè)生產(chǎn)模式是不一樣的,根據(jù)自己的需求慎重的作出決定。
(3)資源利用率
資源是企業(yè)的重要資產(chǎn),企業(yè)一定會想盡辦法充分利用。各種統(tǒng)計(jì)資料均顯示,制造企業(yè)的資源利用率其實(shí)是很低的。這方面的原因當(dāng)然有很多,但是通過APS進(jìn)行資源的優(yōu)化配置,是可以部分解決或緩解這個(gè)問題的。
比如,通過APS可以減少或者降低制造設(shè)備在不同訂單之間的切換次數(shù),降低制造設(shè)備的非工作時(shí)間,可以通過合理的安排訂單工序時(shí)間計(jì)劃也可以通過小訂單的合批來實(shí)現(xiàn)。
比如,可以在提前投產(chǎn)和精益生產(chǎn)之間做出一個(gè)權(quán)衡,就是能夠部分接受某些訂單提前生產(chǎn)出來,以實(shí)現(xiàn)對制造資源的充分利用,但這樣的后果一定是增加了部分訂單的成品庫存,需要企業(yè)做出某種形式的權(quán)衡,也許對于MTS模式的企業(yè)來說,是可以接受的。這個(gè)后臺的技術(shù)內(nèi)涵本身,其實(shí)也是計(jì)劃與排產(chǎn)的綜合考慮。
(4)提高產(chǎn)出或產(chǎn)能
提高產(chǎn)出和產(chǎn)能一般的衡量是盡可能多的出產(chǎn)產(chǎn)品,這個(gè)當(dāng)然也是有訂單需求驅(qū)動的。一般來說可能比較適用于大規(guī)模批量化生產(chǎn)的企業(yè),多是那種MTS企業(yè)。但是,如果企業(yè)的類型是產(chǎn)品種類非常多,至于是否不計(jì)代價(jià)的,把所有產(chǎn)品都生產(chǎn)出來庫存里面,其實(shí)可能對于企業(yè)來說并不合適。提高產(chǎn)出和產(chǎn)能其實(shí)是一個(gè)綜合指標(biāo),應(yīng)該根據(jù)不同的情況進(jìn)行細(xì)化分解。
簡單來說,提高產(chǎn)出或產(chǎn)能提高跟資源利用率是密切相關(guān)的,盡量降低資源的等待時(shí)間,能夠形成流水式單元化的生產(chǎn)效果是最好的,形成一種節(jié)拍化的大規(guī)模批量化生產(chǎn)運(yùn)行效果。
但是對于企業(yè)來說,在購置資源的時(shí)候,或者說隨著企業(yè)產(chǎn)品線的發(fā)展和豐富,現(xiàn)有的制造資源或產(chǎn)線并不是按照節(jié)拍化的方式在進(jìn)行配置的,尤其在當(dāng)多訂單并發(fā)的情況下,瓶頸資源的產(chǎn)生是不可避免的。對于瓶頸資源來說,APS的優(yōu)化配置策略一般采用拉式生產(chǎn),就是對瓶頸資源保證足夠的“喂活”,甚至施加一定的緩沖控制。TOC理論可以在這個(gè)方面發(fā)揮作用,但是TOC在多訂單并發(fā)情況下而不是只針對一個(gè)訂單,尤其在柔性的生產(chǎn)環(huán)境下,必須考慮動態(tài)的瓶頸資源約束下如何實(shí)現(xiàn)綜合的優(yōu)化平衡,這方面還是需要進(jìn)一步豐富和發(fā)展技術(shù)處理機(jī)制的。
(5)提高訂單的按期履約率
訂單的按期履約率也是企業(yè)孜孜不倦追求的效益指標(biāo)。從系統(tǒng)工程的角度來說,我們不能等到即成事實(shí)發(fā)生,而是應(yīng)該在前期接訂單的時(shí)候,就應(yīng)該進(jìn)行評估,從而在綜合考慮多訂單并發(fā),以及資源統(tǒng)一優(yōu)化配置的情況下,給出的交貨期才是有效的。這也是APS貫徹WHAT-IF的一種運(yùn)用方式。當(dāng)然了,APS在運(yùn)用過程當(dāng)中,對各種生產(chǎn)擾動進(jìn)行實(shí)時(shí)或者準(zhǔn)實(shí)時(shí)快速響應(yīng)調(diào)整,也是保證訂單按期交貨的必備技術(shù)要求。
作者信息:王愛民,北京理工大學(xué)數(shù)字化制造研究所所長,長期從事MES、APS等技術(shù)研究、系統(tǒng)開發(fā)與實(shí)施應(yīng)用。
筆者公眾號:智能制造隨筆
請輸入評論內(nèi)容...
請輸入評論/評論長度6~500個(gè)字
最新活動更多
-
即日-11.30免費(fèi)預(yù)約申請>>> 燧石技術(shù)-紅外熱成像系列產(chǎn)品試用活動
-
11月25日立即預(yù)約>> 【上海線下】設(shè)計(jì),易如反掌—Creo 11發(fā)布巡展
-
11月30日立即試用>> 【有獎試用】愛德克IDEC-九大王牌安全產(chǎn)品
-
即日-12.26火熱報(bào)名中>> OFweek2024中國智造CIO在線峰會
-
限時(shí)免費(fèi)下載立即下載 >>> 2024“機(jī)器人+”行業(yè)應(yīng)用創(chuàng)新發(fā)展藍(lán)皮書
-
即日-2025.8.1立即下載>> 《2024智能制造產(chǎn)業(yè)高端化、智能化、綠色化發(fā)展藍(lán)皮書》
- 高級軟件工程師 廣東省/深圳市
- 自動化高級工程師 廣東省/深圳市
- 光器件研發(fā)工程師 福建省/福州市
- 銷售總監(jiān)(光器件) 北京市/海淀區(qū)
- 激光器高級銷售經(jīng)理 上海市/虹口區(qū)
- 光器件物理工程師 北京市/海淀區(qū)
- 激光研發(fā)工程師 北京市/昌平區(qū)
- 技術(shù)專家 廣東省/江門市
- 封裝工程師 北京市/海淀區(qū)
- 結(jié)構(gòu)工程師 廣東省/深圳市