智慧工廠的大腦——APS生產(chǎn)排程系統(tǒng)

生產(chǎn)計(jì)劃排程是生產(chǎn)管理中的核心工作,或許很多人不同意這個(gè)觀點(diǎn),只是因?yàn)檫@個(gè)觀點(diǎn)的前提是生產(chǎn)計(jì)劃排程在生產(chǎn)管理中真正起到了作用,目前國(guó)內(nèi)制造業(yè)的現(xiàn)狀還不能體現(xiàn)出生產(chǎn)計(jì)劃排程的真正作用,所以也沒有人認(rèn)為它是最核心的工作,但為何生產(chǎn)計(jì)劃排程卻引起了生產(chǎn)管理人員的重視?
隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大,設(shè)備增多,訂單不停變化,成本壓力,客戶對(duì)交貨期的要求越來越短,這些種種原因?qū)е铝松a(chǎn)管理復(fù)雜度不斷上升,導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)往往顧此失彼,最終消耗更多的資源,付出更多的成本,卻仍然不能滿足客戶的需求。
這些原因終使生產(chǎn)管理人員認(rèn)識(shí)到生產(chǎn)計(jì)劃排程的重要性,好的計(jì)劃可讓生產(chǎn)有條不紊的進(jìn)行,有利于提高資源利用率,降低生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)成本。
生產(chǎn)計(jì)劃排程的作用是多個(gè)維度的。
(1)工序,生產(chǎn)調(diào)度的最小單位,在沒有生產(chǎn)計(jì)劃排程時(shí),因?yàn)闆]有具體的工序開始、結(jié)束時(shí)間,生產(chǎn)調(diào)度是盲目的,同時(shí)也導(dǎo)致資源準(zhǔn)備和資源配送的盲目性。這對(duì)想要實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理的企業(yè)來說無疑是難以接受的。
(2)設(shè)備,生產(chǎn)制造的主要載體,有些設(shè)備貴重,折舊費(fèi)高昂,需要日夜工作提高其利用率,有些設(shè)備功能特殊,其它設(shè)備不可替代,也需要盡最大的能力工作才能確保生產(chǎn)任務(wù)。如果沒有詳細(xì)的生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃,無法預(yù)估資源的利用率和負(fù)荷,無法讓瓶頸設(shè)備發(fā)揮出最大的能力。

物料,成品的來源,物料的采購時(shí)間是能否確保交貨期的最重要因素,因?yàn)樵O(shè)備故障可以更換設(shè)備來臨時(shí)調(diào)整,重要的工序可以調(diào)整優(yōu)先級(jí)讓其它工序讓路來保證交貨期,但是如果物料無法按時(shí)就位,那么一切努力的機(jī)會(huì)都沒有。
所以對(duì)物料的到貨情況進(jìn)行預(yù)測(cè),并準(zhǔn)確預(yù)測(cè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)何種物料將在何時(shí)短缺是非常重要的,而詳細(xì)生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃可以提供對(duì)物料的庫存預(yù)測(cè)和管理。
(3)降低庫存,庫存關(guān)乎資金的占用,是企業(yè)的負(fù)擔(dān),如何降低庫存,一直是生產(chǎn)管理面對(duì)的難題。面對(duì)一批訂單,需要多少資源,庫存現(xiàn)在的情況能否滿足?不滿足還需要采購多少?何時(shí)采購?
這些都無從得知,也就是說,對(duì)于庫存的管理是被動(dòng)的,所以也就無法實(shí)現(xiàn)庫存控制。這種情況下,只能靠經(jīng)驗(yàn)將庫存保持一定的庫存量,保證庫存量就占用了流動(dòng)資金,這就與追求零庫存的生產(chǎn)管理理想背道而弛了。
詳細(xì)的生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃能夠預(yù)測(cè)資源的使用情況,可以預(yù)測(cè)哪道工序在何時(shí)使用哪些資源,何時(shí)再釋放哪種資源,這樣就預(yù)測(cè)了資源在每一個(gè)時(shí)刻的動(dòng)態(tài)庫存狀態(tài)。
可以發(fā)現(xiàn)資源庫存降為零的時(shí)刻,并預(yù)先做好準(zhǔn)備在這些時(shí)刻補(bǔ)充資源,按照生產(chǎn)計(jì)劃排程進(jìn)行資源的準(zhǔn)備,可以將庫存保持在接近于零的一個(gè)很低的水平。
(4)精細(xì)成本管理,許多企業(yè)的成本管理只能是月末年末的成本統(tǒng)計(jì),這個(gè)月消耗了多少物料,設(shè)備折舊了多少這些都是月末統(tǒng)計(jì)得知的,所做的工作只是事后收集數(shù)據(jù)的過程,成本產(chǎn)生于生產(chǎn)過程,產(chǎn)生于資源的消耗。
如果沒有準(zhǔn)確的生產(chǎn)過程記錄,成本的計(jì)算將無從談起,而生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃能給出準(zhǔn)確的工序開始、結(jié)束時(shí)間,工序所用到的資源,也就是說在生產(chǎn)執(zhí)行之前就能準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)出每道工序的所消耗的成本。
有了這種預(yù)測(cè),就可以在生產(chǎn)之前就進(jìn)行一些成本規(guī)劃,進(jìn)而進(jìn)行成本控制,形成成本計(jì)劃,這樣就可以跟成本統(tǒng)計(jì)進(jìn)行比較,做到真正的精細(xì)成本管理。
(5)生產(chǎn)仿真,生產(chǎn)仿真簡(jiǎn)單的說就是用邏輯模型模仿實(shí)際的生產(chǎn)過程。反復(fù)進(jìn)行試排程,就是反復(fù)模擬生產(chǎn)過程,從各個(gè)方面進(jìn)行仿真預(yù)測(cè),以得到最符合實(shí)際需要的生產(chǎn)計(jì)劃排程。仿真工序的加工時(shí)間,何處加工,所用哪些資源,資源使用的分布如何,這些可以從總體上模擬生產(chǎn)執(zhí)行時(shí)的情況,評(píng)估當(dāng)前生產(chǎn)狀態(tài),改善生產(chǎn)管理。
另外,動(dòng)態(tài)排程與排程試算,許多人將這兩者混為一談,甚至許多APS軟件也用排程試算等于動(dòng)態(tài)排程的思想進(jìn)行宣傳,其實(shí)這兩者有著本質(zhì)的區(qū)別。
排程試算是反復(fù)進(jìn)行重新排程試計(jì)算,是在各種不同條件下的預(yù)排程,是提前進(jìn)行的試計(jì)算,是為了在實(shí)際生產(chǎn)之前確定一套最好的排程方案;
而動(dòng)態(tài)排程是指一次排程方案的局部調(diào)整,具體是計(jì)劃在執(zhí)行過程中因?yàn)樯a(chǎn)實(shí)際情況發(fā)生改變而進(jìn)行的適應(yīng)改變的調(diào)整計(jì)算,這種調(diào)整計(jì)算是為了響應(yīng)某些環(huán)境擾動(dòng),對(duì)于已經(jīng)完成的計(jì)劃不會(huì)改變,而對(duì)于沒有完成而受環(huán)境影響的計(jì)劃需要進(jìn)行調(diào)整。
動(dòng)態(tài)排程主要是由于生產(chǎn)中出現(xiàn)一些異于計(jì)劃的情況,這些情況主要有幾下三種:

工序自身的調(diào)整。
包括工序時(shí)間的調(diào)整,工序交貨期的調(diào)整,工序數(shù)量調(diào)整,工序所使用資源,工序優(yōu)先級(jí)等。工序自身調(diào)整的情況一般出現(xiàn)在一定的時(shí)間周期內(nèi)要進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)際與計(jì)劃的比對(duì),如果出現(xiàn)了偏差,則進(jìn)行調(diào)整。
資源的調(diào)整。
包括增加、減少資源,改變資源數(shù)量,改變資源日歷。有生產(chǎn)過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)資源異常情況,比如設(shè)備故障就是最常見的例子,還有如某些工具推遲到貨等等情況均屬于資源調(diào)整。
插單、刪單是生產(chǎn)管理中最常見的異常情況。
當(dāng)生產(chǎn)正在進(jìn)行的時(shí)候,由于客戶的追加訂單,經(jīng)常會(huì)有緊急的插單,或是一些生產(chǎn)報(bào)廢的原因也可能造成重新插單,客戶的退單是造成生產(chǎn)刪單的主要原因。
由于頻繁的插單、刪單,生產(chǎn)計(jì)劃排程經(jīng)常會(huì)被打亂成面目全非,這時(shí)APS的動(dòng)態(tài)排程、實(shí)時(shí)調(diào)整的功能就顯得異常重了。
一個(gè)生產(chǎn)計(jì)劃排程在實(shí)際執(zhí)行過程中,經(jīng)常會(huì)遇到許許多多臨時(shí)性的調(diào)度,即所謂What If中的If,如設(shè)備故障,急件插單等,這樣迫使生產(chǎn)實(shí)際情況偏離了原計(jì)劃,這時(shí)APS能否及時(shí)、動(dòng)態(tài)地響應(yīng)這種臨時(shí)性的調(diào)度就顯得特別關(guān)鍵,即需要用APS的動(dòng)態(tài)排程來回答What,設(shè)備故障后此設(shè)備上原計(jì)劃安排的任務(wù)如何處理?
哪些是可以替換它的設(shè)備?許多依賴此設(shè)備上任務(wù)的一些后續(xù)任務(wù)影響如何?這些都是需要APS的動(dòng)態(tài)排程來回答。
當(dāng)然,響應(yīng)這些生產(chǎn)中的擾動(dòng)有許多不同的策略,有些基于這些事件實(shí)時(shí)計(jì)算調(diào)整,有些是基于一定的周期全局進(jìn)行環(huán)境狀態(tài)更新與計(jì)劃調(diào)整,這種策略在生產(chǎn)管理上也稱為“滾動(dòng)排程”。
面對(duì)業(yè)務(wù)需要及生產(chǎn)環(huán)境的不斷變化,APS通過常駐內(nèi)存的高速計(jì)算,迅速得出這種改變所帶來的復(fù)雜連鎖反應(yīng),實(shí)時(shí)取得現(xiàn)場(chǎng)的更新數(shù)據(jù),并實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的調(diào)整、更新計(jì)劃排產(chǎn),以達(dá)到計(jì)劃與執(zhí)行的一致性。
實(shí)際生產(chǎn)不可能完全按照生產(chǎn)計(jì)劃排程執(zhí)行,這是正常的,也是現(xiàn)實(shí)的,如果APS不具備動(dòng)態(tài)排程的能力,不能實(shí)時(shí)響應(yīng)業(yè)務(wù)變化與實(shí)際執(zhí)行擾動(dòng)的需求,那么可以想像這樣的生產(chǎn)計(jì)劃排程根本不能指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn),APS做出的生產(chǎn)計(jì)劃排程還有什么實(shí)際意義?所以APS動(dòng)態(tài)排程是APS從理論走向?qū)嵺`的關(guān)鍵技術(shù)。
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