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金蝶蔡颖对话APSS:多品种小批量按单生产
 

APSS: 现在谈论和论述小批量、多品种的按单生产的观点很多,好象都有侧重点,给客户有点隔靴搔痒的感觉。

蔡颖: 是啊,这个命题本身就有吸引力。因为就连追求均衡生产的丰田在日本本土的按单生产以达到60%(数据来源《汽车第二世纪》)。但难度很大。实际很多理论都试图解决这个问题,如APS,TOC的DBR,精益生产,MTO(或批次)计划,供应链协同管理,包括利用模块化,供应商早期介入、批量定制,延迟技术等。

APSS:那具体的小批量、多品种的按单生产的业务场景是怎样呢?

蔡颖:一般来说,多品种小批量的按单生产的流程是:

第一步:接单评审,看看这个订单能否按客户的要求日期交付,如果不能交付,是什么瓶颈影响交付?如果不行,那什么时候可以交付?如果这个订单的优先级高,是否可以交付?可能有个模拟过程。

第二步a:对非标的零件进行设计,采购,生产。对重用件或标准件进行选择或采购生产。构建客户需要的产品结构和工艺。

第二步b:对一些提前期长零件的预测计划的按单冲消,对提前期短的(小于接单提前期)立刻计划。最好是具有约束的物料计划和约束的能力的预排程。

第三步:对定单池的里所有定单进行规则优化排程,以达到交期最大化下的效率优化。

第四步:根踪与执行交付,数据及时自动采集,这里可以采用批量执行,也可以采用精益节拍执行。监控可以采用可视化定单甘特图,也可采用缓冲渗透比例图,预警订单的延迟。

APSS:那多品种小批量的按单生产的主要难点是什么?

蔡颖:多品种并行生产管理复杂,工艺与BOM不确定,设备资源易出现瓶颈且瓶颈易漂移,定单变化紧急插单和生产周期的不确定性,计划排程快速应变,大量的溢出物料需要再分配,实时监控订单计划与实际进度的偏差,物料变化多变,导致库存积压或缺料,采购延迟严重。

APSS:是不是按单生产就不需要预测计划了?

蔡颖: 还是需要的,只不过是不在产品层做预测计划了。可以建立产品系列BOM,对系列族产品预测计划主要是为了子项零件或物料估计小于接单日期或就是ATO件(模块化件)事先做计划的。因为从预测理论来说对族预测比产品预测较准。但还是要对预测的准确度进行管理。对零件或物料也可以用缓冲超市来快速反应父项组装。这里缓冲超市场可以根据平均需求和补冲时间来考虑;也可以考虑用服务的水平来设置安全库存。

这里的关键是接单后,应立即冲消预测的还未下单的零件和物料,对已下单的、或在库的物料和零件进行警告(实际和预测的差异),识别多出的订单的采购数与生产数,可以重分配给新的订单。

APSS:那么具体接单与插单的难点又在哪里呢?

蔡颖:接单一定要有个模拟的平台,如果按客户的要求日期承诺,可不可以?研发计划、生产计划、采购计划的瓶颈在哪里(哪个物料或哪个工序资源?如果解决不了瓶颈,就要通过物料的可用和资源的约束计算出理论的交货日期,和客户洽谈是否可行。如果有很多的订单,就需设置一定的优先级要多次模拟。

不过为了简化,有些行业只关注关键物料约束(电子),有些行业只关注资源能力(金属加工等)。而有些企业却要求物料和资源同步约束。而有些有话语权的企业可以通过模拟优化(利润最大化)来选择订单接入。

在这个一切变化的时代,按单生产面临的巨大挑战是在最后时刻客户苛刻的调整或插入新单。这不仅是考验信息系统的灵活性,而需要的制造系统和物料补给系统是否能适应这种变化。

对计划信息系统来说,可以模拟插单,通过优先级在约束条件下的把原定单前推和后推或挤压双向推,对次优先级的订单原先分配占用的物料和资源负荷释放出来,重新分配给新的优先级高的订单,称物料重分配或资源负荷重分配。这里包括库存物料的可以转换采购定单全部或部分分割转换、任务单全部或部分分割转换。因为按单生产模式,信息系统是支持销售订单和生产任务单、采购单的一对一的硬连接。当然支持选择的哪些物料需跟单,哪些可以合并处理。(也就是MTO物料和MRP物料)。

对实际生产系统来说,一定要实现精益思想的优化设备布局(如单元线布局),物料补充优化,使生产时间最小化,消除影响交货周期的一切浪费。有一定能力储备和多技能员工,在加上供应商的管理使整个系统反应更加敏捷。

APSS:明白了。那TOC的鼓-缓冲-绳(DBR)原理在对小批量、多品种的按单生产模式的处理有何贡献呢?

蔡颖:鼓-缓冲-绳( DBR)原理也是完全跟单的计划,它帮助你自动识别这个单的瓶颈(含物料和资源),当然每个单的瓶颈不一样。也可以手工设定瓶颈。对瓶颈的进行重点平衡处理,然后自动设置缓冲(MTO来说是时间缓冲),这里缓冲是发运缓冲、装配缓冲、鼓缓冲。这主要依赖与瓶颈在哪里。也是通过模拟的交期计算。如果交期较紧,也可以压缩缓冲。对瓶颈进行鼓点节拍的优化平衡,其它计划的都是服从于这个瓶颈计划。通过绳来拉动物料的计划投入,保证物料流动的顺畅。

TOC的DBR计划优势还可以用缓冲渗透率红黄绿图来预警哪些订单离交期最近,提醒管理人员优先处理,保证订单交付。

APSS:听了令人兴奋!那APS起到什么作用呢?

蔡颖:前面的讲的都是APS的内容。APS概念很大,它可以处理工厂之间互为供应链协同,供应链的战略规划,制造排程,供应计划,运输和配送计划。实际上,按单生产应该从供应链的响应速度来管理。单从APS的三个特点就可以知道它就擅长按单的快速反应。(1)基于常规内存计算,计算速度以秒和分钟记,可以支持事件驱动的计划排程。(2)基于约束规则优化(3)可以模拟的。

你想,工厂每天接很多定单、很多品种,一定要实时的计算吧。计算要考虑物料可用量和资源可用吧。计划员肯定希望有个平台可以考虑各种场景模拟。生产决策也是个搏弈的过程,没有最优的,只有追求次优满意解。

APSS:现在,精益生产融合信息技术、数字化工厂的变革时代已到来,这里,能否解释一下,对按单生产的模式的影响?

蔡颖:这可以从几个方面来谈。精益思想追求的是按单的拉式生产,但是,精益思想还有个重要的指标是均衡生产。如何在按单生产和均衡生产取得平衡,这是对精益生产的巨大挑战。多品种、小批量的按单生产是最精益的方式。可喜的是在实践上,本来用库存超市拉动的丰田公司已经在日本本土实现80%的按单生产。欧洲汽车厂也已经实现一车一单的精益模式。

具体运作上,对一些特殊的材料不能采用循环看板,可以采用一次性看板处理,把小批量缩减到更小的时间间隔。

按订单生产的方式,比如接收客户订制,到仓库提货,乃至运作管理的作业流程等等,往往被误导为不能采用连续流,或着是工作的均衡化,因为不同的客户的订单所涉及的工作内容波动很大. 但事实上,也可以应用连续流的道理,在这些按订单制造的过程里,获得很多的好处。主要的方法是应用先进先出(FIFO),并且严格的控制每一个步骤的产量。

与其按客户的订单不定期的安排生产,不如用一个标准时间间隔,来向上游工序发出订单,这个时间我们称之为单位制造时间(pitch)”。先找出按订单生产过程中的瓶颈工序,按照该工序的产能,将客户的订单分解为许多与单位制造时间相同的间段,因此,瓶颈的工序直接与单位制造时间挂钩。

经过这些改进,生产的流动会变得顺畅,因此,妨碍流动的这些异常问题很快的暴露出来,这有点象TOC的DBR(鼓-缓冲-绳),怪不的DBA计划也称按单生产的精益。

另一方面,MES与数字化工厂技术可以使工厂控制可视化,智能的优化调度、实时的监控设备状态。不过它并没有改变传统工厂的结构上的缺陷,特别是生产周期中有80%的非增值活动,也就是要消除的浪费。这样就可以大大缩短交货周期,如果交货提前期小于接单交期就可以从容实现按单生产了,使整个供应链系统更加柔性。所以,通过精益生产,消除一切浪费,优化单元布局流水线,实现拉式生产。这里牵涉到三种拉动处理方式:

(1)超市拉动(MTS)

(2)顺序拉动(MTO)

(3)广播同步拉动(APS)

超市拉动是保留一些成品库存,其目的是缓冲定单的波动,通过均衡柜来均衡拉动上游工序。顺序拉动是在两道工序之间设置一个顺序拉动,来取代超市。这意味着供应工序直接按订单生产。如果上游工序所需的生产时间够短,同时下游工序严格遵循“订货”的顺序流程时,这种方法就行得通。它们能够沿着管道从下游滚向上游工序来指示生产。那么广播同步拉动(MTO)就需要APS/MES信息技术来快速反应客户订单需求变化。前面已谈过。

APSS:这样看来是要组合起来,才能形成最佳的方案?

蔡颖:是啊!应该用系统的观点来思考分析,也就是要从整个供应链上要实现按单快速响应供应的运作模式,如对供应链产品设计就需要采用并行工程、协同设计、快速设计、PLM管理;在对供应链需求预测可以采用分级预测、总量预测、短期预测、滚动预测;在供应链协同计划方面可以才用延迟订制、时间管理;优化分销库存;在供应链协同采购方面信息共享、备货计划、精益补货计划;对供应链柔性生产实现柔性组织并行生产。

APSS:现在,工厂在实践这种复杂的系统有什么需求?,我们有什么较好的处理方法?

蔡颖:客户实践多体现在这几个方面:多品种小批量的按单生产模式,项目型制造模式,基于迭代性研发制造的动态流程控制,智能优化调度,柔性的精益生产标准化控制,多种模式的敏捷集团协同,基于管理会计的多种责任核算预算中心、ABC作业成本等。 解决这些问题应采用系统体系的方法,避免盲人摸象,切忌头痛医痛,脚痛医脚,我认为应从以下六个方面综合治理:

1 、端到端的敏捷供应链

2 、模块化研发

3 、高效优化的计划排程

4 、精益生产与数字化车间 ;

5 、六西格玛质量体系。

6 、ERP集成平台

APSS:现在面临移动互联网时代,对我们今天话题有何启示?

蔡颖:可以通过移动平台对接单处理与查询更加敏捷,对计划模式的变革,对安全库存的优化,对接单处理的承诺与履约流程改善,辅之精益生产,数字化工厂的长期的持续改善。再从组织,流程,绩效,IT支撑的全面咨询,规划,评估。结合德国西门子提出的工业4.0,美国GE提出工业互联网,日本丰田的TPS的优势,逐步实现中国精益工厂,精益供应链,精益柔性企业。

总之,制造战略的灵活性和培养战略适应性的能力尤其重要,制造企业要从战略的高度考虑长期的发展,而不是短期的超越竞争对手,狭隘地消减成本或增加灵活性。几种核心能力是必须具备的:按单快速设计PLM和ERP计算机集成能力,精益制造、APS、MES的快速优化能力和业务流程改善能力,最重要的是要有持续的学习能力和柔性应变能力。现在,在这个强调不断学习的时代中,许多制造商显然已经忘记了一个重要的利润法则:竞争优势最终来源于客户响应性与客户体验。

关于金蝶

金蝶国际集团总部位于中国深圳,始创于1993年,是香港联合交易所主板上市公司,股票代码0268。金蝶以“让业务行云流水”为使命,以“全球云管理领航者”为愿景,以“走正道、行王道”为核心价值观,为世界范围内超过400万家企业和政府组织提供管理软件及互联网产品服务。金蝶国际附属公司有专注于中国大陆企业管理软件和互联网服务市场的金蝶软件(中国)有限公司,专注于中间件业务的深圳市金蝶中间件有限公司,为医疗卫生机构及主管部门提供信息化整合解决方案服务的金蝶医疗卫生软件科技有限公司,以及专注于除中国大陆以外的亚太地区及海外市场的金蝶国际软件集团(香港)有限公司等。

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