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工厂复杂度、智能制造和APS

 阿明哥哥资料区 2019-09-08
由于科技的巨大进步,人们对产品的需求在不断变化,通常现在把需求描述为品种、小批量和定制化
其实,人们对产品需求的变化,对生产管理产生了极大的影响。这个影响的程度,可以用工厂管理的复杂度来衡量

一、工厂管理的复杂度

工厂管理的复杂度,一般可以用三个维度来衡量:
第一,物料种类
工厂的本质是物料的流动,那么物料种类的多少,自然可以衡量工厂的复杂度的一个维度。
流程类制造的物料相对简单,一般是几十种或几百种就比较复杂了。但是离散类的就不同,如一个一个亿左右的电子类工厂,其物料编号往往在6000-8000之间。而一个2个亿左右的锻造类企业,大约也有3000-4000个物料编号。
第二,工序步
工厂的本质是物料的流动,而物料流动是经过工序加工而流动。自然,一个工厂工序种类的多少,一个产品的工序步的长短,也是可以衡量工厂复杂度的一个维度。
一般类型,电子类的工厂相对简单,如SMT、DIP、组装、测试和老化、包装等等。而机械类的工序就相对会复杂,如铸造、粗加工、精加工、喷涂、部装、总装、调试和老化、包装等等。
工序步较长的,往往是半导体芯片相关的制造,比如晶圆制造、PCB、IC基板载片等等,工序步会在100步以上,而且往往是工艺布局(无法实现产品布局)。
第三,资源数量
工厂的本质是物料流动,物料流动是经过工序加工推动,而工序加工需要资源的消耗。注:这个三者的关系,其实在卡普兰的《管理会计》上有非常好的定义,这个也是ABC(作业成本法)和ABM(作业成本管理)的核心思想。

工厂资源(设备、模具、夹具、人员等)的多少,自然可以衡量工厂复杂度的一个维度。比如太阳能硅片的生产企业,其长晶设备可能有3000-5000台,如何对那么多的设备进行排程,肯定是需要足够好的系统。又比如,有300-500台的机加工设备,如何实现“换刀”、“换型”最少是一个大麻烦。有比如,有500台注塑机和3000副模具,如何实现“换机”、“换模”、“换料”、“换色”的最少,同样是个非常麻烦的事情。

第四,物料/工序步/资源数量三个要素的组合

除上述三个独立因素以外,现实场景中,往往是三个独立因素的组合,这样更加增加了复杂度。

二、订单及供应链维度的复杂度

多品种、小批量和定制化,其实是隐含了一下多种清理:

1,产品层面,是产品的生命周期变短,产品复杂度增加

2,订单层面,是碎片化.订单品种变多、订单单品种数量变小,而且定制化的订单变多。

3、供应链层面:需求周期变短、需求量变动大、消费周期变短。供应商层面,协同要求更高、牛鞭效应也更加明显。

三、生产运作目标和智能制造

由于订单(供应链)复杂度增加,叠加工厂的复杂度,致使生产运作管理难度的大幅度增加。很难实现,既要交付好(准交+短交、不缺货+快补货),又要产出高(瓶颈资源充分利用)、还有成本低(库存周转率高、人均效率高等)等目标,从而迫使人们需要采用信息化(数字化)对生产运作管理进行赋能,以实现理想的运作目标。更加重要的是,有ICT技术的发展,同时由于成本的大幅度的下降,使得工厂有足够的预算实现。

但是,就目前推动智能制造而言,仅仅从信息化角度,似乎还没有对生产交付产生革命性的影响,其理由如下:
工厂正在使用常见的信息系统,一般为PLM、CRM、ERP、SRM、MES、WMS、QMS。
PLM是管理图纸和BOM、CRM管理商机和订单、ERP一般是MRP和物料的管理、MES一般是管理工单执行(或有机联网)、WMS是管理物料出入库(主要是出、入、合批、拆批等)及质量管理系统。这些系统已经从分散到了集成,而且很多的企业也做成了非常“好看”的系统:如中央集中控制室,大屏幕等等。但是,真的深入了解,可以发现两个核心问题:
第一,居然没有跑MRP,或是外挂一个软件运算,或是Excel运算。
第二,生产计划和排程,居然还是ERP导出生产订单+Excel+人海战术。
众所周知,智能制造肯定有两个最显著的特征:数据的系统自动流转和整体优化。
显然,至少“ERP导出生产订单+Excel+人海战术”绝不会是智能制造。

四、APS高级计划和排程

从《工厂物理学》第一定律-里特定律WIP=TH*CT可知:
TH,是产出率,是基于资源产出维度指标,是工厂的核心竞争力
CT,是加工周期,是基于客户交付维度指标,是工厂的核心竞争力
但是,产出与交付从来都是矛盾体:

图1 交付与产出冲突示意图

如何化解以上冲突,成为同步实现“交付好”、“产出高”、“成本低”的关键。

未完待续--------

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