【2020展望】APS導航推動業(yè)務變革，實現(xiàn)智能化競爭優(yōu)勢
面對著不斷增長的市場壓力，企業(yè)轉型數(shù)字化已上升到戰(zhàn)略層面，追求更高的智能制造水平，故許多公司不得不重新評估他們生產(chǎn)計劃職能的編制水平與執(zhí)行情況，并試圖尋找新的生產(chǎn)計劃排程工具來支持企業(yè)的決策過程，并為企業(yè)及時生成合適的優(yōu)化計劃排程指揮決策。
在企業(yè)界中，生產(chǎn)計劃和排程能力一直都是企業(yè)提高生產(chǎn)效率的重要環(huán)節(jié)之一。低效的計劃排程和不明確的目標往往會導致企業(yè)可變成本的大幅上揚。但需要強調(diào)的一點是，生產(chǎn)計劃與詳細日程計劃的產(chǎn)生方式一直在變化。
以往，由于標準的衡量成本的方法總是要求“最大化設備利用率”，因此，在制定生產(chǎn)計劃排程時，生產(chǎn)計劃排程人員的目標總是最大限度地利用現(xiàn)有的生產(chǎn)資源。但是，由于面臨著來自市場的強大壓力，現(xiàn)在企業(yè)的競爭優(yōu)勢已經(jīng)轉變?yōu)樵诟痰臅r間內(nèi)向客戶提供100%的優(yōu)質高交貨準確的服務。在這種情況下，生產(chǎn)計劃排程人員的目標也就從“最大化設備利用率”轉變?yōu)橥ㄟ^在正確的時間生產(chǎn)正確的產(chǎn)品和訂單來減少缺貨現(xiàn)象并保證訂單的準時發(fā)運，不僅如此，精益生產(chǎn)要求的快速流動性與快速響應交期，也使計劃排程人員平衡這些競爭力目標更為艱難。這就迫使需要對一些傳統(tǒng)的計劃排程技術如批次劃分規(guī)則、最小化準備時間規(guī)則等進行重新評估。
現(xiàn)在，制造商將不得不以更小的生產(chǎn)批量來應付不斷變化的需求，因此，那些能為計劃排程人員提供幫助的決策支持工具也獲得了越來越多的關注。
在許多工業(yè)領域，尤其是在那些中小型的訂單運作類型企業(yè)中，在過去實踐中經(jīng)歷了很多重大的變化。起初，許多中小企業(yè)是由那些擁有產(chǎn)品的核心技能的企業(yè)創(chuàng)始人所控制和經(jīng)營，但是，當這些創(chuàng)始人退休后或企業(yè)被更大的組織所兼并后，他們的位置被具有更多財務背景的職業(yè)經(jīng)理人所取代，這些職業(yè)經(jīng)理人在管理企業(yè)時面對所面臨的生產(chǎn)控制問題，努力想用他們所熟悉的工具如電子表格等來解決這些問題。但隨后這些經(jīng)理人就發(fā)現(xiàn)事實上電子表格根本不能解決他們公司所面臨著的復雜的生產(chǎn)問題。
生產(chǎn)計劃和排程是一個制定生產(chǎn)計劃的過程，在這個過程中根據(jù)企業(yè)所擁有的資源的實際能力把和產(chǎn)品相關的各個操作按照先后順序組織起來從而生成企業(yè)的生產(chǎn)計劃排程。企業(yè)所擁有的資源可以是機器設備、輔助裝置、模具、各種容器、管道系統(tǒng)、人員勞動力、物料庫存、倉儲區(qū)域、叉車、運輸卡車、工具及各種加工工藝順序或任何能夠約束生產(chǎn)過程的事物。
許多計劃排程系統(tǒng)都假定在生產(chǎn)產(chǎn)品時企業(yè)擁有充足的資源，能夠滿足客戶的所有生產(chǎn)需求，也就是說，企業(yè)的資源具有無限的生產(chǎn)能力。傳統(tǒng)的計劃排程系統(tǒng)接到訂單后，把這些訂單分解為各個零部件或組成部分，然后根據(jù)各零部件預計的生產(chǎn)周期（可能還要進行一些調(diào)整如等候時間等）計算何時對這個生產(chǎn)批量進行生產(chǎn)，如果在生產(chǎn)過程中還需要原材料的話還要考慮當前庫存水平的因素。
但是，在這個過程中，卻沒有把資源的真實生產(chǎn)能力考慮進去，在某一具體的生產(chǎn)階段中，沒有考慮資源是否已經(jīng)處于高負荷運轉狀態(tài)，在計算生產(chǎn)訂單和批量時使用的是同樣的生產(chǎn)周期。在計算訂單的生產(chǎn)時間時，在生產(chǎn)現(xiàn)場所需的物料也要求能夠被及時提供，確保生產(chǎn)能夠正常進行。如果在生產(chǎn)過程中某一道上游工序由于種種原因被延誤了，那么按原計劃定購物料就顯得太早了。如果在生產(chǎn)計劃排程時沒有考慮相應的資源是否處于瓶頸狀態(tài)，那么資源往往會處于超負荷工作狀態(tài)，資源的工單隊列將會更長，在生產(chǎn)過程中半成品的數(shù)量也會增加。在這種情況下，在生產(chǎn)過程中的每一道工序中產(chǎn)品都不得不在資源的工作隊列中等待，訂單不得不用更多的時間來走完整條工藝路線，原先所期望的生產(chǎn)周期將會變得不現(xiàn)實，訂單的發(fā)運也將延期。
使用APS計劃排產(chǎn)系統(tǒng)時，僅當資源處于可用狀態(tài)時相應的工序才會被排進去；生產(chǎn)中所需要的物料也僅當需要時才會被定購。
庫存水平不可思議地大幅下降，關鍵生產(chǎn)資源的使用情況更為合理，整個生產(chǎn)工作流的控制情況也更為理想。半成品的數(shù)量保持在一個比較穩(wěn)定的水平，產(chǎn)品的生產(chǎn)周期更易預測，訂單的交付日期也更為可靠。這樣在生產(chǎn)管理中就能夠花更少的時間用于過程跟蹤和充當救火隊員的角色，從而能夠集中精力從事每天生產(chǎn)訂單的平衡工作，經(jīng)常變化的客戶需求和企業(yè)的實際生產(chǎn)能力。
這是生產(chǎn)控制者的藝術，必須堅持不懈地在需求和能力之間努力地進行平衡。在需求這邊，新訂單的到來、訂單優(yōu)先級的改變或庫存訂單在需求預測日期之前上線都會導致工作流的變化。機器設備故障、操作員請假、出現(xiàn)廢品、返工、和額外的轉換時間等都會導致生產(chǎn)能力“泄漏”現(xiàn)象的產(chǎn)生，這時生產(chǎn)計劃人員可選的選項是增加生產(chǎn)能力，包括加班、外包、批量分割和避免瓶頸等。任何決策支持工具都必須能夠支持這類平衡任務。
從這幾個真實案例故事中，可以看到變革正在進行并逐漸顯現(xiàn)的其巨大價值。
傳統(tǒng)的汽車零配件行業(yè)，最先遭遇的雙向擠壓的挑戰(zhàn)，某一汽車零配件工廠（不愿透露）是專業(yè)進的剎車及底盤組件的設計和生產(chǎn)。擁有大約660名員工?，F(xiàn)在，他們開始更多的產(chǎn)品，包括車架、方向盤和懸掛系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)以及排氣系統(tǒng)等。但是，市場的特性意味著工廠不得不對客戶的需求，包括新組件的設計要求和現(xiàn)有組件的修改要求做出快速響應，滿足客戶對于訂單準確性和可靠交付的需求對于工廠來說是非常重要的。
目前，工廠需要更多的工藝路線和工序來滿足客戶的需求。傳統(tǒng)的用于加工的設備如轉床、磨床、碾床等已經(jīng)被復雜的切割、銑床、激光刻蝕和碾磨設備所取代。此外，對于某些工序的資源無法提供加工能力，如焊接等，工廠把這些工序外包給其它的一些企業(yè)進行加工，但熱處理工序在現(xiàn)場完成。
一般而言，每天會有十幾個新訂單，每個訂單將會有12個組件類型。生產(chǎn)批量的平均規(guī)模是10個，這就意味著每天將會有大約1000多個組件被添加到生產(chǎn)日程中。
工廠的生產(chǎn)計劃排程方式是傳統(tǒng)的精益現(xiàn)場可視化方法，使用一個帶有T牌的編排墻板。各個訂單、工序的優(yōu)先排列結果取決于每天上午的討論，這種排程控制方法可以被描述為“聽誰喊叫的聲音最大”。
“情況變得越來越嚴峻。墻板上幾乎插滿了紅色（延遲）的卡片，半成品不斷地增加，我們正在向我們的競爭對手們輸?shù)粑覀兊目蛻?。當我們向我們的顧客詢問原因時，我們意識到了我們必須要盡快解決我們不可靠的交貨時間問題。我們必須要克服我們的問題，但這些問題經(jīng)常被大量的庫存所掩蓋。我們在很多年前就提倡運用精益供應鏈與約束理論 ，并把這些理論介紹給了我們很多公司。我們于是開始尋找一個可配置的工具，這個工具應該是交互式的，能夠滿足精益供應鏈優(yōu)化的技術要求，減少我們的半成品數(shù)量，并使我們擺脫這種混亂的情況。”生產(chǎn)計劃部長這樣描述。
APS計劃排產(chǎn)系統(tǒng)上線后，生產(chǎn)計劃員每周一進行生產(chǎn)排程并識別出那些預計可能會發(fā)生延誤的訂單，這些訂單的完成時間離交貨日期很近或超過了訂單的交貨日期。隨后確定這些訂單的優(yōu)先級并生成相應的措施方案來解決潛在的問題。當這些完成之后，重新這些步驟并確認是否繼續(xù)需要重新排程。
通過使用APS計劃排程系統(tǒng)，工廠已經(jīng)從中獲利，訂單的準時交貨率則有了極大的改善。再也不需要進行額外的加班工作，而那塊計劃排程墻板則已經(jīng)被扔到了廢物箱中。現(xiàn)在，工廠已經(jīng)能對顧客的價格問詢做出快速反應并能把更多的精力投入到工程研發(fā)上去。正如計劃員所說的：“在使用系統(tǒng)之前，我們的計劃墻板上是一片紅色的海洋，我們正在輸?shù)粼絹碓蕉嗟臉I(yè)務給我們的競爭對手。現(xiàn)在我們重新奪回了控制權并擊敗我們的競爭對手。最可喜的是現(xiàn)在我們公司已經(jīng)能夠集中精力獲取利潤。
安全門定制行業(yè)也遇到前所未有的挑戰(zhàn)，多品牌多品種、小批量、多工廠，個性化定制，交期承諾苛刻，產(chǎn)能損失較大。領導品牌中國王力安防集團信息管理總部總監(jiān)任川說，“這些一定要改變，我們實現(xiàn)二級智能計劃排產(chǎn)，柔性產(chǎn)線與大規(guī)模定制”主要對需求管理，能力評估，供應鏈計劃與產(chǎn)線排產(chǎn)進行改變。
計劃模式為集團統(tǒng)一接單，然后把銷售需求在分配到產(chǎn)能有富裕的多家制造工廠，分單規(guī)則明確化，通過APS來負責快速分配工廠。在制造工廠，彌補ERP無限產(chǎn)能排產(chǎn)的缺陷，通過APS設置的排產(chǎn)規(guī)則及各項約束排產(chǎn)到具體機臺/產(chǎn)線。通過APS排產(chǎn)將產(chǎn)線的生產(chǎn)計劃時間節(jié)點經(jīng)由MES傳遞給智能制造車間各個控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)根據(jù)時間節(jié)點分解具體操作過程。
改變原模式，分單規(guī)則復雜，非結構化;分單需要逐條（2500條/日）處理，處理時間長，EXCEL手工處理，錯誤率高, 無法合理和整體評估產(chǎn)能。實現(xiàn)新模式現(xiàn)模式：科學分單規(guī)則、工廠指派規(guī)則標準化; 產(chǎn)能計劃優(yōu)化編制和評審；模具和設備約束，自動拆分訂單需求；訂單分類，正向逆向混合排產(chǎn)；產(chǎn)能預留數(shù)據(jù)分析，可以快速應對市場變化。
“在實施APS過程中，我們首先改善了整體端到端的計劃協(xié)調(diào)流程，對計劃排產(chǎn)過程中對40多個步驟微標準化活動。形成有產(chǎn)能約束的中心計劃,負荷均衡。2提升工作效率和準確率，每天手工分單4小時，到系統(tǒng)自動排單2分鐘；效率提高99.2%；分單準確率由原來的80%，到系統(tǒng)排單準確率98.75%(24000行中后續(xù)帶有調(diào)整標識的共計300多)。助力了集團的智能制造，采用輸送線、AGV、RGV、立體倉庫等智能物流設備串聯(lián)自動化設備，通過APS、MES、WMS、WCS實現(xiàn)生產(chǎn)、物流全過程自動化、數(shù)字化。”
王力集團信息管理總部總監(jiān)任川總結時，還分享了幾點感悟：1、排產(chǎn)經(jīng)驗到排產(chǎn)規(guī)則的轉換艱難。上APS不是系統(tǒng)替代人，而是管理思想與規(guī)則的固化。2、多思考、多討論、多驗證。有點算法思維3、分階段，有步驟的放手。避免期望過高，通過使用和功能迭代增加價值，最終達到期望點。4、計劃員是規(guī)則優(yōu)化師，只有不斷修正計劃模型，才能使排產(chǎn)更加智能。
“我們通常把工廠計劃管理說成APS，但實現(xiàn)王力集團的規(guī)劃的APS中，包含需求管理、交期管理、主計劃管理、工廠計劃管理。”王力集團信息管理總部總監(jiān)任川最后補充道。
當然，世界領先的格力集團更是率先變革迎接挑戰(zhàn)，外部行業(yè)競爭激烈，定單模式的變化，對定單的交付能力需求大大的提升。內(nèi)部正向精益生產(chǎn)和敏捷制造轉變，對工廠精智化要求越來越高。格力集團凌達壓縮機有限公司生產(chǎn)計劃部部長鐘興：“作為壓縮機行業(yè)龍頭企業(yè)格力集團旗下公司凌達壓縮機，緊抓制造強國戰(zhàn)略機遇，要實現(xiàn)智能制造還存在很多現(xiàn)實問題，APS系統(tǒng)相當于“地圖導航”，引導企業(yè)信息化革新，推動智能制造分步驟實施，為企業(yè)效益作貢獻。”
對自己公司的問題點，生產(chǎn)計劃部鐘部長毫不諱言，“計劃工具落后、數(shù)據(jù)精度低、溝通成本高、庫存占用大，業(yè)務系統(tǒng)多，工作效率低。訂單多樣化，業(yè)務流程復雜、基礎數(shù)據(jù)薄弱，操作不規(guī)范等”。對此凌達壓縮機公司管理層果斷地推動業(yè)務流程變革，利用APS這個強有力的工具使企業(yè)物料快速流動起來，以發(fā)運計劃為拉動點，改善PSI管理體系，從年度、月度、小日程等維度對制造、需求、庫存進行管理分析，考慮產(chǎn)能、庫存、材料，快速制定小日程計劃。改變了依靠經(jīng)驗能力排產(chǎn)，以建立庫存管理標準，定單合批標準，余量標準，產(chǎn)線選擇標準，產(chǎn)線能力標準，排產(chǎn)切換標準等規(guī)則進行科學的計劃排程，獲得了階段競爭優(yōu)勢，需求對應能力提升35%，制造成本消減30%，整體庫存減少25%，排產(chǎn)效率提升50%。
從以上面的幾非常好的例子中充分展示了在企業(yè)管理中企業(yè)是如何被迫重新評估傳統(tǒng)的經(jīng)營方式并進而在企業(yè)管理中運用新技術，盡管這些技術對于生產(chǎn)計劃制定人員來說是非常激進和根本性變革的，但是在競爭越來越激烈的今天，企業(yè)已經(jīng)越來越需要進行這種轉變?，F(xiàn)在目標已經(jīng)不再是最大化機器設備的利用率了，現(xiàn)在的關鍵是向顧客提供100%的服務水平，而這要求企業(yè)在合適的時間生產(chǎn)合適的產(chǎn)品和訂單，盡管這樣做甚至有可能導致機器設備的利用率比以前要低。
很明顯，對于任何公司，可變成本的控制情況對于公司的利潤獲取是非常重要的。庫存費用是可變成本中一個非參重要的組成部分，而在上述的案例中這顯示當采用智能資源約束排程之后，企業(yè)的庫存水平有了很大的下降，這是一個非常現(xiàn)實的利潤來源。
在現(xiàn)實中我們已經(jīng)看到市場的壓力一直在變化，不同的公司對此做出了不同的相應反應。計劃即變化，越是變化復雜，越需要靈活計劃導航系統(tǒng)。
APSS高級計劃與排程協(xié)會首席顧問蔡穎是這樣總結的，“不確定性導致涌現(xiàn)多個計劃，而多個預計計劃又會導致更多的不確定性。面對日益增長的復雜性，計劃必須自主適應決策，故我們必須從捕捉需求到供應匹配模式，從計劃運籌到價值采購，從動態(tài)排產(chǎn)運作到完美定單履約，均必須多頻率迭代與持續(xù)的連貫性一致性，且基于協(xié)調(diào)、規(guī)則、反饋的計劃來適應隨機變化”。
現(xiàn)在，當今企業(yè)所面臨的挑戰(zhàn)已經(jīng)是如何在服務中創(chuàng)造價值。什么是服務的價值呢？不好的服務會導致商業(yè)上的失敗，或者可能是失去在市場上進行產(chǎn)品差異化的能力，這種能力不是指在價格上的，而是指對顧客不斷變化的需求的快速反應能力。改變生產(chǎn)計劃排程的途徑所獲得的某些優(yōu)勢是非常明顯的，而另外一些優(yōu)勢，盡管對企業(yè)而言是同樣重要的，但是卻有可能是不能量化的，如何具體量化這些無形的價值是經(jīng)理們面臨著的一個挑戰(zhàn)。
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公眾號： 高效計劃與智能調(diào)度排程研究會
微信號： APS_Society
網(wǎng)站： www.itapss.cn
中國很多企業(yè)處于亞健康狀態(tài)，其特征是“三高”即高交期、高庫存、高成本。精益生產(chǎn)、MES、APS、供應鏈優(yōu)化是消除企業(yè)三高的良方，建立高效的計劃執(zhí)行體系，系統(tǒng)的實現(xiàn)卓越制造。
