裝備制造行業(yè)現(xiàn)狀
裝備制造業(yè)在生產(chǎn)管理上的主要特點(diǎn)是：離散為主、流程為輔、裝配為重點(diǎn)。裝備制造業(yè)的基本加工過程是把原材料分割，大部分屬于多種原材料平行加工，逐一經(jīng)過車、銑、刨、磨或鈑金成型，電子組裝，測試等加工工藝，成為零件，然后組裝制成為產(chǎn)品的裝配式復(fù)雜多步驟生產(chǎn)。生產(chǎn)管理特點(diǎn)如下：
生產(chǎn)方式：專用設(shè)備生產(chǎn)以按訂單生產(chǎn)為主，按訂單設(shè)計(jì)、按訂單裝配和按庫存生產(chǎn)為輔;通用設(shè)備生產(chǎn)以按訂單生產(chǎn)和按庫存生產(chǎn)相結(jié)合，按訂單設(shè)計(jì)、按訂單裝配為輔。
生產(chǎn)批量：根據(jù)機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)批量的不同，可分為單件小批量生產(chǎn)，多品種、中小批量生產(chǎn)和大量流水生產(chǎn)3種類型。傳統(tǒng)上裝配車間多屬于中小批量生產(chǎn)類型，零部件生產(chǎn)車間則多屬于多品種中小批量生產(chǎn)類型或大批量生產(chǎn)類型。
產(chǎn)品配置復(fù)雜，BOM層次多，邊設(shè)計(jì)邊生產(chǎn)，且首件生產(chǎn)周期長，工過程藝變更對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃影響較大。制造工藝復(fù)雜，加工工藝路線具有很大的不確定性，一種零部件或產(chǎn)品可以有多種工藝并存，生產(chǎn)過程所需機(jī)器設(shè)備和工裝夾具種類繁多。
訂單多數(shù)按項(xiàng)目型接單制造方式，整個(gè)生產(chǎn)運(yùn)營過程，按項(xiàng)目號(hào)、產(chǎn)品型號(hào)、零部件進(jìn)行單件跟蹤和成套控制。
生產(chǎn)計(jì)劃：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造工藝復(fù)雜，產(chǎn)品中各部件制造周期長短不一和產(chǎn)品加工工藝路線的不確定性，造成管理對(duì)象動(dòng)態(tài)多變，因此為了保證產(chǎn)品成套、按期交貨，又要盡可能減少在制品積壓，導(dǎo)致生產(chǎn)物資管理工作十分復(fù)雜，需要從每一產(chǎn)品的交貨期倒推，周密安排各部件、零件、毛坯的投入/產(chǎn)出數(shù)量和時(shí)間;生產(chǎn)計(jì)劃的制訂與車間任務(wù)工作繁重，影響生產(chǎn)過程的不確定因素多，導(dǎo)致制訂生產(chǎn)、采購計(jì)劃困難。
產(chǎn)品零部件加工采用自制和委外加工結(jié)合模式，中間部分工序由于工藝特性需要委外加工，甚至需要出口委外，委外周期長。
機(jī)械制造業(yè)企業(yè)由于主要是離散加工，產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率很大程度依賴于工人的技術(shù)水平，而自動(dòng)化程度主要在單元級(jí)，例如數(shù)控機(jī)床、柔性制造系統(tǒng)等。
Ø產(chǎn)品中各部件制造周期長短不一和產(chǎn)品加工工藝路線的復(fù)雜性造成在制品管理不易。
排程業(yè)務(wù)需求難點(diǎn)
某子公司主要有三個(gè)不同車間：“A車間-C車間-F車間”。A車間負(fù)責(zé)中間品A和中間品B的加工和中間件的組裝，有全自動(dòng)的智能化加工線和手工線，生長周期在1周左右。C車間主要生產(chǎn)中間品C的零部件生產(chǎn)、多次加工與組裝，生長周期在1個(gè)月左右。F車間按照客戶訂單完成最終成品的組裝，生產(chǎn)周期短，制定3日計(jì)劃。因此，排程需要考慮部分特殊的工藝和車間的聯(lián)動(dòng)計(jì)劃，具體需求如下：
多版本工藝路線：需要支持產(chǎn)品存在多條不同的工藝路線生產(chǎn)。
產(chǎn)線/機(jī)臺(tái)負(fù)荷均衡：綜合考慮各產(chǎn)線之間的負(fù)載平衡生產(chǎn)，工序有多個(gè)候選機(jī)臺(tái)時(shí)，保證機(jī)臺(tái)加工負(fù)載均衡；提高設(shè)備利用率。
物料齊套約束：除了自制件，還需要考慮外購物料是否齊套對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃的影響約束。
部裝和總裝車間協(xié)同排產(chǎn)：中間品加工、部件組裝、成品組裝屬于不同的車間，排程周期不一樣，排程時(shí)需考慮按照總裝的計(jì)劃倒推出部裝的計(jì)劃，同時(shí)當(dāng)部裝的計(jì)劃調(diào)整時(shí)，需考慮調(diào)整對(duì)總裝的計(jì)劃影響。
工序拆分和批量委外加工生產(chǎn)：訂單成品和中間件，需要拆分成單件進(jìn)行生產(chǎn)跟蹤；部分工序需要委外生產(chǎn)，需要集齊N件之后批量委外生產(chǎn)。
產(chǎn)品組合（混流）生產(chǎn)：不同種類的中間品C在瓶頸工序一次可加工數(shù)量不一樣，需要根據(jù)訂單產(chǎn)品組合生產(chǎn)。
爐資源選擇條件：如中間品C在退火工序使用退火爐，需根據(jù)產(chǎn)品種類選擇退火爐設(shè)備，且加工數(shù)量不一樣，要求同時(shí)開始同時(shí)結(jié)束。
工序緩沖時(shí)間：很多工序是離散工位，需要考慮工序之間的銜接等待緩沖時(shí)間。
自動(dòng)一鍵排程：將計(jì)劃員的經(jīng)驗(yàn)和排程邏輯固化到系統(tǒng)排程約束規(guī)則后，計(jì)劃的制定能一鍵智能排產(chǎn)，自動(dòng)排程響應(yīng)計(jì)劃調(diào)整。
響應(yīng)各類生產(chǎn)異常：設(shè)備停機(jī)、維修、保養(yǎng)；生產(chǎn)延期、缺料、緊急插單都會(huì)影響訂單的生產(chǎn)，在出現(xiàn)異常的情況應(yīng)該保持之前已下發(fā)鎖定的訂單生產(chǎn)順序的不變，快速響應(yīng)異常調(diào)整計(jì)劃。
滾動(dòng)排程：計(jì)劃需要考慮生產(chǎn)執(zhí)行情況，滾動(dòng)排程，形成閉環(huán)計(jì)劃。
APS解決方案
針對(duì)該企業(yè)的生產(chǎn)計(jì)劃排程需求，APS（高級(jí)計(jì)劃排程系統(tǒng)）設(shè)計(jì)并提供了對(duì)應(yīng)的解決方案：
1.排程整體流程設(shè)計(jì)
業(yè)務(wù)流程描述:
工藝管理系統(tǒng)將APS系統(tǒng)所需的工藝BOM數(shù)據(jù)傳入APS。
ERP系統(tǒng)根據(jù)訂單管理分解出相關(guān)的需求訂單，檢查物料齊套后，將訂單數(shù)據(jù)和物料預(yù)計(jì)齊套時(shí)間傳入APS。
APS系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)提供的訂單、工藝數(shù)據(jù)，考慮工藝、產(chǎn)能、訂單、產(chǎn)品等多方面的約束條件，生成相應(yīng)的可執(zhí)行的工序級(jí)計(jì)劃。
計(jì)劃員對(duì)排程結(jié)果進(jìn)行評(píng)估，若計(jì)劃NG則往上溝通反饋，乃至計(jì)劃確認(rèn)。根據(jù)計(jì)劃反饋確認(rèn)委外情況、是否延期或通過其他方式完成。
根據(jù)計(jì)劃下達(dá)周期鎖定N天計(jì)劃并下達(dá)工位作業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃到MES系統(tǒng)。
MES根據(jù)現(xiàn)場的執(zhí)行情況，對(duì)計(jì)劃的執(zhí)行以及影響計(jì)劃的異常進(jìn)行反饋進(jìn)入APS，APS對(duì)相應(yīng)的需求訂單、設(shè)備計(jì)劃進(jìn)行滾動(dòng)排程，生產(chǎn)新的生產(chǎn)計(jì)劃重新發(fā)布。
2.系統(tǒng)建模與排程結(jié)果
APS針對(duì)各個(gè)工序的資源設(shè)備產(chǎn)能約束和排程期望進(jìn)行系統(tǒng)建模，分工序通過了業(yè)務(wù)的邏輯建模與功能驗(yàn)證，用真實(shí)的數(shù)據(jù)各車間單工序滾動(dòng)驗(yàn)證，然后進(jìn)行三個(gè)車間的串聯(lián)，確保計(jì)劃實(shí)際指導(dǎo)生產(chǎn)。
1)多版本工藝路線：APS支持多條工藝路徑的建模方式，如下某中間部件存在自動(dòng)化生產(chǎn)線和手動(dòng)加工線兩種不同的工藝路線。
2)產(chǎn)線設(shè)備加工負(fù)載均衡：APS系統(tǒng)設(shè)置多個(gè)計(jì)劃方案和資源評(píng)估參數(shù)，確保設(shè)備線體加工負(fù)載均衡。
3)物料齊套約束：APS在排程前，和ERP系統(tǒng)集成，動(dòng)態(tài)獲取物料齊套檢查后的物料預(yù)計(jì)齊套時(shí)間，作為訂單可以開始排程的最早開始時(shí)間約束，確保訂單生產(chǎn)不會(huì)出現(xiàn)缺料的情況。
4)總裝部裝計(jì)劃協(xié)同：APS支持總裝和部裝的多級(jí)計(jì)劃協(xié)同，通過總裝計(jì)劃拉動(dòng)部裝的計(jì)劃進(jìn)行逆向排程。
考慮到部裝和總裝的父子約束關(guān)系，APS支持父子訂單約束關(guān)系，確保子訂單完成后，父訂單才可以開工。
5)產(chǎn)品組合生產(chǎn)和爐資源選擇：需要考慮產(chǎn)品類型，APS可以設(shè)置資源有效條件進(jìn)行約束控制建模，確保對(duì)應(yīng)種類的產(chǎn)品在相應(yīng)的資源上生產(chǎn)且符合對(duì)應(yīng)產(chǎn)能節(jié)拍和可生產(chǎn)數(shù)量，且同進(jìn)同出。
6)訂單的拆分批量和委外：APS滿足在工序模板設(shè)置拆分批量，進(jìn)行訂單的拆分和批量生產(chǎn)?？芍С纸⑽赓Y源管理，進(jìn)行中間工序委外加工管控。如下，其他工序訂單單件拆分，調(diào)質(zhì)工序按照4個(gè)為批量進(jìn)行委外生產(chǎn)，前后工序的銜接等待：APS可支持工序的前后緩沖時(shí)間的設(shè)置。
8)生產(chǎn)異常反饋：在計(jì)劃完成后，如出現(xiàn)生產(chǎn)異?；蛘哂唵巫兏豢紤]生產(chǎn)執(zhí)行情況；在APS系統(tǒng)錄入生產(chǎn)實(shí)績和異常反饋，APS支持一鍵排程，響應(yīng)計(jì)劃的調(diào)整。
應(yīng)用效果
1.APS系統(tǒng)通過與其他系統(tǒng)的集成，獲取生產(chǎn)訂單和工藝約束，進(jìn)行基于有限產(chǎn)能和設(shè)備的一鍵排產(chǎn)，改變現(xiàn)有通過EXCEL手工排程模式，提高計(jì)劃員制定計(jì)劃的效率，解決生產(chǎn)計(jì)劃和實(shí)際生產(chǎn)環(huán)節(jié)脫節(jié)的問題，提高價(jià)值鏈增值效率
2.通過梳理計(jì)劃員的經(jīng)驗(yàn)，建立和優(yōu)化排程規(guī)則固化到系統(tǒng)，并考慮更精細(xì)化的約束，排程到具體工位，實(shí)現(xiàn)精益生產(chǎn)和均衡生產(chǎn)，提高了設(shè)備利用率，使的生產(chǎn)過程的管控和物料的管控更加透明化。
3.通過部裝和總裝的多車間協(xié)同計(jì)劃，以客戶需求為中心，建立企業(yè)統(tǒng)一的計(jì)劃體系。以計(jì)劃體系為紐帶，全面協(xié)調(diào)銷售、采購、生產(chǎn)、委外加工、庫存和發(fā)運(yùn)的關(guān)鍵管理流程，實(shí)現(xiàn)整機(jī)裝配計(jì)劃于零部件加工計(jì)劃的有效銜接，實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部各環(huán)節(jié)的業(yè)務(wù)協(xié)同，以最快的速度響應(yīng)客戶需求，縮短交貨期，提高交貨準(zhǔn)時(shí)率。
4.對(duì)于裝備制造行業(yè)工藝替代頻繁的特點(diǎn)，提供了多工藝路線解決方案，方便企業(yè)管理人員在車間排產(chǎn)時(shí)進(jìn)行靈活決策。
5.通過精細(xì)工序級(jí)的物料計(jì)劃，指導(dǎo)物料的配送，通過物料配套檢查的齊套時(shí)間約束排程，確保生產(chǎn)計(jì)劃考慮物料齊套問題，解決機(jī)械產(chǎn)品物料復(fù)雜，物料缺料待產(chǎn)頻繁的難題。減少因?yàn)槿绷系葐栴}造成訂單的延期，同時(shí)也降低了中間工序待料時(shí)間，縮短整體制造周期。
