構(gòu)建柔性的多品種小批量生產(chǎn)系統(tǒng)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上摘要：按需制造是所有制造企業(yè)的宗旨，而快速制造是區(qū)別于制造企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力的強(qiáng)弱;多品種小批量的柔性企業(yè)是衡量企業(yè)的應(yīng)變能力?！霸?1世紀(jì)的動(dòng)蕩環(huán)境中，企業(yè)對(duì)環(huán)境反應(yīng)的復(fù)雜性必須和環(huán)境的動(dòng)蕩性相互匹配”。戰(zhàn)略學(xué)家伊戈 安索夫教授在創(chuàng)建柔性企業(yè)一書的前言寫道。今天，在眾多領(lǐng)域的者所共同面臨的挑戰(zhàn)和困難是一二十年前所無(wú)法想象的，技術(shù)的發(fā)展瞬息萬(wàn)變，全球化的競(jìng)爭(zhēng)四處涌現(xiàn)，客戶的需求也上升到幾乎不容許你出錯(cuò)甚至苛刻的水平。要想在這樣的環(huán)境中取得成功，所以制造企業(yè)面臨的新挑戰(zhàn)是：隨著外部環(huán)境的不斷變化，生產(chǎn)管理的復(fù)雜度及規(guī)模性也發(fā)生了較大變化，必須能夠迅速響應(yīng)市場(chǎng)多樣化和不確定的需

2、求，多品種小批量的快速提供滿足顧客需求的產(chǎn)品。準(zhǔn)時(shí)、保質(zhì)、保量和以最小化的成本制造滿足顧客需求的個(gè)性化的產(chǎn)品成為生產(chǎn)管理的目標(biāo)。但是在技能人員有限、設(shè)備緊張等資源瓶頸，物料瓶頸供應(yīng)約束下，使得很多難以適應(yīng)，企業(yè)經(jīng)營(yíng)似乎愈來(lái)愈艱難。按需制造是所有制造企業(yè)的宗旨，而快速制造是區(qū)別于制造企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力的強(qiáng)弱;多品種小批量的柔性企業(yè)是衡量企業(yè)的應(yīng)變能力，為實(shí)現(xiàn)按需生產(chǎn)，我們必需快速，柔性制造來(lái)反應(yīng)客戶的及時(shí)的多變的需求。一、 多品種小批量生產(chǎn)的特點(diǎn)1、 多品種并行。由于很多企業(yè)的產(chǎn)品是針對(duì)客戶配置，不同的產(chǎn)品有不同的需求，企業(yè)的資源置身于多個(gè)品種之中。2、 資源共享。生產(chǎn)過(guò)程中的每個(gè)任務(wù)都需要資源，而在

3、實(shí)際過(guò)程中能夠使用的資源卻非常有限。例如，在生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常遇到設(shè)備沖突的問(wèn)題，就是由于項(xiàng)目資源共享所造成的。因此，必須對(duì)有限資源進(jìn)行適當(dāng)調(diào)配才能滿足項(xiàng)目需求。3、 定單結(jié)果和生產(chǎn)周期的不確定性。由于顧客的需求具有不穩(wěn)定性，計(jì)劃明確的節(jié)點(diǎn)與人、機(jī)、料、法、環(huán)等的齊套周期不一致等，生產(chǎn)的周期往往具有不確定性，周期不足的項(xiàng)目需要占用更多的資源，加大了生產(chǎn)控制的難度。4、 物料需求變化多變，導(dǎo)致采購(gòu)延遲嚴(yán)重。由于訂單的插單或更改，外加工和采購(gòu)難以反應(yīng)訂單交貨時(shí)間。由于小批量和單一貨源導(dǎo)致供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)極大。二、多品種小批量生產(chǎn)的難點(diǎn)1、動(dòng)態(tài)工藝路徑規(guī)劃與虛擬單元線的部署：緊急插單、設(shè)備故障，瓶頸漂移。2、瓶

4、頸的識(shí)別與漂移：生產(chǎn)之前與生產(chǎn)過(guò)程中3、多層次瓶頸：裝配線瓶頸，零件的虛擬線的瓶頸，如何協(xié)調(diào)耦合。4、 緩沖大?。阂捶e壓，要么抗干擾性差。生產(chǎn)批量、轉(zhuǎn)移批量等5、生產(chǎn)排程：不能僅考慮瓶頸，也要考慮非瓶頸資源的影響。三、多品種小批量的按單生產(chǎn)生產(chǎn)環(huán)境的主要流程1、接單評(píng)審，看看這個(gè)訂單能否按客戶的要求日期交付，如果不能交付，是什么瓶頸影響交付?如果不行，那什么時(shí)候可以交付?如果這個(gè)訂單的優(yōu)先級(jí)高，是否可以交付?如果插單，可能有個(gè)模擬過(guò)程。2、對(duì)非標(biāo)的零件進(jìn)行設(shè)計(jì),采購(gòu)，生產(chǎn)。對(duì)重用件或標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行選擇或采購(gòu)生產(chǎn)。構(gòu)建客戶需要的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和工藝。3、對(duì)一些提前期長(zhǎng)零件的預(yù)測(cè)計(jì)劃的按單沖消，對(duì)提前期短

5、的(小于接單提前期)立刻計(jì)劃。最好是具有約束的物料計(jì)劃和約束的能力的預(yù)排程。4、對(duì)定單池的里所有定單進(jìn)行規(guī)則優(yōu)化排程，以達(dá)到服務(wù)最大化(交貨期優(yōu)先)5、跟蹤與執(zhí)行交付，這里可以采用批量執(zhí)行，也可以采用精益節(jié)拍執(zhí)行。監(jiān)控可以采用可視化定單甘特圖，也可采用緩沖滲透比例圖等。四、 傳統(tǒng)的的計(jì)劃模式MRP遇到巨大挑戰(zhàn)傳統(tǒng)的MPS主生產(chǎn)計(jì)劃和MRP物料需求計(jì)劃的方式,已佷難適應(yīng)按需生產(chǎn)環(huán)境, 很多企業(yè)正在轉(zhuǎn)向按需生產(chǎn)環(huán)境. 按需生產(chǎn)的最大的挑戰(zhàn)是模擬計(jì)算CTP可以承諾的交貨期、準(zhǔn)時(shí)交貨和應(yīng)對(duì)不確定的插單等變化。不僅需要訂單需求直接進(jìn)入有限約束優(yōu)化的計(jì)劃排程的物料和能力系統(tǒng)，還要和供應(yīng)商互動(dòng)供應(yīng)信息?；?/p>

6、無(wú)限約束的、提前期預(yù)定的MPS/MRP很難適應(yīng)面向訂單的多品種小批量的生產(chǎn)模式，在實(shí)踐中，我們不能因?yàn)橹袊?guó)企業(yè)基礎(chǔ)管理薄弱或國(guó)外、國(guó)內(nèi)的權(quán)威專家的早期言論而對(duì)傳統(tǒng)的MPS/MRP缺陷熟視無(wú)睹，MRP理論大致具有如下10大缺陷：1. BOM的模型缺陷，實(shí)際上是工序使用物料和機(jī)器、模具、人力等2. 提前期應(yīng)是排程成的結(jié)果，不是簡(jiǎn)單固定的或和批量有關(guān)。3. 它是假設(shè)資源(機(jī)器、人員、物料)無(wú)限的計(jì)劃排程，是不可行的計(jì)劃排程，企業(yè)必須要使用有限約束排程。4. MPS/MRP/RCCP/CRP計(jì)劃層次之間是順序的手工閉環(huán)，難以適應(yīng)多品種小批量的變化。5. 不能處理優(yōu)先級(jí)等工廠規(guī)則的插單排程。不能模擬分析

7、(插單、故障、缺料等)6. 資源不能可視化的監(jiān)控和調(diào)度7. 管理人員不能交互運(yùn)作，調(diào)整的效果顯示不直觀和實(shí)時(shí)，必須重新運(yùn)行計(jì)劃才能反映出來(lái)。8. 沒(méi)有基于規(guī)則優(yōu)化(如交貨期、最短加工時(shí)間)9. 不能計(jì)算CTP合理的交期(考慮物料、能力、模具、人員等)10. 計(jì)劃均不準(zhǔn)確，何來(lái)準(zhǔn)時(shí)供料JIT/JIS現(xiàn)實(shí)中的生產(chǎn)計(jì)劃必須考慮而MRP計(jì)劃難以解決如下問(wèn)題：1， 相互沖突的生產(chǎn)計(jì)劃排程的目標(biāo)-滿足客戶交貨期與生產(chǎn)成本之間的矛盾-產(chǎn)能最大化與浪費(fèi)最小化之間的矛盾-庫(kù)存成本最小化與客戶需求的矛盾-批量采購(gòu)與庫(kù)存最小化之間的矛盾2， 復(fù)雜多約束的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)-復(fù)雜的工藝路徑對(duì)各種設(shè)備的特殊需求各不相同-有限的生

8、產(chǎn)設(shè)備，物料，庫(kù)存，人員的約束-小批量多品種的生產(chǎn)模式-的多品種節(jié)拍混排模式3， 動(dòng)態(tài)變動(dòng)的生產(chǎn)環(huán)境-臨時(shí)訂單改變，緊急插單的需求-產(chǎn)品流程變化，新產(chǎn)品研制流程的不確定性-機(jī)器設(shè)備故障檢修，員工生病請(qǐng)假等五、 多品種小批量生產(chǎn)模式的企業(yè)實(shí)踐中遇到的問(wèn)題分析制造企業(yè)遇到的常見問(wèn)題如下：-多品種少批量的生產(chǎn)，混合排產(chǎn)難度大-無(wú)法如期交貨，太多“救火式”加班-訂單需要太多的跟催-生產(chǎn)優(yōu)先順序頻繁改變，原定計(jì)劃無(wú)法執(zhí)行-庫(kù)存不斷增加，卻常常缺關(guān)鍵物料-生產(chǎn)周期太長(zhǎng)，提前期無(wú)限膨脹-生產(chǎn)部門往往成為市場(chǎng)表現(xiàn)不佳的替罪羊APSS協(xié)會(huì)對(duì)企業(yè)咨詢和診斷各個(gè)部門具體的困惑：銷售部門： 面對(duì)的主要問(wèn)題是如何更好的

9、管理預(yù)測(cè);如何得到合理的交期;如何提高交貨績(jī)效;如何全局的跟蹤訂單的狀態(tài)。工程部門：面對(duì)的主要問(wèn)題是如何更好、更準(zhǔn)的配置客戶化的BOM;如何更快的轉(zhuǎn)化E-BOM到ERP的生產(chǎn)BOM;如何跟有效的控制ECN。生產(chǎn)計(jì)劃部門：面對(duì)的主要問(wèn)題是保證交貨期和物料短缺及資源瓶頸之間的沖突;資源瓶頸與物料瓶頸優(yōu)化排程;插單變更的處理。采購(gòu)部門：主要問(wèn)題是物料延遲、缺料;供應(yīng)商的管理;MRP計(jì)劃不準(zhǔn)。倉(cāng)庫(kù)部門:主要問(wèn)題是ERP系統(tǒng)的庫(kù)存業(yè)務(wù)與實(shí)物不統(tǒng)一;物料配套預(yù)警;如何提高庫(kù)存的周轉(zhuǎn)率。車間部門：精益改善面對(duì)的主要問(wèn)題是交貨期的價(jià)值流分析與改善;標(biāo)準(zhǔn)化;可視化;設(shè)備布局與庫(kù)存的布局優(yōu)化。一般企業(yè)需要主要解決

10、的問(wèn)題：1，CTP和及時(shí)交貨控制2，APS高級(jí)計(jì)劃與排程優(yōu)化瓶頸、快速排程3，物料計(jì)劃與物料控制4，車間跟蹤管理與精益現(xiàn)場(chǎng)改善5，制造策略部分轉(zhuǎn)向按單裝配ATO模式6，業(yè)務(wù)流程沒(méi)有正規(guī)化、及時(shí)更新和定期回顧六、 構(gòu)建柔性的生產(chǎn)系統(tǒng)需要建立柔性的多品種小批量的信息化系統(tǒng)，具有高效敏捷的生產(chǎn)與物料計(jì)劃、有效的物料控制、車間精益執(zhí)行，有推式轉(zhuǎn)向拉式生產(chǎn)、精細(xì)的成本管理、集成追蹤產(chǎn)品生命周期(從設(shè)計(jì)，制造，到售后)。具體實(shí)現(xiàn)1. CTP功能,模擬計(jì)算交貨期.2.訂單可以設(shè)置優(yōu)先級(jí),且可以進(jìn)行模擬插單分析;3.計(jì)劃穿透性,從采購(gòu)的延遲或缺料等異常情況,可以反查到哪個(gè)銷售單.4.支持訂單成本,也就是先進(jìn)先

11、出FIFO. 5.按單計(jì)劃和復(fù)雜的按單配置等APS高效敏捷的生產(chǎn)與物料計(jì)劃解決方案：1, 需求預(yù)測(cè)與S&OP2， 模擬計(jì)算合理的CTP3, 高級(jí)約束生產(chǎn)計(jì)劃與物料計(jì)劃4, 詳細(xì)約束車間排程(與計(jì)劃相互關(guān)聯(lián))5, 多種可視化甘特圖(人機(jī)交互,定義顏色查詢提前或延期)6, 快速反應(yīng)重排7, 使用基于規(guī)則或優(yōu)化算法來(lái)計(jì)劃排程8, 反復(fù)模擬what if通過(guò)APS高級(jí)計(jì)劃排程，滿足資源約束，均衡生產(chǎn)過(guò)程中各種生產(chǎn)資源;在不同的生產(chǎn)瓶頸階段給出最優(yōu)的生產(chǎn)排程計(jì)劃;實(shí)現(xiàn)快速排程并對(duì)需求變化做出快速反應(yīng)。1，訂單評(píng)估：交貨期問(wèn)題2，AP高級(jí)計(jì)劃：生產(chǎn)任務(wù)下達(dá)問(wèn)題;生產(chǎn)任務(wù)成組問(wèn)題與工藝路徑的規(guī)劃。工

12、藝路徑的規(guī)劃：盡量少而簡(jiǎn)單的物理移動(dòng)，把生產(chǎn)設(shè)備在邏輯上動(dòng)態(tài)的組織成高效率的虛擬的生產(chǎn)線。工藝路徑的規(guī)劃的規(guī)則：工廠的布局;設(shè)備的產(chǎn)能;生產(chǎn)任務(wù)狀況;利用價(jià)值流(浪費(fèi)最小化)，通過(guò)APS的仿真來(lái)模擬規(guī)劃的生產(chǎn)能力、物流效率等KPI。3，AS高級(jí)排程APS的運(yùn)作控制：識(shí)別瓶頸、瓶頸優(yōu)化排程、緩沖設(shè)置與管理、生產(chǎn)節(jié)拍的控制。4，APS/MES的模擬仿真的實(shí)時(shí)監(jiān)控：監(jiān)控績(jī)效指標(biāo)：在制品水平、訂單完成情況、待加工產(chǎn)品的等待時(shí)間、設(shè)備的負(fù)荷、設(shè)備的利用率、產(chǎn)品的生產(chǎn)周期等。APS具體縮短交貨周期的具體方法：1，通過(guò)有限能力自動(dòng)設(shè)定生產(chǎn)排程到秒和分鐘的動(dòng)態(tài)提前期，改變無(wú)限能力的固定提前期為天的生產(chǎn)排程?？?/p>

13、以有效的縮短生產(chǎn)交貨期。2，通過(guò)分割制造訂單，縮短制造提前期。3，通過(guò)分割工作使其分派到別的資源上，可以縮短制造提前期。4，通過(guò)工序的接續(xù)方法，縮小批量，使各工序的工作重疊分派，由此，縮短了制造提前期，5，通過(guò)設(shè)定前準(zhǔn)備和后準(zhǔn)備時(shí)間的連接點(diǎn)，來(lái)縮短制造提前期。6，通過(guò)有效的作業(yè)人員的排程，來(lái)提高生產(chǎn)力，來(lái)縮短制造提前期。7，通過(guò)對(duì)瓶頸中心的優(yōu)化排程，前工序向后推分配，將后工序前推分配。提高生產(chǎn)力，來(lái)縮短制造提前期。8，通過(guò)先進(jìn)的數(shù)學(xué)約束優(yōu)化算法，來(lái)優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程，縮短了制造提前期。柔性的精益生產(chǎn)解決方案：對(duì)工廠重新布局，設(shè)計(jì)具有流動(dòng)拉式節(jié)拍的單元制造系統(tǒng)和互動(dòng)的供應(yīng)商聯(lián)盟，最小化制造提前期，以適

14、應(yīng)快速響應(yīng)客戶需求。如：(1)單元(細(xì)胞)生產(chǎn)方式。布局靈活，距離短,人員少，團(tuán)隊(duì)精神,工作豐富.靈活多變，象細(xì)胞一樣，可以復(fù)制，移動(dòng)。 (2)一個(gè)流的節(jié)拍生產(chǎn)方式。象溪流一樣，有節(jié)奏持續(xù)流向市場(chǎng)的海洋，大大減少了中間庫(kù)存，和移動(dòng)時(shí)間。(1) 設(shè)備柔性布局一筆畫整體工廠布置：將機(jī)群式布局改為流程式布局，采用U字形生產(chǎn)線，將長(zhǎng)屋形變?yōu)榇笸ㄤ佇?，將單?dú)隔離生產(chǎn)線改為生產(chǎn)線集中布置?？紤]設(shè)備布局的三不原則：設(shè)備不永久固定;設(shè)備不依附其他設(shè)施布置;設(shè)備不單獨(dú)隔離布置;設(shè)備小型化;設(shè)備流動(dòng)化;設(shè)備柔性化;設(shè)備作業(yè)切換快;設(shè)備自働化;設(shè)備入口出口一致;設(shè)備的操作界面有利于人體操作;設(shè)備的無(wú)附加價(jià)值動(dòng)作或行

15、程盡量減少;U形生產(chǎn)線布置：能夠按需求量的變化增減作業(yè)人員;入口與出口由同一作業(yè)員來(lái)操作，控制節(jié)拍、控制標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量;質(zhì)量檢驗(yàn)與控制可以考慮多種生產(chǎn)線來(lái)應(yīng)對(duì)不同需求，如專用生產(chǎn)線：生產(chǎn)數(shù)量多的產(chǎn)品，可以大幅度減少換模次數(shù)。通用生產(chǎn)線：生產(chǎn)數(shù)量不定的產(chǎn)品。成組生產(chǎn)線：不同產(chǎn)品，工序類似，形成多品種小批量流動(dòng)生產(chǎn)。(2) 物流線路規(guī)劃優(yōu)化準(zhǔn)時(shí)化物流：以客戶為中心，準(zhǔn)時(shí)節(jié)拍，準(zhǔn)確，快速，降低成本、提高效率。1，小批量、多頻次。2，等間隔時(shí)間供貨;3，運(yùn)輸車輛高積載率。4，縮短作業(yè)循環(huán)時(shí)間;5，車輛安全行駛6，運(yùn)輸車輛規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)化，包裝箱規(guī)格統(tǒng)一化雖然，精益生產(chǎn)看板拉式技術(shù)比MRP的推式技術(shù)具有很大的優(yōu)勢(shì)，

16、但是，我們也不能忽視傳統(tǒng)的手工看板的10大局限性,看板模式正在轉(zhuǎn)向利用現(xiàn)代的通信技術(shù)如電子看板、動(dòng)態(tài)電子看板來(lái)快速柔性的應(yīng)對(duì)變化。傳統(tǒng)的手工看板拉式技術(shù)的10大局限：1,看板必須以均衡生產(chǎn)為前提，零件必須是可以重復(fù)使用的2,看板以持有基礎(chǔ)庫(kù)存為前提，不是零庫(kù)存3,手工看板隨物品移動(dòng)，必須手工回收4,如混流品種多，看板就會(huì)在現(xiàn)場(chǎng)存有大量庫(kù)存5,看板信息不透明,不能遠(yuǎn)距離共享6,看板卡容易磨損、丟失、損壞7,手工看板設(shè)置，無(wú)法動(dòng)態(tài)模擬計(jì)算看板張數(shù)8,手工看板無(wú)法跟蹤詳細(xì)的工序序列號(hào)的質(zhì)量追蹤數(shù)據(jù)9,手工看板無(wú)法與ERP的財(cái)務(wù)成本數(shù)據(jù)集成10,看板難以適應(yīng)多生產(chǎn)策略環(huán)境,尤其是多品種、小批量,按單設(shè)

17、計(jì)，項(xiàng)目制造等模式精益生產(chǎn)具體縮短交貨周期的具體方法：通過(guò)交貨過(guò)程的價(jià)值流分析，消滅其中的非增值的活動(dòng)(一般占80%以上)即浪費(fèi)。利用利特爾法則(提前期=存貨數(shù)量*生產(chǎn)節(jié)拍)為精益生產(chǎn)的改善方向指明了道路。1，通過(guò)搬運(yùn)距離短，壓縮轉(zhuǎn)移批量2，通過(guò)改變?yōu)閱卧魉a(chǎn)布局，創(chuàng)建各個(gè)工序的能力均衡和連續(xù)生產(chǎn)。3，通過(guò)看板讓物料節(jié)拍流動(dòng)起來(lái)，是原料、在制品、成品減少，并讓生產(chǎn)順序一致。4，通過(guò)把內(nèi)準(zhǔn)備變?yōu)橥鉁?zhǔn)備，消除浪費(fèi)，來(lái)縮短制造提前期。5，通過(guò)快速換模SMED，減少準(zhǔn)備時(shí)間，并能混合生產(chǎn)。七、PLM產(chǎn)品解決方案因多品種小批量的產(chǎn)品生命周期較短，品種繁多，必須有一個(gè)集成的產(chǎn)品平臺(tái)來(lái)管理，采用精益研發(fā)

18、，并行設(shè)計(jì)愈研發(fā)，加強(qiáng)橫向設(shè)計(jì)管理及工藝，進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，公用零件組件設(shè)計(jì)與加工設(shè)計(jì)。把工程管理納入PLM系統(tǒng)進(jìn)行管控，直接在系統(tǒng)中進(jìn)行項(xiàng)目跟進(jìn)，通過(guò)項(xiàng)目自動(dòng)提醒功能，提醒任務(wù)負(fù)責(zé)人按時(shí)啟動(dòng)、完成項(xiàng)目任務(wù)，輸出產(chǎn)品技術(shù)文檔。通過(guò)項(xiàng)目報(bào)表方便快速的統(tǒng)計(jì)各項(xiàng)目執(zhí)行情況，以及工程師工作負(fù)荷情況，為研發(fā)績(jī)效考核提供有力的數(shù)據(jù)依據(jù)。將所有產(chǎn)品技術(shù)資料電子檔在PLM系統(tǒng)存放，通過(guò)電子工作流進(jìn)行審核、歸檔、發(fā)布，建立企業(yè)電子資料室。建立產(chǎn)品圖紙與物料的相互關(guān)聯(lián)，同一份資料在系統(tǒng)中保存一份，確保資料的唯一性，資料更改后所有使用到該資料的地方都能看到最新版本，通過(guò)工藝管理，完善BOM層級(jí)關(guān)系，為ERP的順利運(yùn)行提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)保證。PLM產(chǎn)品生命周期管理具體方法：1，配置管理CTO：產(chǎn)品配置模型管理，參數(shù)智能快速配置解算2， 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及零部件管理：BOM表維護(hù)、物料的認(rèn)證、物料的標(biāo)準(zhǔn)化、物料的代替、借用、物料重用率的考核，產(chǎn)品版本的管理、產(chǎn)品技術(shù)資料完整性檢查。3， 工藝的管理：工藝路線的制作、設(shè)計(jì)BOM與制造BOM的轉(zhuǎn)換、工裝模具的配套4， 設(shè)計(jì)變更管理：變更的申請(qǐng)、做變更的評(píng)估、做變更的執(zhí)行5，文檔圖紙管理：控制文檔的版本、控制操作人的權(quán)限、查看文檔的狀態(tài)6，研發(fā)流程管理：建立滿足業(yè)務(wù)需要的工作流程、監(jiān)督工作流的執(zhí)行、查看工作流的歷史7、 ERP