制造执行(MES)如何解决不确定性

我们都喜欢在一个确定性的环境下进行工作。或者处理自己的事务,但事实上很多时候都不能如自己所愿,各种突发情况或者扰动时间,总是会打扰之前的计划,尤其是会影响我们既定目标的达成。制造过程是一个非常复杂的环境,想要追求一成不变的稳定生产,其实是困难的。因此基于这个话题,来开展一下自己思维的推导过程,做一个初步分析吧。


     (1)制造执行不确定性的一些表象
        我们对于制造执行所开展的准备工作或者制造执行的支撑条件,包括人机料法环测等,其实都是固定的,在期量标准上也都是很明确的。但实际执行的时候,就会发现这些期量标准,有时候我们很难维持,比如人员的缺勤,比如机器设备的故障,比如物料的不到位,比如公式的不准确,比如能源发生的问题,比如测量发现质量异常等,更别提,制造执行的输入,比如说订单、工艺等可能都在发生变化。这些还都是看得见的实物,就是当你做事的时候发现这个不到位,那个缺失,总之,工作不能够正常开展,或者工作不能够按计划开展。但制造执行过程当中还有很多看不见的信息,也会使得人们疲于奔命,结果就是仍然不能够正常开展工作。


     (2)化解不确定问题的三个基本思路
         第1个思路就是从源头上杜绝问题的发生。这个虽然很难做到,但是也应该来尝试一下的。比如很多企业做计划的时候,采取n+1或者n+3等方式,其实就是说生产计划在特定时间内是保持固定的,相当于暂时不响应订单的变化。比如很多企业仍然会采取一定的库存,尤其是供应件,其目的也是为了隔绝问题的变化。
        第2个思路就是将问题发生的影响范围进行控制。比如很多企业在进行产品装配的时候,如果有部分物料不到位,其实并不是不生产,而是仍然跳过这个无聊进行生产,这个当然和产品的设计及其工艺都是有关系的。比如当作业执行,没有按照计划,精确开始和结束的时候,通过设定一定的容忍度,来决定是否调整,在容忍度之下的就可以保持原方案继续执行。
        第3个思路就是进行快速的响应调整。这个就是通过实时的服务化的动态调度,来对智造执行过程当中的各种变化进行实时的调整。其实这种调整对于企业来说也是可以接受的,因为基本上只有在很短时间内的调整那些会实际的发生,在计算量上面来说其实并不复杂,而对于后面相当长时间内的计划,其实之前已经做了,但因为还没有执行,其实无所谓的。

    (3)目前常见的四种应对方式
       第1种运作方式就类似于当前的手工模式,其核心是只看眼前不看长远。就如同之间的调度人员在进行排查的时候,基本上只能排当天的,或者短期几天之内的计划,先执行完了再说,当下一步需要执行的时候,再来拍板决定。这种方式可以称之为反应式。
        第2种方式可以成为极端式,其核心是通过极端的变化来包容并蓄任何低烈度的变化,类似于降维打击。比如目前国外顶级汽车制造厂都在探索,将传统的流水式生产线转变成一个工位的方式来进行组织生产,在柔性和效率之间可以快速的来回切换,或者找到某种平衡。
        第3种方式是目前采取的主流方式,就是兼顾近期与长远。通过长期的预测来制定计划,但对于短期内的变化,进行及时有效的快速响应,兼顾时间维度上的一种平衡。其实目前MRO和MES相结合的方式,就是典型的体现,虽然目前MRP,在能力平衡上面,还做不到很好,但相当于也是做了某种平衡预测,再进行精细化的执行。
        第4种方式是一种自组织的方式,与前面的三种中央集中控方式相比,强调通过自组织,自协调来应对各种变化,也是一种计算的分布式方式。目前正在发展的多智能体,开展调度技术,其实就是这个味道。

         上面说的只是一些提纲,并没有展开论述,想到哪就说到哪儿了吧,仅供参考

作者信息:王爱民,北京理工大学数字化制造研究所所长,长期从事MES、APS等技术研究、系统开发与实施应用。


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