多品种、小批量的生产计划和控制

说明:
5月20日在潍坊,受山东中润信息技术有限公司要求,做了《多品种、小批量、定制化敏捷交付解决方案》的主体演讲,受到了80多位到场学员的一致好评,至今还学员索取资料,询问相关问题。在准备讲稿的过程中,对多品种、小批量的特征及解决方案,有了进一步的深刻体会,特记录和分享。

一、多品种、小批量的业务场景

多品种、小批量是当今制造模式的新常态,只要不是大众物资、大众产品,面向出口的OEM、面向整机厂的零件配套、设备和定制设备、测试及工程类设备等,均是小批量、多品种的场景。
但是,多品种、小批量也需要做细分定义:

【1】定制化的多品种、小批量场景

自动化流水线、立体库、面向特殊场景的测试、制造设备,基本属于定制化的场景。
定制化场景的特征是,定制件的比例高、订单的重复性非常少。往往是每次定制的方式均不同。

【2】季节性重复的多品种、小批量场景

服装、鞋帽等行业,一般是春、夏、秋、冬的重复,每一类产品的基本用料还是处于一定的范围内,变化是款式(结构、用料、颜色、配件等)的不同。
年度、季节的重复是其典型特征。

【3】高重复性的多品种、小批量场景

在乐清考察断路器等电气行业时,发现订单也比较零散,量大的2000个,量小的50-80个,中位数月在300-500之间。
但是,断路器行业的产品寿命周期非常长,最长的有30年未变化的标准结构,而且主要零件的基本结构、用料均为变化,外观尺寸的变化也比较小。

二、多品种、小批量场景的挑战

【1】复杂性

多品种、小批量的业务场景,往往面临订单碎、物料多、工序杂、设备多的问题,对生产过程管理带来料极大的干扰。

【2】变动性

订单变更多、插单多是常见的业务常态。现在已经没有了不插单的多品种、小批量场景。
委外、采购件的变动性大,不能准时交付、交付的质量异常表多、交付的数量同步性也比较差。

【3】冲突

生产过程往往面临准时交付与高效产出的冲突,期望是做到交付好且还需要产出高,有十分强烈的小批量准时交付与大批量高效生产的矛盾。
生产过程还存在小批量采购和委外的成本控制,与供应商要求的批量供给的矛盾。供应商期望设置较高的经济批量,而采购方希望是单件、灵活采购。生产过程中,车间作业过程希望少换模而喜欢集批生产,则会增加制造周期,但是生产计划部分希望是单件流,实现快速交付。存在成本和交付的矛盾。三、设计思路
【1】需求拉动

多品种、小批量的业务场景,其需求一般为MTS备库式、MTO订单式(较多),需要实现或库存拉动、或交期拉动实现物料和产能的配置。

库存拉动、交期拉动之间需要同步,实现均衡的、整体的、同步的拉动。

【2】高可得性物料控制

(1)实现净需求的MRP计算,实现小订单批量的合并优化。

(2)长周期物料,实现较高频率的预测性采购。即预算成品或半成品的需求,实现零件或材料的预先备库。

(3)通用物料,通过物料的通用和专用分析,并对通用物料的X、Y、Z的需求特征分析,采用可得性采购(PTA)方式实现高流动性。

(4)订单物料,采用与备库库存水位、订单交期同步的优先序,实现订单物料的动态跟踪、跟催。

【3】高柔性的产能控制

(1)根据订单和库存水平的优先序投料

(2)根据生产订单的齐套投料

(3)控制投料量,实现常量在制品生产

(4)关键工序和关键资源排程并控制负荷,避免超负荷

(5)集中转运,控制物料有序转移

四、解决方案【1】组织和控制机制优化

(1)组织集成

优化生产计划、物料采购和仓库的组织配置,变多头领导为集中领导,归属生产最高负责人统一领导。

(2)机制集成每周一次周交付例会、每日一次生产任务调度会,确保生产任务异常的及时响应。(3)计划集成计划集成分为两个环节:第一,计划层级集成主计划、物料需求计划、进料计划和作业计划的集成,实时根据异常进行T+N的调整。第二,BOM分级计划集成成品生产任务、半成品生产任务、委外任务、采购任务、即时库存生产过程的集成,实现一键排程。

2】信息系统建设

(1)预算较低时,也必须做好ERP系统。
ERP系统建设和使用时,必须对BOM、库存、单据、MRP信息有效控制,实现标准价的ERP赋能。(2)超级MRP多品种、小批量的业务场景,尤其是在定制化的场景时,由于BOM的多次下达、用料和用量变更比较多,需要定制MRP,实现对订单变动、设计变更、批量合并的批量的优化。——合适的场景下,还可以建设MES、APS、WMS等相关系统,实现信息系统的赋能,简化Excel的手工作业。

【3】生产计划和控制方法优化

需要对生产计划和控制方法进行优化:
(1)精益生产可以对工厂、车间、产线和机台进行布局优化,尽量实现Cell化生产,减少排程难度。(2)齐套控制采用“齐套下”、“齐套追”、“齐套投”的方法,预先控制物料的齐套性,实现工序齐套、生产订单齐套和订单齐套控制。需要指出的是,新产品往往会有比较多的异常,需要做更好的控制。(3)动态控料第一,将订单优先序与生产任务、委外订单、采购订单的优先序实现同步,实现生产过程单一优先序。第二,对订单物料实现与销售订单优先序同步的跟催,督促采购员和供应商按照销售订单的优先顺序同步到料。第三,动态库存管理。针对备库式的共用料,实现库存可用量与需求量同步调整的跟随式的动态目标管理。实现不呆料、不断料。(4)控制投料第一,顺序投料按照生产任务的优先序投料,不得提前投料。
第二,齐套投料工序作业任务、生产任务必须是齐套投料,不齐套不得投料。第三,工序合并在黑、红、黄、绿、兰优先顺序内的工序任务允许合并,否则不允许合批,确保顺序投料。第四,总量控制实时监控车间的投料量,确保车间按照顺序、低在制品流动。实时监控关键产能资源的投料量,有效控制负荷。第五,重点序排程实时识别关键工序、关键资源的负荷并对关键设备进行排程。
排程可以采用最早交期规则倒排,并实时监控关键资源的负荷量。当负荷超载时,采用委外、加班、延迟交期方式降低负荷。(5)控制转移及时要求和控制工序报工,实现“关键序”+“工单报工”+“日报工”结合的 报工机制。关键序报工,识别关键序,设置报工点。工单报工,即当工单完工时,必须进行报工。日报工,关键序在每日必须报工一次,将未完工的工序任务,进行数量的报工。通过关键序的报工,实现专职转运人员的配送。可以中间库储存后配送工位,也可以直接实现序-序的转移。(6)可视化编制生产任务跟踪表,实时监控生产订单的完工进度。
编制销售订单完工进度表,实现对销售订单承诺交期的实时监控。编制主计划表,呈现成品别的生产计划的进度和计划。编制物料展望表,实施监控欠料状态编制关键设备的计划OEE、实际OEE,监控关键资源的产出。

五、结语

生产计划和控制是生产运作的核心,生产计划和控制的方法论是非常重要的基础。只有掌握科学的生产计划和控制的方法论,才可以事倍功半。
科学的生产计划和控制,需要信息系统赋能,Excel和手工无法满足未来VUCA场景的多品种、小批量的业务模式。生产计划和控制的方法论、信息系统需要专业的生产计划和控制的相关人员来掌握和管理作业,且需要一个协同化的组织结构来保障。好方法、好系统和好职员,还需要一个科学的机制来协同和保证,从而实现持续改善。