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[關鍵詞] 工程機械;生產計劃;toc約束;能力平衡;生產排程
1 工程機械行業的現狀
中國工程機械行業經過幾十年的努力已經具有相當的規模,積累了大量的技術和經驗。隨著世界經濟一體化的形成,由于中國潛在的巨大市場和豐富的勞動力資源,國外的技術、資金、產品大量涌入中國,中國工程機械企業面臨前所未有的國內外激烈的競爭局面。競爭要求企業產品更新換代快、產品質量高、價格低、交貨及時、服務好。而這些市場競爭的特性又與企業管理的模式、管理方法、管理手段、組織結構、業務流程密切相關。如何縮短差距,提升管理水平,進一步提升中國工程機械企業的競爭力,成為擺在中國工程機械行業面前的重要課題。
企業研發、生產、供應鏈、營銷、服務和財務管理等活動,構成了一個企業管理活動的價值鏈。在計劃、組織、領導、控制四大管理職能之中,計劃職能是管理的首要職能, 生產計劃則是企業計劃管理中的重點,因為生產計劃管理可以創造出企業最優的生產力。但是,由于行業不同,生產計劃具有明顯的行業特性。比如,制藥、薄膜、化工企業的生產管理模式與工程機械企業就有巨大差異。工程機械企業的生產模式是典型的離散制造模式,其生產計劃具有明顯的行業特性。
工程機械企業的離散制造模式的特點是:產品品種多,僅徐工集團重型有限公司一個企業就有近200種產品;生產批量小,每批訂單1~40臺不等;產品復雜,一個產品的零部件有3 000多件;生產周期長,大型設備單臺套生產周期長達半年甚至一年;工藝復雜,包括磨、切、鉆、銑、焊接、噴砂、油漆、裝配等多道工藝處理;組織生產難度大,既有自己組織生產,又有大量采購,還有很多外協加工。自己加工生產時,各分(子)公司下設若干個生產分廠,生產流程布局、工位劃分、工作中心的合理設置,都是生產計劃的關鍵因素。再加上上千家供應商、幾百家外協廠,內外生產節拍的銜接,對于計劃管理都是巨大挑戰。
面對如此復雜的離散制造管理,在純人工管理條件下,生產計劃的管理模式落后,成本計算不準確,信息分散、不及時、不準確、不共享,業務流程不合理,業務流程的管理和控制不規范,隨意性大,缺乏標準化、規范化、制度化、程序化、數據化的管理,管理的優劣因人而異,當企業發展到一定的規模時,上述特點使生產管理非常困難,生產計劃與控制根本無法有效指導生產。
2 工程機械行業生產計劃管理特點和現狀
工程機械行業的生產計劃是生產管理活動的中樞,是生產系統運行管理最基本的日常工作,正確與有效的生產計劃管理是提高生產有效性與經濟性的根本保證。對生產進行計劃管理是企業實現內部科學、系統、有效管理最重要的環節,對降低制造成本起著關鍵作用,是企業實現精益生產的基礎。
工程機械行業經常無法準時交貨,更多的交貨期滿足都是依賴庫存出貨,企業往往開足馬力拼命生產備足庫存,訂單波動、產能不均、計劃失控成為很多工廠的頑疾,計劃形同虛設;但客戶的計劃常常變更,即便庫存很高,也常常無法滿足客戶需要,太多的緊急出貨,常常缺料;產序失調,招致人、機、設備、物料配合不佳,質量無法保證,退貨量太高,太多的跟催,太多訂單無法整批出貨……經常不能如期交貨,最終客戶流失,企業損失慘重,其根本原因是計劃管理沒有完全到位。
現行生產計劃管理中存在諸多問題,很多企業的生產計劃是一個靜態的、分散的、不連續的、按臺套的計劃,不能進行合理的通用件合并,缺乏科學的計劃政策、批量政策、儲備政策、提前期等生產計劃參數。由于計劃方式落后,造成很多企業的生產周期長,庫存在制品儲備高,流動資金占用大,不能準時交貨,多數企業執行月計劃,滾動計劃,計劃較粗,上下工序缺乏精確的銜接,由于在制品、庫存、物料定額數據不及時,不準確,計劃的準確性差;由于計劃管理不周,造成生產不均衡,零件成套率差,不能按時交貨,生產調度工作量大,天天搶缺件,這些是大多數工程機械企業普遍存在的問題。
考察了很多工程機械制造企業,發現一個有趣的現象,不論企業上erp還是沒上erp,車間里、裝配線上、加工線上的作業計劃、生產過程的調度和管理仍然是在用最初最原始的那種老方式——多數時候是人的經驗,有時候是感覺在起作用,加上少量的以excel為工具的報表運算,雖老雖笨但是有效。erp功能再強、管得再寬似乎也管不到這里。結果,表面風風火火的erp與企業最關鍵的運轉過程發生了斷層,從這個斷層衍生出來的一大堆問題成為眾家erp難解之死結。最關鍵的是,企業生產調度是對企業最底層的生產資源——人員、設備、場地、配送等,按照它們的能力進行合理安排。但是上層的erp無論干什么事情都不去考慮這些資源和它們的能力,或者假設生產能力無限,或者按照一個人為定義的瓶頸資源進行簡單四則計算,這種簡單計算很難滿足工程機械制造企業生產計劃管理的要求。
3工程機械企業生產計劃模型
針對工程機械行業生產計劃管理的特點,企業必須考慮在保證滿足銷售需求的情況下,生產計劃如何均衡;如何和供應商計劃協同;如何快速變更計劃;如何提高存貨周轉率;如何和配送方協同,既能降低整個供應鏈的庫存,又能在正確的時間內,配送方把物料按指定的數量送到指定的地方,生產訂單量大,為現場報工帶來困難,進而影響計劃的準確性和成本核算的準確性,這個問題如何解決。
這一連串的疑問對erp系統生產計劃提出挑戰,erp系統很難完全滿足這種計劃模式,解決這些難題,必須開發符合自己實際情況的“插件”。所謂的插件,就是從erp系統取數,處理完畢,寫回erp系統的“增強功能”。這些增強功能不會變更erp系統核心邏輯,也不會影響系統標準產品的升級,只有這樣才能把這一連串的疑問逐個解決。
3.1 工程機械行業生產計劃管理系統
以徐工集團生產計劃為例,徐工集團設置了3層計劃體系,分別是銷售滾動計劃,主生產計劃(mps)和物料需求計劃(mrp)。銷售滾動計劃主要指導長期采購件計劃,主生產計劃主要指導零配件加工和總裝計劃,而mrp計劃主要指導供應商送貨計劃(如圖1所示)。
3.1.1 銷售滾動計劃
工程機械行業必須建立滾動銷售計劃的模式,主要包括兩方面事情:一方面,要設置合理的滾動銷售計劃的時間跨度,考慮到部件采購提前期和總裝提前期,設置不同的時間跨度,比如當前一個月的計劃要細分到周,后面兩個月的計劃,可以明確到月;另一方面,要定義合理的滾動計劃的對象,比如在當前的一個月內,計劃對象必須是具體型號的車,而后面的兩個月可以明確到車型,從而實現基于車型的滾動預測。
3.1.2主生產計劃模式
銷售部門做完滾動銷售計劃后,總裝工廠得到銷售部門的計劃。但該計劃不一定是可以落地的計劃,生產部門通過toc平衡交貨期以及工廠生產能力和配套廠能力,做到工廠生產均衡,并對銷售滾動計劃進行能力模擬,物料可用確認等,最終把滾動銷售計劃中的周計劃變成可以執行的到天的計劃(如圖2所示)。
3.1.3toc運算邏輯應用
約束理論 (theory of constraints,簡稱toc),是以色列物理學家高德拉特(eliyahum goldratt)于20世紀80年代中期在其最優生產技術(optimized production technology , opt)基礎上創立和發展起來的。進入90年代,goldratt 又在toc基礎上發展出用來邏輯化、系統化解決問題的“思維過程”(thinking process, tp)工具。因此,toc既是面向產銷率的管理理念,又是一系列的管理工具。 約束理論體系可以用圖3表述。
toc的核心理念是指任何系統至少存在著一個約束,否則它就可能有無限的產出。因此,要提高一個系統 (任何企業或組織均可視為一個系統)的產出,必須要打破系統的約束。任何系統可以想象成由一連串的環所構成,環與環相扣,這個系統的強度就取決于其最弱的一環,而不是其最強的一環。同理,也可以將企業或機構視為一條鏈條,每一個部門是這個鏈條其中的一環。如果想達成預期的目標,我們必須從最弱的一環,也就是從瓶頸(或約束)的一環下手,才可得到顯著的改善。換句話說,如果這個約束決定一個企業或組織達成目標的速率,則必須從克服該約束著手,這樣能在短時間內顯著地提高系統的產出。
工程機械行業運用toc,是由于toc有一套思考的方法和持續改善的程序,稱為五大核心步驟。這五大核心步驟是:
(1)找出系統中存在哪些約束。
(2)尋找突破這些約束的辦法。
(3)使企業的所有其他活動服從于第二步中提出的各種措施。
(4)具體實施第二步中提出的措施,使第一步中找出的約束環節不再是企業的約束。
(5)回到步驟1,別讓惰性成為約束,持續不斷地改善。
工程機械企業運用toc理論,就是運用opt的9條生產作業計劃制訂原則,即:
(1)不要平衡生產能力,而要平衡物流。opt認為生產能力的平衡實際是做不到的,必須在市場波動這個前提下追求物流平衡。所謂物流平衡就是使各個工序都與瓶頸環節同步,以求生產周期最短、在制品最少。
(2)非瓶頸資源的利用水平不是由自身潛力所決定,而是由系統的約束來決定。所謂約束即瓶頸(也稱瓶頸資源),是指實際生產能力小于或等于生產負荷的資源。這一類資源限制了整個企業產出的數量,其余的資源則為非瓶頸資源。
(3)資源的利用(utilization)和“活力” (activation)不是一碼事。“利用”是指資源應該利用的程度,“活力”是指資源能夠利用的程度;“利用”注重的是有效性,而“活力”注重的則是可行性。
(4)瓶頸損失1小時,相當于整個系統損失1小時。
(5)非瓶頸上節約開1小時,無實際意義,只是造成了相關設備的閑置,不能提高產銷率。因為瓶頸制約著產銷率。
(6)瓶頸制約了系統的產銷率和庫存。產銷率是單位時間內生產出來并銷售出去的量,即通過銷售活動獲取金錢的速度;生產出來而賣不掉的產品,只能是庫存。
(7)轉運批量可以不等于1,而且在大多數情況下不應該等于加工批量。opt把在制品庫存分為兩種不同的批量形式,即轉運批量(指工序間運送一批零件的數量)和加工批量(指經過一次調整準備所加工的同種零件的數量)。
(8)加工批量不是固定的,應該是隨時間而變化。
(9)優先權只能根據系統的約束來設定,提前期是作業計劃的結果(不是預先設定的)。
toc運用到工程機械企業生產計劃時運算邏輯如圖4所示。
從圖4可以看出工程機械企業必須先進行能力配套,再進行物料配套,這樣才能真正提高存貨周轉率。瓶頸計劃是控制供應鏈生產節奏的關鍵,就像是音樂會的指揮。要提高存貨周轉率,那么瓶頸后不允許留取庫存,留取庫存就是降低存貨周轉率。瓶頸前必須有庫存,但必須控制量,過大也降低存貨周轉率。那么非瓶頸計劃要完全服從瓶頸計劃,要服從指揮。
工程機械企業的erp計劃只能通過mrp來解決物料齊套性,因而必須在mrp運行之前,先進行能力齊套約束檢查,從而保證計劃的可執行性,這對于任何一家工程機械生產企業來講,都是非常重要的。
3.1.4物料需求計劃(mrp)
主生產計劃確認后,系統將會對主計劃運行mrp,系統根據整機部件的采購提前期,自動生成供應商的預測交貨計劃(forecast delivery schedule),該預測交貨計劃可以是滾動的,從而用以指導供應商的生產及配送計劃。而基于erp系統,可以實現對交貨計劃的每天更新,確保供應商適時了解總裝廠的主計劃變化情況(如圖5所示)。
3.1.5工程機械行業生產主計劃運行模式
工程機械生產主計劃的來源有兩方面:一方面是銷售中心根據經銷商反饋,制訂滾動的銷售計劃:一方面是銷售中心的緊急插單或進出口公司的銷售訂單,生產主計劃的準確與否,直接影響到采購計劃的準確程度,即配套供應商能否均衡生產。同時,主計劃不同時段計劃的對象不一樣,離當前時間越近,計劃的對象越具體,反之,計劃的對象往往是機型。
生產主計劃經過產銷協同確認后,mrp根據材料明細清單,考慮庫存、已訂貨、在途物料,對主計劃內容進行計算。此時,erp系統將一個滾動的送貨日程表給配送單位,送貨日程表是一個用于指導配送方計劃預測的依據。送貨日程表的時間可以是前細后粗,即前面明確到天,后面明確到周或月的格式。
根據生產累計提前期,生產主部門把主計劃轉為生產順序計劃(即上面的計劃行),明確了生產線的上線順序。
生產順序控制系統 (sequence controlling system, 簡稱scs),根據生產線的上線順序,考慮到生產線的生產節拍和配送物料的配送節拍,生成jit配送指令。在jit配送指令中,可以明確送貨時間到分鐘,它的主要作用是用于指導配送執行。
配送方根據配送指令送貨,總裝廠按配送指令收貨,減少收貨的動作,加快收貨處理的時間。
根據配送指令的收貨明細,可以形成供應商的開票明細,供應商根據開票明細,進行開票,形成應付賬款。
在生產執行時,對生產進行報工,系統自動確認相關的人工和機器成本,與產品成本核算關聯。
整機生產完以后,憑erp系統中的發貨單,將產品發運給經銷商,erp系統自動結轉銷售成本,財務根據發貨單,進行銷售開票,確認應收賬款。
3.2 生產排程
有了能力平衡,有了按照toc理論計算出的科學合理的生產計劃,應該很好了吧?其實不然,對于指導具體生產來說,這還是差得很遠。現在我們以一個假想例子來說明。
erp系統計算出了一套生產作業計劃,即為所有生產資源安排工作的作業計劃。現在,由一個有經驗的車間老調度員來判斷這個erp計劃系統是否可以用的,他將如何做?
首先,他會逐一檢查每個工序的時間安排,看它們之間的次序和邏輯關系是否符合企業生產工藝的邏輯關系要求;其次,他會觀察這個計劃中對每個資源的安排是否合理,有沒有一個時間內同時干兩件事沖突的情況發生;最后,他還要看在計劃時間內物料能否及時供應。只有當他確認沒有這些問題之后,他才會認可:這個計劃已經是一個“可行”的計劃了,也就是說,照此計劃一定可以完成生產任務。
但是,還有一個關鍵的事情,老調度員根據自己習慣的做法,手工制訂了一個作業計劃,他把這兩個計劃一對比,發現問題了。手工的計劃可以8個小時完成全部工作,而計算機的計劃需要9個小時。或者手工計劃可以在8:00完成而計算機的計劃要在9:00點完成。原因在于:計算機對某幾個工序的順序安排雖然可行但是不合理,而老調度員根據長期經驗早已清楚此時安排工序應該哪個先、哪個后、哪些并行比較好,結果可以得到更短時間完成的計劃。這是一種優化安排,而計算機沒有找到這種安排方法,所以計算機給出的是一個“可行”的,但是“不是最佳”的計劃。理想中計算機應自動計算出一個比手工計劃更好更優化的排產方案結果,指導人如何工作。這樣的軟件才能體現出“企業資源計劃”的威力。否則,不能滿足最優化排程的生產計劃,在企業生產中還是無法代替手工。
這個例子凸現出了一個世界性的關鍵技術瓶頸:一個生產過程可能有無窮多種“可行”的安排方式,但是必須從中找出一個“最優”的計劃,即使不能達到最優,起碼要比人的手工計劃更優,這才是一套車間或工段可用的生產計劃,否則企業還是用不起來。
找出“可行”計劃的難度已經很大,找出“優化”計劃的難度更大。不僅要處理錯綜復雜的約束條件,還要從幾乎無窮多種滿足約束的可行方案中找到優化排程方案。怎樣才能找到這種優化的計劃?這是erp系統共同面對的真正瓶頸問題,沒有erp系統可以完全解決,企業自己只能開發出適合自己的生產排產模型,這需要根據企業的產品特點、生產節拍、交貨期、工藝路線、資源情況等條件,進行排產,下達生產指令,使用哪些資源、加工時間及加工的先后順序,以獲得產品制造時間或成本的最優化。
實際生產環境是變化的。加工路徑:在實際生產中,作業的加工路徑可能需要動態改變;隨機事件和擾動:比如設備損壞、加工操作失敗、原料短缺、加工時間/到達時間/交貨期的改變等;每個產品的生產批次的經濟批量是不一樣的,新產品與老產品生產方式和時間都差距很大,把這些變化的toc約束因素也要考慮到生產排程模型中,這樣開發出的生產排程插件才能更加靈活實用。
3.3 配送管理
制訂了科學的生產計劃和排產計劃,但是,所有的單據靠人工輸入,數據輸入滯后1天的時間,導致信息不能jit。許多的信息要人工記錄,未能及時準確地進入系統,沒有按照節拍來送貨,這個問題不解決,會極大地影響“生產計劃和制造管理”,其結果是系統和實際作業兩張皮,反過來會完全影響到mrp運算,計劃再科學,考慮再周全,也是無法指導整個生產體系的。因此,人工數據采集成為生產計劃的“瓶頸”。
裝配車間調度提前一天jit call計劃(裝配生產順序),配送方可以了解配送計劃。根據jit call,在配送前(通常是半天,視生產線節拍),配送方生成本次配送的明細(即配送指令單),按配送指令明細內容,把貨送到指定的總裝工位。總裝車間根據配送,確認實際收貨數量,進行收貨,提高收貨處理速度。財務部門根據總裝確認的收貨明細,和供應商結算。
有了配送的管理,在生產執行層面,大大簡化了倉庫管理人員、供應商和車間接收貨物人員在系統中的操作;在生產管理層面,建立了裝機順序、裝機順序下達、配送指令、配送指令收貨的一整套體系,優化了總裝車間和內部配送方及外部配送方的信息溝通,同時降低了裝機順序不可執行的風險,從而徹底解決最后的“瓶頸”,提高了車間作業效率,降低了供應鏈存貨,有效保證了生產計劃在執行層面的操作性、準確性和及時性(參見圖6)。
綜上所述,對于工程機械行業的生產計劃管理,目前很難有成熟的erp系統完全滿足這種多品種小批量、產品工藝復雜、生產計劃靈活多變、典型離散制造的特點,解決工程機械行業的生產計劃管理這些難題,必須根據toc約束理論,結合企業自身實際和所選erp軟件,開發必要的增強插件,逐一解決各環節的“瓶頸”,彌補erp系統不足,增強生產計劃管理的科學性和合理性使企業快速響應市場需求,提升企業核心競爭能力。
主要參考文獻
[1][美]艾利·高德拉特.關鍵鏈[m]. 北京:電子工業出版社,2006.
[2][美]艾利·高德拉特.絕不是靠運氣[m].北京:電子工業出版社,2006.
[3][美]艾利·高德拉特.仍然不足夠[m].北京:電子工業出版社,2006.
[4][美]艾利·高德拉特.目標:簡單而有效的常識管理[m].北京:電子工業出版社,2006.