制造业的生产类型和需求分析

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欢迎访问e展厅 展厅 1 企业资源计划ERP展厅 企业资源计划ERP, 供应链管理SCM, 客户关系管理CRM... 无论是建立物料清单、编制计划、库存参数设置以及营销策略等，都会由于生产类型和响应策略不同而采取不同的处理方法，对软件功能的要求也不相同。所以在讨论制造业ERP内部集成系统应用之前，首先要弄清一些经常提到、但又含混不清的概念；像离散和重复性生产，流程和流水生产，现货和定货生产、定单设计、定单组装等。 1. 离散生产与流程生产 人们习惯用离散型、流程型，还有重复式生产来表述制造业的各种生产类型，在讨论制造业ERP系统之前，参照了APICS出版的2004年第11版《词汇》[APICSDictionary，11thEdition，2004]的定义，对这些常见的名词先有一个统一的认识。 1．1 离散生产 离散生产(discrete manufacturing)物料的单位是件，生产和加工的产品和零部件是由不再拆分的单件逐件逐件组成的，可以单独存储，而且只能按“件”生产和销售。产品结构通常为A型(关于产品结构类型)。由于是一种装配型的产品，零件的形成一般是物理性的变化。 离散生产按照生产工艺流程不同又可以分为两大类。 1．间歇生产(intermittentmanufacturing) 间歇生产也称间断生产。采用通用或数控机床，依次顺序加工，按批量和加工优先顺序排产：加工过程中可以停顿，形成在制品，可以存储。机床的布置通常为机群式布置jobshop)，在应用成组技术的条件下，也采用成组单元布置(workcell)。 建立成组单元布置时，首先要对加工的零件按工艺相似性进行分组，按照工艺路线的工序顺序将机床排列成U形，物料从U字的一端流入，从另一端流出。由于操作人员行走距离缩短，有可能同时照顾几台机床，是准时制生产(JIT)经常采用的布置。 成组单元是一种采用流水生产方式的间歇生产，可用于批量较小的“准”重复式生产。并不是所有加工的零件都非要依次通过排列成U形的所有机床，有时可以跳过，有时会有些小的折返，机群式布置与成组单元布置的区别如图11．1所示。 2．重复式生产(repetitivemanufacturing) 重复式生产是离散型生产的一种特定形式，是对应间歇生产而言的。有一定的批量，主要是连续流水生产(continuous flow manufacturing)，采用专用机床或设备，组成多个工位的生产或装配流水线，物料通过各个工位依次连续加工或装配。在短期内生产同一的产品，在生产线或装配线上产品可以有变型，但配置时间很短，对流水生产不会有大的影响。 所谓短期可以是分、时、日，通常不会超过周。所谓同一，并不排除有少量设计更改和品种变型，但是产品的价值不会有很大的差别。如果生产一种轧钢机，3年后又生产一台，由于技术和需求的发展和变化很快，两次生产不可能完全一样，不是“重复生产”的概念，属于间歇生产。重复型生产和间歇生产最主要的区别是下达计划任务的方式不同，前者按日进度计划，后者按定单。 1．2 流程生产 流程型生产(process manufacturing)是对应离散生产而言的。生产物料多为粉状、颗粒、液体或气体，计量单位是重量、体积、长度的任意量。但是如果最终产品有包装，可以是不同计量单位的瓶、袋、桶等，虽有“件”的性质，但不能是1／3瓶或2／5桶，只能取整数，或改变包装容器的容量。流程生产通常是在各种专用生产装置中的连续化学反应过程，用各种自动化控制设施来控制，装置之间通过管道封闭输送，一直到形成最终成品。物料的形成主要是化学性质的变化，变化之后，一般不能还原。有些产品的形成是多种原料混合，如油漆调色，药品混配，虽然不能还原为原料状态，但不属于化学变化，可作为离散型对待。 千万不要混淆“流程生产”与“流水生产”，后者是针对离散型产品的。流程生产虽然有“重复”的性质，但它不属于“重复式生产”。因此，不要以为有些软件有“重复式生产”子系统就可以满足流程生产的要求；这是完全不同的两种生产性质。 流程型生产的产品往往是V型产品结构，有联产品和副产品，以及复用品、回收品和废弃物，物料和成本都有特殊的处理要求。 流程生产按调整品种的难易又可以分为连续流程(continuous process)和批流程(batchprocess)两大类。 1，连续流程 一般只生产单一的产品(如乙烯、尿素)，或通过变更生产装置的参数(如温度、压力)或催化剂调整产品的规格(如燃料油)；一旦投产，在生产装置大修之前不再中断。如炼油、化工、冶炼企业等。 2．批流程 生产多品种规格的同类产品。生产过程可以中断，更换品种(如日用化学pin、塑料制品、某些建材和轧制产品等)。但是品种更替顺序往往要遵循某些经济合理性的要求，以减少更换品种带来的损耗：例如，塑料颗粒原料按颜色由浅入深的顺序排产等。 对批流程工业，虽然有可能借用重复式生产的软件功能，但是连续流程工业有较多的特殊性。 离散生产和流程生产有时在同一个企业里是并存的，就如Gartner的研究报告中提到ERP系统必须满足混合生产(hybrid)的要求。这个混合型还不是完全由于企业集团的多元化经营引发的需求， 就是在一个生产企业内部，同时就有离散生产和流程生产两类性质并存的情况；在制药、食品、饮料、卷烟等行业尤为多见。拿卷烟来说，烟丝生产的膨化工艺是流程型中的批流程，而卷接包的工作流程是离散型中的流水生产。饮料行业前端的配制、发酵是流程型生产，而灌装是离散型的流水生产，制药行业的原料药是流程生产中的连续流程，而制剂主要又是离散型的流水生产。为了满足这些不同行业特点的需求，选择ERP软件产品时要注意功能的配置。 离散型与流程型的对比见表11．1： 2．1 需求周期与供应周期 需求响应策略(demand response strategy)说明企业如何响应客户的需求。曾一度被称为“销售与生产环境(sales and production environment)”，它受两种周期的制约。一种是从同客户签订销售合同开始，到客户收到订购的产品或货物为止的时期，称之为需求周期(demandcycle)，用D表示，也称客户交付提前期(CustomerDelivery Lead Time，CDL)：也就是客户可以等待、接受和认可的交付周期。在当前经济全球化和买方市场的形势下，客户有更为广阔的选择天地，对需求周期要求越来越短。 另一种是制造周期(productioncycle)，用P表示；也称ManufacturingCycleTime，MCT。指企业制造客户所需产品的周期，包括设计、生产准备、采购、加工、装配、发送到客户等几个阶段，实质上是一种供应周期。 我们把缩短漫长的供应周期，满足苛刻的需求周期的策略称之为“需求响应策略”。两种周期之比称为P／D比，P／D值总是≥1，是衡量对需求响应速度的一项指标。各种需求响应策略的需求周期(D)同生产供应周期(P)的关系可用图11．2来说明。 2．2 需求响应策略的类型 需求响应策略通常分为4种类型。这4种类型同产品品种的数量和客户群的数量的关系见图11．3，产品品种反映生产环境，有大批大量生产(mass producdon)，多品种小批量生产，单件生产，大量客户化定制(mass customization)等类型。客户数量反映销售环境，依据客户数量的多少和消费数量，决定定单的类型。现分别介绍如下。 1．现货生产(Make toStock，MTS) 产品在接到定单之前就已经生产出来，客户定单上的商品可以随时从货架上取到，交货期只是受运输条件的限制，需求周期等于发运时间。缩短需求周期的关键在于做好物料配送，是几种类型中需求周期最短的一类。 现货生产的生产计划通常是根据前端(客户端)实时的消耗信息，进行实时补充。除非补充库存所需的提前期很短，一般会在保证保质期或有效期的前提下有一定适量的库存。日用消费品、药品、卷烟都是现货生产类型。 2．定单组装(AssembletOOrder，Aro) 在接到定单后再开始组装产品，这类产品具有一系列的标准基本组件和通用件，是模块化的产品结构，可以根据客户的要求进行选择装配，也是“大规模定制”的主要形式。 大量的基本组件和通用件都是在接到定单之前，就已经根据预测生产出来了，保持一定的库存。接到正式定单后，只需要有一个最后装配计划(FinalAssemblySchedule，FAS)，将基本组件中的可选项，按照客户选择的型号装配出来就可以交货(总装配计划包括收到合同以后，核查物料可用量、配套领料、装配、测试、检验、包装及发货等项作业)。这时的需求周期等于发送周期再加上装配周期。 这种模式很象中药店抓药，各种药材早已制备好(不是从上山采药开始)，分门别类地存放在放药的抽屉中，药方一到，就可抓药配齐交货。 定单组装也称定单配置(Configure to Order，CTO)。计算机和小轿车是典型的定单组装商品。 3．定货生产(MaketoOrder，MTO) 这类产品主要是标准的定型产品，在接到定单后再开始生产产品，不需要重新设计和编制工艺，可以迅速报价和承诺交货期。 需求周期等于不包括设计周期的制造周期，采用典型的MRP计划方法。原则上产品无库存或极少量库存，只对原材料和通用件保留一定数量的安全库存。 定货生产有时也称Build to Order。有标准型号规格的电机、通用机械是典型的定货生产类型。 4．定单设计(EngineertOOrder，ETO) 定单设计指在接到定单后从产品设计开始直到产品交付，需求周期等于总提前期，是4种类型中最长的一种。 这类产品完全是按客户特殊要求设计的定制产品，往往只生产一次，不再重复(oneof a kind)，不仅产品须要重新设计，工艺路线和原材料采购也需要重新开始，这时，压缩产品开发周期和制造周期直接影响竞争力的关键因素，往往靠一个企业是难以做到的。对这类情况，要用到敏捷制造的原理，根据客户定单要求，组织各种专业的经济实体，发挥各自的特长，组成虚拟企业(或动态联盟)协同完成定单任务。这正是供应链管理所要研究和解决的问题。 定单设计英文也称DesigntoOrder。这种类型，应当在实施GT(成组技术)、CAD(计算机辅助设计)、PDM(产品数据管理)基础上，再运行ERP系统。有时要用到关键路线法来制订项目计划。 各种需求响应策略汇总如表11．2。如果将表11．2同图11．2对照来看，现货生产的需求周期最短，P／D值最大，也就是可以用最短的时间满足客户需求，生产性质多为大批大量生产。次大的P／D值是定单组装，需求周期只要考虑最后总装和发运的周期；生产性质多为系列产品。定货生产的P／D值又次之，根据合同确定需求量，多为标准或定型设计的多品种小批量生产；同定单设计相比，只是省去设计周期。定单设计的P／D值为1，需求周期等于总提前期，要根据客户要求专门设计，属单件小批量生产。 企业竞争力的一个重要标志就是：比竞争对手有较短的需求周期(交付期)，或在同样的客户需求周期情况下，比竞争对手有较小的P／D比。企业采用柔性加工和并行工程的目的，就是要提高应变力并使几项作业依次重叠进行，缩短生产周期以满足需求周期。P／D比用来说明各种响应策略的区别；对比不同企业的响应速度，还必须注意P与D的绝对值。 2．3 产品生命周期与需求响应策略 在产品生命周期的不同阶段，某些产品响应策略的表现形式可能不同。在产品开发初期，一般是针对某个用途或用户设计的，属于专项生产(ETO)性质。产品逐渐发展定型，用户渐增，进入定货生产(MTO)性质。产品再进一步发展，形成系列，可满足市场多方面的需求，又将形成选择装配(ATO)性质。到产品成熟周期，需求大增，又可能进入现货生产(MTS)性质。待产品进入衰减期，需求减少，少量的定货又可能回到定货生产(MTO)性质。因此，企业必须明了自己产品的生命周期，在生命周期的不同阶段需求响应策略会发生变化，销售策略和计划方法也要随之变化，如图11．4所示。 需求响应策略除影响计划方法外，也影响安全库存和批量规则的设定。在一个企业中各种模式完全可能同时并存，对不同的产品采用不同的策略。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (7/11/2009)