ERP系统计划的执行层--生产作业计划

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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... 生产作业控制与采购作业同属ERP系统计划的执行层。环境是多变的，计划的执行过程不但要有效控制，保证计划实现，而且要提供所有真实的执行数据，作为评价业绩和改进工作的依据。 1. 控制的意义和内容 在MRP系统中，生产作业控制(Productive Activity Control，PAC)同采购作业一样都是计划的执行层次。PAC只是执行计划，不能改动计划。因此，在MRP中对生产作业用‘控制’而不用‘计划’。控制在这里有3个意义。 (1)控制生产作业在执行中不偏离MPS／MRP计划。 (2)出现偏离时，采取措施，纠正偏差。若无法纠正，将信息反馈到计划层。 (3)报告生产作业执行结果。 具体说来，PAC要控制以下内容。 (1)控制加工单的下达。只有在物料、能力、提前期和工具都齐备的情况下才下达定单，以免造成生产中的混乱。通过查询一系列报表，如：加工单、库存分配、例外短缺、工艺路线、能力计划、工作日历等来核实。 (2)控制加工件在工作中心加工的工序优先级(根据加工单的完工日期)。具体讲就是生成下达定单、派工单及车间文档(文档包括图纸、工艺过程卡、领料单、工票等)。 (3)控制投入和产出的工作量，保持物流稳定。同时控制排队时间、提前期和在制品库存； (4)控制加工成本(包括返修、废品、材料利用、工时等)，结清定单，完成库存事务处理。 生产作业控制包括了离散生产和流程生产的控制，而车间作业控制(Shop FloorControl，SFC)通常是指针对离散生产中的间歇生产方式的控制。PAC同SFC在含义上是有区别的。 在计划指令的形式上，间歇生产使用加工单或车间定单(shoporder，workorder)，计划对象是以件为计量单位的物料。重复生产和流程生产采用作业进度(ratescheduling)，它是以单产率，即一个单位时间(时、班、日)内生产的数量为计划单位的。物料的计量单位随生产类型而异。 工作中心或各种装置的最大单产率是受能力限制、达到满负荷时的产量。但是通常要考虑一些不稳定因素，设定的单产率是一个比较理想的平均值(平均先进)，往往是最大单产率的85～95％。单产率过小，批量不合理是不经济的。因此，在工作流软件设计中，会给出最大、最小和名义等几种参数。 这一章主要介绍间歇式型生产的PAC。 运行PAC的主要信息依据是： ●根据MRP需求的确认和下达定单以及人工添加的定单(说明加工什么)； ●工艺路线文件(说明加工顺序)； ●工作中心文件(说明在何处加工)； ●工艺装备或专用工具文件(核实加工条件是否具备)。 主要的输出信息是： ●加工单 ●派工单 ●工序进度报告 ●完工报告 输出信息的前两项是下达的计划指令，后两项是反馈信息。我们会注意到，所这些信息除了一些说明物料代码、名称，定单号等基本信息外，主要是说明时间和数量，也就是“期”和“量”两个方面。 此外，系统还可以提供物料和能力可用量报表。根据加工单上物料的数量和时间，系统自动显示所需的物料及能力，若有短缺也将自动标识。 PAC系统提供的报表所反映的动态信息已超出了手工管理统计报表的概念，因此，不能简单地称为统计报表，它们是一种体现动态信息集成的查询报表。 2.计划指令 无论是计划指令或反馈信息，都有以物料为对象和以工作中心为对象这两种形式。就计划指令而言，面向物料的是加工单，面向工作中心的是派工单。 2．1 加工单 加工单(workorder)或车间定单(shoporder)是一种面向加工件说明物料需求计划的文件。有一点像手工管理中的传票，可以跨车间甚至厂际协作。车间作业的优先级主要根据MRP要求的计划产出日期。加工单的格式同工艺路线报表很相似，如表17．1所示。它的表头和左侧各栏的信息取自工艺路线文件的基本信息，只是增加了加工单号、加工单需用日期、每道工序的开始日期和完成日期。加工单通常用于间歇式生产，以件／时为计划单位。 2．2·派工单 派工单(dispatchlist)或称调度单，是一种面向工作中心说明加工优先级的文件，说明工作中心在一周或一个时期内要完成的生产任务。它还说明哪些工件已经到达，正在排队，应当什么时间开始加工，什么时间完成，加工单的需用日期是哪天，计划 加工时数是多少，完成后又应传送给哪道工序。它还说明哪些工件即将到达，什么时间到，从哪里来。没有信息集成系统，这样的报表靠手工管理是不可能实现的。 有了派工单，车间调度员、工作中心的操作员对目前和即将到达的任务一目了然。如果在日期或小时数上有问题，也容易及早发现，采取补救措施。通常，应当把控制的重点放在关键工作中心上。 3. 反馈信息 反馈信息主要是工序跟踪报告和完工报告。前者的对象是物料，后者的对象是工作中心。 3．1 工序跟踪报告 工序跟踪报告是针对物料的报告。跟踪报告也可以称为加工单执行状况报表或工序状态报表。下面我们举例说明其主要内容。 3．2 工作中心完工报告 完工报告的信息依然可以按基本信息、时间信息和数量信息3个方面。 还可以注明加工小时数、延长作业、停工待料、返修小时数及原因代码等。 此外还可以增加诸如已下达、已发料、短缺或例外情况、完成未结算、完成已结算、材料和工时消耗以及发生的成本等信息，相当于针对工作中心的工序跟踪报告，这里未能一一列出。电子商务企业要根据自己的需要设计报表格式，同时考虑这类数据将如何采集。 工序跟踪信息以及完工信息的采集可以在班组设置计算机终端，由班组长负责录入。也可以采用便携式数据终端(data collector)或掌上电脑，用有线或无线通信方式输入主机。 4. 确定工序优先级 派工单上加工的优先级一般是按照工序开始日期的顺序排列的。而工序开始日期又是以满足加工单要求的完成日期或需用日期为基准推算的。多数情况下两者的优先顺序是一致的，但也可能有例外，比如某个工件的工序加工时间很短，虽然开始日期在前，但即使略微推后也不致影响加工单的需用日期。当在提前期上出现矛盾时，可以参考以下几种常用确定优先级的方法来判断。在使用这些方法时要注意，最直观的方法仍然是用完成或需用日期来表示优先级，用优先序号只能表示相对关系，如果盲目地一味遵照相对优先级，有可能延误加工单的需用日期，在应用时要注意分析。 1． 紧迫系数(CriticalRatio，CR) 紧迫系统(CR)=需用日期-今日日期/剩余的计划提前期公式说明，到需用日期的剩余天数与需要加工的时间(计划提前期)对比，可出现4种情况： CR=负值说明：已经脱期： CR=1剩余时间刚好够用； CR>1剩余时间有富裕； CR<1剩余时间不够。 很明显，CR值小者优先级高。一个工件完成后，其余工件的CR值会有变化，应随时调整。 2．最小单个工序平均时差(LeastSlackPerOperation，LSPO) 时差也称缓冲时间或宽裕时间。 LSPO=加工件计划完成日期-今日日期-尚需加工时间/剩余工序数 式中尚需加工时间指剩余工序的提前期之和。LSPO值越小，也就是剩余未完工序可分摊的平均缓冲时间越短，优先级越高。 3．最早定单完成日期(earliestduedate) 完成日期越早的定单优先级越高。使用这条规则时，对处于起始工序的定单要慎重，有必要用LSPO复核。本规则比较适用于判断工艺路线近似的各种定单，或已处于接近完3232序的各种定单。 确定工序优先级的方法很多，以上3种比较简单易懂，便于车间人员使用。这也是多数OA软件常用的几种方法。总之，确定优先级主要考虑的有以下内容。 ●定单完成日期； ●至完成日期剩余的时间； ●剩余的工序数。 确定工序优先级的前提条件是要有一个可靠的MPS和MRP计划。由于供应链管理系统的工作日历是以日为最小时段， 目前多数商品软件中还极少有细化到“班计划”的。处理班计划，可以在优先级上标注。 5. 常用调度措施 在需要压缩生产周期的情况下，一般MRP系统提供的处理方法，大体上有以下几类。 1．平行顺序作业 工件在上一个工作中心完成一定数量，不等全部加工完，就部分地传送到下一个工作中心去加工。 平行顺序作业说明了约束理论的一条原则：传送批量可以不等于甚至多数情况是不应等于加工批量的。平行顺序作业可以缩短加工周期，但传送次数增加了，搬运费用会相应增加。如果增加了搬运成本，但却缩短了交货期，按照约束理论也就是增加了“有效产出”，增加了利润，这才是企业追求的目标。 另一方面，考虑传送的批次时要注意上、下工序加工时间的比值，如果前道工序加工时间很长，或各工序加工时间呈无规律地长短相间，有些工作中心会出现窝工等待。因此，有些工序还会在全部加工完成后再传送给下道工序，形成平行顺序作业和依次顺序作业交替使用的现象。 软件设计是通过设依次顺序作业中下道工序的排队时间Q为负值来实现的，也可以通过设置“传送批量”来处理。 2．加工单拆分 加工单拆分就是把原来一张加工单加工的数量分成几批，由几张加工单来完成，以缩短加工周期。每批的数量可以不相同。采用加工单分批或分割只有在用几组工作中心能完成同样的工作时才有可能。每组工作中心都需要有准备时间，这样准备时间增加了。此外，还可能需要几套工艺装备，成本也会增加。有时，上道工序由一台工作中心完成，下一道工序分为由两组不同的工作中心加工，然后又由一台工作中心来完成第3道工序。这种分合交替的作业经常会发生。 有时还可能把一部分数量拿出去外协。如果拆分是部分外协，对一个信息集成的电子商务系统，将会自动生成采购作业定单。 3．压缩排队、等待和传送时间 通常系统提供人为设定和系统按设定的比例压缩两种基本处理方式，减少这类非增值作业。当然要有管理措施，系统处理上压缩了不等于实际上压缩。 4．替代工序或改变工艺 由于设备临时出现故障或类似原因，暂时由一个看来并不合理、加工成本较高但依然可以保证质量的工艺来完成。 5．其他 如加班加点，调配人力等。 成熟完善的PAC子系统应当能够完成上述任务，否则，这类措施就需要由一个MES 系统来实现。 6. 拉动作业 拉动作业是J1T生产方式。JIT(Just-in-Time)是准时制生产的简称，是在日本丰田汽车公司生产方式的基础上发展起来的一种管理模式，主要用于重复式生产。20世纪70年代的石油危机，对日本这样依赖资源进口的国家，是一个冲击，促使JIT在日本的企业中推广采用。20世纪70年代末JIT受到西方国家的注意。为了应付日本制造业的挑战，JIT已成为西方国家企业管理领域中具有战略性的课题。 拉动作业和“看板”是JIT的方法，它体现了JIT的哲理，其目的是为了实现“仅仅在需要的时刻，按照需要的数量，生产真正需要的合格产品”，从而控制库存，甚至追求企业内部达到‘零库存’的理想境界，核心思想是消除无效作业和浪费。 这些方法一般适用于工序相对固定的重复式生产类型。而MRPⅡ则较多地考虑了制造业的普遍隋况，考虑了较多的不确定因素。因此，各有一定的应用范围。 在间歇式生产中，以MRP原理和方法为主，融汇J1T哲理。在重复式流水生产和大批生产中，以JIT哲理和方法为主，而把MRP作为计划策略。 以下重点说明重复式生产中常用的拉动作业方法与反冲法。 6．1 看板作业 推动作业和拉动作业的主要区别是看物料移动是依据哪个方向来的指令。如果来自需求端是拉动，来自计划端是推动。见图17．4中的箭头方向。推动作业是根据市场及销售预测编制MPS和MRP，以加工单形式下达计划，再根据加工单领料配套发往各工作中心，上道工序完成后送往下道工序，驱使物料移动。 而拉动作业是根据MPS和FAS制定的日产计划或单位时间产出率，如表17．5所示。表中的产品是客户定制的产品，有一定的配置要求。 从最后总装开始，由后道工序发出移动物料的指令信号(如看板，看板是一种对需求的响应方法，不是计划方法，它的目的是控制产出)，也就是说，仅仅在有需要时，物料才移动。移动和加工物料的数量一般由标准料箱控制。标准料箱或(周转用工位器具)所放置的物料数量，尽管物料的形状尺寸或搬运手段不同，但都应同日产量成固定比例关系。例如， 日本丰田公司的料箱存放量约为日产量的1／10，即一日周转10次。拉动作业可以大大减少在制品库存及等待排队时间，简化优先级控制和能力控制，简化工序跟踪和数据采集工作，减少事务处理的工作量，降低管理费用。如生产线上出现故障，则全线停车，防止产生过量库存，同时，彻底查清故障原因并排除故障根源。 图17．5是看板作业的示意图。这是一种有“移动看板”和“生产看板”两种看板的类型。在①的情况下，工作中心1和2都各已完成一个标准料箱数量的加工件，在没有需求指令之前，处于休止状态。在②的情况下，挂在空箱上的移动看板“M”移到装满工件的料箱，将满箱上挂的生产看板“P”挂到工作中心旁的指示板上，同时将满箱移向下道工序。此时工作中心还没有开始工作。在③的情况下，工作中心取下生产看板“厂，开始生产，并将看板“P”挂在完成加32212件的料箱上。 所谓“看板”来自日语，就是一种信号板。在丰田汽车开始推行看板作业时，并没有用到计算机。现在一些企业，就是用高挂在生产线上的液晶显示器来起到看板的作用。 ⅡT采用拉动作业，但不能用拉动作业来概括JIT，就象不能用零库存来概括工时一样。零库存是一种尽力降低库存的哲理或目标。对产成品来讲，有的行业可以做到当天出产，当天销出，但并不等于直接交到最终用户手中，可能在代理商的仓库里暂时储存，对代理商还不是零库存。对原材料来讲，采用供应商管理库存(VMl)，只是材料没有放在主导企业的仓库里，从总体来讲也并不是零库存。 重复式生产作业，如果条件不具备，也可以不采用拉动作业，而用其他方法如周期用量法来确定批量和发料，甚至也可以有一定数量的安全库存。协同软件系统可以生成移动看板和生产看板，但是否去用和如何去用则取决于用户。对产品比较定型的大批生产企业，应创造条件向爪迈进，但不要混淆拉动作业、重复式生产作业和JIT各自的概念。 6，2 反冲法 短周期和小批量是提高响应市场变动提高灵活性的有效方式，但是批量小又会增加事务处理的工作量。反冲法(back nushhg)是一种事后扣减登录的方法，可以简化物料发放与接收事务。它根据实际消耗量(完成的和报废的零部件或成品)，及单层物料单结构，冲消库存记录中相关物料的库存量，更新库存现有量，同时计算成本。 反冲一般适用于生产节拍较短的重复式生产作业或装配生产线，根据监控要求可以在用户定义的任意两点或两工序之间设置反冲点，进行反冲。采用反冲法的先决条件是准确无误的单层物料单和替代记录以及反馈的执行信息(完成数量和废品数量)。 反冲点设置原则要根据采集数据和控制物料的需要，一般在流水线的起点和终点。必要时也可以在中间增加反冲点。 通用的MRP/ERP软件在计划系统和底层的执行系统，仍然存在一个鸿沟。例如，同数据采集系统、加工单跟踪系统、质量监控系统(如统计过程控制，SPC)之间，没有实现集成。主要的原因是这类底层系统千差万别，而且不是所有的制造业都会完全用到的，对通用型的MRP／ERP软件来说，只能针对具体企业所采用的具体底层系统—个一个地开发集成接口。 美国AMR公司在20世纪90年代初提出，与MRP 计划系统集成起来的制造执行系统的概念(ManufacturingExecution System，MES)，使业务信息流程一直延续和深入到生产作业的最底层。一些在车间或现场管理方面具有特色的工作流软件公司及其合作伙伴与用户在1992年成立了MESA协会，以发展其业务。该组织由最初的23家公司发展到约200余个成员单位。MESA对MES的功能定义有11个方面。 (1)制造资源分配与状态报告(7)质量管理 (2)详细工序作业计划(8)212艺过程管理 (3)生产调度(9)设备维修管理 (4)车间文档管理(10)产品跟踪 (5)数据采集(11)业绩分析 (6)人力资源管理 综上所述，IVIES有两方面的作用，首先是在加强MRP计划的执行功能，编制详尽的作业进度，说明生产什么。另一方面，把MRP计划同车间作业现场的自动化控制，通过执行系统联系起来，说明如何进行生产，并采集执行计划的反馈信息。具体的现场控制包括程序控制(Programmable Logic Controllers，PLC)、数据采集器、条型码、各种计量及检测仪器、机械手等。MES系统设置了必要的接口，与提供生产现场控制设施的厂商建立合作关系。 2003年，MESA协会已将“MESA”解释为“Manufacturing Enterprise SolutionsAssociation(制造业企业解决方案协会)”，为会员企业提供解决方案服务。这个现象说明一个趋势，MES和其他信息化系统的关系将越来越密切，界线也可能会越来越模糊。 由上海宝山钢铁集团自动化部组建的宝信软件股份有限公司开发的BS-MES系统，通过收集生产过程中大量的实时数据，并对实时事件进行及时的反应和处理，进行生产过程的优化管理。既接收生产实绩数据并反馈生产结果给ERP系统，又把上一层供应链管理系统的生产指令下达到过程控制层(PCS)。上下连通现场控制设备与企业管理平台，实现数据的无缝连接与共享；前后贯通所有产线，实现全过程的一体化产品与质量设计、一体化计划与物流调度、一体化生产控制与管理，从而形成包括了ERP的一些功能，以MES为核心的企业信息系统。 由于宝钢采用的底层控制系统引进技术的面比较广，因此，MES系统的集成面也比较广。目前已经有几十套在国内各冶金行业推广应用。 目前国内进口的MES产品还不多，但许多ERP产品已经加强了执行计划的各种功能，今后MES会逐渐与ERP融合在一起。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (8/25/2009)