項目3MES生產(chǎn)過程管理拓展案例

一、高級計劃排程（APS）在離散型制造企業(yè)，高級計劃排程（AdvancedPlanningandScheduling，簡稱APS）是為解決多工序、多資源的優(yōu)化調(diào)度問題引入的生產(chǎn)排程工具。APS可以根據(jù)生產(chǎn)能力的瓶頸動態(tài)的進行排程，并且在進行生產(chǎn)排程的決策過程中，充分檢查能力約束、原料約束、需求約束、運輸約束和資金約束等各種各樣實物和非實物約束關(guān)系，尋找出最好的解決方案。APS既可以作為一個獨立的軟件工序，與企業(yè)的ERP系統(tǒng)和MES集成后發(fā)揮高級排程的作用，也可以作為MES的一部分，為企業(yè)的生產(chǎn)執(zhí)行提供高級排程功能。將APS引入到企業(yè)的生產(chǎn)排程中需要企業(yè)具備對產(chǎn)品生產(chǎn)工藝路線的完整定義，這是因為排程的邏輯是由生產(chǎn)工藝路線決定的，因此，只有完整明確的定義生產(chǎn)工藝路線，APS才能進行高精度的自動排程。企業(yè)通過引入APS可以在一定程度上解決生產(chǎn)過程中遇到的問題，例如訂單變更、設備異常、人員變動、產(chǎn)能不足和工期延期等。其中對于訂單變更、設備異常等問題，APS可以通過快速重排工序?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)計劃的變更；對于產(chǎn)能不足的問題，APS可以通過生產(chǎn)能力預測，幫助管理人員做出增加設備、加班生產(chǎn)等擴充產(chǎn)能的決策；對于工期延期的問題，APS可以通過排程實現(xiàn)工期預估，提高交貨時間的準確性，降低工期延遲帶來的損失。

二、精益生產(chǎn)1.精益生產(chǎn)的概念精益生產(chǎn)（LeanProduction）是當前最科學的生產(chǎn)管理模式之一，是美國麻省理工學院國際汽車計劃組織的專家們對日本“豐田JIT（JustInTime，準時化生產(chǎn)）生產(chǎn)方式”的贊譽之稱。精益理念的廣泛應用推動了工業(yè)革命的發(fā)展。精益生產(chǎn)以滿足客戶需求、提升企業(yè)利潤為追求目標，以消滅產(chǎn)品制造過程中的資源浪費和提升產(chǎn)品品質(zhì)為執(zhí)行方向，使企業(yè)以最少的投入，來獲取成本和收益的運營改善。精益生產(chǎn)追求產(chǎn)線的持續(xù)提升和精益求精。精益生產(chǎn)的特點是消除產(chǎn)品制造過程中的一切不產(chǎn)生價值的浪費，包含物料、資源、人力。每個崗位設置的原則是產(chǎn)生價值，精簡是精益生產(chǎn)的核心，消除產(chǎn)品設計階段、生產(chǎn)階段以及管理階段中一切不產(chǎn)生價值的浪費環(huán)節(jié)，以便用最快的速度，最好的品質(zhì)和最低的成本響應客戶的需求。精益生產(chǎn)的理念最早起源于日本豐田汽車公司的TPS（ToyotaProductionSystem，豐田生產(chǎn)模式）。它的核心目標是消除一切浪費，提高企業(yè)的盈利能力。隨著全球產(chǎn)品制造水平的持續(xù)提升和管理學科的科學專業(yè)化，精益生產(chǎn)的管理模式也在與時俱進，內(nèi)容也在不斷的充實完善。2.精益生產(chǎn)的目標精益生產(chǎn)方式的最終目標與企業(yè)的經(jīng)營目標一致的，都是實現(xiàn)利潤的最大化。要實現(xiàn)這一目的，就需要不斷的降低成本，提高效率。精益生產(chǎn)的基本目標有兩個，一是降低成本，二是快速響應。精益生產(chǎn)的終極目標是零浪費，具體體現(xiàn)在PICQMDS七個方面：（1）“零”轉(zhuǎn)產(chǎn)工時浪費(Products多品種混流生產(chǎn))將在產(chǎn)品線上加工的產(chǎn)品種類進行切換時所耗費的時間、裝配線各工序流轉(zhuǎn)所耗費的時間浪費降為“零”或接近為“零”，通過實現(xiàn)這一目標，將有利于減少不產(chǎn)生價值的資源的浪費。（2）“零”庫存(Inventory消減庫存)消除產(chǎn)品制造過程工序間的半成品、成品庫存，將以往的根據(jù)市場預估安排生產(chǎn)改變?yōu)榻邮沼唵魏蟀才派a(chǎn)，將庫存降為“零”，這將有效減少成本的積壓帶來的浪費。（3）“零”浪費(Cost全面成本控制)消除加工環(huán)節(jié)中多余的加工、中轉(zhuǎn)等操作，實現(xiàn)加工操作的“零”浪費。加工環(huán)節(jié)多余的操作都會帶來人員效率的降低，操作的繁瑣也會增加錯誤發(fā)生的頻率。有效的降低這些浪費，可有效提高公司的整體效率。（4）“零”不良(Quality高品質(zhì))不良品不是在檢查位檢出，而應該在產(chǎn)生的源頭消除它，追求“零”不良。企業(yè)如果單純依靠挑選出良品對客戶進行交付，這其中的質(zhì)量成本會不斷的壓縮企業(yè)的盈利空間，而且這種粗放的生產(chǎn)模式也會導致不良品或有質(zhì)量風險的問題流入客戶端，給客戶的后期使用帶來風險，影響客戶對企業(yè)的滿意程度。高品質(zhì)的產(chǎn)品生產(chǎn)可以提高企業(yè)的盈利水平和客戶的好評度。（5）“零”故障（Maintenance提高運轉(zhuǎn)率）消除機械設備的故障停機，實現(xiàn)“零”故障。生產(chǎn)中設備的故障停機會導致產(chǎn)線的停頓，人員、半成品都處于停滯狀態(tài)、資源造成很大浪費，對產(chǎn)線設備進行良好的維護，定期對設備進行維護保養(yǎng)，避免由于設備故障導致的產(chǎn)線停頓，可有效提高企業(yè)的產(chǎn)線效率。（6）“零”停滯（Delivery快速反應、短交期）消除工序間由于安排不良導致的等待、停滯，實現(xiàn)“零”交接的浪費。產(chǎn)線間由于工序間不透明，信息滯后導致的后續(xù)工序的生產(chǎn)安排不合理會導致生產(chǎn)的等待、滯后，人員、設備、半成品都會處于等待狀態(tài)，提供工序間的流轉(zhuǎn)順暢程度可以提高產(chǎn)線的效率和人員利用率。（7）“零”災害（Safety安全第一）消除生產(chǎn)中一切的安全隱患，實現(xiàn)零災害。安全隱患會給企業(yè)的人員、物料、企業(yè)規(guī)定資產(chǎn)帶來直接或間接的損失。一旦出現(xiàn)安全事故，對企業(yè)來說將是災難性的，在以人為本的大前提下，企業(yè)生產(chǎn)零安全事故是長遠發(fā)展的基本要求。3.精益生產(chǎn)的核心精益生產(chǎn)方式的核心是：通過優(yōu)化生產(chǎn)流程，徹底消除產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的不安定、不合理以及不必要的浪費，達到降本增效的目的。準時生產(chǎn)制（JIT）是支持精益生產(chǎn)核心思想的重要支柱。JIT生產(chǎn)是指根據(jù)市場需求及時的做出反應，在被市場需要的時候，可以按數(shù)量、質(zhì)量及時的生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。為了實現(xiàn)按需生產(chǎn)的要求，JIT將傳統(tǒng)的“推式生產(chǎn)系統(tǒng)”改變成了“拉式生產(chǎn)系統(tǒng)”。推式生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)計劃控制方式是：根據(jù)銷售訂單量和產(chǎn)品庫存量確定產(chǎn)品產(chǎn)數(shù)量，并按照產(chǎn)品生產(chǎn)工藝路線的定義，依次確定各個工序的物料投入量和制品產(chǎn)出量，然后向各個工序下達生產(chǎn)任務。在生產(chǎn)過程中，前道工序無需為后道工序負責，生產(chǎn)出產(chǎn)品后按照計劃把產(chǎn)品送達后道工序即可，MES負責數(shù)據(jù)采集并將各個工序的實際完成情況反饋給生產(chǎn)管理人員。在推動式系統(tǒng)中，各個工序之間相互獨立，在制品存貨量較大，不能滿足JIT“適時”生產(chǎn)的要求，會產(chǎn)生很多重大的“浪費”，因此提出拉式生產(chǎn)方式彌補推動生產(chǎn)的缺陷。拉式生產(chǎn)系統(tǒng)與推式生產(chǎn)系統(tǒng)的不同之處在于：拉式生產(chǎn)是指一切從市場需求出發(fā)，根據(jù)市場需求來組裝產(chǎn)品，借此拉動前面工序的零部件加工。在拉式生產(chǎn)中，生產(chǎn)任務只下達給最后一道工序，生產(chǎn)任務內(nèi)容是由客戶對產(chǎn)品的需求來決定的；前道工序根據(jù)后道工序所需的在制品數(shù)量和質(zhì)量進行生產(chǎn)。由此可見，拉式生產(chǎn)是可以實時響應實際需求或消耗來執(zhí)行，一種由下游向上游提出實際生產(chǎn)需求的生產(chǎn)控制方法，如圖3-1所示。其特點在于分散控制，靈活和容易的適應性，關(guān)注物料的流動。圖3-1拉式生產(chǎn)系統(tǒng)4.精益生產(chǎn)的現(xiàn)場控制技術(shù)在拉式生產(chǎn)系統(tǒng)中，生產(chǎn)指令至下達到最后一道工序，然后通過由后道工序向前道工序領(lǐng)取在制品，逐漸將生產(chǎn)的需求信息從生產(chǎn)工藝路線的下游向上游傳遞。為了實現(xiàn)對拉式生產(chǎn)過程的控制，豐田公司以“卡片”作為傳遞信息的載體，在上面標注好工序的生產(chǎn)時間、物料數(shù)量、物料要求等，后道工序生產(chǎn)人員將卡片傳遞給前道工序，讓前道工序的生產(chǎn)人員按照卡片上的要求進行生產(chǎn)，從而實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的控制。但是隨著MES系統(tǒng)在企業(yè)中的應用，傳統(tǒng)的紙質(zhì)“卡片”很快被淘汰，取而代之的是各種電子化看板，通過這種以燈光信號、電子告示板、電視屏幕等形式的信息可視系統(tǒng)，這些可視化系統(tǒng)被稱之為“電子看板”，通過MES提供的可視化電子看板，實現(xiàn)了對生產(chǎn)過程控制的信息化管理。

三、敏捷制造敏捷制造（AgileManufacturing）是通過將高素質(zhì)的員工、動態(tài)靈活的組織機構(gòu)、企業(yè)內(nèi)及企業(yè)間的靈活管理以及柔性的先進生產(chǎn)技術(shù)進行全面集成，使企業(yè)能對持續(xù)變化、不可預測的市場需求做出快速反映，由此獲得長期的經(jīng)濟效益。敏捷制造并不意味著改變所有過去的生產(chǎn)過程和結(jié)構(gòu)，而是強調(diào)如何利用舊的、可靠的生產(chǎn)過程和生產(chǎn)要素，盡可能少地添加新生產(chǎn)過程，生產(chǎn)出更多更好的新產(chǎn)品。為了實現(xiàn)敏捷制造方式，制造企業(yè)的生產(chǎn)系統(tǒng)及其過程應當做到可重構(gòu)（Reconfigurable）、可重用（Reuse）、可擴充（Scalable），即RRS特性。敏捷制造將成為21世紀制造企業(yè)的主導模式。敏捷制造強調(diào)人、組織、管理、技術(shù)的高度集成，強調(diào)企業(yè)面向市場的敏捷性。敏捷性是指企業(yè)能夠通過復雜的通訊基礎(chǔ)設施迅速地組裝其技術(shù)、雇員和管理，以對不斷變化和不可預測的市場中的顧客需求做出從容的、有效的和協(xié)調(diào)的響應。從企業(yè)的組織管理角度可以用四個要素來表示企業(yè)的敏捷性，即通訊連通性、跨組織參與性、生產(chǎn)靈活性、雇員使能性。從企業(yè)的綜合度量指標看，可以用成本、時間、強壯性、自適應范圍四項指標來對企業(yè)敏捷性進行綜合度量。其中，自適應范圍是敏捷性的精華，它不是預先按規(guī)定的需求范圍建立某過程，而是使企業(yè)從組織結(jié)構(gòu)上具有特定的能力策略，它是預測完成變化活動的能力。敏捷制造包含如下豐富的內(nèi)涵：敏捷制造的出發(fā)點是多樣化、個性化的市場需求和瞬息萬變的經(jīng)營機遇，是一種“定單生產(chǎn)”的制造方式；敏捷性反映的是制造企業(yè)駕馭變化、把握機遇和發(fā)明創(chuàng)新的能力；敏捷制造重視充分調(diào)動人的積極因素，強調(diào)要有知識、精技能、善合作、能應變的高素質(zhì)員工，充分弘揚人機系統(tǒng)中的人的主觀能動性；敏捷制造不采用以職能部門為基礎(chǔ)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)，而是推行面向產(chǎn)品過程的小組工作方式，企業(yè)間由機遇驅(qū)動而形成的動態(tài)聯(lián)盟；敏捷制造是通過虛擬制造來實現(xiàn)的。這是制造企業(yè)增強產(chǎn)品開發(fā)的敏捷性、快速滿足市場多元化需求的有效途徑。敏捷制造下MES的基本功能以及地位并沒有改變，但其表現(xiàn)的特點與傳統(tǒng)MES是有顯著差別的。在敏捷制造模式下，車間的功能在制造企業(yè)中逐步向分廠制過渡，當車間的任務不能完成時，可直接通過網(wǎng)絡在網(wǎng)上尋求合作伙伴，構(gòu)成一個虛擬車間，另一方面，車間也可直接接受其他車間或企業(yè)的生產(chǎn)任務，作為其他企業(yè)的虛擬車間或企業(yè)的一部分。在這種虛擬性的企業(yè)中，管理模式將由分層遞階向扁平化發(fā)展，生產(chǎn)指令不再是由上而下的傳達過程，而是由訂單驅(qū)動來安排各自的生產(chǎn)任務，因此，每個制造單元的相互協(xié)調(diào)顯得越來越重要，業(yè)務過程的不斷變化要求MES具有良好的“柔性”。面向敏捷制造的MES具有以下幾點特征：（1）可集成性：實現(xiàn)與不同廠商之間系統(tǒng)