编者:进入供应链管理领域是十几年前的事情了。刚进入这个行业时,那时国际上最流行的就是APS系统,后来又流行Agile供应链。但中国这么多年,供应链的发展还是停滞不前,甚至一些业内人还不能区分先进计划、先进排程的区别。我一直认为中国智能制造,一定要补APS的课。
现在,制造企业需要面临按时交货的巨大压力。能够提供优质的客户服务通常意味着能够提供多种产品选择、能够接受最后一分钟的修改,并且能够对“按单生产”和“按需定制”产品的订单提供快速响应。同时,大多数制造企业按照“精益生产”的原则避免因大量存货而引起的费用 (Womack 和 Jones)。在如此压力之下,高效的生产计划不仅成为必须,它甚至成了企业能否继续生存的关键。
APS需要和ERP和PLM、MES等系统集成,自动取到所需的数据,如制造过程的物料清单和零件工艺等产品信息,诸如设备、人力和班次计划等系统信息,还有诸如当前订单接收、在制品、存货水平和已下达采购单等状态信息,来确定如何有效地为工厂制定计划,并且根据不断变化的需求快速准确地进行动态重新计划。
高级计划AP(Advance Planning)的目的是设置生产框架确保按时为客户订单发货。它确定用户为满足独立的需求实际需要生产、采购的物料数量以及生产的时间。它侧重于外部。
高级排程AS(Advance Scheduling)是在计划框架范围内工作的,它为计划提供了更详尽的结构。它侧重于内部。它明确了计划执行的详细执行情况并且制定一个最终排定优先级的工作顺序。
在计划运作过程中,高级计划必须使用缓冲以容纳排程调度的需要。因此,高级计划在设置日期时不能太过严格。高级排程会在随后的重新排序过程中对计划进行压缩。
把高级计划和高级排程的区别定义非常重要。总的来说,可以把高级计划设想成一个同步引擎,它粗略地排齐全部时间内的生产过程,然后,高级排程不仅重排优化加工的顺序,还对加工时间进行压缩,重新反馈影响计划的能力。
应注意,高级计划和高级排程之间的有效协同不一定是有没有详细的排产,而是考虑加工的顺序是否对生产的影响。如果销售订单在工作中心中的加工顺序没有对产出造成很大影响,则不需要详细的排产。但是对于多品种环境下,不同产品之间需要较长的准备时间或计划频繁变化的制造环境,高级排程则至关重要。也就是说,在现在的多品种、小批量的定制生产环境下,高级排程的智能化的需求更加凸显,它会影响高级计划的物料、产能等约束下的承诺交期的履约。
高级计划与高级排程主要解决以下主要问题:
(1)、承诺:现在我能为客户合理地承诺做到哪些事情?同时可以考虑物料可用量和可用能力。
订单冲消需求计划。对于S&OP的产品族,订单冲销具体产品,根据比例冲销产品族(接子项冲消父项)。对于按单配置CTO(Configuration to Order)的可选BOM,根据子项用量概率来冲销可选件(接父项冲消子项)。
(2)、高级计划:客户今后的需求有可能是什么? 什么样的计划能满足客户将来需求?即使生产中断我们仍然可以正常工作吗? 如何调整和保证我的承诺并达到目标? 在计划中做出的更改如何影响每个订单?
(3)、确认下达生产订单:近期需要下达哪些订单?
(4)、高级排程:如何实现数量、日期承诺和的运营目标? 在瓶颈上最优化的加工顺序是什么?我们需要对类似的加工需求进行成批加工吗?
(5)、精益执行:今天的看板?今天需要完成哪些生产订单?应使用哪些资源?数据采集、生产进度?
一般来说,高级计划主要考虑时间较长的计划订单,部考虑已排程的订单。考虑订单的优先级和客户到期日,是基于订单任务(Job-based)订单贯穿全部多层物料清单的整个订单。高级排产则考虑较短的生产订单,根据优化规则排程提高高利用率,是基于事件(Event-based)的车间排程。
当计划员进行排程时,为现有订单进行生产的日期和时间的计算,也就是近期需要完成的生产订单。这些日期和时间将用FCS有限能力计划,并且根据事件驱动和基于规则的逻辑进行计算。
如果我们在使用MRP计划,就没有考虑能力和物料的限制,就导致许多工厂的计划员手工在excel中排订生产计划,转入ERP系统的任务单,再运行MRP计划。
如果使用APS排定计划,就可以考虑物料和能力的约束。计划日期更合理现实。注意,计划员需要不断地更新计划,并且不断地适应变化。并且越是与接近当天,越能制定精确的计划。
在ERP系统中,计划和排程的联系是不强关联的。无法了解排程如何影响计划。此外,也无法了解采购供应单如何影响整个“物料清单”中的需要订单。APS系统使两者是强行相联。可以实时了解更改排程对整个计划的影响。
高级计划的三步法与计划逻辑:
1、先按初定交期倒排,识别瓶颈,并进行优化。
2、如果不可行,正排推算交期。
3、再按确定的交期倒排并分解物料计划。
基于每个订单的线程计划模式。其目标是根据(1)、订单类型。(2)、订单到期日期或订单优先级优化建立可行的计划,对订单制造清单的多层次一次计划一个订单。(3)、不计划过去的需求。(4)、可以选择约束并保留物料不约束产能或同时约束并保留物料和产能。
倒排计划会延迟作业下达和存货消耗。它遵循“准时制”原则,即直到需要的时候才制造、直到需要的时候才采购或使用存货。
正排计划可以考虑现有可用量和可用产能计算合理交期。可以防止低优先级的订单抢占高优先级的订单。可以模拟是否能够插单。
高级计划跟踪产品在生产中采用工艺路径,并且计划订单的确认以在符合最短生产时间的情况下满足(如果可能)订单的承诺日期。
在等待下达订单时,将存货最小化并可以分配资源。这可以缩短排队时间,该时间通常是占制造时间的最大部分。
高级计划可以对物料进行预留,预留控制就像一架飞机的预定舱位。乘客预定飞机上的特定座位。同样,在制造环境中,只有有限的能力和物料。实时预留控制防止超越这些限制的计划。
高级计划可以使用有限能力计划。假设班组成员和设备每天只能执行一定数量的工作。在使用有限能力计划时,高级计划首先根据其“物料清单”和工序上的工作中心或关键、瓶颈设备能力计算制造一定数量的物料所需的时数。即将该生产计划到可用时间内。
高级计划通过物料清单用循环的方式计划每个订单的工序,调整每道工序的计划时间以避免发生冲突。冲突是在两道工序在同一期间需要相同资源时发生的。在发生冲突时,高级计划调整优先级较低工序的计划时间以避免冲突。
高级计划可以使用约束物料计划。生产计划可将物料可用性标记为约束。如果设置为约束,高级计划就会避免使可用量低于零。还会将工序的排产推迟到预计有足够的物料可用的日期。总是会在早于需要日期查看物料供应。如果发现供应不足,将创建计划订单来满足需求,然后将该工序排产到预计该供应到达的候开始。
高级计划可以动态重新追溯物料分配,这意味着在将任何物料发放至工作中心之前都可以对其进行重新分配。允许计划对车间的中断做出快速响应。例如,如果已经将急单或插单放入请求将其尽快交货的排产中,则任何现有物料,无论在供应量还是在库量,都将用于此订单的生产。
高级排产用于车间订单工序的排程,是基于事件的有限排程,意味是实时的考虑目前的负荷和能力和物料供应。
可以分为(1)、混合模式排程Mixed-model scheduling。(2)、基于节拍排程Rate-based scheduling。(3)、同步控制Synchronous control。(4)、工序排程Operations scheduling。(5)、项目排程Project scheduling。
高级排产的三步法与排产逻辑:
1、预排产,可以给一组订单预先准备优化的排程。
2、响应性排产,可以在多变的环境中适应变化以维护动态可行的排程。
3、人机交互式排产,可以用甘特图手工拖拉工序排产。
高级排产可以支持不同的优化调度方法,考虑基于订单下达规则、顺序规则、资源和工序选择规则、资源组替代规则等。一般是基于事件(Event-based)的车间排产。也可以基于资源(Resource-based)双向排产。对优先级高的订单采用正排,优先级的订单倒排,对瓶颈可以采用双向排,采用并行、重叠排产。
高级计划可以实时分析影响计划的详细原因,如(1)、识别哪些资源引起的订单延迟,从而确定哪些订单延迟来确定瓶颈。(2)、分析等待时间最长的订单来确定引起订单的大量等待时间的资源和物料。为多个订单找到了问题资源和关键物料。如果是制造零件引起的问题,就要检查加工过程以确定订单延迟的起因。如果是采购物料引起的问题,就要检查是否可以加快物料的交货。
值得注意的是使用高级计划和高级排产的闭环协同也可以帮助企业更好地进行实时发现和高效分析和控制、改善企业生产管理的问题。
虽然,现在高级计划与高级排产正在逐步融合,在有些APS软件里,AP和AS的边界已不太清晰,但我们还是有必要了解高级计划与排产衔接的机理,这有助于我们实施APS软件时,更好的匹配现实的计划、排产调度的角色应用。
本文转自公众号:高效计划与智能调度排程研究会
作者:蔡颖 APSS高级计划与排程研究协会会长、中国工程物理研究院(九院)客座研究员、国家863计划企业资源协同项目组成员、青岛大学客座教授。