裝備制造企業是典型的離散型制造企業。產品結構復雜、生產周期長;不同產品制造工藝流程不同,對制造資源的動態需求和柔性要求高;多產品混流生產、對瓶頸資源的占用容易造成沖突。因此,生產組織難,最大的問題是難以按照客戶要求按時交付產品。
經典的MRP(物料需求計劃)源于裝備制造企業的需求,它基于時間坐標軸上的多層產品結構,從產品交貨期倒推出各層物料的產出數量和時間,并通過能力平衡確認MRP計劃的可行性。應該說,MRP方法為裝備制造企業提供了一套好的管理手段和方法。但是,由于種種原因,在我國企業中,用好MRP計劃方法的企業卻非常少,造成不少企業上信息化管理項目時經常饒開生產管理走。這樣做能達到精益管理的要求和提高企業效益的目標嗎?本文就此提出MRP+MES的解決方案。
裝備制造企業需要什么樣的ERP
對于制造企業來說,核心業務是生產出市場需要的產品,通過生產過程產生增值效益,這是企業的主價值鏈。生產管理是企業管理的主線,其他業務都是圍繞生產活動進行的。物資管理的職能是滿足生產需求的物資保障,生產成本核算是財務核算工作量最大的部分。那么,裝備制造企業需要什么樣的ERP呢?
“以財務核算為中心”的提法有局限性
企業管理者十分關注財務報表,企業的效益要通過財務核算結果來衡量。但是,從根本上來說,企業效益不是算出來的,是管出來的。雖然,目前一再強調要從財務會計提高到財務管理,但是財務部門難以清楚為了滿足生產需求,什么該買、什么時間買?他們難以控制車間為了滿足生產需求什么該領、什么時間領?也就是說單靠財務部門管好前端物流,控制采購資金、控制生產消耗是難以做到的。
“跳過精益生產計劃,直接上制造執行系統(MES)” 有局限性
制造執行系統(MES)以優化車間生產作業計劃及提高設備利用率為目標,營造數字化車間。但是如果沒有全產品的精益生產規劃 ,車間是搞不清楚應該先干什么,后干什么的。只從提高數控加工設備的利用率來考慮如何排產,會出現下述問題:或是急用的零件沒有加工,影響產品齊套;或是干了許多不急用的零件,造成車間在制品的積壓。此外,車間能否按時開工也需要毛坯及相關物料的及時供應,這也需要全局生產規劃的支持。
MRP計劃是制造企業管理的綱
企業實實在在的效益不是算出來的,是管出來的。怎么管,從精益生產管起,核心問題是啟用MRP計劃。因為:
·MRP計劃是離散型制造企業保證按期交付產品的精益規劃;
·MRP計劃是保障物資供應的指導;
·MRP計劃是車間作業計劃優化排產和派工的依據;
·跟蹤MRP計劃執行過程控制生產消耗,并提供實際成本精細核算的基礎。
實施以MRP為核心的ERP系統確實難度很大,但是為了真正幫助企業解決管理難題和提高經濟效益,這道坎無論如何也要邁過去。
MRP+MES的精益生產解決方案
MRP系統與MES系統的協同管理
精益生產管理既要有周密精細的計劃,又要有落實計劃的控制手段。解決方案是:通過MRP做出精密計劃,通過MES控制車間執行計劃。MRP系統與MES系統協同管理的功能部署與流程如圖1描述。
圖1 MRP系統與MES系統協同管理的功能部署與流程
MRP系統與MES系統功能分工與特點列表描述。
如何體現MRP和MES的精髓
在流程行業中實施MES成功案例較多,這是由于化工等流程制造企業的連續型生產流程穩定、生產節拍可控,因此容易成功。近年來在離散型大批量生產的裝配流水線上實施MES也不乏成功案例,實施重點在裝配線上按工位有限能力排產和流水線生產節拍的仿真。但是,對于裝備制造來說,由于工時等基礎數據不準、現場變動因素繁多等原因,不少MES項目躲開工序作業優化排序,做成了一個模擬手工管理的生產作業派工平臺:把工序任務分下去和跟蹤統計。可以說,要想成功實施MRP和MES都有一個靈活應用和具備適應現場擾動的對策問題。
以實施MRP為例,多年來并捷公司針對我國裝備制造企業結構大而全、研制產品越來越多,不可能按照傳統MRP要求同時準備完整的基礎數據的現實情況,對MRP系統做了大刀闊斧的改進,使產品結構極為復雜的航天防務裝備研制企業都成功運行了MRP改進要點舉例如下:
根據研制產品邊設計邊生產的進度,按批次準備產品和工藝基礎數據,分批次運算MRP計劃,逐步實現全產品的MRP計劃閉環管理。
按產品設計、工藝設計、給定工時定額過程準備批次基礎數據的MRP分步計劃過程。
如果按照生產分批次管理后,仍然準備不出來齊套的設計、工藝、工時定額數據。為了滿足生產物資管理的要求,需要改進傳統的MRP計算方法,以能夠拆分MRP計劃,分段分步運行。
·允許指定MRP計劃展開的深度和粒度
可以靈活設置計劃展開的層次到哪一級,也可定義關重件,關鍵工序等,以滿足企業對不同階段、不同產品或不同零件的控制粒度不同的需求。
·按照各部門數據準備情況,多次運行MRP計劃,使MRP計劃逐步細化
在物料提前期沒有確定前,先把沒有明確進度要求的MRP計劃任務下達,有關單位可以先做工裝等生產技術準備;物料提前期確定,但是具體工藝設計尚未完成,可以下達有明確進度要求的MRP車間任務計劃, 做到對車間任務的投入/產出管理;零件加工工藝設計完成后, 將明確工序的開工/完工時間的工序作業計劃直接插到車間作業計劃中,可以做到對工序級的投入/產出管理。
總之,通過計劃逐步細化,使MRP計劃逐步達到精細的數量與進度管理。
典型成功案例——北一大隈
北一大隈是一家日方控股的中日合資企業,所有的加工設備都聯網,由MES管理的數字化車間生產管理流程如圖2所示。
圖2 MES管理的數字化車間
企業級的管理依靠并捷ERP,從投產第一天就沒有任何手工帳本。基于精益生產管理實現了基于網絡協同平臺的物流/資金流集成管理。企業內部管理基本上無紙化,取消了一般企業常用的領料單、工藝進程單等憑證,管理效率與效益顯著。
MRP系統與MES的協同
基于北一大隈先進的大規模定制生產模式,主生產計劃降到可配置的組件級,可選組件根據市場預測比例預投產,按照組件BOM展開MRP計劃。每臺機床按照用戶要求定制,接到客戶訂單后,建立客戶產品結構(CBOM)產生裝配工作令、消耗前期投產組件、補充專用組件。這樣的計劃方式使交貨周期縮短到20天到2個月。
MRP指令性計劃與MES執行計劃的信息傳遞關系如圖3。
圖3 MRP指令性計劃與MES執行計劃的信息傳遞關系
MRP工序計劃完工時間是最晚完工時間,即計劃中包含了緩沖時間,而車間MES優化排產要盡可能做到上下工序銜接、充分利用設備產能。
以MRP計劃為依據的成本管理
·以客戶訂單CBOM為依據,進行計劃成本計算(事前預算);
·以計劃成本為依據,控制采購、控制車間用料消耗(事中控制);
·跟蹤MRP計劃執行過程,完成訂單產品實際成本核算(事后核算)。
由于MRP計劃細到每批零件加工都有工作令號,因此,跟蹤MRP計劃執行過程,實際成本核算對象可以設到零件級。在北一大隈,實際成本和計劃成本差異,哪怕差一千塊錢,都能說得清清楚楚差在哪里。
按照MRP計劃控制物流,不僅控制了成本,也做到了在滿足生產需求前提下盡可能減少資金占用,加快企業資金流轉。北一大隈的存貨周轉期已從建廠初期的9個月縮短到目前的2.5個月。
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本文標題:裝備制造精益生產管理(MRP+MES)
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