信息化支撐下的能力平衡方法探索與實踐

胡曉松+王婷婷

【摘要】積極探索實踐先進的生產(chǎn)管控模式，全面梳理、優(yōu)化了生產(chǎn)計劃流程，并將其中能力平衡部分的端到端流程進行了信息化固化，搭建了能力平衡軟件系統(tǒng)。在該軟件系統(tǒng)正式應用的一年時間里，生產(chǎn)交付、在制品等指標得到了明顯的優(yōu)化。

【關鍵詞】制造業(yè) 能力平衡 信息化

近年來，隨著國際形勢和周邊形勢日益復雜，國防裝備升級換代需求日益緊迫，航空制造業(yè)的批產(chǎn)任務總量在持續(xù)增長，導致企業(yè)的生產(chǎn)節(jié)奏逐漸加快，生產(chǎn)管控難度越來越大，時刻面臨著齊套交付與資源效率最大化的矛盾。同時，航空制造業(yè)的科研新品業(yè)務也急劇增長，而且研制周期短、迭代次數(shù)多等特征愈發(fā)明顯，客戶對研制質量與進度的要求也越來越高，在多品種小批量的生產(chǎn)組織壓力下，企業(yè)的生產(chǎn)能力經(jīng)常顯得捉襟見肘。

因此，在有限的資源條件下，為了解決生產(chǎn)管理多目標和多約束的特殊問題，滿足客戶在進度、質量、成本等方面的諸多要求，航空制造業(yè)首先需要對自身的生產(chǎn)能力進行量化分析，依靠數(shù)據(jù)來科學判定生產(chǎn)過程中的動態(tài)瓶頸資源，平衡生產(chǎn)能力的分配情況，進而提高生產(chǎn)效率，實現(xiàn)生產(chǎn)綜合指標最優(yōu)化。

一、能力平衡軟件算法介紹

（一）產(chǎn)能差異測算邏輯：

產(chǎn)能差異=設備組能力工時-設備組需求工時；

產(chǎn)能差異率=（設備組能力工時—設備組需求工時）/設備組需求工時×100%。

（二）產(chǎn)能測算邏輯：

設備組能力工時=∑單臺設備日工作時間×工作天數(shù)×OEE。

注：OEE（總體設備利用率）為設備可動率、生產(chǎn)率和工序合格率的乘積。

數(shù)學模型：設備組月份生產(chǎn)能力基礎工時（hrs）tx= ∑ tk*Nk*Tk；（k=1，2，3……）

其中tk表示x設備組上k班次實作工時，Nk表示x設備組k班次設備數(shù)量，Tk表示k班次月份有效工作天數(shù)。

設備組月份有效產(chǎn)能（hrs）Tx=（tx-△t缺+ △t 加）*μOEE

其中△t缺表示月份缺勤小時總數(shù)，△t加表示月份加班總數(shù)，μOEE表示設備組OEE系數(shù)，三項均為各單位根據(jù)以往情況的統(tǒng)計值。

（三）需求測算邏輯：

設備組需求工時= ∑零件在設備組的工序實作工時×零件需求計劃數(shù)量

數(shù)學模型：設備組月份產(chǎn)能需求工時（hrs）tx=∑tij*ni；（i=1，2，3……；j =1，2，3……）

其中tij表示i零件j工序在x設備組上的實作工時，ni表示i零件月份需求數(shù)量。

設備組月份調整后的需求工時（hrs）Tx=tx+△t。

其中△t表示試制、臨時任務等其它未納入的工時消耗，為各單位根據(jù)以往情況的統(tǒng)計值。

二、能力平衡軟件功能介紹

（一）生產(chǎn)任務匯總

對各型號生產(chǎn)任務進行全面匯總管理，確保生產(chǎn)任務沒有遺漏，并為后面通過系統(tǒng)進行工廠內全部資源的總體平衡做準備，任務匯總表由ERP任務、手工任務、廠際協(xié)作任務組成，通過該表，管理者可以按型號、零件號、主制工段、任務期段、任務狀態(tài)實時查詢所負責任務的情況信息。

（二）物料短缺查詢

該軟件可與ERP物料庫存進行集成，并能基于生產(chǎn)任務匯總表，自動檢查本廠物料的庫存情況，還可將物料短缺信息傳遞給物資供應部門，使物資供應部門清楚掌握什么時間把相應的物料準備到什么地點。另外，除了能夠檢查本廠庫存外，軟件還可查詢公司庫房中的物料信息，為管理人員平衡物料提供參考。

（三）拆分合并任務

生產(chǎn)任務的拆分合并是一種策略，因為有一些任務由于客戶急需，可能當時先不生產(chǎn)計劃下達的那么大的批量，就可以把任務進行拆分下達，剩余的任務便可以和其他批次的任務合并下達。

（四）宏觀能力分析

該功能基于羅羅公司產(chǎn)能分析的管理內涵及運算邏輯，能結合當期任務，自動計算需求產(chǎn)能與實際產(chǎn)能的差額，管理人員可將能力小于需求的設備視為生產(chǎn)過程中的理論瓶頸，并圍繞理論瓶頸開展技術攻關、質量改進、生產(chǎn)提效、技術改造等方面的工作。

（五）能力平衡調整

軟件支持需求與能力的手工調整，根據(jù)系統(tǒng)計算的理論瓶頸點，有針對性的調整設備工作時間、工序標準周期、外委、廠際分流等手段，實現(xiàn)需求與能力的粗略平衡。

（六）預排產(chǎn)

實際瓶頸是假定所有任務按優(yōu)先級順序先后加工，且要求全部按期完成的前提下，測算撞車點，由于這些撞車點是實際排產(chǎn)過程中產(chǎn)生的，所以相對理論瓶頸來說，這些撞車點被定義為實際瓶頸。實際瓶頸一般要比理論瓶頸多，因為實際瓶頸是考慮了前后次序的瓶頸，一定比不考慮前后次序的理論瓶頸要多，實際瓶頸是所有管理者應該重點關注的問題，應該把優(yōu)勢資源放到最關鍵的點上。理論瓶頸和實際瓶頸都清晰的揭示了產(chǎn)線上的難點，這樣實際上管理就很清晰了，就好比為管理者配備了一個望遠鏡，可以看到未來五周甚至更長時間的管理重點。

（七）正式排產(chǎn)

將TOC約束理論應用于現(xiàn)場生產(chǎn)過程控制，基于瓶頸資源合理安排工序級作業(yè)計劃，使非瓶頸資源與瓶頸資源的生產(chǎn)節(jié)拍保持一致同步，實現(xiàn)需求與能力的最佳匹配。該軟件經(jīng)過對任務可行性的一系列檢查和處理，可以得到相對穩(wěn)定的可執(zhí)行計劃，之后結合排產(chǎn)邏輯和任務優(yōu)先級，可以快速運算出五周內的工序級作業(yè)計劃，用于指導班產(chǎn)任務的下達，以及按天進行物料和工裝的準備與發(fā)放，有效保證了生產(chǎn)作業(yè)計劃與生產(chǎn)準備計劃的協(xié)同。

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