智能工厂高级计划排程系统解决方案

   综合服务方案     2019-10-21     735    0    
核心提示:智能工厂的建设核心必须依赖无缝集成的信息系统支撑,主要包括 PLM、ERP、CRM、SCM 和 MES 等五大核心系统。大型企业的智能工厂需要应用 ERP 系统制定主生产计划(Production planning),并由 APS(高级生产计划排程系统)根据工厂的有限产能,考虑多种生产约束条件,进行精细化的排产(Production scheduling)。
(一)智能工厂建设核心
《中国制造 2025》明确提出要推进制造过程智能化,智能工厂是实现智能制造的重要载体。作为智能工厂,在生产过程应实现自动化、透明化、可视化、精益化的同时,产品检测、质量检验和分析、生产物流等环节也应当与生产过程实现闭环集成, 工厂的多个车间之间实现信息共享、准时配送、协同作业。一些离散制造企业也建立了类似流程制造企业那样的生产计划指挥中心,对整个工厂进行生产计划的指挥和调度,及时发现和解决突发异常问题,这也是智能工厂的重要标志。
 
智能工厂的建设核心必须依赖无缝集成的信息系统支撑,主要包括 PLM、ERP、CRM、SCM 和 MES 等五大核心系统。大型企业的智能工厂需要应用 ERP 系统制定主生产计划(Production planning),并由 APS(高级生产计划排程系统)根据工厂的有限产能,考虑多种生产约束条件,进行精细化的排产(Production scheduling)。
 
随着智能制造的持续推进,APS 智能计划排产成了中国制造企业建设智能工厂的刚性需求。越来越多的企业开始注意到 APS 高级计划排程系统,它可以帮助企业进行资源和系统整合集成优化(如下图所示),实现最优化的排程,通过合理的计划排程,实现按需生产,精益制造,柔性运作,实现企业生产与经营的无缝衔接。
(二)制造企业困境
大多数企业目前已经或正在推行 ERP、MES 系统,在计划层面和生产执行管控上已经完成了信息化管理工作。但是需求计划与生产执行的脱节,使得企业产能需求预
估与实际产能差异大、需求与计划排配的不合理、计划与执行过程的不协调等问题日益突出,企业缺乏整体系统进行分析、监控、追溯。
 
随着市场环境的变化,以及市场竞争的加剧,产品种类日益增多,客户对交期日趋严格;如何用更少的人,更短的时间,更少的库存,做出更多的产品, 成为企业考虑的重点。 尤其是排产工作作为“制造开始的源头”,其科学性、高效性、灵活性和共享性,成为了日益突出的问题。
 
1) 管理层:需要实时掌握产能需求预估与实际产能的差异、需求与计划的排配的合理性、计划与执行过程的协调性,目前缺乏整体系统进行分析、监控、追溯。
2) 跟单员:跟单员希望通过系统实时了解各客户的订单计划情况、生产进度情况、产能情况等。目前缺乏统一的系统平台,跟单员无法实时了解相关情况,很难准确答复客户进度、无法有效地承诺客户交期。跟单员与计划、采购等跨部门协作、信息传递、接口管理不够准确、及时。

3) 计划员:手工 EXCEL 排产,计划员工作强度大、效率低;各计划员按工序分开排产,为确保工序之间计划的均衡,需要通过会议沟通和协调,效率不高,而且容易因人为原因(如:沟通不到位)  造成计划不合理;另一方便,人工排产对人员的技 能、对业务的熟悉程度、人员的工作态度依赖性很大;计划员无法实时通过系统分析产能负荷情况、生产实际完成情况、生产均衡情况。
4) 车间组长/生产主管:希望能通过系统实时知道生产计划、负荷情况等,以便及时或提前安排相关生产准备工作(如:模具准备、物料领用和确认、人员安排
等);生产主管无法通过系统及时了解计划达成情况、工序平衡、工序瓶颈(负荷)、异常等情况。

5) 物控&采购:目前物料需求分析通过 ERP 的协助完成,与生产计划衔接不够紧密,无法准确的通过系统计算物料需求规划与采购需求。
因此企业必须建立以 APS 计划为核心的企业计划管理平台,配合以 ERP、MES 等系统,提供坚实的应用功能来满足企业的智能指挥计划调度中心;带动整个生产运营更加快速、高效运作,缩短周期,提升产能;快速应对内外部环境变化,提高市场竞争力,为企业整体盈利水平的提升和总体运营模式的转变奠定良好基础。
 
(三) APS 系统方案
1. 产品简介
 APS 高级计划排产系统是基于有限产能的、自动化的智能的高级计划排产与调度系统。 APS 能够帮助企业快速制定符合各种生产约束条件(人机料法环)、满足计划目标与策略的、优化的详细生产作业计划,实现缩短制造提前期,削减库存,提高交货期的遵守,有效的实现客户的利益增长。


 
 APS 系统分为以下核心模块:基础数据即通用建模,核心算法,计划调度等模块。
 APS 通过自主研发的快捷智能的系统集成平台,从 ERP/MES/PLM 等系统获取排程的静态的制造基础数据和动态的订单库存等数据;考虑企业排产的整体目标和策略(如客户优先级、订单交期、相同产品连续生产、资源负载均衡等等),进行一键式的智能排产(或者根据企业计划现状,进行向导式排程/半自动排程),得到订单交期的评估结果、精细的工序级生产计划、准确的投料计划,通过多种甘特图和报表的形式展示计划的结果。

2. 解决方案
根据面临的困境和业务现状, APS 提供多种应用场景的应对方案,满足各种应用需求,覆盖生产计划 7 大难点,跟踪生产计划从制定到执行的每一个重要环节,提供科学高效的计划排程方法,满足企业计划调度和排产需求。
 
1) 全自动/半自动排程模式
 APS 的支持一键智能排程,从根本上减少计划制定的时间、减轻计划员工作负荷,提高工作效率。通过 APS 系统,计划员将业务逻辑和排产经验梳理固化到系统中,可进行一键智能排产,降低了对人员经验技能依赖的同时,使计划制定更为及时准确,计划调整更加便捷,对市场的反应更快,能够更好地响应插单、改单、订单逾期、交货期回复、人员变动及设备意外故障等问题对计划的影响。

 
与此同时,部分车间或者工序的排产可能灵活性更高,没有固定的规则或者逻 辑,不能完全依赖于系统固化的规则算法。 APS 亦可以支持半自动化的排程模

式,辅助计划员以 EXCEL 的方式进行排程,结合EXCEL 的灵活性,借助系统高性能的排程计算引擎,快速实现人员干预的半自动排程。

2) 详细的工序级车间作业计划
目前大多企业的计划员都是手工 EXCEL 形式进行排产,排程的结果过渡依赖于计划员的经验和技能,且考虑的约束和条件是有限的。APS 系统实施后,系统在考虑人员、模具、物料、设备等约束的同时,生成精细的工序级计划,细化到具体的工 序、时间、设备和机台,便于指导车间的生产安排:生产主管和车间组长可以根据计划开工时间进行生产齐套准备工作。

 

3) 精细化的投料计划
根据排程生成的工序级作业计划, APS 系统对工序的物料需求进行汇总统计,生成对应的投料计划报表。物料计划可以跨部门共享,便于提前备料保障生产。近期的物料计划可以指导企业内部物流部门在厂内按工序开工时间进行物料配送,减少呆滞物料;而长期的计划可以指导采购部门制定物料需求计划,指导供应商的物流配套。

4) 自动处理紧急插单
为了加强对车间生产资源的控制与合理调配,企业需要一份可以指导生产的精确生产计划,并且需要应对紧急插单、计划更改等情况,保证生产计划的时效性。现实中,经常碰到订单已经下发,中途频繁改单、插单,如果没有 APS 系统,则计划员进行插单、计划调整非常困难。利用 APS 系统来缩短制造提前期、提高工厂对于交货期变化的相应能力是迅速应对紧急插单的捷径。
在紧急插单处理时,直接在 APS 系统中修改订单优先级等信息,然后运行系统一键排产,系统快速自动生成调整过的进展状况以及追加的新计划。


 

5) 可延续、可滚动执行的闭环计划
APS 通过集成 MES 系统反馈报工,实时掌握实际生产完成情况,滚动计划制定时综合考虑生产实际情况下进行计划更新。如图所示,实际生产过程中存在计划延迟情况,通过系统反馈获取延迟程度,用于综合考虑计划调整。

6) 模拟排程进行交期评估
现有的计划体系和系统格局,造成销售/跟单员很难准确答复客户进度、无法有效地承诺客户交期。 APS 系统提供排程接口供其他系统调用,通过与 ERP 系统的集成,销售/跟单员在 ERP 创建订单时,即可用调用 APS 系统进行模拟排程完成交货期的评估,快速准确的进行交期答复。


 

7) 清晰直观的计划可视化方案
 APS 提供资源、负载、订单、库存、关联、以及项目甘特图,从不同维度全方位展示计划结果,同时支持多维度的自定义报表。各部门能及时直观的了解车间的作业计划、订单的生产计划、设备的产能负荷、库存的动态变化。


 
同时 APS 提供智能化的集成平台,并支持与其他系统的集接口调用,轻松实现企业各信息系统的高度无缝集成,实现计划信息的共享与协同。

(四)系统竞争优势
 
(五)系统应用效果
通过 APS 系统的实施,能为企业解决的问题:
交期预测:通过系统的建模,根据车间动态产能模拟试算,进行中长期的预排程,准确答复交期,更好的满足市场需求,提升客户服务能力。
计划编制:系统支持全/半自动/向导式排程模式,企业根据需求和业务规则,从系统层面实现主生产计划均衡排产,可以快速制定精细化的工序计划,从而降低各工序计划编制难度,同时能够从容响应计划调整如质量异常、紧急插单、设备故障等等。

生产准备
:多部门计划共享,指导车间现场的生产执行、采购部门的物料的采购和物料部门的配送计划,提高物料配送与齐套,减少停工待料问题。
反馈执行:通过系统的智能化的集成引擎,实现 ERP/MES/APS 等系统的无缝集成, 形成闭环滚动的计划体系,计划具备可执行性与延续性,提高生产计划整体质量。
通过 APS 系统与 MES/ERP 的高度集成,实现四个闭环:1、需求预测和订单承诺闭环,2、计划与排产闭环,3、排产与执行闭环,4、订单承诺与订单履约发货闭环,形成系统自治、自反馈、自决策。

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