【伊默特案例】从产能到排产

Capacity and Loading

从产能到排产

关键字

产能排产共用设备共用模具ERP二次开发

认识产能

产能基于标准工时的设定,与生产计划紧密相连,关系着固定资产的投资,因此,要把计划和排产做好,对产能不可不了解。

产能(Capacity)指生产能力,大到整个行业的生产能力和生产规模,小到一个企业一个人一台设备的生产能力,制造业和服务业都会涉及产能的概念。产能就是指在计划期内,企业参与生产的全部资源(包含固定资产,人力资源,能源等),在既定的组织技术条件下,所能生产的产品数量,或者能够处理的原材料数量。生产能力是反映企业所拥有的加工能力的一个技术参数,同时也反映企业的生产规模。每位企业主之所以十分关心生产能力,是因为他随时需要知道企业的生产能力能否与市场需求相适应。当需求旺盛时,需要考虑如何增加生产能力,以满足需求的增长;当需求不足时,需要考虑如何缩小规模,避免能力过剩,尽可能减少损失。

依据企业类型的不同,产能的主要有以下三种类型:流水线生产类型企业的产能计算,成批加工生产类型企业的产能和服务行业的产能。

产能的计算

以制造业为例,没有设立IE部门/职位的企业通常由生产部门负责产能,也就是能生产多少生产部门自己说了算。实际上,产能是一项专业的IE技术,同时产能是制造业IE的核心工作内容,诸多工作都是围绕产能展开的,与产能相关的因素有:

1.    与产品相关:产品的类别、型号等

2.    与时间安排有关:班次的设定,休息时间,培训时间等

3.    与工艺相关:工艺流程,工程的要求,工序的设置等

4.    与人员相关:人员的数量,人员的加班率,人员的宽放,人员的学习曲线等

5.    与设备相关:设备的型号和数量,设备的维护保养,设备的稼动率等

6.    与模()具相关:模具的型号和数量,模具是否共用,模具的维护保养等

7.    与批次有关:换线,特殊要求的设定等

8.    与专用或共用有关:生产线或设备是专用还是共用?生产线或设备是否有替代的?

9.    Layout有关:物流、在制品的设置等

10.  与材料有关:材料的来料合格率,材料是否需要加工等

11.  与质量有关:合格率,返工率等

……

单一产品的产能计算:

计算出每道工序的产能,瓶颈工序的产能决定产品的产能。这种计算方法适用于专用生产线的计算,一个产品族中不同产品型号之间的差异不大。

下例基于以下条件计算的产能,瓶颈站为B370,每月的产能为49365

班次

2

小时/班

8

工作天/周

5

工作天/月

21

加班率

20%

工序代码

标准工时(小时)

工序数量

工序合格率

稼动率

设备/夹具

月产能

B610

0.025000

7.00

66.67%

95%

1

59,826

B620

0.001490

1.00

100.00%

100%

1

226,419

B630

0.001264

1.00

100.00%

100%

1

266,946

B640

0.001000

1.00

100.00%

100%

1

337,365

B650

0.005380

1.00

100.00%

95%

1

59,572

B660

0.001140

1.00

100.00%

100%

1

295,934

B670

0.011745

3.00

90.00%

95%

1

81,861

B340

0.013965

1.93

100.00%

100%

1

51,897

B370

0.014681

1.93

100.00%

100%

1

49,365

B400

0.001484

1.00

100.00%

100%

1

252,675

B430

0.008439

2.00

100.00%

90%

1

79,955

B460

0.004946

1.00

100.00%

100%

1

75,785

B490

0.002886

1.00

100.00%

95%

1

123,391

B520

0.006092

1.00

100.00%

100%

1

61,531

B550

0.003033

0.90

100.00%

100%

1

111,230

B580

0.0035211

2.00

100.00%

100%

1

212,915

B585

0.001558

1.00

100.00%

95%

1

228,621

B610

0.007542

1.50

100.00%

100%

1

74,551

B640

0.011377

2.00

100.00%

100%

1

65,893

B670

0.003690

1.00

100.00%

90%

1

91,438

B700

0.003454

1.00

100.00%

95%

1

103,085

B730

0.015561

8.89

100.00%

100%

1

214,131

B760

0.014521

2.00

100.00%

100%

1

51,627

B820

0.000100

1.00

100.00%

100%

1

3,748,500

B850

0.005113

2.00

85.00%

95%

1

139,303

B880

0.000100

0.20

100.00%

95%

1

837,900

B999

0.000700

1.00

100.00%

100%

1

630,000

等价量:

对于多品种的产能计算,由于不同品种共用设备,一般来说,计算方式是以某种产品作为标准产品来计算,通常选产量最大的产品作为标准产品,其它产品以系数k作为其等价量来计算。这是一种估略的计算方式,作为企业的生产规模依据,但对于每一个种产品的产能是多少,还得一道工序一道工序地计算。

产品

需求量

标准产品

瓶颈站BL的工时

等价折算系数k

等价量

A

19000


0.0065

0.76

14529

B

8000


0.0098

1.15

9224

C

8700


0.0054

0.64

5527

D

25000

0.0085

1

25000

E

12000


0.0072

0.85

10165

总计

72700




64445

上表的例子不难看出,假定工厂的产能是65000,且其它工序不会成为瓶颈如果生产A产品的需求量多,其它的需求比例不变,则实际产出量>65000,反之,若B产品的需求量大,其它的需求比例不仅,则实际产出量<65000

以上是产能计算的基础,在实际生产中,不同产品之间互相共用资源,这就导致排产面临的种种难题。


排产面临的问题

当工厂的产能取代市场成为企业整条供应链上的瓶颈时,计划人员每天要面临太多头疼的问题,且不同的企业类型面临的排产问题各有不同,在这里举两个最常见的例子:

1.   共用料看似有实际却缺失D公司是机械组装公司,生产工艺不复杂,公司依订单生产,原材料的采购时间长短不同,虽说原材料备有一些库存,但有的材料为共用的,对于计划人员,从ERP系统上看,有可能每个订单的材料是不缺的,可若真的把所有的订单排下去后会常常出现捉襟见肘的现象。例如,A产品的订单量是1000B产品的订单量是1100C产品的订单量是900,这三种产品有一颗共用料1#,共用料的采购周期为3个月,现库存为2000,从ERP系统上看,单看ABC任一产品的订单,物料1#都是够用的。

产品

订单

物料1#需求量

物料1#库存量

物料1#是否满足订单需求

A

1000

1000

2000

B

1100

1100

2000

C

900

900

2000

总量

3000

3000

2000

而实际上,其库存只能满足A+CB+C的订单需求量。如果说只有一颗物料是共用的,那么对于计划人员只要用心应该不是什么难题,依据出货计划的优先顺序排定计划即可,但若是有十几个甚至几十个物料是共用,那就不是一件简单的事了。

2.   设备和模具共用且瓶颈乱窜S公司是半导体公司,其产能概念以某种产品作为基准,其它产品与基准产品相比较有一个等价量,然而,这只是一个约估值,实际上不同的产品的工时差异非常大。更让人头疼的是,生产工艺流程长且工序间有往复,设备是共用的,有多道工序用到模具,在不同的工序,共用的模具有不同,甚至不同的产品组合其瓶颈也是不一样的。产品型号多达上百种,每个星期甚至每天的组合是变化的,面对订单,接还是不接,是生产计划部门最头疼的事,不接,又错过了订单,接,有可能做不出来,一旦接了订单,就意味着接受了承诺,那么必须按时按量完成。每个星期四都得给总部一个承诺,总部的主计划员常常问这样的问题:“现在还剩余多少产能?这些产能可以生产多少B产品?如果我们把A产品的50K先不做,剩下的产能可以做多少的C产品?”这些问题看似简单且非常重要,但工厂的计划员根本无法立即答得上来,即使是花了一天费了九牛二虎之力排好每周的计划且保留了一定的保护产能,可心里仍然没底。计划员每天花大半天时间来调整计划,但面对变化仍感无力。


排产问题的解决方案

1.  共用料的排产问题

对于共用料的排产难题,采用IE方法,对排产的规则设定好,再结合IT的软件开发,对ERP进行了二次开发,同时我们加入了更多的限制条件后,最后通过我们的二次开发软件,生产计划自动排定。从而轻松解决共用料的排产问题。

2.  设备和模具共用的问题

IE方法对产能分析进一步细化,建立详细的设备和夹具信息,对设备和夹具的进行命名和设置,整合所有共用资源的产能,设置各道工序的参数,设定各道工序对设备选择的优先级,用运筹学对优先级的算法进行优化,建立起产能和产能系统,输入计划数据后,自动计算出设备和夹具的利用率,即时得出排产各产品的瓶颈工序,并对超出设定的限值自动提醒。设备和模具共用的排产由原先花大半天时间仍未能没有底,通过采用产能和排产系统后只需不到三分钟便可排好且对排产结果有十分的信心。同时如果设备或夹具有保养或异常,亦可通过预先设置,从而设备或夹具的变化将自动考虑到排产结果中。