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APS实现大长江集团高效排产

2017/1/26    来源:e-works    作者:e-works  整理      
关键字:案例  e-works年度盘点  两化融合  大长江集团  
本文为“2016年度中国两化融合应用领先暨最佳实践奖”参评案例。本次活动评选出2016年度,中国两化融合领域带来突出效益的最佳实践工程,全面介绍企业推进两化融合过程的步骤、重点与难点、获得效益等,分享信息化建设过程中的经验,供广大制造业行业企业学习供鉴。

一、参评企业基本情况

    江门市大长江集团有限公司(下文简称,大长江集团)创建于1991年11月,是豪爵控股下属子公司。大长江集团集开发、制造和销售于一体,建有整车工厂、发动机工厂及主要零部件工厂,是中国最大的摩托车生产企业,世界最具规模的摩托车制造企业之一。二十余年来,大长江集团一直保持着持续、稳健的发展势头,自2003年来实现全国产销量十一连冠,并同时摘取“综合经济效益第一”、“上缴国家税金第一”、“用户满意度最高”等多项行业桂冠。大长江集团始终坚持走“质量效益型”发展道路,2015年豪爵品牌价值335.78亿元,连续十二年中国品牌行业遥遥领先。

 大长江集团

图1大长江集团有限公司

二、企业信息化应用总体现状

    为引入国际化管理流程和思想,推动企业向世界级先进企业迈进,在摩托车产业领域,大长江集团累计投入资金2亿多元,建立了ERP、PDM、HR、QMS、SCM、MES、APS、DAP、CRM、OA等覆盖全业务范围的40余个系统,并实现了各系统之间的高度集成,这些系统贯穿于产品生命周期的全过程,并覆盖到供应商和销售商。

    信息系统的成功应用,使企业内部、企业和企业之间的信息流、资金流、物流高度集成,极大地提高了整体运营效率,并降低了企业运作成本。

 大长江集团信息系统架构

图2大长江集团信息系统架构

三、参评信息化项目详细情况介绍

    1.项目背景介绍

    大长江生产计划管理从最初的电子表格Excel 公式辅助计算,发展到按公司业务需求,利用Excel VBA编制程序进行生产计划排产的时间计算。但随着公司业务规模的逐渐扩大,产品型号与数量的增加,且生产计划管理日益精细化、多变化,原Excel VBA排产计算程序逐渐显露出无法适应公司生产业务需求的状态。如排产计划的均衡优化、时间计算的多节点需求、业务变化的生产节拍精准适应等。

    按公司生产业务需求及后续发展预测,生产计划管理呈小批量、多目标、多约束、动态变化的趋势,生产计划调度变得更加复杂。为进一步改善生产管理,使其向规范化、标准化方向发展,需构建一个先进的大长江生产计划管理平台。经过对一些国内外比较先进的生产排程软件调研之后,发现当前现成的“高级计划和排程”系统均无法满足公司“较低生产成本和快速反应”的生产组织模式和计划管理业务需求,最终决定采用定制开发方式构建适合本单位“生产特点”的生产排程系统。

    2.项目目标与实施原则

    项目目标是建立全面生产计划管理系统。建立从商务需求到成车主生产计划、主生产计划到发动机及半成品的立体生产计划模型,考虑满足市场需求、均衡生产、降低库存等因素,实现对生产计划的高效率优化排程,以系统为基础,建立更加完善的生产计划管理体系,各级联动的生产计划系统,通过系统,将成车、发动机以及半成品生产的计划进行联动管理,建立重点生产环节的实时监控与预警机制,及时掌握生产异常情况并采取有效措施,并为精益生产提供电子化看板的基础数据,能及时对生产方面的变化需求进行合理的调整。要求实现如下系统功能:

    1)提高生产计划的编制质量

    第一,实现生产能力管理与生产日历自动管理。

    第二,根据需求总量自动生成相对优化的可执行的成车主生产计划,成车生产进度计划要求分厂区、分生产线且进度具体到时点(含成车部装开始时间、发动机上线开始时间、车架开始时间、成车开始下线时间以及成车下线完成时间等具体时间,成车生产进度计划优化条件,需综合考虑到以下因素:

  •     确保交货期原则:排出的生产进度计划需保证所有成车的交货期,这为第一优先原则;
  •     均衡原则:均衡原则包含两方面:首先需考虑品种的均衡排产,其次则是各工厂间、生产线间生产任务的相对均衡;
  •     效率最大原则:在满足上述两原则的前提下,需保证装车及其前工序的生产效率最大(换线损失最低);

    第三,根据成车主生产计划按层次生成相对优化的可执行的前工序生产进度计划,前工序生产进度计划可分期实施,首期确保可编制出发动机和车架生产(直接至焊接成品)进度计划。前工序生产进度计划必须保证成车生产进度需求,具体还需考虑如下因素:

  •     做到与成车进度计划的批次对应管理,实现质量追溯;
  •     需考虑提前期的控制,通过对提前期的控制达到控制库存,实时监控各批次半成品与对应成车的提前时间与库存状态;
  •     库存容量预警;
  •     物流成本控制。

    2)提高生产管理的应变能力,能与ERP、MAS等相关执行系统集成,对生产计划执行情况进行监控与预警,生产执行异常可及时反馈,并迅速响应完成生产计划的调整更新。

    3)能与ERP、SCM等系统集成,实现主生产计划到各工序半成品计划与配件采购计划的多级联动对接,与供应商最终物流计划进行集成。

    3.项目实施与应用情况详细介绍

    APS项目的实施过程是对大长江生产计划业务进行的一次全面细致的梳理和分析,是对自身离散型制造业务中计划多品种、小批量、多约束、需求动态随机变化的特点所进行的一次探索与创新。大长江认为,对于有按订单与按库存生产的同时存在生产管理业务,在优先保证客户交期前提下均衡生产是比较经济的计划模式。为此,大长江参考了丰田均衡生产的思路,结合产品特性与批量排产特点,采用均衡方差算法在客户交期允许范围内对主生产计划按均衡指标自动排程。对多个维度(系列分类、发动机型号分类、车架型号分类、自制外购分类、多厂区分类等)计算出的均衡指标之和及其权重(Q=q1*w1+ q2*w2 +q3*w3[+qn*wn],Q越小,理论上越均衡)来评估计划的总体均衡性。

 某一维度的均衡指标计算公式

图3 某一维度的均衡指标计算公式( 越小,理论上越均衡)

    结合生产业务需求,本APS系统采用“流水线计划排产模型”进行相关生产时间计算,建立准确的流水线计划排产模型,计划批次/订单生产时间准确到分钟,满足拉动生产方式的各工位节点物料需求进度信息。“单台设备”与“流水线”生产方式的主要计算模型对比如下:

表1 “单台设备”与“流水线”生产方式的主要计算模型对比

 “单台设备”与“流水线”生产方式的主要计算模型对比


    规范主生产计划、发动机与半成品生产计划管理业务相关管理流程,对排程涉及的各项参数进行整理、合并与分析,转换成系统参数信息,提高计划排产效率与准确性,优化生产安排,提升生产效益。

    基于JAVA技术平台定制开发的APS系统平台,具有良好的稳定性、扩展性、安全性、开发性和兼容性。大长江IT部开发人员对JAVA技术的开发应用已熟练掌握,对未来生产业务变化带来的生产计划功能优化改进,能够快速提供技术支持,及时响应业务变化。

    使用B/S结构,减少客户端的系统环境依赖,用户只需要在有浏览器(IE)的电脑上即可以进行访问操作。结合使用嵌入式的Excel控件,使得对计划结果的调整操作更加人性化。

    通过与PDM系统信息集成,获取排程相关工艺信息,保证计划正确性,并自动展开下级物料需求,为计划联排提供基础。通过与ERP系统信息集成,从ERP系统获取库存信息,实现从计划层面控制周转库存,根据APS系统计划结果自动更新ERP系统生产订单,指导MRP运行,生成下级半成品与外购件的生产、采购计划,再与SCM系统对接,贯通计划到供应商的供应链。通过与MES系统信息集成,生产现场执行进度自动更新至APS系统,可实时监控计划执行进度,根据进度差异情况,可快速进行判断与调整。

 系统流程

图4 系统流程

    4.效益分析

    1)搭建了拉动生产模式计划管理平台

    APS系统按拉动生产方式设计系统的计划管理模式,建立了较完善的计划管理平台,根据相关生产管理业务需求,可在该平台上实现从商务需求录入到产量完成汇报全过程、多工序部门的生产信息流管理工作,为实现规范化的生产计划管理提供了技术支持和基础平台。

    2)提高各工序生产计划整体质量

    APS系统参照丰田均衡生产思路,结合在大长江集团自身生产业务特点,从系统层面实现主生产计划均衡排产,从而降低各工序计划编制难度,提升各工序生产计划可执行性,提高生产计划整体质量。

    3)信息系统高度集成

    解决原生产计划信息孤岛问题,通过APS、ERP、MES、SCM等系统接口实现信息化自动集成,贯通需求、计划、生产、供应、物流等环节,提升信息化管理水平,提高公司日常运行流程和生产经营活动管理能力。

    4)建立了流水线生产组织方式的计划排产模型

    根据产品生产特点和工业化流水线的生产组织方式,建立准确的流水线计划排产模型,计划批次/订单生产时间准确到分钟,满足拉动生产方式的各工位节点物料需求进度信息。辅以相关生产进度显示设备的使用,为前工序的物料精准配送和生产管理提供技术支持。

    5)提高生产计划排程效率

    主生产计划进度计划排程时间提升50%,计划异常调整响应时间缩短60%,缩短公司产品总制造周期,可延迟需求计划发布时间,更好满足市场需求。同时,针对有明确交期要求的订单,APS系统自动调整生产顺序满足订单交期要求,提高客户满意度。

    6)细化生产计划与管理控制颗粒度

    生产批量由过去的240台减少到120台,提高了生产计划的颗粒度,细化生产过程管理与控制,在相关生产与物流管理业务进一步精细化后,APS系统排产拆分批量也可适应调整。

    7)新品计划的特定跟踪管理

    APS系统灵活的生产定点、断点等功能设置,可根据产品研发部门要求,对新产品的生量试、P产等生产计划进行限定排产,满足产品开发对计划排产的特殊进度要求。

责任编辑:郑倩
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