西門子APS實戰案例分享:CPG行業的智能排產之路

文章來源:APS研究
2021-05-08

APS實戰案例分享

    APS的話題在近期愈發火熱,已經逐漸成為了各大企業在通往智能制造道路上的一堂必修課。各類介紹文章也漸漸多起來,但是翻來覆去都是把那幾個概念反反復復的說了一遍又一遍,鮮見面向實施落地的研究、實踐和分享。本工眾號決心致力于向廣大讀者提供更接地氣的、面向實施落地的APS介紹。本文更是將近期一個剛剛收官的APS真實案例做樣本,在第一時間介紹給各位讀者,讓大家能真實的看到一個APS項目是如何落地的。


01

眼見為實

    首先奉上效果演示,一個完工的APS系統,到底是如何“一鍵排產”、“智能排產”的。上方的動圖,是在濾除了客戶信息后的一個實際效果展示:所有生產任務,在APS系統引擎的指揮和驅動下,井井有條地、迅雷不及掩耳地(沒錯,制作這張動圖地時候,使用了放慢效果)安排到了各自最合適的工位,如果和人工排產相比,APS帶來的直接變化至少有:

工序級,多少企業的排產其實就管一個開工日期和交付日期,根本不排中間工序

速度快,“分分鐘”完成計算不是夸張;

可視化,甘特圖形式比復雜的excel表格友好得多;

集成化,與其他信息系統集成,減少手工數據處理;


02

項目歷程

    回顧項目,甲乙雙方精誠協作,持續努力了7個月,方換得排產作業的煥然一新。每一個階段都充滿了挑戰,同時也不可或缺。

正如之前的那篇《APS落地難?六步法快速部署西門子APS》所寫,一線調研乃是系統落地的重中之重,也是第一個重要的行動,在本項目的實施過程中也實踐了這條準則:在項目前期,花了整整5周時間,用于現場調研和業務研討。通過這樣細致的工作,確保了項目執行中不會出現“你說你的我做我的”,最終交付一個“空中樓閣”式的項目。這個階段最重要的產出物,就是功能需求規格書,并且還要對關鍵需求做原型驗證,以確保需求方和顧問團隊始終是在同一個頻道上。

可以說,這是一個完全按照APS項目實施方法論執行的典型案例,也確實達到了如預期的項目管控水平。

03

行業特征分析

本案例屬于CPG(快消品)行業。由于不同行業存在極大的差異,所以針對行業的分析,提取同行業共性,找出行業間差異,是系統顧問的必修課。站在APS的角度,對一個行業特征的分析,主要是關注其:計劃模式,生產工藝,采購模式,庫存管理,計劃關鍵指標等幾個方面。那么對于CPG行業來說都有哪些特征呢?

計劃模式:通常是以面向安全庫存為主,輔以少量按單生產的方式為主基調??煜沸袠I的消費行為和銷售模式,決定了不可能先下單后交付的模式,因而庫存不可避免,需要解決的是如何制定庫存策略,尤其是庫存如何連接市場消耗和生產補充兩頭,實現動態平衡。這個問題,歸結到APS中的AP來解決。

生產工藝:直接決定了系統模型該如何建立。以本案為例,屬于CPG中的制膏-灌裝生產工藝。此類生產模型通??梢苑譃榍暗琅c后道兩大體系。前道主要涵蓋粉劑和水劑的稱量、攪拌和膏體制成;后道則主要是灌包線(自動或手工)。難點在于前后的銜接 -- 既要最大化壓縮中間膏體的存放時間縮短整個工單的制造周期,又不能出現“斷檔”導致灌包線停工待料。此時需要充分發揮APS的整體協調指揮機制,讓前后道各自有序生產又能互相配合緊密。

采購模式:在此類企業相對簡單,大多數物料是以庫存方式在中長期計劃中下單;少量關鍵物料是年度級戰略采購;包材等低成本、大體積的物料通常是由附近供應商以open PO方式配送。分別對應著:AP中長期計劃;管理層決策會議及供應商談判;AS短周期排產JIT物料配送。

庫存管理:以補充安全庫存為基本原則,少量按單生產入庫。但是無論哪種情況,都必須要求有快速、精準的物料查詢能力,即任何時刻都能準確獲取庫存數據,尤其是部分半成品庫存(如有)。

關鍵指標:這個哪怕在同類型的不同企業,也變化較大,能夠被共同認可的,大致包括提高OEE,縮短LT,降低WIP。誠然,如前文備述,這些指標不可能同時全部達成最優,因為互相有沖突。具體的折衷方式則各不相同,這也是為什么我們一直特別強調“一線調研”的原因之一。


04

系統效益分析

    千好萬好,最終還是要體現在實際的效益上,那么,以這個客戶案例來看,都做了些什么,有哪些效益呢?

首先來看一張圖:最直接的變化是透明化和精細化

在此之前,對車間內的精細排產是空白,“生產計劃”實際上就是一個要貨指令 -- 某某日之前,需要xxx和yyy各多少件。至于如何生產?對不起,你生產部的事情;能不能做出來?大致可以;如果有異常怎么辦?生產部自己調整解決;如何精益優化?生產部...通過APS的實施,每天的生產任務指令,被細化到各個工序:物料稱量 --> 叉車上料 --> 乳化 --> 轉移存儲 --> 半成品檢測 --> 灌裝包裝。任務指派到工序,考慮每一個工序的可行性。比如乳化鍋組壞了一組,相應的產量就會降低,該工序的完工時間就可能延長,所有后工序都會自動后延以適應新的計劃時間,直至給出最終入庫時間后延的預測。這在人工排產作業時代是不可想象,絕大多數的制造企業目前執行的是類似本案例原先的模式 -- 把車間當供應商,給他們下達一個交付指令然后等待或催促入庫 -- 而新的模式下,能不能交付,如何安排交付,已經盡在掌握。

其次是規范了計劃和生產,管理和執行這兩組行為。在此之前,計劃沒有細化到位,大量細粒度的生產任務規劃和優化問題,實際上是拋給了生產班組,生產班組作為執行單元,過度地承擔了一些“指令性、管理性”的工作。這個混亂在很多企業里面存在,而且規模越大的企業反而越突出。由于計劃只給出了種類、數量和日期(What,When),沒有說明如何生產(How),于是當生產遇到異常,主管又恰好不在的時候,往往就出現了隨意切換生產其他品種的情況,所謂“老板不在,伙計瞎干”。但是現代管理學的基本理念告訴我們:過度生產是最大的浪費,何況該做的沒做,不該做的瞎做!APS則簡單、清晰、明了的界定了該干什么,什么時候干,怎么干,三個“W”全部包括了。這對于規范企業管理意義重大。

雖然其他方面的變化限于篇幅等因素不能一一枚舉,但是這三點的改變,只要踏踏實實落到實處,不要反覆,堅持下去就不僅僅是變化了,堪稱變革。

第三是有限能力和動態瓶頸約束。在本案例中,混料、出料、灌包都有可能成為瓶頸。當灌裝線灌包不同產品時候的節拍和半成品消耗速度是不一樣的,如果位于后道的灌裝由于產能、包材制約、異常等因素無法在預定的時間完成灌裝,那么位于前道的混料工序則必須做相應的調整,否則混料完成后,預計可以空出來的儲罐卻由于灌裝滯后的原因還沒有消耗完上一筆半成品物料,從而“憋?!鼻肮ば?。反過來的前工序對后工序的制約也成立。這就是典型的動態瓶頸和有限能力,是APS的看家本領之一,面對數以百千計的任務及工位、機臺組合,以人工處理類似的動態調整,是不敢想象的。

第四是物料檢查與計劃聯動。物料可用性檢查應該與生產計劃聯動是不言自明的,因為物料檢查就是為生產計劃服務的。但是很多企業把這兩者分屬在不同的部門或者團隊,計劃部制定計劃,物料或者采購部在每一版計劃基礎上做物料檢查,有問題則互相通氣,經過數輪迭代最終發布生產計劃。這種工作模式的效率會隨著計劃的穩定性以及物料種類的增多而急劇降低。通過APS的物料關聯引擎,在每一版計劃制定過程中,就對物料數量、替代料、物料有效期做了檢查,確保生產計劃的有可靠的物料保障。

最后是JIT物料配送支持。由于實現了工序級的任務指派,于是可以清楚的知道第二天將灌裝哪些產品,什么規格,需要多少、什么規格的包材。且這個需求是和計劃聯動的,如果由于某種原因,明天的計劃做了調整,那么,對應的包材需求也會跟著變化。這就為企業實現包材等大體積常規物料的JIT配送提供了必要計算引擎,可以有效幫助企業實現JIT物料配送。

05

持續改進,永遠在路上...

    APS不是一勞永逸,恰恰相反,導入系統只是一個開端,這個開端,為企業開啟了持續精益、持續改善之路。從企業內部看,由于透明化和精益化,很多之前被掩蓋的、或者之前不突出的問題,將逐漸浮出水面。比如,設備利用率的不足,到底是沒有任務,還是管理不善?又比如,我們的生產交付期為什么是x天?能不能縮短,如何縮短?

    故事沒有結束,精彩還將繼續,改善的路上沒有盡頭。


寫在最后

    在此要特別感謝業主方參與項目的各位朋友的大力支持和付出,沒有你們的積極配合,我們無法完成這個工作。

    同時也感謝我們項目組的同事,是你們不計回報的艱苦努力,換回了項目的成功和客戶的認可。

本文引用自公眾號:比特智造


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