生產(chǎn)信息一體化管理研究

時(shí)間:2022-05-22 10:52:45

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生產(chǎn)信息一體化管理研究

APS是基于供應(yīng)鏈管理和約束理論的先進(jìn)計(jì)劃與調(diào)度系統(tǒng),吸收了大量數(shù)學(xué)模型、優(yōu)化及模擬技術(shù)、智能優(yōu)化算法。當(dāng)出現(xiàn)改變時(shí),APS考慮整個(gè)供應(yīng)鏈,同時(shí)檢查能力約束、原料約束、運(yùn)輸約束、資金約束等,對(duì)各種約束進(jìn)行模擬分析,自動(dòng)識(shí)別潛在瓶頸,提高資源綜合利用率,找出最佳解決方案,保證供應(yīng)計(jì)劃實(shí)時(shí)有效。APS還能及時(shí)響應(yīng)客戶要求,快速制訂同步生產(chǎn)計(jì)劃,提供精確交貨期,減少庫(kù)存,提高企業(yè)信息管理水平。AMR調(diào)查發(fā)現(xiàn)[7],APS投資收益率高達(dá)300%,稱(chēng)APS是復(fù)雜商務(wù)環(huán)境下革命性的企業(yè)信息管理工具。因此,高技術(shù)含量的APS正成為支持企業(yè)協(xié)同運(yùn)作的主要信息技術(shù),ERP與APS融合是未來(lái)制造業(yè)信息技術(shù)的發(fā)展方向[8]。制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)是根據(jù)APS的排程計(jì)劃執(zhí)行人員、設(shè)備、物料的工作計(jì)劃,并實(shí)時(shí)反饋。APS是IT架構(gòu)的核心,起決策支持作用,同時(shí)也是數(shù)據(jù)流、信息流必經(jīng)之處,整合所有模塊。它直接影響所有模塊的流程,改變各部門(mén)的業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)方式。ERP與MES系統(tǒng)集成需要實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)任務(wù)監(jiān)控、限額發(fā)料、信息流的系統(tǒng)間傳遞。MES對(duì)生產(chǎn)過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)視、診斷和控制,實(shí)時(shí)排產(chǎn),完成生產(chǎn)單元整合優(yōu)化,對(duì)物料、能量、設(shè)備、資金、人力進(jìn)行監(jiān)測(cè)、分析、平衡、控制,實(shí)現(xiàn)從訂單下達(dá)到產(chǎn)品交付整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的優(yōu)化管理。這種對(duì)狀態(tài)變化的迅速響應(yīng)使得MES能夠減少無(wú)效活動(dòng),有效指導(dǎo)工廠的生產(chǎn)運(yùn)作過(guò)程,從而使其既能提高工廠的及時(shí)交貨能力、提高物料的流通性,又能提高生產(chǎn)回報(bào)率,使整個(gè)企業(yè)有一個(gè)自上而下、無(wú)縫連接的信息交互平臺(tái)。自動(dòng)執(zhí)行計(jì)劃層制定的MPS,從收集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)中提取ERP系統(tǒng)所需的正確信息,使企業(yè)中需要相互聯(lián)系的各信息系統(tǒng)和以產(chǎn)品生產(chǎn)為紐帶的各部門(mén)緊密協(xié)作,使企業(yè)獲得最大效益,從而解決生產(chǎn)與計(jì)劃之間的“信息斷層”問(wèn)題。ERP與MES系統(tǒng)的集成提高了生產(chǎn)管理的適應(yīng)性,增加了底層生產(chǎn)過(guò)程的信息流動(dòng),提高了生產(chǎn)管理的實(shí)時(shí)性和靈活性,使企業(yè)內(nèi)部信息傳遞順暢,對(duì)市場(chǎng)變化做出快速響應(yīng)[9]-[12]。ERP的高級(jí)計(jì)劃系統(tǒng)和MES的作業(yè)調(diào)度模塊共同構(gòu)成的產(chǎn)銷(xiāo)一體化計(jì)劃系統(tǒng)可保證ERP與MES的銜接與協(xié)調(diào)。因此,ERP與MES的系統(tǒng)集成首先是信息集成,其次才是功能集成。MES與生產(chǎn)控制系統(tǒng)(PCS)之間的信息交互能保證產(chǎn)銷(xiāo)協(xié)同,MES還向底層控制系統(tǒng)生產(chǎn)指令信息及生產(chǎn)線運(yùn)行的各種參數(shù),即MES與PCS集成之后,MES即時(shí)在線監(jiān)控車(chē)間各設(shè)備的運(yùn)作情況,生產(chǎn)工藝管理也可通過(guò)MES的產(chǎn)品和質(zhì)量信息進(jìn)行實(shí)時(shí)優(yōu)化。ERP/MES/APS/PCS集成,將數(shù)據(jù)信息從產(chǎn)品級(jí)取出,穿過(guò)操作控制級(jí),送達(dá)管理級(jí)的連續(xù)信息流,能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)信息高度集成,為企業(yè)帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)效益(見(jiàn)圖3)。其優(yōu)勢(shì)有:(1)適應(yīng)精益生產(chǎn)的需要[13]-[14]。企業(yè)的資源是有限的,而每個(gè)企業(yè)的資源配置、瓶頸和使用情況都各不相同。而APS、MES能提供全面計(jì)劃資源約束及生產(chǎn)能力限制,并根據(jù)需要及時(shí)調(diào)整約束,產(chǎn)生動(dòng)態(tài)目標(biāo)計(jì)劃,其約束包括資源工時(shí)、物料、加工順序等。APS技術(shù)以能力約束為計(jì)算依據(jù),自動(dòng)產(chǎn)生現(xiàn)在與將來(lái)的、可視化生產(chǎn)計(jì)劃,不再以大規(guī)模生產(chǎn)模式下的無(wú)限能力模型作為計(jì)算依據(jù),更能夠適應(yīng)精益生產(chǎn)的需要。APS還能對(duì)延遲訂單進(jìn)行準(zhǔn)確管控。(2)靈活改變工序計(jì)劃編排。APS可以實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)地進(jìn)行再調(diào)度,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)計(jì)劃的反復(fù)運(yùn)算或可選方案的評(píng)估,直至得到可行或可獲利的生產(chǎn)計(jì)劃。由于這些系統(tǒng)通常不存在數(shù)據(jù)庫(kù)查詢和存取的問(wèn)題,APS的反復(fù)運(yùn)算可以很快完成。相對(duì)于傳統(tǒng)ERP的BOM模式下重新修改MPS、重新產(chǎn)生優(yōu)先級(jí)計(jì)劃與能力計(jì)劃再調(diào)整方法,APS無(wú)論在靈活性,還是在時(shí)間性上都具有很大的優(yōu)勢(shì)[15]。(3)實(shí)現(xiàn)對(duì)中間品信息的精細(xì)管理。ERP、APS、MES為企業(yè)建立動(dòng)態(tài)的生產(chǎn)工藝流程模型,緊密連接工序、資源與物料,易于獲取中間品的位置、數(shù)量及質(zhì)量信息等,對(duì)中間品實(shí)施有效的精細(xì)管理。(4)提供用戶最需要的決策支持信息。APS基于企業(yè)實(shí)際能力進(jìn)行實(shí)時(shí)生產(chǎn)調(diào)度,調(diào)度方法具有動(dòng)態(tài)性和應(yīng)急性,從而確保為ERP用戶提供最需要的決策支持信息。(5)具有計(jì)劃優(yōu)化能力。APS、MES的生產(chǎn)信息管理技術(shù)通過(guò)優(yōu)化算法,自動(dòng)給出最優(yōu)生產(chǎn)計(jì)劃以及相應(yīng)的MRP,不像傳統(tǒng)的ERP—BOM模式在優(yōu)先級(jí)計(jì)劃與能力計(jì)劃之間做手工調(diào)整,然后人工選出相對(duì)較優(yōu)的計(jì)劃。因此,生產(chǎn)信息的一體化集成管理模式降低了生產(chǎn)計(jì)劃對(duì)于人工確認(rèn)、調(diào)整的依賴程度,弱化了計(jì)劃員能力對(duì)計(jì)劃質(zhì)量的影響程度。它可以通過(guò)生產(chǎn)工藝路徑、訂單和能力等輸入信息自動(dòng)生成一個(gè)優(yōu)化的、符合實(shí)際的詳細(xì)生產(chǎn)計(jì)劃,并自主評(píng)估計(jì)劃的優(yōu)劣性。(6)滿足企業(yè)成本管控需求。ERP、MES、APS、PCS系統(tǒng)間信息即時(shí)交互,使得管控人員及時(shí)且準(zhǔn)確地獲取采購(gòu)、銷(xiāo)售、生產(chǎn)過(guò)程中的異常信息,發(fā)現(xiàn)突發(fā)問(wèn)題,有效實(shí)施干預(yù)指導(dǎo)。

對(duì)于大多數(shù)的MTO企業(yè),車(chē)間訂單的計(jì)劃與執(zhí)行情況決定了生產(chǎn)物流的速度和效率,從而影響整個(gè)供應(yīng)鏈運(yùn)作的速度和質(zhì)量。利用APS和MES等先進(jìn)的企業(yè)生產(chǎn)信息管理模式和信息管理系統(tǒng),可以優(yōu)化企業(yè)車(chē)間生產(chǎn)管理和調(diào)度算法,改變企業(yè)傳統(tǒng)的生產(chǎn)信息管理模式來(lái)提高生產(chǎn)效率,降低庫(kù)存,加快交貨,進(jìn)而快速響應(yīng)市場(chǎng)需求,是提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的理想方法。構(gòu)建ERP、SCM、MES、PCS一體化集成的信息系統(tǒng)架構(gòu),可以在業(yè)務(wù)流程優(yōu)化的基礎(chǔ)上,優(yōu)化生產(chǎn)計(jì)劃、車(chē)間作業(yè)計(jì)劃及其執(zhí)行控制,最終提高供應(yīng)鏈的敏捷性。目前,需求拉動(dòng)的環(huán)境下,制造商應(yīng)具備編制動(dòng)態(tài)生產(chǎn)計(jì)劃的能力,生產(chǎn)過(guò)程、PDM、IT系統(tǒng)和基礎(chǔ)設(shè)施要無(wú)縫對(duì)接且實(shí)時(shí)運(yùn)作,智能、協(xié)同、全局、集成是ERP生產(chǎn)信息管理模塊的發(fā)展趨勢(shì)。無(wú)論APS、PCS,還是MES,都需要與ERP系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)信息交互和共享。因此,企業(yè)實(shí)施生產(chǎn)信息化必須綜合考量供應(yīng)鏈,檢查各品牌ERP、APS、PCS與MES的特性,結(jié)合自身特點(diǎn)及管理目標(biāo)做出理性選擇。

本文作者:孔令夷工作單位:西安郵電大學(xué)管理工程學(xué)院