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巧婦難為無米之炊,令人頭禿的計劃排產—期量數據分析,優化計劃排產

2023-02-27 10:57:00

計劃員趙工:“我們機加車間剛打電話來,說有物料沒法按計劃做完,產能欠缺很多,生產計劃主要是我依據先前修訂好的期量標準制定的,這回肯定又是因為期量和實際偏差太多,計劃才又沒法完成……”
小智:“趙工,您這邊多久修訂一次期量標準呢?”
計劃員趙工:“1到3年一次,修訂的時候因為沒有可靠的數據或者標準作參考,只能和現場人員溝通,靠他們的經驗來參考制定,可一旦溝通起來,就免不了互相扯皮,每次修訂都費時費力的,而且修訂過后的標準又總是和實際產能不符,要么計劃的量做不完,要么產能空余好多。”
小智:“期量修訂困難、修訂結果偏差大確實是制造業里相對比較普遍的一個問題,不過我們也已經對應有了很成熟的解決方案,具體是這樣的……”

期量修訂存在哪些困難
期量標準是制定生產計劃的重要參考,但目前對于離散制造業,零件生產期量標準修訂過程往往費時費力,修訂出的期量也總是不準確。而不準確的期量,又會造成依此制定的計劃也與實際產能偏差較大,從而影響企業正常生產交付。具體體現為:
01、缺乏有效數據支撐,修訂過程拔河較勁
修訂期量標準時,因缺少足夠的有效數據支撐,計劃員除了參考行業標準,還需要同時和生產執行人員進行溝通確認,以他們的經驗作為期量修訂的重要參考。而在此過程中,計劃管理層希望充分利用現場產能,生產執行層又往往希望預留充分的時間對應現場可能發生的各類異常,雙方難免會就期量標準“拔河較勁”,因此修訂過程費時費力,效率很低,且修訂出的期量標準往往偏離實際,后患無窮。
02、生產無法按期完成,影響產品正常交付
若期量設定偏小,則依據期量制定出的生產計劃不匹配生產現場人員工時、設備產能的實際條件,在實際生產時工時與產能均會出現不足,此時或是現場加班加點趕工,或是生產交期多次調整、一拖再拖,導致企業整體生產交付、后續生產訂單安排都會受到嚴重影響。
03、生產安排前松后緊,浪費企業大量資源
若期量設定偏大,計劃產量少于現場實際的產能,則企業在季度、半年或一年這種較長生產周期中,往往前期產能存在富余,沒有充分利用全部產能執行生產,在后期又會發現該周期整體生產任務難以完成,進而加班加點進行趕工。看似訂單都已完成,實則資源利用不合理,后期加班趕工多耗費了大量人力、物力、財力,從而嚴重影響了企業的經濟效益。
04、計劃難以指導生產,失去應有的嚴肅性
健康的企業生產管理模式中,生產計劃應對整體生產執行起到規定、指導、鞭策的作用,具有一定的嚴肅性。而因期量設定不準,產能無法準確評估,造成年度計劃等長期計劃無法成為企業生產規劃的有效指導,日常生產計劃等短期計劃又總是因生產執行出現的問題一再調整,導致計劃層反倒被執行層牽著鼻子走,會使生產計劃失去其應有的嚴肅性,難以有效擔負承接科研銷售、指導生產的重要作用。

如何解決期量修訂困難
隨著企業MES、ERP的系統的應用,其實日常業務中沉淀下來的大量生產加工數據,本身就是企業自身寶貴的經驗與資源,我們可以充分發揮數據的價值,利用業務產生的數據來優化業務。
我們可以整理企業近3年歷史訂單,提取整合其中期量相關數據,并通過數據清洗、轉換等方式,去除臟數據,留下有效數據。通過箱型圖和正態分布擬合等多種方法進行數據分析,制定零件生產期量標準及合理周期區間,指導生產計劃改善。同時對不在合理周期區間范圍內的訂單進行追溯分析,進一步提升生產管控能力。

期量標準分析實現思路
圖1  期量標準分析實現思路

01、數據采集
提取企業數據系統中基礎期量數據以及近3年各物料的實際領料時間、入庫時間等實際期量數據。
基礎期量數據&實際期量數據部分展示
圖2 基礎期量數據&實際期量數據部分展示
02、數據整合
(1)基礎期量數據
利用ETL工具,對采集的基礎期量數據中關鍵字段及數據進行抽取,并進行異常值與缺失值處理,用于期量對比分析。
(2)實際期量數據
基于業務及數據反復調研確認,抽取近3年物料生產訂單數據,支撐零件期量標準計算。對符合樣本數量要求的物料基于正態分布方法開展建模分析。
03、模型構建
基于歷史物料訂單數據,得到物料訂單的實際生產周期及訂單數量,利用正態分布、箱型圖等模型進行數據分析,得到忽略批量和考慮批量兩種狀態下各物料合理的期量區間。通過充分的數據支撐與分析,指導期量標準制定,大幅提升期量制定效率與準確率。
忽略批量零件期量計算模型
圖3  忽略批量零件期量計算模型
考慮批量零件期量計算模型
圖 4 考慮批量零件期量計算模型

04、數據分析應用
基于大數據分析給出各物料合理期量及期量的合理區間,指導業務人員進行期量標準的設定與維護。并對未處于合理區間內的異常訂單進行統計、分析,展示異常原因,支撐對應異常生產周期訂單的管理工作。

綜合分析界面
圖5  綜合分析界面
異常訂單抓取
圖6  異常訂單抓取
期量標準分析
圖 7 期量標準分析

05、功能價值
通過數據的分析及應用,以充分有效的數據支撐,避免期量修訂過程的拔河較勁、扯皮式協商,不但能大幅提高期量修訂的效率,也大幅提升了修訂的準確性。企業生產管理人員基于期量制定的生產計劃,可以最大程度貼合實際產能,指導企業生產執行層合理安排產品的生產交付。并且通過數據的不斷迭代分析,期量標準、生產計劃可以持續進行優化改善,從而助企業持續提升自身生產管控水平。


計劃員趙工:“你說整理近3年的歷史訂單,這個時間范圍是固定的嗎?”
小智:“依據我們過往的實踐經驗,若時間較短,數據樣本量會較少,不足以支撐建模分析,如果較長,更早的數據可能因為產線變化等原因而不具備參考意義,3年是相對較為合適的一個參考范圍。當然我們會在充分調研的基礎上,根據企業的實際情況,來進行數據采集時間范圍的確定。”
計劃員趙工:“那這個功能主要是每年制定期量的時候用嗎?平時能否用起來呢?”
小智:“可以的,為了保證應用性與擴展性,產品可基于導入的數據,利用模型隨時開展計算。使用人員日常可根據需求,篩選樣本數據范圍、剔除異常訂單后開展計算,從而實時了解物料的合理期量、期量分布情況、期量合理區間等信息,作為生產期量持續優化改善的參考指導。”

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