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改進(jìn)生產(chǎn)管理的新途徑
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一、不確定性帶來(lái)的問(wèn)題
MRPⅡ給生產(chǎn)管理帶來(lái)了革命性的變化。但是，從MRP誕生起，能力與負(fù)荷之間不平衡的陰云，始終揮之不去。像一架飛機(jī)要在凹凸不平的跑道上著陸，就是落不下來(lái)。
這種不平衡，本質(zhì)上是因?yàn)閿?shù)量和時(shí)間因素造成的，關(guān)鍵是時(shí)間不確定性。原因在于任務(wù)的實(shí)際用時(shí)事先無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)料。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)多任務(wù)交錯(cuò)、重疊和并行的情況，由于實(shí)際用時(shí)波動(dòng)，這樣計(jì)劃的時(shí)間進(jìn)程是難以落實(shí)。嚴(yán)重的是，由于生產(chǎn)的前后接續(xù)關(guān)系(特別是離散生產(chǎn))，隨著預(yù)定的時(shí)點(diǎn)不斷落空，計(jì)劃將像多米諾骨牌轟然倒塌。轉(zhuǎn)而依靠人工調(diào)度，又不可能周到迅速地考慮全局，如成本、質(zhì)量、交貨時(shí)間、庫(kù)存等，看得見(jiàn)的結(jié)果就是在制品多，交期延誤等。
盡管BOM完善了MRP中數(shù)量邏輯，但是數(shù)量只有在合理時(shí)間內(nèi)才有實(shí)際意義，在計(jì)劃中就表現(xiàn)為"有限能力與負(fù)荷"的平衡問(wèn)題。對(duì)此，MRPⅡ的處理邏輯是將加工任務(wù)與執(zhí)行設(shè)備在時(shí)間坐標(biāo)中一一對(duì)應(yīng)，既"在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成確定的任務(wù)量"，加工時(shí)間由工時(shí)定額來(lái)定。另外，在各個(gè)計(jì)劃時(shí)段之間沒(méi)有間隙，對(duì)意外事件沒(méi)有留出回旋余地。顯然，這樣的平衡策略，在理論上并沒(méi)有解決不確定性造成的沖擊。不確定性影響來(lái)自企業(yè)內(nèi)部、外部，是必然現(xiàn)象。
面對(duì)不確定性的影響，不斷出現(xiàn)各種方法來(lái)彌補(bǔ)、完善MRPⅡ。更有意義的是，能力與負(fù)荷不平衡的現(xiàn)象，促使我們思考調(diào)試這種沖突的策略---"以確定性管理模式來(lái)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確目標(biāo)(不管是最優(yōu)還是次優(yōu))"同"不確定性"間沖突。
二、三種解決對(duì)策
1、APS
對(duì)策：引入更多的約束條件，使做計(jì)劃的方法更準(zhǔn)確。當(dāng)計(jì)劃與實(shí)際的偏差大到一定限度后，針對(duì)瓶頸資源重新計(jì)算排計(jì)劃。
作為面向生產(chǎn)的計(jì)劃控制系統(tǒng)，APS在安排任務(wù)時(shí)，關(guān)注焦點(diǎn)放在瓶頸資源上。任務(wù)在非瓶頸資源上占用時(shí)間采用固定的提前期，認(rèn)為它不會(huì)有等待時(shí)間。而(潛在)瓶頸資源處的則由APS給出變動(dòng)的提前期。為此，APS先行整理出備查的所有規(guī)則及需求約束，在已經(jīng)建起的模型上，進(jìn)行運(yùn)算與邏輯判斷，按時(shí)段檢查資源的能力，看其能否在規(guī)定的時(shí)間段內(nèi)完成一組訂單任務(wù)。這里繼續(xù)沿用任務(wù)與設(shè)施一對(duì)一的思路，實(shí)現(xiàn)所有任務(wù)用時(shí)最短和設(shè)備閑置時(shí)間最短。
由于假定計(jì)劃所用數(shù)據(jù)是已知的，也即決策狀況是確定性的。但實(shí)際偏差出現(xiàn)是不可避免的，為了處理不確定性，APS根據(jù)偏差是否足夠大，決定何時(shí)重排計(jì)劃。因此，APS需要讀取實(shí)際生產(chǎn)回報(bào)數(shù)據(jù)，以方便計(jì)劃重排。
它沒(méi)有回避這樣的思想：期望計(jì)劃適度穩(wěn)定，既資源和任務(wù)不要受到不期望事件的影響(如定單數(shù)量改變或中斷);如果有變化，希望在問(wèn)題發(fā)生之前預(yù)先擬妥對(duì)策。
2、MES
對(duì)策：采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，使計(jì)劃的依據(jù)更準(zhǔn)確。
作為面向生產(chǎn)運(yùn)作的系統(tǒng)，首先，MES可以看作是整個(gè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)中的一個(gè)通訊工具。它在計(jì)劃層(ERP/MRPⅡ)和工作中心層(DCS、PLC、NC/CNC)之間傳遞數(shù)據(jù)，收集整理的數(shù)據(jù)不僅包括了每臺(tái)設(shè)備、每個(gè)工序和每個(gè)操作人員，還包括過(guò)程狀態(tài)，反映現(xiàn)場(chǎng)變化情況。當(dāng)生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生意外和偏離時(shí)，可以及時(shí)反應(yīng)、報(bào)告，并根據(jù)現(xiàn)狀給出提示和處理。
其次，它承擔(dān)了短期的細(xì)致計(jì)劃、調(diào)度功能。MES根據(jù)上層計(jì)劃和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，隨時(shí)處理不確定性情況。計(jì)劃和調(diào)整能從車間層到工作中心層，分級(jí)制定作業(yè)計(jì)劃，直至為每臺(tái)設(shè)備或操作人員按天(班)分派任務(wù)。在編制作業(yè)計(jì)劃時(shí)，按照相關(guān)的優(yōu)先級(jí)、屬性、特征以及配方等(根據(jù)事先規(guī)定的規(guī)則、模型)，確定優(yōu)化的作業(yè)順序，使效率和效益最好。此處也是沿用了任務(wù)與設(shè)施一對(duì)一的思路。
再次，利用數(shù)據(jù)收集整理強(qiáng)的特點(diǎn)，MES還可以在企業(yè)內(nèi)部和整個(gè)產(chǎn)品供應(yīng)鏈中提供有關(guān)產(chǎn)品行為的相關(guān)信息，如任務(wù)跟蹤、追溯等。這些對(duì)生產(chǎn)控制十分有用。
它的思路體現(xiàn)了：MES作用是基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)而不是狀態(tài)確定性;優(yōu)化是面對(duì)制造過(guò)程中所有的工作中心(組)，并不局限于瓶頸資源;明顯依賴設(shè)施自動(dòng)化軟硬件系統(tǒng)，而這種系統(tǒng)往往是昂貴的。一般在化工生產(chǎn)中物料是通過(guò)管道傳送，使用了DCS可以提供計(jì)算機(jī)可以直接用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。而在離散生產(chǎn)中，僅靠CNC是不夠的，一般它沒(méi)有覆蓋物料傳送。在電子組裝生產(chǎn)中，有CIM系統(tǒng)，如ABH加傳送裝置，這套東西價(jià)格與全套貼片機(jī)、插件機(jī)相等或略低;可在數(shù)控機(jī)床加普通機(jī)床系統(tǒng)(國(guó)內(nèi)這種情況常見(jiàn))中就要貴得多的多。
3、時(shí)間分析，逐步改進(jìn)
對(duì)策：引入緩沖機(jī)制，承認(rèn)不確定性。利用偏差，消滅偏差，逐步改進(jìn)。
作為面向生產(chǎn)運(yùn)作和逐步改進(jìn)的系統(tǒng)，一方面運(yùn)用緩沖機(jī)制，確保生產(chǎn)正常運(yùn)行;一方面利用過(guò)程結(jié)果，通過(guò)診斷控制方法分析暴露出的缺陷，逐步縮小內(nèi)在不確定性對(duì)運(yùn)作環(huán)境的影響。
緩沖機(jī)制是由輸入輸出平衡的計(jì)劃方法和負(fù)荷帳戶等組成。在負(fù)荷帳戶中，通過(guò)檢查負(fù)荷帳戶的是否從負(fù)荷限溢出，來(lái)確定輸入輸出量是否達(dá)到了計(jì)劃平衡。執(zhí)行結(jié)果的偏差(沒(méi)完成的任務(wù))，繼續(xù)留在負(fù)荷帳戶中，并保留順序序列。這樣沒(méi)完成的任務(wù)就不用重新排序，計(jì)劃時(shí)點(diǎn)落空的影響大為降低。這使得為處理不確定性，留下足夠的回旋余地，也避免了一一對(duì)應(yīng)的模式。
診斷控制起到兩個(gè)作用。一是利用結(jié)果所分析出的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，修正"負(fù)荷限"等計(jì)劃參數(shù)(注意：等待時(shí)間往往占總生產(chǎn)時(shí)間的八成)。二是將結(jié)果分類，查找引起偏差的原因并設(shè)法解決。此處，生產(chǎn)-供應(yīng)鏈及其過(guò)程結(jié)果將提供有關(guān)該生產(chǎn)系統(tǒng)的知識(shí)。而且測(cè)量過(guò)程結(jié)果，可以大大避免不確定性測(cè)量的困難。
這樣的對(duì)策體現(xiàn)了：首先承認(rèn)不確定性造成的不良后果，利用偏差，消滅偏差;通過(guò)計(jì)劃壓縮生產(chǎn)周期，暴露問(wèn)題，再進(jìn)行新一輪改進(jìn)。而不是直接瞄準(zhǔn)最優(yōu)、次優(yōu)目標(biāo)。但"查找引起偏差的原因"需要相當(dāng)?shù)墓αΑ?/p>
三、幾點(diǎn)思考
結(jié)構(gòu)化特點(diǎn)強(qiáng)與不確定性：
生產(chǎn)管理活動(dòng)中的不確定性，源于需要的信息和能掌握的信息不對(duì)等。比如在計(jì)劃和執(zhí)行中，任務(wù)完成時(shí)間最多只能知道一個(gè)范圍，但每個(gè)值出現(xiàn)的概率事先難以知道。于是任務(wù)的不確定性經(jīng)過(guò)交錯(cuò)、重疊和并行進(jìn)行的生產(chǎn)過(guò)程，最終被波動(dòng)進(jìn)一步被放大。另外，訂單變化也會(huì)打亂正常的生產(chǎn)秩序。
但生產(chǎn)又有其特殊之處，它是由產(chǎn)品、設(shè)施、工藝、和組織、質(zhì)量、成本、訂單等因素確定，在嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬒拗葡逻\(yùn)行，雖有各種干擾、人出的差錯(cuò)，可生產(chǎn)過(guò)程卻不能隨意。或者說(shuō)，不能試錯(cuò)，生產(chǎn)中采取的各種決策其后果，理論上是明確可知的。實(shí)際中由于對(duì)規(guī)律認(rèn)識(shí)不清和條件限制，才會(huì)付出多余的代價(jià)。
此處把關(guān)注焦點(diǎn)放在內(nèi)部控制上，面對(duì)"不確定性"和"不能隨意"的矛盾，有兩種思路：
1、如果將不確定性看作是內(nèi)部控制的缺失，希望通過(guò)更為精細(xì)精確的結(jié)構(gòu)化技術(shù)來(lái)彌補(bǔ)缺失，在認(rèn)識(shí)上就值得商榷。APS如果僅僅依靠模型、算法來(lái)完善計(jì)劃控制管理，就像設(shè)計(jì)者用預(yù)設(shè)來(lái)適應(yīng)形形色色的情況。在信息化背景下，時(shí)間對(duì)生產(chǎn)影響(特別是離散型)還有許多未知數(shù)，循確定性思維做的決策必然帶來(lái)執(zhí)行中的偏差。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)作為模型的輸入，如果MES模型本身有局限或者沒(méi)有反饋環(huán)節(jié)(流程型生產(chǎn)過(guò)程中可以做數(shù)據(jù)誤差校正，但在離散型生產(chǎn)過(guò)程中難以做到)，則模型給出的指示本身就有偏差。不確定性的測(cè)度并沒(méi)有可靠方法，這也給模型、算法的應(yīng)用帶來(lái)了限制。
2，設(shè)計(jì)一種環(huán)境來(lái)消解不確定性的影響。從概念上說(shuō)，不確定性等因素在過(guò)程中造成的浪費(fèi)有無(wú)限潛力可挖，需要從多方面進(jìn)行改進(jìn)。在實(shí)踐上，建立一種制度：根據(jù)以前的知識(shí)，推敲下一階段的計(jì)劃，并解決能解決的問(wèn)題(計(jì)劃目標(biāo)的合理優(yōu)化);而暫時(shí)解決不了的問(wèn)題及其后果，必須承認(rèn)其存在，妥善安排其歸宿(問(wèn)題沒(méi)有脫離計(jì)劃的視野)。這樣，放棄了追求準(zhǔn)確性，也回避了不確定性難以度量的困難，轉(zhuǎn)而通過(guò)不斷克服問(wèn)題，消解內(nèi)在的不確定性影響。結(jié)構(gòu)化強(qiáng)的特點(diǎn)，為克服生產(chǎn)問(wèn)題提供了得天獨(dú)厚的條件，可以從結(jié)果中分析原因，把握規(guī)律。
一步到位還是逐步改進(jìn)：
1、試想生產(chǎn)秩序。如果認(rèn)為秩序僅僅是"計(jì)劃的結(jié)果"，似乎是管理活動(dòng)本來(lái)就有計(jì)劃、組織、控制的內(nèi)容。但許多實(shí)際問(wèn)題不是計(jì)劃所能預(yù)設(shè)的，為了讓生產(chǎn)流轉(zhuǎn)，會(huì)有許多的現(xiàn)場(chǎng)微調(diào)，它們有著濃重的"隨機(jī)應(yīng)變"色彩。這樣又明顯表現(xiàn)出"行動(dòng)的結(jié)果"特征。事實(shí)上在生產(chǎn)管理中，這兩種方式是相輔相成相伴。"計(jì)劃"彌補(bǔ)了"行動(dòng)"可能在知識(shí)上的"無(wú)知"，"行動(dòng)"彌補(bǔ)了"計(jì)劃"可能的"照顧不周"。
生產(chǎn)正常的企業(yè)，用管理信息系統(tǒng)之前也有一套完備的運(yùn)作體系，只是付出的額外代價(jià)(效率和效益)多少不等。之后，運(yùn)作體系變了，并且這種轉(zhuǎn)變往往要求一步到位或者整體到位。那么改后真能提高效率和效益嗎?從企業(yè)上ERP的情況看，普遍存在計(jì)劃跑不好的問(wèn)題。因而，由于時(shí)間控制不好造成的效率和效益的損失并沒(méi)有拿到，像原材料、成品庫(kù)存的壓縮也沒(méi)有到位。細(xì)想"零庫(kù)存"哲理，只有在"時(shí)間和數(shù)量"雙因素支持下才有可能實(shí)現(xiàn)。
2、從傳統(tǒng)管理向數(shù)字化管理轉(zhuǎn)化，是為了適應(yīng)產(chǎn)品生命周期縮短、不確定因素增加、全球化合作制造(敏捷制造)等條件下的競(jìng)爭(zhēng)，時(shí)間控制的方法和效果無(wú)疑更加重要。而在MRP、APS、MES中，模型化的計(jì)劃控制、一一對(duì)應(yīng)式的能力與負(fù)荷的平衡方式，給出的是確定性指示。但指示生成的機(jī)理中并沒(méi)有融合"隨機(jī)應(yīng)變"色彩濃重的"行動(dòng)的結(jié)果"。另外，采用數(shù)字化的系統(tǒng)后，多重兩難選擇問(wèn)題立刻凸現(xiàn)出來(lái)，減少等待和減少機(jī)器空閑、保證交期和承諾交期，等等。在時(shí)間控制中，這些因素互相牽制。毋庸諱言，與時(shí)間控制有關(guān)的一些內(nèi)在的、非線性的關(guān)系等并沒(méi)有為人們所掌握。
面對(duì)計(jì)劃預(yù)定的時(shí)點(diǎn)落空等具體情況，跳出"給確定性指示"的習(xí)慣思維，建立一種柔性化方式。如果用模型化的方式，計(jì)劃參數(shù)(如提前期)準(zhǔn)確設(shè)定很難。而用柔性化方式，可以被動(dòng)適應(yīng)不確定性，更重要是可以主動(dòng)制造變化，尋求更好的途徑。方法在"時(shí)間分析，逐步改進(jìn)"中已經(jīng)有簡(jiǎn)單陳述，但這個(gè)過(guò)程不能一蹴而就，而需逐步完善。
3、在制度變遷中，顯然存在著結(jié)構(gòu)和路徑依賴。結(jié)構(gòu)因素涉及新系統(tǒng)需要的投資。企業(yè)在上管理信息系統(tǒng)之前，需要根據(jù)自身特點(diǎn)，做總體規(guī)劃。比照成功企業(yè)的實(shí)踐很少有成功的，切忌跟風(fēng)。
上述三種解決策略中，MES的投資最高。另外，結(jié)構(gòu)因素還涉及生產(chǎn)-供應(yīng)鏈。生產(chǎn)-供應(yīng)鏈有生命周期，隨著內(nèi)外環(huán)境的變化，生產(chǎn)-供應(yīng)鏈也要隨著更新。計(jì)劃控制是生產(chǎn)-供應(yīng)鏈內(nèi)的功能之一。
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