APS實現大長江集團高效排產

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APS實現大長江集團高效排產江門市大長江集團有限公司（下文簡稱，大長江集團）開發、製造和銷售於一體，建有整車工廠、發動機工廠及主要零部件工廠，是摩托車生產企業。大長江集團建立全面生產計劃管理系統。建立從商務需求到成車主生產計劃、主生產計劃到發動機及半成品的立體生產計劃模型，考慮滿足市場需求、均衡生產、降低庫存等因素，實現對生產計劃的高效率優化排程，以系統為基礎，建立更加完善的生產計劃管理體系，各級聯動的生產計劃系統，通過系統，將成車、發動機以及半成品生產的計劃進行聯動管理，建立重點生產環節的實時監控與預警機制，及時掌握生產異常情況並採取有效措施，並為精益生產提供電子化看板的基礎數據，能及時對生產方面的變化需求進行合理的調整。

關鍵詞：APS系統 智能製造 大長江集團

目錄

一、案例簡介

大長江APS系統決定採用定製開發方式構建適合本單位「生產特點」的生產排程系統。要求實現如下系統功能：

1) 提高生產計劃的編制質量

第一，實現生產能力管理與生產日曆自動管理。

第二，根據需求總量自動生成相對優化的可執行的成車主生產計劃，成車生產進度計劃要求分廠區、分生產線且進度具體到時點（含成車部裝開始時間、發動機上線開始時間、車架開始時間、成車開始下線時間以及成車下線完成時間等具體時間，成車生產進度計劃優化條件；

第三，根據成車主生產計劃按層次生成相對優化的可執行的前工序生產進度計劃，前工序生產進度計劃可分期實施，首期確保可編制出發動機和車架生產（直接至焊接成品）進度計劃。前工序生產進度計劃必須保證成車生產進度需求

2) 提高生產管理的應變能力，能與ERP、MAS等相關執行系統集成，對生產計劃執行情況進行監控與預警，生產執行異常可及時反饋，並迅速響應完成生產計劃的調整更新。

3) 能與ERP、SCM等系統集成，實現主生產計劃到各工序半成品計劃與配件採購計劃的多級聯動對接，與供應商最終物流計劃進行集成。

二、案例背景介紹

大長江生產計劃管理從最初的電子表格Excel公式輔助計算，發展到按公司業務需求，利用Excel VBA編製程序進行生產計劃排產的時間計算。但隨着公司業務規模的逐漸擴大，產品型號與數量的增加，且生產計劃管理日益精細化、多變化，原Excel VBA排產計算程序逐漸顯露出無法適應公司生產業務需求的狀態。如排產計劃的均衡優化、時間計算的多節點需求、業務變化的生產節拍精準適應等。

按公司生產業務需求及後續發展預測，生產計劃管理呈小批量、多目標、多約束、動態變化的趨勢，生產計劃調度變得更加複雜。為進一步改善生產管理，使其向規範化、標準化方向發展，需構建一個先進的大長江生產計劃管理平台。經過對一些國內外比較先進的生產排程軟件調研之後，發現當前現成的「高級計劃和排程」系統均無法滿足公司「較低生產成本和快速反應」的生產組織模式和計劃管理業務需求，最終決定採用定製開發方式構建適合本單位「生產特點」的生產排程系統。

三、案例應用詳情

APS項目的實施過程是對大長江生產計劃業務進行的一次全面細緻的梳理和分析，是對自身離散型製造業務中計劃多品種、小批量、多約束、需求動態隨機變化的特點所進行的一次探索與創新。大長江認為，對於有按訂單與按庫存生產的同時存在生產管理業務，在優先保證客戶交期前提下均衡生產是比較經濟的計劃模式。為此，大長江參考了豐田均衡生產的思路，結合產品特性與批量排產特點，採用均衡方差算法在客戶交期允許範圍內對主生產計劃按均衡指標自動排程。對多個維度（系列分類、發動機型號分類、車架型號分類、自製外購分類、多廠區分類等）計算出的均衡指標之和及其權重(Q=q1*w1+ q2*w2 +q3*w3[+qn*wn]，Q越小，理論上越均衡)來評估計劃的總體均衡性。

結合生產業務需求，本APS系統採用「流水線計劃排產模型」進行相關生產時間計算，建立準確的流水線計劃排產模型，計劃批次/訂單生產時間準確到分鐘，滿足拉動生產方式的各工位節點物料需求進度信息。「單台設備」與「流水線」生產方式的主要計算模型對比如下：

表1 「單台設備」與「流水線」生產方式的主要計算模型對比

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模型 項目 單台設備 生產方式 流水線 生產方式

生產示意圖

生產時間 計算模型 t=Q數量×δ節拍

產品換型 時間損失 t固定時間(分鐘) t=Q空工位數量×δ開線節拍

規範主生產計劃、發動機與半成品生產計劃管理業務相關管理流程，對排程涉及的各項參數進行整理、合併與分析，轉換成系統參數信息，提高計劃排產效率與準確性，優化生產安排，提升生產效益。

基於JAVA技術平台定製開發的APS系統平台，具有良好的穩定性、擴展性、安全性、開發性和兼容性。大長江IT部開發人員對JAVA技術的開發應用已熟練掌握，對未來生產業務變化帶來的生產計劃功能優化改進，能夠快速提供技術支持，及時響應業務變化。

使用B/S結構，減少客戶端的系統環境依賴，用戶只需要在有瀏覽器（IE）的電腦上即可以進行訪問操作。結合使用嵌入式的Excel控件，使得對計劃結果的調整操作更加人性化。

通過與PDM系統信息集成，獲取排程相關工藝信息，保證計劃正確性，並自動展開下級物料需求，為計劃聯排提供基礎。通過與ERP系統信息集成，從ERP系統獲取庫存信息，實現從計劃層面控制周轉庫存，根據APS系統計劃結果自動更新ERP系統生產訂單，指導MRP運行，生成下級半成品與外購件的生產、採購計劃，再與SCM系統對接，貫通計劃到供應商的供應鏈。通過與MES系統信息集成，生產現場執行進度自動更新至APS系統，可實時監控計劃執行進度，根據進度差異情況，可快速進行判斷與調整。

四、創新性與優勢

本項目的創新性在於以下幾個方面：

1) 搭建了拉動生產模式計劃管理平台

APS系統按拉動生產方式設計系統的計劃管理模式，建立了較完善的計劃管理平台，根據相關生產管理業務需求，可在該平台上實現從商務需求錄入到產量完成匯報全過程、多工序部門的生產信息流管理工作，為實現規範化的生產計劃管理提供了技術支持和基礎平台。

2) 建立了流水線生產組織方式的計劃排產模型

根據產品生產特點和工業化流水線的生產組織方式，建立準確的流水線計劃排產模型，計劃批次/訂單生產時間準確到分鐘，滿足拉動生產方式的各工位節點物料需求進度信息。輔以相關生產進度顯示設備的使用，為前工序的物料精準配送和生產管理提供技術支持。

3) 新品計劃的特定跟蹤管理

APS系統靈活的生產定點、斷點等功能設置，可根據產品研發部門要求，對新產品的生量試、P產等生產計劃進行限定排產，滿足產品開發對計劃排產的特殊進度要求。

五、案例應用效益分析

1) 提高各工序生產計劃整體質量

APS系統參照豐田均衡生產思路，結合在大長江集團自身生產業務特點，從系統層面實現主生產計劃均衡排產，從而降低各工序計劃編制難度，提升各工序生產計劃可執行性，提高生產計劃整體質量。

2) 信息系統高度集成

解決原生產計劃信息孤島問題，通過APS、ERP、MES、SCM等系統接口實現信息化自動集成，貫通需求、計劃、生產、供應、物流等環節，提升信息化管理水平，提高公司日常運行流程和生產經營活動管理能力。

3) 提高生產計劃排程效率

主生產計劃進度計劃排程時間提升50%，計劃異常調整響應時間縮短60%，縮短公司產品總製造周期，可延遲需求計劃發布時間，更好滿足市場需求。同時，針對有明確交期要求的訂單，APS系統自動調整生產順序滿足訂單交期要求，提高客戶滿意度。

4) 細化生產計劃與管理控制顆粒度

生產批量由過去的240台減少到120台，提高了生產計劃的顆粒度，細化生產過程管理與控制，在相關生產與物流管理業務進一步精細化後，APS系統排產拆分批量也可適應調整。