基于库存条件下推/拉式相结合的生产模式分析与应用
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0 前言
传统的生产方式通常都是推动式的,推动式生产方式是以市场需求为出发点,按照任务目标与物料清单(Bill of Material, BOM,又称产品结构文件)确定各车间生产任务,包括品种、数量及其生产进度,以生产配套的形式下达;零部件的加工根据工艺规程从第一道工序开始,依次加工到最后一道工序,最终完成零件生产的一种生产控制方式;面对多品种、小批量生产运作类型,在不同的产品、不同的工艺互相交叉、互相混合的情况下,推动式生产局限性就凸现出来:信息滞后而盲目生产,在制品积压、库存量大而占用大量资金,生产系统柔性差而不能够及时应对瞬息万变的市场变化,通过简单扩大生产规模提高生产能力已无法满足生产需要[1],对此,拉动式生产模式能够弥补推动式生产的弊端,拉动生产是后道工序根据“市场”需要进行生产,对本工序在制品短缺的量从前一道工序取相同的在制品量,从而形成全过程的拉动控制系统,其逻辑是:除非需要,否则就不生产[2]。
1 推动式、拉动式、推/拉式相结合生产模式对比分析
由原来推动式向拉动式,再由拉动式向推/拉式相结合的生产模式过渡转变过程中,需要采用推/拉式相结合管理模式与之相配合,但是每种控制方法和原则上各有侧重[3],以下分别从控制系统中物料、信息流以及物流与信息流关系,控制效果进行对比分析,凸现出推/拉式相结合生产管理模式的优势。
2 基于库存条件下的推/拉式相结合生产模式
库存条件下的推/拉式相结合生产模式是解决了推动式生产弊端,细化、改进了拉动式生产,基本思想是充分掌握库存状态信息的条件下,制定出长远计划与短期计划相结合的准确生产作业计划,指挥实际现场生产与运作管理,目的是在合理的时间生产出合理数量需要配套使用的零件。对此建立了基于库存条件下的推/拉式相结合生产控制模型,见下图1。

图1 基于库存条件下的推/拉式相结合生产控制模型
基于库存条件下的推/拉式相结合生产控制模型起点是配套使用库房,终点也是配套使用库房,该模型是物流与信息流相结合的闭环生产控制系统。以下分别从拉动式生产信息获取、实施、控制过程逐渐深入分析,目的是通过配套库存获得指导拉动实施、控制信息,保证后续生产过程顺利、有序、均衡。
2.1 配套库存使用阶段获取拉动式生产信息
基于库存条件下的推/拉式相结合生产控制模型起点是配套使用库房,虽然该阶段工作量在生产控制模型中占总加工过程不足1%的时间,但是该阶段信息数据将直接影响后续整个生产管理系统过程,对后续生产顺利与否起决定性作用。该阶段主要内容是对库存状态信息数据进行获取、分析,制定出准确生产计划,高效指导实际作业过程。具体过程是生产计划部门主导,配套库存使用部门管理员查询库存状态,包括零件种类、零件数量以及特殊零件用途,结合部组件配套数量以及生产交付任务频次,计算出库存使用周期,并以此确定库存补给种类、数量、交付时间,制定出长远计划与短期计划相结合的准确生产作业计划,保证后续生产顺利进行。
注意事项:
a) 为保证库存状态信息准确性,配套使用阶段注重数据维护的及时性,即在某个时间节点,查询库存数据准确,要求库房配套员严格、及时对零部件出入库数据进行维护。
b) 库房配套员对特殊零部件电子信息,如试验件、试车件等必须做出特殊标识、标记,不能按正常合格使用件的数据方式处理。
2.2 制造阶段实施拉动式生产过程
传统的制造组织利用主生产计划和物料需求计划(materid requirements planning,MRP)来规划生产所需要的物料,由于配套使用阶段获取了库存补给种类、数量、时间节点等信息,生产计划部门第一时间查询现场是否存在需要库存补给的在制品,依此作为拉动式生产的依据,即由谁(Who)在哪个环节(Where)什么时候(When)怎么拉动(How)何种数量(How many)的零件(What)满足装配安全库存标准,即何时再次交付何种数量的何种零件,何时总检完何种数量的何种零件,何时加工完何种数量的何种零件,何时热/表/探何种数量的何种零件以及何时领取何种数量零件的原材料,整个过程逆向拉动,直至生产任务投产,具体生产系统拉动式过程见下图2。

图2 生产系统拉动式过程
生产系统拉动式过程明确了每个阶段的人员类型,使用设备、方法、工艺装备等管理内容,更好的明确了每个阶段顾客关系,使实施拉动式生产流程更加明晰化。
1、无在制品情况
无生产任务是造成无在制品的直接原因,但是无在制品的根本原因是生产计划部门没有及时掌握现场生产、配套使用信息,脱离实际生产,脱离配套使用而造成的,为了杜绝由于无生产任务而造成生产停滞,生产计划部门应当会同制造部门、使用部门掌握现场在制品情况,根据工艺配套数量结合后续科研生产总任务,确定投产种类、数量及交付时间,将无在制品状态拉向领料状态转移。
2、存在在制品情况
在制品基本分为两大类,第一类是处在领取原材料状态或者毛料待加工状态,第二类是加工至半成品待继续加工状态。原材料或零部件的及时供应是系统顺利运行的一个关键,对于领取原材料情况,生产计划主管部门协调原材料下料、配送或制造部门领取,保证后续生产不因缺料而停滞生产;对于毛料或者半成品待加工状态,制造部门根据库存补给种类、数量、时间结合工艺流程周期、加工难易程度,拉动生产种类顺序、批量,实现对各工序的生产能力的有效控制,达到平衡生产线各工序间生产能力的差异,确保在库存补给时间内完成零件加工及入库,最终保证配套使用阶段顺利进行。
注意事项:
a) 造成生产过程不均衡,主要是原材料供应不及时,如果处在领料状态,针对加工周期长,工艺复杂的零部件或者锻铸件,主管计划部门必须进行下料、锻铸全过程跟踪,保证原材料供应及时。
b) 反思在生产装配需要的情况下,杜绝无生产任务存在的根本原因。
c) 补充临时生产任务时,在考虑零部件的报废率的基础上,投产存在富余量,减少投产的次数。
d) 在进行配套投产任务时,在充分考虑零件生产周期和报废率的基础上,零件投产顺序应遵循“锻铸件先投产,原材料后投产”与“生产周期长的先投产,周期短的后投产”相结合的方式。
2.3 运用推动/拉式相结合控制生产过程
在原有的推动式生产模式向拉动式生产模式不断深入过程中,在核心工序及其后的工序仍然需要推动方式执行,为了保证库存条件下的推/拉式相结合生产控制模式有效运用实际生产过程,建立了由总生产计划部门全面管理协调下库存数据维护及信息数据获取模块,原材料配备及发料模块,生产现场组织及监控模块,三部分模块相互依存,目标统一,库存数据维护及信息数据获取模块是源头,原材料配备及发料模块是关键,生产现场组织及监控模块是核心。
3 基于库存条件下的推/拉式相结合生产控制模式实例运用
某发动机厂是研制、生产大型液体发动机的专业单位,每台发动机需要上万个零部件组成,属于典型的多品种、小批量生产运作类型,在巨大的科研生产任务下,传统的推动式生产作业的局限性就凸现出来,很难制定出一套严密、准确的生产作业计划,而且很难或者无法控制生产作业计划的进度,虽然每年完成了集团公司的科研生产任务,但是需要每天工人加班加点,不断抢急件完成任务,对此从2014年底引入了基于库存条件下推/拉式相结合的生产控制管理模式,通过开装缺件、准时交付率、库存成本三方面指标对该生产管理模式进行验证。
通过近两年统计得出,由2015年初142项减少到16项,缺件种类降低了88.7%,准时交付率由72%提高到了94%,其中缺件16项中11项属于技术难度较高的零件,后续通过工艺技术攻关解决该11项零件的加工及准时交付问题;库存成本降低了61.32%,可见通过运用推/拉式相结合的生产控制模式,一方面有效的满足了配套使用部门开装,保证了发动机准时交付任务,另一方面效的降低制造成本和管理成本,缩短零件投产到交付的整个制造周期。
4 展望
基于库存条件下的推/拉式相结合生产控制模式一方面将生产系统中各个环节的人、机、料、法、测、环有机结合,并对各个环节中的顾客进行识别和确定;另一方面实现逆向信息流准确及时获取,并实时有效指导正向物流顺利流转,达到生产过程均衡化,实现“在合理的时间生产出合理数量的何种零件满足何方”,即准时制生产(JIT)。
但是随着推/拉式相结合的生产模式不断深入,该模式将达到一定瓶颈,必须从工艺技术和精细化管理方面进行改进,有效结合MES(Manufacturing Execution System,制造执行系统)系统与CAPP、将制造工艺技术与生产计划管理,为后续计划排产提供技术和数据支持。
参考文献:
[1]王志东,敖洪峰,沙建军,宋鸽.氢氧发动机装配单元制造模式研究[J].航天制造技术,2012:12月第6期8~10()
[2]龚其国,赵晓波,王永县.JIT生产控制策略的研究现状与进展[J].系统工程学报,2001,16(6):456~464.
[3]Bonvik A M,Couchk C E,Gershwen S B.A comparison of production —line control mechanisms[J].Internationnal journal of production reseach, 1997,35(3):789~804.
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