基于MTO生产管理系统规划设计

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1、基于MTO生产管理系统规划设计摘要：本文从系统规划的角度用构建柔性MOT管理系统。用CTP模拟交货期，进行插单分析。希望通过对生产流程的分析得到可用的结果。关键词：管理 系统 MTO一、 MTO的概念MTO的全称是make to order，是指订单式生产，订单式生产系统的主要目的是确保企业能在适当时间内，依照顾客要求提供所需数量的产品。二、需求问题企业是按MTO 的模式，订单批量小，变化多，有时一个订单只有一个成品，生产工艺和产品规格不具备连续性，再加上零件种类繁多，员工面对随时变化的订单，经常发生零部件错装、多装和漏装的现象，造成不良品率高、生产效率低下。(3)MTO的特性如表1所示 表1

2、.MTO的性质类别/因素MTO类机器制造业产品每种产品是唯一的（客户定义产品）不同订单有不同产品结构和工艺路线成本核算装配件库存量快速生产能力使用作业成本推算产品成本和检查计划成功因素准时供货能力对客户需求变化的适应性掌握当前资源可用情况三、功能层次MTO需要具备以下4个功能1, 模拟计算交货期。传统的MPS主生产计划和MRP物料需求计划的方式,已佷难适应按需生产环境, 很多企业正在转向按需生产环境. 按需生产的最大的挑战是模拟计算CTP可以承诺的交货期、准时交货和应对不确定的插单等变化。不仅需要订单需求直接进入有限约束优化的计划排程的物料和能力系统，还要和供应商互动供应信息。1.1 基于无限

3、约束的、提前期预定的MPS/MRP很难适应面向订单的多品种小批量的生产模式，在实践中，我们不能因为中国企业基础管理薄弱或国外、国内的权威专家的早期言论而对传统的MPS/MRP缺陷熟视无睹，MRP理论大致具有如下10大缺陷：1）. BOM的模型缺陷，实际上是工序使用物料和机器、模具、人力等2）. 提前期应是排程成的结果，不是简单固定的或和批量有关。3）. 它是假设资源（机器、人员、物料）无限的计划排程，是不可行的计划排程，企业必须要使用有限约束排程。4）. MPS/MRP/RCCP/CRP计划层次之间是顺序的手工闭环，难以适应多品种小批量的变化。5）. 不能处理优先级等工厂规则的插单排程。不能模

4、拟分析（插单、故障、缺料等）6）. 资源不能可视化的监控和调度7）. 管理人员不能交互运作，调整的效果显示不直观和实时，必须重新运行计划才能反映出来。8）. 没有基于规则优化（如交货期、最短加工时间）9）. 不能计算CTP合理的交期（考虑物料、能力、模具、人员等）10）. 计划均不准确，何来准时供料JIT/JIs1.2 现实中的生产计划必须考虑而MRP计划难以解决如下问题：1）相互冲突的生产计划排程的目标满足客户交货期与生产成本之间的矛盾产能最大化与浪费最小化之间的矛盾库存成本最小化与客户需求的矛盾批量采购与库存最小化之间的矛盾2）复杂多约束的生产现场复杂的工艺路径对各种设备的特殊需求各不相同

5、有限的生产设备，物料，库存，人员的约束小批量多品种的生产模式精益生产的多品种节拍混排模式3）动态变动的生产环境临时订单改变，紧急插单的需求产品流程变化，新产品研制流程的不确定性机器设备故障检修，员工生病请假等2,订单可以设置优先级,且可以进行模拟插单分析通过APS高级计划排程，满足资源约束，均衡生产过程中各种生产资源；在不同的生产瓶颈阶段给出最优的生产排程计划；实现快速排程并对需求变化做出快速反应。(4)1） 订单评估：交货期问题2）AP高级计划：生产任务下达问题；生产任务成组问题与工艺路径的规划。工艺路径的规划：尽量少而简单的物理移动，把生产设备在逻辑上动态的组织成高效率的虚拟的生产线。工艺

6、路径的规划的规则：工厂的布局；设备的产能；生产任务状况；利用价值流（浪费最小化），通过APS的仿真来模拟规划的生产能力、物流效率等KPI。3）AS高级排程APS的运作控制：识别瓶颈、瓶颈优化排程、缓冲设置与管理、生产节拍的控制。4）APS/MES的模拟仿真的实时监控：监控绩效指标：在制品水平、订单完成情况、待加工产品的等待时间、设备的负荷、设备的利用率、产品的生产周期等。3,计划穿透性,从采购的延迟或缺料等异常情况,可以反查到哪个销售单.4,支持订单成本,也就是先进先出FIFO.当然也要能按单做个计划和复杂的按单配置等业务流程如图1所示四、需求与功能层次之间的关系（1）基于MTO有多品种少批量

7、的生产，混合排产难度大；无法如期交货，太多“救火式”加班；订单需要太多的跟催；生产优先顺序频繁改变，原定计划无法执行；库存不断增加，却常常缺关键物料；生产周期太长，提前期无限膨胀；生产部门往往成为市场表现不佳的替罪羊等缺点，做出以下规划：1、对工厂重新布局，设计具有流动拉式节拍的单元制造系统和互动的供应商联盟，最小化制造提前期，以适应快速响应客户需求。如：(1)单元（细胞）生产方式。布局灵活，距离短,人员少，团队精神,工作丰富.灵活多变，象细胞一样，可以复制，移动。 (2)一个流的节拍生产方式。象溪流一样，有节奏持续流向市场的海洋，大大减少了中间库存，和移动时间。2、制定紧急订单评估模式顾客的

8、需求往往是不可预测的，因此常会发生紧急订单的现象。而紧急订单的产生，经常对订单式生产系统造成下列的影响：1） 导致一般订单的交单延迟2）导致机器负荷的产生3）导致存货的改变4）导致人力资源的重新配置5）影响企业整体形象模式如图2所示3、为产品加入条码人员利用条码自动识别技术，为企业构建起完整的物料、成品的自动识别和追溯体系。统一原料编码和成品识别码，员工生产过程中，系统自动记录每个成品使用了哪些物料。因为物料和成品都已具备“身份证”，一旦发生质量问题，企业能迅速找到相关可能存在问题的其他产品，通过及时准确地为客户更换部件，把企业的损失最小化，也得到了客户的认可。有了物料的自动识别体系，我们又为

9、企业实施了生产过程控制模块，通过灵活的生产过程自定义机制，为每个成品制订标准的生产路线。实际制造过程中，员工若发生错装、多装后漏装的现象，系统自动提醒，并严格控制制造流程的继续进行，保证了生产过程的正确性，每一个不合格的操作都得到了及时的控制。并且，实现了与大型测试设备的数据交互，质量检测的结果直接应用于系统的流程控制（2）4、构建柔性的生产系统对工厂重新布局，设计具有流动拉式节拍的单元制造系统和互动的供应商联盟，最小化制造提前期，以适应快速响应客户需求。如：(1)单元（细胞）生产方式。布局灵活，距离短,人员少，团队精神,工作丰富.灵活多变，象细胞一样，可以复制，移动。 (2)一个流的节拍生产

10、方式。象溪流一样，有节奏持续流向市场的海洋，大大减少了中间库存，和移动时间。（1）， 设备柔性布局一笔画整体工厂布置：将机群式布局改为流程式布局，采用U字形生产线，将长屋形变为大通铺形，将单独隔离生产线改为生产线集中布置。考虑设备布局的三不原则：设备不永久固定；设备不依附其他设施布置；设备不单独隔离布置；设备小型化；设备流动化；设备柔性化；设备作业切换快；设备自働化；设备入口出口一致；设备的操作界面有利于人体操作；设备的无附加价值动作或行程尽量减少；U形生产线布置：能够按需求量的变化增减作业人员；入口与出口由同一作业员来操作，控制节拍、控制标准数量；质量检验与控制可以考虑多种生产线来应对不同需

11、求，如专用生产线：生产数量多的产品，可以大幅度减少换模次数。通用生产线：生产数量不定的产品。成组生产线：不同产品，工序类似，形成多品种小批量流动生产。（2）， 物流线路规划优化准时化物流：以客户为中心，准时节拍，准确，快速，降低成本、提高效率。1，小批量、多频次。2，等间隔时间供货；3，运输车辆高积载率。4，缩短作业循环时间；5，车辆安全行驶6，运输车辆规格标准化，包装箱规格统一化（3）建立快速响应的供应链学习组织建立“快速响应”项目小组，融合ERP、APS、精益、6西格码、供应链管理思想和工具，来缩短交货期，快速响应客户需求。形成超越精益，建立四位一体的卓越制造体系：集成一体化ERP运作体系

12、平台；高效敏捷的APS计划排程体系；精益柔性的现场执行体系；六西格码质量保证与控制体系。制造策略模式是采用推拉结合，APS广播式拉动和精益看板连续拉动结合模式，从MTO按单生产逐步转向或部分转向ATO按单装配策略。如图3所示 （4）格兰仕柔性生产案例介绍(5)介绍格兰仕柔性生产： 1， 建立IT的柔性制造控制系统： 条码系统、管理信息系统（成本、生产排程、计时计件、质量追溯、产品保修等）从而实现制造系统智能化2， 不要迷信自动化。多样化的定单使得原本设定的固定的生产线越来越不适应。需要设计多品种混排的生产线。3， 及时高效的供料系统，建立拉动式物料供应系统4， 设备柔性化，避免大型专业化设备面

13、对小批量多批次的生产的困难。采用台桌式工作台代替大型流水线的生产方式。5， 建立细胞化的小生产单元，生产线短、操作的人员就少，可以简单应对产量的变化。如果产量大，可以复制细胞，满足生产能力整数倍的生产需求。产量小，可以简单拆除，灵活又节省场地。最主要的是：生产线作业人员少，可以减少平衡工位作业时间的难度，工位间作业时间差异小，生产效率提高。可以通过合理组合员工，由能力相当的员工组合成团队作业，就可以发挥员工最高的作业能力水平，而不造成人力损耗。6， 组织的柔性化管理：大企业按小企业来管理的思想，建立高效敏捷的生产经营管理体系。人的柔性化管理，员工至少掌握3个工位的工作，根据需要，灵活用人，适应

14、柔性化生产。员工的可塑性增强。格兰仕一天的累计生产线工作时间等于法国生产线一周的工作时间，格兰仕的一条的生产线是欧美企业6-7条生产线的效能。接到客户订单合同评审可行否采购或生产零部件车间生产生产完成 图1.业务生产流程紧急订单产生时间层面评估模组金额层面评估模组模糊专家系统模组订单承接与否否拒绝紧急订单是接受紧急订单图2.紧急订单模式物流平衡故障排查持续改进设计PLM物料清单BOM物料计划准备订单交付APS计划与控制瓶颈优化生产预排程优化在制品生产节拍控制交期承诺/插单模拟价值流图工厂布局细胞单元生产线模拟单元生产线设备产能工艺路径规划重组任务生产过程实时控制APS排程与控制制造BOM工艺参

15、数仿真模拟订单执行与评估设备利用率在制品水平绩效评估PLMJIT/JIS供料图3.供应链五、结论：综上所述，在众多领域的制造业者所共同面临的挑战和困难是一二十年前所无法想象的，技术的发展瞬息万变，全球化的竞争四处涌现，客户的需求也上升到几乎不容许你出错甚至苛刻的水平。要想在这样的环境中取得成功，所以制造企业面临的新挑战是：随着外部环境的不断变化，生产管理的复杂度及规模性也发生了较大变化，必须能够迅速响应市场多样化和不确定的需求，多品种小批量的快速提供满足顾客需求的产品。准时、保质、保量和以最小化的成本制造满足顾客需求的个性化的产品成为生产管理的目标。但是在技能人员有限、设备紧张等资源瓶颈，物料

16、瓶颈供应约束下，使得很多难以适应，企业经营似乎愈来愈艰难。 按需制造是所有制造企业的宗旨，而快速制造是区别于制造企业的竞争力的强弱；多品种小批量的柔性企业是衡量企业的应变能力，为实现按需生产，我们必需快速，柔性制造来反应客户的及时的多变的需求。文献：（1）http:/sbrsign.management.org.tw/paper4/4M05.htm（2）（3）蔡颖，唐春明精益实践与信息化 电子工业出版社 2009-2 p216-p223(4) 蔡颖 APS走向实践广东经济出版社 2007-3-1 p143-p145(5)殷源，王淳锋中国制造再闯关-向格兰仕取经企业管理出版社 2009-7 p77-p80