「真是一團糟!」
在工廠裡或許會經常聽到這樣的對話:
PMC部說:「我計劃排得好好的,但是項目部、甚至老闆突然打個電話通知有緊急插單生產,真是要命!」
生產部說:「計劃部頻繁變更計劃,打亂了我的生產節奏,車間員工叫苦連天。」
項目部則理直氣壯的說:「我插單是因為客戶要求,不然就會流失客戶。」
......
大多數的製造企業都會面臨這樣緊急插單甚至生產計劃流於形式的不良狀態。
在製造業領域,像這樣的場景和問題,是中國傳統工廠、離散製造業普遍面臨的情況。沒有數字規劃的生產計劃與排程,這種挑戰就變得司空見慣。
博世華域排產的「智慧大腦」
在製造行業,汽車製造素有現代工業明珠之稱,屬於典型的離散製造行業,對於一輛功能完美的汽車來說,必須擁有其優質的配件,小到每一根線束,大到它的乘用轉向系統,每一個個關鍵零部件都考驗著汽車製造企業的生產和排程能力,在工業4.0和智能製造的浪潮下,分工細化和全球化製造的壓力對企業的生產線柔性提出了更高的要求,而傳統型汽車及零部件製造廠商由於生產工藝複雜加之生產管理的短板就成了致命傷,緊急訂單多、計劃制定困難、無法快速響應市場變化與需求等等限制了汽車製造企業的發展之路。
而這曾對於全球第一大汽車零部件供應商來說也不例外。
作為中國乘用車轉向系統業務規模最大、市場佔有率最高、集開發製造為一體的世界500強公司,博世華域專門從事汽車轉向系統及關鍵零部件的開發、生產、組裝和銷售,其客戶分布覆蓋十二個國家、二十五個地區,為了適應不斷發展汽車製造行業的發展,博世華域有一個大展宏圖的發展計劃,不僅要把汽車轉向產品做到極致,打造世界一流汽車轉向系統產品,更要成為全球最為先進智能化的工廠,構建柔性化、準時化和數位化的智能工廠,不斷持續引領市場。
要想在汽車製造行業數位化轉型中開疆擴土,高級生產計劃與排程(APS)成為了這家國內汽車大佬戰略調整的焦點,博世華域意識到APS能夠提高生產運營效率和協同化管理全國生產基地,是幫助實現宏偉藍圖的必要途徑,在眾多高級計劃與排程提供商中,博世華域希望能夠找到一家長期合作的夥伴,既能提供智能高效排產解決方案,滿足中長期到短期日計劃自動排程排產需求,又能夠理解中國本土汽車製造業務運作模式和個性化需求,幫助企業降低庫存,提升交付及時率,經過多家考量,博世華域最終選擇悠樺林一起攜手在生產計劃排程和供應鏈領域進行數位化探索和實踐。
悠樺林作為中國領先的企業級智能決策服務平臺,是國內極個別掌握運籌優化智能決策技術的公司之一,團隊匯集了在運籌優化、人工智慧決策領域桌有建樹的人才精英,核心算法成員擁有美國喬治亞理工運籌學背景,且均為博士,實施管理團隊來自亞馬遜、Intel、IBM等世界500強企業,精通企業運作、生產流程優化等豐富的實戰經驗,憑藉著多年行業積澱和成熟的服務體系,悠樺林以運籌優化和人工智慧決策為基礎,其研發的高級生產計劃與排程系統,繼承了國外先進的運籌優化理念同時又切合中國本土企業實際需求,能夠賦予企業全局優化生產決策能力,換言之,相比市場上其他同樣提供APS解決方案的供應商,注入了運籌優化的高級生產計劃與排程解決方案,能最大實現產能利用率,建立更高效的精益生產計劃模型與之相適應的組織架構,最大化利用產能、減少庫存,提高整個供應鏈計劃的效率與優化計劃的結果,真正從根本上為企業降本增效,提升企業核心競爭力。
數據顯示,悠樺林的高級計劃與排程系統助力博世華域將花費數小時排產工作縮短到5分鐘,降低了11%的單SKU備庫存量,提升了15%的交付及時率。
汽車零部件製造行業排產之困
不破則不立,博世華域原來的排產方式主要為手工和基於EXCEL表格來定製生產計劃,這對於一個高速成長的大規模企業來說,沿用過往人工排產方式在大量業務需求下日趨艱難。
一、頻繁的計劃變更,生產決策拍腦袋
受汽車市場需求不確定性的影響,汽車製造行業普遍存在著計劃變化快、插單多等現象,生產變更引起的計劃修改對企業來說是極為頭疼的問題,更無法實現對每個工單精益生產上的時間與空間規劃,而工廠生產調度業務邏輯極為複雜,需要極高的時效性,人面對種類繁多複雜多變的規則,很難滴水不漏的周全考慮到各種業務制約與要求,對於大量的規則和邏輯運算,更是難以做出高效的判斷,其效率與準確度與機器相比更是天壤之別。這種場景下,依靠人經驗做出的計劃不確定性極高,生產計劃質量極難保證,更不是最優的解決方案。
二、手工排產,耗時長
在生產計劃排產環節,企業基本上還依靠Excel方式手工排產,往往耗時2到3個小時,使得員工工作強度大、排產效率低。由於計劃員按工序分開排產,為確保生產工序之間計劃均衡,常常需要通過會議溝通和協調,導致效率不高,而且容易因為人為原因造成溝通不到位、手工表格格式異常、數據散亂髒等造成計劃不合理,此外人工排產也對人員的技能、業務熟悉程度、人員工作態度依賴性大,工作人員無法了解產能負荷情況、生產實際完成情況、產能均衡等情況。
三、庫存管理一刀切
很多製造企業都處於一種「亞健康「三高狀態:高成本,高交期和高成本,高庫存會掩蓋生產、採購、銷售等重要環節運作問題,導致存貨周轉率低、資金積壓嚴重等問題,大部分企業對庫存的管理是基於某時間的庫存量,使用人工計算產能情況倒推全部備庫計劃,從而缺乏整體角度考慮何時備庫成本最優。
四、信息孤島,部門協調困難
計劃與管理是製造企業有效運作的火車頭,也是企業的中樞大腦,傳統型汽車製造企業普遍在管理環節存在短板,博世華域也缺乏有效組織管理:各個部門的信息和排產相關數據維護在自己手中,無法保證信息的繼承性與可追溯性;排產的結果缺乏有效數據分析和圖表展示工具,無法進行場景模擬和定量分析。信息壁壘現象導致企業缺乏統一調度中心發布和共享計劃和變動。
這是汽車博世華域同時也是整個汽車製造行業排產之痛。
擁有破釜沉舟的勇氣,才能開啟智能工廠精益化生產新徵程。悠樺林憑藉著強大的優化算法能力,在計劃排程、生產過程管控、供應鏈流程等方面將生產排程自動化、生產管控信息化和精益生產計劃深度融合,提升了生產產線和供應鏈柔性能力,贏得了博世華域的青睞。
悠樺林APS:注入運籌優化的力量
悠樺林根據博世華域面臨的困境和業務現狀,為其搭建了一套智能排產系統,在滿足企業各種生產資源約束的基礎上,基於悠樺林強大的算法引擎和運籌數學建模方法,能夠實現一鍵自動排程排產,達成生產精益、庫存精益、人員精益、減少換型等多優化目標,更學科智能地計劃中長期和短期排產,幫助博世華域優化生產管理及作業流程,降低生產成本,提高整個生產及管理效率,縮短生產周期,加快市場響應速度。
精益排程之中長期排產計劃
在未上線高級計劃與排程前,博世華域排產計劃依賴於手工EXCEL形式進行排產,計劃員每天掙扎在各種數據表格和繁瑣操作之中,面對紛繁複雜的工序邏輯關係和有限資源,如何制定可執行計劃中長計劃、日計劃成為生產計劃人員極為頭疼的問題,常常需要耗費人工2到3小時的精力和時間。
實際上無論是博世華域還是其他離散性較大的企業和工廠,做季度計劃、月度計劃周計劃都是按照產能100%來設計的,一旦生產現場收到很多幹擾,出現插單撤單、設備人員例外都會直接影響實際的生產,所以人工做出來的中長期生產計劃可執行率低,經常也使得部分訂單延期,停工待料,加班多等等。
針對這樣極耗人力、時間的人工排產方式,原始而又效率低下的計劃傳遞方式等業務現狀,悠樺林深入到博世華域生產業務場景之中,根據業務生產流程,通過對大規模髒數據整理、分析以及清洗,為其建立了統一數據標準與模型,從而將基礎數據打通併集中管理實現標準化,基於悠樺林強大優化算法模型的反覆迭代、自我完善以及機器深度學習:多次模擬業務生產邏輯,最終悠樺林搭建的高級生產計劃與排程能夠在工廠實際有限資源約束下,以最短期限,達到最優生產規劃,實現對設備、人員進行精細排產,將花費數小時的人工排產縮短至五分鐘,一鍵智能輸出中長期計劃與短期日計劃,並精確到每到工序、每個機臺和人員的生產和物料計劃,從根本上減少計劃時間、人員的工作負荷,同時能夠避免人工操作的失誤。
悠樺林APS輸出的周生產計劃通過數學建模定量分析並綜合考慮有限產能和物料約束市場預測等多維度業務約束條件進行統籌規劃提升產能利用率,以滿足總客戶欠交量最小、總庫存最小以及總生產時長最小等多種優化目標,為業務生產場景輸出了四種不同日曆等級下的周生產計劃。
精益排程之短期日排產計劃
如果周計劃是能夠確定每條生產線每周生產的產品種類和數量,那麼日計劃需要更精細的排產顆粒度:確定每條生產線每天產品的生產順序,在制定指定日計劃過程中還需要在滿足100%交付的前提下,支持多目標優化,客戶需求欠交量最小、安全庫存欠交量最小、產出最大等業務約束條件,而日計劃的制定對數學建模和優化算法的應用就非常考驗整個團隊算法的響應能力。
在制定博世華域的日生產計劃就充分體現出了悠樺林算法團隊的優勢與實力,例如假設工廠有20條生產線,能生產70+種類的產品,各條生產線能夠生產11多種的不同產品,平均一條產線能夠生產6種不同的產品,如果考慮6中產品,一條產線可能生產產品的組合以及順序就有1950種,考慮10中產品時,就有980萬種......如果考慮更多條生產產線以及不同日期下生產產品組合和順序時,整個工廠可能的生產計劃更像是一個天文數字,此外還需要考慮開班班次、庫存、換型等約束條件和資源。
針對以上複雜數學規劃和求解難題,正是基於在航空領域和供應鏈物流領域運籌優化的積澱,悠樺林團隊設計了更加智能的算法去搜尋最優解,從天文數字多的可能計劃方案中,找出符合實際生產場景的最佳日計劃方案。
事實顯示,基於悠樺林團隊高質量數學規劃模型和運籌優化技術強大落地能力,博世華域的生產時長下降了5%共節省生產時間將近8000多分鐘。
悠樺林核心技術平臺:運籌優化+人工智慧+大數據
企業需要的是100%匹配需求的資源計劃解決方案。
高級計劃與排程其實在業內存在已久,但其成效遠不如預期,尤其是對生產工藝複雜、原材料及原器件種類繁多的離散製造領域,產品往往由多個零部件經過一些列不連續的工序裝配而成,其生產過程包含多變化和不確定因素,在一定程度上增加了離散製造生產組織的難度和配套複雜性,要做到生產數位化、可視化、透明化實屬不易,運籌規划算法模型在APS中非常重要,但是具有相當高的技術門檻,而在運籌優化的江湖裡,悠樺林經過在航空行業的歷練和蟄伏(航空機組排班問題的複雜度極高),已然是行業中的老炮兒。
作為唯一一家能夠提供基於運籌算法的優化排產系統,經過在航空和供應鏈領域大量資源投入和長時間運籌優化算法成熟應用,APS系統能夠深入落地到博世華域精細化柔性生產製造中,進而能準確地生成生產計劃、資源分配和產能預測結果等等,使獲取的最優計劃方案與實際業務實況相匹配。例如在應對目標多樣性時,悠樺林算法團隊設計了目標優先級方案,為了滿足實際應用過程,考慮到不同業務場景或者工廠有不同目標優先級的情況,員工可以調整不同目標優先級滿足業務場景生產需要;此外,藉助於人工智慧機器深度學習與訓練,收集、更新並總結一定規律後,對生產計劃與需求能夠進一步細化、優化與改進,從而系統能夠輸出貼合現實業務場景的方案。
藉助於悠樺林高級生產計劃與排程系統,博世華域在以下幾個方面建立了高效精益的生產計劃,正朝著柔性製造、智能製造領先行業的目標邁進。
訂單準確交期承諾:基於企業生產能力和現有產能負荷,對訂單進行評審和交期評估,給出精確到每到工序、設備、人員和物料計劃,確保企業按時交付,從而為博世華域提升了5%-10%交付及時率。
未來產能模擬:幫助企業對未來產能預測,使決策層能夠提前預知哪些設備產能不足或富餘,提前做好應變措施,幫助博世華域下降5%換型損耗率。
庫存管理:中長期計劃指導物料採購計劃制定,同時以計劃驅動指導物料準備及物流配送,使得博世華域降低了11%-15%的備庫量。
一鍵智能排程:系統能夠獲取工廠實時資源信息:設備、人員、物料等,系統進行算法計算自動排產,將計算出的最優排產計劃下發到生產線,實現一鍵自動排程排產,原來花費數小時排產任務縮短至5分鐘,從根本上減少計劃制定時間、減輕計劃員工作負荷,提高了工作效率。
靈活目標配置:滿足不同業務場景和不同時期多種不同的資源目標,工作人員靈活根據客戶、產品類型、訂單數量大小等等自定義訂單優先級,決定訂單生成的先後順序。
生產異常處理:能夠及時響應緊急插單、生產波動、人員排班等異常情況,自動排程快速調整異常情況對計劃的影響。
可視化報表管理與分析:悠樺林高級生產計劃與排程支持各種維度統計報表,以形象的甘特圖展示排產結果,幫助計劃人員作出戰略決策。
管理透明度:幫助企業打開生產管理的黑盒,使得銷售人員和生產管理人員能夠對每個人員、每個設備、每種物料精確管理,實現精確掌握整個生產過程,為企業提升了4%的生產利用率。
面對工業4.0浪潮以及智能製造的持續推進,很多企業希望構造一個健全的「企業神經系統」,能夠快速響應市場需求,正在依託高級生產計劃與排程技術邁向數智化,是中國工廠轉型的一個縮影。
悠樺林的高級生產計劃與排程產品可以說是供應鏈優化的重要引擎,給錯綜複雜的供應鏈叢林中的企業以敏捷的身軀,來快速反應與適應激烈競爭且變化多端的市場,如今悠樺林相繼完成汽車製造行業標杆場景的探索,迎來了大規模化落地,未來悠樺林會運用運籌優化算法幫助企業創造更多的價值,推動企業的「鳳凰涅槃」實現數智化轉型。
第三十二屆CIO班招生 法國布雷斯特商學院碩士班招生 北達軟EXIN網絡空間與IT安全基礎認證培訓 北達軟EXIN DevOps Professional認證培訓責編:chenjian