市场动态波动性加大、产品周期不断缩短、产品复杂性不断增加以及企业制造装备系统的提升,由此造成ERP的基础数据平台,即产品结构、工时定额数据、提前期定义等不断变化,使ERP的生产计划的准确性受到挑战。同时,也使MES中数据采集流程及其控制方式也不断发生变化,造成采集数据量急剧膨胀,大大增加了系统负荷,同时也降低了效率。因此,系统地分析产品制造流程管理,确定有效的数据采集与控制方式是企业ERP实施与平稳运行的基础,同时也将有利于MES系统的有效应用
一、制造流程管理规划方法
从产品角度而言,制造流程是其从原材料加工、零件加工、分装到总装活动的运动过程。制造流程管理是对上述过程进行设计、运行、控制、评价和改进等全部管理过程与活动。由此,制造流程管理是面向制造企业的车间层,其目的在于建立产品在生产系统中的运动过程方案、同时确定有效流程控制方案。
1.产品制造流程BOM建立
产品制造流程是确定产品及其组成零部件在制造系统中的运动过程,因而,为总体描述这一过程的特征,建立产品制造流程BOM。产品制造流程BOM不同于设计部门的设计EBOM(EngineeringBOM)和制造部门的制造MBOM(ManufacturingBOM),EBOM描述了产品的构成,而MBOM则以EBOM为基础,增加对零件加工工艺过程的描述。然而两者都没有能够全面描述产品制造流程阶段特征,由此也不能提供对流程阶段变化的特点及其控制方式。
产品制造流程BOM,是以EBOM为基础,同时反映了整个产品从原材料投人、半成品直至成品的制造过程。包括对以零件为对象的从原材料加工、零件加工、分装,以及到整个产品总装活动的整个制造过程进行不同阶段划分。同时,制造阶段划分的原则还需考虑:外包加工、加工中心(部门)变化、制造流程移转时间长,是否有组装生产,是否在制造过程中存在几种不同状态等等。
制造过程进行阶段划分后对每一阶段进行物料编码,以反映BOM构成及其层次性。同时,反映零件在制造过程中存在几种不同状态,基于制造流程的BOM结构。
2.产品制造流程及管制点的建立方法
产品制造流程BOM建立后,基于该BOM展开,进行产品/零件的工艺路线的规划,涉及产品及零、部件设计及工艺要求,按车间生产加工能力确定的产品及产品零部件备料、加工及装配工艺流程。工序是组成工艺路线的基本单位,工艺路线描述了生产一种产品所需的每一道工序以及执行这些工序的先后次序,是连接产品设计和产品制造的重要纽带。在编制工艺路线时要考虑众多因素,包括工作中心,工序在工作中心占用的准备时间、加工时间、传送时间、外协费用、替代工艺路线等等。工艺路线作为制造流程的重要组成部分,是生产计划制定、细能力计划制定、计算标准加工成本和在制品动态跟踪的依据。工艺路线的设计编制过程,可利用计算机辅助工艺设计(CAPP)系统,以缩短工艺设计周期,保证工艺设计质量。
产品的制造流程BOM以及相关的工艺路线构建并描述了产品在制造系统中的运动过程。为准确、有效控制这一过程,需要进行制造流程的管制点的设置,以跟踪收集现场生产信息。由于产品的复杂性,显然将每个加工设备点定为制造流程管制点,会产生大量管制点,造成效率低下。因此,制造流程管制点的设置,需要进行系统的分析。
管制点的设置基于所构建的产品的制造流程BOM,重点利用制造阶段的划分,同时考虑影响管制点设置的其它因素包括:外包加工、加工中心(部门)变化、制造流程移转时间长短、是否进行组装生产、是否在制造过程中存在几种不同状态等等。在管制点设置的同时需要对各管制点的生产制造参数进行设置,这些参数包括产品的加工批量、每箱数量、移转批量、加工时间、等待时间等。
3.产品制造流程的信息载体
产品在各管制点之间移转的信息由制造流程单来传递,制造流程单担负着制造流程信息载体的角色。制造流程单是说明生产产品料号、加工顺序、工令编号、加工批量、开工时间、加工时间、完工时间、在制量、完成量、报废量、回修量、待转量、调铭数量等等各种信息的书面规范单据。制造流程单的实现方式有纸面形式、卡片形式、电子板形式等几种。一般情况下制造流程单由生产部门根据生产计划统一下发,各管制点的操作人员根据实际生产情况把各种生产信息实时输人系统或记录在卡片上完成对生产信息的收集可以完成工令的成品、半成品(含外协加工)完工人库和库存除帐的作用,若采用电子板的形式具有无纸化报工、缩减报工时间、实时回馈生产信息、确保库存正确的优点。
4.制造流程管理的系统框架
通过制造流程BOM,制造流程以及相应管制点的构建,形成了产品在生产系统中的运动过程方案、同时确定了有效的流程控制方案,并通过“制造流程单”采集与传递制造流程中相关信息,为ERP系统构建了基础数据与动态数据平台。
5.产品制造流程管理影响因素讨论
由于制造过程的复杂性,许多因素会影响制造流程的规划和应用效果,主要表现为以下几个方面:
(1)产品零件加工多工艺路线的影响:产品零件加工多工艺路线就会产生在变化多端的生产情况下如何选择最优工艺路线的间题,原则上既要满足经济性又要保证生产进度按期完成。
(2)制造系统组织发生变化的影响:由于生产系统的组织发生变化,例如生产车间或生产线的合并或拆分,这种情况会引起f、艺路线中生产参数的改变,影响工令下发、成本核算、生产进度追踪和制造流程管制点的设置等等许多方面,因此在系统组织发生变化的前后要全面考虑各方面因素
(3)制造系统设备及其能力改变的影响:由于设备的更新换代,使7一序步骤简化,生产能力提升,会对已规划的制造流程产生冲击,需要技术人员重新分析产品制造流程管理,修改相应的环节。
二、制造流程管理对ERP实施的支持
通过对产品制造流程管理的规划,为ERP实施提供了多方面的支持,建立了ERP的基础数据和动态数据平台。
1.基拙静态数据支持
制造流程管理的方法在保证信息采集反馈的准确性和及时性的基础上可大大减少采集反馈点,节约了人力物力的投人,减少了ERP实施的难度;它可利用制造流程的参数计算工件的提前期,提供运行MRP的计算数据,为ERP系统中生产计划和生产排程提供重要的基础数据;其利用物料清单(BOM)可以运行ERP系统中物料计算模块,可生成物料采购计划,避免生产中缺料的情况发生;同时可以提供计算加工成本的标准工时数据,以作为ERP系统中生产效率评估的依据及标准人工成本、制造费用计算的依据。
2.流程动态数据支持
可跟踪反馈生产管制点处在制品的在制量、完成量、报废量、同修量、待转量、调整等数量的信息,以供了解实际生产进度状况。可利用制造流程的参数计算工件的提前期,提供运行MRP的计算数据,为ERP系统中生产计划和生产排程提供重要的基础数据;能够搜集计算占用工作中心的负荷小时数,提供运行能力计划的数据,为ERP系统进行产能平衡和生产排程的可行性提供技术支持典型应用。
结合某企业的ERP实施,进行了制造流程管理的规划实施。以该企业典型产品CAS5一20一2/3档总成同步器为例进行说明,首先建立产品的基于制造流程的BOM结构。其中,把需要制造的主要零件在建立制造流程BOM结构后,对制造的零件进行制造流程及管制点的设置,以CAS5一20一2/3档齿毅为例,其工艺路线及管制点的设置结果所示。管制点的设置是参考管制点的设置原则,具体考虑了以下因素:
(1)热前加工检验入库后需要跨部门后续加工,因此把其设置为管制点;
(2)碳淬火、回火加工时间长,又涉及到外包加工,是整个生产的瓶颈,因此也需要设置为管制点;
(3)由于需要配套,平磨端面往往需要长时间齿毅、齿套,依据制造流程管理规划的原则,划定了从原材料投人到成品完成的4个阶段,例如对于零件CAS5一20一2/3档齿毅,分为原材料(物料编码YG01102)、2/3档齿毅毛坯(T甲10204一1)、2/3档齿毅热(处理)前(TQ010204一0)、2/3档齿毅热(处理)后(TQ010204)4个制造阶段,加工完成的齿毅和齿套组装为CAS5一20一2/3档毅套,最终和其它配件组装成为产品CAS5一20一2/3档总成。产品CAS5一20一2/3档总成制造流程BOM结构等待也需把其设置成为管制点;
(4)装人库需要报工,对其数量需要严格掌控,因此设置为管制点。
经过有效的管制点的设置,很大程度上减少制造过程中的信息采集点,以CAS5一20一2/3档齿毅为例,经过制造流程管制点的设置后,把16个工序点经过规划后设置为5个管制点,由此核个CAS5一20产品管制点得到了准确、有效的部署。
经过系统地实施后,被管制工作点处的原材料、半成品、成品、机器、工时、成本等信息通过制造流程单及时地反馈给了系统,为企业管理人员提供了有价值的数据和决策分析依据,使计划人员对生产进度和数量都可以很好地加以控制,对生产现场的控制有了显着提升。
三、制造流程管理结论
本文提出的制造流程管理,为ERP实施提供了一种有效的数据采集与控制方法。基于产品制造流程BOM、后续所构建的制造流程及相关管制点设置,形成了产品在生产系统中的运动过程方案和流程控制方案,提供了准确、及时、有效反映现场生产情况的基础平台。基于制造流程的BOM所实现的产品制造阶段划分,有效地区分在制品的状态和阶段,可以对现场生产状况的控制更具体准确;相关的管制点的设置方法,降低了现场管理与数据采集的复杂性,形成了有效流程管理方案。