信息化支撐下的能力平衡方法探索與實踐

胡曉松+王婷婷

【摘要】積極探索實踐先進的生產管控模式，全面梳理、優化了生產計劃流程，并將其中能力平衡部分的端到端流程進行了信息化固化，搭建了能力平衡軟件系統。在該軟件系統正式應用的一年時間里，生產交付、在制品等指標得到了明顯的優化。

【關鍵詞】制造業 能力平衡 信息化

近年來，隨著國際形勢和周邊形勢日益復雜，國防裝備升級換代需求日益緊迫，航空制造業的批產任務總量在持續增長，導致企業的生產節奏逐漸加快，生產管控難度越來越大，時刻面臨著齊套交付與資源效率最大化的矛盾。同時，航空制造業的科研新品業務也急劇增長，而且研制周期短、迭代次數多等特征愈發明顯，客戶對研制質量與進度的要求也越來越高，在多品種小批量的生產組織壓力下，企業的生產能力經常顯得捉襟見肘。

因此，在有限的資源條件下，為了解決生產管理多目標和多約束的特殊問題，滿足客戶在進度、質量、成本等方面的諸多要求，航空制造業首先需要對自身的生產能力進行量化分析，依靠數據來科學判定生產過程中的動態瓶頸資源，平衡生產能力的分配情況，進而提高生產效率，實現生產綜合指標最優化。

一、能力平衡軟件算法介紹

（一）產能差異測算邏輯：

產能差異=設備組能力工時-設備組需求工時；

產能差異率=（設備組能力工時—設備組需求工時）/設備組需求工時×100%。

（二）產能測算邏輯：

設備組能力工時=∑單臺設備日工作時間×工作天數×OEE。

注：OEE（總體設備利用率）為設備可動率、生產率和工序合格率的乘積。

數學模型：設備組月份生產能力基礎工時（hrs）tx= ∑ tk*Nk*Tk；（k=1，2，3……）

其中tk表示x設備組上k班次實作工時，Nk表示x設備組k班次設備數量，Tk表示k班次月份有效工作天數。

設備組月份有效產能（hrs）Tx=（tx-△t缺+ △t 加）*μOEE

其中△t缺表示月份缺勤小時總數，△t加表示月份加班總數，μOEE表示設備組OEE系數，三項均為各單位根據以往情況的統計值。

（三）需求測算邏輯：

設備組需求工時= ∑零件在設備組的工序實作工時×零件需求計劃數量

數學模型：設備組月份產能需求工時（hrs）tx=∑tij*ni；（i=1，2，3……；j =1，2，3……）

其中tij表示i零件j工序在x設備組上的實作工時，ni表示i零件月份需求數量。

設備組月份調整后的需求工時（hrs）Tx=tx+△t。

其中△t表示試制、臨時任務等其它未納入的工時消耗，為各單位根據以往情況的統計值。

二、能力平衡軟件功能介紹

（一）生產任務匯總

對各型號生產任務進行全面匯總管理，確保生產任務沒有遺漏，并為后面通過系統進行工廠內全部資源的總體平衡做準備，任務匯總表由ERP任務、手工任務、廠際協作任務組成，通過該表，管理者可以按型號、零件號、主制工段、任務期段、任務狀態實時查詢所負責任務的情況信息。

（二）物料短缺查詢

該軟件可與ERP物料庫存進行集成，并能基于生產任務匯總表，自動檢查本廠物料的庫存情況，還可將物料短缺信息傳遞給物資供應部門，使物資供應部門清楚掌握什么時間把相應的物料準備到什么地點。另外，除了能夠檢查本廠庫存外，軟件還可查詢公司庫房中的物料信息，為管理人員平衡物料提供參考。

（三）拆分合并任務

生產任務的拆分合并是一種策略，因為有一些任務由于客戶急需，可能當時先不生產計劃下達的那么大的批量，就可以把任務進行拆分下達，剩余的任務便可以和其他批次的任務合并下達。

（四）宏觀能力分析

該功能基于羅羅公司產能分析的管理內涵及運算邏輯，能結合當期任務，自動計算需求產能與實際產能的差額，管理人員可將能力小于需求的設備視為生產過程中的理論瓶頸，并圍繞理論瓶頸開展技術攻關、質量改進、生產提效、技術改造等方面的工作。

（五）能力平衡調整

軟件支持需求與能力的手工調整，根據系統計算的理論瓶頸點，有針對性的調整設備工作時間、工序標準周期、外委、廠際分流等手段，實現需求與能力的粗略平衡。

（六）預排產

實際瓶頸是假定所有任務按優先級順序先后加工，且要求全部按期完成的前提下，測算撞車點，由于這些撞車點是實際排產過程中產生的，所以相對理論瓶頸來說，這些撞車點被定義為實際瓶頸。實際瓶頸一般要比理論瓶頸多，因為實際瓶頸是考慮了前后次序的瓶頸，一定比不考慮前后次序的理論瓶頸要多，實際瓶頸是所有管理者應該重點關注的問題，應該把優勢資源放到最關鍵的點上。理論瓶頸和實際瓶頸都清晰的揭示了產線上的難點，這樣實際上管理就很清晰了，就好比為管理者配備了一個望遠鏡，可以看到未來五周甚至更長時間的管理重點。

（七）正式排產

將TOC約束理論應用于現場生產過程控制，基于瓶頸資源合理安排工序級作業計劃，使非瓶頸資源與瓶頸資源的生產節拍保持一致同步，實現需求與能力的最佳匹配。該軟件經過對任務可行性的一系列檢查和處理，可以得到相對穩定的可執行計劃，之后結合排產邏輯和任務優先級，可以快速運算出五周內的工序級作業計劃，用于指導班產任務的下達，以及按天進行物料和工裝的準備與發放，有效保證了生產作業計劃與生產準備計劃的協同。

參考文獻：

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