生产执行调度的总体目标是优化生产利润。在优化总利润时,优化的时间范围至关重要。如果时间跨度太短,则可以以资产健康状况恶化或后期盈利能力下降为代价来优化优势。另一方面,如果规划时间跨度过长,自然会降低规划的可靠性,而且由于没有考虑到未来的订单,可能会做出次优的短期决策,这是因为对市场发展和生产相关事故的了解有限。 然而,由于较长时间范围内的潜在效益并不一定会出现,这就降低了整体经济效益。
生产状态是一个复杂的描述,包括
- 订单积压和预测
- 原材料库存和计划供应
- 资产健康状况和预测
- 在制品
- 所有任务的可用人力
- 可用备件和辅助材料
- 内部堆场状态
- 外部运输状况
- 成本计算器和估算器(如未来原材料成本)
在生产规划中,必须考虑并精确评估各项决策和措施的诸多影响,以确定最佳行动方案。例如,在维护方面投入更多精力,在更短时间内更换零件,可以提高平均产品质量。另一方面,更多的备件显然会花费更多的资金,更频繁的停机维护也会降低设备的可用性。这个例子说明,优化产品质量或维护成本等单个目标并不一定能提高整体盈利能力。因此,一个先进的生产规划系统应将所有这些影响都考虑在内,以达到最佳性能。
1.建立原材料供应
根据未完成订单和对未来潜在订单的预测,生成长期生产订单的初稿。根据该订单,检查在计划生产需要时是否有足够的原材料,包括已经计划好的供应。如果没有,则检查是否能按时购买和供应所需的其他材料。如果可以,采购订单就会自动生成。至于是自动下单还是手工下单,这只是一个技术细节问题,当然具有重要的实际意义。为了实现这一过程的自动化,原材料特性和采购条件的标准化规范是必不可少的。这一标准由采购平台管理。如果所需的原材料不能及时供应,生产计划就需要做出相应调整。有效的生产计划和适当的原材料供应计划是通过迭代方式生成的。
2.确定人力规划
一旦确定了生产计划,就可以确定所需的人力。这包括操作人员、维护人员,如果工作外包,还可能包括外部承包商。如果有不同类型的维护任务,则可能需要在一定时期内配备特定的专家组合,包括机械、液压、电气等方面的专家。由此可以得出一个适当的人员操作时间表。
3.资产健康状况
生产调度流程的一部分是将资产的健康状况视为一种随时间变化的属性。生产的每一个产品都会缩短设备的剩余寿命或服务时间。部件磨损不仅会导致故障,还可能导致产品质量下降。例如,轧制过程中的工作辊磨损可能导致板型、凸度或表面质量下降。因此,还必须考虑生产计划中任何未来状态下的可实现质量。如果生产计划需要更高的可实现质量,则必须根据资产状况预测进行适当的维护。在这种情况下,需要检查是否有必要的技术人员,并相应地安排适当的维护任务。同时,检查可能需要的备件的可用性,如果没有,则以与原材料类似的方式订购。这就保证了,至少根据目前的信息,生产计划能够在预定的生产时间内生产出符合质量要求的产品。
4.定义智能排序
生产规划本身必须完成几项任务。首先,需要将客户订单要求转化为一组技术生产订单。需要确定产品项目的数量、工艺路线和主要技术工艺特征。然后,排产系统需要将积压的技术订单拆分成若干子组,按系列或顺序进行生产,因为许多工艺步骤(如连铸或退火)都需要这样做。然而,并非所有产品都能在无损耗的情况下连续生产。在铸造过程中,只能根据不同的炉次来改变化学成分,而且任何改变通常都必须很小。就退火而言,要保持较低的过渡卷损耗,通常需要一致的退火温度和几何尺寸。因此,序列生成器的一个关键目标是将未完成的产品进行分组,从而使每个序列中的过渡成本保持在较低水平。显然,除了技术限制外,还必须考虑到物流和合同信息。从这个意义上说,必须遵守合同规定的截止日期,还必须遵守流程步骤之间的可用空间。在这方面,优化的时间范围也起着至关重要的作用。只定义一个完美的序列可能很容易,但代价是将要求较高的产品留到以后生产,或者未完成的产品比较零散,以后很难生产。另一方面,对整个未完成产品进行排产可能没有意义,因为在生产最后一批产品时,会有额外的订单,因此可能还有其他改进排产的方案。如果在短期内,生产序列中必须包括一些产品,而这些产品可能会在稍后阶段生产出更多类似的产品,那么利润率就会受到影响。因此,对未来潜在订单的预测极为重要。
一旦确定了序列的组成,就可以确定生产中各个产品的顺序,作为进一步的目标。工艺的性质和产线的特点在很大程度上决定了从一个产品到下一个产品的过渡成本。在简单的情况下,可以手动确定顺序。在较为复杂的情况下,必须使用优化算法,因为人工几乎不可能制定出最佳计划。
5.生产与销售的整体互联
通过对当前未完成订单进行全面的系统分析,生产和销售可以更紧密地联系在一起。在向潜在客户发送报价单之前,系统会检查所需产品与当前未完成订单的匹配程度。如果目前没有与所需产品相匹配的其他订单,则报价应考虑因过渡损失或安装时间而导致的额外停机时间和材料损失成本。然而,该系统并不只是被动地工作。它还会主动向销售团队提出建议,说明以何种方式销售的材料类型和数量与当前的未完成订单相匹配。要做到这一点,就必须对单一产品的附加值进行全面分析,同时考虑到因产品转换而造成的损失和利用率降低。因此,工厂本身通过支持销售过程,积极主动地优化其盈利能力。