产能治理与具体排程

导 读

企业对客户需求的知足，终极要落实到物料供应和资源保障上。
在供应链管理和订单交付中，资源保障的重点是产能（Capacity）管理，以及把产能管理与生产操持、订单排程相结合的详细排程。

作者：丁肇之，来源：数字化演易

如果将物料管理与产能管理进行比拟，我们会创造两者有这么几个差异点：

对付终极成品而言，物料是成品的组成部分或原始形态，而产能只是终极成品形成过程中的使能。
生产过程对物料而言是花费，对产能而言是占用；生产结束后，物料将被花费掉，而产能则将重新开释出来。
在生产确当下时空中，物料的限定性紧张表现为空间性，存放在A地的同一个物料不可能同时也存放于B地；产能的限定性紧张表示为韶光性，A韶光段内满负荷的产能不可能再承担更多的负荷，但却可以在B韶光段内被开释出来而被重新利用。
常日来说，产能增加或提升的难度要比物料增购或增产的难度要大得多，所需的周期也更长。

由于存在上述差异，在供应链管理和订单交付中，物料的获取紧张表示为某个韶光点（交货截止日期）的某个数量（交货数量），而产能的得到紧张表示为某个操持时段内的可用韶光。

在可用性上，针对物料的可用性管理一样平常称可承诺量管理（Available to Promise，简称ATP），针对产能的可用性管理则称可承诺交期管理（Capable to Promise，简称CTP）。

根据操持展望期的不同，在长期操持、中期操持和短期操持中，其产能管理的哀求和颗粒度不同，所对应的管理方法也不同。

图1 产能管理的类型和特点

如图1所示，长期的产能管理称为资源需求操持或粗产能需求操持（Rough-CutCapacity Planning，简称RCCP），中期的产能管理称为产能需求仿照，短期的产能管理则称为细产能需求操持或产能需求操持（Capacity Requirements Planning，简称CRP）。

在长期的粗产能管理和中期的产能需求仿照中，产能管理的工具是资源组、事情中央区域或事情中央组、生产线或全体工厂，操持时段常日是月度，其产能每每以操持时段内的产出量来代表，比如，5月产量5000件，6月产能5500件，7月产能6000件，等等。

企业借助Excel表格，每一列写上不同的操持时段，再用几行分别写上需求量、库存量、生产量和产能，就可以完成粗产能或产能需求仿照的管理。
如果要再繁芜点，还可以借助宏（函数）来建立表格中干系框格在数量上的逻辑关系。
总体上，这种产能管理办法的事理和操作都比较大略，本章就不再细述。

短期的产能管理，操持时段常日为周、天或班次，有时还要细到小时，而管理的工具为单条生产线、单个事情中央、单个资源或单个设备，其管理内容不仅有干系订单的产能需求打算、产线或设备的可用产能打算，还牵扯到操持订单、生产订单或工单的排序、负载均衡、排程等更为详细和精确的打算，其管理流程要繁芜度得多。

图2 细节产能管理的流程示意

如图2所示，以离散型制造为例，短期的细节产能管理流程紧张包括五个步骤：产能操持（CapacityPlanning）、订单排序（Order Sequencing）、负载均衡（Load Leveling）、订单排程（Order Scheduling）和产能监控（Capacity Monitoring）。

1.产能操持

在产能操持阶段，须要根据操持订单或生产订单（本章中统一以“订单”来代表）所生产产品的工艺路线、所利用到的事情中央、事情中央的产能等干系主数据或参数的设置，以及工厂日历的设置，等等，来打算订单在指定操持时段内的产能需求，这可以设备或资源的利用韶光等形式来表示，详细可拜会图3所示。

图3 产能需求和可用产能的打算

为了理解产能操持（CRP）的运算逻辑，我们可以将之与MRP做大略类比：如果MRP是结合订单需求，通过展开（半）成品的BOM来打算下阶物料的毛物料需求的话，CRP便是结合订单需求，通过展开（半）成品的工艺路线来打算干系资源的毛产能需求。

2. 订单排序

为了评估计划时段内设备或资源的产能负荷和产能的可用性，我们须要将订单进行排序。
订单排序的方法有前辈先出法（FIFO）、均衡法、设置或准备韶光最优法、产品轮盘（Product Wheel）或节奏轮盘（Rhythm Wheel）法、DBR（Drum-Buffer-Rope）法，等等。

所谓的FIFO法，是按订单落成的先后顺序进行排序；所谓的均衡法，是参考精益生产中的“均衡化（Heijunka）”原则，将不同产品的订单在操持展望期内均衡分布；所谓产品轮盘法，最初运用于流程行业，指的是将相同产品或相同工艺哀求的订单相邻或分组排序；所谓DBR法，是借鉴TOC的原则来进行订单排序。

前辈先出法、均衡法、设置或准备韶光最优法、产品轮盘法等订单排序方法，笔者将在5.11节——PP/DS in S/4HANA的“型号稠浊操持（Model Mix Planning）”中做详细的先容。

3.负荷均衡

订单经由排序往后，干系的订单都将分配到某个设备或资源上，我们就可以将订单的产能需求与设备或资源的可用产能进行比较，从而得出设备或资源的产能利用率。
当相同的操持时段内，存在部分设备或资源的负荷较高，乃至超出100%，而部分设备或资源的负荷较低，乃至低于50%，或是所有设备或资源的负荷都超出100%时，我们就要做负荷均衡的调度事情：要么是把订单从负荷高的设备或资源调配到负荷低的设备或资源上，要么是把订单从本操持时段调配到设备或资源利用率不高的其他操持时段，详细可拜会图4所示。

图4 负荷均衡的示意

其余，从企业实践的角度看，为了应对生产和供应等环节的非常、不愿定和变动性，在做负荷均衡时，务必确保各设备或资源的负荷，尤其是瓶颈设备或资源的负荷不要靠近100%。
根据不同行业或不同企业的实际情形，各设备或资源的合理负荷可以掌握在80%~95%。

4. 订单排程

订单排序完成往后，每一个订单所在的操持时段，以及它将要利用到的设备或资源也就明确了，再结合订单中产品的工艺路线、工艺路线中各工序的工时定额等信息，我们就可以对每一个订单做详细的生产日期和干系韶光的安排。
比如，订单的开放韶光是从哪一天的哪个韶光开始，又是到哪一天的哪个韶光结束，等等。
实际上，在CTP管理中，我们也是根据上述与订单有关的日期和韶光来打算产品的可承诺交期。

订单排程中订单供应日期和车间生产日期等的打算可参加图5。

图5 订单供应韶光和车间生产韶光的打算

5. 产能监控

经由了产能操持、订单排序、负荷均衡和订单排程等步骤后，订单就已经为正式的生产实行做好了准备。
如果订单所需的零部件或原材料已经齐套了（，这可以通过订单的物料齐套性检讨来判断），操持订单就可以转成生产订单，或是将生产订单下达，以开始备料、领料、工单打印等详细的实行活动。

在生产订单的实行过程中，如果有工序确认，干系设备或资源的产能将开释出一部分，其负荷也将低落；如果过程中涌现了设备故障等意外情形，设备或资源的可用产能会减少，其负荷也将升高，有可能须要对干系订单进行重新地排序、负荷均衡和排程。

因此，在产能监控步骤中，产能管理员或产能操持员还须要对产能的可用性进行实时监控；必要时，做出相应的调度。

如上所述，离散型制造中的产能管理或产能需求操持，与前文所讲的物料需求操持类似，其架构设计虽然比较完美，但工艺路线的准确、工序中工时定额的准确、产能需求的打算参数准确、订单或工序落成的准确、及时地确认等条件条件太多，导致其在很多管理根本一样平常的企业很难得到有效地运行。

6.实践选择

在物料供应方面，为了填补MRP在实际运行中的毛病，人们发明了看板和JIT方法；同样，在产能管理方面，为了填补CRP在实际运行中的毛病，人们发明了基于节拍的排程、DBR、conWIP等方法。

（1）基于节拍的排程

基于节拍的排程（Takt-Based Scheduling），是精益生产中主流的排程方法，广泛运用于重复式制造或连续式生产线等行业。
通过把所有设备或资源连成一条物理相连，或者是通过物流小车而逻辑相连的生产线，所有的设备或资源就有了一个共同的产能或生产节拍（takt），全体生产线的产能就可以单位韶光的产出量来代表。
以汽车制造业为例，产能定义为60JPH的汽车工厂，每小时可以生产60辆汽车。

在基于节拍的排程中，订单中每一个产品所需的产能是1/节拍。
借用上面汽车行业的举例，每一个汽车所需的产能是占用汽车生产线的1分钟。
这样一来，产能需求、订单排序、负荷均衡、订单排程等产能管理事情就大为简化。

（2）DBR法

DBR法，源自于TOC理论。
根据TOC理论，产品的生产过程中，详细到某一个操持时段，有且只有一个瓶颈工位或瓶颈资源，而物料供应、产能管理等事情的目的是确保瓶颈资源的产出最大，其他资源的产能利用情形则基本可以不用关注。

在离散型制造等行业中，10台设备或资源的产能管理与1台设备或资源的产能管理，其事情量是不可比拟的，前者要比后者繁芜很多。
借助DBR法，产能管理的事情只聚焦在“D（Drum）”，也就瓶颈资源上，产能管理的内容只是尽可能充分发挥瓶颈资源的产能，但又要确保其负荷不能超过100%，管理的繁芜度大大降落。

（3）conWIP法

conWIP，constant work in progress，即，连续的在制品流法，是工厂物理学所提倡的工厂管理方法，不仅可以用于辅导物料的供应，也可用于产能的管理。
换句话说，在conWIP法中，产能管理要环绕一个连续的在制品流来展开。

在此，笔者要再一次强调的是，在企业实践中，看板、conWIP法、DBR法等方法的运用，与数字化不仅不存在冲突，而且可以进行很好地结合，比如采取电子看板来取代传统看板，等等。
在效果上，通过与数字化相结合，看板、conWIP、DBR法的运行可视化和透明化可以做得更好，更随意马虎得到干系职员的理解和运用。

转自"大众年夜众号：MES百科