整车的重复制造与节拍式排产
离散制造、重复制造,以及流程制造,耳边经常会被这几个“制造”所萦绕。至于什么是离散什么是重复,网络上的信息很多,其实也并没有太过多的区分或孰优孰劣之分,全靠慢慢不断加深体会。但想说的是,一般做信息化项目之时,并不是“先已明确到底是离散或重复制造模式后,再来去配置系统解决方案”,而应该是“先梳理业务到底是离散还是重复制造模式后,再才来设计系统解决方案”,如果是前者,那么就可能仅仅完成一个“系统软件操作员”的工作而已。
今天主要记录下“重复制造”,特别是整车。
重复制造,从一定程度上来说,的确比离散制造要来得简单,例如在排产时一般只会有一个排产工序、直接使用计划订单触发生产,然后生产过程一般是很连续所以采取自动反冲、甚至在收成品时一把倒扣原材料的方式,最后在财务成本结算时使用“大锅饭”成本收集器的方式分摊费用等等;
在整车行业,依然如此。这里特制“整车”即“车”,而不是其内含的如自制件。
其实从业务形态上来说,整车,是一个非常典型的“重复制造”的工艺。汽车装配工艺已高度发达,机械式、流水线式生产早已是常态,甚至在很多工艺上例如涂装开始完全做到不需要人工参与、全由机器人进行生产活动。
所以,在这种重复制造领域中,固化的“节拍”就是一个非常重要的指标,它直接衡量着产能与产出。各大车企业更准确的说应该是各平台生产节拍不一样,高的如某某车厂一个月就几万台车的产出,低的也有如刚成立车厂在不断产能爬坡过程中出现的一个月才几百台车等等。
“节拍”,我们一般称为JPH(Jobs Per Hour),也就是SAP系统中定义的Rate,代表着在固定时间内(例如一小时)产出多少台,比如一小时30台车。有了这个节拍,就可以得到节拍时间,也就是SAP系统中称之为的Takt或Takt Time,比如这里的 2Min / 台,即可以理解为每2分钟下线一台车。所以JPH、Rate与Takt其实是一种互相换算的概念。另外需要指出的是,这里的TT(Takt Time)是系统中设置的理论时间,而在实际业务过程中有实际的ATT(Actual Takt Time),同时在实际业务中到底怎么计算出ATT呢,比如使用产能的实际利用效率(Efficiency rate)或者在生产线上确定几个实际目测的点位来秒表掐算节拍等。
下面记录的也都是“系统”,即理论的TT,在系统中的应用。
当然,需要补充的是,整车行业,在系统解决方案上,并不是全部都采用的是“重复制造”的模式,例如某些车企并不是重复制造,而是类似离散制造采取生产订单的方式管理焊装、涂装、总装的整车生产排产及执行过程。
对于整车,如果使用了SAP IS Auto的解决方案,那么必然是“重复制造”的模式。
以下是用SAP IS Auto来实现整车的节拍式排产。
以一个实例来记录整车的“节拍式排产”的理论,以及实际应用。
(1)首先得知道“整车”这一层级的工艺组成:
一般而言,我们把整车的焊(BS)、涂(PS)、总(GA)三个车间归纳为整车的范畴。
为什么单单就是焊涂总呢?这也不是凭空臆想的,是有一定的实际业务意义的,比如三大车间首先在物理上都是通过Dock道口或廊桥紧密联系起来、其次都是以“一台车”为组装目标(先车身焊接,再车身油漆,最后组装),不像其他车间例如冲压车间只为准备一个门、翼子板等(此时就是典型的离散式或间歇式生产)。
所以焊涂总,这就很像三个工序。当然技术上来说,比如只纳入PS、GA或者甚至三个车间都割裂起来,当然也是可以的,就像前面说到的某些车企就是这么干的,分段式生产嘛,焊接车身半成品、油漆车身半成品、成品车成品;
在上面的基础之下,为了排产,首先就得有一个依据,即以哪个车间为准进行排产。这里就用到的是MidPoint Scheduling
(2)然后看一下在这个工艺下具体的整车的工艺及节拍组成:
其中:
“计划段”指明了使用BS即焊装为排产基准;依据上面说的Midpoint逻辑,那么其他2个车间均是以BS做的forward排产;
WBS代表着焊-涂间的缓冲区;PBS代表着涂-总间的缓冲区;在排产中,SAP会考虑Average平均逗留时间,也就是说,比如WBS是1H,那么这辆车出了BS(焊装)还需要1H才能进PS(涂装);
除了BS、PS、GA,一般最后我们还会有一个QA的过程,在系统中我们就用1个Takt来代表GA,表示过完了这个Takt,那么车就真正收车入库(所以这里有一层业务含义,代表着实际业务上的车测试、过水等,都已包含进GA);
(3)然后看一下Takt Time:
- TT为2Min/ 台;
(4)IS Auto的节拍排产逻辑:
以下是适用于节拍如下的情况:
3个车间节拍一致或前面的节拍快,如BS >= PS >= GA
以下是适用于节拍如下的情况:
后面的车间节拍快,如BS < PS < GA
* 注意:区分Lead Time与Duration
最终SAP对整车的排产结果:
看这个排产结果,SAP的截图上也许会有一定的“疑惑”:
为什么 Duration,只是用 Order Qty. * Takt time;而不是Lead time呢?也就是说,这个Activity End time明显不代表这个车 完整走完这一个车间呀?
这里要说的是:
上面也说了,整车,这是一个重复、节拍式流水线制造,每一个Takt,可以想象成一个“格子工位”,那么一辆车进去后,做完了这个Takt,消耗了这个Takt Time,那么这个格子就应该空出来供下一辆车使用,即释放它占的这个“格子”产能,也即SAP说的"Capacity Requirement",也更就是说这里的车间都是Single resource Single capacity;不能说这一辆车必须全部将一个车间几十个工位全走完后,这辆车占据的这个车间的产能才能释放才能供下一辆车使用,那这种情况就是,下一辆车必须在这个车间的门口等着,等着前一辆车出了这个车间后才进入;这就不是流水线重复制造了,很像不可覆盖overlap的离散制造了,显然不是真实的整车制造过程。
所以,在上面的会看到每一个车间的Start与End time仅仅只有一辆车的takt(即一个Takt)。但是下一个车间的Start time却是代表着这一辆车真实的什么时候走到下一个车间。
如果再通俗一点讲的话,在SAP这个订单排产结果看到的各车间的Start与End time,就代表着这一辆车什么时进、以及什么时候出的第一个工位。
聊表记录。