精益電子看板的研發(fā)背景、內(nèi)涵及應(yīng)用前景分析

胡國金，張 峰，李坤兵

(廣東科達機電股份有限公司，廣東佛山 528313)

對于既屬于離散型機械制造業(yè)，而其產(chǎn)品又需通過安裝調(diào)試應(yīng)用于流程型行業(yè)的企業(yè)來說，其普遍面臨的困惑是，銷售合同的產(chǎn)品交期只能當(dāng)作參考，而實際的發(fā)機日期需要供需雙方根據(jù)實際情況重新確認。該類企業(yè)一般都以最近一周的發(fā)機時間來安排產(chǎn)品發(fā)機計劃，從而拉動上游零件的自制和上游標準件的采購及非標件的外協(xié)。根據(jù)最近一周的發(fā)機計劃來組織指揮生產(chǎn)，可減少在制品積壓，提高物流速度，降低庫存和倉儲面積，實現(xiàn)準時交貨。然而一個企業(yè)的生產(chǎn)制造系統(tǒng)是由采購、外協(xié)、倉儲、零件加工、報檢、報工、油漆、轉(zhuǎn)序、轉(zhuǎn)運、入庫、轉(zhuǎn)儲等多個環(huán)節(jié)組成，雖然這些環(huán)節(jié)大多都已納入ERP和MES系統(tǒng)進行管理，但由于多種原因?qū)е逻@些環(huán)節(jié)很難協(xié)調(diào)一致，因此精益電子看板便應(yīng)運而生。

1 精益電子看板的研發(fā)背景

首先，內(nèi)外部環(huán)境的不確定性。外部環(huán)境的不確定表現(xiàn)在如客戶廠房尚未竣工、客戶地基圖不準確、客戶地基尚未竣工、客戶提機款未到帳、客戶產(chǎn)品需求發(fā)生變更，還表現(xiàn)在如供應(yīng)商物料因運輸、質(zhì)量、貨款等原因而發(fā)生變更;而內(nèi)部環(huán)境的不確定則表現(xiàn)在技術(shù)工藝及加工過程出現(xiàn)的問題、質(zhì)量問題、產(chǎn)能問題等。

其次，缺件問題突出。缺件影響總裝時不齊套，導(dǎo)致停工待料，齊套性問題是由缺件產(chǎn)生的，因此分析缺件問題實際上就是分析齊套性問題。影響缺件的因素除客戶變更、技術(shù)工藝變更、生產(chǎn)制造變更和采購?fù)鈪f(xié)變更4個因素外，還有計劃少做漏做、提前期不準確、質(zhì)量問題、產(chǎn)能不足、不同訂單之間借料、裝配現(xiàn)場混亂、物流配送速度慢、現(xiàn)場中轉(zhuǎn)庫庫存不準8個影響因素，通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計，這些因素對缺件的影響占比如圖1所示。

圖1 缺件原因占比分析

再次，提前期不準確。從圖1可以看出，提前期不科學(xué)占缺件產(chǎn)生原因的57%，是影響缺件的主要因素，而影響提前期又包括批量大小、計劃變更、設(shè)備故障率、轉(zhuǎn)運資源保障(行車/吊車/電瓶車/平板車等)、輔助資源保障(工裝/夾具/刀具/量具等)、員工的技能高低與熟練程度、工序廢品率、加工準備情況(圖紙/工藝卡片/指導(dǎo)書)、產(chǎn)能不足(自制/外協(xié))、電力保障(電費峰谷時間段的價差)共10個影響因素。

最后，計劃體系不協(xié)調(diào)。產(chǎn)品裝配事業(yè)部負責(zé)做產(chǎn)品裝配計劃，零件加工事業(yè)部負責(zé)做零件自制計劃，采購與外協(xié)部門負責(zé)材料采購和零件外協(xié)計劃。由于三級計劃體系難以協(xié)調(diào)一致，經(jīng)常導(dǎo)致各自為政、信息延時和扭曲、局部利益高于全局利益的現(xiàn)象發(fā)生。即使在部門內(nèi)部，也由于信息不透明、客戶導(dǎo)向不明確、各種人為因素影響等而導(dǎo)致計劃體系運轉(zhuǎn)困難，難以協(xié)調(diào)一致。

上述這些問題相互交織、互為因果，其影響因素都難以通過ERP、PDM、MES進行準確表達和處理。比如物料提前期，在ERP中最小單位是天，而企業(yè)要求精確到小時、分鐘;又比如流程審核審批，如購買ERP的流程模塊來解決非常昂貴，不購買又難以解決各種變更必須走流程審批的問題;再比如，一個產(chǎn)品既有排產(chǎn)計劃又有發(fā)機計劃，且兩者日期不同，即使使用最先進的ERP也難以處理，等等。

這些問題既反映了目前ERP、MES等系統(tǒng)的弱點，又促使我們不斷思考，尋求新的手段和方法來解決問題。

精益電子看板正是為響應(yīng)這些需求而誕生，它將越過ERP系統(tǒng)計劃參數(shù)和期量標準不準確、MES系統(tǒng)排產(chǎn)規(guī)則不健全、APS系統(tǒng)排產(chǎn)算法可行性太差的弱點，直接通過人的經(jīng)驗智慧修正ERP計劃，發(fā)布在精益電子看板上，通過目視化管理，直觀透明地拉動上游零件的生產(chǎn)組織和材料的采購?fù)鈪f(xié)，將復(fù)雜問題簡單化，并采用精益電子看板作為生產(chǎn)組織指揮棒，使上游所有環(huán)節(jié)向各自環(huán)節(jié)的看板看齊。

2 精益電子看板的研發(fā)內(nèi)涵

從接單到交貨，是一個企業(yè)價值創(chuàng)造的主要過程，而影響企業(yè)交貨的原因很多，但從產(chǎn)品能否順利總裝進行分析，發(fā)現(xiàn)最主要的原因是缺件，因缺件導(dǎo)致產(chǎn)品零件不齊套，從而影響總裝。很顯然，缺件就是影響產(chǎn)品總裝的問題的匯聚點，是矛盾的焦點，解決這一問題，將牽一發(fā)而動全身，順利厘清上下游各種影響因素，才能達到使問題的全面解決的目標。

缺件的影響因素如圖2所示。從圖中可以看出，其中大部分為主觀原因，少部分為客觀原因。也就是說，主觀原因是可以想辦法解決的，因此精益電子看板的自主研發(fā)，就必須圍繞如何解決這些主觀問題來設(shè)計。

精益電子看板包括3個平臺，即計劃與缺件平臺、單據(jù)流平臺、異常信息顯示平臺，它與其他信息系統(tǒng)之間是通過接口進行相互集成和數(shù)據(jù)共享，下面分別介紹。

2.1 計劃與缺件平臺

其主要內(nèi)容是按發(fā)布頻率及發(fā)布周期抓取ERP總裝計劃，即發(fā)機計劃，通過考慮庫存、在途、在制等參數(shù)進行計算，算出總裝訂單開工時的缺件清單，共分3類，即大件缺件清單、小件缺件清單、標準外購件缺件清單。然后再經(jīng)過審核審批流程發(fā)布在電子看板上，審核審批時須融入人的經(jīng)驗智慧，即根據(jù)人的經(jīng)驗智慧對缺件清單做適當(dāng)修正。對于因各種變更所引起的發(fā)機計劃變更，必須經(jīng)過流程審核審批后，方能觸發(fā)缺件清單的調(diào)整。然后，將缺件清單與自制件和采購?fù)鈪f(xié)件通過交期、數(shù)量進行動態(tài)匹配，對于已完工入庫的零件和材料即從看板上消失，對于在制和在途的零件和材料，則通過抓取MES和SCM系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進行動態(tài)跟蹤，過程中的每一環(huán)節(jié)都設(shè)置看板，從而通過看板進行拉動。

2.2 單據(jù)流平臺

其主要內(nèi)容是解決物流、單據(jù)流、資金流與信息流不同步的問題。當(dāng)生產(chǎn)訂單下達后，需要領(lǐng)料，這時就有幾個信息需要傳遞，即領(lǐng)什么物料、數(shù)量多少、發(fā)往什么工位、與誰進行交接等問題，傳統(tǒng)的做法是打印生產(chǎn)通知單，告訴物管部門什么生產(chǎn)訂單需要領(lǐng)料，物管部門根據(jù)生產(chǎn)訂單號在ERP系統(tǒng)操作、打印領(lǐng)料單、倉庫揀配過帳后開始發(fā)料，發(fā)料人將物料送往相應(yīng)工位，領(lǐng)料人核對物料并清點數(shù)量后，雙方在單據(jù)上簽字，即完成領(lǐng)料流程。然而，在實際操作中，仍存在諸多問題，如1張生產(chǎn)訂單因各種原因需多次領(lǐng)料、對于生產(chǎn)急需物料需開手工領(lǐng)料單、在物流配送到工位后因各種原因不能順利進行物料交接、倉庫仍需紙質(zhì)物料卡進行管理及難以管理到貨位等問題?？傊?，在物流配送環(huán)節(jié)自動化程度不高，人為因素多，易出錯。精益電子看板的單據(jù)流平臺，通過自主開發(fā)，采用RFID技術(shù)、接口技術(shù)與ERP、MES集成，順利解決了收、發(fā)、轉(zhuǎn)、退4個流程效率不高，物流、單據(jù)流、資金流與信息流不同步的問題，甩掉了紙質(zhì)物料卡、紙質(zhì)生產(chǎn)通知單、紙質(zhì)領(lǐng)料單、紙質(zhì)手工領(lǐng)料單等單據(jù)，實現(xiàn)了物流配送過程的自動化、網(wǎng)絡(luò)化、透明化。

圖2 缺件及其原因分析

2.3 異常信息顯示平臺

其主要內(nèi)容是根據(jù)制造過程各環(huán)節(jié)認可的異常信息字典，與各環(huán)節(jié)的實際執(zhí)行情況進行比對，對于即將違規(guī)的進行預(yù)警，對于已經(jīng)違規(guī)的進行報警，對于嚴重違規(guī)的進行處罰并責(zé)令整改。異常信息可按加工、質(zhì)檢、轉(zhuǎn)運、入庫等環(huán)節(jié)進行異常信息顯示。通過授權(quán)，管理者可通過桌面電腦查看自己分管范圍的異常信息;車間工人可通過LED顯示屏收看和收聽警示信息;質(zhì)檢、轉(zhuǎn)運、倉管等工作人員可通過各類終端進行收看和收聽。

2.4 精益電子看板與其他系統(tǒng)集成

精益電子看板并不是一個孤立的系統(tǒng)，它與 ERP、MES、SCM之間通過技術(shù)接口進行相互集成和數(shù)據(jù)共享。

電子看板計劃與缺件平臺從ERP抓取總裝計劃，通過調(diào)用ERP接口進行缺件計算，并將缺件信息傳回電子看板;電子看板根據(jù)已發(fā)布的缺件信息通過技術(shù)接口抓取MES和SCM相應(yīng)物料狀態(tài)，如所需缺件已入庫，則電子看板上的缺件自動消失。電子看板與ERP、MES、SCM集成示意如圖3所示。同理，電子看板單據(jù)流平臺與異常信息平臺也是通過技術(shù)接口與ERP、MES、SCM之間進行數(shù)據(jù)交換、相互集成。

3 應(yīng)用前景分析

裝備制造業(yè)是典型的離散型行業(yè)，在營銷計劃頻繁變更的現(xiàn)實條件下，離散型裝備制造業(yè)僅靠ERP、MES系統(tǒng)很難應(yīng)對瞬息萬變的市場環(huán)境，必須引入電子看板作為企業(yè)生產(chǎn)組織的指揮棒，才能有效解決該行業(yè)的計劃實時性與缺件等問題。目前，中國在冊的裝備制造業(yè)有16萬家之多，因此該項目產(chǎn)業(yè)化的市場空間以及目標客戶群是非常龐大的。

同時，該企業(yè)也是建材裝備制造行業(yè)的龍頭和標桿企業(yè)，該項目的成功將具有很強的示范、帶動及輻射作用。

在商務(wù)模式上，精益電子看板既可單獨銷售，也可建立公共電子看板信息協(xié)同平臺，開發(fā)通用接口或中間件，提供給已應(yīng)用ERP、MES、SCM等系統(tǒng)的企業(yè)做集成，按企業(yè)登錄的用戶點數(shù)進行收費。

圖3 電子看板與ERP、MES、SCM集成示意圖

［1］ 胡國金，劉躍華．基于RFID技術(shù)的MES在離散型制造業(yè)應(yīng)用成效研究［J］．中國制造業(yè)信息化，2010，39(1):34-36．