面向配套約束的航天物資管理模式分析與改善

余子開(kāi)， 宋虎， 范文超， 武晨鵬

（上海航天設(shè)備制造總廠，上海200245）

0 引言

航天制造業(yè)是典型的面向訂單企業(yè)，其生產(chǎn)都是按照客戶需求而安排的。隨著航天事業(yè)的快速發(fā)展，高密度發(fā)射呈現(xiàn)常態(tài)化，型號(hào)研制生產(chǎn)任務(wù)劇增，研制周期越來(lái)越短，多型號(hào)并舉對(duì)物資供應(yīng)的要求越來(lái)越高，搶奪供應(yīng)資源的競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，物資供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)顯著增加[1-2]。現(xiàn)有的物資管理模式難以適應(yīng)內(nèi)外部環(huán)境變化的要求。

針對(duì)企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際中遇到的因物資短缺或配送不及時(shí)，導(dǎo)致生產(chǎn)線不平衡的問(wèn)題，本文根據(jù)某航天企業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn)，研究了考慮配套約束的物資管理方法及物資配送流程。分析了短線物資配套管理方法，給出了面向信息化的物資管理模型，采用ECRS原則建立了優(yōu)化物資配送的模型，并通過(guò)實(shí)例的應(yīng)用驗(yàn)證了該模型的有效性與可行性。

1 某航天企業(yè)現(xiàn)有物資管理模式現(xiàn)狀分析

面對(duì)高密度發(fā)射及研制生產(chǎn)任務(wù)，企業(yè)對(duì)物資需求的不確定性日益顯現(xiàn)，供應(yīng)的物資呈現(xiàn)“多品種、小批量、多批次、短周期”的特點(diǎn)[1]。現(xiàn)有的物資管理模式是需求驅(qū)動(dòng)物資備料，即生產(chǎn)部門(mén)提供物資需求信息給物資部門(mén)，物資管理部門(mén)根據(jù)物資需求進(jìn)行備料，最后各生產(chǎn)部門(mén)在生產(chǎn)過(guò)程中根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行物資的領(lǐng)用?，F(xiàn)有的管理模式存在以下問(wèn)題：

1）物資短缺時(shí)有發(fā)生。當(dāng)型號(hào)生產(chǎn)節(jié)奏與投產(chǎn)計(jì)劃不一致時(shí)，需求便發(fā)生了變化，尤其是隨著型號(hào)研制的深入，研制的不確定性導(dǎo)致生產(chǎn)不確定，進(jìn)而反映到物資需求的不確定。比如生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)的因質(zhì)量問(wèn)題需要將零部組件報(bào)廢；因臨時(shí)增加的驗(yàn)證試驗(yàn)需配套試驗(yàn)物資；因歸零或舉一反三問(wèn)題需要將產(chǎn)品進(jìn)行分解，然后進(jìn)行重新組裝及調(diào)試等，這些臨時(shí)的變化都對(duì)現(xiàn)有物資的備料產(chǎn)生影響，從而導(dǎo)致物資短缺。同時(shí)物資備料過(guò)程中因部分原材料、元器件采購(gòu)周期較長(zhǎng)，無(wú)法保障及時(shí)供應(yīng)而導(dǎo)致物資短缺。

2）物資配送過(guò)程準(zhǔn)時(shí)性差?，F(xiàn)有的物資配送流程是各生產(chǎn)部門(mén)根據(jù)本部門(mén)生產(chǎn)過(guò)程中的物資需求，按照本部門(mén)生產(chǎn)計(jì)劃去對(duì)應(yīng)的物資倉(cāng)庫(kù)領(lǐng)料。這種物資領(lǐng)用配送過(guò)程隨意性大、均衡性差、計(jì)劃性不足，往往出現(xiàn)扎堆領(lǐng)料或者因配送人員臨時(shí)不在工作崗位等原因?qū)е挛镔Y無(wú)法及時(shí)配送至生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。同時(shí)這種各自為政的物資配送流程存在一定的人力資源浪費(fèi)及準(zhǔn)時(shí)性無(wú)法監(jiān)督的問(wèn)題。

2 考慮配套約束的物資管理方法研究

2.1 短線物資分析

針對(duì)上述物資短缺時(shí)有發(fā)生的問(wèn)題，將生產(chǎn)過(guò)程中容易出現(xiàn)短缺的物資定義為短線物資。根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)情況，容易出現(xiàn)短缺的物資主要體現(xiàn)在以下幾方面：1）需求量較大的物資，比如各種輔助材料，標(biāo)準(zhǔn)件等，各個(gè)型號(hào)生產(chǎn)過(guò)程中均有需求，由于研制生產(chǎn)的不確定性，物資消耗的速度比較快，容易導(dǎo)致短缺；2）一次性使用的非金屬件或金屬件，比如各種金屬密封圈、非金屬密封圈，彈簧墊圈等，這些零部件一般是一次性使用，容易出現(xiàn)短缺；3）采購(gòu)周期長(zhǎng)的物資[3]，比如一些進(jìn)口元器件或國(guó)產(chǎn)特殊元器件等，有些是國(guó)外限制出口的，有些是國(guó)內(nèi)生產(chǎn)能力限制的，比如有特殊要求的電連接器，重要零部件核心原材料等，采購(gòu)周期長(zhǎng)從而導(dǎo)致無(wú)法及時(shí)交貨，導(dǎo)致短缺。短線物資嚴(yán)重影響了現(xiàn)有的生產(chǎn)組織，因此短線物資的備料應(yīng)該提前準(zhǔn)備，主動(dòng)供應(yīng)，不能等到生產(chǎn)部門(mén)提出需求時(shí)才啟動(dòng)備料工作。

2.2 面向信息化的物資管理方法

物資配套是生產(chǎn)部門(mén)和倉(cāng)庫(kù)之間“組合再分配”的中轉(zhuǎn)加工環(huán)節(jié)，扮演著“配”、“送”角色[4]。物資配套不及時(shí)將直接影響到生產(chǎn)的進(jìn)度，而庫(kù)存的準(zhǔn)確性、配套率和數(shù)量將直接影響配套操作，進(jìn)而影響生產(chǎn)的有序進(jìn)行。因此物資配套與生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)之間相互交錯(cuò)，互相關(guān)聯(lián)，物資管理需要考慮采購(gòu)、庫(kù)存、配送、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)使用情況等之間的關(guān)系。

某航天企業(yè)目前在物資管理、計(jì)劃管理方面已經(jīng)應(yīng)用了一些信息化系統(tǒng)，比如用于三維結(jié)構(gòu)化工藝編制的PDM系統(tǒng)，用于物資信息管理、計(jì)劃管理的ERP系統(tǒng)，以及目前正在推行的MES系統(tǒng)，但是各系統(tǒng)之間的關(guān)系仍然未完全打通，整個(gè)物資管理還缺少關(guān)鍵的物流配送系統(tǒng)來(lái)保證物資配送的準(zhǔn)時(shí)性。因此針對(duì)該企業(yè)現(xiàn)有物資管理的不足，給出了物資全過(guò)程信息化管理模型，如圖1所示。PDM用于三維工藝文件的編制，從而產(chǎn)生物料需求BOM清單，物料需求BOM清單通過(guò)接口導(dǎo)入到ERP系統(tǒng)形成生產(chǎn)過(guò)程中的物資配套信息。常見(jiàn)的物資主要有3類(lèi)，分別為外購(gòu)件、外配套件與自制件(外協(xié)件)。不同的物資類(lèi)型配套方式不同，外購(gòu)件一般通過(guò)直接采購(gòu)進(jìn)行配套，外配套件根據(jù)型號(hào)計(jì)劃通知外單位按時(shí)配套即可，自制件需要自行生產(chǎn)，包括將部分自制件外協(xié)給其它單位生產(chǎn)的外協(xié)件。針對(duì)外購(gòu)件需要確保留有一定的庫(kù)存量，因此每次物料采購(gòu)計(jì)劃下達(dá)后系統(tǒng)會(huì)自行檢查是否達(dá)到預(yù)警數(shù)量，一旦達(dá)到預(yù)警數(shù)量將會(huì)自動(dòng)提醒采購(gòu)人員進(jìn)行補(bǔ)充采購(gòu)。外配套件一般易于控制，只需按型號(hào)計(jì)劃要求通知有關(guān)單位按時(shí)配套即可。而自制件或外協(xié)件需要自己生產(chǎn)或外協(xié)他人生產(chǎn)，因此物資配套需要考慮生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的物資消耗。生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)中的物資管理通過(guò)MES系統(tǒng)進(jìn)行管理，當(dāng)物資齊全時(shí)將通過(guò)物流系統(tǒng)生成物資配送訂單，配送人員按照訂單進(jìn)行配送，當(dāng)物資不齊全時(shí)系統(tǒng)將自動(dòng)更新庫(kù)存，通知計(jì)劃人員補(bǔ)投生產(chǎn)計(jì)劃。物流系統(tǒng)專(zhuān)門(mén)用于物資的配送，確保生產(chǎn)需求的物資及時(shí)配送到現(xiàn)場(chǎng)，這是航天企業(yè)目前的短板。

圖1 面向信息化的物資管理過(guò)程模型

3 考慮配套約束的物資配送流程分析與改善

3.1 某航天企業(yè)現(xiàn)有物資配送流程分析

某航天企業(yè)現(xiàn)有的物資配送流程是各生產(chǎn)部門(mén)設(shè)立自己的物資配送人員，根據(jù)部門(mén)生產(chǎn)計(jì)劃每天開(kāi)著運(yùn)輸車(chē)去各倉(cāng)庫(kù)領(lǐng)用需要的物資，如圖2所示，每個(gè)生產(chǎn)部門(mén)都有相應(yīng)的物資配送人員去各個(gè)倉(cāng)庫(kù)領(lǐng)用自己需要的物資。這種物資配送方式計(jì)劃性差，隨意性較大，一旦出現(xiàn)各生產(chǎn)部門(mén)扎堆領(lǐng)料或配送人員臨時(shí)不在崗時(shí)，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)需求的物資將無(wú)法保證及時(shí)送達(dá)。這種物資配送流程表面看上去每個(gè)生產(chǎn)部分投入的人力及時(shí)間成本較低，但對(duì)整個(gè)企業(yè)而言投入的人力及時(shí)間成本巨大，造成很大的人力及時(shí)間成本浪費(fèi)。

3.2 物資配送流程改善

針對(duì)上述現(xiàn)有物資配送流程存在的問(wèn)題，采用“ECRS”原則對(duì)現(xiàn)有物資配送流程進(jìn)行消除，合并，重排及簡(jiǎn)化[5-6]。具體如下：1）E(Eliminate)，消除。在物資配送流程中消除不必要的工作內(nèi)容，即消除每個(gè)生產(chǎn)部門(mén)去各倉(cāng)庫(kù)領(lǐng)用物資的環(huán)節(jié)，只需下達(dá)物資需求訂單。2）C(Combine)，合并。在物資配送流程中合并一些可以合并的工作內(nèi)容，即合并各生產(chǎn)部門(mén)的物資領(lǐng)用功能，組織專(zhuān)門(mén)的物資配送隊(duì)伍。3）R(Rearrange)，重排。重新排列物資配送流程的各環(huán)節(jié)，即根據(jù)各生產(chǎn)部門(mén)及倉(cāng)庫(kù)的具體地理位置，重新排列物資的配送路徑，在企業(yè)內(nèi)部按照一定的路徑進(jìn)行配送，改變?cè)懈髯詾檎呐渌吐窂健?）S(Simple)，簡(jiǎn)化。經(jīng)過(guò)上述的取消、合并和重排操作后，考慮最終的結(jié)果是否以最快捷簡(jiǎn)單的方式完成所需的功能。

根據(jù)上面的“ECRS”原則的分析，改善后的物資配送模型見(jiàn)圖3。該模型將原有各自獨(dú)立無(wú)相互聯(lián)系的生產(chǎn)部門(mén)及倉(cāng)庫(kù)建立新的連接關(guān)系，這種連接關(guān)系建立的原則是：企業(yè)根據(jù)各生產(chǎn)部門(mén)及倉(cāng)庫(kù)的地理位置關(guān)系，設(shè)置一個(gè)起點(diǎn)位置，按照最短行走路線原則形成閉環(huán)。閉環(huán)的結(jié)果是將所有的生產(chǎn)部門(mén)及倉(cāng)庫(kù)連接覆蓋，即從起點(diǎn)開(kāi)始，行走一圈，經(jīng)過(guò)所有的生產(chǎn)部門(mén)及倉(cāng)庫(kù)，這一路徑一經(jīng)確定將不允許輕易更改，圖3中每個(gè)倉(cāng)庫(kù)之間可能有一個(gè)或幾個(gè)生產(chǎn)部門(mén)，也可能沒(méi)有生產(chǎn)部門(mén)（圖中為說(shuō)明問(wèn)題，每個(gè)倉(cāng)庫(kù)之間畫(huà)一個(gè)生產(chǎn)部門(mén)）。

圖2 現(xiàn)有物資配送流程

為實(shí)現(xiàn)圖3中所示的物資配送流程，需要成立一個(gè)專(zhuān)門(mén)的物資配送隊(duì)伍及投入一套專(zhuān)門(mén)的物流配送系統(tǒng)，將原來(lái)各生產(chǎn)部門(mén)的物資配送人員功能取消，由專(zhuān)門(mén)的物資配送隊(duì)伍承擔(dān)物資配送，倉(cāng)庫(kù)人員根據(jù)各生產(chǎn)部門(mén)的物資配送訂單及配送時(shí)間要求進(jìn)行備料，物資配送人員根據(jù)配送時(shí)間要求進(jìn)行取貨送貨。同時(shí)對(duì)改善后的物資配送流程的班次時(shí)間進(jìn)行規(guī)定，每天按照固定的起點(diǎn)及間隔時(shí)間進(jìn)行物資配送，確保企業(yè)內(nèi)部物資配送的準(zhǔn)時(shí)性。

改善后的物資配送操作流程如圖4所示，整個(gè)操作流程在物流配送系統(tǒng)中監(jiān)控，通過(guò)物流配送系統(tǒng)將物流和信息流進(jìn)行整合[7]，實(shí)現(xiàn)物資配送的準(zhǔn)時(shí)性。具體操作流程 如 下 ：1）主生產(chǎn)計(jì)劃下達(dá)后，物資部門(mén)進(jìn)行備料，備料完成后各生產(chǎn)部門(mén)根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際對(duì)各倉(cāng)庫(kù)下達(dá)物資領(lǐng)用訂單，物資領(lǐng)用訂單包含所需零部件的圖號(hào)、名稱(chēng)、數(shù)量、BOM版本信息，配送時(shí)間要求等；2）倉(cāng)庫(kù)按照物資訂單進(jìn)行配套準(zhǔn)備，根據(jù)訂單配送時(shí)間先后順序要求，將物資放入運(yùn)輸周轉(zhuǎn)箱，周轉(zhuǎn)箱中放入物資配送訂單信息，同時(shí)物資配送人員獲取配送信息；3）配送人員根據(jù)運(yùn)輸固定路線依次途徑各倉(cāng)庫(kù)及各生產(chǎn)部門(mén)，此時(shí)各倉(cāng)庫(kù)已將各生產(chǎn)部門(mén)需求的物資分門(mén)別類(lèi)的裝入收集箱，等待配送人員的收取;4）配送人員按照運(yùn)輸固定路線經(jīng)過(guò)某個(gè)生產(chǎn)部門(mén)時(shí)將上一倉(cāng)庫(kù)配送給該生產(chǎn)部門(mén)的物資交付該生產(chǎn)部門(mén);5）生產(chǎn)部門(mén)接收人員對(duì)照物資需求訂單信息進(jìn)行核對(duì)，確認(rèn)是否接收，如果實(shí)物與物資需求訂單不一致可不予接收，等倉(cāng)庫(kù)核對(duì)并配套正確再簽收;6）最后的配送流程是否結(jié)束由配送人員根據(jù)物資訂單簽收情況進(jìn)行確定。

圖3 改善后的物資配送模型

3.3 實(shí)例分析

圖4 物資配送操作流程

根據(jù)上述改進(jìn)后的物資配送模型及操作流程，結(jié)合某航天企業(yè)實(shí)際進(jìn)行分析，某航天企業(yè)有10個(gè)生產(chǎn)部門(mén)，共有6個(gè)大的倉(cāng)庫(kù)，包括標(biāo)準(zhǔn)件倉(cāng)庫(kù)、元器件倉(cāng)庫(kù)、黑色金屬倉(cāng)庫(kù)、有色輔料化工倉(cāng)庫(kù)、五金工具勞防倉(cāng)庫(kù)、半成品倉(cāng)庫(kù)等。原來(lái)每個(gè)生產(chǎn)部門(mén)都有專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)物資配送的人員，并且每個(gè)生產(chǎn)部門(mén)至少配置1輛物資運(yùn)輸車(chē)輛。根據(jù)改善后的物資配送模型，各生產(chǎn)部門(mén)可以不再配備從事物資配送的人員。改善后的物資配送模型需要成立專(zhuān)門(mén)的物資配送隊(duì)伍，以1名司機(jī)、2名配送人員計(jì)算，共需3名人員。改善后的物資配送模型具體操作流程如下：1）每天上午8:00開(kāi)始，每隔1.5 h安排一個(gè)班次準(zhǔn)時(shí)按運(yùn)輸固定路線進(jìn)行物資配送；2）每個(gè)班次1名司機(jī)，2名物資搬運(yùn)人員，1輛運(yùn)輸車(chē)，每天來(lái)回循環(huán)配送；3）各生產(chǎn)部門(mén)物資領(lǐng)用訂單最短要求配送時(shí)間為2 h，避免訂單的扎推不均衡導(dǎo)致倉(cāng)庫(kù)人員的工作強(qiáng)度不均衡；4）整個(gè)物資配送過(guò)程在專(zhuān)門(mén)的物流系統(tǒng)中運(yùn)行，確保整個(gè)過(guò)程得到監(jiān)控。具體對(duì)比結(jié)果如表1，通過(guò)對(duì)比分析，改善后的物資配送模型優(yōu)化了人員需求，節(jié)約了時(shí)間、人力和物力成本。同時(shí)整個(gè)物資配送流程在物流系統(tǒng)上進(jìn)行監(jiān)控，可以真實(shí)準(zhǔn)確地反映出各倉(cāng)庫(kù)在各時(shí)間點(diǎn)上的物資配送信息，從而有利于合理安排倉(cāng)庫(kù)人員進(jìn)行物資準(zhǔn)備。

表1 改善前后效果對(duì)比分析表

4 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)航天制造業(yè)因配套約束導(dǎo)致生產(chǎn)難以有序進(jìn)行的問(wèn)題，在調(diào)查和分析某航天企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際的基礎(chǔ)上，總結(jié)出影響航天物資配套不及時(shí)的兩大因素為短線物資的管理及物資配送過(guò)程。針對(duì)短線物資的管理，給出面向信息化的物資管理方法及模型；針對(duì)物資配送流程，分析原有流程的不足，采用ECRS原則提出改進(jìn)后的物資配送模型，并給出該模型的操作方法，最后用實(shí)際的應(yīng)用實(shí)例說(shuō)明該模型的可行性與有效性，為其它企業(yè)的物資管理及物資配送提供了參考。

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