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衣柜哥:基于 ERP+MES 平台协同的实木定制家具企业排产计划研究IM体育

  • 发布时间:2023-05-25 20:16:34
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  IM体育定制家具产品已经逐渐成为市场消费主流,伴随而来的,是企业制造由传统的大批量、少品种、长周期,转向小批量、多品种、短周期的模式。实木定制家具企业面对来自市场竞争,经营成本的挑战,不得不寻求突破。企业在制造端进行降低成本,提高效率的改革,是提高自身竞争力的有效手段。排产计划作为统筹车间产品制造的第一步,对整个制造进程是否高效、顺畅起到了至关重要的作用。

  筹车间产品制造的第一步,对整个制造进程是否高效、顺畅起到了至关重要的作用。目前实木定制家具企业,基本依据时间变量,粗略地制定生产计划,最后往往与最初计划的数量、质量和进度,相去甚远。在信息化程度较高的企业也面临着平台各自为阵,协同性不够的问题。因此本文通过实地调研,提出了基于 ERP+MES 平台协同框架的搭建,将排产计划制定的所需数据统一汇总到协同平台,提高实木定制家具企业排产计划制定的科学性、准确性。

  (1)种类复杂。实木定制家具基本包含了室内的所有木质家具产品,其中包括木门、楼梯、吊顶、护墙、柜、桌、椅、凳、沙发等。

  (3)结构复杂。为满足实木定制家具丰富的造型变化及应力强度,其结构往往较为复杂,其中连接结构就有榫卯连接、胶合连接、五金连接等 [ 7 ] 。

  (4)工艺复杂。免漆板式定制家具往往只需开料、封边、打孔三大主要工艺,而实木定制家具的工艺有备料、铣型、开榫、打孔、打磨、油漆,相比较起来更为复杂。

  (5)材料复杂。实木定制家具所用材料种类、规格多样,就常用木材种类已多达十几种。如图 1 的一款实木定制床头柜,其结构、材料等在同类床头柜产品中复杂程度更高,定制难度更大。

  由于实木定制家具的复杂性,实际生产过程变动性大。实木家具订单中通常每个品类的产品只有一件,同品类的多件产品,其尺寸IM体育、结构、配件等也不同,因此具有不可重复和替代性,加工风险大大增加,一旦某个工件出现问题,就会影响整个订单的生产进度。此外还有采购、库存、设计需求变更等因素都会延长实木定制家具的生产周期。

  目前,实木定制家具生产设备IM体育,自动化水平相对较低,在备料工段、打磨工段、组装工段、油漆工段都存在着大量的手工劳动。因此形成了大量不可控的因素,生产不稳定性大幅提高。

  车间排产计划的制定,一般是依据车间生产效率处于一个相对稳定的前提,然而车间不稳定的因素很多,因此排产计划应该是一个动态的计划。实木定制家具企业排产的约束条件可概括为人 ( Men)、机 ( Machine)、物 ( Material)、法 ( Method)、环 ( Environment)五个方面。

  人指的是车间工人,是最大的影响因素。由于车间工人每个时间段的工作强度是一个动态变化的过程,因此使得生产计划完成率也成为一个非稳定值。此外工人的生理、情感等因素,也会影响整个班组的生产效率。机指的是生产设备,物指的是生产物料,法指的是加工方法,环指的是生产环境,由于不能保证生产设备综合效率 ( OEE)处于一个稳定的水平;生产物料随时处于充足的供应状态;每个工件的加工方法相同;生产环境处于稳定状态,因此车间的生产计划完成情况也是动态的。以上五个因素任何一个都约束着排产计划的制定,如何时刻掌握这些数据变得尤为重要。

  不一实木定制家具生产大致可分为:备料工段、机加工工段、手工工段、白身工段、油漆工段、打包工段。

  1)正排法,以订单下达车间的日期,按工艺路线结点正向推移,计算得出各工序的开始和完成日期,例如,备料工段适用于正排法。

  2)反排法,是以工件最晚完成日期,按工艺路线节点反向推移,计算各工序的开始和完成日期,例如,白身工段适用于反排法。

  4)偏置法,是反排法的改进,是为各工序之间留出合理的时间偏移量,为各工序顺利流转,提供合理的时间区间,例如机加工工段适用于偏置法。

  在工业 4.0 的背景下,目前多数实木定制家具企业车间,采集不到数据或是不能有效地处理数据,信息化管理还处于薄弱状态,车间的排产计划还是依据原有模糊的手法。数据的收集、处理与挖掘,建立排产计划与数据的相关性模型,对提高排产计划的科学性、合理性具有重要作用,也是未来实现智能工厂的基础。

  ERP 系统是企业资源计划 ( EnterpriseResourcePlanning)的简称,是集信息技术与先进管理思想于一体,以系统化为理论基础,为企业提供管理的平台。ERP 最大的特点是改变企业内部信息孤岛的状态。ERP 是一个广域的平台,主要面向的是企业经营管理和决策,通过它对资源进行合理规划,为企业的资源调度和生产提供巨大便利,但是在制定排产计划时会出现全而不精的情况。MES ( ManufacturingExecutionSystem)是面向生产制造企业车间的一套制造执行信息化管理系统的简称,由美国先进制造研究机构 ( AdvancedManufacturingResearch,AMR)提出。MES 系统主要面向企业生产执行,可制定更详尽的排产计划给工段、班组和设备,可对车间及生产过程进行实时有效的管理,但是其视角趋向狭窄。

  排产计划的制定需要大量的基础数据支撑,因此数据采集是关键的第一步。基础数据的采集方式包括人工录入、自动采集、系统衍生数据。基数数据可分为动态数据和静态数据,其来源包括车间数据和车间外围数据。然后区分基础数据属性如工单数据、供应链数据、设备数据、人工数据、财务数据,客户数据,建立对应数据档案,最后通过网络架构将 ERP 与 MES 的数据通过接口汇总到协同平台。

  数据通过完整的算法模型,利用计算机技术强大运算能力,抓取平台内有用的数据信息,并将错误信息或者缺失信息反馈给数据来源地,最后得出科学合理的排产决策,这避免了人工制定排产计划出现的误差,也减轻了计划部门的工作强度。

  通过协同平台制定的排产计划,通过网络架构,向上通过 ERP 传递给企业管理层、财务部门、采购部门、销售部门等,向下通过 MES 传递给车间的工段、班组、设备等。此外将计划执行情况实时反馈给平台,通过平台再做出动态调整。

  进度跟踪是计划执行的重要工作,过程中必然会出现各种影响因素,或快或慢,甚至停止,需要对每个时间节点进行跟踪反馈,如有异常需反馈给协同平台,将处理指令通知发给特定的部门,避免因某个工件的异常耽误整个订单的生产进度。此外车间工人的生产效率,设备的综合效率是一个波动状态,排产计划需要统筹考虑这些意外情况,及时对排产进行优化,使整个车间生产效率处于最优水平。

  实木定制家具的制造是分段流水的形式,并且生产周期较长,特别是油漆工艺普遍要经历 3 次以上的喷漆打磨,因此每个订单一般生产周期为 10~15d,其结果是许多工件会停留在生产线上,这增加了每日甚至是小时排产计划制定的难度。因此,引入任务池的概念,任务池是一个工段任务结束的暂缓区,也是下一工段进行的起始区,是一个相对较为稳定的区域,在此存放的是订单产品的工件,工件的进出都会形成数据上传到 MES,由 MES 再上传到协同平台。当排产计划需要精确到天或者小时时,便可通过任务池的数据信息来制定。

  在大规模定制和智能制造的背景下,实木定制家具企业普遍意识到信息化建设的必要性,但在实施过程往往和预期效果有差距。本文基于实木定制家具企业生产实际,阐述了 ERP 与 MES 协同平台的构建与应用,通过协同平台制定科学、合理、精确的企业排产计划IM体育,并引入任务池概念,使企业可以在更小的时间区间内制定排产计划。该研究可为实木定制家具企业排产计划的制定与优化提供一定借鉴,然而实木定制家具的排产计划制定仍有待深入研究。

  (衣柜哥介绍:卢建钢,1974 年出生于中国湖南。现任衣柜哥 福临福实木定制创始人,中国管理科学研究院互联网新零售领域高级智库专家,在中国板材衣柜定制行业耕耘二十余年,是全国定制行业内为数不多的互联网家居新零售开拓者)。

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