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    管理創新    
  均衡排產管理(2020-03)  
企業管理雜志 發布時間:20-06-30        
   

五年排產規劃是生產經營的主導依據,是后期生產平衡性的重要保障。


文/昌河飛機工業  (集團) 有限責任公司



關鍵詞:昌飛公司  均衡排產  四級計劃  訂貨轉換成熟度  關鍵瓶頸  斷線管控  B流程理念

     昌河飛機工業 (集團)有限責任公司(以下簡稱昌飛公司),隸屬中國航空工業集團公司,是我國直升機科研生產基地和航空工業骨干企業。昌飛公司通過長線排產規劃,分析發掘生產線產能不足風險,提前開展生產線工藝布局調整工作,按精益生產和節拍裝配理念,對瓶頸零件生產線和整機部件裝配線進行柔性工藝布局調整,實現年度交付計劃的均衡排產,并指導原材料及零件的預先采購與投產,實現零件配套的均衡生產。運用B流程改善的理念,努力構建生產計劃的事前風險管控和事中現場問題快速排除機制,以此構建以均衡生產為核心的多級計劃排產體系,取得了顯著成效。
    
一、以生產能力平衡為目標,構建均衡生產四級計劃管理體系
     為實現主機制造的整體均衡性,昌飛公司著力打造以能力平衡為基礎的生產計劃四級管理體系:0級、一級、二級、三級。
0級計劃:指五年排產規劃。它是由多部門共同編制的未來五年框架式生產規劃。根據未來5年昌飛公司的發展趨勢,對昌飛公司的總體任務和可利用資源進行分析,提出整體工業布局規劃需求,進行生產線布局調整決策,提前開展各類生產準備活動。五年排產規劃是生產經營的主導依據,是后期生產平衡性的重要保障。
一級計劃:指年度生產大綱。它是在五年排產規劃基礎之上,根據關鍵成品供應商能力、零件儲備情況編制的未來一至二年的一級網絡圖計劃,包括下年度生產網絡節拍生產計劃(拉式計劃)和對五年規劃的分解預投產計劃(推式計劃)。年度生產計劃是生產主計劃,指導生產活動開展,是生產采購計劃提前量的保障,為生產平衡策劃提供足夠的周期。
二級計劃:指零件制造等生產計劃。它是確定全年部裝、總裝網絡節拍后,對各機型架次零件需求的分解計劃。生產計劃包含配套計劃和儲備計劃,生產計劃能力平衡是對各制造車間的能力均衡分布和均衡制造的整體分析,為實現年度任務奠定基礎。
三級計劃:指車間作業計劃。零件生產車間作業計劃是有限能力計劃,車間在滿足剛性計劃節點的前提下按合理投產數量進行合并批量排產,對短周期零件按生產效率指數進行周計劃平衡分析;對長周期零件按加工時間對工序完工節點排布到天,對每天設備組占用能力進行平衡分析,在設備組能力出現不足的情況下,采取諸如設備班次調整、工藝優化提效、外協加工或廠內轉移工藝路線等措施加以干預,保證計劃可執行。
     各層級計劃的平衡關系為:0級計劃平衡是從規劃層面達到產能與需求的統一,并確保年度計劃可執行。一級計劃主要是平衡車間能力的分配。如果年度計劃無法達到平衡效果,則返回0級計劃。二級計劃的平衡是在平衡各車間生產能力基礎上的調整工作,如果不能達到平衡效果,則返回一級計劃或0級計劃。三級計劃平衡主要是車間內部周期性平衡,主要是通過其內部的措施來滿足生產節點的需求。
    
二、編制中長期(五年)規劃,指導企業生產工藝布局調整

     五年排產規劃是組織企業規劃、項目指揮、生產、技術、供應、銷售等部門共同編制、評審未來五年的總體排產和規劃。在任務輸入上,按照任務性質將輸入分為批產、科研立項、轉包訂單、整機部件修理、備件(動部件)等,對任務進行分類識別,不同任務編制不同的輸入和審批表單。生產部門按照訂單合同、意向合同、市場預測的優先級進行排產。在規劃排產過程中,還要考慮市場預測、意向合同向最終合同訂貨轉換的成熟度,給出明確標識,并制定應急預案。根據五年規劃排產結果,綜合總體任務和生產資金,提前策劃未來五年的發展方向,規劃工業布局,指導生產組織。調整生產線布局,提前開展各類生產準備活動,保障生產流程中人、機、料、法、環、測滿足生產布局的調整需求。昌飛公司在2015〜2016年根據未來五年排產規劃,對例裝節拍生產線、總裝脈動生產線及核心零部件生產線布局進行調整,達到了提升產能的目標。
    
三、建立推拉式結合的年度排產計劃,有效平衡年度產能

1. 查找關鍵瓶頸,平衡年度產能
     年度計劃排產。優先保證已簽訂合同交付節點,明確下一年度各機型各階段部裝、總裝、試飛的生產交付目標,編制未來一至二年的一級網絡圖計劃。公司年度計劃排產涉及面廣,需收集分析的數據多,排產既要考慮用戶需求的緊迫性,又要考慮到公司的產能。查找出關鍵項目的能力,如例裝能力、總裝能力、自產大部件能力、關鍵產品配套能力、關鍵原材料供應能力等,最后依據最小(瓶頸)能力(即公司實際交付能力)進行決策。例如,對××型號產能指數進行分析(如表所示),得出最終產能指數為34.5。依據瓶頸能力進行年度計劃排產,提請公司根據分析結果進行決策。
     年度計劃平衡。首先按客戶要求的交付節點,將各型號的產出數量均衡排產至月。其次根據關鍵成品供應商能力、零件車間產能、零件儲備情況等,平衡裝配車間產能,若產能無法滿足則再次返回月交付計劃排產,直至均衡。經評估確實存在總體產能或者局部月份產能無法滿足生產計劃交付需求的,則需再次反向平衡五年規劃。
2. 構建全機實物站位和數字化相結合的節拍生產線
     按整機裝配順序確定站位,如圖所示。由技術人員按照新的站位,進行指令的劃分以及前置指令的梳理。建立站位結構指令樹,將裝配所需零部件全部關聯,生產計劃則根據部裝、總裝的交付節點倒推每項零組件、成品的交付節點,按一定提前量下達生產計劃。根據年度生產任務制定的節點通過昌飛制造系統下達GO生產任務并進行實時管控。為保證生產節拍可以按節點完成,公司制定了嚴格的考核辦法。在關鍵站位設置剛性節點,如超過剛性節點未完,則對責任者進行嚴厲考核。為督促車間準時配套,防止因零件不及時交付導致生產節拍的停線,公司建立了一套斷線管控考核機制,按裝配節點需求將可能影響節拍生產線停線的零件納入斷線系統,并實行嚴厲考核。
3. 建立推拉結合的節拍化生產組織方式
     拉式計劃基于有明確的產品交付節點和完整的制造工藝分離面,通過最終的交付節點倒排裝配所需零組部件的計劃節點。航空產品的特點決定它不能像汽車零件那樣完全做到準時化配套,必須留有一定的保證量及一定的提前期,來應對應急產品和現場問題的處置。為此,根據公司科研生產一級網絡圖中的總裝節點及MBOM(制造物料清單),設定指令裝配周期,倒排出每個零組件的交付節點,按一定的提前量,下達生產計劃。
     推式計劃是根據意向和預測,對通用零件預先投產及提前儲備原材料,在縮短交付周期的同時保證生產任務的均衡。通用件提前儲備,是為了滿足軍民機市場需求,提前進行通用零件投產儲備,按排產規劃,對于同平臺不同構型的產品,構建包含民用構型在內的通用構型(一般至少要占整機70%以上才能定義為通用構型),運用數據查詢技術,對同平臺不同構型的MBOM相同零組件進行識別和提取,生成多構型共用的通用構型包,按一定批次一定生產節拍提前進行儲備投產,以緩解配套資源緊張狀況,當需求確定時則可快速啟動生產,大大縮短交付周期。同時控制通用平臺批次節拍,可調節生產任務的均衡,并適當滿足外包產品的保有量。
     昌飛公司實行拉式計劃和推式計劃結合的排產方式,在五個型號平臺上使用,通過推式計劃緩解配套資源緊張狀況,通過拉式計劃拉動生產準時交付。兩種計劃都遵循節拍的原則,不同點在于拉式計劃關注交付需求,推式計劃關注自身能力及儲備。通過推拉結合的計劃排產方式,在沒有大規模增加投入的基礎上,有效提高了產品任務相對均衡的準時交付率。


    
四、自主開發生產計劃管理信息系統,建立生產任務平衡法則
1. 依托 CPS,實現多層級精準計劃下達
     昌飛公司構建了技術狀態控制、指令編制、生產信息收集子系統,逐一規范生產計劃下達所需信息輸入來源,并構建生產計劃下達的信息化平臺,在計劃管理過程中提高計劃下達的科學性、準確性及可執行性。按五年排產規劃組織確認通用平臺,預先投產同一平臺多構型通用零件,按一定批次一定生產節拍提前進行儲備,作為通用生產計劃投產。根據一級網絡圖計劃中的部裝、總裝、試飛交付計劃,由技術部門組織構建MBOM,生產部門依據MBOM倒排零組件生產計劃,并給出一定的提前量,剔除通用部分后,作為專用件生產計劃投產。通用件和專用件構成了整機完整生產計劃體系。
2. 創建適合車間特性的多種平衡法則
     平衡法則的應用根據不同車間類型和產品分類評估,確定最優評估方法,或多種方法互相印證,得出最佳評估結果。
     第一,指數平衡法。將下達零件生產計劃轉化為定量的生產效率指數。生產效率指數=當期車間任務數/車間總人數/(車間對應的基數)。將剩余的生產任務按一定規則轉換為任務指數,得出全年剩余任務量,按節點的分布得出每月任務量;根據單位日能力指數(車間歷史周能力數據積累,取相對飽和任務且產能集中釋放周期,如每年的10〜12月的日平均值)及公司年歷的月工作天數,得出每月的產能(月產能=日能力指數×月工作天數),將每月的任務量與月產能對比分析,需考慮未下預估指數、預留能力等最終得出最優評估結果。
     第二,項數平衡法。主要針對批量生產的產品,單件生產與批產時間差別不大的評估方式。對歷史項數進行綜合分析,確定項數交付能力,對產品而言需按合批的項數進行匯總,用總體的合批任務數與交付能力對比進行可行性評估與預測,主要適用于鈑金類車間。
     第三,工時平衡法。主要是對車間專業性較強、工序單一的車間,按照工序總體工時和歷史完成工時的評估,對生產任務進行平衡的方式。與指數平衡法不同的是,工時更專注于對工序的能力核算,需拋去輔助工序工時,針對機加車間評估設備的有效工作時間,按設備分組對任務完成的可行性進行評估與預測,主要適用于機加車間和瓶頸工序車間。
     車間將年度生產計劃任務對應的生產效率指數按月均衡分布排產,削峰填谷,對于無法均衡排布滿足交付節點的生產任務,可由車間提出外協申請或技術提效等措施。若仍無法平衡,則返回上級計劃平衡。
    
五、構建作業計劃均衡排產及管控模式,確保生產線快速流動
1. 開展四周滾動生產準備核查
     為了保證生產準備的及時性,建立了零件加工周期數據庫、零件經濟批量數據庫,昌飛制造系統自動根據零件的交付節點和加工周期推算出最晚生產準備核查節點。車間計劃員需在最晚核查節點前啟動生產準備核查,系統自動按零件經濟批量核查工藝狀態、工裝工具、原材料庫存及下級配套零件的條件。不具備條件的則自動將問題反饋到現場問題系統,系統會提醒相應部門進行問題處理,以實現事前管控;具備條件的由車間計劃員啟動零件投產程序。
2. 提升物流周轉效率
     通過對一線工人的工作時間分布研究,發現一些不必要的浪費,如生產準備不充分、多余動作等。
     為讓生產實施效果最大化,必須提升物流周轉效率,減少零件由于周轉或生產準備不足等導致的交付節點超期。推行基于配送的6S管理,在原有的6S定置管理基礎上,針對單位現場,以配送為中心,圍繞物流規劃生產現場布局。設計功能區,應用可視化標識,實現“物流、人流、信息流相統一”,提高周轉效率的同時拉動背后“看不見”的管理。
3. 推進車間均衡排產
     車間對平衡后的生產計劃組織生產,要根據各車間現有生產能力進行測算,依據生產任務總量及車間生產能力制定周生產任務量。通過對班組或工序生產能力進行量化評估,將不具備生產條件的任務剔除后,按班組或工序生產能力等平衡模型編排周生產作業計劃,并下發各班組(含下料計劃、配送計劃和生產計劃等),對局部超出生產能力的計劃需制訂工序外協計劃。通過不斷對年度、月度任務的平衡來控制周作業計劃,將目標任務波動幅度控制在20%以內,保證車間能夠進行均衡生產。
4. 建立現場問題處理機制
     車間將周生產作業計劃下發到相應班組并進行考核;班組長按該計劃組織生產,車間調度員按該計劃跟蹤進度,對加工中發生的現場問題,依靠SQCDP看板快速暴露問題,通過規范的分層例會制度及現場問題管控平臺,拉動相關部門解決現場問題,減少生產停滯,讓生產線快速流動。昌飛公司按生產各環節的特性建立多套問題信息化管控系統,并建立相關標準,以明確相關單位工作職責,規范現場問題處理流程。如《遺留工序管理規定》《公司現場問題處理及歸零考核管理規定》《遺留計劃管理規定》等執行過程中的問題處理機制。
    
六、健全檢查與考核機制,實現全方位生產計劃管控
1. 建立生產準時化內審機制
     運用質量體系審核理念和方法,建立了一套針對管理的自我控制與持續改進機制,即準時化內審機制。內審機制按照內部制度編制的規范程度、執行效果、改進效果等分為達標、銅牌、銀牌和金牌四種評價等級。每年一次的內審,主要檢查車間的體系制度和流程是否存在問題,車間是否執行文件制度、執行體系出了什么問題。通過幾輪的檢查與考核,使車間生產機制得到了不斷改進和完善。
2. 設立車間綜合效率指數 KPI
     通過設立“綜合效率指數”來反映人均工時(效率)增長水平。通過對各車間歷史效率曲線及未來任務量的分析,按一定的增長率確定各車間生產效率評價標準。綜合效率指數是基于生產制造過程實施條碼計獎,每個零組件被賦予與工作量匹配的獎金數,人均計獎額的增長幅度可以等同于人均工時增長幅度。單位時間內人均完成的工作量越高,則綜合效率越高。
3. 設定車間剛性計劃完成率 KPI
     通過對各車間歷史完成率曲線及未來任務量的分析,按一定的增長率確定各車間的評價標準,保證了零組件的準時配套。剛性計劃準時完成率=當期準時完成數/當期應完項數。通過綜合效率指數、剛性計劃完成率等 KPI主要生產考核指標(約占總量的50%),來多維度監督與考核車間計劃執行情況,促使車間既要保證生產任務量,又要保證生產任務準時完成。
4. 開展個人效率與組織效率的綜合評價工作
     一是推行計件制的個人效率評價體系。公司將工時細化到每個零件的每道工序或者裝配站位上,一線工人所加工的零件按條碼工序實行實時進程計獎,提高了工作積極性。通過信息系統實時統計個人天、周、月或年生產效率,就能對車間的整體生產效率進行評價與考核,這種評價與考核能促使車間充分發揮產能水平。
     二是通過斷線計劃管控提升配套水平,保證組織效率。為防止車間因零件不及時交付導致生產節拍的停線,昌飛公司建立了一套斷線管控考核機制。即按裝配實際需求節點,將可能影響節拍生產線停線的零件納入斷線系統跟蹤管控,若超期未完則對車間進行嚴厲的經濟處罰,該機制使得裝配車間的準時配套率從97%左右提升到100%。
    
七、樹立A、B流程的理念,推進生產計劃體系持續改進
     昌飛公司用準時化理念來設計科研生產流程,把執行流程歸類為“A流程”;把持續改善、實現價值最大化的優化流程歸類稱為“B流程”。A流程是被動解決問題,屬于拉式,A流程主要是科研生產單位(技術人員)做的。B流程是主動發現、提出問題(差距),并改善,是自主式的,屬于持續改善流程,是實現價值最大化的流程,主要是職能部門做的。通過 A、B流程的理念導入,推行全員持續改進改善,以減少和降低任何環節的浪費。
     昌飛公司統一數據源的信息化系統,提供全面的生產及輔助信息,構建信息分析平臺,制定詳細的分析策略對生產運營情況進行“診治”。在某個區域出現問題,不能只看指標本身,還需使用數據分析查找問題根源,給出對應的解決策略,以達到處理問題、解決問題、持續改進的效果。四級計劃體系的構建是運用B流程理念的持續改進過程。通過各級之間的能力平衡,對計劃執行結果進行預測性分析,并制定相應解決措施,由事后解決轉化為事前預警。通過對車間綜合能力的分析,確定瓶頸,制定技術攻關方案,滿足生產需求。
     計劃執行過程中出現的現場問題,通過數據的收集、匯總、分析,發現問題背后的問題,組織團隊運用SWOT等分析工具,查找業務短板,通過職代會KPI、自主KP1,持續對均衡排產與管控體系進行優化。營造B流程改善氛圍,進一步提高工作效率,從而提升生產效率,實現均衡生產、準時交付。如近幾年持續改進優化了“生產車間的交付層級及指揮調控方式”“均衡年度生產計劃的滾動模式”“結合綜合內審完善車間計劃檢查體系”等。■


本文系第25屆全國企業管理現代化創新成果
 

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