搜索
ERP与APSERP的弱点•ERP的最大弱点在于详细计划排程•ERP用静态的方法解决动态问题存在五大缺陷(六大缺陷):•1.MRP算法假定提前期是已知的固定值.•2.系统要求固定的工艺路线.•3.仅根据交付期来安排生产的优先次序.•4.MRP是在假定无限能力的前提下进行的.•5.计划能以修改.•6.静态的BOM.结果•因为当前绝大部分ERP（特别是国产几大ERP）的生产部分因为无法满足“快、短、少”的实际生产需求，从而丧失实用价值，所以不得不沦为摆设。没有精确的计划，就没有从容的过程！要想交货准时、生产过程顺畅，就必须对应建立精确的生产计划与即时的生产过程监控！ERP将逐渐弱化为进销存+财务+后勤管理，生产管理将交由APS+MES负责，这是制造业管理软件的大势所趋。结果•为了克服ERP无法解决的问题，一个新的基于有限资源能力的理论在九十年代初开始应用，这就是APS（AdvancedPlanningandScheduling）。它解决了ERP无法解决的动态过程管理问题。它是基于有限资源能力的优化计划，它将企业资源能力、时间、产品、约束条件、逻辑关系等生产中的真实情况同时考虑。结果•资源、物料和时间必须属于某个工序/操作Operation或工序连接成的工艺路线Routing。许多工序/操作Operation按一定的逻辑和规则连接成工艺路线。有了资源、物料和时间的基础数据后，就有了各种资源和时间相叠形成的数学迷宫问题。找出最合理的通过迷宫的路径就是我们要求解的最优排产计划困惑。基于资源能力、物料和时间约束条件为基础理论的企业管理方法——APS，解决了企业计划不能实时反映物料需求和资源能力动态平衡问题，最大化的利用了生产能力，最大化的减少了库存量，最快速的提高了市场反应速度。区别•静态、粗略管理和动态实时精确管理是ERP和APS之间的最大区别。•APS在事务处理功能上不如ERP，APS本身不具备ERP联系企业各个职能部门和MES获得底层数据的能力。优化问题工序1工序2工序4工序5工序1工序3工序4工序5工序1工序2工序3工序4工序5工序2工序3工序4工序5物料A物料B物料C物料D资源利用率最高动态的BOM；动态的工艺路线；动态的瓶颈；动态的物料数量交货满足率最高库存量最低目的是找出最合理的通过迷宫的路径TOC的九条管理原则•TOC的基本思想体现在九条管理原则上，这是实施TOC的基石:•1.重要的是平衡物流，而不是生产能力的平衡。所谓物流平衡就是使各个工序都与瓶颈同步，以求生产周期最短、在产品最少。TOC认为，市场每时每刻都在变化，波动是绝对的，生产能力稳定只是相对的。而且，即使企业生产能力被充分利用，也不能保证产品都能符合市场需求，必然有一部分要积压。所以必须接受市场波动这个现实，并在此前提下追求物流平衡。•TOC的九条管理原则•2\非约束资源的利用率是由系统的其它约束条件决定的，而不是由其本身能力决定的。约束资源制约着系统的产出能力，而非约束资源的充分利用不仅不能提高有效产出，而且会使库存和运行费增加。非约束资源的利用程度是由约束资源来决定的。•TOC的九条管理原则•3\让一项资源充分运转起来与使该项资源带来效益不是同一涵义，即资源应该利用的程度和能够利用的程度并不相同。按传统观点，一般是将资源能够利用的能力加以充分利用，但按TOC的观点。应该利用和能够利用有着重要的区别，所以对系统中“非约束”的安排使用，应基于系统的“约束”。•例如，一个非约束资源能够达到100%的利用率，但其后续资源如果只能承受其60%的产出，则其另外40%的产出，将变成在产品库存，此时从非约束资源本身考察，利用率很好，但从整个系统的观点来看，它只有60%的有效性。平衡物流的角度出发，应允许在非关键资源上安排适当的闲置时间。TOC的九条管理原则•4、约束资源损失一小时相当于整个系统损失一小时，而且是无法补救的。一般来说，生产时间包括调整准备时间和加工时间。如果在约束资源上中断一个小时，是没有附加的生产能力来补充的。而如果在约束资源上节省一个小时的调整准备时间，则将能增加一个小时的加工时间，整个系统增加了一个小时的产出。所以，约束资源必需保持100%的“利用”，尽量增大其产出。TOC的九条管理原则•5、“非约束”节省的一个小时无益于增加系统有效产出，非约束资源不应满负荷工作。因为非约束资源上除了生产时间（加工时间和调整准备时间）之外，还有闲置时间。节约生产时间，将增加闲置时间，而并不能增加系统有效产出。当然，节约了生产时间可以减少加工批量，加大批次，降低在产品库存和生产提前期，但这些结果能在多大程度上有益于系统追求的根本目标，依然牢牢受制于约束资源。TOC的九条管理原则•6、“约束”控制了库存和有效产出。产量和库存量是由约束资源决定的，为保证约束资源负荷饱满并保证企业的产出，在瓶颈工序和总装配线前应有供缓冲用的物料储备。瓶颈工序前可用拉式作业，其后可用推动式作业。因为，有效产出指的是单位时间内生产出来并销售出去的产品所创造的利润额，所以，很明显它受到企业的生产能力和市场的需求量两方面的制约，即它们受资源约束和市场约束瓶颈所控制。如果“约束”存在于企业内部，表明企业的生产能力不足，相应的有效产出也受到限制；而如果当企业所有的资源都能维持高于市场需求的能力，那么，则市场需求就成了“约束”。TOC的九条管理原则瓶颈工序拉式推式提前期缓冲库存缓冲DBRTOC的九条管理原则•7、传输批量可以不等于加工批量。车间现场计划与控制的一个重要方面就是批量的确定，TOC采用一种独特的动态批量系统，它把在产品库存分为两种批量形式，即：传输批量是指工序间运送一批零件的数量；加工批量，指经过一次调整准备所加工的同种零件的数量。为了使有效产出达到最大，约束资源上的加工批量必须大；但在产品库存不应因此增加，非约束资源上的加工批量要小，以减少库存费用和加工费用。TOC的九条管理原则•8、加工批量应当是一个变数，根据实际情况动态变化。在TOC中，传输批量是从在产品的角度来考虑的，而加工批量则是从资源类型的角度来考虑的。同一种工件在约束资源和非约束资源上加工时可以采用不同的加工批量，在不同的工序间传送时可以采用不同的运输批量，其大小根据实际需要动态决定。TOC的九条管理原则•9、只有同时考虑到系统所有的约束条件后才能决定加工计划进度的优先级。TOC用有限能力计划法，先安排约束资源上加工的关键件的生产进度计划，然后编制非关键件的作业计划。所以，TOC中的提前期是批量、优先权和其它许多因素的函数，是编制作业计划产生的结果。ERP与MES•ERP对于生产管理的缺陷是天生的，它出生之初的目的就是为了上层管理者服务的。ERP中的生产部分一般由如下几大模块构成：MPS（主生产计划）、MRP（物料需求计划）、MOM（生产订单管理）、SFC（车间现场管理）。由于ERP是基于无限产能，并且是以订单向后“推出”的计划，所以无法给出详细的排产计划。ERP生产管理模块（MPS、MRP、MOM、SFC）提供的就是一个非常粗略的计划与生产过程数据采集统计功能，无法满足用户实际的生产流程控制。必须有一个计划层和控制层之间的执行环节。于是，生产管理的任务当然地由MES（制造执行系统）来完成了。承上启下靠MES•制造执行系统（MES）作为MRPⅡ系统的扩充，是企业资源计划系统（ERP）与车间作业控制系统（PAC）的纽带，可对工序进行精确计划和排序，对车间作业优化调度，获得工序作业计划的动态最优解，从而使企业的生产管理和控制更加科学化、实时化和规范化。承上启下靠MES•在机械电子制造行业，围绕其产品的生产，一般都具有两套系统；制造资源计划系统（MRPⅡ）和车间控制系统（PAC）。制造资源计划系统主要包括生产、销售、采购相关的各种计划的编制、分发等功能。车间控制系统则是按照已经编制好的计划和流程，对车间（工作中心）、生产线上零部件的加工、传送等活动进行控制。•MRPⅡ只管计划编制，将计划下达给车间控制系统后就不再过问生产过程，只等待结果——最终成品的完成；而车间控制系统只能按订好的计划进行生产，无权对计划进行变动。承上启下靠MES•在传统生产方式中，MRPⅡ系统处理销售定单管理、库存控制、应收帐管理、应付帐管理、采购管理等事务，由它产生生产计划、物料需求计划以及许多其它的文档，包括车间生产所需的加工单等。然后将这些命令信息下发给车间，由工人确定怎样执行和何时执行。而车间一般凭经验进行排产，有的甚至采用“好做先做”或“先来先做”的策略，显然，这样组织生产很难达到计划预期的效果，更难达到缩短生产周期之目的。承上启下靠MES•这种状况使得在实际生产过程中出现的一系列问题无法圆满解决：在车间控制系统中要求做到对零件的加工工序进行精确控制，具体确定每道工序的投入量和产出量，且要求工序的投入时间和产出时间精度达到时、分级，从而紧凑、合理地安排各工作中心的任务。但作为上层的经营计划系统，现有的MRP商品软件有些只能计划到零件级，而没有到工序级；或有的虽计划到工序级，但由于系统中的生产日历是以日为最小时段，因而其计划也仅能精确到日。其生成的典型制造单如图1所示。承上启下靠MES张建设.浅谈制造执行系统来源,万方数据2009-3-16图1MRPⅡ生成的典型制造单承上启下靠MES•这种形式的加工单中，每道工序的投入时间和产出时间控制以几天作范围，很粗糙；工作中心对多批加工单的调度（即在若干天中，多个加工单优先级别的控制）完全凭经验进行，往往难以充分利用其所有资源和能力，造成生产时紧时松，原料、工装或辅料短缺等现象。另外，对于有很长工艺路线、很多加工工序、从毛坯投料到产品产出花费很长时间的零件来说，为了保证在异常情况下不因某道工序的失效而影响后续工序的生产，常常在一些关键工序设置存储池，存储本道工序结束后的在制品。为此，必须在作车间作业计划时给出这些关键工序的投入/产出计划，而由MRPⅡ生成车间作业计划时则把对零件加工的各工序看成是黑盒子，只对零件作投入/产出计划。承上启下靠MES•因此，车间控制系统迫切需要对生产过程进行精确控制，以充分利用现有资源能力，而ERP系统只能提供较粗略的计划，难以满足实际要求。这种矛盾导致了一种新的技术：制造执行系统（MES）的出现，它连接了这上下层系统之间过去一直被忽略但却至关重要的信息断层。它能将ERP系统的命令进一步细化，在对生产过程发出制造指令的同时，以作业计划表的形式向车间控制系统提供更精确、优化的调度；将从车间控制系统收集整理的数据信息，反馈回经营计划系统，作为其下一步编制生产计划的依据。承上启下靠MES图2MES与计划管理系统和作业控制系统的信息交互图承上启下靠MES•制造执行系统可对生产进行精确调度，帮助工人以最有效的方式组织生产和操作机器，例如，N种零件在M台机床上加工时，其作业排序的组合（N!)M种，一般而言，这是一个很大的天文数字，正需要MES提供最优调度方案，解决车间作业的排序问题。制造执行系统还可对各种例外情况进行及时响应，提供反馈信号以采取纠正措施；可根据历史数据进行趋势分析，预测未来的生产状况。此外，它亦提供了生产资源管理、产品分发、自动数据收集整理、记录产品详细情况、发送指令到工作台、警报管理和性能分析等功能。它使操作人员和管理层保持紧密联系，使他们能相互交流，从而保证工厂生产的同步。前面所提到的工序调度正是制造执行系统功能的一个主要组成，它要求确定零件加工中每道工序确切的开始/结束时间和投入/产出量，对时间精度要求达到时、甚至分级，然后生成比MRPⅡ系统更详细、更精确的加工单。承上启下靠MES这种制造单的典型格式如图3所示承上启下靠MES•有了这样的加工单，工作中心操作人员就能对当前和即将到达的任务一目了然。通过对每道工序的投入/产出的精确控制和调度，可使工作中心各加工作业的安排有条不紊，消除了工作中心负荷不均衡、在制品积压、物流不畅的现象，有效合理地配置了各资源能力。从上面对制造执行系统的功能介绍可以看出，制造执行系统是一个能精确调度、发送、跟踪、监控生产信息的过程，且同时能