多模生產排產的研究與實踐總結

(中國人民大學 北京 100872)

一、惠陽廠多模生產的排產流程

(一)多模式排產定義

多模式生產排產是指，由生產計劃部門指導的，根據規劃內開線體，在多種模式線體間，根據訂單特點和多種模式物理線的特點，科學合理的對訂單進行安排生產任務的作業過程。

(二)多模式排產流程

第一步：母盤檢驗。訂單齊套，電子單釋放到工廠，接著是母盤檢驗(匹配驗證)，如果是重復下訂單的機型，大多數訂單就可以直接排產，目前大約有8%工單，無法通過這一步；這部分延遲上線的工單，98%將在8小時內解緩，釋放去給排產員，還有2%將在接下來一至五天解凍；相關統計如下，該統計是2016年整個自然年的HYP訂單通過工程母盤檢驗時效統計。

第二步：傳盤。部分帶系統的訂單，母盤組和計劃組溝通，可以對部分訂單做線外傳盤。一般的，傳盤訂單均選擇100臺/批以上，從最大批量開始往下排優先級，最大化利用傳盤量，可以減輕測試產能瓶頸限制，從而試產端到端吞吐量最大化；傳盤對效率的提升，此處不做深度探討。

表1-3 傳盤測試時間與在線灌軟的效率對比

第三步：訂單機型上線前分配。按照惠陽廠當前訂單機型，可分為AIO和傳統DT，兩種大類機型；分配DT/AIO訂單優先級如下表，

第四步：RSD(客戶要求交付日)優先級參考排序

是指履約針對最新下單的訂單，按照營銷確定的優先級差異，確定交期，并對所有訂單做優先級排序，工廠按照這個RSD入庫時間要求，進行排產，下文有詳細的討論；

第五步：多策略均衡調整。

計劃排產是基于最大化產出、最佳交付效果等運營指標服務；實現這些預想的效果需要多手段齊下，只依靠一兩個排產宗旨，可能適得其反；因此，我們在排產中，講究多策略組合、并隨著生產運作的變化而快速進行排產策略調整。本文后段，針對這一項進行詳細的討論。

第六步：排產預推演。

生產計劃排產出來后，如果判定這個排產是比較科學合理的，基于什么判斷，這時候需要推演——這個排產生產完后，會出現什么問題，效果如何，清楚確定作了哪些妥協，有哪些針對緊急交付做了臨時安排(可能對整體效果不利，但是對客戶交付是有非常大的幫助)，類似一把尺子，丈量排產表本身；如果對排產結果不滿意，可以進行發布前的調整。排產效果預演，就是要推理和預計生產運作過程中會有哪些風險和問題，對暴露問的問題有預案；主要涉及是生產各段資源瓶頸、連續性、生產團隊的氣質等；排產控制員要爭取做到對排產結果可預測、可分析、并為目標可調整。在多策略綜合排產原則中會有詳細分析。

第七步：排產實施中的調整。

現場的設備、作業人員、部件質量、軟件測試、客制信息體現效果等意外因素，都會影響排產預想效果，當類似問題發生后，排產控制員會根據異常的影響度，對排產進行干預、調整，緩解相關異常對生產運作的影響；當出現不可抗拒異常時，更需要在生產計劃實施中給以連續實施變更，以達到恢復平穩生產的目的。

多模式排產流程如下：

二、多模式生產排產策略分析與實施

(一)策略一：按RSD優先級排產

定義：RSD排產(Required Shipping Date)，交付優先級排產的，顧名思義，就是按照客戶訂單要求的入庫交付時間進行訂單排產；準確的說，這是一個重要的訂單排產參考維度，特別是，針對特急交付訂單(第一優先級，如表2-1紅色部分)，只要排產條件成熟，排產控制員會優先安排這個訂單生產，以滿足交付要求。

在中國區履約中心，工單優先級排序指的是對當次訂單交付(入庫)優先級排序，RSD入庫時間由中國區履約提供，排序規則如下：該規則已經在中國區各廠全面推廣，

備注：CRAD，Customers Required Arrival Date，即客戶需求到達日。

實際上，工單排序明細表中，大致每RUN包含200個-300個MO(針對HYP生產的CTO訂單)，排產過程與完成后，都要做細節排序檢查核對，評估排產匹配RSD排序程度；如下表，紅色部分是特別加急訂單，排產環節、生產環節都要特別跟進保障；

SO/MO優先級排序規則，21銷售通路是指聯想直接與客戶產生交易的訂單銷售模式，該模式訂單的生產入庫、交付也是我們的聚焦；當然41銷售通路訂單(渠道訂單)交付我們也要兼顧到；區別在三個維度，訂單優先級、訂單銷售路、訂單最晚上線時間。

RSD排產法能有效的減少中國區履約跟單工作量，記錄顯示，溝通次數可減少70%，使得訂單生產、入庫、配送更加有針對性，特別在訂單下單高峰期，ATB(待生產訂單)積壓大大超過工廠產能時，RSD排產可以非常高效的解決訂單排序混亂的問題；針對這個情況下，多RUN剩余訂單積壓問題，我們通過兩個方面來緩解；其中一個方面，就是對積壓訂單進行遍歷，對超期訂單進行排產提前，其二，是調低或限制JDA系統中RUN產能；實際排產時，這RSD只是排產的一個參考維度，畢竟，涉及加急入庫和第二日入庫的訂單，只占據所有訂單的20%，排產員要通過其他的策略來優化整個排產表。

(二)策略二：通過排產使瓶頸工段產能得到最大化利用

從端到端看，瓶頸指的是各個生產工段的能力，排產過程中要關注瓶頸工段能力，按照最大化瓶頸段產能來排單；關于瓶頸，生產各工段產能又因產品不同而有較大的差異，因此在考慮瓶頸問題時，還要考慮機型差異，因為配置的差異會導致瓶頸體現出差異。因此，識別并避免瓶頸工段帶來的浪費，這是排產主要關注點；首先瓶頸值是變化，評估出瓶頸值；其次，是資源利用極大化；參考瓶頸值，進行協調資源，涉及母盤驗證、傳盤、部件預加工等相關安排；

目前HYP主要的瓶頸是在裝配和測試段，它們的產能又受到每天所排產訂單機型組合和測試員工操作效率的影響，可以說非常難以精確計算，只能通過經驗大致估計出每天每時段產能水平。以下是相關因素分析。

首先，各段產能的影響因素，在多數情況下是不一樣的，裝配段產能跟機型具體配置、產線設計、工藝安排直接相關；

機型約當系數表-可以作為端到端的機型生產難度的評估參考，但是不能作為單獨裝配段的生產難度參考。比如AIO和tiny在裝配段很簡單，但包裝很復雜，約當主要體現在后端包裝段生產上。

約當系數：為實現排產和效率管理的一致性，將不同機器按照標準工時折合為標準機型的比例系數。若標準機型從裝配至包裝的標準作業時間為X，機型A從裝配至包裝的標準作業時間為2X；則機型A的約當系數為2X/x=2。

其實約當系數誕生的初衷，不是為了考慮機型的難度，而是為了不同工廠進行UPPH的橫向比較；進而演化的工廠內部不同線體的UPPH比較和效率考核

其次，測試段各線產能主要跟是否帶系統有強相關，跟機型配置也有相一定的關聯；表2-2-1主要就是體現在主機所帶操作系統差異，所導致測試時間的差異，區分傳盤和非傳盤機型。

傳盤機型測試灌軟時間系統類型非傳盤測試用時傳盤測試用時DOS90-100min/Win7120min80-90minWin8200min120minWin10200min120min

講到傳盤，就要分析哪部分帶出廠操作系統的訂單可以傳盤。一般的，每次下單，工程處母盤組會根據自身資源和當天檢驗工作的負荷，最大化的安排訂單做做線外傳盤準備。一般傳盤訂單均選擇50臺/批以上，從最大批量開始往下排優先級，最大化利用傳盤量，可以減輕測試產能瓶頸限制，從而試產端到端吞吐量最大化；

(三)策略三：按線柔性排產

先解釋線柔性，在本文中，線柔性是指各種生產線能承接不同產品類型訂單的程度。比如，在HYP，AIO就不能在DTcell線生產，因為基本條件不滿足，無法正常生產(主要是工裝治具類)，AIO也不能在普通的火星線和雷霆線生產，主要是這些產線設計的時候，就不是為AIO而設計。

以上所述，我們這里所涉及的線柔性，我們只給定位為對機型的柔性，而在有的企業或者場合，其定義更為廣泛。本位的目的是，細分排產的原則或者策略，相對來說，我更希望這個定義精細，明確為好。此處不擴展論述差異化問題。

(四)策略四：生產模式的競爭力導向

我們對幾種主要的生產模式進行跟蹤、記錄和分析，經統計發現，它們各自的競爭力有較大差異；拋開不同生產運作模式下，生產人員差異性(即假設同等激勵條件下，人的主動性差異不大)，幾種模式的差異主要體現在UPPH、UPPM、MVA、UPH等方面的差異。理解這個差異，要在線體柔性基礎上，比如，有的線體生產指定機型，并且該機型裝配段工藝簡單，其機型ETE約當系數值也很低。

通過綜合上面幾個維度，主要關注是各種模式下，人力投入成本的差異(產品質量差異暫時不做討論)；如果加上幾個我們生產運作關鍵痛點，我們評估出幾種模式的綜合競爭力的排序。

表2-4-5各模式總體競爭力評估

從以上數據體現出來的原則：如果以確保UPPH/UPPM提升為準則，那么我們投單給產線的順序是火星線和超級單元線；如果是以UPPH為目標，那么順序又不一樣。但是并不意味著，我們只運行這些優質線體；當預測量和投單量都遠高于這幾條優質線體的總產能時，我們還需要用傳統線體補充，以便于快速的提升產能，滿足出貨需求。這個時候，我們從總體競爭力去作為選擇邏輯。

(五)策略五：裝配經濟批量排產策略

經濟批量的概念，此處定義為一次生產類似配置的機型所具有經濟性生產批量，在制造行業，經濟批量是通過運營數據統計分析，作投入和產出分析表來確定。

如下是我們分析結果可以看出，一般地，如果單從批量LotSizeVSMVA來判斷，單批訂單數量越大，取得經濟效果效用越高。不同的線體具有不同的經濟批量。在排產中，我們以50臺/批與100臺/批作為一個多模線體排產的臨界值。

表2-5-1各生產模式純經濟批量對比MVAVSLotSize

在惠陽廠，我們生產機型非常多，但是我們在本篇文章中，不以機型名稱來區分裝配經濟批量，而是以配置相似，數量相同，工藝分布相同來作為經濟批量的條件。

下表2-5-1，體現目前我們訂單批和量之間的關系，如果按照單批排產，我們基本無法做到經濟批量排產，比如小于50臺/批的MO就占據訂單總批數的84%，占量比31%；典型的多批少量，上文所說的類經濟批量排產法就發揮作用。

表2-5-2 商用客戶全年訂單統計

但是這一方法，并不在所有線體產生功效。舉例來說，火星線生產線體單一，少受或不受批量影響，生產20臺/批-50臺/批時，不會比生產100臺/批-200臺/批差多少，UPH差別是個位數，因此類經濟批量排產方法幾乎單獨落實；還有，DT Cell F線以專門生產多批小量的臺式機型為主，但是按照2人/cell的工藝安排，以上排產策略對生產UPH的影響程度，還不如對kitting和配料人員的效率影響大，因此，這種情況下，這個方法可以減輕配料和kitting作業的復雜度；

但是，這個法子對具有流水生產性質的超級線和大流水線生產效率的影響非常大，主要原因就是他們生產方式的差異。雖然關注了類經濟批量，但是還是有側重點，表2-5-3是針對風行者超級單元線生產機型的優先級實驗，結果表明，將生產難度較大的機型放到超級單元生產，這樣有利于生產線整體保持較高的效率，主要是我們限制了這樣高難度機型對的大生產班組的影響，類似的概念，特種部隊是打突襲式攻堅戰，不適合打陣地戰。陣地戰適合大部隊的進攻模式。

(六)策略六：主題性排產策略

主題性排產策略，定義為達到階段性現場生產環境氣氛或者生產目標，采取的切合生產運作主題的排產策略。比如，當訂單預測突然提高，大量增加新線，出現產能艱難爬坡時，我們就會采取集中訂單資源，投放到目標線體，生產大批量簡易機型，不停的刷新時段目標，以此造成整個爭學趕超的局面，各個線體領頭都爭著超越標桿線UPH，鼓動自己的生產班組團隊，努力刷新最高產出記錄。

排產過程中，適當考慮臨時的資源，配合生產團隊進行爬坡比賽，這個方法行之有效。需要注意的是，這個方法不能長時間用，待到氣氛起來，需要回到正常排產思路上來。

針對新線體的排產思路還有很多，主要思路是往線體班組本身出發，實現整體產出快速提升的打法。目前，中國區工廠月度投產預測變化非常大，工廠要在投產量變化中實現高柔性，詳細落實到日常排產時，思路上也考慮多變，抓住生產運作的風口，配合生產團隊提升戰斗力，排產方法因時而變、與時俱進，這是未來多模排產的探討方向。

(七)策略七：多策略綜合排產原則

實際操作中，我們一般不單獨使用上面某種排產方法或策略，為了達到多限制條件下的最佳生產運作效果，在排產過程中，我們會運用多角度并、串行方法，實現排產表的整體均衡。

任何單一維度都無法滿足生產運作過程中的效率、交付、質量、舒適度等要求；精細化排產已是一個明顯的趨勢。排產最終目的是：在目前惠陽廠多模生產線并存的局面下，使多樣化的線群的各自優點特點發揮到極致，為工廠運作經營目標貢獻力量。

如下是目前在嘗試的多策略綜合排產思路。下圖是2-7-1

這個過程的最后一步是沙盤推演。關于排產表沙盤推演，其實就是在已有的排產基礎上，根據既有經驗思路，再次通過計算，估計出按照當前這一排產表進行生產運作過程中，會碰到的限制條件或困難，比如某些生產段、設備、或組織的能力瓶頸，前置時間作業是否滿足要求，JIT物料叫料結果是否滿足、報關VMI來料物流的銜接，特殊工裝、治具、機架資源是否足夠運作需求，整個作業流是否順暢，及以上問題引起相關資源的浪費，根據這些問題在做一次排產調整。

由于排產作業的對象是訂單，而收到什么樣的訂單、收到多少訂單，這都是不確定的。這就意味著，整個排產作業過程，是一個多部門作業流程并行的過程，任何并行作業的部門出現小問題，都可導致排產再次調整，充滿著不確定性。

如下，圖2-7-2顯示部分影響排產的因素。

通過排產沙盤推演，排產員可以評估該生產任務執行起來，其效果和效率是否可以貼合生產運作目標的判斷。人工推演核驗并不能完全保證后續的順暢性，生產過程中，還有諸多變量會改變預計結果，比如，產線員工對機型熟悉度變化、班組團隊氣氛、工藝的變更、訂單變更，都會導致UPH有較大的可變性，使得排產員當初依據歷史數據預測當時的UPH出現偏差。

綜合上所述，排產的最后一步，是生產過程中對排產進行的調控。排產調控是對排產的修正，對過程異常情況做出的反應，目的是更順暢高效的生產。

三、排產自動化探討

(一)工廠排產自動化可能性

1.排產自動化的障礙之一：母盤檢驗結果會

目前，在中國區，電子訂單釋放到工廠后，全部需要母盤檢驗，這個檢驗結果，有8%左右訂單需要等待工程師做二次處理，訂單是不能直接派下線的，可能會打亂很多訂單的優先級排序；這些Hold單，解決問題的時間可能很快，而且可能是特急單，需要在第一時間進行插單，把加急訂單排序盡可能提前，這樣需要排產工作具有較高的靈活性。這在軟件自動化上是不能完成的。

2.排產自動化的障礙之二：線外傳盤

母盤檢驗完成后，我們為了壓縮在線機器占用機架，縮短在線時間，一般都選擇線外傳盤。這個選擇傳盤工單的過程，要考慮軟件硬件配置是否允許、訂單數量大小、制作傳盤母盤的工作量、等諸多條件

3.排產自動化的障礙之三：針對異常做調整的能力

排產過程中，需要預判瓶頸出現的時間，生產過程中，異常問題也可能導致瓶頸再現，需要人為再干預，包括事中、事后對排產做連續調整。

軟件能識別規律性的BOM信息、可評估設備產能、機型配置、類似配置機型連續排序等，但是不能識別MES、SAP ECC、JDA I2之外的生產運作信息，這類信息還是要人工驗證、輸入分析、與客戶溝通、判斷，再經過輸出成信息，經過調整，形成可被執行的指令。關于這個過程信息集成來源，如下圖，

影響排產的信息其實可以歸類規則信息和不規范信息；不規則信息指的是，這個信息要經理多重人工溝通、加工、判斷才能輸出成明確可被使用的執行信號，這類信息涉及面廣，而且與排產過程同步輸出，過程多變。

綜上所述，梳理清楚了排產的信息流支持系統后，我們發現，要實現排產智能化、自動化需要做大數據運算，這也是未來趨勢。目前的排產作業，正面臨著很多的多信息干擾的難點；短時間內，要導入軟件自動排產，可能難度比較大。隨著更多的自動化產線的導入，犧牲一定程度靈活性，實現智能排產也不是不可能。

結論

隨著智能化和自動化的演進，多模排產作業，越來越是一個多渠道信息交匯、互相影響，伴隨多決策判斷并行，需要動態調整的過程。面對大數據信息，排產要做到合理，有明確的效率導向和交付導向。我們還需要繼續研究，整理成規律，為以后智能制造準備全面的排產邏輯規律。我們進行的多模排產實踐，經驗表明，這套現有的多模排產策略組合，使可以在滿足交付優先級的同時，能有效應用多種生產模式特點，結合我們現有基本訂單形態，將現有多模式產線的“長槍短炮”，這些輕重武器組合最大化效果使用；在日常生產運作中，合理的排產一定是基于生產的基本面信息，人機料法環本身，比如人員熟練度、當下生產運作主題、線體VS機型的實際結合度、kitting與機架等資源瓶頸水位等等，根據這些過程信息做優化排產，尋找最優解，指導各個團隊配合運作，才能真正的提升企業工廠的效益。合理的排產對多模生產的最終產出和效率影響很大，通過試錯和缺陷來論證，較佳的排產來產出量。特別是如今，我們面臨多變的投產預測，日益嚴苛商用訂單交付環境，客戶定制化特殊需求增多的大環境下，實施每一次高效合理的生產計劃排產正在變得更加困難。因此，自動化和數字化的排產將是必經之路。