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巧妇难为无米之炊,令人头秃的计划排产—期量数据分析,优化计划排产

2023-02-27 10:57:00

计划员赵工:“我们机加车间刚打电话来,说有物料没法按计划做完,产能欠缺很多,生产计划主要是我依据先前修订好的期量标准制定的,这回肯定又是因为期量和实际偏差太多,计划才又没法完成……”
小智:“赵工,您这边多久修订一次期量标准呢?”
计划员赵工:“1到3年一次,修订的时候因为没有可靠的数据或者标准作参考,只能和现场人员沟通,靠他们的经验来参考制定,可一旦沟通起来,就免不了互相扯皮,每次修订都费时费力的,而且修订过后的标准又总是和实际产能不符,要么计划的量做不完,要么产能空余好多。”
小智:“期量修订困难、修订结果偏差大确实是制造业里相对比较普遍的一个问题,不过我们也已经对应有了很成熟的解决方案,具体是这样的……”

期量修订存在哪些困难
期量标准是制定生产计划的重要参考,但目前对于离散制造业,零件生产期量标准修订过程往往费时费力,修订出的期量也总是不准确。而不准确的期量,又会造成依此制定的计划也与实际产能偏差较大,从而影响企业正常生产交付。具体体现为:
01、缺乏有效数据支撑,修订过程拔河较劲
修订期量标准时,因缺少足够的有效数据支撑,计划员除了参考行业标准,还需要同时和生产执行人员进行沟通确认,以他们的经验作为期量修订的重要参考。而在此过程中,计划管理层希望充分利用现场产能,生产执行层又往往希望预留充分的时间对应现场可能发生的各类异常,双方难免会就期量标准“拔河较劲”,因此修订过程费时费力,效率很低,且修订出的期量标准往往偏离实际,后患无穷。
02、生产无法按期完成,影响产品正常交付
若期量设定偏小,则依据期量制定出的生产计划不匹配生产现场人员工时、设备产能的实际条件,在实际生产时工时与产能均会出现不足,此时或是现场加班加点赶工,或是生产交期多次调整、一拖再拖,导致企业整体生产交付、后续生产订单安排都会受到严重影响。
03、生产安排前松后紧,浪费企业大量资源
若期量设定偏大,计划产量少于现场实际的产能,则企业在季度、半年或一年这种较长生产周期中,往往前期产能存在富余,没有充分利用全部产能执行生产,在后期又会发现该周期整体生产任务难以完成,进而加班加点进行赶工。看似订单都已完成,实则资源利用不合理,后期加班赶工多耗费了大量人力、物力、财力,从而严重影响了企业的经济效益。
04、计划难以指导生产,失去应有的严肃性
健康的企业生产管理模式中,生产计划应对整体生产执行起到规定、指导、鞭策的作用,具有一定的严肃性。而因期量设定不准,产能无法准确评估,造成年度计划等长期计划无法成为企业生产规划的有效指导,日常生产计划等短期计划又总是因生产执行出现的问题一再调整,导致计划层反倒被执行层牵着鼻子走,会使生产计划失去其应有的严肃性,难以有效担负承接科研销售、指导生产的重要作用。

如何解决期量修订困难
随着企业MES、ERP的系统的应用,其实日常业务中沉淀下来的大量生产加工数据,本身就是企业自身宝贵的经验与资源,我们可以充分发挥数据的价值,利用业务产生的数据来优化业务。
我们可以整理企业近3年历史订单,提取整合其中期量相关数据,并通过数据清洗、转换等方式,去除脏数据,留下有效数据。通过箱型图和正态分布拟合等多种方法进行数据分析,制定零件生产期量标准及合理周期区间,指导生产计划改善。同时对不在合理周期区间范围内的订单进行追溯分析,进一步提升生产管控能力。

期量标准分析实现思路
图1  期量标准分析实现思路

01、数据采集
提取企业数据系统中基础期量数据以及近3年各物料的实际领料时间、入库时间等实际期量数据。
基础期量数据&实际期量数据部分展示
图2 基础期量数据&实际期量数据部分展示
02、数据整合
(1)基础期量数据
利用ETL工具,对采集的基础期量数据中关键字段及数据进行抽取,并进行异常值与缺失值处理,用于期量对比分析。
(2)实际期量数据
基于业务及数据反复调研确认,抽取近3年物料生产订单数据,支撑零件期量标准计算。对符合样本数量要求的物料基于正态分布方法开展建模分析。
03、模型构建
基于历史物料订单数据,得到物料订单的实际生产周期及订单数量,利用正态分布、箱型图等模型进行数据分析,得到忽略批量和考虑批量两种状态下各物料合理的期量区间。通过充分的数据支撑与分析,指导期量标准制定,大幅提升期量制定效率与准确率。
忽略批量零件期量计算模型
图3  忽略批量零件期量计算模型
考虑批量零件期量计算模型
图 4 考虑批量零件期量计算模型

04、数据分析应用
基于大数据分析给出各物料合理期量及期量的合理区间,指导业务人员进行期量标准的设定与维护。并对未处于合理区间内的异常订单进行统计、分析,展示异常原因,支撑对应异常生产周期订单的管理工作。

综合分析界面
图5  综合分析界面
异常订单抓取
图6  异常订单抓取
期量标准分析
图 7 期量标准分析

05、功能价值
通过数据的分析及应用,以充分有效的数据支撑,避免期量修订过程的拔河较劲、扯皮式协商,不但能大幅提高期量修订的效率,也大幅提升了修订的准确性。企业生产管理人员基于期量制定的生产计划,可以最大程度贴合实际产能,指导企业生产执行层合理安排产品的生产交付。并且通过数据的不断迭代分析,期量标准、生产计划可以持续进行优化改善,从而助企业持续提升自身生产管控水平。


计划员赵工:“你说整理近3年的历史订单,这个时间范围是固定的吗?”
小智:“依据我们过往的实践经验,若时间较短,数据样本量会较少,不足以支撑建模分析,如果较长,更早的数据可能因为产线变化等原因而不具备参考意义,3年是相对较为合适的一个参考范围。当然我们会在充分调研的基础上,根据企业的实际情况,来进行数据采集时间范围的确定。”
计划员赵工:“那这个功能主要是每年制定期量的时候用吗?平时能否用起来呢?”
小智:“可以的,为了保证应用性与扩展性,产品可基于导入的数据,利用模型随时开展计算。使用人员日常可根据需求,筛选样本数据范围、剔除异常订单后开展计算,从而实时了解物料的合理期量、期量分布情况、期量合理区间等信息,作为生产期量持续优化改善的参考指导。”

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