装备制造如何实现拉动式生产

真正实现拉式生产，需要整个企业内部上下游，甚至供应链整体水平的同步提升。在生产线上看任何一道工序，都不能将其孤立在生产线之外；同样，一个车间、一个供应商也是整个供应链上的一环。对拉式生产的讨论，应该关注企业内部车间的上下游，以及上下游供应商的合作。

拉式生产的实现需要苛刻的运作条件，对处于供应链上的所有组织，包括供应商在内提出了更高的要求，只有通过整合，才能提高整个供应链的竞争力，企业自身才能受益。这需要系统性的改变，包括对计划、生产、库存、物流、采购等方面的全面调整。

▲基于多级供应链的拉动式计划和物流

汽车行业的成功经验能否移植到装配制造行业呢？事实上装备制造行业的生产模式与特点与汽车制造企业是有很多差异的，这些差异使得在装备制造业实现拉式生产比汽车行业更困难。

（1）虽然汽车支持个性化定制，但是这些个性化是事先确定的个性化的有限组合，而装备制造大都是个性化设计制造，有些个性化无法实现预见。

（2）汽车制造工艺一旦批量生产，制造过程中异常比较少，而装备制造因为每个产品都是单件制造，所以异常更多。

（3）装备制造行业个性化更强烈，产品结构和工艺更复杂，变更更多，所以拉式生产相关IT支撑系统基础数据准备更加困难。

（4）装备制造零部件较多，制造周期较长，供应商更为分散，由于批量不够大，对供应商控制力不如汽车工业。

（5）汽车行业通常基于安全库存实现对上游通用零部件的拉动，而装备制造大量的专用件必须设计出来才能生产，不能基于库存拉动。

（6）由于汽车行业一旦订货很少取消，交货时间也很少调整，而装备行业通常用户比较强势，外部导致的变更经常难以避免。

因为这些原因，装备制造业实现拉动式生产显然难度更大。

佰思杰科技基于大量的装备制造业企业客户，进行了装备制造业拉动式生产较为系统和全面的总结，提出了10大特征会影响显著拉动式生产的实施难度。

这些特征分别是：

• 多品种小批量，甚至是单件设计制造；

• 产品结构复杂，零部件数量多；

• 自制车间多且存在复杂的协同；

• 供应商多，且存在相当比例专用件；

• 有相当比例的直通件，且对供应商控制力不足；

• 生产准备、生产周期长；

• 经常插单、计划变更频繁；

• 生产过程中的异常较多；

• 要求缩短制造周期，和降低库存。

• 缺少信息系统的支撑或支撑不足；

  
  

如果你与上述特征符合度越高，理论上实现拉动式生产越困难，本文对贵企业的参考价值也就越高。

佰思杰科技基于MES系统，面向装备制造提出了一种解决方案，实现了拉动式生产。

▲拉动式生产总体架构

在MES系统中，从ERP系统获取销售订单，并编制总装生产计划，进行粗产能评估后，并基于BOM的层次结构，生成多级的物料需求拉动计划，拉动分装件、成品零件、半成品零件的生产或采购。拉动上游生产由其它车间的MES系统负责执行，采购拉动计划可以通过供应商协同模块，与SRM系统集成传递給供应商。

拉动上游车间或供应商生产采用一种按销售订单小批量的拉动方式，成套车间或供应商可按销售订单所需要的零部件小批量生产。如果每个销售订单的零部件的生产批量过于小，成套车间或供应商可汇总统计不同需求时段的零部件需求，按经济批量组织生产。

监控成套车间、供应商的生产状态非常重要。尤其是直通件通常体积比较大，只在装配车间需要的时候通知成套车间和供应商直送，如果快生产时才知道物料不齐套将严重影响生产。MES系统可直接监控成套车间的生产和库存情况，对于供应商，MES系统通过供应商协同模块，或通过SRM可获取供应商的生产和库存状态。

生产计划与物料齐套都是比较困难的，因为缺少自动化的监控和齐套检查手段，其生产计划的可行性比较难以评估；由于生产过程中的异常，各种变更，人工方式工作量很大、信息滞后、准确性差。通过MES系统成套监控更快更早发现成套车间和供应商的各种异常，以便更早采取措施进行跟催，显著减少生产过程中缺料导致的异常。

总装生产计划经过APS有限产能排程，可以生成产线推移计划以及工位作业计划，不但可以用于指导实际的生产执行和数据采集，同时作为拉动内部物料配送，以及外部直通件配送的依据。MES不但指导和监控上游生产或采购组织的生产，还指导上游生产和采购组织的物流。

为什么选择MES中实现一体联动计划，而不选择ERP系统呢？

主要是因为：

（1）ERP通常是基于无限产能的，所以其产生的生产订单和采购订单的时间不能直接作为采购和配送依据；

（2）ERP没有生产进度实时信息，无法对供应商和成套车间生产过程中的异常进行快速反应；

（3）通常零部件的生产订单或采购订单已经进行了合并处理，与精益小批量拉动思想不一致。

因为这些原因，MES实现了一个类似ERP的MRP算法，与MRP算法的主要区别是：

（1）按销售订单和产品结构多级展开生成拉动需求，按库存方式生产的不产生拉动需求，展开过程不考虑已有库存，不计算净需求；

（2）不同的销售订单行项目生成的上游车间或供用商的拉动需求不做合并处理，但是不影响在实际生产中进行合并生产，既控制在制品，又有一定的经济批量；

（3）成套监控考虑库存，计算净需求以及成套情况。

以下是对某装备制造企业进行具体分析并提出佰思杰科技的解决方案。

国内某知名装备制造企业A，其生产模式是典型的按订单设计制造模式，几乎不会生产两个完全相同的产品。

产品结构非常复杂，每个产品的零部件达到数千个。虽然部分零组件实现了标准化，但是依然存在大量的专用零件。

该企业有近10个车间，包括不同专业分工，例如装配、表面处理、机加工、铸造等，许多零部件的制造过程需要多个车间协同完成。

另外有大量的零部件由供应商或外协商生产，由于库存空间的限制，需要采用供应商直送车间的模式。

该企业每年的产量达3万台，这对于按订单设计制造的装备制造企业来说，产量已经比较大了，这使得企业管理比较困难。

由于产品结构复杂，其零部件制造依赖于大量车间和供应商的协同，任何一个零件的不齐套，就会导致产品无法装配，由于缺少有效的计划管理、物料跟踪系统，其生产管理比较混乱。

而甲方不少的变更，以及各种原因的紧急插单，也加剧了生产管理的混乱状态。导致大量的在制品库存，经常停工待料或加班，也常常导致产品无法按期交付。该企业产值不过百亿元，库存居然高达20亿元。

近些年，随着日益激烈的市场竞争，对交期、质量、成本提出了更高的要求，实施精益生产势在必行。实现拉动式生产，大幅降低库存，提高生产灵活性，快速应对变化，缩短制造提前期，提高产品质量，降低生产管理成本，进而提升企业竞争力。

由于产品结构工艺复杂、生产车间众多和供应商需协同合作等原因，企业必需实现拉动式生产，才能满足客户对交期、质量、成本所提出的要求。拉动通常按产品装配结构层次和工艺路线按顺序逐层分解，这需要优先制定总装计划，然后拉动制定分装件计划，最终制定零部件计划。

因为按订单设计制造，每个产品都存在差异，所以分解出来的拉动计划通常批量是非常小的。这种拉动计划不仅应该包含数量，还应包含更精准的时间。而由于部分零部件由供应商生产，这种拉动计划除包含自身上游车间的生产计划外，通常还应包含供应商的生产计划。

仅实现上游车间和供应商的拉动计划是不够的，另一个非常繁重的任务是实现上游自制车间、供应商拉动计划的跟踪，以保证整个供应链按所需要的量、所需要的时间准时供应。这种跟踪是非常困难的，尤其是对采购直通件的跟踪，这种跟踪通常通过电话或邮件实现。

由于产品复杂，物料种类众多，而拉动是小批量的，计划需精确到天，A企业平均每个车间都需要12名左右的计划员，仅10个车间就需120个计划员。

这种小批量拉动计划分解需要向上游车间或供应商逐层传递，一旦出现变更或紧急插单，可能会导致零部件的借用，其影响范围的分析和调整，不同车间之间的核对过程繁琐。这些计划员通常很难请假，因为这些计划的调整和跟踪必须是每天进行的。

让人沮丧的是，每个车间每个工作日，都将由车间主任组织召开一到两个小时的会议，车间所有骨干人员参与会议。讨论的议题包括：生产计划执行情况、物料齐套情况、异常及处理情况、计划变更和影响等，会议讨论的结果是基本上保证第二天的生产计划的可行性。

采用拉动式生产，可以显著减少在制品库存。由于缺少信息系统的支撑，物料拉动准时配送的实现也非常困难。以总装车间为例，最具挑战性的是实现自制直通件和采购直通件的直送，由于直送的上游组织，包括自制车间或供应商比较多，任何一次延迟配送都有可能导致生产中断。

由于拉动式生产是一个系统工程，任何单点的改进都不足以支撑整个拉动式生产。我们为A公司，以佰思杰MES系统为核心，建立了如下拉动式生产的总体架构。

▲ 拉动式生产总体架构

1. 在MES中编制总装生产计划，实现按时交货，以及总装车间产能的平衡，并作为拉动上游供应链的依据。

2. 基于产品结构、工艺路线、提前期等向上游车间、供应商，由总装计划逐层自动分解生成拉动生产或采购计划。

3. 将拉动生产或采购计划传递给上游生产车间或供应商，指挥供应商按精准的批量和数量组织生产。

4. 基于拉动生产计划，对上游车间、供应商的生产情况进行跟踪，以确保下游生产计划的物料齐套和可行性。

5. 依据下游车间的生产计划，准时拉动上游车间、供应商的准时配送，并简化配送收料、检验环节。

6. 基于生产执行过程的数据采集的实际进度，对生产计划进行滚动排程，并修正上游供应商和车间的配送计划。

7. 实现生产制造过程的质量控制，减少异常的发生次数。异常发生以后，通过异常管理促进异常的快速解决。

   
   

这种方案为A公司带来了显著的效益，通过IT系统的支撑，不但有效支撑了拉动式生产，解决了精益生产实践过程中的瓶颈问题，同时为进一步推进精益生产创造了条件。

▲佰思杰解决方案实践拉动式生产的效益