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精益思想之于MES的几点思考

百家作者：智能制造IM 2019-03-11 13:46:49

不管是数字化转型还是智能制造，精益生产方式都是重要的基础，也是值得思考的。

文/ 北京理工大学，数字化制造研究所所长王爱民

精益思想的核心是： Just In Time（JIT），翻译为中文是“旨在需要的时候，按需要的量，生产所需的产品”。因此有些管理专家也称精益生产方式为JIT生产方式、准时制生产方式、适时生产方式或看板生产方式。

（1）MES语境下，需求拉动的新内涵

精益其实体现了一种逆向思维，按照需求拉动来规划生产的运行，比如以用户需求为起点向前拉动，推动了MTS（库存）、MTA（装配）、MTO（订单或生产）、MTE（设计）等生产组织方式的转变，比如在具体生产中，按照后序向前序拉动生产的方式，消除浪费和提高准时性。

对于MES而言，应该分析业务链条或网络中关联关系，理解彼此的需求-供给关系，从按时、按需的角度，保证业务的顺畅衔接。

从总体角度，生产计划作为MES运行的指挥中枢，是生产进度执行、物料物流配送、质检环节介入等有序、协调运行的控制中心。计划是需求牵引的源头，库存部门应该根据计划进行物资保障准备和及时配送、质检根据计划进度按时介入接续，生产进度按照计划的指令次第执行。

假如没有生产计划，库存部门就无法知道何时应该向何地提供什么样的资源，车间里经常出现的“每个工人都有自己的刀库”现象，很大程度上是库存部门无法有效的了解生产计划，而只能被动和盲目的进行物资准备。

假如没有生产计划，质检部门就不能及时掌握自己的任务节点，更无法统筹考虑质检资源和人员的分配，下游工序环节，其实一个需求方，就无法有效的实现对质检工作的拉动。

需求拉动在MES语境下的含义，在这个偏宏观的层次，我认为是逆向理解、正向执行。

上面只是重点说了生产计划的核心中枢与牵引协调的案例，但从MES业务链条或网络关系中，上下游的关系也都可以理解为供应与需求的关系，大家都可以进行具体的扩展分析，不再赘述。

具有了这种基本的认识，就可以从有效提升供应业务环节的执行效率、效果的角度，完善和优化MES中的各个业务节点的功能、信息、操作等，从而向着精益业务管控的方向迈进。

（2）多品种变批量混流生产方式下，精益生产运行保障措施

前两天在“机智读者群”里讨论了一个问题，多品种变批量混流生产方式下，如何实现精益拉动的看板生产？

一般现在资料中关于看板生产的介绍，基本都是讲解后序需求如何反馈给前序、看板如何设计、看板如何流动等，但似乎隐含的生产背景或者所见到的举例中都是面向单一品种生产周转的。

这个方面，我有两个理解：

一、是偏表面的理解，即保证看板运行机制，属于“形似”的范畴

一般而言，在MES中通过APS生产计划，下发派工单进行执行，也即规定了每个订单工序的时间、资源、数量等因素或信息，从计划的角度也约定了各个作业之间的前后关系，尤其是时间和数量的限制，也可以认为具有供应-需求的关联关系。

但想来有人可能会说，这是牵强的解释。那如果在APS中排产，引入倒排的约束，将精益看板拉动的思想转化为工序作业的关联约束，是不是就可以认为是支持精益生产了呢？在这种方式下，看板其实只是一种执行手段而已，其本质上，跟一般企业里面的派工单感觉没有什么区别。

二、是抓住精益的本质，即保证精益生产的效果，属于“神似”的范畴

先说个简单的。精益生产中经常提快换工装，减少生产的切换时间。这个在APS中，可以通过小订单的合并减少生产切换以进行有效的规避，就是说：考虑订单所用资源夹具的相似性，部分牺牲订单优先级或精益0库存，实现更好的资源利用率或达成某种批量生产的效益。

再说个复杂的。精益生产中经常提到一个流甚至单件流，可以有效的提高生产效率和保证质量一致性（因为所有的生产条件都处于的连续运行且没有变化的状态）。这个问题的本质其实是资源配置问题，对APS提出了更高的要求。

对于多品种变批量混流生产而言，面向精益生产的目标，其实属于柔性背景下如何提高生产效率的问题。单元化生产是一种大家可以想到的生产方式，考虑交货期就不会提前生产，单元内流式周转可以保证精益0库存。但面向单元化模式的生产任务和资源的动态配置，是一个非常复杂的问题，涉及到任务驱动的单元构建、任务变化下的单元演变等技术与算法，其目的是通过动态逻辑的单元化生产，使得某个订单或产品具有特定时间段内“短线”/“专线”的小流水生产特点。太技术性的东西就不多讲了，笔者对此思考、研究和开发有一定经验，有需要的可以单独探讨。

如果产线上只生产一种产品，那整个产线就可以看做一个单元，工件在单元内进行流式生产，既有效率又有质量保证。大部分技术资料上基本都是这么讲解的，理解原理还可以，但在目前多品种变批量混流生产的背景下，其实属于脱离目前的实际或者避重就轻，让企业操作起来，还是无从下手的。

精益生产是企业应该追求的生产方式，具有丰富的内涵。笔者只是就精益生产中宏观理解层面的“需求拉动”，以及运行过程层面的技术保障等方面进行了初步思考，其他还有很多的结合点和应用场景，后续再写吧。

同时，可能因为笔者重点从事APS方面的研究，因此思考的侧重和所举的例子也多与排产调度相关，也许有失偏颇之处。