引言
在國家大力倡導兩化融合和智能制造升級的大背景下,國家工信部提出《“十四五”智能制造發展規劃》,為中國的制造業明確了未來 20 年的發展方向,其中一大亮點就是重點突出了工業軟件的地位。隨著近幾年制造業企業數字化轉型的步伐逐步加快,生產型企業也逐步意識到企業智能化升級的必要性,并付諸行動。但現實問題是大型企業擁有良好的管理基礎和雄厚資本,可以迅速確定企業信息化發展路徑,引入智能升級產品和服務,輔助其進行智能化的改造和升級。而中小型制造業卻因自身生產經營中人、財、物等的限制條件,部分處于這場變革的“圍觀”狀態。
現階段仍有許多中小型企業處于工業 1.0 至 2.0 階段,生產大多處于低技術水平,企業進行智能升級的困難很多。眾多學者和科技公司從技術的角度來探究中小型企業的智能化升級之路,做出了很多的探索。本文方案以中小企業需要什么特征的交付管理系統為切入點,系統分析了 ERP 和 MES 對中小企業不適用的原因。最終得出結論,國內中小型企業需要的實際上是一種基于合同或契約的交付管理系統,其應用范圍可以隨意的調整,實施簡單,操作簡單,費用低廉,并且符合中國的制造傳統習慣。為此,我們建立一種新的底層邏輯,來構建一套以交付為目的的管理系統。這個系統必須能夠幫助中小型生產企業實現從合同簽訂到徹底交付的全過程管理。
交付管理模型的底層邏輯
交付管理模型的核心思想源于中國早期就已成型的交付體系,并順應社會主義新中國的發展趨勢,結合現代化信息技術手段為中小型企業提供易操作、符合中國國情的智能升級方案。交付管理模型是依據確定的計劃或任務(來源于合同),向具有特定交付能力的工作單元配給資源,從而使計劃按照任務鏈的順序有序進行,最終按目標實現訂單交付。交付管理模型協調、管理生成訂單到完成交付的全過程。
交付管理模型經過層層分解,可以抽象出基本單元,這些單元依照不同目的可以進行不同的組合,但不管怎么組合,最終目的都是為了實現交付,這樣即保證了普適性,又保證了專業適配性。
這個抽象出來的基本單元叫做工作單元,是按照系統配給的資源在作業平臺上執行任務,直接改變任務或計劃的交付狀態,是交付過程數據的采集點。工作單元依據企業實際需要的指標來劃分,工作單元執行作業過程中的交付數據是計算指標所需的基礎數據。它一般由以下七個組成要素構成。
1)作業平臺。每個作業平臺都是為了實現特定的交付,在作業平臺里規定了交付作業的方法、作業的環境、作業的管理和評價定義、如何進行測量等。
2)任務指令。每個合同相當于一個項目,這些項目又被細化分解成眾多的任務,每個工作單元對應一個任務,工作單元開始工作的觸發指令,被稱為任務指令,這些指令是有觸發條件的,當條件滿足時,該指令將自動觸發工作單元開始工作。在這個任務指令中會明確給出作業要完成的交付物信息,以及對交付物的交期、成本、質量的要求。任務指令信息是企業信息流管理的一部分。
3)執行結果。工作單元在完成作業后,根據需要統計或整理作業過程數據和交付成果相關信息,包括交付物的交期是否準時、作業成本是否超出預期、交付物的質量是否達標等,這些信息也會反饋到作業平臺的管理和評價要素,以便于生產的異常處理和風險管控等,是企業信息流管理的一部分。
4)資源投入。任何工作單元在實施工作時都需要投入特定的資源,包括作業人員、機器設備、物資材料等。這些資源的投入在作業平臺中有明確的規定和約束,比如需要投入人員的能力是什么,人員的數量是多少,人員的產能是多少等。
5)可再用資源回收。作業完成后,回收還可用于其他工作單元的資源。
6)成果交付。作業單元作業的最終交付物。
7)廢品處理。從企業層面理解就是,對作業期間耗費掉自身全部價值的資源進行處理。
企業的生產經營狀況可以通過一系列指標反映出來,而每個指標都依據實際生產數據計算得到,工作單元是指標需要的數據所涉及的交付活動的過程實例。根據企業實際需要指標的不同,工作單元圈定的工作范圍也不盡相同,不同工作單元按各自任務的執行順序采集交付數據,就可以得出指標需要的全部過程數據。而交付任務鏈是這些有序的工作單元集合的最優解。
交付任務鏈中的工作單元相互之間是有關聯的,可以依據企業實際情況按串行、并行、包含或其他組合方式有序地執行交付任務。在串行方式中,前置工作單元的執行結果信息將成為當前工作單元的觸發信息之一,交付成果將作為當前工作單元的投入資源繼續進行生產。
系統給當前工作單元配給的資源到達作業平臺后,任務指令與前置工作單元的執行結果一同觸發當前工作單元的執行。在并行方式中,當前兩個或多個工作單元互不干擾,但有交集。其中串行交付任務鏈的結構如圖 1 所示。
圖 1?串行交付任務鏈
工作單元與交付任務鏈的構建應符合企業的實際生產活動要求,同時應考慮企業管理層究竟想要獲取什么樣的數據,這些數據包括生產指標,統計報表或其他圖表等,模型的靈活性在于可以按照企業的實際需要選擇性搭建。因為每個數據的獲取都需要相應的投入和安排,太過精細的管理必然帶來成本的大幅增加,企業可以適當粗放管理。比如有經驗豐富的車間主任來保證高效管理和管控風險時,那么以車間為單位搭建工作單元即可,班組的工作單元可以少建甚至不建。工作單元和任務鏈的按需構建,可以幫助企業輕松獲取需要的生產經營數據,還可以保證管理的有效性。
與類似管理系統的不同
交付管理系統內部是一種“生產”與“交付”結合的結構,即“生產要素”與“交付要素”的結合。“生產要素”即企業的各種制造要素,包括人、機、料、財、環、法、測、評;交付要素是與交付成果相關的要素,包括成本、質量、交貨期。交付管理系統實現訂單交付的目的具體體現為,在不超過預期成本的情況下,按照訂單要求的質量在交貨期內完成產品的交付。類似管理系統主要指 ERP、MES 等,這里主要對照 ERP 來說明。首先,交付管理系統與現有管理系統的不同體現在使用系統的目的。使用 ERP 系統的目的是整合企業資源,使用 MES 的目的是采集和管理生產實時信息,而交付管理系統的目的是完成合同交付。其次,交付管理模型與他們的底層設計邏輯也不相同。ERP 以功能為導向,采用模塊化的設計方式,將業務劃分為模塊,再通過集成每個功能模塊的企業資源達成對整個供應鏈的資源整合,是一個大而全的系統。而交付管理系統以完成交付為導向,工作單元模型的建立使每個單位自成體系。
再次,ERP 中有工作中心的概念,它指的是直接改變物料形態或性質的生產作業單元,在這個工作中心的組成里,人、設備、作業場所,必然要依托于一個實體,但沒有明確的定義。在工作單元中,這些定義是明確的,并做了明確的要素劃分。工作中心與工作單元沒有內在聯系,硬要進行關聯的話,也可以理解為工作單元是工作中心的替代或升級。
最后,不同還體現在靈活性上,中小企業需要的是一款高度靈活、配置簡單的產品,可以與管理模式和管理精細度的升級同步,且高度吻合。
相較于類似的管理系統,交付管理模型更加注重管理的特殊指向性,更加重視交付環節的關鍵信息流通管理,更加支持柔性化、定制化經營。這些發展正是當前中國中小型企業普遍呈現的管理需求。
在交付管理系統中企業的基本組織是以交付為核心的動態組合組織。工作單元的范圍動態可變,可根據企業實際需要的指標選擇重構工作單元。通過任務鏈追溯重構工作單元的交付數據,并計算出指標,企業管理者就能分析生產經營狀況。
由此可以看出,交付管理系統與 ERP 系統的“大而全”不同,它是一個精簡、柔性的管理系統,更符合中小企業“小而精”“小而活”的發展特色。
抽象模型與現有管理系統的結合
交付管理模型管理是從生成訂單到完成交付的全過程,從銷售人員與客戶簽訂銷售合同開始,到產品完整交給客戶結束。在模型中,交付活動由各種任務或計劃驅動。計劃完成過程中需要的內部資源包括人、機、料、財、環、法、測、評這些方面,外部資源包括客戶資源、供應商資源等。交付管理模型有時并不需要關注資源所有方面的信息,它可能只關注資源參與到交付活動中的部分關鍵信息,而這些信息可以從各管理模塊的資源明細中獲取。
交付任務執行時,系統按需向工作單元投入資源,這些資源都有各自的管理模塊,包括決策資源管理(DRM)、客戶資源管理(CRM)、供應商資源管理(SRM)、人力資源管理(HRM)、物料資源管理(MRM)、設備資源管理(ERM)、費用控制管理(CCM)等。交付執行過程中的生產進度,庫存情況,工作進度及其他操作相關信息流也可以與 WMS、MES 等對接交互。交付任務完成后,交付物的成本、交付期、質量信息會流向成本管理中心(CM)、質量管理中心(QM)、交期管理中心(DM) 等。數據對接的簡易框圖如圖 2所示。
圖 2?各系統數據對接示意圖
工作單元可以從這些內部或外接的管理模塊中采集與交付作業能力相關的數據,并存儲在交付管理模型中,整個交付任務鏈的工作完成后,按任務鏈的執行順序統計相關數據,就可以計算出企業需要的各類指標。對于交付系統來說,因為涉及結構化和非結構化的數據較多,數據的管理要更謹慎,數據管理架構框圖如圖 3 所示。系統需要將收集到的數據進行歸集整理,標簽化等操作,過程與大數據管理過程類似。
圖 3?數據管理架構示意圖
未來與展望
本系統的底層邏輯是工作單元的定義與約束,也可以應用在多組織與多企業的聯合生產上。比如某地有很多木制玩具生產企業,企業間緊密合作,甲企業生產玩具的 A 部分,乙企業生產玩具的 B 部分,最后由丁企業負責組裝和包裝,而市場上卻沒有基于這種合作模式的應用軟件,協助企業進行智能升級和改造,但交付管理系統可以做到。
再如在當地一些企業把自己的項目進行拆分、承包,企業提供場地、設備和訂單,承包人負責原材料的采購、加工和交付,這些承包組織之間存在各種交付關系,在定義好交付要素后,各項工作即可進行。構建交付管理模型的目的是解決中小企業或組織的管理問題。希望交付管理的思想能被更多人理解,引發更多人思考研究,為更多中小企業智能升級提供依據。審核編輯:郭婷
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原文標題:關于中小制造企業智能化升級的思考
文章出處:【微信號:CADCAM_beijing,微信公眾號:智能制造IMS】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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