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改進生產(chǎn)管理的新途徑
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一、不確定性帶來的問題
MRPⅡ給生產(chǎn)管理帶來了革命性的變化。但是，從MRP誕生起，能力與負荷之間不平衡的陰云，始終揮之不去。像一架飛機要在凹凸不平的跑道上著陸，就是落不下來。
這種不平衡，本質(zhì)上是因為數(shù)量和時間因素造成的，關(guān)鍵是時間不確定性。原因在于任務(wù)的實際用時事先無法準確預(yù)料。當(dāng)現(xiàn)場出現(xiàn)多任務(wù)交錯、重疊和并行的情況，由于實際用時波動，這樣計劃的時間進程是難以落實。嚴重的是，由于生產(chǎn)的前后接續(xù)關(guān)系(特別是離散生產(chǎn))，隨著預(yù)定的時點不斷落空，計劃將像多米諾骨牌轟然倒塌。轉(zhuǎn)而依靠人工調(diào)度，又不可能周到迅速地考慮全局，如成本、質(zhì)量、交貨時間、庫存等，看得見的結(jié)果就是在制品多，交期延誤等。
盡管BOM完善了MRP中數(shù)量邏輯，但是數(shù)量只有在合理時間內(nèi)才有實際意義，在計劃中就表現(xiàn)為"有限能力與負荷"的平衡問題。對此，MRPⅡ的處理邏輯是將加工任務(wù)與執(zhí)行設(shè)備在時間坐標中一一對應(yīng)，既"在規(guī)定的時間內(nèi)完成確定的任務(wù)量"，加工時間由工時定額來定。另外，在各個計劃時段之間沒有間隙，對意外事件沒有留出回旋余地。顯然，這樣的平衡策略，在理論上并沒有解決不確定性造成的沖擊。不確定性影響來自企業(yè)內(nèi)部、外部，是必然現(xiàn)象。
面對不確定性的影響，不斷出現(xiàn)各種方法來彌補、完善MRPⅡ。更有意義的是，能力與負荷不平衡的現(xiàn)象，促使我們思考調(diào)試這種沖突的策略---"以確定性管理模式來實現(xiàn)準確目標(不管是最優(yōu)還是次優(yōu))"同"不確定性"間沖突。
二、三種解決對策
1、APS
對策：引入更多的約束條件，使做計劃的方法更準確。當(dāng)計劃與實際的偏差大到一定限度后，針對瓶頸資源重新計算排計劃。
作為面向生產(chǎn)的計劃控制系統(tǒng)，APS在安排任務(wù)時，關(guān)注焦點放在瓶頸資源上。任務(wù)在非瓶頸資源上占用時間采用固定的提前期，認為它不會有等待時間。而(潛在)瓶頸資源處的則由APS給出變動的提前期。為此，APS先行整理出備查的所有規(guī)則及需求約束，在已經(jīng)建起的模型上，進行運算與邏輯判斷，按時段檢查資源的能力，看其能否在規(guī)定的時間段內(nèi)完成一組訂單任務(wù)。這里繼續(xù)沿用任務(wù)與設(shè)施一對一的思路，實現(xiàn)所有任務(wù)用時最短和設(shè)備閑置時間最短。
由于假定計劃所用數(shù)據(jù)是已知的，也即決策狀況是確定性的。但實際偏差出現(xiàn)是不可避免的，為了處理不確定性，APS根據(jù)偏差是否足夠大，決定何時重排計劃。因此，APS需要讀取實際生產(chǎn)回報數(shù)據(jù)，以方便計劃重排。
它沒有回避這樣的思想：期望計劃適度穩(wěn)定，既資源和任務(wù)不要受到不期望事件的影響(如定單數(shù)量改變或中斷);如果有變化，希望在問題發(fā)生之前預(yù)先擬妥對策。
2、MES
對策：采集實時數(shù)據(jù)，使計劃的依據(jù)更準確。
作為面向生產(chǎn)運作的系統(tǒng)，首先，MES可以看作是整個生產(chǎn)管理系統(tǒng)中的一個通訊工具。它在計劃層(ERP/MRPⅡ)和工作中心層(DCS、PLC、NC/CNC)之間傳遞數(shù)據(jù)，收集整理的數(shù)據(jù)不僅包括了每臺設(shè)備、每個工序和每個操作人員，還包括過程狀態(tài)，反映現(xiàn)場變化情況。當(dāng)生產(chǎn)過程中發(fā)生意外和偏離時，可以及時反應(yīng)、報告，并根據(jù)現(xiàn)狀給出提示和處理。
其次，它承擔(dān)了短期的細致計劃、調(diào)度功能。MES根據(jù)上層計劃和實時數(shù)據(jù)，隨時處理不確定性情況。計劃和調(diào)整能從車間層到工作中心層，分級制定作業(yè)計劃，直至為每臺設(shè)備或操作人員按天(班)分派任務(wù)。在編制作業(yè)計劃時，按照相關(guān)的優(yōu)先級、屬性、特征以及配方等(根據(jù)事先規(guī)定的規(guī)則、模型)，確定優(yōu)化的作業(yè)順序，使效率和效益最好。此處也是沿用了任務(wù)與設(shè)施一對一的思路。
再次，利用數(shù)據(jù)收集整理強的特點，MES還可以在企業(yè)內(nèi)部和整個產(chǎn)品供應(yīng)鏈中提供有關(guān)產(chǎn)品行為的相關(guān)信息，如任務(wù)跟蹤、追溯等。這些對生產(chǎn)控制十分有用。
它的思路體現(xiàn)了：MES作用是基于實時數(shù)據(jù)而不是狀態(tài)確定性;優(yōu)化是面對制造過程中所有的工作中心(組)，并不局限于瓶頸資源;明顯依賴設(shè)施自動化軟硬件系統(tǒng)，而這種系統(tǒng)往往是昂貴的。一般在化工生產(chǎn)中物料是通過管道傳送，使用了DCS可以提供計算機可以直接用實時數(shù)據(jù)。而在離散生產(chǎn)中，僅靠CNC是不夠的，一般它沒有覆蓋物料傳送。在電子組裝生產(chǎn)中，有CIM系統(tǒng)，如ABH加傳送裝置，這套東西價格與全套貼片機、插件機相等或略低;可在數(shù)控機床加普通機床系統(tǒng)(國內(nèi)這種情況常見)中就要貴得多的多。
3、時間分析，逐步改進
對策：引入緩沖機制，承認不確定性。利用偏差，消滅偏差，逐步改進。
作為面向生產(chǎn)運作和逐步改進的系統(tǒng)，一方面運用緩沖機制，確保生產(chǎn)正常運行;一方面利用過程結(jié)果，通過診斷控制方法分析暴露出的缺陷，逐步縮小內(nèi)在不確定性對運作環(huán)境的影響。
緩沖機制是由輸入輸出平衡的計劃方法和負荷帳戶等組成。在負荷帳戶中，通過檢查負荷帳戶的是否從負荷限溢出，來確定輸入輸出量是否達到了計劃平衡。執(zhí)行結(jié)果的偏差(沒完成的任務(wù))，繼續(xù)留在負荷帳戶中，并保留順序序列。這樣沒完成的任務(wù)就不用重新排序，計劃時點落空的影響大為降低。這使得為處理不確定性，留下足夠的回旋余地，也避免了一一對應(yīng)的模式。
診斷控制起到兩個作用。一是利用結(jié)果所分析出的統(tǒng)計規(guī)律，修正"負荷限"等計劃參數(shù)(注意：等待時間往往占總生產(chǎn)時間的八成)。二是將結(jié)果分類，查找引起偏差的原因并設(shè)法解決。此處，生產(chǎn)-供應(yīng)鏈及其過程結(jié)果將提供有關(guān)該生產(chǎn)系統(tǒng)的知識。而且測量過程結(jié)果，可以大大避免不確定性測量的困難。
這樣的對策體現(xiàn)了：首先承認不確定性造成的不良后果，利用偏差，消滅偏差;通過計劃壓縮生產(chǎn)周期，暴露問題，再進行新一輪改進。而不是直接瞄準最優(yōu)、次優(yōu)目標。但"查找引起偏差的原因"需要相當(dāng)?shù)墓αΑ?/p>
三、幾點思考
結(jié)構(gòu)化特點強與不確定性：
生產(chǎn)管理活動中的不確定性，源于需要的信息和能掌握的信息不對等。比如在計劃和執(zhí)行中，任務(wù)完成時間最多只能知道一個范圍，但每個值出現(xiàn)的概率事先難以知道。于是任務(wù)的不確定性經(jīng)過交錯、重疊和并行進行的生產(chǎn)過程，最終被波動進一步被放大。另外，訂單變化也會打亂正常的生產(chǎn)秩序。
但生產(chǎn)又有其特殊之處，它是由產(chǎn)品、設(shè)施、工藝、和組織、質(zhì)量、成本、訂單等因素確定，在嚴謹?shù)倪壿嬒拗葡逻\行，雖有各種干擾、人出的差錯，可生產(chǎn)過程卻不能隨意�；蛘哒f，不能試錯，生產(chǎn)中采取的各種決策其后果，理論上是明確可知的。實際中由于對規(guī)律認識不清和條件限制，才會付出多余的代價。
此處把關(guān)注焦點放在內(nèi)部控制上，面對"不確定性"和"不能隨意"的矛盾，有兩種思路：
1、如果將不確定性看作是內(nèi)部控制的缺失，希望通過更為精細精確的結(jié)構(gòu)化技術(shù)來彌補缺失，在認識上就值得商榷。APS如果僅僅依靠模型、算法來完善計劃控制管理，就像設(shè)計者用預(yù)設(shè)來適應(yīng)形形色色的情況。在信息化背景下，時間對生產(chǎn)影響(特別是離散型)還有許多未知數(shù)，循確定性思維做的決策必然帶來執(zhí)行中的偏差。實時數(shù)據(jù)作為模型的輸入，如果MES模型本身有局限或者沒有反饋環(huán)節(jié)(流程型生產(chǎn)過程中可以做數(shù)據(jù)誤差校正，但在離散型生產(chǎn)過程中難以做到)，則模型給出的指示本身就有偏差。不確定性的測度并沒有可靠方法，這也給模型、算法的應(yīng)用帶來了限制。
2，設(shè)計一種環(huán)境來消解不確定性的影響。從概念上說，不確定性等因素在過程中造成的浪費有無限潛力可挖，需要從多方面進行改進。在實踐上，建立一種制度：根據(jù)以前的知識，推敲下一階段的計劃，并解決能解決的問題(計劃目標的合理優(yōu)化);而暫時解決不了的問題及其后果，必須承認其存在，妥善安排其歸宿(問題沒有脫離計劃的視野)。這樣，放棄了追求準確性，也回避了不確定性難以度量的困難，轉(zhuǎn)而通過不斷克服問題，消解內(nèi)在的不確定性影響。結(jié)構(gòu)化強的特點，為克服生產(chǎn)問題提供了得天獨厚的條件，可以從結(jié)果中分析原因，把握規(guī)律。
一步到位還是逐步改進：
1、試想生產(chǎn)秩序。如果認為秩序僅僅是"計劃的結(jié)果"，似乎是管理活動本來就有計劃、組織、控制的內(nèi)容。但許多實際問題不是計劃所能預(yù)設(shè)的，為了讓生產(chǎn)流轉(zhuǎn)，會有許多的現(xiàn)場微調(diào)，它們有著濃重的"隨機應(yīng)變"色彩。這樣又明顯表現(xiàn)出"行動的結(jié)果"特征。事實上在生產(chǎn)管理中，這兩種方式是相輔相成相伴。"計劃"彌補了"行動"可能在知識上的"無知"，"行動"彌補了"計劃"可能的"照顧不周"。
生產(chǎn)正常的企業(yè)，用管理信息系統(tǒng)之前也有一套完備的運作體系，只是付出的額外代價(效率和效益)多少不等。之后，運作體系變了，并且這種轉(zhuǎn)變往往要求一步到位或者整體到位。那么改后真能提高效率和效益嗎?從企業(yè)上ERP的情況看，普遍存在計劃跑不好的問題。因而，由于時間控制不好造成的效率和效益的損失并沒有拿到，像原材料、成品庫存的壓縮也沒有到位。細想"零庫存"哲理，只有在"時間和數(shù)量"雙因素支持下才有可能實現(xiàn)。
2、從傳統(tǒng)管理向數(shù)字化管理轉(zhuǎn)化，是為了適應(yīng)產(chǎn)品生命周期縮短、不確定因素增加、全球化合作制造(敏捷制造)等條件下的競爭，時間控制的方法和效果無疑更加重要。而在MRP、APS、MES中，模型化的計劃控制、一一對應(yīng)式的能力與負荷的平衡方式，給出的是確定性指示。但指示生成的機理中并沒有融合"隨機應(yīng)變"色彩濃重的"行動的結(jié)果"。另外，采用數(shù)字化的系統(tǒng)后，多重兩難選擇問題立刻凸現(xiàn)出來，減少等待和減少機器空閑、保證交期和承諾交期，等等。在時間控制中，這些因素互相牽制。毋庸諱言，與時間控制有關(guān)的一些內(nèi)在的、非線性的關(guān)系等并沒有為人們所掌握。
面對計劃預(yù)定的時點落空等具體情況，跳出"給確定性指示"的習(xí)慣思維，建立一種柔性化方式。如果用模型化的方式，計劃參數(shù)(如提前期)準確設(shè)定很難。而用柔性化方式，可以被動適應(yīng)不確定性，更重要是可以主動制造變化，尋求更好的途徑。方法在"時間分析，逐步改進"中已經(jīng)有簡單陳述，但這個過程不能一蹴而就，而需逐步完善。
3、在制度變遷中，顯然存在著結(jié)構(gòu)和路徑依賴。結(jié)構(gòu)因素涉及新系統(tǒng)需要的投資。企業(yè)在上管理信息系統(tǒng)之前，需要根據(jù)自身特點，做總體規(guī)劃。比照成功企業(yè)的實踐很少有成功的，切忌跟風(fēng)。
上述三種解決策略中，MES的投資最高。另外，結(jié)構(gòu)因素還涉及生產(chǎn)-供應(yīng)鏈。生產(chǎn)-供應(yīng)鏈有生命周期，隨著內(nèi)外環(huán)境的變化，生產(chǎn)-供應(yīng)鏈也要隨著更新。計劃控制是生產(chǎn)-供應(yīng)鏈內(nèi)的功能之一。
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