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广州兴森快捷成功应用易普优APS

2014-12-18
详细说明

一、客户介绍

广州兴森快捷电路科技股份有限公司是国内最大的印制电路样板小批量板快件制造商之一,自成立以来,一直致力于为国内外高科技电子企业和科研单位服务。在以“市场为导向,质量为中心”的经营理念指导下,兴森快捷正逐步成为“国内第一,全球领先”具备PCB设计-PCB制造-SMT贴装完整产业链的硬件外包设计综合解决方案提供商,打造一条与客户关系紧密,利益取向一致的价值链体系。

      作为中国规模最大的印制电路板样板、快件和小批量板的设计、制造服务商——兴森科技公司自1999年10月成立,2010年6月18日于深交所正式挂牌上市。成立十余年来,一直致力于为国内外高科技企业和科研单位服务,公司位于广州科学城的研发和生产基地,面积超过40万平方米。PCB制造集中以10层以上产品为主,最高可达40层,月产品种数在10000以上。在北京、上海、深圳、成都、西安等各大中城市设立了各大客户服务中心,服务于国内众多客户,并在香港设立了办事机构,满足来自海外30多个国家和区域的研发需求。凭借具有前瞻性的独特经营理念服务尖端科技、快捷准时交货,得到市场和业界的广泛认同和支持,成为国内首家也是唯一进入行业百强企业的专注快件样板制造商;公司产品广泛运用于通信、网络、工业控制、计算机应用、国防、航天、医疗等领域。先后成为华为、中兴认可的核心快件样板生产供应商,并与海外知名品牌如GE、Agilent、西门子、OMRON等公司建立了良好的合作关系,成功树立起“FASTPRINT”“快捷”品牌。

二、业务现状

订单产品:品种繁多,以样板单和急件单为主,多品种、小批量;交期紧、难度大。部分长周期单作为阶段性富余产能的分割填充,应对少数战略关系客户的服务满足。

订单管理:要求快速准确的接单评审和客户交期快速答复,需实现车间负荷准确评估、订单计划快速排定;分单、外协合理准确,异常变化处理及时,订单交付保期保量。

生产计划:目前订单计划经验为主;车间现场决策机动。未来需要更为有效的负荷评估和投放控制手段,以及完善的计划调度控制系统。

集团工厂:多家工厂,存在不同产品定位,部分能力交叉,需逐步实现资源共享、计划统筹。

设备产能:多数工序设备自动化程度和生产效率高,但局部存在瓶颈,需适当考虑调整切换/生产准备或合批/成组;并随订单品种组合的变化,存在设备加工产能的动态变化。

系统基础:现有相关系统EMS、Builder等,OMS、CAM、MES(CAMStar)及APS实施完善或规划建设过程中;物料管理功能暂不考虑与计划系统集成。

交货及时率:目前80%以上;希望90%以上。

三、整体目标

兴森快捷通过导入高级计划排程和实时生产响应技术,减少设备空转时间, 设备有效稼动时间提升25%以上,设备能源利用率提升15%以上,改善企业生产各链条之间的沟通转进效率,使得企业资源配置尽可能的与生产实际相匹配,降低企业的生产协调成本,保障企业有限资源能够得到较充分的配置,具体要实现如下关键目标。

1)快速、准确的给出接单预估交期和客户订单交期

2)提升交货及时率

3)在集团层面实现资源共享、能力统筹规划

4)利用实时排程和计划模拟,提高接单及订单变更的响应时间;

5)借助APS工具,缩短计划业务处理周期;

6)建立精细化制造数据库,提高计划精细度和准确度;

7)建立和优化排程规则,提高计划合理性;

8)提高设备利用率;

9)压缩生产周期;

10)降低车间在制水平;

四、解决方案

针对兴森快捷的生产计划的现状及目标,通过与MES、OMS和EMS集成高级计划排程模块(XPlanner APS)是实现基于有限产能、推拉结合的计划系统的最佳选择。APS与各系统集成之后,从EMS获取基础数据(工艺能力,制造,工艺流程等),从OMS获取订单计划,通过MES的接口拆分lot,然后利用APS的计划运算功能,生成基于有限产能,考虑设备、人员等资源实际可用能力的生产作业计划以及投料计划等,并返回到MES进行执行跟踪。同时MES将生产实绩与设备状况反馈回APS插件进行滚动计划,从而实现无限产能计划à有限产能计划à滚动计划的闭环计划体系,满足企业的计划目标与策略,从而帮助企业实现缩短制造提前期,提高资源利用率、削减库存,提高交货期的遵守,有效的实现客户的利益增长,如下图:


1动态产能规划

通过动态产能监测与规划,实现柔性化资源分配及智能化任务调度。客户下单后即可快速进行交期评估,并且根据工厂产能负荷分配最佳生产工厂或者生产资源,考虑品种切换的成本,实现多品种混流加工与均衡生产。动态产能规划时统筹考虑订单池与资源池,通过合理的有限产能分配算法同时考虑订单交货期要求与工厂资源负荷能力。

设备的动态产能监测界面如下图所示,XPlanner APS中不仅可以监测到瓶颈设备的产能,同时也可以方便的监测其他设备的产能负载,用户界面如下图所示。


混流生产是指将工艺流程、生产作业方法基本相同的若干个产品品种,在一条流水线上科学地编排投产顺序,实行有节奏、按比例地混合连续流水生产,并以品种、产量、工时、设备负荷全面均衡为前提的生产方式。多品种混流生产主要适用于加工工艺基本相同,生产设备不需要调整,工、模、夹具可以快速调换,而设备负荷又能负担多品种生产的流水生产和成批生产的企业,混流示意图如下。


混流生产方式编排投产顺序的方法主要包括生产比例法、启发式法、逻辑运算法和分支界限法四种方式。

2瓶颈约束排程

TOC-DBR约束理论是高特拉德博士创立的,它是同步制造的哲学,按照市场需求,用一种系统的方法,达到快速的,平稳的生产物流,用三个简单的全局评价方法,产销量,库存,经营费用,在市场需求和生产约束下的生产达到企业的目标。它的核心思想是存在瓶颈工序或工作中心,最佳计划是基于瓶颈工序的计划。基于TOC的计划均可以考虑资源,物料,订单和管理策略的约束。TOC的建模可以有限,也可无限能力。可以通过有限能力建模基于所有约束,同步化物流。

任何资源均可以定义为瓶颈资源或关键资源及次瓶颈资源。对瓶颈资源采取双向计划,对非关键资源采用倒排计划。缓冲时间可以设置任何在复杂资源之间。DBR(Drum-Buffer-rope)逻辑是对关键工序同步化所有资源和物料。它较适用较复杂的,多层的BOM的离散制造环境。

计划排产:以精益生产结合约束理论( TOC),计划系统首先排定瓶颈工序也就是瓶颈工序的作业计划,以该工序的节拍和顺序,拉出前序推出后序的生产作业计划。同时为保证瓶颈工序不会因缺料等因素造成的等待浪费,计划系统将在瓶颈工序前设置缓冲,该缓冲可以是时间缓冲也可以数量缓冲。 这样可以实现上下游协同一致,均衡化的生产计划,减少因上下游不协同而造成的等待,在制增加而造成的浪费。

生产执行:使用生产管理解决方案DBR(鼓-缓冲-绳),通过合理的设置DBR时间缓冲的观念来达到保护的目的的。缓冲包括:设置时间,产品加工时间,系统不稳定的宽放,可能发生负荷高峰的宽放时间。

初始化缓冲:建议可取现有制造周期的一半,并将缓冲分为三等份;

计划排产确定的计划下达给瓶颈工序按照顺序拉动投料;其他非瓶颈工序则先进先出(FIFO)顺序执行;设置缓冲之后,其中期望看到产品堆积的位置设为缓冲原点,以此原点为基础判断缓冲消耗使用的情况,如果缓冲在缓冲原点后,即穿透了区域一(将缓冲分为三个区域,从靠近瓶颈向前为区域一,区域二,区域三)为缓冲空洞。此时结合持续改进,寻找延迟原因,确定所在位置。

缓冲空洞是系统稳定度的衡量,整体上来把握计划进度执行情况时,而是直接在瓶颈处按照三色管理(缓冲划分三个区域)原则进行生产执行控制的提示。以及对缓冲状态监控(需配合MES提示):

APS提供工序计划给MES后,同时MES接收到设定缓冲的大小,针对每一个工单,在瓶颈出设置计算预警提示(当下计算时的时间-第一道工序开始时间)/缓冲时间*100%=X%,每隔一定时间检查所有大于66%的订单有没有到达瓶颈工序,对于没有到达的查原因,协助优先通过; 运行一段时间后,运用柏拉图统计分析空洞造成的原因,同时分析缓冲空洞所占比例大小(例如10%为限)分析调整缓冲大小。当缓冲空洞大于一定比例时适当增大缓冲,反之减少。

3闭环滚动计划

XPlanner将计划周期划分为已派工区间、计划锁定区间、未锁定区间三个部分,用户可自定义锁定区间的长度,从而支持T+X(N)滚动计划模式。已派工区间接收生产现场的实绩反馈,在滚动计划时会影响后续计划。锁定区间内的任务的顺序在滚动计划时不变,保证计划的延续性,默认情况下插单将发生在锁定区间后,另外用户可以指定资源锁定、时间锁定、或者两者都锁定。未锁定区间的计划将按照规则进行重排,工作任务的顺序、资源、时间都有可能会发生变化。



XPlanner通过任务状态机标识生产工作任务的各个阶段,不同的状态会对计划的调整产生不同的影响,滚动计划时将充分的考虑到任务的各种状态。


资源甘特图上可以直观看到工作任务的各种状态,例如未计划、计划完毕、指示完毕、确定完毕、开始生产、任务暂停、完工状态等等。同时也可直观的看到实绩完工的百分比,具体如下图所示。


导入XPlanner APS,通过与EMS/APS/MES的无缝集成,实现一键式全自动化的生产优化排程,减少减少生产计划人员的工作量,节约大量计划时间,大幅提高工作效率。

APS系统的甘特图以可视化的形式显示排程结果,直观、形象、人性化。同时甘特图支持计划员进行所见即所得的手动调整计划,资源甘特图上进行可视化的调整操作如下图所示。