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改進(jìn)生產(chǎn)管理的新途徑
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一、不確定性帶來(lái)的問(wèn)題
MRPⅡ給生產(chǎn)管理帶來(lái)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(zhù)陸，就是落不下來(lái)。
這種不平衡，本質(zhì)上是因為數量和時(shí)間因素造成的，關(guān)鍵是時(shí)間不確定性。原因在于任務(wù)的實(shí)際用時(shí)事先無(wú)法準確預料。當現場(chǎng)出現多任務(wù)交錯、重疊和并行的情況，由于實(shí)際用時(shí)波動(dòng)，這樣計劃的時(shí)間進(jìn)程是難以落實(shí)。嚴重的是，由于生產(chǎn)的前后接續關(guān)系(特別是離散生產(chǎn))，隨著(zhù)預定的時(shí)點(diǎn)不斷落空，計劃將像多米諾骨牌轟然倒塌。轉而依靠人工調度，又不可能周到迅速地考慮全局，如成本、質(zhì)量、交貨時(shí)間、庫存等，看得見(jiàn)的結果就是在制品多，交期延誤等。
盡管BOM完善了MRP中數量邏輯，但是數量只有在合理時(shí)間內才有實(shí)際意義，在計劃中就表現為"有限能力與負荷"的平衡問(wèn)題。對此，MRPⅡ的處理邏輯是將加工任務(wù)與執行設備在時(shí)間坐標中一一對應，既"在規定的時(shí)間內完成確定的任務(wù)量"，加工時(shí)間由工時(shí)定額來(lái)定。另外，在各個(gè)計劃時(shí)段之間沒(méi)有間隙，對意外事件沒(méi)有留出回旋余地。顯然，這樣的平衡策略，在理論上并沒(méi)有解決不確定性造成的沖擊。不確定性影響來(lái)自企業(yè)內部、外部，是必然現象。
面對不確定性的影響，不斷出現各種方法來(lái)彌補、完善MRPⅡ。更有意義的是，能力與負荷不平衡的現象，促使我們思考調試這種沖突的策略---"以確定性管理模式來(lái)實(shí)現準確目標(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。當計劃與實(shí)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，APS在安排任務(wù)時(shí)，關(guān)注焦點(diǎn)放在瓶頸資源上。任務(wù)在非瓶頸資源上占用時(shí)間采用固定的提前期，認為它不會(huì )有等待時(shí)間。而(潛在)瓶頸資源處的則由APS給出變動(dòng)的提前期。為此，APS先行整理出備查的所有規則及需求約束，在已經(jīng)建起的模型上，進(jìn)行運算與邏輯判斷，按時(shí)段檢查資源的能力，看其能否在規定的時(shí)間段內完成一組訂單任務(wù)。這里繼續沿用任務(wù)與設施一對一的思路，實(shí)現所有任務(wù)用時(shí)最短和設備閑置時(shí)間最短。
由于假定計劃所用數據是已知的，也即決策狀況是確定性的。但實(shí)際偏差出現是不可避免的，為了處理不確定性，APS根據偏差是否足夠大，決定何時(shí)重排計劃。因此，APS需要讀取實(shí)際生產(chǎn)回報數據，以方便計劃重排。
它沒(méi)有回避這樣的思想：期望計劃適度穩定，既資源和任務(wù)不要受到不期望事件的影響(如定單數量改變或中斷);如果有變化，希望在問(wèn)題發(fā)生之前預先擬妥對策。
2、MES
對策：采集實(shí)時(shí)數據，使計劃的依據更準確。
作為面向生產(chǎn)運作的系統，首先，MES可以看作是整個(gè)生產(chǎn)管理系統中的一個(gè)通訊工具。它在計劃層(ERP/MRPⅡ)和工作中心層(DCS、PLC、NC/CNC)之間傳遞數據，收集整理的數據不僅包括了每臺設備、每個(gè)工序和每個(gè)操作人員，還包括過(guò)程狀態(tài)，反映現場(chǎng)變化情況。當生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生意外和偏離時(shí)，可以及時(shí)反應、報告，并根據現狀給出提示和處理。
其次，它承擔了短期的細致計劃、調度功能。MES根據上層計劃和實(shí)時(shí)數據，隨時(shí)處理不確定性情況。計劃和調整能從車(chē)間層到工作中心層，分級制定作業(yè)計劃，直至為每臺設備或操作人員按天(班)分派任務(wù)。在編制作業(yè)計劃時(shí)，按照相關(guān)的優(yōu)先級、屬性、特征以及配方等(根據事先規定的規則、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)與設施一對一的思路。
再次，利用數據收集整理強的特點(diǎn)，MES還可以在企業(yè)內部和整個(gè)產(chǎn)品供應鏈中提供有關(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。
它的思路體現了：MES作用是基于實(shí)時(shí)數據而不是狀態(tài)確定性;優(yōu)化是面對制造過(guò)程中所有的工作中心(組)，并不局限于瓶頸資源;明顯依賴(lài)設施自動(dòng)化軟硬件系統，而這種系統往往是昂貴的。一般在化工生產(chǎn)中物料是通過(guò)管道傳送，使用了DCS可以提供計算機可以直接用實(shí)時(shí)數據。而在離散生產(chǎn)中，僅靠CNC是不夠的，一般它沒(méi)有覆蓋物料傳送。在電子組裝生產(chǎn)中，有CIM系統，如ABH加傳送裝置，這套東西價(jià)格與全套貼片機、插件機相等或略低;可在數控機床加普通機床系統(國內這種情況常見(jiàn))中就要貴得多的多。
3、時(shí)間分析，逐步改進(jìn)
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(jìn)。
作為面向生產(chǎn)運作和逐步改進(jìn)的系統，一方面運用緩沖機制，確保生產(chǎn)正常運行;一方面利用過(guò)程結果，通過(guò)診斷控制方法分析暴露出的缺陷，逐步縮小內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(hù)等組成。在負荷帳戶(hù)中，通過(guò)檢查負荷帳戶(hù)的是否從負荷限溢出，來(lái)確定輸入輸出量是否達到了計劃平衡。執行結果的偏差(沒(méi)完成的任務(wù))，繼續留在負荷帳戶(hù)中，并保留順序序列。這樣沒(méi)完成的任務(wù)就不用重新排序，計劃時(shí)點(diǎn)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，也避免了一一對應的模式。
診斷控制起到兩個(gè)作用。一是利用結果所分析出的統計規律，修正"負荷限"等計劃參數(注意：等待時(shí)間往往占總生產(chǎn)時(shí)間的八成)。二是將結果分類(lèi)，查找引起偏差的原因并設法解決。此處，生產(chǎn)-供應鏈及其過(guò)程結果將提供有關(guān)該生產(chǎn)系統的知識。而且測量過(guò)程結果，可以大大避免不確定性測量的困難。
這樣的對策體現了：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(guò)計劃壓縮生產(chǎn)周期，暴露問(wèn)題，再進(jìn)行新一輪改進(jìn)。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"需要相當的功力。
三、幾點(diǎn)思考
結構化特點(diǎn)強與不確定性：
生產(chǎn)管理活動(dòng)中的不確定性，源于需要的信息和能掌握的信息不對等。比如在計劃和執行中，任務(wù)完成時(shí)間最多只能知道一個(gè)范圍，但每個(gè)值出現的概率事先難以知道。于是任務(wù)的不確定性經(jīng)過(guò)交錯、重疊和并行進(jìn)行的生產(chǎn)過(guò)程，最終被波動(dòng)進(jìn)一步被放大。另外，訂單變化也會(huì )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、設施、工藝、和組織、質(zhì)量、成本、訂單等因素確定，在嚴謹的邏輯限制下運行，雖有各種干擾、人出的差錯，可生產(chǎn)過(guò)程卻不能隨意�；蛘哒f(shuō)，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(shí)際中由于對規律認識不清和條件限制，才會(huì )付出多余的代價(jià)。
此處把關(guān)注焦點(diǎn)放在內部控制上，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部控制的缺失，希望通過(guò)更為精細精確的結構化技術(shù)來(lái)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(lái)完善計劃控制管理，就像設計者用預設來(lái)適應形形色色的情況。在信息化背景下，時(shí)間對生產(chǎn)影響(特別是離散型)還有許多未知數，循確定性思維做的決策必然帶來(lái)執行中的偏差。實(shí)時(shí)數據作為模型的輸入，如果MES模型本身有局限或者沒(méi)有反饋環(huán)節(流程型生產(chǎn)過(guò)程中可以做數據誤差校正，但在離散型生產(chǎn)過(guò)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(méi)有可靠方法，這也給模型、算法的應用帶來(lái)了限制。
2，設計一種環(huán)境來(lái)消解不確定性的影響。從概念上說(shuō)，不確定性等因素在過(guò)程中造成的浪費有無(wú)限潛力可挖，需要從多方面進(jìn)行改進(jìn)。在實(shí)踐上，建立一種制度：根據以前的知識，推敲下一階段的計劃，并解決能解決的問(wèn)題(計劃目標的合理優(yōu)化);而暫時(shí)解決不了的問(wèn)題及其后果，必須承認其存在，妥善安排其歸宿(問(wèn)題沒(méi)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，轉而通過(guò)不斷克服問(wèn)題，消解內在的不確定性影響。結構化強的特點(diǎn)，為克服生產(chǎn)問(wèn)題提供了得天獨厚的條件，可以從結果中分析原因，把握規律。
一步到位還是逐步改進(jìn)：
1、試想生產(chǎn)秩序。如果認為秩序僅僅是"計劃的結果"，似乎是管理活動(dòng)本來(lái)就有計劃、組織、控制的內容。但許多實(shí)際問(wèn)題不是計劃所能預設的，為了讓生產(chǎn)流轉，會(huì )有許多的現場(chǎng)微調，它們有著(zhù)濃重的"隨機應變"色彩。這樣又明顯表現出"行動(dòng)的結果"特征。事實(shí)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(dòng)"可能在知識上的"無(wú)知"，"行動(dòng)"彌補了"計劃"可能的"照顧不周"。
生產(chǎn)正常的企業(yè)，用管理信息系統之前也有一套完備的運作體系，只是付出的額外代價(jià)(效率和效益)多少不等。之后，運作體系變了，并且這種轉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(wèn)題。因而，由于時(shí)間控制不好造成的效率和效益的損失并沒(méi)有拿到，像原材料、成品庫存的壓縮也沒(méi)有到位。細想"零庫存"哲理，只有在"時(shí)間和數量"雙因素支持下才有可能實(shí)現。
2、從傳統管理向數字化管理轉化，是為了適應產(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(shí)間控制的方法和效果無(wú)疑更加重要。而在MRP、APS、MES中，模型化的計劃控制、一一對應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(méi)有融合"隨機應變"色彩濃重的"行動(dòng)的結果"。另外，采用數字化的系統后，多重兩難選擇問(wèn)題立刻凸現出來(lái)，減少等待和減少機器空閑、保證交期和承諾交期，等等。在時(shí)間控制中，這些因素互相牽制。毋庸諱言，與時(shí)間控制有關(guān)的一些內在的、非線(xiàn)性的關(guān)系等并沒(méi)有為人們所掌握。
面對計劃預定的時(shí)點(diǎn)落空等具體情況，跳出"給確定性指示"的習慣思維，建立一種柔性化方式。如果用模型化的方式，計劃參數(如提前期)準確設定很難。而用柔性化方式，可以被動(dòng)適應不確定性，更重要是可以主動(dòng)制造變化，尋求更好的途徑。方法在"時(shí)間分析，逐步改進(jìn)"中已經(jīng)有簡(jiǎn)單陳述，但這個(gè)過(guò)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(zhù)結構和路徑依賴(lài)。結構因素涉及新系統需要的投資。企業(yè)在上管理信息系統之前，需要根據自身特點(diǎn)，做總體規劃。比照成功企業(yè)的實(shí)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，結構因素還涉及生產(chǎn)-供應鏈。生產(chǎn)-供應鏈有生命周期，隨著(zhù)內外環(huán)境的變化，生產(chǎn)-供應鏈也要隨著(zhù)更新。計劃控制是生產(chǎn)-供應鏈內的功能之一。
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