隨著外部形勢的不斷變化，航天企業(yè)生產(chǎn)管理的復(fù)雜度及規(guī)模性也發(fā)生了較大變化，必須能夠迅速響應(yīng)市場多樣化和不確定的需求，快速提供滿足顧客需求的產(chǎn)品�！岸�、平、快”成為這一時期生產(chǎn)現(xiàn)場的重要特征，準(zhǔn)時、保質(zhì)、保量和以最小化的成本制造滿足顧客需求的產(chǎn)品成為生產(chǎn)管理的目標(biāo)，但在技能人員有限、設(shè)備緊張等資源瓶頸制約下，進(jìn)度推進(jìn)似乎愈來愈艱難。筆者在實(shí)踐中引入約束管理機(jī)制(所謂約束管理，其核心思想在于：任何一個系統(tǒng)都存在至少一個約束，而約束資源的產(chǎn)出決定了整個系統(tǒng)的產(chǎn)出率，除非約束資源的生產(chǎn)能力得到提高，否則對任何非約束資源的改善都是徒勞的)。試圖為生產(chǎn)管理的推進(jìn)提供一些借鑒和啟示。

一、主要特征

    多品種小批量生產(chǎn)的主要特征有以下幾個方面：

    多品種并行。由于航天產(chǎn)品是針對一個顧客做多種產(chǎn)品。不同的產(chǎn)品有不同的需求，企業(yè)的資源置身于多個品種之中。資源共享。生產(chǎn)過程中的每個任務(wù)都需要資源，而在實(shí)際過程中能夠使用的資源卻非常有限。例如，在生產(chǎn)過程中經(jīng)常遇到設(shè)備“打架”的問題，就是由于項目資源共享所造成的。因此，必須對有限資源進(jìn)行適當(dāng)調(diào)配才能滿足項目需求。項目結(jié)果和生產(chǎn)周期的不確定性。由于航天產(chǎn)品的質(zhì)量及穩(wěn)定性有嚴(yán)格的要求，新研制的產(chǎn)品并不能保證一次設(shè)計就成功，在后續(xù)的過程中需要改進(jìn)和完善的地方很多，一旦某項任務(wù)結(jié)果不理想，其它相關(guān)的任務(wù)也要相對調(diào)整，加大了過程的反復(fù)，對資源提出了新的挑戰(zhàn)。由于顧客的需求具有不穩(wěn)定性，計劃明確的節(jié)點(diǎn)與人、機(jī)、料、法、環(huán)等的齊套周期不一致等，生產(chǎn)的周期往往具有不確定性，周期不足的項目需要占用更多的資源，加大了生產(chǎn)控制的難度。

    生產(chǎn)流程變化不大。由于航天各企業(yè)承擔(dān)的產(chǎn)品種類是基本不變的，這就決定了產(chǎn)品的關(guān)鍵路線及南各個任務(wù)作為節(jié)點(diǎn)所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)甘特圖也基本一致。如在底盤各項目的過程中，幾乎所有的流程都是設(shè)計圖紙——工藝方法——起豎主梁生產(chǎn)——車架生產(chǎn)——總裝調(diào)試等。

二、約束條件

    1.技術(shù)狀態(tài)不穩(wěn)定，工藝方法可拓展性差

    目前研制的產(chǎn)品雖然在單個產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)上與以往的產(chǎn)品狀態(tài)相比具有較大的借鑒意義，但新產(chǎn)品與整個新系統(tǒng)的適應(yīng)性是考核技術(shù)狀態(tài)的重要指標(biāo)。往往單個產(chǎn)品進(jìn)行了適應(yīng)性改造形成了新的產(chǎn)品，但與新的復(fù)摸索。航天企業(yè)為保證生產(chǎn)周期，啟用了“邊研制、邊定型、邊批產(chǎn)”的生產(chǎn)管理模式，但是狀態(tài)變化帶來的過程反復(fù)，狀態(tài)變更帶來的質(zhì)量問題歸零，占用了部分資源，造成了生產(chǎn)安排的混亂。

    由于新開發(fā)產(chǎn)品的工藝適應(yīng)性與批產(chǎn)產(chǎn)品存在著一定的差異，而現(xiàn)有的生產(chǎn)線短期內(nèi)無法增加，在工藝安排上只能利用現(xiàn)有資源進(jìn)行調(diào)劑，在設(shè)備能力臨近瓶頸時，也只能通過操作者個人的能力來保證，導(dǎo)致產(chǎn)品加工的質(zhì)量穩(wěn)定性難以保證。產(chǎn)品的返修、返工及報廢后重新加工內(nèi)容的增多，生產(chǎn)計劃頻繁調(diào)整，使控制難度進(jìn)一步加大。

    2.虛擬制造大量存在

    所謂虛擬制造，就是從產(chǎn)品設(shè)計開始，形成技術(shù)文件后委托外協(xié)廠加工制造，部件由外協(xié)廠進(jìn)行加工、裝配，構(gòu)成部件總成，經(jīng)過生產(chǎn)過程的質(zhì)量檢驗(yàn)、驗(yàn)收合格后送到工廠進(jìn)行產(chǎn)品總裝。

    航天產(chǎn)品具有系統(tǒng)集成的特點(diǎn)。在長期的發(fā)展過程中，航天企業(yè)雖然積累了一定的生產(chǎn)制造能力，但是仍有大量核心單機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計、制造過程不在企業(yè)內(nèi)部，外購、外協(xié)產(chǎn)品大量存在，產(chǎn)品狀態(tài)、進(jìn)度及質(zhì)量控制需要企業(yè)在外部復(fù)制出一套控制系統(tǒng)，耗用了一定的資源，也加大了生產(chǎn)管理控制的難度。

    3.物料控制、均衡生產(chǎn)難度大

    零庫存是基于JIT(Just InTime)模式建立的企業(yè)物料管理模式，它是在企業(yè)建立了穩(wěn)定的供應(yīng)鏈模式后采用的低成本物資管理模式，其基礎(chǔ)是批量訂貨、低成本、及時供應(yīng)。在研制產(chǎn)品的生產(chǎn)管理過程中，小批量甚至單一產(chǎn)品的重復(fù)訂貨及較短的供貨周期，極大地影響了供應(yīng)商的及時性和整個供應(yīng)鏈系統(tǒng)的穩(wěn)定性，不愿意接受訂單、無法滿足周期以及產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定導(dǎo)致重復(fù)訂貨等一系列問題，加大了系統(tǒng)齊套難度，影響了生產(chǎn)的順利推進(jìn)。在多品種小批量產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，多個項目并行，而項目的相似性決定了其在一定時段內(nèi)對設(shè)備、人力等資源的需求較強(qiáng)且存在沖突，而在另一時段，隨著產(chǎn)品生產(chǎn)過程的逐步推進(jìn)，緊張的資源又都閑置下來，資源的利用呈現(xiàn)波浪式的跳躍，影響了均衡生產(chǎn)。

    4.關(guān)鍵路線控制的局部性

    目前的生產(chǎn)管理過程主要采用的是關(guān)鍵路線控制法，通過建立產(chǎn)品的生產(chǎn)計劃，擬出關(guān)鍵、重要的技術(shù)，得出影響某批次產(chǎn)品的關(guān)鍵路線，在資源利用上給與積極的支持，保證關(guān)鍵路線產(chǎn)品的順利產(chǎn)出以保證批次產(chǎn)品的整體進(jìn)度。但是隨著多批次產(chǎn)品的同時投入，各批次產(chǎn)品的關(guān)鍵路線存在著沖突的現(xiàn)象，如在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的數(shù)控龍門銑設(shè)備“排隊”現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)需要領(lǐng)導(dǎo)“拍板”決定先上哪個產(chǎn)品的現(xiàn)象。

    由于各個批次的關(guān)鍵路線都集中在同一臺設(shè)備上，任何一個批次產(chǎn)品在關(guān)鍵路線上的延誤都會導(dǎo)致無法滿足生產(chǎn)周期的情況，關(guān)鍵路線管理的局部性影響了生產(chǎn)過程的整體推進(jìn)。

三、對策

    受多批次小批量生產(chǎn)環(huán)境的影響，造成了上述的約束條件，在生產(chǎn)過程中要克服約束條件的影響，可以從以下幾個方面進(jìn)行探索。

    1.加強(qiáng)橫向設(shè)計管理及工藝

    方法的多樣化研究目前的設(shè)計T作都是基于縱向鏈條建立的，就是項目從上至下，單一產(chǎn)品、單一設(shè)計、單一生產(chǎn)，而實(shí)際上目前航天產(chǎn)品或多或少存在相似或相通的地方，無論結(jié)構(gòu)設(shè)計、電器設(shè)計甚至整個系統(tǒng)的理論要求都有相似的地方，變相似為相通就町極大地降低生產(chǎn)管理的難度，這就需要建立橫向設(shè)計管理系統(tǒng)，進(jìn)行“基本模塊”設(shè)計。例如在底盤的設(shè)計制造過程中，企業(yè)通常是以某一型號底盤的設(shè)計為主線開展工作，而實(shí)際上各型號的底盤在大體功能一致的情況下存在著一些結(jié)構(gòu)相似的部、組件，如用于不同型號底盤的轉(zhuǎn)向系零件之間僅存在外觀尺寸的差異或僅是零件上一些孔位的差異，到了模具設(shè)計階段，如果只考慮縱向設(shè)計，則每個零件都要進(jìn)行一次模具設(shè)計，而如果進(jìn)行橫向設(shè)計，那么只需要設(shè)一套模具，通過加工消除多余尺寸即可。

    要對加工方法進(jìn)行多樣化研究，保證一種產(chǎn)品在生產(chǎn)現(xiàn)場有多種可選擇實(shí)現(xiàn)路徑，如在目前的工藝?yán)砟钪校瑸樘岣弋a(chǎn)品產(chǎn)出速度，通常會選擇通過加工中心設(shè)備一次成型來實(shí)現(xiàn)，但實(shí)際上如果普通設(shè)備的精度可以保證，那么當(dāng)出現(xiàn)資源沖突時，通過調(diào)劑一部分產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)分流是最穩(wěn)妥的辦法。

    當(dāng)然，不能等到產(chǎn)品到達(dá)某工序時才考慮其工藝方法的可替代性，而是在投產(chǎn)前就提出可替代的方法，這樣能較大地化解資源沖突的矛盾，促進(jìn)生產(chǎn)有序推進(jìn)。另外，要加強(qiáng)成組技術(shù)研究，使不同型號相似模塊成批、成組加丁來保證加工效率和質(zhì)量。比如工裝是加工產(chǎn)品的輔助手段，通常設(shè)計工裝的目的是為了滿足某一個產(chǎn)品的加工需求，而如果多個產(chǎn)品的加工需求具有通用性，在產(chǎn)品投產(chǎn)前先生產(chǎn)出具有通用性的工裝，將會事半功倍。

    2．抓住關(guān)鍵核心

    虛擬制造所帶來的一系列問題主要表現(xiàn)在質(zhì)量、進(jìn)度不能完全滿足需求，在過程中往往只提設(shè)計技術(shù)要求，產(chǎn)品設(shè)計制造出來后由于沒有掌握核心，驗(yàn)收難度較大，有時候即使驗(yàn)收合格又存在不滿足使用要求的情況。因此，要保證虛擬制造滿足需求必須進(jìn)一步吃透技術(shù)，設(shè)計人員提出設(shè)計要求后，相關(guān)檢驗(yàn)人員要對產(chǎn)品、實(shí)物進(jìn)行詳細(xì)分析，掌握關(guān)鍵數(shù)據(jù)和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，如果短期內(nèi)無法掌握，則要對虛擬制造產(chǎn)品進(jìn)行跟產(chǎn)，摸清其關(guān)鍵數(shù)據(jù)保證產(chǎn)品滿足需求，提高虛擬制造的符合性。

    3．建立虛擬庫存空間。加強(qiáng)外協(xié)及計劃管理

    提前介入是保證物料及時供應(yīng)的最好辦法。在目前的情況下，物資管理人員如果能提前了解產(chǎn)品的構(gòu)成及主要性能，就能提前分析出影響生產(chǎn)的關(guān)鍵元素，提前做好相關(guān)準(zhǔn)備。通常的習(xí)慣是設(shè)計人員在設(shè)計開始前提一個長周期物料備料清單，但對其它物料(非關(guān)鍵卻是重要的物料)需求卻相對滯后，然而這類物料町替代性相對較強(qiáng)且多型號均用，因此可考慮建立一個虛擬庫存。分年度、季度對此類物資進(jìn)行分析，根據(jù)不同型號共用的特點(diǎn)進(jìn)行預(yù)訂、預(yù)購，并列出物資明細(xì)，在到貨周期上進(jìn)行分段設(shè)計，等產(chǎn)品正式圖紙下達(dá)后，可通過平衡計劃的方式進(jìn)行物資管理，降低因小批量、單件訂貨增加的成本及管理難度，保證物料的及時供應(yīng)。

    多項目并行帶來的最大問題是在一定時期內(nèi)存在資源的漂移瓶頸。根據(jù)年度、季度策劃和能力平衡，不同項目長期看是均衡的，但因某一項目出現(xiàn)技術(shù)上、質(zhì)量上、管理上的失誤，造成各關(guān)鍵路線周期、節(jié)點(diǎn)變化，使原有的資源瓶頸發(fā)生變化，就是所謂的資源瓶頸漂移問題。此時即使設(shè)備、人力資源滿負(fù)荷也無法滿足需求，資源在短期內(nèi)也無法得到補(bǔ)充，外協(xié)的方式能夠在很大程度上緩解資源瓶頸帶來的挑戰(zhàn)。因此，要保障均衡生產(chǎn)就要加大外協(xié)管理的力度，要充分利用市場資源，做到各環(huán)節(jié)相互協(xié)調(diào)，保證生產(chǎn)需求。在外協(xié)管理中要積極注意市場環(huán)境的基本情況及其變化，保證做到“拿的出去，帶的回來”。

    產(chǎn)生瓶頸漂移約束的另一個問題是投產(chǎn)日期。目前的計劃習(xí)慣是年前啟動，經(jīng)過設(shè)計、工藝、投產(chǎn)等各階段，由于流程基本相似，到達(dá)生產(chǎn)現(xiàn)場的時間基本相同，在某一時間段可能基本上沒有什么生產(chǎn)任務(wù)，但另一時間段卻出現(xiàn)高潮，因此在投產(chǎn)El期上也要依據(jù)批次產(chǎn)品的重要性、節(jié)點(diǎn)要求等進(jìn)行排序，保證順利推進(jìn)又不相互影響，保障均衡生產(chǎn)的需要。

    4．變關(guān)鍵路線

    為關(guān)鍵鏈路徑首先要分析每個批次生產(chǎn)任務(wù)之間存在交叉的地方，如A、B兩個型號的關(guān)鍵產(chǎn)品需要同樣的生產(chǎn)資源，且都處于關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)上，在具體的操作中就應(yīng)首先對A、B任務(wù)的重要程度進(jìn)行排序，確定優(yōu)先任務(wù)并列入關(guān)鍵鏈路徑。但在優(yōu)先任務(wù)的安排上對資源的可利用率只能設(shè)定70％，另外30％設(shè)定為緩沖。隨著B任務(wù)甚至C任務(wù)的節(jié)點(diǎn)要求，不斷對緩沖值進(jìn)行調(diào)整，以保證有一定的資源去實(shí)現(xiàn)多個任務(wù)(關(guān)鍵鏈以外任務(wù))的需要。如果B或C任務(wù)延遲生產(chǎn)不會影響B(tài)、C任務(wù)的需求，那么可將緩沖設(shè)定為臨界值0，延遲B、C任務(wù)的開工，這樣就可避開任務(wù)交錯的影響。

    在任務(wù)的實(shí)施過程中，最重要的是要及時更新每個任務(wù)的進(jìn)程及緩沖的消耗情況，如果A任務(wù)的某關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)還未完成而緩沖已經(jīng)全部消耗，那么必須要通過增加資源來補(bǔ)充緩沖。對于生產(chǎn)設(shè)備短缺的問題，可依靠產(chǎn)品外協(xié)、加班倒班等方式進(jìn)行彌補(bǔ)。緩沖的臨界是不容易出現(xiàn)的，過程控制就是要依據(jù)整個生產(chǎn)系統(tǒng)中各任務(wù)鏈的完工程度及緩沖消耗程度的比值來決定資源使用權(quán)，如在數(shù)控龍門銑等關(guān)鍵設(shè)備資源短缺的情況下。企業(yè)會優(yōu)先選擇占用時間短的產(chǎn)品，而占用時間長的項目則會排到后面，以保證資源的合理利用。

    生產(chǎn)管理是一個復(fù)雜系統(tǒng)的管理過程，任何一個環(huán)節(jié)的缺失都會影響整個系統(tǒng)的正常運(yùn)行，約束條件出現(xiàn)時重要的是加強(qiáng)管理和引導(dǎo)，這樣才能保證整個生產(chǎn)管理系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

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本文標(biāo)題：多品種小批量條件下的生產(chǎn)管理初探

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