MTO下，企業(yè)如何排產(chǎn)與監(jiān)控
01
序
對(duì)于采用MTO（面對(duì)訂單的生產(chǎn)）方式組織生產(chǎn)的企業(yè)來說，雖然總體上可以用順序計(jì)劃的方式進(jìn)行了排產(chǎn)，但是還需要確定三個(gè)要素，才能有效的做好排產(chǎn)計(jì)劃，以及對(duì)生產(chǎn)進(jìn)度的監(jiān)控工作。
要素一：基于訂單的需求數(shù)量和交付期，如何確定產(chǎn)能是否滿足。
要素二：生產(chǎn)周期的計(jì)算，能否準(zhǔn)時(shí)交付。
要素三：投料時(shí)間點(diǎn)及投料數(shù)量（要考慮料廢）。
采用通常的精益生產(chǎn)方式是很難確定這三個(gè)要素的。畢竟，精益生產(chǎn)往往適用于多品種小批量的可重復(fù)生產(chǎn)，即MTS（面向庫(kù)存的生產(chǎn)）方式。
02
嚴(yán)酷的MTO場(chǎng)景
MTO的場(chǎng)景要比MTS嚴(yán)酷的多，雖然生產(chǎn)設(shè)備不會(huì)發(fā)生大的變化。
但是不同的訂單要求的工藝路徑、加工量都會(huì)變化，再加上有的顧客還會(huì)提出新的設(shè)計(jì)要求，這就讓生產(chǎn)系統(tǒng)的變量極大。
雖然有些排產(chǎn)軟件（APS）號(hào)稱能夠很好地解決這個(gè)問題，但是這些軟件依然要依賴準(zhǔn)確的物料BOM和工藝路線數(shù)據(jù)，如果企業(yè)能夠及時(shí)提供這些數(shù)據(jù)，APS將會(huì)大顯身手，如果不能，就不要望梅止渴了。
有沒有更合理（不是說企業(yè)現(xiàn)行的方法就不合理）、且簡(jiǎn)單的方法來對(duì)MTO方式進(jìn)行排產(chǎn)呢？肯定有，關(guān)鍵是能否有效處理前面提到三個(gè)要素。
03
從節(jié)拍到瓶頸CT
當(dāng)企業(yè)達(dá)到較高的精益水平后，就會(huì)設(shè)定節(jié)拍來組織生產(chǎn)過程，那么：
所需產(chǎn)能=節(jié)拍時(shí)間*訂單數(shù)量
生產(chǎn)周期=節(jié)拍時(shí)間*工序數(shù)量*中間在制品數(shù)量
投料時(shí)間=交付時(shí)間—生產(chǎn)周期
一切的數(shù)據(jù)都如此簡(jiǎn)單，難怪內(nèi)行人都將“節(jié)拍”作為生產(chǎn)管理的核心基準(zhǔn)。
在MTO場(chǎng)景下（工藝路徑、加工時(shí)間不穩(wěn)定），節(jié)拍是很難保證的事情（可以計(jì)算出來，但是很難執(zhí)行）。因此，需要找一個(gè)“節(jié)拍”的替代基準(zhǔn)，來規(guī)劃排產(chǎn)計(jì)劃。
無論工藝路徑和加工時(shí)間如何變化，一件產(chǎn)品的加工過程中，總會(huì)有一道工序是速度最慢的，這就是“瓶頸”工序。能否將瓶頸工序的CT（產(chǎn)距時(shí)間）當(dāng)作基準(zhǔn)呢？
我用電子表格模擬過（很簡(jiǎn)單），假如產(chǎn)品需要經(jīng)過五道工序生產(chǎn)，在MTO的情況下（空線），生產(chǎn)到第六件產(chǎn)品的時(shí)候，生產(chǎn)周期=5（道工序）*瓶頸CT。
結(jié)論是：能用瓶頸CT作為基準(zhǔn)。
04
基于瓶頸與原料供應(yīng)進(jìn)行粗能力評(píng)審
某客戶在本月1號(hào)，給企業(yè)下達(dá)了訂單，要求本月10號(hào)交付100件產(chǎn)品。企業(yè)首先要識(shí)別自己能否按期交付，這個(gè)判斷不需要太精確，稱之為“粗能力評(píng)審”，方法是：
1、工藝：對(duì)訂單的產(chǎn)品，規(guī)劃工藝路徑。
2、瓶頸：通過經(jīng)驗(yàn)或初步的工藝測(cè)算，找到瓶頸工序，確定瓶頸的CT。
3、負(fù)荷：查看現(xiàn)有產(chǎn)品在瓶頸工序上的生產(chǎn)負(fù)荷（當(dāng)前生產(chǎn)任務(wù)安排），見下圖：
從圖上可以看出，瓶頸工序在3號(hào)還未排滿，這樣就可以從3號(hào)安排新接訂單的生產(chǎn)。
4、粗能力評(píng)審：新訂單的瓶頸是工序3，CT是3分鐘，那么完成100件則需要：
3*100=300分鐘=5小時(shí)=0.7個(gè)工作日
而排產(chǎn)日期到交付日期則有7天多，肯定（不一定吧）可以按期交付，那么，這個(gè)訂單可以接。等等，忘了什么？
5、原料供應(yīng)：是不是忘了有沒有原材料？如果有足夠的原料，那就沒問題了。
如果沒有原料，從1號(hào)下采購(gòu)訂單，如果能在3號(hào)投產(chǎn)前到貨的話，前面的粗能力評(píng)審就沒有問題，如果超過3號(hào)到貨，那么生產(chǎn)時(shí)間還要后移才對(duì)。
6、評(píng)審結(jié)果：粗能力評(píng)審需要考慮瓶頸負(fù)荷與原料可得性，要按最差的數(shù)據(jù)來疊加。
7、適用場(chǎng)景：粗能力評(píng)審只適用于“合同評(píng)審”階段，具體的排產(chǎn)計(jì)劃，是另外一回事。
05
排產(chǎn)前先規(guī)劃好物流方法和中間在制數(shù)量
千萬要記住，實(shí)際的生產(chǎn)周期要比粗能力評(píng)審的時(shí)間長(zhǎng)，這是因?yàn)橹虚g在制品更多、工序更多的緣故。
因此，實(shí)際排產(chǎn)前，一定要先規(guī)劃物流方法，以確定全部的中間在制品，見下圖：
為了保證所有工序都能夠連續(xù)加工，除了本工序正在加工的一件產(chǎn)品外，處于物流轉(zhuǎn)運(yùn)中的物料至少有一件（一個(gè)流）。
同時(shí)，因?yàn)楣ば?是瓶頸，為了讓它滿負(fù)荷生產(chǎn)，在它的前面設(shè)置了3件“物料緩沖”。因此，所有的中間在制品是13個(gè)。這是最少的中間在制品數(shù)量了。
如果物流水平不夠，需要多件轉(zhuǎn)序，那么中間在制品的數(shù)量要更多。
補(bǔ)充1：關(guān)于瓶頸前為什么設(shè)置“庫(kù)存緩沖”，請(qǐng)學(xué)習(xí)TOC（約束理論）的DBR模型。
補(bǔ)充2：這3個(gè)物料緩沖是怎樣準(zhǔn)備出來的呢？因?yàn)楣ば?是瓶頸，剛開始投產(chǎn)的時(shí)候，讓前面工序滿負(fù)荷生產(chǎn)，就自然而然的在瓶頸前積累出多余的緩沖了。
之后，就需要根據(jù)瓶頸的CT，同步投料。
06
計(jì)算名義上生產(chǎn)周期
瓶頸CT為3分鐘，一共5道工序，共有13件中間在制品，所以，生產(chǎn)周期為：
3*5*13=195分鐘
這是單件產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，顧客要100件，總生產(chǎn)周期是多少？
小心，不要計(jì)算錯(cuò)誤了，
總周期=195+（100—1）*3=492分鐘=8.2小時(shí)=1.1個(gè)工作日
07
基于過程波動(dòng)，增加時(shí)間緩沖
實(shí)際生產(chǎn)過程不會(huì)一帆風(fēng)順的，人員操作、設(shè)備運(yùn)行、物料轉(zhuǎn)運(yùn)等環(huán)節(jié)都會(huì)出現(xiàn)各種異常和波動(dòng)，因此，基于計(jì)算出來的“名義生產(chǎn)周期”，必須額外增加一部分時(shí)間，用來消化這些異常波動(dòng)。
額外增加的“時(shí)間緩沖”可以基于經(jīng)驗(yàn)來設(shè)定，也可以基于OEE來設(shè)定（如果企業(yè)有這個(gè)真實(shí)的數(shù)據(jù)）。
一般來說，至少要增加一倍的時(shí)間，這意味著“預(yù)計(jì)的生產(chǎn)周期”中，一半的時(shí)間用于消化異常（延長(zhǎng)一倍，已經(jīng)是很高的基礎(chǔ)管理水平了）。這樣，預(yù)計(jì)的生產(chǎn)周期是：492分鐘*2=2.2個(gè)工作日
08
確定原料投料時(shí)間和數(shù)量
從原材料庫(kù)投料的時(shí)間是交付期前的2.2個(gè)工作日，就算3天吧。所以原材料必須在6號(hào)（顧客10號(hào)要貨）前進(jìn)入原料庫(kù)。
如果已經(jīng)有了足夠的原料，要不要立刻就投料生產(chǎn)呢，最好不要，先看看有沒有更緊急的訂單吧，既然此訂單能夠保證按期交付，何必將產(chǎn)能提前占用呢。
當(dāng)然，企業(yè)想提前投料也可以，但一定要保證此訂單完工前，不要在相同的設(shè)備上投入另外一個(gè)訂單的物料，以保證占用現(xiàn)場(chǎng)面積最小、不錯(cuò)料、不混料。
此訂單的物料不要一次性都投入，要按著物流的頻次來分批投入。基于質(zhì)量上的考慮，至少要分為三個(gè)類型：
1、先投入一個(gè)小數(shù)量：一是積累瓶頸前的物料緩沖。二是恢復(fù)或優(yōu)化一下該訂單產(chǎn)品的質(zhì)量保證能力。
2、按瓶頸CT，連續(xù)投入大部分原料：這些原料，就按設(shè)定好的質(zhì)量能力、物流周轉(zhuǎn)方法來生產(chǎn)就可以了。
3、尾料投入：兩個(gè)原因要注意尾料部分，一是中間在制品要遞次完工。二是要基于前面生產(chǎn)的質(zhì)量報(bào)廢來追加投料。
09
設(shè)定不等分的綠黃紅三色區(qū)，監(jiān)控訂單進(jìn)度
現(xiàn)在排產(chǎn)的所有計(jì)劃性工作已經(jīng)完成，在生產(chǎn)中還需要對(duì)進(jìn)度進(jìn)行監(jiān)控，以避免過程的意外而影響準(zhǔn)時(shí)交付。監(jiān)控的工作很繁瑣，能否簡(jiǎn)化呢？
將預(yù)計(jì)的生產(chǎn)周期分為三部分，名義周期時(shí)間為綠色，額外增加的時(shí)間緩沖等分為黃、紅兩色，如圖：
按照訂單產(chǎn)品的入成品庫(kù)時(shí)間，基于顏色區(qū)域來監(jiān)控進(jìn)度，如果在綠區(qū)時(shí)間入成品庫(kù)，這是完美的過程。
如果到了黃區(qū)時(shí)間還未入庫(kù)，生產(chǎn)調(diào)度就要向前排查，看看哪里出現(xiàn)的異常，并預(yù)估剩余時(shí)間，看看是否需要加快速度。
如果進(jìn)入紅區(qū)時(shí)間還未入庫(kù)，則必須提高物料流動(dòng)速度，并安排加班，或增加設(shè)備來加速了。
用三色監(jiān)控進(jìn)度的細(xì)節(jié)還有很多，篇幅有限，總不能窮盡各種可能性。
10
相對(duì)復(fù)雜的排產(chǎn)與監(jiān)控
前面的事例是最簡(jiǎn)單的生產(chǎn)模式，大多數(shù)企業(yè)的生產(chǎn)要更加復(fù)雜，如下圖：
自制件加上外購(gòu)件組裝生產(chǎn)，公司級(jí)的計(jì)劃人員要基于兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)來制定排產(chǎn)計(jì)劃，并監(jiān)控生產(chǎn)進(jìn)度：一是交付時(shí)間、二是零部件的齊套時(shí)間。
公司制定計(jì)劃后，由各個(gè)車間的進(jìn)度管理人員，分別基于各自的時(shí)間緩沖來監(jiān)控自己的進(jìn)度。這樣，就形成了統(tǒng)一規(guī)則下排產(chǎn)和進(jìn)度監(jiān)控層級(jí)管理。
11
總結(jié)
前文的所有數(shù)據(jù)，只是為了說明邏輯算法。具體使用，請(qǐng)按企業(yè)的實(shí)際數(shù)據(jù)計(jì)算。
MTO情況下，排產(chǎn)及監(jiān)控的主要步驟是：
1、 基于瓶頸當(dāng)前的負(fù)荷與原料供應(yīng)進(jìn)行粗能力評(píng)審
2、 設(shè)定工序間的物流方法，確定中間在制品
3、 計(jì)算名義上的生產(chǎn)周期
4、 基于過程異常及波動(dòng)，增加時(shí)間緩沖。
5、 確定原料投料時(shí)間、投料數(shù)量（質(zhì)量報(bào)廢）
6、 設(shè)定不等分的綠黃紅三色時(shí)間區(qū)，監(jiān)控生產(chǎn)進(jìn)度
7、 復(fù)雜場(chǎng)景下的排產(chǎn)與監(jiān)控
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