本文的切入点是生产线的物流规划,利用现有条件,比如生产节拍、工艺流程、单元化包装、场地面积等参数,结合ABC分类和流量平衡图进行分析,规划物料的运输数量、运输时间、线边存放方式、线边库存量的范围、运输方式、运输路线等,即PFEP-Planning For Every Part包含的内容。之后,运用PFEP的结果,结合场地面积,制作生产线定置图。
一. 生产线规划需求分析
生产线物流规划是为生产作业服务的,必须服从生产作业对物流的整体要求。其核心目的就是降低成本,提高效率。具体的表现就是:
1. 降低线边库存量,或者说以最低的存量满足连续生产。
2. 缩短零部件的运输距离,降低物流成本。特别是生产线边的存放地,要尽量靠近作业人员,减少作业人员走动、转身、弯腰所花费的不增值作业时间,提高作业效率;
3. 提高场地利用率,因为生产作业是增值过程,所以有限的场地,在布置时应最大限度向生产作业倾斜:线边库存尽量占用最小的空间,更多的空间要分配给生产作业在生产现场
4. 物流作业(配送、装卸、摆放、拆包、交接等)是不增值过程,因此作业应尽量简化或省略,同时也将减少物流作业设备的相关投入。
所以,物流规划必须符合以上要求,才是科学的,合理的。
二. 循环周期与ABC分类
满足生产与库存控制是矛盾统一体,需要为库存量找到一个平衡点。把线边存量看成是仓库,那么,同样可以利用库存模型进行计算最低库存。下面运用不同的模型来计算线边的库存量:
1. 如果采用ROP模型设置,那么订货点=补货周期*单位时间的平均消耗+补货周期内的需求波动(即安全库存=服务水平因子*标准偏差),其线边最大库存量在连续补货的理想状态下,与订货点相同。
2. 如果采用M-x模型,那么线边最大库存量=补货周期*单位时间的平均消耗+补货周期内需求波动(即服务水平因子*标准偏差)。
如果需求波动不大,比如丰田公司,就把安全库存简化设置为需求的20%甚至更低(丰田生产方式第三版P401),那么,从上述的公式可以得到结论:生产线无论采用定量不定期补货,还是定期不定量补货,库存的最大值,在需求波动不大的情况下,取决于其补货的间隔周期。
所以,在生产线的物流规划中,第一个设定的参数的就是零部件补货的间隔周期即循环周期。循环周期的设置决定了线边库存量的最大最小值。
那么,如何针对不同的物料设置不同的循环周期才是合理的呢?本人推荐采用大家熟悉的工具:ABC分类(帕累托统计)。
下面我举例说明,为了方便计算,做如下假设:
A类零部件占品种比例10%,占总价值70%
B类零部件占品种比例20%,占总价值20%
C类零部件占品种比例70%,占总价值10%
假设所有零部件每1小时配送一次物料,则:
零部件的库存周转期=70%*1+80%*1+10%*1=1小时,
1小时内配送的品种比例=10%*1/1+20%*1/1+70%*1/1=100%
做一下简单的调整,把A类的配送间隔改成0.5小时,B类维持配送时间1小时,C类的配送时间延长为2小时,则:
零部件的库存周转期=70%*0.5+0.2*1+0.1*2=0.75小时,
1小时内配送的品种比例=10%*1/0.5+20%*1/1+10% *1/2=75%
对比发现:仅仅把配送的次数分配给高价值的零部件,降低价值高的零部件的配送次数,零部件的库存周转期下降了25%,1小时内的配送的品种数量下降了25%。
与《企业制造资源计划MRPII原理》一书中的原理6(把生产调整次数分配给高值物品以降低其库存,可轻而易举地补偿低值物品库存的增长)对比,会发现,有异曲同工之妙。
所以,不同种类的零部件的在生产线的循环周期,按照单位时间内零部件的流量进行ABC分类,分别设置不同的循环周期。
需要说明的是以下几点:
1. 物流流量参数包含了很多维度:品种数、数量、体积、重量、价值等,在仓储、配送、线边等不同的作业中考虑的因素不同。而ABC分类是一维的,对于生产线边规划,本人建议以体积为维度。即单位时间内的零部件需求总体积作为统计参数。
2. 在现有的ERP系统中,同一种零部件,其特征项不同,比如不同颜色的保险杠,其零部件的编码未必是一致的,很少采用特征项的方式进行编码。但是在物流规划中,同一种零部件因单元化包装相同,装配工位相同,需求量之间有相互关联,是必须归纳处理的。
3. 循环周期为生产线上的零部件连续补货的间隔时间,与采购提前期有本质的不同,补充的批量为循环周期内需求量,而且是最小包装的倍数,最好是单元化包装的倍数。
4. 设定循环周期补货,设置采用的是M-x模型,对于采用ROP模型,用订货点触发补货的,两者在同一循环周期,同一服务水平下,是没有区别的。
5. 需求的波动需要通过品种的均衡分布来削弱,即丰田所说的均衡生产中的品种均衡,丰田生产方式提供了目标追踪法的算法,详见丰田生产方式第三版P389,本文不做具体描述。
三 流量平衡图
线边的库存相当于一个水库,用于保证生产线的连续均衡运转。如果输入大于输出,线边库存将持续增长直至爆仓;如果输入小于输出,线边库存将持续下降直至停产。因此,零部件的流量必然是均衡的,输入与输出在长时间内相等。把零部件在单位时间的流量及存量,以参数的形式量化的计算出来,并用图形表示的工具,就是流量平衡图。
流量平衡图是用图标的直观形式表现流量和存量,其可用的维度较多,零部件品种数、零部件数量、体积、重量、价值等,都可以作为计量流量的维度。在仓库的物流规划中,优先考虑的是价值维度;但是在生产线的规划中,优先考虑的是体积维度,在规划的时候需要注意。
流量平衡图是下一步规划的依据,流量决定了搬运设备的选型和数量,存量决定了功能区的设置和面积,以及存储设备的形式和数量。因此,流量平衡图的计算必须严谨,以数据说话。