工业企业,一般可以分为两大类:流程型生产企业和离散型生产企业。离散型企业以飞机制造、船舶制造、汽车制造为代表。流程型生产企业以发电厂、石油、化工企业为代表。
一、装配物特性和物料配送策略的分类:
我们讨论的物料配送,是从离散型制造的方面来考虑的。
从典型的物料配送模式来看,从装配物和配送物料的角度,可以建立一个矩阵来确定所确定对象的物流上线运作的模式。
从装配物装配过程的 形式上看,离散型制造中的装配作业可以分为两种:装配产物(总成)固定的和移动的。
总成固定:以飞机和船舶、大型机电设备为代表,此类产品的特点是,总成装配一旦开始,整体就不再移动,物料的配送根据零件实际需要的落点进行配送。当然,某些产量较低的轿车,可能采用装配点固定的模式,在此文中不对其进行研究。
总成移动:当前包括汽车在内的大多数的机械行业装配,都已经采用了流水线的形式,所以这些汽车、电器、汽车零部件的装配作业中,装配物绝大多数是流动的。
在总成移动情况下,又可以根据装配物料的特点将其分为两类:
其一:在生产线旁暂存的物料,在被装至汽车车身上之前,是在固定地点存放“等待”被使用的。可以理解为零部件物料的配送作业,落点是固定的。
其二,是在某段工位,需要使用的零件,采用容器存放,跟随汽车车身移动。这种模式下,零件在被使用之前,有一个跟随流动的过程。
而船舶制造中,由于船坞的原因,零件的落点是基本固定的。飞机制造中,同个工厂可能同时展开多台飞机的制造,所以对零件的使用,不同时间的不同工位,可能会需要相同的零件,所以我们理解为,物料的配送落点也不确定。
转到我们提到的矩阵来看,在汽车总装属于总成移动的类型,那么物料的配送上就有了2种模式:固定模式和跟随模式。见下图:
固定模式以流行的看板(KANBAN)和暗灯(ANDON),JIS为代表,跟随模式以物料篮子(WARENKORB)为代表。
二、计划模式和物料模式的关系
我们再来看供料形式和计划方面的关系。从汽车行业来看,物流模式和企业整体计划模式是相关的。一般而言,汽车行业的订单和计划模式有四种:如图:
除了少数日系企业外,多数主流汽车企业的订单和计划模式属于配额模式和订单模式。假如我们把经销商的订单作为外部的订单,而销售计划作为内部计划的话,基本上可以在上述四种模式的基础上划分两个大类。类包括前两种模式,第二类为后两种模式。
比较两种模式,前者的主要特征为:产生生产计划的需求不是具体的、客户产生的;而后一种模式可以理解为是客户订单出发的生产计划。这就带来两者的主要差异:第二种模式下客户订单确定后的更改较小,从而锁定计划的前置时间就会较长;而种模式的订单并不是真实的客户需求,如此带来的问题是计划的锁定前置时间较短,计划的变动也会比较大。
种模式下,按照客户订单汇总后,根据平准化及各个工厂:焊装、涂装、总装的各自特点,形成生产顺序计划。一般在投入生产前的2周或早前,计划已经锁定,之后按照工艺顺序和顺序计划组织生产。
这样在进行物料配送中(主要指总装),将严格按照顺序计划的指示进行物料的准备和配送。从更大的范围来观察这种模式,实际上是从供应商——主机厂库存——主机厂生产的一种顺序拉动模式。如下图:
上述的模式可以理解为顺序计划拉动的物流模式。在这种模式下,在距生产开始前的较早时间,生产的顺序计划就已经被确定,供应商也会同时获得这些计划,如此供应商基本按照此计划进行生产,并且不需要准备大量库存,供应商通过供给主机的RDC或直供主机的形式进行供货。需要注意的是:供应商最终的供货数量、种类、时间都基本是按照较早获得的顺序计划进行的,和该计划没有太大差别。
第二种模式下,根据库存排定生产计划,或者根据主机销售公司的销售计划进行生产计划的安排。
在此模式下,由于生产必须按照实际的市场需求来调整,所以计划在提前数周发出后,并不是确定的版本实际上,可以理解为在生产前的1-2天内才能完全确定顺序计划,而不是种模式下的生产前数周就已经确定。
这种模式和种的顺序计划拉动模式比较,主要的差异点在于:第二种模式下各个环节必须保有较多的库存。这是因为:顺序计划确定之后到生产之前的时间太短,不足以使供应商完全按照确定的计划进行生产,甚至这个时间不足以使供应商完成从自身到主机厂的运输。所以在主机厂的RDC和供应商的成品仓库,必须存放相应的库存。而这种模式的主要特点即多级库存拉动。如下图:
一般而言,在这个多级库存的系统中,采用低储高补的策略——当物料消耗到一定程度时,就把它补充到一个事先预定的数量。例如生产线到RDC的拉动,无论是KANBAN拉动,还是ANDON拉动,都是符合这个原理的。而从RDC到主机厂,尽管是按照较早的订单,供应商生产并配送。但是从本质上说,这个环节的目的就是保证RDC的库存。所以也可以理解为库存拉动。
三、物料上线的不同形式
在讨论物料上线时,我们按照前面区分的两大类:固定模式和跟随模式。跟随模式目前仅有一种WARENKORB的形式,而固定模式,具有多种形式。
跟随模式的WARENKORB:
跟随模式,也叫移动模式,是区别于固定模式的。对于汽车行业而言,固定模式指某项零件在被使用之前,在一个固定位置的存放点等待了一定时间以后,再被使用的。跟随模式,物料在被使用之前的一段时间内,是同被装配物(装配总成产品)一起移动的。
跟随模式下,一般跟随的容器,是将工位区分成不同的段,每个容器对应单车(或者前后两辆车)的一些连续工位段。我们以单个跟随的容器对应单车的某个工段为例,因为车辆在上线装配之前是具有排序信息的,根据这些排序信息,对应的把物料分拣进跟随物料容器(以下简称物料篮),分拣好的物料篮存在一定的排序库存,其和车辆存在一对一的关系,需要装配的车辆到达需要装配的工位区域后,完成和对应装配车辆的匹配,随后进行物料篮内零件的装配,在完成该工位段后,物料篮中的零件耗尽。
固定模式:
固定模式是流水线供料的最常见模式,其特点为:零件在生产线的落点是相对固定的,需要根据生产计划在生产线边存放物料,保证生产的使用。
从信号产生的形式看,固定模式可以区分为基于多箱的拉动和基于单箱的拉动,此外还有一种JIS的拉动。所谓多箱的意义,可以参照有关KANBAN的基础知识。
多箱系统是目前大多数企业的物料上线拉动形式,其甚至不需要信息系统的介入,简单且容易操作。事实上这种拉动形式也叫做超市拉动系统。如左图,滑移架搭配看板,就构成典型的这种多箱拉动形式。
在某些情况下,生产线旁不能存放超过一个的容器,例如图中的大型容器,这时候多箱系统就不能正常运作了,于是对应的就是单箱拉动系统。
单箱拉动,以ANDON为典型的拉动形式。(不是指现场监控的ANDON,具体请参考WIKI)ANDON的基本原理是:不再使用看板作为发出信号的工具,而是由现场使用物料的人员控制——实现对具体的物料建立一个触发ANDON信号的数量,当现场的数量到达该数量时,使用物料的人员将发出实时信号给RDC,按照事先的流程,RDC将在规定的时间内送达生产线现场。
上述两种固定模式都有一个特征:当物料消耗到一定程度时,由人工的形式来进行触发信号,配送人员在获得配送信号后,就在限定的时间内将物料完成配送上线。所以,从这个方面来看,ANDON系统并没有一个主动的配送计划或者指导来源,也是被动的根据实际耗用情况进行补充。所以我们仍然把ANOND作为看板拉动的一种特殊形式。
在实际应用中,由于零件自身的状态存在很大的差异(具体的判定是属于PFEP的内容),所以在同样是拉动中,就存在了类似KANBAN和ANDON的差别。
此外的JIS拉动,一般对应大件,其物流实体为下图中下方的绿色线条——获得顺序计划后,供应商直送至主机的工厂,并不经过RDC。此处就不对这种形式过多介绍。
四、不同模式所适合的配送环境和特点
既然从汽车总装物料配送存在上述2种类型,我们可以来看这不同的运作方式所适应的情况和对应的特点。
从物料的保障程度来看,物料篮模式对企业的整体要求是比较高的。
基于如下原因:
一、物料篮模式下,对顺序计划的要求高,必须100%正确可实现,否则可能会造成车辆装配和订单要求不一致。
二、对质量和装配工艺要求高:物料篮模式对每台车的配料是根据BOM表确定物料数量的,没有多余或备用的物料,一旦存在物料的质量问题,或因装配工艺的问题造成物料报废,都会带来严重的后果。
从这个角度看,一般企业在质量和工程能力没有提高的情况下,并不太适合采用物料篮模式。
其他的集中形式:KANBAN最为简单易用,并且有效,但是的难题是看板卡本身的管理。ANDON系统一般需要IT方面的投入;而JIS则需要IT投入的同时,能够详细规划供应商的运输问题。
五、小解
本文仅从装配形式核计划出发,分析了汽车总装物流的上线环节。从分析看,企业在某个环节采用何种物流形式,都和自身的销售模式、计划模式,甚至供应商能力及自身的工程能力有关。所以企业在具体的状况下应该采用怎样的物流模式,是需要分析的问题。