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里恩智能    
里恩智能排程及數字供應鏈
發布時間:2015.12.22  瀏覽次數:
 

里恩智能管理工程高級排程及數字供應鏈總體方案介紹

三層反饋機制

里恩生產現場管理系統(QMS)主要由裝配計劃、車間調度、庫存管控、采購管控四大功能體系架構而成,這些功能體系與其他系統模塊的結合實現了庫存、采購、生產的三層反饋控制機制。資源數據和訂單管理模塊管理生產資源和生產任務。生產反饋采用了條形碼掃描/RFID采集現場數據,當需要制定和調整新的生產計劃和生產指令,利用這些實時數據實現有效的調控。

生產計劃與調度模塊是 QMS系統的核心,也是其他模塊的管控功能得以實現的基礎。生產計劃模塊根據當前的生產任務、各種資源和工藝約束條件,配置資源、加工時間及先后順序,以獲得資源最大利用或者最短生產周期。在車間調度模塊中,通過實時準確的生產反饋確保了生產指令的可執行,這是生產調度功能的關鍵。在準確的生產指令中,包括了給物流管控模塊的物料配送計劃。物料采購實時數據是制定生產計劃以及物料采購計劃的主要依據。在 QMS中,通過接口將對供應商的生產計劃、運輸計劃(到料計劃時間和數量)反饋到采購管控模塊,作為制定生產計劃的依據。同時,針對生產、采購執行情況,當數量、時間變化后,系統立即做出反映并評估訂單交貨期,以調整決策。這種機制為供應鏈提供了最大的柔性,適應小批量多品種混線生產的生產模式。QMS中的庫存管控,包括了兩個有機結合的部分。根據訂單交期需求我們可以決策是否利用部分成品庫存、半成品庫存消減相應的生產數量以達到縮短生產周期、滿足交貨期的目的。庫存管控模塊可以設定每個庫存的上下限,而上下限則根據市場和產能波動分別制定。庫存管理還專門設定了裝配線線邊庫存管理機制。傳統的方法把庫存數量作為管理目標。在里恩管理三層反饋體系則把庫存作為控制生產周期的手段之一,管理的目標是,在滿足交貨期同時保證企業收益管理(Revenue Management)并在生產管理中可控可調。 運管管理平臺系統集成里恩管理系統將與企業現有的 ERP系統集成,并留有接口將與今后上線的   MES、PDM、PLM、SCM等信息系統有效集成。

決策數據平臺——“里恩數據系統“(Quantitative Big-Data System)(QBS)以及相關的技術

本系統所有的數據均進入數據倉庫,并且形成多個數據包,基礎數據、客戶訂單數據、供應商數據、企業資源數據、現場執行數據以及實時的生產計劃調度決策數據。這些數據通過數據挖掘技術,為未來的決策提供支持。

QBS的三個主要數據模塊,分別為:

(1)生產流程數據模塊;制造BOM數據模塊;反饋數據模塊,應用到標準工時的制定、訂單預測、庫存管控策略、產品質量缺陷預警等多個領域。

關鍵技術實現依據 
Nested Partitions Method,
Theory and Applications
Shi, Leyuan, ólafsson, Sigurdur2009, XII, 207 p. 29 illus., Hardcover 

ISBN: 978-0-387-71908-5 

研究開發此項技術已經二十多年,從運籌學基礎研究到企業的實際案例研究,已經在國際頂級刊物發表幾十篇論文,并出版了運籌學 NP方法論專著。

復雜裝配系統的計劃調度屬于多目標、多約束的動態隨機優化問題,由于問題規模較大、解空間復雜,所以對其求解需要高效的優化理論與方法。本項目將通過對生產現場的抽象、建模,在嵌套分割(Nested Partition,NP)理論的基礎上,研究對于此類問題的求解優化方法。其理論技術參數如下: 

•優化算法對于最優解的搜索效率應提高     50%;

•優化算法應具有較好的擴展性,可與其它優化算法,例如數學規劃方法、遺傳算法、禁忌搜索算法等進行良好地混合應用;

•優化算法可以將專家的知識經驗集成到求解過程中;

•求解算法應能保證收斂到全局最優解。

由于本項目涉及到眾多大規模優化的運算,本系統在處理數據優化運算的過程采

用了云計算平臺和技術。



系統架構:



1、數字車間



數字車間是本系統實現的基礎。目前,絕大多數企業的車間調度都是基于人工經驗的手工操作。市場已有的 APS(排程)只能適應局部環境的較為簡單的約束條件。由于生產現場管理非常復雜并伴隨著智能調度系統的決策指令必須符合各個車間不同的資源約束、工藝約束、工裝磨具甚至包括場地空間等約束條件,更重要的是需要符合企業多年生產的習慣(經驗、流程)。所以,車間生產的數學模型和算法均可能具有個性化的需求。強迫改變企業的習慣具有很大的風險。但是,在實現智能優化調度覺得和數據透明化的環境下,不僅僅可以實時應對各種資源和訂單變化,提高了生產效率減少了浪費,更重要的是可以發揮工人的智慧,為生產的持續改進提供了數據基礎。


2、數字工廠 


在各個車間實現了數字化和智能調度后,由多個數字車間和企業的其他部門組成數字工廠,并且通過 QMS系統形成垂直集成和網絡化的制造系統。數字工廠的核心功能是包括供應鏈系統的范圍內實現協同制造。在以訂單需求為驅動的條件下,讓采購、各個車間協同起來,最大程度上減少了庫存并保證了訂單準時交付。數字工廠的實現是以智能的生產計劃決策為核心。決策的結果將決定各個環節采購和車間生產的數量,并且各個層次環節的庫存數量與可預計的訂單波動和資源異變均實現量化管理,徹底改變憑經驗排腦袋的弊端。

數字供應鏈:


通過 QMS提供的移動客戶端(也可以是  APP)將客戶和供應商在實時的數據層面鏈接在一起,形成價值網絡實現橫向集成,這體現了“互聯網+”在離散性制造業的應用。

數據系統集成


可視化的應用

本系統提供了班組工人、車間、各個部門,以及供應商和客戶的可視化工具,每個人均可從系統終端實時觀察自己感興趣的信息,以便幫助自己改善管理和操作,實現企業的高效率運行。



生產看板和派工單 
 

 

(二)里恩管理工程對企業工業流程、商業模式等帶來的變革;

1、QMS的應用實現了具有中國特色的工業企業的管理模式的創新從企業的現實出發,構建以生產運營為主線的量化數字平臺;尊重企業的經驗,將這些經驗量化并納入數字制造系統;用嵌套分割系統描述整體,用非線性規劃處理局部的優化問題;強化生產反饋的控制功能,讓企業的生產運營管理形成一個止退的,循序漸進的,持續改善的過程。

l從企業的現實出發,構建以生產運營為主線的量化數字平臺——首先審視自己的管理水平、員工素質和改善管理接受程度、企業的供應鏈環境,制定一個適合自己的精細化管理的目標;同時,需要建立一個數據透明的環境。

l尊重企業的經驗,將這些經驗量化并納入數字制造系統——在企圖實現優化企業流程管理之前,不要輕易實施流程重組再造。企業多年的生產運營管理中有很多生產計劃調度方面的寶貴經驗,我們需要的就是如何在信息化管理系統中把這些經驗量化并加入到運營決策中去。

l用嵌套分割系統描述整體——產品的生產過程是由多部門多環節組成的,包括各個業務部門、多個車間、采購、庫存、質控等等。一個訂單必須從整體系統上描述,從系統運營的效率而言,系統效率比局部效率更為重要。數據采集系統可以精確提供各個環節的實時數據,而嵌套分割系統則可以讓各個局部的數據結構化,通過對離散數據的結構化來重構訂單。例如,當某個車間工單延遲或者某個物料不到位,在多大程度上影響到整體訂單交期?

l用非線性規劃處理局部的優化問題——車間生產現場管理常常會出現很多很復雜的資源和任務的配置難題,例如多任務情況下同時還要處理設備、工裝、場地、操作工人多種約束的資源優化配置。必須用非線性規劃來建立數學模型來描述、運算、優化。車間層面的優化調度也是整體信息化管理系統最困難的和不可回避的問題。

l強化生產反饋的控制功能——通過實時的生產反饋機制,讓系統生成新的優化的生產計劃調度決策指令,從而讓系統處于一個閉環的、可控的狀態下,提高系統的運營效率。

l讓企業的生產運營管理形成一個止退的,循序漸進、持續改善的過程——在一個透明的可視化的數據環境下,為企業管理提供了實施良好的平臺,有利于實施公平的、公正的、量化的績效管理和績效考核工作。如果配合適當的激勵機制和對標管理體系,則可為實現持續改進的提供支持。

2、創新了企業的供應鏈管理機制

QMS的應用將工業系統協同在一個數字平臺,實現需求是可預期的,應對這種變化是實時調整的,因此對未來的庫存需求可以虛擬的庫存替代實物庫存,并且在供應商、采購庫存、半成品庫存、裝配線線邊庫存等各個環節均可最大程度減少數量。如此將大大縮短生產周期,加快資產的流動。

3、移動互聯網的應用將為商業模式的創新提供了基礎QMS在供應商和客戶之間采用了移動互聯網APP模式。例如,客戶可以隨時查看訂單的執行情況;客戶可以將自己的需求直接反映制造商。制造商則可以通過 APP終端觀察供應商的生產情況和交貨預期。未來的主要競爭將反映到供應鏈的競爭,如果將整個供應鏈聯系在一起,將大大提高系統的運營效率。


部分成功案例 

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