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生产管理数字化转型,让智能制造触手可及(上)

本文作者:高作鹏 文章来源:智企新视界 2022-02-09 10:02

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我国是公认的化工大国,绝大多数化工品产能都已居于世界第一,2019年上半年,我国石油和化工行业实现营业收入6.1万亿元,同比增长2.2%;利润总额3596亿元,同比下降18.3%;进出口总额3587亿美元,同比增长1%。在国家越来越开放的政策引导下,同产品市场竞争将越发明显。各个企业也越来越关注企业价值与利润,寻求创造新的发展方式。


为应对新态势,行业企业在强化流程一体化、大型化、规模化发展、能源和资源多元化的同时,更加重视数字化对业务能力提升和生产与销售模式的创新。云计算、大数据、物联网、移动应用、社交媒体等信息技术改变了行业业务模式,推动着行业企业的数字化转型。构建数字化工厂和智能工厂,从生产、经营和管控等领域进行优化,提高生产经营效益,提高工作效率,已经成为行业的重点工作。


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数字化工厂是将真实有形的工厂映射到虚拟无形的数字网络中,形成一个与现实工厂相对应的,其功能可以局部或全部模拟工厂行为的系统,可以预测或反映工厂真实的结果。数字化工厂的实际应用变得原来越精细化,越来越贴近生产管理,越来越有针对性的精准的提高生产管理数字化,已经成为制造工厂深化应用的重点方向了,并且应用包括物联网、大数据、人工智能等新技术,从整个产业价值链出发,整合人、流程和技术,实现产业资源配置优化以及设备、能源、生产、销售的全生命周期管理,打通产-供-储-运-销整个供应链,从而实现全价值链优化。而生产管理是整个全价值链中的重中之重。持续提高生产管理的数字化应用是企业提高盈利能力,追求利润最大化的必由之路。


目前行业企业已经在生产管理上进行了一定的信息化管理,但随着时代的发展,生态圈的要求,企业内外在生产管理精细化的要求上提出的需求越来越多,对生产运营上的要求也越来越高,对生产排产与计划上的实际需要也越来越明细,为应对产线多、品种多、批次多、订单多,排产困难工作量大,原排产方式也逐渐不能满足生产需要,生产运营管理也变得越来越有挑战。


而SAP针对以上这些挑战提供了相应的高效解决方案


在生产排产方面,利用SAP新一代的ERP,S/4 HANA 的生产排产(Production Planning and Detailed Scheduling)功能(原解决方案在APO 中,现已集成到S/4 HANA 中),基于限制的能力计划内嵌在 SAP产品中,它管理生产计划和相关的排产规则。新的计划面板和决策支持工具帮你评估计划,更快速准确地作出决定,提升服务水平和响应速度。利用SAP特有的算法引导,预测模拟等手段来制定最优的排产计划,它能够做到:


1、计划一键生成,在系统中固化排产规则,创建计划处理链自动生成生产计划;                            


2、计划结果多版本评估,建立计划评估KPI,利用高级计划版本功能,生成多版本计划,定制报表,分析计划结果的KPI值,利用多版本预测,做为产销协同会或临时插单决策依据;


3、全部门信息透明,使各个相关部门之间信息共享。


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通过系统的追溯功能,建立销售、计划、装置间的数据联动,规范业务操作,用线上查询代替线下沟通。


4、计划排产算法优化,利用系统优化器平衡多排产指标,排产结果KPI分析,从而得到最优结果。


管理上的整体收益效益:


销售:提高客户满意度


实时地了解预测与实际订单差异情况,增加了排产窗口,更好的响应市场波动情况,所有预测数据进系统,更好的把握和分析预测准确率,为将来系统自动预测做好数据基础。


统一规范了流程,线下转换为线上,对客户需求的变化能够快速响应,并能将预测与实际进行对比分析。


计划:提升供应链效率


实现基于产线能力约束的有限能力排程和生产优化排产,优化产能利用率,减少切换时间和成本;由人工排产模式,转变为系统自动排产,并集成到ERP中,所有信息各部门共享。


排产结果可评估,决策有依据,实现销售、计划、生产、等部门的信息一致,全面共享,统一行动。


装置:提高生产效率


集成MES信息,更精准排产,提高生产釜、中间罐的使用效率,降低半成品的占用时间,


生产状态信息共享并可追溯,提高产线利用率、控制生产釜、中间罐生产节奏,降低半成品的库存占用。


供应链:端到端的可视化供应链平台数据信息集成分析,提高事业部整体运作效率,实现有限产能条件下的利润最大化,信息系统支撑为数字化转型做准备,打造供应链计划示范性工程。


生产状况实时查询:库存、预计产量、销售达成率实时查询,产量缺口高亮显示。


计划调整实时分析,产品计划一键下达


• 排产情况实时分析


• 整月(或更久)工单一键下达


• 产线负载,换线次数实时可查


• 牌号产量,销售达成率实时显示


• 日供应量可随时查看



核心算法 – 基于遗传算法的主产品排产


• 遗传算法遵循适者生存、优胜劣汰的原则,模拟生物界自然选择进化过程,通过选择(Selection)、交叉(Crossover)以及变异(Mutation)等机制,在每次迭代中都保留一组候选个体,重复此过程,种群经过若干代进化后,理想情况下其适应度达到近似最优的状态。


• 该算法广泛应用于函数优化、生产调度、模式识别、神经网络、自适应控制等领域,提高了求解的效率。


核心算法 – 基于线性优化的关联半成品排产


业务变革方面:无纸化办公-信息流线上传递


装置生产报表——第一大生产报表:当前生产工单及未完工数量高亮显示,实时可查,产线切换给出指导时间与切换规则


产销数据共享实时查询


排产精细化异常情况及时处理


• 计划调整时,可即时查询排产效果

• 销售未满足及换线次数过多为首要考虑目标

• 计划支持反复修正,比对结果


SAP针对性很强的生产计划与排产管理解决方案已经逐渐应用到了流程化工行业的许多标杆企业,SAP中国拥有诸多行业领先的最佳解决方案,立足于全球客户群和行业特点,依托原有强大的ERP系统优势,SAP逐渐向流程化工行业的生产管理领域渗透的深度和广度也越加明显,以生产制造及运营为核心而衍生的各类数字化智能解决方案也将在未来逐渐体现出它的巨大价值。


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