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里恩智能    
里恩智能排程及数字供应链
发布时间:2015.12.22  浏览次数:
 

里恩智能管理工程高级排程及数字供应链总体方案介绍

三层反馈机制

里恩生产现场管理系统(QMS)主要由装配计划、车间调度、库存管控、采购管控四大功能体系架构而成,这些功能体系与其他系统模块的结合实现了库存、采购、生产的三层反馈控制机制。资源数据和订单管理模块管理生产资源和生产任务。生产反馈采用了条形码扫描/RFID采集现场数据,当需要制定和调整新的生产计划和生产指令,利用这些实时数据实现有效的调控。

生产计划与调度模块是 QMS系统的核心,也是其他模块的管控功能得以实现的基础。生产计划模块根据当前的生产任务、各种资源和工艺约束条件,配置资源、加工时间及先后顺序,以获得资源最大利用或者最短生产周期。在车间调度模块中,通过实时准确的生产反馈确保了生产指令的可执行,这是生产调度功能的关键。在准确的生产指令中,包括了给物流管控模块的物料配送计划。物料采购实时数据是制定生产计划以及物料采购计划的主要依据。在 QMS中,通过接口将对供应商的生产计划、运输计划(到料计划时间和数量)反馈到采购管控模块,作为制定生产计划的依据。同时,针对生产、采购执行情况,当数量、时间变化后,系统立即做出反映并评估订单交货期,以调整决策。这种机制为供应链提供了最大的柔性,适应小批量多品种混线生产的生产模式。QMS中的库存管控,包括了两个有机结合的部分。根据订单交期需求我们可以决策是否利用部分成品库存、半成品库存消减相应的生产数量以达到缩短生产周期、满足交货期的目的。库存管控模块可以设定每个库存的上下限,而上下限则根据市场和产能波动分别制定。库存管理还专门设定了装配线线边库存管理机制。传统的方法把库存数量作为管理目标。在里恩管理三层反馈体系则把库存作为控制生产周期的手段之一,管理的目标是,在满足交货期同时保证企业收益管理(Revenue Management)并在生产管理中可控可调。 运管管理平台系统集成里恩管理系统将与企业现有的 ERP系统集成,并留有接口将与今后上线的   MES、PDM、PLM、SCM等信息系统有效集成。

决策数据平台——“里恩数据系统“(Quantitative Big-Data System)(QBS)以及相关的技术

本系统所有的数据均进入数据仓库,并且形成多个数据包,基础数据、客户订单数据、供应商数据、企业资源数据、现场执行数据以及实时的生产计划调度决策数据。这些数据通过数据挖掘技术,为未来的决策提供支持。

QBS的三个主要数据模块,分别为:

(1)生产流程数据模块;制造BOM数据模块;反馈数据模块,应用到标准工时的制定、订单预测、库存管控策略、产品质量缺陷预警等多个领域。

关键技术实现依据 
Nested Partitions Method,
Theory and Applications
Shi, Leyuan, ólafsson, Sigurdur2009, XII, 207 p. 29 illus., Hardcover 

ISBN: 978-0-387-71908-5 

研究开发此项技术已经二十多年,从运筹学基础研究到企业的实际案例研究,已经在国际顶级刊物发表几十篇论文,并出版了运筹学 NP方法论专著。

复杂装配系统的计划调度属于多目标、多约束的动态随机优化问题,由于问题规模较大、解空间复杂,所以对其求解需要高效的优化理论与方法。本项目将通过对生产现场的抽象、建模,在嵌套分割(Nested Partition,NP)理论的基础上,研究对于此类问题的求解优化方法。其理论技术参数如下: 

•优化算法对于最优解的搜索效率应提高     50%;

•优化算法应具有较好的扩展性,可与其它优化算法,例如数学规划方法、遗传算法、禁忌搜索算法等进行良好地混合应用;

•优化算法可以将专家的知识经验集成到求解过程中;

•求解算法应能保证收敛到全局最优解。

由于本项目涉及到众多大规模优化的运算,本系统在处理数据优化运算的过程采

用了云计算平台和技术。



系统架构:



1、数字车间



数字车间是本系统实现的基础。目前,绝大多数企业的车间调度都是基于人工经验的手工操作。市场已有的 APS(排程)只能适应局部环境的较为简单的约束条件。由于生产现场管理非常复杂并伴随着智能调度系统的决策指令必须符合各个车间不同的资源约束、工艺约束、工装磨具甚至包括场地空间等约束条件,更重要的是需要符合企业多年生产的习惯(经验、流程)。所以,车间生产的数学模型和算法均可能具有个性化的需求。强迫改变企业的习惯具有很大的风险。但是,在实现智能优化调度觉得和数据透明化的环境下,不仅仅可以实时应对各种资源和订单变化,提高了生产效率减少了浪费,更重要的是可以发挥工人的智慧,为生产的持续改进提供了数据基础。


2、数字工厂 


在各个车间实现了数字化和智能调度后,由多个数字车间和企业的其他部门组成数字工厂,并且通过 QMS系统形成垂直集成和网络化的制造系统。数字工厂的核心功能是包括供应链系统的范围内实现协同制造。在以订单需求为驱动的条件下,让采购、各个车间协同起来,最大程度上减少了库存并保证了订单准时交付。数字工厂的实现是以智能的生产计划决策为核心。决策的结果将决定各个环节采购和车间生产的数量,并且各个层次环节的库存数量与可预计的订单波动和资源异变均实现量化管理,彻底改变凭经验排脑袋的弊端。

数字供应链:


通过 QMS提供的移动客户端(也可以是  APP)将客户和供应商在实时的数据层面链接在一起,形成价值网络实现横向集成,这体现了“互联网+”在离散性制造业的应用。

数据系统集成


可视化的应用

本系统提供了班组工人、车间、各个部门,以及供应商和客户的可视化工具,每个人均可从系统终端实时观察自己感兴趣的信息,以便帮助自己改善管理和操作,实现企业的高效率运行。



生产看板和派工单 
 

 

(二)里恩管理工程对企业工业流程、商业模式等带来的变革;

1、QMS的应用实现了具有中国特色的工业企业的管理模式的创新从企业的现实出发,构建以生产运营为主线的量化数字平台;尊重企业的经验,将这些经验量化并纳入数字制造系统;用嵌套分割系统描述整体,用非线性规划处理局部的优化问题;强化生产反馈的控制功能,让企业的生产运营管理形成一个止退的,循序渐进的,持续改善的过程。

l从企业的现实出发,构建以生产运营为主线的量化数字平台——首先审视自己的管理水平、员工素质和改善管理接受程度、企业的供应链环境,制定一个适合自己的精细化管理的目标;同时,需要建立一个数据透明的环境。

l尊重企业的经验,将这些经验量化并纳入数字制造系统——在企图实现优化企业流程管理之前,不要轻易实施流程重组再造。企业多年的生产运营管理中有很多生产计划调度方面的宝贵经验,我们需要的就是如何在信息化管理系统中把这些经验量化并加入到运营决策中去。

l用嵌套分割系统描述整体——产品的生产过程是由多部门多环节组成的,包括各个业务部门、多个车间、采购、库存、质控等等。一个订单必须从整体系统上描述,从系统运营的效率而言,系统效率比局部效率更为重要。数据采集系统可以精确提供各个环节的实时数据,而嵌套分割系统则可以让各个局部的数据结构化,通过对离散数据的结构化来重构订单。例如,当某个车间工单延迟或者某个物料不到位,在多大程度上影响到整体订单交期?

l用非线性规划处理局部的优化问题——车间生产现场管理常常会出现很多很复杂的资源和任务的配置难题,例如多任务情况下同时还要处理设备、工装、场地、操作工人多种约束的资源优化配置。必须用非线性规划来建立数学模型来描述、运算、优化。车间层面的优化调度也是整体信息化管理系统最困难的和不可回避的问题。

l强化生产反馈的控制功能——通过实时的生产反馈机制,让系统生成新的优化的生产计划调度决策指令,从而让系统处于一个闭环的、可控的状态下,提高系统的运营效率。

l让企业的生产运营管理形成一个止退的,循序渐进、持续改善的过程——在一个透明的可视化的数据环境下,为企业管理提供了实施良好的平台,有利于实施公平的、公正的、量化的绩效管理和绩效考核工作。如果配合适当的激励机制和对标管理体系,则可为实现持续改进的提供支持。

2、创新了企业的供应链管理机制

QMS的应用将工业系统协同在一个数字平台,实现需求是可预期的,应对这种变化是实时调整的,因此对未来的库存需求可以虚拟的库存替代实物库存,并且在供应商、采购库存、半成品库存、装配线线边库存等各个环节均可最大程度减少数量。如此将大大缩短生产周期,加快资产的流动。

3、移动互联网的应用将为商业模式的创新提供了基础QMS在供应商和客户之间采用了移动互联网APP模式。例如,客户可以随时查看订单的执行情况;客户可以将自己的需求直接反映制造商。制造商则可以通过 APP终端观察供应商的生产情况和交货预期。未来的主要竞争将反映到供应链的竞争,如果将整个供应链联系在一起,将大大提高系统的运营效率。


部分成功案例 

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