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多品种小批量特点及问题分析

　　1多品种小批量生产的特征分析
　　在各式各样的行业中，企业生产制造表现得形形色色，但透过现象看本质，多品种小批量生产模式有着以下特征：
　　产品型号繁多，零部件种类繁多要满足客户个性化需求，适应市场的多样化，多品种小批量生产企业要保证技术上的持续领先，就要不断对产品进行改良与研发。新改良或研发的产品在产能、性能等局部领域突破而形成产品的新型号。但是信息技术发展速度实在太快，产品的更新换代周期相当短暂。因此，企业会迫不及待地将新型号产品推向市场，产品更新换代太仓促。尽管新产品代表先进技术，但由于实验、测试时间过短，其性能上往往存在不足，新产品不能从根本上淘汰老产品，因而同一系列产品有着繁多的产品型号，形成新老产品并存的局面。此外，多品种小批量企业的产品由成千上万的零部件组成，像工程机械、制药机械、纺织机械、卷烟机械、印刷机械等都有着这一共同特点。不同的型号产品组成的零部件有差异，即使同型号的产品组成的零部件也因客户的个性化需求相差甚大，因此企业中的零部件种类繁多。这些因素导致企业要面临品种繁多的零部件，而且因型号不同或客户个性化需求其加工制造批量小。
　　零部件加工按工序分类，几个工序加工中心组成车间多品种小批量类型企业面临加工制造的零部件一般有数万种，而且每种零部件批量都很小，完全不可能把少数几种零部件固定安排在一台设备上加工，这样既难保证工作满负荷，也难保证所有需加工的零部件都能按期完成。因此，多品种小批量企业一般按加工工序组建加工中心，即将完成某加工属性的机床设备集中到一起，凡需要经过该加工属性加工的零部件必须流经该中心进行加工。工序加工中心是零部件加工的最小单元，为了方便管理，企业经常将几个工序加工中心组成车间。
　　零部件加工制造需频繁地由一个工序加工中心转换到另一个工序加工中心多品种小批量企业中工序加工中心是零部件加工的最小单元，又由于一个工序加工中心仅能完成零部件的某部分或某段的加工，因此，零部件的制造需要按工艺路线经数个工序加工中心依次完成。
　　零部件多为非标产品，加工复杂无论是技术研发的需要，还是客户个性化需求，必须根据用途需要，自行设计制造产品，而且大多产品的外观或性能不在国家设备产品目录，是非标零部件。尺寸、形状、材料与毛坯等规格多，精度要求不一，工艺方法及工艺参数多样化；其还要求加工设备多样化，尤其是刀具、夹具、量具等工装种类多，改换频繁，加工过程的连续性与断续性交替；非标零部件产品多而且各不相同，加工工序繁多，不可能像大批量生产那样采用较多的自动化或半自动化加工设备，很难形成流水生产线。
　　零部件加工制造要高度注重成套性多品种小批量企业的产品由成千上万种零部件组成，产品制造的关键点在于总装，总装是指把零件和部件组装成最终产品的过程。只有所有的零部件都成套到位，产品生产制造才能进入总装阶段，不管零部件加工周期的长短，也不管加工工艺的难易。因此零部件生产过程中应根据加工周期与工艺复杂程度，分批次投产，保证零部件供应的成套性。
　　有一定的半成品积压多品种小批量企业在产品的生产制造中，经常会因零部件的不齐套而不能正常领出组装，半成品积压在仓库。另一方面，在零部件加工制造过程中，为减少准备时间，在每台设备或工作中心，对某种零件往往要按一定数量组织成批生产，这会造成一定的半成品积压。
　　2多品种小批量企业中常见问题
　　尽管多品种小批量生产模式被越来越广泛地运行，但是并不成熟，在多品种小批量企业中普遍存在着以下问题：
　　零部件加工制造任务无法按期完成多品种小批量企业由于零部件种类繁多，加工制造工艺复杂，比较难实现按工序加工中心产能进行科学排产，正常的生产计划经常因加工中心产能不足无法完成。加工制造的非计划性造成零部件完工周期不确定，零部件不能按期完成带来的是成套性差，产品总装过程中会不断反馈出对某些零部件的需求，这些零部件给出的加工周期一般会很短，而且加工任务也不均衡，超出了加工车间能够承受的负荷。另一方面，加工车间效率低下，面临的难题有：零部件加工制造一般要经过好几个工序，在安排生产加工时，上一道工序加工什么时候完成？零部件什么时候能够流转过来？这些要素都是不确定的，只能等到零部件流转过来一个，临时安排一个。工序加工中心的零部件加工任务没有统筹安排，员工劳动效率低下，产能不能有效发挥。
　　零部件加工制造计划以总装报缺为核心多品种小批量企业的零部件加工制造任务无法按期完成，导致从BOM自上而下的加工制造计划达成率低，在总装关键点上存在非成套性的缺口。另一方面，总装车间为了完成生产任务，自发统计出零部件缺口并汇报给生产计划部门，从下而上地推动零部件成套供应。从总装报缺形成的加工制造计划形式上更加贴近实际，更加容易被理解，它的作用随着多品种小批量生产模式的开展不断被强化。然而，用总装报缺形成的加工制造计划替代从BOM自上而下的计划是一种本末倒置。随订单增加，交货越来越紧急，总装报缺形成的加工制造计划缺乏及时性，不能满足紧急生产交货的需求；总装报缺因局部统计无法计划性地批量生产，不能满足订单增加产能扩大的需求。总装报缺形成的加工制造计划作用越强，在生产产能受限制的情况下，从BOM自上而下的加工制造计划作业就越弱，导致总装关键点上零部件缺口越大，形成恶性循环。
　　加工急件多，插单件多多品种小批量企业零部件加工制造计划由总装报缺形成，即总装需求该零部件后才会安排生产，在交期特定的情况下，几乎没有预留给该零部件加工制造的时间，因此生产部门必须把该零部件作为急件对待，在工序加工中心流转时需要插单处理。当然如果能够增加组装场地，延长组装周期，可以缓解一点总装报缺为核心的零部件加工制造计划的矛盾，但此办法只能起一时之效，因为总装报缺形成的加工制造计划有不断放大的功能，形成的是恶性循环。另一方面，总装报缺形成的加工制造计划不依赖于产品的BOM，BOM的功能也被弱化，BOM的准确程度低，总装报缺更加不可预料，客观上加速加工急件多、插单件多的恶性循环。
　　车间相互埋怨与推诿多品种小批量企业加工急件多，而且要经过复杂的工艺路线，零部件在各工序加工中心流转、加工、检验的时间都无法精确，零部件加工计划的调度与完成考核都不能做到精细化与合理化。交货延误的时候，总装埋怨加工车间零部件不能按期到位，加工车间埋怨上工序车间没有及时转运过来，每个车间都认为自己尽力了，交货延期不是自己的责任。车间的相互埋怨与推诿，让任务未完成这个事实的真相缺少关注，使问题长期得不到解决。
　　停工待料，总装周期长多品种小批量企业的总装过程是统计零部件缺口→零部件加工计划→等待零部件加工制造完成→开始组装→发现缺件再统计。来一个零件组装一个，整个总装过程断断续续，大量时间消耗在停工待料上，一台产品需经历相当长的周期才能组装完工。
　　库存积压严重多品种小批量企业BOM清单不准确，BOM自上而下加工制造计划混乱，车间加工调度无序，零部件完工依靠员工的自发性选择，因此加工工时高、加工流程简单、加工批量大的零部件往往都会积压在仓库。零部件供应的不齐套，大量库存因缺少少数零部件不能领出组装而造成大量的积压。
　　3多品种小批量生产模式探讨
　　上述多品种小批量企业中常见问题，必然导致企业随之出现一系列不良效应：生产产能有限，而大量半成品积压在仓库；插单件的生产准备流失时间多效率低下，而插单件普遍存在；原可以批量加工的通用件反而因装配随机报缺分成了多批次加工；加工制造任务很重，而班组工作无头绪；急件太多，加工、流转中浪费大量时间习以为常而无人管理等等。提高生产效率的方法是将混乱生产转变为有序生产，将复杂生产转变为简单生产。多品种小批量生产模式的突破，可以从消除不良效应着手展开。
　　确定工序加工中心对每一个零部件的完工时间要求
　　工序加工中心对零部件的工序加工完成没有准确时间性，直接影响加工制造计划排产的调度，这是计划无法达成的源头。确定工序加工中心对每一零部件的完工时间要求后，加工制造才能够有序。但是多品种小批量企业零部件种类繁多，为每一种零部件计算精确的加工准备时间、加工时间、转运时间相当困难，即使计算出来，每一种零部件的在某工序加工中心的时间要求不同，数据量太多而无法依照执行与考核。因此工序加工中心的完工时间要求只能粗略，而且确保绝大多数零部件在该工序加工中心都能完成。一般做法是：不管何种零件，一个工序加工中心的加工时间就是一天，特殊工序加工中心可以设定为两天。一个工序加工中心的实际加工时间只有几十分钟到几个小时，现在将工序加工中心的完工时间设定为一天，会不会让零部件完工更加延后，产品交期更加难以保障？根据简单的加法，上述粗略的完工时间会更加延期，但是多品种小批量绝对不是简单加法，因为该类企业面临的零部件成千上万种，数量庞大，有序性远远比单纯的快重要。只要生产加工有序，就能预先做好零部件加工计划，而且是落实的计划，就可以根据交期供应零部件。确定了工序加工中心的完工时间要求，加工制造任务的考核具体实际为工序加工中心，工序加工中心接到零部件工单时，也很明确该零部件什么时候应该完成本工序的加工，考核可有效实行；确定了工序加工中心的完工时间要求，零部件流转的时间点非常清晰，可以通过加工任务的调度，更加主动地完成加工制造任务，如某工序加工中心统计出某一天流转过来的加工制造任务超出负荷，便可以协调上工序将部分任务提前完成，化被动为主动地均匀生产；确定了工序加工中心的完工时间要求，产品的交付期可以确定，因设计师每下一张设计更改单，造成的产品交付延期都可以精确计算，生产、研发责任明晰，客户验收提出一个整改项目，产品交付期可以精确计算，能够给客户满意的答复。
　　针对零部件需求属性科学地制定零部件加工制造计划
　　加工制造计划依赖于装配报缺是不够科学的，会带来上文中提到的各种问题。多品种小批量的加工制造应针对零部件需求属性采取不同的计划方式。尽管不同的产品型号或订单有不同的零部件，但同系列产品会有一些相同零部件需求。
　　通用件加工计划依据安全库存量形成
　　针对每一种通用件用量设置安全库存量，当该通用件的现存量低于安全库存量后，启动该通用件的生产，生产数量为最优生产批量。安全库存量应该是加工制造周期内需要的库存量。安全库存量=每天的需求量×加工制造周期。每天的需求量是变化的，且不可预测，所以无法用一个平均需求量来代替每天实际的需求量，必须把变化程度考虑进去，便需要增加一个安全变化库存量以保证在销售变化的情况下，也能供应不断。安全库存量=每天平均需求量×加工制造周期＋安全变化库存量衡量销售变化的程度可以用标准差来实现。标准差表示变量值的离散程度。其越大，变量值分布越离散。Kc———单位产品全年的储存成本。
　　专用件加工制造计划依据BOM形成
　　明确BOM下发与订单交货的时间点，接到订单后，技术部门严格按时间点下发BOM，生产计划部门根据订单BOM表统计专用件需求，然后根据零部件加工制造周期分批次投产，形成专用件加工制造计划，确保专用件供应的成套性。专用件加工制造计划以一个订单的BOM为单位，计划投产数量=总需求量－在产数－库存数－已出库数，专用件加工制造计划中的每条记录都具有订单号属性，以便在加工制造过程中跟踪，保证共用的成套性。
　　急件加工制造计划
　　通用件与专用件加工制造计划只能占用90%的产能，10%的产能预留出来应付特殊紧急情况，即急件加工制造。总装过程中遇到专用件的报废，或者客户在验收中提出整改项而且整改完工时间短等特殊情形产生的零部件需求列入到急件加工列表，一定要控制急件的量，一般越少越好，最大不能超过预留的10%产能负荷。急件的加工制造派专人跟踪，每个工序加工中心完工后将信息汇报给专人，专人组织对急件的第一时间检验与转运，并协调下个工序加工中心优先对急件进行加工制造，保证急件生产的及时到位。
　　4结语
　　企业以利润为经营目的，生产效率是企业利润的内生来源。不管生产流程的复杂与简单，生产模式的大批量与小批量，生产效率都依赖于产能的发挥与利用，即减少生产准备时间流失的浪费，减少加工制造库存积压件的浪费。本文强调生产的有序性，把复杂生产变得简单，减少插单件生产准备时间流失的产能浪费，最大限度地发挥产能；强调责任与考核落实到工序加工班组，让工序加工班组以任务核心调节产能，实现产能利用的最大化。多品种小批量特点及问题分析