自動排產解決方案 fifo APS

快盈全麵生產計劃排程係統(以下簡稱fifo APS), 是在現有ERP的基礎上,集成WMS, MES ,通過自定義優先級規則,自定義設備產線約束 ,考慮生產班次 ,機修工資源 ,產線優先級,產線動態調整等因素 ,基於人工智能技術 ,使用HLA/RTI高層體係結構和運行時刻支撐環境 ,來實現紡織服裝全鏈條 ,多工序耦合情況下的自動排程 。

fifo APS通過定時自動排程 ,釋放計劃人員 ,可以充分利用資源 ,提高準時交單率 。在產品定價權 ,原料定價權都掌握在上下遊的情況下 ,唯有企業優化資源 ,保證交期 ,縮短原料庫存周期 ,才能做到利潤最大化(Make More Money) 。fifo APS既可以實現客戶化(每個紡織企業都不盡相同 ,簡單的配置是不能滿足業務需求的) ,同時 ,又能保證客戶的係統得到不斷的升級 。

一 、紡織服裝企業生產計劃係統的現狀


紡織服裝生產型企業 ,通常工序流程長 ,直接訂單來自製衣廠預測訂單 ,部分工序缺失 ,外協 ,承接外加工等混合生產環境 。特別是與時尚服裝相關的生產過程 ,受到季節性及服裝銷售不確定性的影響 ,通常交期短 ,同時預投與定製並存 ,再加上原料采購周期不確定性強 ,部分機型缺失等 ,使得企業計劃安排工作量大 ,特別是遇到調整和各種生產異常 ,都需要調整生產安排 。紡織企業想實現訂單跟蹤 ,記錄下每個步驟的原料投入情況 ,實現事後追蹤 ,已經是非常困難了 ,若再想實現成本核算 ,事前規劃 ,事中跟進 ,軟件均需麵臨很大的調整 。

目前紡織企業使用的信息係統大致分為以下幾種類型 :

1)頭部企業大多數是自己的團隊 ,定製開發 。優點 :企業可以根據自身的需求 ,不斷提煉 。缺點 :到最後連開發團隊都不知道軟件到底是如何架構的 ,各種存儲過程 ,觸發器使得軟件非常臃腫 ,冗餘 ,維護和升級都是沉重的包袱 。

2)通用軟件+本地化團隊定製開發 。優點 :通用軟件部分成熟穩定 。缺點 :本地化團隊很難做到專業化 ,界麵繁瑣難用 ,通常僅適用於生產類型簡單的企業 。

3)專業軟件+定製開發 。優點 :軟件界麵專業化程度高 。缺點 :軟件通常不能升級 。跟頭部企業麵臨的狀況基本相似 。

4)本地小團隊開發 。優點 :費用較低 。缺點 :軟件通常不具備升級能力 。

5)企業小團隊開發 。優點 :費用較低 。缺點 :跟頭部企業遇到的問題類 。



二 、fifo APS軟件結構


標準化 、定製化 、可升級 、快速部署是紡織企業考慮軟件的最重要的因素 。針對目前紡織企業使用軟件的現狀 ,快盈自2016年開始構建自由定製 ,統一升級的APS係統 。紡織企業規模大小不同 ,管理方式各異 ,發展階段不同 ,產品類型不同 ,很難用統一的模型來描述 。比如同樣下達銷售單 ,機織白坯 ,色織 ,針織 ,服裝 ,色紡 ,毛紡 ,毛條 ,精短等 ,所涉及的內容並非都是簡單的客戶 、品種 、數量 、交期 ,很難實現統一 。但是若僅僅強調個性 ,而忽略係統的結構 ,那每個項目的開發實施代價都很大 ,且很難做到深入 ,項目完成也會留下很多遺憾 。fifo APS係統則不同 ,所有客戶使用同一個內核 ,界麵及業務邏輯 ,每個客戶單獨自定義 ,通過碎片化控件 ,實現界麵自由組合 ,通過工作指令驅動程序流 ,做到了每周發布新版本 ,所有客戶同時升級 ,每個用戶都有自己定製化的界麵 。唯有個性化 ,軟件才能方便好用 ;唯有統一升級 ,才能保證軟件係統越來越完善 。

fifo APS是多係統的組合 。

其全稱 :All-In-One,Planning,Production and Scheduling.fifo APS 由fifo-ERP,fifo-MES,fifo-CAD,fifo iAPS組成 。

其組成關係如下圖所示:

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如圖表1所示 ,生產工藝是係統化的基礎 ,隻有工藝完善 ,諸如跟蹤 、成本 、質量控製才能有依據 。若想實現最終係統自動排程 ,需要實現標準化工藝路線 ,標準化工藝 ,標準工時推算 。否則僅僅麵對待生產任務 ,很難實現多步驟產能平衡 ,也不能實現相似工藝優化資源利用 。fifo CAD ,fifo ERP 物料編碼結構和fifo 動態工藝模塊都是非常便捷方便的進行產品生命周期的工藝管理工具 。

ERP實現的是庫存與生產需求的關係 。其主要目的是根據客戶訂單進行BOM拆分 ,進行成品 、半成品 、原料留位 ,然後創建生產任務 、采購申請 。由於紡織企業的生產過程經常在各階段出現分批生產 ,合並生產 ,且一等品率 ,生產數量與損耗的關係等諸多因素存在 ,使得紡織企業的計劃係統通常是缺失的 。絕大多數企業認為 ,通過係統製作一個生產通知單就算是用係統做計劃了 。fifo ERP特有的“訂單網路”功能 ,是通過一鍵式全自動計劃 ,實現從成品到采購申請一步完成 。特別是從紗線到服裝的全供應鏈計劃中 ,在成衣款式 、數量 、尺碼不斷變更的情況下 ,會自動根據規則 ,根據生產狀態 ,產生或調整生產計劃。沒有訂單網路來支持的係統是不能實現自動排產的 。圖表2是訂單網絡示例 。


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MES主要是負責管理設備級別的生產任務執行狀態 。例如何時上機 ,生產速度 ,效率 ,預計了機時間 ,設備維修狀態 、保養狀態的管理 ,生產任務的實時狀態 ,原料領用狀態 ,質量返修等 ,都是自動排產的必要條件 。不依據真實的生產線狀況做出的排產結果是毫無意義的 。fifo MES集成大部分主流iot平台 ,通過與設備運行狀態的管理 ,結合fifo排班管理 ,生產目標管理 ,實現生產成本的核算 。

APS係統的主要核心 ,是通過生產線的約束 ,通過生產工藝的相似性 ,盡量合並相同的工藝 ,考慮交期因素 ,實現產能最大化 。實現APS必需有實時仿真技術的支持 。fifo APS基於國家科技進步二等獎項目《大規模複雜生產過程智能調度與優化技術研究與應用》構建的HLA/RTI平台,進行聯邦管理 ,消息管理 。通過小隊列優化 ,實現局部優化 ;結合平台時間戳管理 ,從而實現全局優化 。通過遺傳算法等AI技術 ,根據排產結果評估 ,實現時間成本/生產成本權重調整 ,從而實現“在排產結果可接受”範圍內 ,進行優化 。有經驗的計劃人員是自動排產必不可少的因素 。自動排產需要解決的難題之一 ,就是大規模問題 ,在有限時間內 ,比如在15-20分鍾內 ,實現一次排產 ,這時 ,既不可能窮舉所有的可能 ,也不能依賴AI進行特征挖掘 。實際上 ,是需要結合計劃人員的經驗 ,轉換為設備約束 ,減少解集空間 ,進一步通過優先級規則 ,比如同紗批優先 ,同品種優先等 。進一步減少解集空間等方法是自動排產程序設計中必不可少的 。如圖表3所示


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圖表 3基於經驗規則,減少解集空間
通過接口方式 ,提起現有係統的數據 ,通過fifo APS構建工藝路線 ,訂單網絡 ,組建計劃單與生產單 ,同步機台設備實際狀態 ,同步任務生產進展 ,運行fifo iAPS模塊 ,就可以完成自動排產 。如圖表4所示


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圖表 4自動排產運行

通過自動排產 ,可以輸出每個機台排產的甘特圖 ,如圖表5 ,圖表6所示 。

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圖表 5 自動排產結果1

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圖表 6 自動排產結果2

fifo APS還可以做到 :

1.原料日需求 。如緯紗日需求 ,配方需求 ,配缸需求等
2.機修工工作指令 。如調機任務 ,翻機任務 ,清潔任務 。
3.推送下道工序任務 。
4.滿班次排程 。針對或者開滿班 ,或者放假的場景 ,  根據訂單負載 ,自動進行班次任務安排 。
5.拖期警告 。盡量不提前生產 ,拖期程度警告 。
6.品種 、機台負載分布 。
7.同品種連續分析 。
8.同紗批(原料批次)連續性分析 。
9.同色係連續性分析 。
10.溫度升降優化提示 。溫度盡量穩定並持續上升 。
11.熒光優化分析(防熒光處理) 。
12.取樣提醒 。比如新產品 ,新色號 ,新紗批新整理需要取樣 ,係統告知每天需要取樣的機台 ,品種 ,時間 。
13.平車保養提示 。如每運行300小時 ,進行一次保養 。
14.大保養提示 ,大保養效率降低 。如持續15天的大保養 。


三 、fifo APS軟件的優勢

fifo 專注於紡織服裝行業的生產計劃解決方案 。紡織行業具有流程長 ,複雜度高的特點 ,對於軟件模塊之間的關聯度要求高 ,對數據各個角度保持一致性要求高 ,隻有係統化的構建係統 ,並且把係統模塊化 、項目化 ,才能不斷發展 。fifo 原意是first in first out,它不僅是庫存管理上的一個術語 ,更是快盈公司自己的行動目標 :隻有保持係統的先進性 ,才能給客戶提供持久的服務 。
高質量的代碼或係統 ,必須是非項目製的團隊統一開發 。fifo APS係統正是由公司做集中的核心開發 ,並將客戶的開發也納入整體的升級包 ,發布給所有的終端 。fifo APS全麵開源 。知識來自於社會 ,也理應共享 。開放源代碼 ,讓參與的各方都放下戒備 ,大家齊心協力做好一件事 :為紡織企業提供真正簡便易用的軟件 。
總之 ,快盈(fifo)係統尊重直接用戶體驗 ,保持科學的思維 ,不斷否定自己超越自己 。選擇快盈 :既能無限製客戶化 ,同時又能保證係統不斷升級 。