商简智能计划与排程SPS在汽车零部件行业的应用

Posted 2023-03-22 松间沙路hba

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生产计划和排程作为汽车制造企业供应链管理的核心环节，是影响汽车零部件工厂降本增效的关键因素。计划和排程的质量和效率在企业管理库存成本、生产成本、运营效率、履约水平等方面发挥着重要作用。整车厂时刻面对着复杂多变的内外部供需环境，如订单需求和物料供给的波动、内部人员培训和去留造成的人力资源变化，供应链上下游数字化转型和智能化改造的诉求等。传统的依赖专家经验的人工计划、排产以及物料分配方式已经无法满足企业对供应链管理效率提升的整体需求，商简基于深度学习、运筹优化技术的智能计划和排产为企业提供了最优解。

例如某汽车零部件工厂，职工约1000人，主要产品为直伞齿轮、螺伞齿轮及圆柱齿轮，广泛为轿车、客车、卡车、工程机械、风力发电等行业主机厂配套。需求70%来源于基于销售预测的备库单，30%来源于客户直接订单。

该企业实施APS前，主要存在以下问题：

1. 需求预测准确性不高，成品库存居高不下，不能灵活响应市场需求变化；
2. 多车间产能不均衡，中间品库存过高;
3. 生产周期过长，影响订单按时交付；
4. 工序换型排程不合理，引发产能浪费;
5. 生产执行报工数据通过PLC采集至MES系统时，在APS系统缺失的情况下，无法做到对数据有效利用；
6. APS作为智能车间、智能工厂、数字工厂转型的核心环节和必要条件，可为企业赢得大量政策奖励和荣誉。而缺少APS的供应链管理系统很难获得相关机构的认可。

苏州商简智能科技有限公司致力于为制造业企业提供由数据驱动、基于人工智能和运筹学算法的工业智能决策解决方案，帮助智能制造企业优化管理流程、提升生产效率、降低生产成本。

商简智能自主研发的**“智能计划与排程系统”（Smart Planning and Scheduling，SPS）采用深度强化学习、运筹优化算法等技术，可自主提升决策能力，大幅提升各项生产指标，实现分钟级计划和排程**。

商简SPS系统基于海量生产数据，使用深度学习算法，在满足多场景业务逻辑的前提下，进行智能运算，给出多权重、多维度预排结果，可由企业相关负责人进行决策，应对环境和运营目标的多变，提升运营整体效益。

商简SPS主要包括生产计划和生产排程两个功能模块。生产计划模块可以针对销售订单和预测订单，同时考虑在库库存和在途库存，基于有限产能和物料，对订单的计划交期做出快速响应，给出生产周计划和月计划，制定合理的库存水位，从中长期解决物料不足和能力短缺问题；生产排程模块通过生成合理的设备级工序排程计划来回答工单交期。商简SPS可以帮助企业实现以下几个方面业务的改善：

1. **提升需求预测准确度。**支持多种算法（时间序列预测、机器学习、深度学习），通过建立精准预测模型，提高对未来需求预测的精度，从而提升供应链管理效率，降低库存成本，提高交付服务水平。
2. **降低库存成本。**基于更精准的需求预测，和动态的安全库存预测模型，生成随时间改变的动态库存策略，实现在保证预期服务水平的前提下，降低库存水位，减少资金占用，缩短库存周期的目标。
3. **ATP快速应答。**在考虑车间产能、生产资源、原料供给等因素下，通过系统优化计算，对订单的计划交期做出快速响应。
4. **物料齐套优化。**考虑在库物料、在途物料、物料替代关系和订单动态优先级，通过秒级齐套响应，同时优化齐套订单数、订单收益、库存成本等多个目标，输出齐套单的齐套日期、最优BOM结构和物料使用情况，并生成未齐套单的缺料分析。

5. **加工路径优化。**在复杂的生产工艺网络中寻找最优化的加工路径，充分利用设备产能，减少资源冲突，缩短生产周期，降低生产成本。
6. **实现降本增效。**基于各种约束的一键智能计算，大大提升计划过程的效率，减少停工待料、停工待机（模）、频繁换模导致的成本浪费，大大提升产线利用率。
7. **缩短生产周期。**自动选择合适的工艺路线，从中找到最短的路径，并通过一系列智能策略，比如工单合并与分割、工序之间的流转方式（顺序、流水、平顺）、工序合并、工序并行等，缩短制造周期。
8. **提升异常响应速度。**当订单变更、采购延迟、设备故障、工序异常等问题发生时，系统可快速评估对现有计划的影响并做出实时动态响应，生成新的生产计划并给出准确交期，有助于提升对客户询单、客户进度管控的反应速度和服务水平、客户满意度。

落地价值主要体现在以下方面：

1. 订单方面：提升预测准确性和订单交期达成率。
2. 成本方面：通过动态库存策略有效控制原料、半成品、成品库存水位，降低库存成本；通过合理地安排加工顺序，减少换型次数，降低换型成本。
3. 效率方面：一键智能计算大大缩短了计划排程响应时间；通过智能优化策略，大幅提升设备利用率，缩短生产周期。
4. 产能方面：产能不足时的自动预警，多车间计划和排产联动自动生成，实现产能均衡。
5. 示范效应：为企业实现智能车间、智能工厂、数字工厂、灯塔工厂、工业互联网标杆工厂提供了支撑。

经过半年时间的运行，对商简SPS系统价值进行了量化统计，为企业带来的价值提升如下：

• 提高预测精度20-30％；
• 提高准时交货率10％；
• 降低库存成本15-30％；
• 降低生产成本10％；
• 缩短响应时间93.75％。