航天/軍工零配件基于MES 系統(tǒng)的零庫(kù)存實(shí)現(xiàn)

尤 潔， 柯清禪， 趙 嬛， 趙士佳

（航天材料及工藝研究所， 北京 100076）

0 引言

零配件作為物資管理的一環(huán)，是制造行業(yè)，特別是多品種、小批量混線生產(chǎn)的航天/軍工行業(yè)[1-3]生產(chǎn)組織管理的核心環(huán)節(jié)。航天/軍工行業(yè)的產(chǎn)品生產(chǎn)是一項(xiàng)多要素、多環(huán)節(jié)穿插進(jìn)行的系統(tǒng)工程[4]，由于行業(yè)生產(chǎn)需求及特性，其零配件具有以下特點(diǎn)：月需求量變化大、配套周期短；品種規(guī)格多、配套量小；指標(biāo)固定、替代性低；特定指標(biāo)嚴(yán)格、通用性較差。因此，航天/軍工企業(yè)對(duì)于產(chǎn)品物資配套通常采取提前到貨、大量?jī)?chǔ)備的方式[5-6]。對(duì)于不確定任務(wù)量及齊套時(shí)間的采購(gòu)件，通常采用“廣撒網(wǎng)、深積糧”的管理方式，進(jìn)行大量、多種物資的儲(chǔ)備[7-8]，以應(yīng)對(duì)各種緊急需求，造成庫(kù)存周轉(zhuǎn)率低[9-10]、資金占用率高[11-12]。同時(shí)，航天/軍工制造業(yè)因保密要求的限制，信息化管理很難落地，生產(chǎn)加工過(guò)程仍依賴大量紙質(zhì)文件進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的傳遞[13-15]。該模式下重復(fù)的人工填寫和數(shù)據(jù)錄入，耗費(fèi)了大量的人工成本。

為此，航天材料及工藝研究所借助已穩(wěn)定運(yùn)行多年的MES 系統(tǒng)，提升庫(kù)房管理能力，以BOM 為基礎(chǔ)進(jìn)行零配件管理，助力產(chǎn)品零配件的高效配發(fā)，通過(guò)優(yōu)化管理方式，賬實(shí)相符率由94.70%提升至99.53%，合并優(yōu)化6 種物資領(lǐng)用單及2 項(xiàng)物資管理流程，盤活庫(kù)存696.47 萬(wàn)元，實(shí)現(xiàn)了庫(kù)存的高效管理。

1 零配件分類

區(qū)別于通用的物資管理，產(chǎn)品零配件的通用性差、批次管理嚴(yán)格。以某運(yùn)載火箭為例，運(yùn)載火箭一般分為箭體、動(dòng)力裝置和控制系統(tǒng)三大模塊，根據(jù)功能及用途再細(xì)分成各子系統(tǒng)，共涉及近1 萬(wàn)種，5 萬(wàn)個(gè)零部件。因此，借鑒ABC 分類法，結(jié)合零配件特性，將所述零配件按制造件、配套件和采購(gòu)件（主要為標(biāo)準(zhǔn)件）進(jìn)行分類，如表1 所示。

表1 零配件分類及管理標(biāo)準(zhǔn)

1.1 制造件

制造件為車間/事業(yè)部需二次加工、裝配的零部件，一般尺寸小、單發(fā)配套少、種類多，對(duì)應(yīng)為自主加工和外協(xié)，齊套時(shí)間可控，庫(kù)存量合適。

1.2 配套件

配套件為其他單位生產(chǎn)的配套產(chǎn)品，不涉及二次加工，一般尺寸大、單發(fā)配套少、種類少。齊套時(shí)間一般不受控，庫(kù)存量小。

1.3 采購(gòu)件

采購(gòu)件為本單位采購(gòu)的零部件，一般尺寸小、單發(fā)配套多、種類多，多為標(biāo)準(zhǔn)件。齊套時(shí)間可控，一般最先齊套，庫(kù)存量大。

2 零庫(kù)存管理的實(shí)現(xiàn)

精益管理模型中的零庫(kù)存管理，零配件均以原材料及半成品形式周轉(zhuǎn)于采購(gòu)、加工、生產(chǎn)、銷售和配送等環(huán)節(jié)中。零庫(kù)存指通過(guò)某種切實(shí)有效的庫(kù)存控制及管理策略，最大限度壓減庫(kù)存量，“零”是相對(duì)性概念。對(duì)標(biāo)航天/軍工制造業(yè)的高效齊套、按時(shí)交付的產(chǎn)品需求，零庫(kù)存的管理模式是不完全適用的。MES 系統(tǒng)為制造企業(yè)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的可視化、可控化的常用信息化手段，為了滿足企業(yè)生產(chǎn)組織的特性，MES 系統(tǒng)拓展了許多定制功能，能夠更快捷地實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃、車間庫(kù)存等要素的管理。在庫(kù)存方面，結(jié)合航天材料工藝研究所現(xiàn)行的MES 系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)計(jì)劃→零部件配套→庫(kù)存成本管控等業(yè)務(wù)流的串聯(lián)，如圖1所示。結(jié)合零配件特性和計(jì)劃類別進(jìn)行優(yōu)化，可真正意義上實(shí)現(xiàn)零庫(kù)存及產(chǎn)品的對(duì)標(biāo)齊套。當(dāng)前MES 系統(tǒng)的生產(chǎn)計(jì)劃分五類，如表2 所示。

圖1 基于MES 系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流串聯(lián)

表2 生產(chǎn)計(jì)劃類別及配套原則

2.1 按部段BOM出庫(kù)

借助MES 系統(tǒng)中產(chǎn)品的BOM結(jié)構(gòu)，由系統(tǒng)直接推送單發(fā)產(chǎn)品出庫(kù)表，包含成品所需的制造件、配套件和采購(gòu)件。以發(fā)為單位開(kāi)展部段齊套分析，并以BOM為最小單元執(zhí)行產(chǎn)品出庫(kù)。當(dāng)Z零配件≥1 時(shí)，庫(kù)房依據(jù)BOM完成產(chǎn)品配套及出庫(kù)。

2.2 按班組分次出庫(kù)

結(jié)合各工序的先后順序及承制班組，將BOM結(jié)構(gòu)中的零配件重新排列。當(dāng)Z零配件＜1、Z某班組≥1 時(shí)，針對(duì)考核計(jì)劃，可依據(jù)BOM分班組、分次完成出庫(kù)。

2.3 核減缺件出庫(kù)

結(jié)合零配件特性，當(dāng)Z零配件＜1、Z自制件≥1（或Z配套件≥1、或Z采購(gòu)件≥1）時(shí)，針對(duì)短周期考核計(jì)劃核減產(chǎn)品缺件，先行出庫(kù)其余零配件，缺件齊套后再次出庫(kù)。

2.4 MES 系統(tǒng)輸出電子出庫(kù)單

基于MES 系統(tǒng)及BOM數(shù)據(jù)管理，在打印模版的定制化配置下，取消了原先生產(chǎn)班組及庫(kù)房人員手動(dòng)填寫出庫(kù)單的環(huán)節(jié)，打印系統(tǒng)可直接生成出庫(kù)單，完成所有信息的填寫。當(dāng)前可實(shí)現(xiàn)按產(chǎn)品BOM單次、分次出庫(kù)打印。在出庫(kù)業(yè)務(wù)進(jìn)行的同時(shí)，對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、處理，取消了工藝人員質(zhì)量報(bào)告編寫過(guò)程中數(shù)據(jù)的二次錄入和生產(chǎn)班組人工填寫零配件信息的多余環(huán)節(jié)。

依據(jù)上述配套模式，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的零庫(kù)存（Z零配件＜1）。同時(shí)，以BOM為依據(jù)的主動(dòng)配套模式抑制了周計(jì)劃、臨時(shí)計(jì)劃滯后帶來(lái)臨時(shí)配套需求，保證了零配件的及時(shí)發(fā)放，提高了缺件管理的效率。

3 某部段零配件配套實(shí)踐

以某部段的生產(chǎn)為例，經(jīng)過(guò)多輪工藝優(yōu)化，特別是針對(duì)不同班組的工序進(jìn)行調(diào)整，該部段工序主要涉及3 個(gè)生產(chǎn)班組、9 道車間內(nèi)部工序及3 道車間外保留工序協(xié)作，結(jié)合生產(chǎn)班組分工進(jìn)行簡(jiǎn)化，如表3 所示，涉及3 種配套件、5 種制造件和12 種采購(gòu)件。

表3 生產(chǎn)工序及配套清單

按上述三類配套原則進(jìn)行零配件管理，1—2 季度，該部段過(guò)程中未出現(xiàn)配套不及時(shí)情況。但是，由于產(chǎn)品齊套節(jié)奏的無(wú)序和不規(guī)律，存在配套數(shù)量遠(yuǎn)大于每月實(shí)際完工數(shù)量的現(xiàn)象，應(yīng)更為合理地設(shè)置庫(kù)存線。

4 零配件的彈性庫(kù)存線

該部段下半年的實(shí)際完工及各類零件配套數(shù)量如表4 所示，對(duì)標(biāo)年計(jì)劃為35 件/月，各月均存在波動(dòng)，但最終在12 月份完成總需求齊套，符合航天/軍工交付節(jié)點(diǎn)的生產(chǎn)特性。

表4 實(shí)際完工數(shù)量及配套數(shù)量

結(jié)合三類零配件的齊套特性、制造周期和成本，對(duì)標(biāo)月產(chǎn)能需求，設(shè)置三類零配件的警戒庫(kù)存線。

1）配套件受外部齊套制約，Z配套件≥1 時(shí)，庫(kù)房執(zhí)行出庫(kù)，直到Z配套件=0，不設(shè)警戒庫(kù)存。

2）采購(gòu)件成本低、采購(gòu)周期長(zhǎng)，采用一次性批量到貨并按全批次的需求量的10%設(shè)置庫(kù)存警戒線。

3）自制件涉及資源占用問(wèn)題及成本控制，對(duì)標(biāo)交付節(jié)點(diǎn)，提前1 個(gè)完整生產(chǎn)周期齊套當(dāng)月生產(chǎn)需求數(shù)量，按成本最低及按時(shí)交付原則，設(shè)置彈性庫(kù)存警戒線Y自制件。

式中：A為部段每月需完工數(shù)；xi為每個(gè)月實(shí)際完工數(shù)量。

該模型下，庫(kù)存的合理控制取決于自制件的齊套情況。在保證當(dāng)月產(chǎn)品按時(shí)交付的同時(shí)，可顯著壓減自制件庫(kù)存數(shù)量及成本，同時(shí)，也為自制件的合理排產(chǎn)提供了指導(dǎo)數(shù)據(jù)。

5 結(jié)論

零配件的管理應(yīng)基于制造車間的生產(chǎn)組織模式開(kāi)展，合理的管理模式將助力生產(chǎn)組織全過(guò)程實(shí)現(xiàn)降本增效。

1）基于部段BOM 的主動(dòng)配發(fā)，實(shí)現(xiàn)了航天/軍工制造業(yè)的提前、高效齊套，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的零庫(kù)存。

2）基于MES 系統(tǒng)的出入庫(kù)及電子出庫(kù)存單的使用，實(shí)現(xiàn)了6 種物資領(lǐng)用單及2 項(xiàng)物資管理流程的合并優(yōu)化。BOM 配套將賬實(shí)相符率由94.70%提升至99.53%，有助于庫(kù)管員、生產(chǎn)班組和工藝人員管理提效，降低人工成本。

3）基于零配件和計(jì)劃特性的不同出庫(kù)方式及警戒庫(kù)存，保證了產(chǎn)品生產(chǎn)的有序進(jìn)行，對(duì)標(biāo)文中所提及的產(chǎn)品，盤活庫(kù)存共計(jì)696.47 萬(wàn)元。