生产调度系统保持车间优先级的直线性

对于任何希望真正了解数控加工业务的人来说，一次参观可以告诉他们。考虑诺斯伍德行业(NWI)，在俄亥俄州佩里斯堡的家族拥有，24,000平方英尺的操作。干净的楼层，有组织的工作站，颜色编码的箱系统和一个大板，展示关键性能指标证据是一家瘦且良好的商店。同样，新的多任务和五轴机器的存在在呼呼主轴的行中指向财务成功，技术复杂性和适应各种苛刻工作混合的灵活性。

然而，一开始，真正定义商店的东西并不总是显而易见的。例如，公司总裁兼首席执行官库尔特·米勒（Kurt Miller）坚持认为，NWI的设计和工程专业知识与其为客户解决问题的机械加工能力同等重要，客户主要包括太阳能、汽车、食品和塑料行业的制造商。为了本文的目的，更值得注意的是，最近的转变是如何实现这一目标-员工业务管理工作流。

据最近18个月前，商店堵塞的过程（WIP）是一个更常见的问题。关于接下来的困惑，无论是在下一个工作方面还是在特定工作站的下一次操作方面，都会导致“常量加速”模式升温压力并使问题变得更糟。按时发货的工作经常归结为主观措施。“有时它是关于谁在申请最大压力的情况下，”商业运营总监Patrick Boyle说。

所有这些随着生产流程制造(PFM)的采用而改变。根据开发人员lilyworks的说法，这个系统不同于传统的有限调度系统，因为它不是一个真正的调度系统。相反，重点是实时的、车间优先级。一旦该软件启动并运行，NWI在数周内就看到了结果，甚至在该公司开始使用该软件的集成预测分析工具来规划和改进之前。今年前七个月，吞吐量(以销售额除以工作时间计算)增长了20%。平均准时交付率现在是96%，相比之下，诺斯伍德采用PFM之前是87%。“并不是所有的改进都要归功于PFM，但该系统确实提高了我们转移工作的速度，以及工作在地板上的持续时间，”博伊尔说。

虽然PFM最初是作为礼来工厂自己的ERP软件的调度模块开发的，但它也可以作为一个独立模块提供，用于与其他车间管理系统集成。NWI选择了这种方法。米勒先生说：“我们对我们的ERP系统非常满意。”。

专注于流

在PFM之前，NWI总是根据产品到期日加载容量。这种看似合乎逻辑的方法的问题是，仅凭到期日不足以对车间任务进行优先排序。根据lilyworks的说法，这个问题使得调度变得复杂和困难，即使借助复杂的软件。

Miller先生和波义耳先生说，他们对PFM的一个更简单的方法和更少的特性和设置感到好奇。软件的优先级系统是不同的，因为它对容量是盲目的，并且因为方法论并不仅仅围绕到期日进行组织。相反，我们的目的是回答一个关键问题：从总体上和从特定工作站的特定操作来看，现在最重要的是做什么？

在NWI，这种激光重点关注实时优先级，消除了容量加载逻辑趋于建议的哪些断开，以及确实需要按时交付的内容。例如，直觉可能会在两个星期前两周开始到期，这是在两个月内完成的工作。但是，这种决定可以具有纹波效果。如果据说不那么紧急（以及，也许，“快速而轻松”）为期两个月的工作要求零件花时间在商店以外的电镀？如果二级服务提供商变得忙碌，并且零件的返回延迟，则仔细阐述了分崩离析。

类似的场景往往涉及需要比其他作业更多处理时间的作业，或者在组装区域需要更多时间的作业。无论具体细节如何，旧体制都不允许有任何出错的余地。博伊尔说:“我们总是处于一种反应模式，被紧急情况所困。”

他说，现在，没有必要召开多次头脑风暴会议来解释当今不断变化的现实。相反，一旦估计员将工作数据输入系统，PFM就会设置优先级 ERP系统。随着工作的进行和情况的变化，系统会自动更新优先级列表，以确保首先关注最紧急的任务。

缓冲的威胁

PFM根据为每项工作计算的“威胁级别”设置和调整车间优先级。威胁级别表示工作迟到的相对风险。它们的计算方法是将作业剩余工时的百分比除以作业剩余“缓冲区”的百分比。缓冲区是流程中内置的额外时间，用于保护到期日，基本上与提前开始通勤以考虑交通量的概念相同。

时间的流逝会侵蚀缓冲，提高威胁级别。一项工作的意外延误可能会使其威胁级别更高。因此，当系统定期更新时，该作业的操作可以移动到车间任务列表中与其他工作相关联的操作之前。相反，如果一项工作比预期的顺利，那么剩余的工作量会比缓冲减少得更快。威胁等级下降。

与车间以前的系统不同，这种方法考虑到交付日期较晚的作业实际上更紧急的情况，例如前面的零件离开车间去电镀的例子。随着时间的推移，缓冲空间缩小，威胁级别上升，工作在优先级列表中提前。当没有时间等待，工作开始时，必要的能力肯定是可用的。毕竟，低威胁级别会让不那么紧急的工作远离车间，不管它们的截止日期。延迟释放也确保这些部件在运输前花费更少的存储时间。

PFM的有效性在很大程度上取决于缓冲液的适当性。每个工作站都有自己的缓冲区，NWI通常根据该站的平均等待时间设置。例如，NWI的转弯操作通常具有比铣削或研磨更长的缓冲，因为设置更快，更容易。

整个作业的缓冲器是它所经过的每个站的缓冲器的总和。精炼缓冲器的目标是确保作业足够早地发布到车间，以满足交付日期，但又足够晚地发布到车间，以防止减缓工作流和混淆优先级——也就是说，确保匹配流入和流出。“一般来说，你要以缓冲液被吃掉的速度来做这项工作，”磨粉负责人蒂姆·鲁特考斯基解释说。

NWI继续改进其缓冲区。然而，Rutkowski先生说入门很容易。如LillyWorks的推荐，首先使用简单的乘数。例如，将3x缓冲区应用于10小时作业将在计划中留下30小时以适应该工作。显然，这种方法效率较低。尽管如此，随着商店调整到新方法，吞吐量在几周内得到改善。他解释说:“这个系统确保工作在需要的时候得到他们需要的关注，同时也避免一次性交付太多的工作。”“游戏中存在‘蒙混因素’，允许事情发生。”

他解释说:“这个系统确保工作在需要的时候得到他们需要的关注，同时也避免一次性交付太多的工作。”“游戏中存在‘蒙混因素’，允许事情发生。”

简而言之，PFM将执行放在首位。在软件内置的预测分析能力的帮助下，计划稍后进行。

强大的预测

虽然PFM的优先级化方法对容量盲目，但了解任何制造商都是必不可少的。例如，客户无法期望收到订单？给定的工作的优先事项将来会是什么？甚至假设就业是正确的，这也是最迟到的风险？如果没有延迟其他工作，可以加快工作吗？商店如何容纳额外的工作？添加其他机床的影响是什么，或者也许是另一个班次？回答这些问题的能力可以使制造商的生存中的所有差异在于NWI。

这就是为什么PFM将预测分析功能以软件工具的形式结合在一起，该软件工具恰当地称为“预测器”。预测器在微秒内运行，使用PFM威胁级别信息以及库存、容量和其他ERP数据来预测未来指定点的工作流程。从本质上讲，它模拟车间整个待办事项的执行，以预测每个作业的每个操作何时开始和完成。目的是进行“假设”场景；确定何时报价；发现并突破瓶颈；优化缓冲区和其他指标；或进行提高吞吐量所需的任何其他分析。

结果看起来很像一个调度，比如由传统的容量加载算法生成的调度。当然，不同之处在于，在预测器运行时，车间优先级已经设置好了。毫无疑问，比如说，为什么一项工作的威胁级别的变化会使它领先于另一项工作，因为模拟符合工作订单在车间内流动的现实情况，排除了任何缓冲区更改或流程改进。因为数据与现实相符，它为机器学习(人工智能的子集)，Lillyworks目前正在研究哪一种方法来增强和补充预测器．

就其本身而言，NWI在没有机器学习的情况下也做得不错。Rutkowski先生说:“我们可以提前一到两周预测问题。”“当我们需要给出一个交货期时，我们可以做一个估算，预测者会告诉我们什么时候能完成任务。它告诉我们什么会迟到，如果我们试图做些什么可能会发生。我经常用它来改变零件路线。”

流程调整包括一般的改进和实时调整，以节省威胁级别上升时的时间。在最近的一个案例中，沟通错误导致了一份60个零件的紧急订单，工作很复杂。通过将这个固有的高威胁任务插入PFM的优先系统，预测器揭示了完全和准确的破坏程度。

更重要的是，预测指标提供了保证，将紧急工作转移到另一台机器将能够在不扰乱其他工作的情况下按时完成工作。“之前，我们盲目地做出了很多决策，而不知道所有的效果，”他说。

磨碎的增长

坚持PFM比最初采用PFM更困难。“我们一度失去了动力，”米勒先生说。“我们没有关注PFM，也没有始终如一地进行缓冲。每个人都在回到他们知道的和舒适的状态。”

他说，像Rutkowski这样的商界领袖拥抱PFM，有助于激励其他人考虑一个起初看似不直观的系统。例如，曾经的常见做法是运行一个重复作业，时间足够长，不仅可以满足客户的当前订单，还可以满足下一个订单的需求。PFM揭示了这些方法的错误。Rutkowski先生说：“考虑到这一点，仅仅为了把零件放在架子上而把它们推过去是没有多大意义的。”。“当然，这意味着要进行更多的设置，但我们可以将其视为一个改进这些设置的机会。我们可以将设置时间视为总时间的百分比，并真正关注这一点。”

组织结构在传播接受新方式方面也起着重要作用。米勒和博伊尔是在这家店的生产经理离职几个月后的一次行业活动中发现PFM的，后者的工作主要是安排时间。领导层没有重新聘用这个职位，而是决定指派卢特考斯基这样的区域领导来管理工作流程。“这其中的文化因素是巨大的，”米勒说。“我不想做开这车的人，帕特(博伊尔)也不能做这个人。我们需要整个团队接受它。”