商简智能|面向轴承行业的智能排程解决方案

一、轴承行业现状

轴承是当代机械设备中一种重要零部件。它的主要功能是支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度。按运动元件的摩擦性质不同，轴承可分为滚动轴承和滑动轴承两类，其中滚动轴承最为常见。滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持架四部分组成，内圈的作用是与轴相配合并与轴一起旋转；外圈作用是与轴承座相配合，起支撑作用；滚动体是借助于保持架均匀的将滚动体分布在内圈和外圈之间，其形状大小和数量直接影响着滚动轴承的使用性能和寿命；保持 架能使滚动体均匀分布，引导滚动体旋转起润滑作用。

2021年中国轴承市场规模突破2000亿。自2006年以来我国轴承市场规模逐步扩大，据中国轴承工业协会，2021年中国轴承市场规模为2278亿元/+8%。无论是从市场规模还是销售收入来看，我国都已经是世界第三大轴承生产大国。

汽车是轴承最大的下游应用。2020年占比37.4%。2015年新能源车产量中国占比整体保持在 50%以上，全球汽车产业，尤其是新能源车产业重心正在移向中国，利好中国轴承产业。

二、项目背景

某集团为浙东地区轴承生产头部企业，主要经营轴承、轴承零件、机械设备、机械零部件及运动器材。

在信息化方面，该集团已经走在同业的前列，构建了相对完整的业务信息化体系，如ERP（Enterprise Resource Planning，企业资源计划）系统、HR（Human Resources，人力资源）/ESS（Executive Support System，高层主管支持系统）系统、MES（Manufacturing Execution System，MES）系统、WMS（Warehouse Management System，仓储管理系统）系统、PLM（Product Lifecycle Management，产品生命周期管理）系统，以及自主研发的BI（Business Intelligence，商务智能）数据决策系统等。

但是这些系统往往是一种事后系统，用来从已经发生的事件中分析总结，寻找问题源头从而进行规避。在生产计划方面，仍然采用手工计划排产的方式，该方式决策慢、精度低、缺乏透明度，已经不能满足客户业务的需求，亟需一种基于数据驱动的决策方案，打通企业内部的数据孤岛，贯通上下游供应链的流转，以应对以下痛点问题：

1. 需求存在波动，难以匹配产能以实现连续生产;
2. 订单数量越来越多，交期达成率难以保证；
3. 产品切换生产成本高，人工决策难以优化换型损失；
4. 手工排程无法评估计划结果，无法对比不同调度方案；
5. 异常情况频发，无法及时响应。

三、商简智能解决方案

商简智能是世界领先的APS供应商，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，帮助制造企业实现降本增效。商简智能自主研发的**“智能计划与排程系统”（Smart Planning and Scheduling，SPS）采用先进的计算技术，考虑了工艺路径、订单、能力、班次、工时、物料**等要素，可以产生更精确、更实际的生产计划，再通过大量的数学模型、优化及模拟技术，对生产计划进行进一步的优化，可大幅提升各项生产指标，实现分钟级计划和排程。

针对以上痛点问题，商简智能为该集团搭建了一套智能生产排程系统（Smart Advanced Scheduling，SAS），提供数据驱动的生产计划决策，基于智能优化算法实现生产计划的整体优化，提升产能利用率和订单交期满足率。

• 针对不同排产性能指标优先级经常变动的特点，设计了多目标、多优先级的组合优化算法，实现了优先级可选的多目标优化排产架构；
• 通过学习到智能优化策略，自动平衡产线产能和优化合理加工顺序，以缩短生产周期和减低换型时间；
• 打造可视化管理平台，支持一键智能计算，大大缩短决策时间。

智能策略1：平顺生产

在人工排程当中，前道工序通常会按照一天的量往后道工序周转，但是前道工序生产速率慢于后道工序生产速率，后道工序将更快完成该周转批量，这就导致产线运转不连续，出现停线待料情况，而停线的这段时间又不能生产其他的产品，造成了产能的浪费。

在智能排程中，可以通过平顺生产来避免这种情况，通过延迟后道工序的开工时间，使得产线连续运转，消除停线待料时间，从而节约产能，提高产线利用率。

智能策略2：智能拆单

在人工排程中，为保交期通常会对订单进行拆分，但是出于简单考虑，一般均匀拆分。

而智能排程可以通过均匀拆单、不拆单、不均匀拆单等组合方式，在不影响交期达成率的前提下，将换型次数从4次降低至2次，同时还能缩短生产周期。

智能策略3：目标均衡

在人工排程中，有时为了减少换型次数，虽然产线存在空闲时间，但也不会安排其他不同类型的订单，这就有可能造成产能浪费。

在智能排程中，系统会均衡换型和生产周期，虽然增加了一些换型，但是可以缩短生产周期。

四、商简SPS实施价值

下图为商简SPS在该集团内部某型号的产品线上使用后的结果，通过配置不同目标偏好，可以在关注目标上实现更加优化的结果，足以说明智能排程的灵活性和优化性。

通过实施商简SPS，为该集团实现了以下增值：

• 总库存成本（包括原材料、半成品和成品库存）降低20%以上；

• 生产成本通过减少换型、停机导致的浪费，降低了10%以上；

• 通过“挤水分”的方式，可以节省产能，增加了订单营收12%以上；

• 保证100%订单交期满足率。