智造专栏｜了解自己工厂的潜力之二： HCM帮您实现产能透明！
你了解自己工厂的潜力吗？HCM系统帮助您实现产能透明作者 / 王婷婷资源能力建模，是APS和MES系统得运作的基础，也是决定相关软件实施项目能否成功，实施效果是否理想的关键。科学全面的建模是HCM产品得以被国内外300+制造企业高度认可的核心能力。前一篇文章，我们详细了解了ISA95标准对于MES资源模型的定义，以及HCM系统基于ISA95标准实现的企业资源建模，今天，我们将进一步为大家揭开HCM系统能力模型的神秘面纱。在对于企业运营的认知体系中，包含了三个相互融合的领域：组织、产品和方法。我们目前碰到的所有应用都是基于这三者交融而成，这三个领域是基础领域，对于我们怎么理解制造运营是三个交互而必须的角度。组织建模组织建模是企业运营的最大实际，是面向环境的，是基于物理层面的最真实的最底层的管理约束，回答了制造企业管理运营中“为什么”的问题。产品建模产品建模是企业运营中的根本目标，是面向客户的，是在约束之上所有管理活动的最终产物，回答了制造企业管理运营中“做什么”的问题。方法建模方法建模是企业运营的必经路线，是面向过程的，是在工程技术的层面对制造企业运营管理中各个环节的标准规范，回答了制造企业运营中“怎么做”的问题。能力建模能力建模是企业运营的基本假设，是面向未来的，是基于上述三个层面的实际生产活动的结果来反向作用于经营活动的预测基准，回答了制造企业运营中“如何更好”的问题。注：能力建模是高阶模型，是否需要主要取决于各个制造企业当前信息化管理目标的重点，以记录、控制为主的企业并不一定需要建立能力模型，而已经在记录、控制层面良好运行期望达到更高的敏捷协同效果的企业需要首先建立能力模型。要想建立模型，完整的组织模型是基础，HCM 组织模型是5维模型，包括工厂资源模型（三维空间维度）、工作日历（时间维度）、人员权限（人员维度），在此基础上，我们才能进一步建立接近于真实的能力模型。能力模型，又称产能模型，是制造企业管理生产能力的数据模型。从表达含义的深浅来理解，可以分为两个层次：一是“能不能做”，表达了生产能力的范围，广泛用于基地分配和资源选择；二是在范围允许的基础上“能做多少”，表达了生产能力的程度。【例】某工厂有3条产线A\B\C，生产甲、乙两种商品，其中甲可在A、B线生产，乙可在B、c线生产。如此所形成的产品资源矩阵是产能模型的基础形态，仅仅表达范围。【例】某工厂有3条产线A\B\C，生产甲、乙两种商品，其中甲可在A、B线每天可生产50，乙可在B、c线每天可生产100。如此所形成的数据矩阵是产能模型的高阶形态，既表达范围又表达程度。 从价值流的增值过程来理解，可以分为两种能力：一是生产能力，是在价值流中，产品在制造现场物理形态和化学性质发生变化时工厂需具备的能力，在这段时间内，产品的附加值不断增加，因此这段时间又称为“增值时间”；二是非生产能力，是在价值流中产品只是位置或时间发生变化时工厂需具备的能力，在这段时间内，产品价值没有增加，因此这段时间又称为“浪费时间”。“非生产能力”虽然是浪费，是在企业运营中期望避免和消除的，但在现实情况中普遍存在且往往起决定性制约作用，建模活动必须是基于真实才能有效，因此在建模阶段绝不可对非生产能力直接忽略。【例】如下图所示 ，某企业生产一件产品需要23.6天，其中增值时间为188秒（在HCM中定义为生产能力），浪费时间为23.6天（在HCM中定义为非生产能力）。从程度表达的方式来理解，可以分为两类：一是定额表达方式，如“A工厂每天做500台”；二是速率表达方式，如节拍“每下线一件A产品需要10秒”。定额从某种程度意义上来说也是速率，本质上也是单位时间内的产量。区别在于定额表达方式中的时段是强制性的，把时段单位往更小的量级转换会使其本身失去指导意义，数值既是限制也是目标，数值只在指定的时段单位间隔有意义。采用定额方式的企业一般产品间加工差异不大或产品生产批量配比恒定，因此能只关注数量单位。【例】某工厂生产A、B两款产品，产能是每天24台（定额），则在安排生产计划时可以生产A和B各12台，也可以生产A产品10台，B产品14台，同时在时段中间去审视产量不具有任何意义；而如果是速率表达方式，每天24台就意味着一小时一台，意味着每相隔1个小时就应当有1台产品被生产出来。从表达的附着对象来理解，可以分为以下四个维度以及他们之间复合形成的维度：对象（产品）、时间、资源（组织）、工艺。注意：非生产能力不支持复合维护，仅能表达为单个维度从来源到目标的转换能力。从能力约束用途来理解，可以分为三类：一是作为产能占用推演的已知条件，一般来说是一个具体数值，实际计算的结果完全忠于该能力数值，如节拍；二是作为产能占用推演的具有缓冲能力的已知条件，一般来说是可以一个范围，如最大提前生产周期；三是指作为地点分配的关系数据，如物线关系、链式关系。从生产能力的计算方式来理解，可以分为两类：一是多工序批量模式下的生产能力，资源被占产能=节拍X数量标准产能，是实际计算的基准值预警产能（定额模式下使用），一般低于标准产能，用于预示产能即将被占满最大产能，在一定辅助手段的调整下可扩大到的产能目标值二是单工序批量模式下的生产能力，资源被占产能=处理提前期X数量前处理提前期，开工准备所需要的时间，一般为批处理，不占用线上产能处理提前期，线上加工处理所需要的时间后处理提前期，下线后收尾处理作业的所需要的时间，一般为批处理，不占用线上产能数值类型：能力数据的数值包括基准值和开动率，这两数字必须是搭配使用，只看基准值或只看开动率在实际应用是没有意义的。一方面，基准值相对于开动率而言是相对稳定的，是在未来可见的一段时期内都成立的标准产能数值，在这段时期内如果希望在某个时点对能力数值做调整，应当调整开动率而不是直接调整基准值或同时调整基准值和开动率；另一方面，基准值和开动率也可以一直是恒定的值，这时候开动率不等于100%不是因为能力数值本身发生变化，而是因为此时基准值表达的是能力附着对象的最大潜能，而开动率表达的是潜能实际能发挥出来的程度，基准值和开动率都有其现实业务意义。能力建模要点上述的能力模型的解析，主要回答了关于“制造企业应当建立怎样的能力数据模型”的问题，是希望能够帮助用户充分理解产能建模的目的、结构、内容和意义。所谓产能模型的建模就是从各自企业管理的业务领域出发不断渐进明细，丰富细化整个能力模型的数据结构，并按照结构填充数据的过程，这就是HCMp系统的建模要点：第一步确定需要使用产能数据的场景和流程节点通过在业务场景和方案进行梳理，识别出需要使用产能数据的流程节点，并根据流程节点的管控要求明确产能数据的要求特性。第二步确定需要管理的产能要素明确节点和对应的要求后，需要进一步确定每个节点实际需要使用的产能要素：资源链式关系、产品资源关系、产品转换能力、工艺转换能力、订单转换能力、标准产能、最大产能、预警产能。其中最为常用的的是标准产能、产品资源关系（物线关系）、资源链式关系、产品转换能力。第三步确定产能数据的管理层次在不同的流程节点和产能要素下，可能有不同的管理层次，需要根据实际情况逐一分析。每个企业的在HCM中的各个独立组织可以设立自己的管理层级等级，既能够配置层级数，也能够配置各层级之间的高低关系。【例】A工厂对于标准产能有三个管理层次，分别为物线关系级、物料级、产线级，则意味着在时间计算获取能力数值时首先根据物料和产线的精确匹配获取，其次单独按照物料获取，最后单独按照产线获取。第四步确定产能数据的管理维度对于相同的流程节点，在每个管理层次下可能管理维度并不完全相同，此时则需要对管理维度进行明确。【例】A工厂的产能模型只与组织相关，与产品、工艺等无关，同时产能在组织上的 生产线 和 区域（车间） 存在。B车间有产线C、产线D和产线E，其中产线D为非标产线产能为10S，C、E为标准产线产能为8S，则在HCM中可以设置车间B产能为8S，产线D产能为10S。注：当然，从逻辑上来说也可以只保留一个最细的维度，直接设置C产线产能为8S，D产线产能为10S,E产线产能为8S。但如此模型的稳健度下降，当B车间又增加一条标准线F时，如果是原先两层的模型的话产能数据不需要改动，而只保留一层的模型需要补充设置产线F产能为8S。至此，能力模型的数据结构建立完成，此结构以策略为统领，每个策略下明确管理层次、管理维度及管理要素。第五步收集生产能力的数据依照前四步则构建完成能力模型的数据结构，后续则是按照结构收集数据的过程，其中生产能力与非生产能力使用不同的数据矩阵，生产能力数据按照“管理维度+数值”的方式存储管理。第六步收集非生产能力的数据依照前四步则构建完成能力模型的数据结构，后续则是按照结构收集数据的过程，其中生产能力与非生产能力使用不同的数据矩阵，非生产能力按照“切换方向+数值”的方式存储管理。我们已经通过数据建模的方式将企业运营现状以一定抽象的程度数字透明化，但如何在此基础上深化数字应用，我们还必须要回到企业运营的初心，明确目标，才能最大化发挥建模工作作为运营管理活动中的已知条件对于解决在各个环节出现的具体问题的作用。在约束与目标的共同语境下，我们才能找到更好、更适宜、更有效的解决方案。总而言之，数字化运营是在数字化建模的基础上依照数字化目标进行数字化执行反馈数字化实绩的活动。其中，数字化建模是必要前提，数字化目标是根本目的，数字化执行是重要保障，数字化实绩是内在要求。
