面向配套约束的航天物资管理模式分析与改善

余子开， 宋虎， 范文超， 武晨鹏

（上海航天设备制造总厂，上海200245）

0 引言

航天制造业是典型的面向订单企业，其生产都是按照客户需求而安排的。随着航天事业的快速发展，高密度发射呈现常态化，型号研制生产任务剧增，研制周期越来越短，多型号并举对物资供应的要求越来越高，抢夺供应资源的竞争日趋激烈，物资供应风险显著增加[1-2]。现有的物资管理模式难以适应内外部环境变化的要求。

针对企业生产实际中遇到的因物资短缺或配送不及时，导致生产线不平衡的问题，本文根据某航天企业生产的特点，研究了考虑配套约束的物资管理方法及物资配送流程。分析了短线物资配套管理方法，给出了面向信息化的物资管理模型，采用ECRS原则建立了优化物资配送的模型，并通过实例的应用验证了该模型的有效性与可行性。

1 某航天企业现有物资管理模式现状分析

面对高密度发射及研制生产任务，企业对物资需求的不确定性日益显现，供应的物资呈现“多品种、小批量、多批次、短周期”的特点[1]。现有的物资管理模式是需求驱动物资备料，即生产部门提供物资需求信息给物资部门，物资管理部门根据物资需求进行备料，最后各生产部门在生产过程中根据生产计划进行物资的领用。现有的管理模式存在以下问题：

1）物资短缺时有发生。当型号生产节奏与投产计划不一致时，需求便发生了变化，尤其是随着型号研制的深入，研制的不确定性导致生产不确定，进而反映到物资需求的不确定。比如生产过程中经常出现的因质量问题需要将零部组件报废；因临时增加的验证试验需配套试验物资；因归零或举一反三问题需要将产品进行分解，然后进行重新组装及调试等，这些临时的变化都对现有物资的备料产生影响，从而导致物资短缺。同时物资备料过程中因部分原材料、元器件采购周期较长，无法保障及时供应而导致物资短缺。

2）物资配送过程准时性差。现有的物资配送流程是各生产部门根据本部门生产过程中的物资需求，按照本部门生产计划去对应的物资仓库领料。这种物资领用配送过程随意性大、均衡性差、计划性不足，往往出现扎堆领料或者因配送人员临时不在工作岗位等原因导致物资无法及时配送至生产现场。同时这种各自为政的物资配送流程存在一定的人力资源浪费及准时性无法监督的问题。

2 考虑配套约束的物资管理方法研究

2.1 短线物资分析

针对上述物资短缺时有发生的问题，将生产过程中容易出现短缺的物资定义为短线物资。根据实际的生产情况，容易出现短缺的物资主要体现在以下几方面：1）需求量较大的物资，比如各种辅助材料，标准件等，各个型号生产过程中均有需求，由于研制生产的不确定性，物资消耗的速度比较快，容易导致短缺；2）一次性使用的非金属件或金属件，比如各种金属密封圈、非金属密封圈，弹簧垫圈等，这些零部件一般是一次性使用，容易出现短缺；3）采购周期长的物资[3]，比如一些进口元器件或国产特殊元器件等，有些是国外限制出口的，有些是国内生产能力限制的，比如有特殊要求的电连接器，重要零部件核心原材料等，采购周期长从而导致无法及时交货，导致短缺。短线物资严重影响了现有的生产组织，因此短线物资的备料应该提前准备，主动供应，不能等到生产部门提出需求时才启动备料工作。

2.2 面向信息化的物资管理方法

物资配套是生产部门和仓库之间“组合再分配”的中转加工环节，扮演着“配”、“送”角色[4]。物资配套不及时将直接影响到生产的进度，而库存的准确性、配套率和数量将直接影响配套操作，进而影响生产的有序进行。因此物资配套与生产现场之间相互交错，互相关联，物资管理需要考虑采购、库存、配送、生产现场使用情况等之间的关系。

某航天企业目前在物资管理、计划管理方面已经应用了一些信息化系统，比如用于三维结构化工艺编制的PDM系统，用于物资信息管理、计划管理的ERP系统，以及目前正在推行的MES系统，但是各系统之间的关系仍然未完全打通，整个物资管理还缺少关键的物流配送系统来保证物资配送的准时性。因此针对该企业现有物资管理的不足，给出了物资全过程信息化管理模型，如图1所示。PDM用于三维工艺文件的编制，从而产生物料需求BOM清单，物料需求BOM清单通过接口导入到ERP系统形成生产过程中的物资配套信息。常见的物资主要有3类，分别为外购件、外配套件与自制件(外协件)。不同的物资类型配套方式不同，外购件一般通过直接采购进行配套，外配套件根据型号计划通知外单位按时配套即可，自制件需要自行生产，包括将部分自制件外协给其它单位生产的外协件。针对外购件需要确保留有一定的库存量，因此每次物料采购计划下达后系统会自行检查是否达到预警数量，一旦达到预警数量将会自动提醒采购人员进行补充采购。外配套件一般易于控制，只需按型号计划要求通知有关单位按时配套即可。而自制件或外协件需要自己生产或外协他人生产，因此物资配套需要考虑生产现场的物资消耗。生产现场中的物资管理通过MES系统进行管理，当物资齐全时将通过物流系统生成物资配送订单，配送人员按照订单进行配送，当物资不齐全时系统将自动更新库存，通知计划人员补投生产计划。物流系统专门用于物资的配送，确保生产需求的物资及时配送到现场，这是航天企业目前的短板。

图1 面向信息化的物资管理过程模型

3 考虑配套约束的物资配送流程分析与改善

3.1 某航天企业现有物资配送流程分析

某航天企业现有的物资配送流程是各生产部门设立自己的物资配送人员，根据部门生产计划每天开着运输车去各仓库领用需要的物资，如图2所示，每个生产部门都有相应的物资配送人员去各个仓库领用自己需要的物资。这种物资配送方式计划性差，随意性较大，一旦出现各生产部门扎堆领料或配送人员临时不在岗时，生产现场需求的物资将无法保证及时送达。这种物资配送流程表面看上去每个生产部分投入的人力及时间成本较低，但对整个企业而言投入的人力及时间成本巨大，造成很大的人力及时间成本浪费。

3.2 物资配送流程改善

针对上述现有物资配送流程存在的问题，采用“ECRS”原则对现有物资配送流程进行消除，合并，重排及简化[5-6]。具体如下：1）E(Eliminate)，消除。在物资配送流程中消除不必要的工作内容，即消除每个生产部门去各仓库领用物资的环节，只需下达物资需求订单。2）C(Combine)，合并。在物资配送流程中合并一些可以合并的工作内容，即合并各生产部门的物资领用功能，组织专门的物资配送队伍。3）R(Rearrange)，重排。重新排列物资配送流程的各环节，即根据各生产部门及仓库的具体地理位置，重新排列物资的配送路径，在企业内部按照一定的路径进行配送，改变原有各自为政的配送路径。4）S(Simple)，简化。经过上述的取消、合并和重排操作后，考虑最终的结果是否以最快捷简单的方式完成所需的功能。

根据上面的“ECRS”原则的分析，改善后的物资配送模型见图3。该模型将原有各自独立无相互联系的生产部门及仓库建立新的连接关系，这种连接关系建立的原则是：企业根据各生产部门及仓库的地理位置关系，设置一个起点位置，按照最短行走路线原则形成闭环。闭环的结果是将所有的生产部门及仓库连接覆盖，即从起点开始，行走一圈，经过所有的生产部门及仓库，这一路径一经确定将不允许轻易更改，图3中每个仓库之间可能有一个或几个生产部门，也可能没有生产部门（图中为说明问题，每个仓库之间画一个生产部门）。

图2 现有物资配送流程

为实现图3中所示的物资配送流程，需要成立一个专门的物资配送队伍及投入一套专门的物流配送系统，将原来各生产部门的物资配送人员功能取消，由专门的物资配送队伍承担物资配送，仓库人员根据各生产部门的物资配送订单及配送时间要求进行备料，物资配送人员根据配送时间要求进行取货送货。同时对改善后的物资配送流程的班次时间进行规定，每天按照固定的起点及间隔时间进行物资配送，确保企业内部物资配送的准时性。

改善后的物资配送操作流程如图4所示，整个操作流程在物流配送系统中监控，通过物流配送系统将物流和信息流进行整合[7]，实现物资配送的准时性。具体操作流程 如 下 ：1）主生产计划下达后，物资部门进行备料，备料完成后各生产部门根据生产实际对各仓库下达物资领用订单，物资领用订单包含所需零部件的图号、名称、数量、BOM版本信息，配送时间要求等；2）仓库按照物资订单进行配套准备，根据订单配送时间先后顺序要求，将物资放入运输周转箱，周转箱中放入物资配送订单信息，同时物资配送人员获取配送信息；3）配送人员根据运输固定路线依次途径各仓库及各生产部门，此时各仓库已将各生产部门需求的物资分门别类的装入收集箱，等待配送人员的收取;4）配送人员按照运输固定路线经过某个生产部门时将上一仓库配送给该生产部门的物资交付该生产部门;5）生产部门接收人员对照物资需求订单信息进行核对，确认是否接收，如果实物与物资需求订单不一致可不予接收，等仓库核对并配套正确再签收;6）最后的配送流程是否结束由配送人员根据物资订单签收情况进行确定。

图3 改善后的物资配送模型

3.3 实例分析

图4 物资配送操作流程

根据上述改进后的物资配送模型及操作流程，结合某航天企业实际进行分析，某航天企业有10个生产部门，共有6个大的仓库，包括标准件仓库、元器件仓库、黑色金属仓库、有色辅料化工仓库、五金工具劳防仓库、半成品仓库等。原来每个生产部门都有专门负责物资配送的人员，并且每个生产部门至少配置1辆物资运输车辆。根据改善后的物资配送模型，各生产部门可以不再配备从事物资配送的人员。改善后的物资配送模型需要成立专门的物资配送队伍，以1名司机、2名配送人员计算，共需3名人员。改善后的物资配送模型具体操作流程如下：1）每天上午8:00开始，每隔1.5 h安排一个班次准时按运输固定路线进行物资配送；2）每个班次1名司机，2名物资搬运人员，1辆运输车，每天来回循环配送；3）各生产部门物资领用订单最短要求配送时间为2 h，避免订单的扎推不均衡导致仓库人员的工作强度不均衡；4）整个物资配送过程在专门的物流系统中运行，确保整个过程得到监控。具体对比结果如表1，通过对比分析，改善后的物资配送模型优化了人员需求，节约了时间、人力和物力成本。同时整个物资配送流程在物流系统上进行监控，可以真实准确地反映出各仓库在各时间点上的物资配送信息，从而有利于合理安排仓库人员进行物资准备。

表1 改善前后效果对比分析表

4 结语

本文针对航天制造业因配套约束导致生产难以有序进行的问题，在调查和分析某航天企业生产实际的基础上，总结出影响航天物资配套不及时的两大因素为短线物资的管理及物资配送过程。针对短线物资的管理，给出面向信息化的物资管理方法及模型；针对物资配送流程，分析原有流程的不足，采用ECRS原则提出改进后的物资配送模型，并给出该模型的操作方法，最后用实际的应用实例说明该模型的可行性与有效性，为其它企业的物资管理及物资配送提供了参考。

[1]郭蓬舟,徐心宇,王朝阳,等.航天型号通用物资管理模式的探索与实践[J].航天工业管理,2014(增刊1):53-55.

[2]厉立.航空科研院所物资管理优化研究[J].经营管理者,2013(19):92.

[3]王国义,梁训波,姬建红,等.浅谈短线物资供应管理办法[J].科技创新导报,2016,13(3):134-135.

[4]李海川.基于信息化的装备制造业物资配套模式[J].机械,2009,36(10):67-70.

[5]宗廷军,李有春,张兵.基于ECRS的发动机研制流程优化实践[J].航天工业管理,2015(8):46-48.

[6]王雨,李美燕,张红菊.基于ECRS原则与动态规划的仓储作业流程优化[J].山东交通学院学报,2016,24(4):26-35.

[7]端存真,薛善良,李建平,等.航天产品准时装配管理技术研究[J].中国制造业信息化,2012,41(17):1-4. （责任编辑 马忠臣）