航天/军工零配件基于MES 系统的零库存实现

尤 洁， 柯清禅， 赵 嬛， 赵士佳

（航天材料及工艺研究所， 北京 100076）

0 引言

零配件作为物资管理的一环，是制造行业，特别是多品种、小批量混线生产的航天/军工行业[1-3]生产组织管理的核心环节。航天/军工行业的产品生产是一项多要素、多环节穿插进行的系统工程[4]，由于行业生产需求及特性，其零配件具有以下特点：月需求量变化大、配套周期短；品种规格多、配套量小；指标固定、替代性低；特定指标严格、通用性较差。因此，航天/军工企业对于产品物资配套通常采取提前到货、大量储备的方式[5-6]。对于不确定任务量及齐套时间的采购件，通常采用“广撒网、深积粮”的管理方式，进行大量、多种物资的储备[7-8]，以应对各种紧急需求，造成库存周转率低[9-10]、资金占用率高[11-12]。同时，航天/军工制造业因保密要求的限制，信息化管理很难落地，生产加工过程仍依赖大量纸质文件进行数据信息的传递[13-15]。该模式下重复的人工填写和数据录入，耗费了大量的人工成本。

为此，航天材料及工艺研究所借助已稳定运行多年的MES 系统，提升库房管理能力，以BOM 为基础进行零配件管理，助力产品零配件的高效配发，通过优化管理方式，账实相符率由94.70%提升至99.53%，合并优化6 种物资领用单及2 项物资管理流程，盘活库存696.47 万元，实现了库存的高效管理。

1 零配件分类

区别于通用的物资管理，产品零配件的通用性差、批次管理严格。以某运载火箭为例，运载火箭一般分为箭体、动力装置和控制系统三大模块，根据功能及用途再细分成各子系统，共涉及近1 万种，5 万个零部件。因此，借鉴ABC 分类法，结合零配件特性，将所述零配件按制造件、配套件和采购件（主要为标准件）进行分类，如表1 所示。

表1 零配件分类及管理标准

1.1 制造件

制造件为车间/事业部需二次加工、装配的零部件，一般尺寸小、单发配套少、种类多，对应为自主加工和外协，齐套时间可控，库存量合适。

1.2 配套件

配套件为其他单位生产的配套产品，不涉及二次加工，一般尺寸大、单发配套少、种类少。齐套时间一般不受控，库存量小。

1.3 采购件

采购件为本单位采购的零部件，一般尺寸小、单发配套多、种类多，多为标准件。齐套时间可控，一般最先齐套，库存量大。

2 零库存管理的实现

精益管理模型中的零库存管理，零配件均以原材料及半成品形式周转于采购、加工、生产、销售和配送等环节中。零库存指通过某种切实有效的库存控制及管理策略，最大限度压减库存量，“零”是相对性概念。对标航天/军工制造业的高效齐套、按时交付的产品需求，零库存的管理模式是不完全适用的。MES 系统为制造企业实现生产过程的可视化、可控化的常用信息化手段，为了满足企业生产组织的特性，MES 系统拓展了许多定制功能，能够更快捷地实现对生产计划、车间库存等要素的管理。在库存方面，结合航天材料工艺研究所现行的MES 系统，可实现生产计划→零部件配套→库存成本管控等业务流的串联，如图1所示。结合零配件特性和计划类别进行优化，可真正意义上实现零库存及产品的对标齐套。当前MES 系统的生产计划分五类，如表2 所示。

图1 基于MES 系统的业务流串联

表2 生产计划类别及配套原则

2.1 按部段BOM出库

借助MES 系统中产品的BOM结构，由系统直接推送单发产品出库表，包含成品所需的制造件、配套件和采购件。以发为单位开展部段齐套分析，并以BOM为最小单元执行产品出库。当Z零配件≥1 时，库房依据BOM完成产品配套及出库。

2.2 按班组分次出库

结合各工序的先后顺序及承制班组，将BOM结构中的零配件重新排列。当Z零配件＜1、Z某班组≥1 时，针对考核计划，可依据BOM分班组、分次完成出库。

2.3 核减缺件出库

结合零配件特性，当Z零配件＜1、Z自制件≥1（或Z配套件≥1、或Z采购件≥1）时，针对短周期考核计划核减产品缺件，先行出库其余零配件，缺件齐套后再次出库。

2.4 MES 系统输出电子出库单

基于MES 系统及BOM数据管理，在打印模版的定制化配置下，取消了原先生产班组及库房人员手动填写出库单的环节，打印系统可直接生成出库单，完成所有信息的填写。当前可实现按产品BOM单次、分次出库打印。在出库业务进行的同时，对生产数据进行收集、处理，取消了工艺人员质量报告编写过程中数据的二次录入和生产班组人工填写零配件信息的多余环节。

依据上述配套模式，实现了真正意义上的零库存（Z零配件＜1）。同时，以BOM为依据的主动配套模式抑制了周计划、临时计划滞后带来临时配套需求，保证了零配件的及时发放，提高了缺件管理的效率。

3 某部段零配件配套实践

以某部段的生产为例，经过多轮工艺优化，特别是针对不同班组的工序进行调整，该部段工序主要涉及3 个生产班组、9 道车间内部工序及3 道车间外保留工序协作，结合生产班组分工进行简化，如表3 所示，涉及3 种配套件、5 种制造件和12 种采购件。

表3 生产工序及配套清单

按上述三类配套原则进行零配件管理，1—2 季度，该部段过程中未出现配套不及时情况。但是，由于产品齐套节奏的无序和不规律，存在配套数量远大于每月实际完工数量的现象，应更为合理地设置库存线。

4 零配件的弹性库存线

该部段下半年的实际完工及各类零件配套数量如表4 所示，对标年计划为35 件/月，各月均存在波动，但最终在12 月份完成总需求齐套，符合航天/军工交付节点的生产特性。

表4 实际完工数量及配套数量

结合三类零配件的齐套特性、制造周期和成本，对标月产能需求，设置三类零配件的警戒库存线。

1）配套件受外部齐套制约，Z配套件≥1 时，库房执行出库，直到Z配套件=0，不设警戒库存。

2）采购件成本低、采购周期长，采用一次性批量到货并按全批次的需求量的10%设置库存警戒线。

3）自制件涉及资源占用问题及成本控制，对标交付节点，提前1 个完整生产周期齐套当月生产需求数量，按成本最低及按时交付原则，设置弹性库存警戒线Y自制件。

式中：A为部段每月需完工数；xi为每个月实际完工数量。

该模型下，库存的合理控制取决于自制件的齐套情况。在保证当月产品按时交付的同时，可显著压减自制件库存数量及成本，同时，也为自制件的合理排产提供了指导数据。

5 结论

零配件的管理应基于制造车间的生产组织模式开展，合理的管理模式将助力生产组织全过程实现降本增效。

1）基于部段BOM 的主动配发，实现了航天/军工制造业的提前、高效齐套，实现了真正意义上的零库存。

2）基于MES 系统的出入库及电子出库存单的使用，实现了6 种物资领用单及2 项物资管理流程的合并优化。BOM 配套将账实相符率由94.70%提升至99.53%，有助于库管员、生产班组和工艺人员管理提效，降低人工成本。

3）基于零配件和计划特性的不同出库方式及警戒库存，保证了产品生产的有序进行，对标文中所提及的产品，盘活库存共计696.47 万元。