人工智能、物联网、云计算、区块链……这些鲜明的科学技术界词汇经常刷屏,同时,人们越来越认识到,只有新技术是不够的,新技术从探索阶段进入了应用阶段,慢慢扎根到实体业创新当中,让老树发出新芽。

工业互联网作为新一代科学技术与先进制造技术深度融合的产物,已成为当前制造业转型升级主要推动力量之一。去年的政府工作报告提出,打造工业互联网平台,拓展“智能+”,为制造业转型升级赋能。顾名思义,工业互联网主要是围绕工业,其本质和核心是通过工业互联网平台把设备、生产线、工厂、供应商、产品和客户紧密地连接融合起来,帮助制造业拉长产业链,形成跨设备、跨系统、跨厂区、跨地区的互联互通,从而提高效率,推动整个制造服务体系智能化。

 

数据,正在成为新的生产要素。制造业从生产、流通到销售,正在越来越趋于数据化,人工智能等新一代技术与工业互联网平台深度融合,可以基于工业大数据制造过程的全链路数据,进行智能预测和控制,实时调整和协同多产线运作,实现排产自动化、补货动化和搬送自动化。 

众所周知,不同的工厂可能有非常不同的要求,工厂从接单到生产,每个环节都是自上而下,相对独立的,这使得企业在生产活动中的采购、供应、分配、转产、交货等问题,看似每个环节都做到了最好,但由于各个工厂及部门生产相关数据无法及时传达互通,没有最到全局的最优。大部分制造业面临着订单满足率低、核心环节产能瓶颈、换线成本高、计划执行率低等问题,而依靠人工手动调整优化的旧模式在全局约束的情况下往往顾此失彼。 

在上述需求驱动下,杉数科技将人工智能技术落地到工业互联网—智能制造领域,打造了多工厂协同高级计划优化解决方案,该方案适用于企业供应链过长、工厂数量多、分布散、管理乱的场景,解决各个工厂各自为战无法做到统筹规划的问题,发挥出工业互联网平台赋能制造业转型升级的“智能+”效用。 

多工厂协同涉及采购、供应、分配、转产、交货等全局统筹问题,一揽子将这些方面一同考虑,对企业而言将要面对的是一个海量数据的决策问题,而海量数据决定了该问题的复杂性,为了达到求解该复杂问题的目的,杉数创新性的使用了大规模运筹优化求解技术,并结合自研的规划求解器“杉数优化求解器(COPT)”(我国第一个自主研发的商业级别求解器)服务于智能制造领域。

  

详细来看,杉数的多工厂协同高级计划优化是全流程端到端的生产计划与产销协同优化。多工厂协同意味着可能涉及到数十个工厂,数十万种零部件、半成品,或许有上亿规模组合千万级的限制条件,而精确到未来订单和需求预测所驱动的生产加工,就需要非常强的技术能力。杉数的多工厂协同高级计划优化可以输出未来一段时间精确到每一款产品到产线的详细加工指令,同时包含原材料到货指令和采购计划,指导下游的订单承诺,包括异常的分析、瓶颈的分析和预警,同时还能够去实时协同,计划模拟仿真,对加人、加线、加班不同方案进行比较,判断最优的协同计划。 

这是从生产计划的角度,生产计划紧接着就是全渠道的库存计划和分货计划。如何去提升出货量,减少分货不均,降低补货次数,这也是多工厂协同高级计划优化的重要部分。杉数支持需求计划到库存计划再到库存优化这样全维度的智能决策。其中,需求计划可以精确到天颗粒度、SKU级别、不同渠道的销量预测来指导企业的上下游补货计划。另外,考虑到复杂的业务逻辑,补货计划还可以支撑每个工厂到每个仓库的补货计划和分货计划,提升库存周转率。 

在落地实施过程中,杉数多工厂协同高级计划优化方案涉及了原材料的分配,原材料/半成品/成品在各个工厂间的转运与分配,长短周期结合的生产计划制定等方面。模块包含:多工厂协同高级计划优化模型的建立、模型的求解、计划的分析、计划的反馈等。

1、多工厂协同高级计划优化核心模块 

通过建立运筹优化模型,使用杉数自研的规划求解器进行求解。如果有特殊求解效率的客户,杉数也会使用大规模优化求解技术针对客户的场景进行客制化的求解效率加速。当求解器求解完成后,算法应用会将结果通过系统对结果执行解析过程,输出相应的长短周期结合的高级协同优化计划。与此同时,多工厂协同高级计划优化结果中也将包含输出优化计划对应的各项指标情况,供企业进行参考与决策。

2、多工厂协同高级计划优化分析展示模块

当协同优化计划完成后,针对订单的交付情况,杉数的多工厂协同高级计划优化解决方案会提供完整的交付分析功能,其中将会针对订单的延迟交付或取消,进行具体的原因分析,并生成相应的原因报告(具体那个物料不足、具体哪个工厂产能不足等)。 

3、多工厂协同高级计划优化反馈模块

分析物料不足与产能不足会导致订单交付延迟或取消的原因,杉数多工厂协同高级计划优化解决方案会根据原材料采购清单进行最有效的采购推荐。通过这份采购推荐,企业可以清楚的看到每一笔原材料采购或每几笔采购能够直接带来的订单交付情况的改善,以此来衡量是否需要执行采购推荐。

   

从客户案例优化结果来看,杉数多工厂协同高级计划优化可以通过生产计划的稳定滚动,需求变化的预测情况,实现各个工厂间更加高效的协同合作,减少供应链迟滞,降低机器空转及人工干预,帮助工厂达到节能减排,减少产能损失的目的,进而提升订单满足率,加速“智造”转型。

工业互联网向上对接工业优化应用,向下连接海量设备,承载着海量工业经验与知识模型。对于智能制造领域而言,带来的是生产方式、管理模式的全面变革,与人工智能融合之后,多工厂协同高级计划优化将会造贯穿于设计、生产、管理、服务等各个环节,助力企业做出最优决策。