①跟踪需求(Chase)策略。按需求生产,顾客订单发生变化时,相应地改变劳动力水平(雇佣或裁减员工)、延长工作时间、分包、增加轮班等,使生产量与需求相匹配。
②稳定的劳动力水平(Level Workforce)。稳定劳动力水平,通过柔性的工作计划改变工作时间,改变产量,使产量与订货量相匹配。
③均衡生产/平准化生产(Level Production)。保持每月的日产量大致相同的综合计划。
④稳定的劳动力水平和产出率。稳定的工作时间;使用库存来缓冲每月需求的波动。
⑤混合策略(Mixed Strategy)
3.综合生产计划的相关成本
大多数综合计划方法是使成本最小化的计划,假设需求固定;当需求与供应同时修改时,也采用利润最大化的方法,因为需求变化影响收入与成本。
与综合计划相关的成本主要有:基本生产成本、与生产率相关成本、库存成本、缺货或延期交货成本和转包成本。基本生产成本指计划期内生产某种产品的固定成本与变动成本。
与生产率相关的成本包括雇佣与培训成本(将新雇员培养成技能型人才所必需的)、解雇成本(与解雇相关的成本)。库存成本指对库存产品进行维护所发生的成本,包括库存占用资金的成本、存储费用、弃置费用与产品腐烂变质所发生的成本。延期交货会引起赶工生产成本,企业信誉丧失、销售收入下降等,因此估计缺货或延期交货成本相当困难。转包成本是付给次承包商的生产产品的费用。转包成本可高于或低于自制的成本。
4.综合计划方法
综合计划方法有图表法和数学方法两类。
图表法(试算法)指通过计算不同生产计划的成本来选择最低成本的方案。电子表格软件的应用使这一计划的过程更为便利。这一方法易于理解和使用,有多种方案供选择,但选择未必是最佳的。
数学方法有线性规划、线性决策规则、回归分析模型、仿真、搜索决策规则等。
9.4主生产计划
9.4.1主生产计划的均衡同步化
对每一个最终物料项,必须准备一个主生产计划(MPS)。主生产计划通常是滚动的生产计划。主生产计划要确定每次订货所需的最终物料项的数量和交货日期,一般按周制订。
最终物料项通常是完成品,且具有独立需求。最终物料项也可能是主要的部件或模块。
(1)均衡计划
运营系统在不同时段上生产的产品数量与品种组合保持不变,保持有节奏、有规律的生产。简化工序的计划与控制工作,逐渐降低准备时间,增加工人熟练度,稳定传递计划给上游的供应商工序,节省劳动力成本、降低管理费用。
(2)混合生产
将均衡计划继续向前推进,可得到不同零件重复性混合生产模式,降低加工批量,提高柔性,形成稳定连续的输出流。
(3)同步化
许多公司都要同时生产许多不同的产品和零件,但并非所有的产品与零件都具备实行均衡生产所需的那些规则性。同步生产就是要协调各个工序的加工速度,保证物料以相同的流动特征通过各个工序,提高输出的稳定性与可预测性,以固定的间隔期生产,减慢作业速度较快的工序,使物流运动的“鼓点节奏”统一化。
同步生产可对物料按照其需求频率分成三类:频繁生产的物料,如每周一次;经常生产的物料,间隔期比频繁生产的物料更长一些;稀有物料,不经常生产,甚至偶尔才生产。
【例91】 假定某加工中心必须在20天内生产3种产品:1920件产品A,1200件产品B,960件产品C。工作时间为每日8小时,确定固定时段的产品生产组合。
解 计算各个产品的节拍(相邻同类产品的生产间隔期)。
产品A:20×8×60/1920=5分钟,每40分钟生产8件;
产品B:20×8×60/1200=8分钟,每40分钟生产5件;
产品C:20×8×60/960=10分钟,每40分钟生产4件。
可以建立一个由8件A、5件B、4件C混合组成的每40分钟重复一次的加工序列。具体产品排列方式有多种。
9.4.2可承诺量
可承诺量(Available To Promise,ATP)又称可签约量,指在一段时间中,生产数量多于客户订单的数量。ATP告诉销售人员有多少数量的产品未向客户承诺。在ATP数量内,可向新的客户承诺。如果再来的订单不能消化掉ATP,销售部可折价销售,或要求生产部减少产量。
9.5资源需求计划
9.5.1资源需求计划
资源需求计划(RRP)考虑满足综合需求所需的资源数量。资源计划检查满足预测需求所需的生产能力与现有资源能力。资源以能力水平(Capacity Level)度量,能力水平指最大的输出率或可获得的最大时间数。
长期计划与瓶颈运作要考虑关键资源,关键资源指短缺或难以获得的资源,包括特殊的工作中心、设备、劳动力技能等,关键资源限制了整个过程的能力。
能力水平依赖于轮班数量、每周工作天数、加时策略、现有劳动力、工人效能、设备水平等因素。能力水平基于可行的情况,而不是理论情况。例如,昂贵的设备可以以高的利用率运行,将最大能力视为21班/周(3班/天,7天/周),而一般计划将最大能力设为15班/周,正常能力设为5~10班/周。实行JIT 与TQM 的公司从不基于最大能力安排计划,而是考虑设备的故障、维修、工艺变化及紧急情况安排计划。基于最大能力安排计划的公司没有时间进行过程的改善与工人的培训等活动。
需要明确资源表和人力表两个概念。资源表(BillOfResource,BOR)指生产单件产品所需资源(工作中心或机器)与标准总时间列表,包括产品生产所有阶段的部件生产及装配时间。人力表(Bill Of Labor,BOL)是资源表的一种,资源为人力资源。
解 按工作中心汇总时间,得到资源表BOR。根据资源表与产品族产量预测,可估计产品族未来的资源需求。假定铣床现有能力为9500小时/年,则2006年以后需要增加能力。
9.5.2粗略产能计划
粗略产能计划(Rough-Cut Capacity Planning,RCCP)检查主生产计划的可行性,在每一个时间段,比较工作负荷(与MPS数量联系)与现有资源能力,以保证短缺资源、关键资源不超负荷。RCCP通常用于最终项目。
负荷表(Load Profile)指生产单件最终项目所需的每项资源的标准总工时列表(考虑提前期的资源列表)。
资源负荷表(Resource Profile)指特定时段内,生产给定数量的最终项目所需某项资源的标准总工时数。
【例93】 产品X由部件A 与B装配而成,假定:每一批量X组装的提前期为1周,部件A 提前期为1周,B为2周。求该产品的分时段负荷表与各工作中心的资源负荷表。
为了安排产品X、组件A、B的生产,必须考虑提前期,从完成日期开始向后确定开始日期的排程过程,称为后推排程或分时段排程。
9.6物料需求计划
9.6.1物料需求计划的定义
1.概念
物料需求计划(MRP)指为了产品的及时生产,而决定组成产品的各个组件、部件及零件采购或生产的数量及时间。MRP依赖需求驱动,组成产品的各个项目(组件、部件及零件)的需求依赖于产品需求。MRP是指为满足最终项目需求而决定依赖需求项目的订单数量与时间的软件系统。
2.简单举例
【例94】 如图913所示,已知产品A 的产品结构树(Product Structure Tree)、提前期(LeadTime)与需求信息。产品结构树中的数字表示单件父件所需子件的数量,如B(4)表示单件父件A 需要4件子件B。试制订一个物料需求计划。
提前期LT:A——1天;B——2天;C——1天;D——3天;E——4天;F——1天。
需求量:第10天——50A;第8天——20B(备件);第6天——15D(备件)。
②考虑提前期,列出产品A 的需求数量与订货数量。如表910所示,第10天A的需求量为50,考虑提前期1天,应在第9天订货50。
③安排组成A 的低一层组件的需求时间(依赖于A 的订货时间)与订货时间(考虑提前期)。如组件B,第9天A 的订货量为50,则同一天B的依赖需求量为200,考虑B的提前期为2天,应在第7天订货200。又组件B作为备件的独立需求量第8天为20,考虑提前期应在第6天订货20 。同样可以列出C的需求量与订货量。
结论:物料需求计划MRP系统从最终项目的计划完成日期开始,在时间轴上向后倒推计算,基于提前期,确定组成最终项目的每一物料项目的订单发布数量与发布日期。
9.6.2MRP系统
基于主生产计划MPS,MRP确定了来自工厂内部与外部的各项目订单数量及发布日期。由工厂内部制造的项目使用制造订单,向外部供应商采购的项目使用采购订单。
1.主生产计划MPS
为了资源的计划和订单的安排,MPS通常采用的时间期(Time Horizon)是20周或更多,取决于从物料最终项至所有组件叠加的提前期。
MPS的柔性取决于以下因素:生产提前期、最终物料项所需组件、与顾客和供应商的关系、生产能力余量大小、管理层变革愿望。
2.时界(Time Fences)
对MPS计划期间中的不同部分所允许的变化予以限制,常设定时界(如在第4、8周设定),、。
(1)四种状态
①冻结状态(Frozen)。计划不允许有任何的改变。
②稳定状态(Moderately Firm)。允许产品族内部一些特殊的微小变化(只要所需部件可获得)。
③灵活状态(Flexible)。允许某种程度较大的变化(只要总体能力需求水平基本保持不变)。
④开放状态(Open)。允许任意改变。
(2)两类时界
①需求时界(Demand Time Fence,DTF)。在该计划点之后仅允许少许重要的改变(需主计划员批准的特殊客户订单)。
②计划时界(Planning Time Fence,PTF)。在该计划点之后MPS允许变化(由主计划员手工输入)。
3.产品树结构与BOM
产品树结构表示了最终项目与其他组成部件的关系。它是完整的产品描述,表明了产品所需的原材料、零部件、组件及生产顺序。
BOM(Bill of Materials)是定义产品结构的文件,表示最终项目组成的物料项目的清单。
产品树结构反映产品结构比较直观,通常树根部表示最终产品项目(0层),以后依次是组成产品的部件与组件(1层、2层、3层等)。层次码反映了某项物料相对于最终项目的位置。在树结构中存在着同一物料项同时出现于不同层次的情况,这种组件称为多层次通用件。多层次通用件出现在同一产品的不同层次,为了有利于MRP高效地计算每一物料的需求数量,引入“低层编码”,使同一物料有较低的相同层次码,如在图918中,产品W 的树结构是否符合低层编码原则?显然,应该将D的子件R放低一层,以便与V、M 的子件R在同一层次。
BOM 还可表示其他一些信息包括:来源码,可分为自制、采购、外包、调配,系统依据物料来源做不同处理;虚拟件,设计上存在,但在管理上并不直接使用,因此实际上不存在,如一个组件设计成由多个子件构成,但公司直接购买供应商已生产好的组件入厂。线上组件,暂时存在,不入库,直接进入下一次装配,可视作母件固有部分。
当BOM 中有大量相同子件重复出现时,将组件的共享部分作为虚拟件,以简化产品结构。
4.特殊BOM
常用的一些特殊的BOM 有计划BOM、模块化BOM、工程BOM、制造BOM 和管理BOM 等。
①计划BOM 用于计划阶段,是产品族的物料清单,不会有顾客订购,只用于计划与预测,以共享件(如螺丝、垫圈、接线等)为子件。
②模块化BOM 围绕产品模块组织物料清单,模块的物料清单称为模块单。模块化BOM 用于由许多通用零件制成的并有多种组合的复杂产品,使用模块单,可以有效避免数据重复,便于生产排程与生产。进行模块化管理后,凡是用到该通用模块结构的无须重新输入数据,只需引用该模块。
③工程EBOM 是设计用的BOM,其展开所有物料项,包括产品每一工艺过程、半成品状态等,比管理用BOM 复杂。
④制造BOM 用于执行阶段。系统接收客户订单后,产生制造BOM,用于产生制造订单与采购订单。
⑤管理BOM 跨过虚拟件(幽灵物料),根据管理需要设置“管制点”。
5.库存记录文件(Inventory Records File)
每一个库存项目记录在一个独立文件。每一组件的现有库存状态记录在一数据文件中进行维护,根据MPS中时间段的大小,可分为周或日的时间段(俗称时间桶,Time Bucket),每一时间段中的信息包括所需物料项的数量、预计在库量及物料项现有订单的计划接收量等。