制造型企业生产计划管理

生产计划管理虽然已经有一些生产制造型企业，开始将生产计划的管理纳入Logistics或物流管理部门的业务范畴，但多数的企业还是将它们分割开来（特别在业务上）。而这种分割也同时造成了成品的物流管理（在外资企业中也常称为Outbound Logistics）与原料的物流管理（也常称为Inbound Logistics）的分离。正如，我们可以经常看到公司的成品调配、储运与原材料计划、采购人员在业务上很少往来。“有什么必要呢？”原材料计划和采购人员经常会说，“我们只需根据生产计划来安排我们的工作。”但如果生产计划的目标不正确，那么原料的物流管理工作将陷于被动或低效。 由此可见，生产计划管理是衔接成品物流和原材料物流的关键。可是，生产计划又是根据什么来制订的呢？一般地讲，有两种计划模式：按订单生产（Make to Order）和按库存生产（Make to Stock）。第一种模式多发生在专用产品或投标项目以及大的明确的订单的生产。这种模式生产的企业一般在接到最终用户的订单或中标之前，是不备有成品库存的。而客户也同意等待一定的交付期。第二种模式则适用于通用产品的生产（类似Dell这类企业除外，它们为第一种模式）。这种企业，由于最终用户往往不愿过多的等待时间，而不得不自己保有或在渠道中保有一定的库存。而企业认为库存不够时，再通过生产来补足。多数企业可能会遇到第二种模式（本文的多数讨论适用于该种模式）。对于按库存生产的企业，上述的业务分离状况将使企业很难规划自己的资源（如成品、半成品和原料库存的合理配置）。如果我们以整个价值链（或供应链）的眼光来看，企业的目的将是交付某种需求。而企业本身的价值将是识别某种需求并通过技术、生产以及组织和调配资源来交付这种需求。库存在这里将不再被看作成静止的，而是流动的，并且在其流动的过程中（如图1中的从左到右）不断增值。物流需求计划（DRP，参见以前的文章）、生产计划和原料采购计划则是有机地联系在一起，且步调一致。而生产计划的目的也不仅仅局限于交付，同时还要满足使得总物流成本（此处为广义的，包含生产制造成本）最小。虽然已经有一些生产制造型企业，开始将生产计划的管理纳入Logistics或物流管理部门的业务范畴，但多数的企业还是将它们分割开来（特别在业务上）。而这种分割也同时造成了成品的物流管理（在外资企业中也常称为Outbound Logistics）与原料的物流管理（也常称为Inbound Logistics）的分离。正如，我们可以经常看到公司的成品调配、储运与原材料计划、采购人员在业务上很少往来。“有什么必要呢？”原材料计划和采购人员经常会说，“我们只需根据生产计划来安排我们的工作。”但如果生产计划的目标不正确，那么原料的物流管理工作将陷于被动或低效。 由此可见，生产计划管理是衔接成品物流和原材料物流的关键。可是，生产计划又是根据什么来制订的呢？一般来讲，有两种计划模式：按订单生产（Make to Order）和按库存生产（Make to Stock）。第一种模式多发生在专用产品或投标项目以及大的明确的订单的生产。以这种模式生产的企业一般在接到最终用户的订单或中标之前，是不备有成品库存的。而客户也同意等待一定的交付期。第二种模式则适用于通用产品的生产（类似Dell这类企业除外，它们为第一种模式）。这种企业，由于最终用户往往不愿过多的等待时间，而不得不自己保有或在渠道中保有一定的库存。而企业认为库存不够时，再通过生产来补足。多数企业可能会遇到第二种模式（本文的多数讨论适用于该种模式）。 对于按库存生产的企业，上述的业务分离状况将使企业很难规划自己的资源（如成品、半成品和原料库存的合理配置）。如果我们以整个价值链（或供应链）的眼光来看，企业的目的将是交付某种需求。而企业本身的价值将是识别某种需求并通过技术、生产以及组织和调配资源来交付这种需求。库存在这里将不再被看作成静止的，而是流动的，并且在其流动的过程中（如图1中的从左到右）不断增值。物流需求计划（DRP，参见以前的文章）、生产计划和原料采购计划则是有机地联系在一起，且步调一致。而生产计划的目的也不仅仅局限于交付，同时还要满足总物流成本（此处为广义的，包含生产制造成本）最小。 一般地，生产计划是围绕着物流需求计划制订的。如果企业有中心仓库的概念，或是生产后成品进入的第一级仓库，那么生产计划就是根据它们的库存水准而不断地来制订的。除了极个别的时候（如事故），生产计划不会直接影响物流需求计划（可能会对实际的发运计划有影响），而是通过预先的信息平台，诸如生产周期（Production Cycle）、产品生产持续时间以及生产能力分析（Capacity Analysis）和生产计划执行的稳定性（如PSL，工厂服务水准），影响中心仓库的库存水准的制订。在平衡了总物流成本（狭义的，不含生产制造成本）后，生产计划在制订时经常要局部地考虑如下一些约束： 满足生产制造可变成本最小化 对于生产制造可变成本（能源、人力）占主要部分的企业尤其重要。如面粉工厂，电力成本占制造费用的主要部分。又如，使用原材料价值或辅料昂贵的生产工厂，在启动生产线或生产过程中换型时要耗费大量的材料（损失的成本经常计入生产制造成本），则要求产品的生产持续时间必须足够长。 满足生产线占用时间最小化 对于生产能力紧张的企业极为重要。 满足生产线上或车间的半成品库存最小化（参见以前的文章半成品的控制） 对于半成品价值高的企业极为重要。 满足生产订单完成时间的最小化 对于按订单生产且客户对订单交货期敏感的企业重要。 每一个具体的企业，在制订生产计划时很难同时满足上述这些约束，而必须根据自己的实际情况，选择合适的目标。在制订生产计划之前，还要与生产管理人员共同确定生产计划要素与目标的关系。例如上面约束1中，每一次换型（Change Over）占用4个小时且成本为5,000；达到稳定生产时，生产线A的可变成本为每小时500，生产线B的可变成本为700等。随着现代信息处理技术的发展和应用，企业可以通过MRP II 、ERP或其它专门用于生产计划的管理软件，来编制复杂的生产计划。而对于未应用这些管理软件的企业，也可以根据同样的原理和相同的步骤，手工、或半手工地（借助电子表格MSExcel）较好地完成生产计划管理工作。下面，我们将以上期提到的X公司为例，阐述计划的步骤。 图2展示了X公司围绕生产计划管理的主要流程。 生产速度表X公司的生产部根据其工程部有关机器设备的资料，制订出每种规格产品（SKU）的生产速度。虽然生产速度表的速度可以以多种形式来表达，如完成每单位产品（每箱、每件）需要多少时间（分钟、小时或班次等），但为了计划方便，经过与生产计划人员（物料管理人员）的协商，生产速度的表述为每班次能生产产品的单位数（见表1）。 表1 箱/班次 产品生产线1产品生产线2单A1800P1500一B1500Q1200生C1650R1100产D600Y2500A1000P700复E450Z900合生B950R650产F600AB500由于生产设备的能力，复合生产（即同一时刻或时间段）是允许的。如表1中的生产线1，在某一班次内可安排生产产品A和E。 另外，需要指出的是，该表中所示的速度实际生产的经验速度。这与理论生产速度和目标生产速度有所不同。理论生产速度是机器设备所允许的极限速度。在实际工作中，由于设备及操作等原因，这一理论速度是很难达到的，只能作为生产部门长期追求的目标。目标生产速度是生产部门年初制订的目标，是可以达到的。目标生产速度往往被用来在年初制订产品的生产成本时使用。而经验速度则更现实地考虑到近期的机器设备情况、人员熟练程度，通过工厂服务水准的回顾过程，定期（如每月）制订的。生产能力分析（Capacity Analysis） 生产计划人员在每周得到新的前端需求计划（如中心仓库）之后，首先要做的是根据生产速度表，计算出所需要的班次并与生产部门提供的可用班次（扣除设备维护、法定假日）比较。这种计算，由于尚未考虑产品生产周期以及原材料库存的情况，往往不够精确。但初步的计算，特别是辅助地根据瓶颈设备的速度，能大致地知道需求是否有可能完成。如明显不能完成，则不必进行后续的计划工作，而需要与前端的业务部门协商，裁减需求量（Rough cut），即按最大的供应量制订计划。随着计划管理工作以及市场预测的不断完善，X公司的计划人员更倾向将生产能力分析的过程拆分为两个步骤：中长期分析和短期规划。中长期分析是每月、每季度进行的。这使得由于生产能力不足而进行需求量裁减的机会降低。因为计划人员可以较早感知这种不足，从而有足够的实际采取行动，如事先在产能过剩的时期，进行库存储备。即使在产能紧张的时候，如果计划人员能够事先感知，也可以通过动用备份班次（如周末）或通过寻求外包生产的办法增加供应量。由于增加班次要考虑到生产人员的倒休或临时生产人员的招聘和培训，以及外包生产的寻求，都需要足够的时间，中长期分析是十分必要的。短期规划则更多地是与后续的主生产计划过程交织在一起。这主要是为了更精确地了解短期的班次需求。同时要考虑到产品生产周期、原材料库存情况。传统的这一过程，需要不断地计算、调整，再计算、在调整。随着现代信息处理技术的应用，计划人员往往可以通过辅助的计划软件（线性规划类软件），来完成计划工作。产品生产周期产品的生产周期，在本文的定义中与一个已知需求量的产品的生产完成时间有所区别。在这里，我们是指某一种产品大约要间隔多少时间才被生产一次。虽然现在的时髦概念，诸如柔性化生产、JIT等，追求的都是按产品的需求量来生产。但除非当初生产线的设计和工艺十分灵活、各种产品的生产需求足够多且分布均匀，或是生产能力足够大以及原材料供应能及时，我们在实际工作中很难避免做如下一些抉择： 一周之中可能会有多种产品有生产需求，而所需的总生产能力大于工厂一周的生产能力，到底对哪些产品进行取舍，或优先生产哪些产品？ 通过前面几个步骤的计算出来的某种产品的生产需求量，很小而不足以让生产部门同意安排实际生产。生产部门主要是出于对产品生产制造费用的考虑。 实际产品的需求由于在数量上和需求时间上是不固定的，如果随时按需求安排生产计划，有些原材料的供应工作会很难安排。 要想精确地算出各个产品的生产周期是一件很困难的工作。因为生产周期不仅影响着生产计划的安排，同时还影响着中心仓库（工厂的下一级库存）库存水准的设订。生产周期（产品的生产间隔时间）长，中心仓库的库存水准就高，供应链中库存成本以及由此产生的其它成本就相应地高；另一方面，由于生产周期长，一定时期内该产品的生产次数将减少，而与生产次数相关的生产制造费用（如启动、换型的时间耗用、原材料损耗等）也相应地减少。单一产品的中心仓库库存成本、生产相关成本和其总成本的关系如图。这与传统的库存控制理论很相似。不同的是，传统的库存控制中提到的各个产品一般是不相关的；而对于这里的某一生产线来说，所需安排的各个产品是相关的。在一定时期内，各产品的生产时间的总和是一定的。 实际工作是需要生产管理人员、工业工程师（Industry Engineer）和物流管理人员的共同努力，来制订产品的生产周期。对于产品i，物流管理人员的职责是找出库存成本与生产周期T的关系Ii = f (Ti)；生产管理人员的职责是找出生产相关成本与生产周期T的关系 Mi = g (Ti)。而对于一条生产线上的所有产品，则是寻求使得（ f (Ti) g (Ti)最小的一组T值。为了便于对该规划求解，可添加一些约束条件： * 如根据产品的重要性（如销售量、市场营销策略及客户服务水准），规定产品A、B、C的生产周期为：TA TB TC * 如根据生产工艺的要求，规定生产产品B之后，必须接着生产产品D、Q 由于市场需求的变化，产品的生产周期应该是定期（每季度或半年）调整的。 主生产计划草案 在进行完生产能力分析，即可根据已有的产品生产周期，安排工厂每周的各产品生产量以及各产品的生产次序。在这一步骤结束后，一些需求量过少的产品将可能不被安排生产。如果我们倒推，即假设工厂最终能按该草案生产，中心仓库在获得这些补足之后，有些产品的库存水准不能完全达到预先的目标。当然，这种差异必须是能够被接受的。否则，该计划草案须将修改。这个步骤的产出，之所以成本是草案，是因为我们尚未考虑原材料实际情况是否满足。而检验该草案最终是否可行，需要通过物流需求计划的计算，并与原材料库存进行比较。物料清单（BOM, Bill of Materials） 物料清单是进行物料需求计划的计算依据。物料清单的制订主要是由技术部门根据工艺或产品配方（见图4）制订的。同时，在制订过程中，还要同生产部门和采购部门共同协商。这是因为物料清单要尽可能地反映生产过程对原材料的实际耗用情况，而不仅仅是理论上的消耗率。实际的损耗率需要相关部门对各种原材料使用情况的持续记录和分析。物料清单的格式一般是以单位产成品所耗用的所有原材料的形式表述（见表2）。产成品的单位最好是以物流和生产计划时的产成品单位一致。原材料的单位最好是以原材料在仓库的储存以及采购活动中经常使用的单位。这主要是为了是物料需求计划更加方便。BOM产品A单位：箱材料名称耗用量单位理论差异原材料14,5000.250千克原材料250030克原材料310.04卷原材料410.05个原材料5原材料6原材料7物料需求计划物料需求计划即是根据所制订的主生产计划草案、主生产计划或班次计划，以及物料清单，计算出指定时段内所有原材料的生产需求