（安全技术及工程专业论文）制造企业生产物流计划与控制策略研究.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第1 i 页 a b s t r a c t p r o d u c t i o n1 0 9 i s t i c si sak e yl i n ko f1 0 9 i s t i c si nm a n u f h c t u “n ge n t e r p r i s e s h o w e v e r ， t h e r ea r e m a n y s e “o u s p r o b l e m s i n p r o d u c t i o n i o g i s t i c s o f m a n u f a c t u r i n ge n t e r p r i s e si nc h i n at h ep la f ta n dc o n t f o lm e t h o do ft r a d i t i o n a l p r o d u c t i o n1 0 9 i s t i c sr e s u l t si nl o n gl e a dt i m e ，h e a v ys t o c ko fp r o d u c t sa n dl o w p r o d u c t i v i t y t h e r e f b r e ，ak i n do fe f - f e c t i v ep l a na n dc o n t r o lm e t h o do fp r o d u c t i o n l o g i s t i c s i s u r g e n t i yn e e d e dt om a k er e a s o n a b l ea “o c a t i o no ft h ep r o d u c t i o n m a t e r i a l sa n do p t i m i z et h em a n u f a c t u r i n gp r o c e s s ，s oa st oi m p r o v et h es t a t u so f p r o d u c t i o nl o g i s t i c si nm a n u f a c t u “n ge m e r p r i s e s ，a n di m p r o v et h e i rb u s i n e s s p e r f o r m a n c e f i r s t l y ，t h et h e s i si n t r o d u c e st h ec o n c e p t ，c h a r a c t e r i s t i c sa n dr e s e a r c hc o n t e n t o fp r o d u c t i o nl o g i s t i c s ，a n a l y z e st h ei n f l u e n c i n gf h c t o r so fp r o d u c t i o nl o g i s t i c s a n dt h eb a s i cr e q u i r e m e n tf o rr a t i o n a l i z a t i o 玑a n ds u g g e s t st h es i g n m c a n c eo f r e s e a r c ho np i a na n dc o n t r o lm e t h o do fp r o d u c t i o ni o g i s t i c si nm a n u f h c t u “n g e n t e r pr i s e sb a s e do nt h es t a t u so fm a n u f h c t u r i n gi nc h i n a s e c o n d l y ，t h et h e s i s s l i m m a r i z e sa n de v a l u a t e st h e p r i n c i p l ea n dt y p i c a l m e t h o do fp r o d u c t i o n l o g i s t i c sp l a na n dc o n t r 0 1 ，m a k e sd e t a i l e dc o m p a r a t i v es t l l d yo ft w ok i n d so f p r o d u c t i o nl o g i s t i c sm a n a g e m e n tm e t h o do fj i ta n dm r p i i ，a n dp r o p o s e st h e p l a na n dc o n t r o lm e t h o do fp r o d u c t i o n1 0 9 i s t i c sb yc o m b i n i n gj i ta n dm r p i i t h e n ，t h et h e s i sf o c u s e so nr e l a t e ds t r a t e g i e so fm r p i i j i ti n t e g r a t i o na n d p r o p o s e st h ep r o d u c t i o np i a nm e t h o d o l o g y ，t h ej m p r o v i n ga l g o r i t h m so fm r p i i a n dt h em e a s u r e so fk a n b a n m a n a g e m e m ， m a t e r i a l b u f f e ra n dm a t e r i a l d i s t r i b u t i o n ，e t c w i t h i nt h ep r o c e s so fp r o d u c t i o n l o g i s “c sp l a na n dc o n t r 0 1 f i n a l i 弘t h et h e s i sa p p l i e st h em r p i i j i tm o d e 【oe n t e r p “s e s i te s t a b i i s h e st h e p r o c e d u r ea n dm e t h o do fp r e p a r i n gp r o d u c t j o nj o g i s “c sp j a n ，p r e s e n l sm e t h o dt o w o r ko u tt h eo p e r a t i o np l a no fw o r k s h o pp r o d u c t i o n ，a n dd e t e r m j n et h ek a n b a n c o n n o lm o d eo ft h ew o r k s h o pp r o d u c t i o nl o g i s t i c s k e y w o r d sp r o d u c t i o n1 0 9 i s t i c s ：m r p i i ；j 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 第1 章绪论 1 1 物流的基本概念及分类 物流一词是第二次世界大战期间从军事后勤学( l o g i s t i c s ) 的含义演变来 的，最早源于美国，后被日本引进。从2 0 世纪3 0 年代美国消费协会最早对 物流的定义开始，它作为“供”、“需”间有机衔接的桥梁，逐渐发展为一门 学科，有关物流的理论在不同行业的研究、应用与发展至今已有近8 0 年的历 史。而对丁物流概念，目前有多种不同的表述，在此我们列出几种比较有代 表性的定义。 1 美国物流管理协会的定义物流是对货物( 原材料、半成品、成品) 、 服务及相关信息从生产地到消费地有效率、有效益的流动和存储进行计划执 行和控制，以满足顾客要求的过程。这种过程的内容主要包括需求预测、情 报信息网络、物料搬运、订单处理、采购、包装、流通加工、运输、装卸、 废旧物资回收利用及仓库管理、用户服务等。 2 日本早稻田大学阿保荣司教授的物流定义物流是指有关供给主体和 需求主体相结合，克服空间和时间的“隔离”，以及创造部分有形物质的经济 活动。其中也包括一切有形或无形财务的废弃和还原。具体的说，是指运输、 保管、包装、装卸、流通加工等物资流通活动以及有关物流的信息活动。 3 我国国家标准( g b t1 8 3 5 4 2 0 0 1 ) 中的物流定义物品从供应地 向接收地的实体流动过程中，根据实际需要，将运输、储存、装卸、搬运、 包装、流通加工、配送、信息处理等功能有机结合。 物流按其业务日的可以分为：供应物流、生产物流、销售物流、回收物 流和废弃物流。根据物流活动的觌模和范围，又可分为社会宏观物流和企业 物流。企、j k 物流是指企业生产经营过程中，物品从原材半4 供应，经过生产 加工，到产成品和销售，以及伴随生产消费过程中所产生的废弃物的回收及 再利用的完整循环活动。从系统论的角度分析，企业物流是一个承受外界环 境干扰作用的具有输入转换输出功能的自适应体系。企业物流的水 平结构见图1 1 。 本文所指的企业物流，是指生产企业内部的物流，是狭义的生产物流。 企业生产物流一般是指生产所需的物料在空问和时间上的运动过程，是生产 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 、 进货系统搬运系统，山货系统 ；i 供应市场 原 叫垫三h r i 其他工jj 材 半成品 料 原材叫丽蛩 成成 1 部件生产商1 零l h l r 量啼 品 一 部 料半jt 画。 存娄 件 。j 台怍厂商i输 品库j 叫鲴 、) 入 - _ _ - 一 l 回收物流 回收粝流 i 销售物流 图1 1 企业物流的水平结构 系统的动态表现，换言之，物料( 原材料、辅助材料、零配件、在制品、成品) 经历生产系统各个生产阶段或工序的全部运动过程。 1 2 生产物流概述 1 2 1 生产物流的概念 生产物流( p r o d u c t i o nl o 百s t i c s ) ，也称厂区物流、车间物流等，是企业 物流的核心部分。它在物流术语国家标准中的定义是：生产过程中原材 料、在制品、半成品、产成品等在企业内部的实体流动。 生产物流是企业物流的关键环节。从生产工艺角度看，工艺是龙头，物 流是支柱，所以生产物流是企业在生产工艺中的物流活动( 即物料不断地离开 上一道工序，进入下一工序，不断发生搬上搬下、向前运动、暂时停止等活 动) 。在制造企业，物料自始至终都在不停的流动着，包括原材料、备品配 件的输入、把输入转换为产出的中间在制品流转作业以及产品的输出。这种 物流活动是与整个生产艺过程伴牛的，实际上已构成了生产工艺过程的一 部分。因此，生产物流应按照生产工艺流程来组织，它与生产同步，中间主 要涉及半成品、在制品库、总成及部件库和产成品库等坏节。 生产物流的过程大体为：原材料、零部件、外购件、燃料等辅助材料从 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 企业仓库或企业的“门口”开始，进入生产。线的开始端并投入生产，经过下 料、发料、运送到各个加工点和存储点，以在制品的形态，从一个生产单位 ( 仓库 流入另一个字产单位，随生产加工过裂个个环节的“流”在“流” 的过程中按照规定的工艺过程进行加工、储存，借助一定的运输装置，在某 个点内流转，又从某个点内流出，始终体现着物流实物形态的流转过程m 。 同时生产一些瑷科、余料，直到生产加工终结，再“流”至成品仓库终结了， 企业生产物流过程。生产过程中的物流示意图如图1 2 所示。 p f ：j1 内物流 m h ，物料搬运物流：- 图1 2 生广过程的物流示意图 生产物流系统担负运输、储存、装卸物料等任务，物流系统与生产制造 的关系密切，是生产制造各环节组成的有机整体的纽带，又是生产过程维持 延续的基础，可以说生产物流系统运作的好坏将直接影相生f 、。的育效逸 j 。 一般束况，工件在制造系统的“通过时间”主要由四部分构成：即加工准备 时间、加工时阳j 、排队时间和运输时间。其中加工时间只占很小一部分，即 工件在生产系统中大量无效的通过时间是导致在制品库存增加，从而弓f 起系 统效益降低的根本原因之一。据统计，在产品生产的整个过程中，物料仅有 5 的时怕j 用于加工、检验，而其余9 5 的时间处于储存、装卸、输送和待加 工状念；产品成本的2 0 4 0 直接与物流相关”。 随着生产制造系统规模不断扩大、生产的柔性化水平和自动化水平日益 提高，要求生产物流也要相应地发展，使之与现代生产制造系统相适应，传 统的生产物流，设备极其落后，是以手工、半机械化或机械化为主的，效率 低、工人劳动强度大；物流信息管理也十分落后，信息分散、不准确、传送 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 速度慢，制约了生产的发展。为此，人们r 始着手研究现代生产物流，其目 的是通过对生产物流进行有效的计划与拧制，优化仓业生产物流系统，从而 使企业物流畅通无阻，保证生产过程的物料需求，保汪生产的正常运行，最 终使企业产品满足市场需求。 1 2 2 生产物流的特点 物流不仅是，上产不断进步的前提，而且也伴随着生产，实现着本身价值 的增值。企业物流与企业生产密切相关，企业生产的特点，决定了制造企业 生产物流具有下列特性”： 1 生产物流是生产工艺的一个组成部分物流过程和生产工艺过程几乎 是密不可分的，它们之间的关系有许多种，有的是在物流过程中实现生产工 艺所要求的加工和制造：有的是在加工制造过程中同时完成物流；有的是通 过物流对不同的加工制造坏节进行链接，它们之间有非常强的一体化的特点。 2 生产物流有非常强的“成本中心”的作用在生产中，物流对资源的 占用和消耗，是生产成本的一个重要组成部分，由于在生产中，物流活动频 繁，所以对成本的影响很大，生产物流的观念，应当主要是一个成本观念。 3 生产物流是专业化很强的“定制”物流它必须完全适应生产专业化 的要求，面对的是特定的物流需求，而不是面对社会上的、普遍的物流需求。 因此生产物流具有专门的适应性而不是普遍实用性，可以通过“定制”取 得较高的效率。 4 生产物流是小规模的精益物流生产物流的规模，由于只面对特定对 象，因此，物流规模取决于生产企业的规模，这和社会上千百家企业所形成 的物流规模的集约比较起来，相差甚远。由于规模有限，并且在一定时间内 规模固定不变，这就可以实行准确、精密的策划，可以运用资源管理系统等 有效的手段，使生产过程中的物流“无缝衔接”，实现物流的精益化。 1 2 3 生产物流的研究内容 生产物流区别于其它物流系统的最显著的特点是它和企业生产紧密联系 在一起，只有合理组织生产物流过程，才有可能使生产制造过程始终处于最 佳状态。如果物流过程的组织水平低，达不到基本要求，即使生产、设备条 件再好，也不可能高效的完成生产过程。因此，生产物流研究的核心是如何 对生产过程的物料流和信息流进行科学地规划、管理与控制。 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 看板管理，即企业将生产计划下达到最后一道工序，由后道工序向前道工序 发出生产指令，通过信息的传递实现“拉动式”的适时适量生产r 。 3 。约束理论( t h e o r yo fc o n s t r a i n t ，t o c ) ”约束理论是以色列物理 学家及企管顾问高德拉特( e l i y a j l um g o l d r a t t ) 于2 0 世纪7 0 年代提出的，继 m r p 和j i t 后的又一项组织生产的新方式。最初被称作最优生产时间表 ( o p t i m i z e d p r o d u c t i o n t i m e t a b l e ) ，后改称为最优生产技术( o p t i m i z e d p r o d u c t i o nt e c h n o l o g y ，o p t ) ，最后进一步发展成为约束理论，并在美国企 业界得到很多应用，在2 0 世纪9 0 年代逐渐形成完善的管理体系。 4 ，柔性制造系统( f l e x i b l em a n u f a c t u r i n gs y s t e m ，f m s ) 与敏捷制造系统 ( a g i l em a n u f a c t u r i n gs y s t e m ，a m s ) m m f m s 是由计算机控制的出若干个 半独立的f ：作站和一个物料传输系统组成，能高效地制造多品种、中小批量 零件的加工系统，它具有以卜- 特点：设备利用率高、投资少：工序中在制品 少，缩短了准备时间：改变生产要求时有快速应变能力；维持生产的能力； 产品质量高。而a m s 的实质是在先进柔性生产技术的基础上，通过企业内 部的多功能项目与企业外部项目合作组建一个虚拟公司，从而克服了f m s 中物理没备固定、结构固定、加工柔性有限、无法实现动态重构等缺点。对 企业物流系统而言，二者都简化了物流的流程，优化了物流的结构，提高了 物流的工作效率。 5 集成化技术近几年来，许多学者都提出了将上述方法和技术在企业 中综合运用的新思想，并收到了良好的效果。 ( 1 ) m r p i i j i t 的集成应用研究m研究指出m r p i i 的优点在于，它集中 式的信息管理方法便于c a d c a m 和自动化加工中心实现信息集成，并能够 对将来的生产提供计划。因此，在企业内部的物流管理当中采用m r h j 作为 生产与物料的计划系统是适宜的。而j i t 缩短准备时间与制造周期，降低库 存与废品率的方法都是十分可取的，并能对车间生产进行精确控制。因此， 采用j i t 对生产现场进行控制就显得十分必要。m r p i t j i t 的集成将充分发挥 其各自的优势，把m r p i i 的有效计划功能和j i t 的控制、执行功能有机地结 合起来，从而能够达到实现对企业物流合理的计划和控制的目的。 ( 2 ) m r p i i t o c 的集成应用研究m ，研究指出由于m r p i i 主要强调物料 需求计划和库存控制，而t o c 则是一种可应用到能力管理和现场作业管理方 面的哲理。故将m r p i j 与t o c 相互结合可形成功能较完备的生产计划与控 制管理系统。同时该方法指出，依据t o c 观点，应把能力管理和现场作业管 理的控制重点放在瓶颈工序上，在保持均衡的物料流动条件下，确保瓶颈工 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 序不会发生停工待料。同时通过采取措施柬提高瓶颈工作中心的利用率，从 而得到最大的有效产山。 ( 3 ) m r p j i 儿t t o c 的集成应用研究研究更进一步提出了多种技术集 成研究的思路，即提出了m r p i i 儿t t o c 的整合思路。强调以m r p i l 为主线， 进行生产计划的制定和控制，但重点是对制约环节进行计划和控制。以儿t 为主线，进行生产控制和改善，在制约环节前设置+ 定的缓冲，以充分利用 制约环节，降低对生产管理及设备的要求。在运用j i t 进行生产的时候，可 以充分暴露制约环节，协助t 0 c 活动的开展。 相对来说，国内在这方面的研究起步要晚一些，刚开始只是引进并进行 _ 本土化，现在浙江大学、华中科技大学等科研单位也开始了一些自主创新的研 究，虽然目前还没有成熟的系统产品，但是己经有一些很好的作业编排算法 研究成果，如动态计算制造提前期的闭环车间作业计划编制方法、基于瓶颈 工序的车间作业计划编制算法等m ，可以很好的解决一些车倒生产物流的计 划与控制问题。 此外，针对企业生产物流计划与控制力法的研究还有很多，如独立制造 岛、t 与f m s 的结合、单元制造技术等等。但从其发展的趋势来看，没有 说单纯的哪一项优化方法在其实际应用中收到了良好的效果。相反，更多的 是多种方法和技术的综合运用集成化方法，是未来发展的主要趋势。 4 选题的意义与研究内容 1 4 1本课题的研究意义 总结和回顾现代物流在中国的发展，可以观察到发展的不均衡。这个不 均衡主要表现在，比较多地关注和侧重企业外部( 供应、销售) 物流，而不太 重视生产过程中工厂内部的生产物流：比较关注和侧重宏观、中观物流的研 究和发展，小太重视微观物流研究和发展：比较关注和侧重知识、概念性的 东西，而不太重视具体的、操作性的东西。总的来说，企业生产物流的研究 被广泛忽视并滞后了。 虽然，随着现代物流的发展，第三方物流企业开始兴起，第四方物流的 概念也在形成，企业物流外包渐渐流行。但是，对于一般的制造企业来说， 却始终会保留自己的核心生产活动，企业的生产物流是必定存在的。而且， 西南交通大学硕士研究生学位论文箜! 夏 3 ，对m r p i i 、j i t 相结合的生产物流计划要点进行了分析，提出了 m r p i i j i t 生产物流管理模式下世产物流的主生产计划、物料需求计划以及 车恻生产作业计划的策略及编制方法。 4 对m r p i i 、儿t 相结合的生产物流控制要点进行了分析，提出了 m r p i i j i t 生产物流管理模式下车问生产物流控制以及库存控制的策略。 5 ，结合案例进行实证分析。 西南交通大学硕士研究生学位论文第10 页 第2 章生产物流计划与控制原理及方法 2 1 生产物流计划概述 生产物流作业计划是指在满足企业现有的生产条件f ，在产品生产期内， 合理安排计划期内各个生产单位或加工单元的生产物流活动，合理安排产品 的存储，移动及加工过稗，以实现企业的生产经营目标。它对仓业的生广物 流活动起着非常重要的指导作用。 21 1 生产物流计划的内容 生产物流计划的核心是生产作业计划的编制工作，即根据计划期内规定 的出产产品的品种、数量、期限，具体安排产品及其零部件在各工艺阶段的 生产进度。与此同时，为企业内部备生产环节安排短期的生产任务，协调前 后衔接关系。 21 2 生产物流计划的任务 1 保证生产计划的顺利完成为了保证按计划规定的时间和数量出产 各种产品，耍研究物料在生产过程中的运动规律，以及在各_ ：f = 艺阶段的生j “ 周期，以此米安排绎过各工岂阶段的时间和数量，并使系统内各牛产环节内 的在制品的结构、数量和时问相协调。总之，通过物流计划中的物流平衡以 及计划执行过程中的调度、统计工作，来保证计划的完成。 2 为均衡生产创造条件均筏生产是指企业及企业内的车间、工段、j 作地等生产环节，在相等的时间阶段内，完成等量或均增数量的产品。其中 均衡牛产的要求为： ( 1 ) 每个牛产环节都要均衡地完成所承担的生产任务： ( 2 ) 不仅要在数量上均衡生产。和产出，而且各阶段物流要保持一定的比例 性； ( 3 ) 要尽可能缩短物料流动崩期，同时要保持一定的节奏性。 3 加强在制品管理，缩短生产周期保持在制品、半成品的合理储各是 保证生产物流连续进行的必要条件。在制品过少，会使物流中断而影响生产： 保证生产物流连续进行的必要条件。在制品过少，会使物流中断而影响生产： 西南交通大学硕士研究生学位论文第11 页 反之，又会造成物流不畅，加k 生产周期。因此，对在制品的合理控制，既 可减少在制品占用量，又能使各牛产环节衔接、协调，按物流作业计划有节 奏地、均衡地组织物流活动。 2 2 生产物流控制概述 在实际的生产物流系统中，由于受系统内部和外部各种因素的影响，计 划与实际之间会产生偏差，为了保证计划的完成，必须对物流活动进行有效 的控制。 2 21物流推进控制原理 根据最终需求量，在考虑各阶段的生产提前期之后，向各阶段发布生产 指令量，这种方式称为推进方式。以这种方式进行物流控制的原理称为物流 推进控制原理。 推进控制原理的特点是集中控制，每阶段物流活动服从集中控制的指令， 从这方面看，各阶段没有独立影响本阶段局部库存的能力，这就意味着这种 控制原理不能使各阶段的库存保持期望水平。 2 2 2 物流拉引控制原理 在最后阶段按照外部要求，向前一阶段提出物流供应要求，前一阶段按 本阶段的物流需求量向上一阶段提出要求。以此类推，接受要求的阶段再重 复地向前阶段提出要求。这种方式称为拉引方式。这种方式在形式上是多道 工序，但由指令方式不难看出，由于各阶段各自独立的发布指令，所以实质 上是前一阶段的重复。采用此方式的物流控制原理称为物流拉引控制原理。 拉引控制原理的特点是分散控制，每分散控制的目标是满足局部需求， 在这种控制原理中，所有的局部控制使本阶段达到要求。然而由于没有实时 的协调，满足需求和降低库存费用的总目标在各个局部控制没有考虑。因此， 采用这种控制原理，系统中总的库存水平一般高于基准的库存水平。 2 2 3 生产物流控制的内容和程序 1 控制的内容物流控制的具体内容有 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 2 页 ( 1 ) 进度控制物流控制的核心是进度控制，即物料在生产过程中的流入、 流出控制，以及物流量的控制。 ( 2 ) 在制品管理在生产过程中对在制品进行静态、动态控制以及占有量 的控制。在制品控制包括在制品实物控制和信息控制。有效地控制在制品， 对及时完成作业计划和减少在制品积压均有重要意义。 ( 3 ) 偏差的测定和处理在进行作业过程中，按预定时问及顺序检测执行 计划的结果，掌握计划量与实际量的差距，根据发生差距的原因、差距的内 容及严重程度，采取不同的处理方法。首先，要预测差距的发生，事先规划 消除差距的措施，如动用库存、组织外协等；其次，为及时调整产生差距的 生产计划，要及时将差距的信息向生产计划部门反馈；再次，为了使本期计 划不作或少作修改，将差距的信息向计划部门反馈，作为下期调整的依据。 2 控制的程序物流控制的程序对不同类型的生产方式来说，基本上是 一样的。与控制的内容相适应，物流控制的程序一般包括以下几个步骤： ( 1 ) 制定期量标准物流控制从制定期量标准开始，所制订的标准要保持 先进与合理的水平，随着生产条件的变化，标准要定期和不定期地进行修订。 ( 2 ) 制订计划依据生产计划制订相应的物流计划，并保持生产系统能够 正常运转。 ( 3 ) 物流信息的收集、传送、处理。 ( 4 ) 短期调整为了保证生产的正常进行，及时调整偏差、保证计划顺利 完成。 ( 5 ) 长期调整及其有效性的评估。 2 3典型的生产物流计划与控制方法 ，二 2 3 1物料需求计划( m r p ) 物料需求计划简称m r p ，它是推进式生产物流控制原理的代表方法。制 造企业根据市场需求制定了营销计划之后，生产系统必须按照规定的时间交 付出产产品，由此而产生了主生产进度计划m p s ( m a s t e r p f o d u c t i o ns c h e d u l e ) ， 再根据产品的数量与产品的层次结构可以逐层逐次地求出各种零部件的需求 时问，这就叫作物料需求计划。 m r p 是一种将库存管理和生产进度计划结合为一体的计算机辅助生产 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 3 页 计划管理系统。做到在需用的时候所有的物料都能配套各齐，而在不需用的 时刻，又不过早的积压，从而达到既降低库存，又不出现物料短缺的目的。 m r p 的逻辑原理如图2 1 所示。 主生产进度计划 ( m p s ) u 主产品结构清单 、物料需求计划。一 库存状态 ( b o m ) 一 ( m r p ) 、一 文件 。 制造任务单采购订赞单 图2 1m r p 逻辑原理图 1 产品结构文件b o m ( b i l l0 f m a t e r i a l )它反映产品的层次结构，即 所有零部件的结构关系和数量组成。根据b o m 可以确定该产品所有零部件 的需要数量、需要时间以及相互关系。 2 主产品进度计划m p s 根据营销计划、b o m 和工艺规程决定成品出 厂时间和各种零部件的制造进度。它决定了产成品与零部件在各个时间段内 的生产量，包含产出时间、数量或装配时浏和数量等。 3 产品库存文件包含原材料、零部件和产成品的库存量、已订未到量 和已分配但还没有提取的数量。根据物料需求计划计算结果所需的物料量， 首先应考虑库存量，不足部分再进行采购。 由m r p 逻辑原理图可见，物料需求计划产生产品投产计划和采购计划， 生成制造任务单和采购订货单，再据此组织产品的生产和物资的采购。 2 3 2 制造资源计划( m r p i i ) 制造资源计划( m r p 】i ) 是在m r p 的基础上发展起来的，其英文缩写还 是m r p ，为了区别物料需求计划而记为m r p i i 。它能够有效地对企业各种有 限资源进行周密计划，合理利用，提高企业的竞争力。它的基本思想是：通 过科学的管理方法和工具，基于企、出经营目标，制定生产计划，围绕物料需 求转化组织制造资源，实现按需要按时生产。其主要技术环节涉及：经营规 西南交通大学硕士研究生学位论文第16 页 的零部件或产成品；制订作k 标准，制订合理操作顺序和操作规范。同步化 是指前一道工序的加工结束后，使其立即转入下一道工序，工序之间不设置 库存( 仓库) ，尽量使工序之间的在制品库存接近于零。同步化的理想状态是 零部件在工序问一件一件地生产，一件一件地往下面的工序传送，直至装配 线。为实现同步化，可采取的措施如下：合理布置设备，应根据加工工件的 工艺顺序来布置；缩短作业更换时问，这是减少批量的前提，可通过改善工 夹具和提高操作人员的操作技能来实现；制订合理的生产节拍，利用现有的 人员、设备和材料，使生产能力适应生产量的需要，而不是反之；采取后工 序领取，即看板的控制流程。 儿t 的基本手段是： 1 生产同步化即工序问不设置仓库前一工序加工结束后，使其立即 转到下一工序去。 2 生产均衡化即通过专用设备通用化和制定标准作业来实现。总装配 线在向前工序领取零部件时，应均衡地使用各种零部件，混合生产各种产品。 3 看板管理其主要以拉动生产为基础，采用“取料制”，即后道工序 根据“市场”需要进行生产，对本工序在制品短期的量从前道工序取相同的 在制品量，从丽形成全过程的拉动控制系统。如图2 - 3 所示，下游工序取出 定量容器中的工件后，容器上的看板被激活，下达给上游工序。上游工序只 有在得到看板授权后，才能够生产。 下达生产指令 取出t 件 机床 图2 3j t t 的看板产 机床 儿t 是采用分散式的生产控制方式。通过看板在工序间传递物料需求信 息，并利用看板的权威性将生产控制下放到各工序的后续工序。看板操作可 一般描述为：对生产工序i 来说，当零件要被处理时，从其下游工序i + 1 先 要出现需求，生产看板就从容器中拿走，并被放到工序j 的调度板上；来自 工序i + 1 的领取看板则代替了容器中的生产看板，加工后容器连同领取看板 一起，被送到工序i + l 去进行下步处理。同时，在工序i ，当有了一张生产 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 8 页 第3 章生产物流计划与控制策略优化 3 1 m r p i | 与j it 控制方式对比分析 物流控制是生产管理与控制的熏要环节，物流系统的运作方式取决于企 业采取何种生产方式。物料需求计划m r p i i 和准时生产制j i t ，分别是在美 国和只本发展起来的，并获得广泛应用的离散型制造企业的生产管理方式。 m r p i i 控制物料投入，用推动的方式维持生产运转，称为p u s h 控制策略。j i t 采用看板系统，将产成品取出来从而拉动系统运转，称为p u l l 控制策略。 由于m r p i i 与j i t 是在不同的社会经济环境中产生的，其要素构成及运 行机制均有很大的区别。 3 1 1 m r p i i 与j i t 要素构成与控制方式对比分析 m r p l i 是对制造企业的所有经营生产行为进行计划与控制的信息系统。 它借助产品和零部件的构成数据，即物料清单b o m ( b i l lo f m a t e r i a l ) 、加工 工艺数据以及设备数据，将市场对产品的需求转换为制造过程对加工零部件 和外购原材料的需求。 儿t 不仅是一种生产控制方法，还是一种管理的哲理。它强调的是找出 并消除生产中的一切浪费，这些浪费包括：过量生产、部件与操作者的移动 和等待时间、低劣的制造过程、存储及残次品。 m r p i i 与j l t 的物流控制方式刘比如图3 一l 所示m ”。 出图3 1 可以看出，( a ) 中m r p i i 是一种对生产物流过程完全集中式的控 制”“：基于产品订货与需求预测制定主生产计划，基于物料清单和工序的提 前期制订物料需求计划和采购计划，在详尽地作业能力平衡的前提下，下达 生产指令。 而( b ) 中j t t 是一种分散的看板控制方式“严格按订货组织生产，通过 看板在工序问传递物料需求信息，并利用看板的权威性将生产控制权下放到 各工序的后续工作。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 9 页 1物料需求计划h 1 【_ 1 r 一团，： 罂犍舯f 训秘 i 料l工i 储； 工 储11 “1 储ii 虢瞄i 性l ( a ) m r p 的集小控制 崮( b ) 儿t 的分敞控制方 图3 1m r p i i 与儿t 物流控制方式对比 3 1 2 m r p i | 与j lt 运行机制对比分析 m r p 与儿t 的最根本区别在于前者将生产系统的现行参数值，如提前期、 批量、废品率、装设时间、能力需求量、等待与搬运时帕j 等均看作式给定的， 并以此作为计划与组织未来生产的依据。而后者则是通过对生产线的改造， 能力的重新调配，积极地改善这些参数，以期获得更好的生产性能。表3 1 列出了m r p i i 与j t t 在运行机制及性能上的主要差异。 表3 1m r p i i 和j i t 运行机制对比分析 j 。，m 妇i i 一；i 瑟燕蓦。委镢1 鬈纛：冀? 采用固定的提前期，不可避免的采用固定看板数限定在制品储量，严格 提前期、制造周期与 j “：生了在制品和产品的存储，从按订货生产，减少了产成品的存储，大 存储量 而导致制造周期较长大缩短产品的制造周期 切司划阱现有的制造资源为没有详细的能力计划，不允许生产线巾 能力计划与瓶颈 前提条件，对瓶颈问题采取容忍存在瓶颈，从而造成初始投资增加，对 态度，对波动利设备故障产生的波动和设备故障产生的不半衡承受能 问题 不平衡承受能力高力远低于m r p 需求预测与主生， 需求预测很难精确。主生产计划不依赖需求预测，对需求变化的适应能 讣划 精度低执行中必须不断修改力比较强 b o m 能详尽表达不同类型产品加工工艺不变时，可以适应规格型号的 制造柔性 的构成及加工二r ：艺变化，制造柔变化；一旦工艺路线发生改变，必须改 性较好 造整个生产线i 制造柔性较差 与制造系统集成容易需要作较大改造 场一 市 尉 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 1 页 r 一 厂 生产指导计划 _ - u h 最终产品产出瞩守 看板 看板： - 看板 1 ： 一1 -t 11 一1 。 _ j r i 一一t 1 r i 一r i j l l 一一 供应商卜- 一一 工序ah 工序b 卜叫工序c 卜_ 1 产成品) l。、 一物流 ，信息流 图3 3n t 拉动物流系统模式 3 2m r p | | 与j l t 物流运作方式的相对优缺点 m r p 的信息处理速度快，能够实现对生产过程中制造信息的追踪与更 新，因此，m r p 在计划编制、计算原材料和零部件数量方面有明显的优势， 在品种较多、数据量较大的情况下尤为明显。在车间作业计划与控制方面， 由于生产的些客观条件如工艺的编制不是很细致、多是一次性生产等，造 成车间实际生产相当复杂，这就要求采在工作中给车间以较大的灵活性和机 动性，m r p 对此在很多情况下显得无能为力。j i t 采用拉动式分散控制方法， 前工序根据后工序的需要进行生产，具有自动调节功能，作为计划的执行系 统非常有效。但是儿t 对产品类型变化缺乏足够的响应能力，不能及时对计 划进行调整与变更，因而不宜作为企业的计划系统。 3 2 1m r p i i 的相对优缺点 m r p l i 的基本思想是基于企业经营指标指定生产计划，围绕物料转化组 织制造资源，实现按需要按时进行生产。m r p i i 为企业提供了完整详细的计 划，为各部门开展工作建立了一个共同的平台，使各部门的合作更加密切， 制造资源得以统一规划使用，提高了利用率。能严格控制物料流动，从而大 幅度降低库存，提高组织效率和生产率。 m r p i i 系统具有剖析物料清单、安排项目时f 白j 与物料需求的功能，因此 可以用于生产计划，但在生产计划与控制过程中对生产提前期确定、能力计 划等方面存能在着一些问题，有些严重影响应用的效果，主要不足可概括如 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 2 页 f 川： 1 相对于j i t 而言，库存和在制品量大。其主要原因在于中、长期需求 预测的误差较大，计划和实际需求很难达到平衡。为了减少库存短缺造成的 损失，往往采用较大的安全库存和生产提前期，而进行m r p 计算时，各物 料的提前期相对来说是固定的，且多是留有余地的，所以难免会增加在制品 库存。 2 对数据准确要求非常严格，否则会严重影响系统的性能。当物料清单 b o m 分级较多时，数据处理任务繁重。如数据不准确、物料清单、主生产计 划等得不到及时更新，就难以及时反映拖期交货以及生产和市场等方面的变 化。 3 m r p i t 的生产是按计划执行的，约束了员工主观能动性的发挥，企 业的管理成了少数高层管理人员的事。这就要求计划既要详尽，又要尽可能 准确无误，而这往往是相互矛盾的。 3 2 2jit 的相对优缺点 在j i t 生产方式中，同样根据企业的经营方针和市场预测制定年度计划、 季度计划以及月计划等，然后以此为基础制定出日程计划，并根据r 程计划 制定投产顺序计划。其独特之处是只向最后一道工序以外的各工序出示大致 的生产品种和数量计划，作为其安排作业的一个参考基准，而真j 下作为生产 指令的投产顺序计划只下达到最后一道工序，其余各工序在需要的时候通过 “看板”从后工序顺次向前获得生产指令。 j i t 不仅是一种生产控制方法，实际上又是一种管理的哲理，在很多方 面值得借鉴，如基本目标是努力消除企业生产经营过程中各个方面存在的一 切浪费。相对于m r p i i 丽吉。，j i t 可以降低在制品库存；j l t 的约束机制有助 于提高员工的主动性，进而提高产品的质量，提高劳动生产率和设备利用率； j i t 的生产控制方式迫使生产中的弊端不断暴露，以及生产过程的不断“同 步化”，推动企业生产管理的不断改进。但是，儿t 的实施也不是万能的，它 也有其应用局限性，其不足丰要体现在以下几个方面： 1 难以 严重不足，造成 生产物流资源闲置浪费或生产延误。2 在j i t 系 统中，生产加工中的不均衡总会产生，仿真结果表明j i t 对 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 3 页 受能力将影响产品的交货期n “。 3 j i t 的实行需要很多基础工作，如产品和工艺流程的重新设计、员工 技能培训等。因此开发j i t 是一个系统工程，这需要很长的时间。 4 儿t 系统的实行对物流衔接的要求出很严格，供应关系必须稳定可靠， 只有这样才能保证准时制采购，一旦供应出现问题，将影响生产进度。 3 3m r p 与j it 集成的生产物流管理策略 3 3 1m r p | i 和j lt 结合的可能性分析 m r p i i 以信息系统为中心，计划功能很强，在实际现场控制方面显得较 为薄弱。它的优点在于它的集中式的信息管理方法，从而便于以c a d ，c a m 和自动化加工中心来实现信息集成，因此，在计算机集成制造系统中采用 m r p i i 作为生产和物料的计划系统是适宜的。然而，儿t 缩短准备时问与制 造周期，降低存储与废品率的方法都是十分可取的。于是提出了将j i t 嵌入 到m r p i i 的设想，即用m r p i i 作为企业的计划系统，而用儿t 作为计划的执 行系统一生产控制系统。 m r p i i 与j i t 二者均是“生产管理技术”，是提高企业竞争力的主要因素。 m r p 侧重于管理的计划职能，而儿t 是一种生产控制方法，实现管理的控制 职能。m r p i i 在哲理上强调集成，在手段中重视计划；j i t 在哲理上强调改 善，在手段上重视控制。m r p i i 的弱点是车间执行的控制，而这正是j i t 的 强处；m r p i i 的强处是中、长期全面的计划，而这正是j i t 的弱点。站在完 善的管理体系角度来看，两种生产管理技术的结合将互相取长补短，从而形 成一个较为完整的生产管理体系。 j t t 的简洁化思想，有助十在多品种小批量条件下，特别是批量很小的 情况下，减少m r p i i 系统的数据( 特别是作业现场的数据报告) 输入量，提 高了系统效率和输入数据的准确性。事实上，现在许多采用m r p i i 系统的企 业在这种应用条 x 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 4 页 理信息系统中已注意到这个问题，而且应用软件供应商已提供了相应的解决 方案。国外的应用软件供应商如s s a 公司的b p c s 、国内的如启明软件的 m a s 、开思的开思e r p 等，这些软件供应商的产品均包括了j i t 和m r p 两 种不同的方案，以供用户选择，这是松散的结合。最近，世界上最大的管理 应用软件商，德国的s a p 公司则提出了要实现m r p i i 和j i t 的高度融合，这 种融合显然比以上将m r p i i 应用软件和j i t 应用软件简单的打包在一起的做 法，更具有管理学的理论意义和企业应用的实际意义”。 3 3 2m r p ll