生产管理知识_生产规划与生产作业流程分析

宮大川博士中原大學工業工程系 所 教授 生產規劃控制 綱要 環境變化與發展MTO BTO MTS BTS ATO CTO供應鏈訂單管理系統需求管理MPS MRP JIT產能規劃生產活動控制 排程與派工範例 生產作業流程分析結論 環境變化與發展 供應鏈環境以快取勝團對與團隊的對抗資訊透通 亞洲主要國家經濟成長狀況 1991 2001 1999年及2000年全球經濟成長率單位 資料來源 WEFA ExecutiveSummary WorldOutlook SecondQuarter 2001 北美 歐盟 亞洲之間貿易量 1990 2000 NAFTA NAFTA總計各國之間 20001 214 2332 821 485214 3941 289 000 17 7 45 7 EU EU總計各國之間 20002 796 6884 593 2271 828 9232 759 870 65 4 60 1 ASIA ASIA總計各國之間 20001 564 4673 674 988503 1891 533 982 32 2 41 7 2000114 228245 384 4 1 5 3 2000124 232205 783 10 2 7 3 2000473 793529 145 30 2 14 4 2000203 781270 111 16 7 9 6 200074 282142 504 2 6 3 1 2000116 721250 918 7 5 6 8 單位 百萬美元 1998年至2000年兩岸經貿往來概況單位 百萬美元 註 括弧中為占出 進 口的比率 資料來源 1 財政部 中華民國台灣地區進出口貿易統計月報 2001年2月 2 中國海關統計 過去十年來的改變 Internationalandglobalizationofbusinessactivities國際化全球化企業活動Growthofcompetitionandincreasingconcentration整合分工Morecustomerorientation designtocustomer designbycustomer 顧客導向 由顧客設計產品ImprovedproductivityresultingfromBusinessprocessreengineering企業流程再造RisingsignificanceofITandlogistics重視資訊技術與運籌管理 GlobalSupplyChain全球供應鏈示意圖 CrossCompany CrossBoarder withinBusinessUnits 工廠 配銷中心 客戶 協力廠 總部 企業電子供應鏈流程管理模式範例 資訊技術的沿革 Collaboration協同合作 Re engineering企業再造 Integration工業自動化 Automation自動化工業 SupplychainintegrationLeverageeCommerceasakeycompetitiveweaponRapidreconfigurationandintegration IntegratedERPExternalintegration EDI etc MRPIIInitialERPdevelopmentsSystemsintegration MRPOptimisationofindividualfunctions 1970 s1980 s1990 s2000 SAP 資訊於我的啟示 Dataintegration資料整合DataanalysisandthenInformationmanagement資料分析及資訊管理Informationmustbeabletosupportdifferentlevels decision making資訊應能支援各階之決策 製造業的問題範例 預測困難前置時間短 交貨急迫設計變更難以控制相關活動協調困難生產排程經常變動對於生產排程表的改變回應不良製造現場生產進度不明製造現場績效衡量困難製造成本不正確缺乏管理決策所需資訊供應商交期難以控制供應商品質不穩定 產業在快速變動環境下所面臨的問題與目標 短 的 產 品 生命週期 多 樣 化 產 品 品 質 要 求 企 業 環 境 適 時 交 貨 降 低 成 本 快 速 應變能力 委 外 廠 商 原 料 廠 商 原 料 倉 裝插 加工 測試 半 成 品 現場儲區 自製 排程 最後組合 製 造 業 以加工 組裝業為例 裝配 成 品 倉 加工 外包 裝配 客 戶 原料中心 製造中心 半成品中心 裝配中心 成品中心 國 際 化 人 工 成 本 提 高 全球供應 與 分 工 匯率問題 市場需求 的不確定 擴 大 生 產 規 模 品 質 的 問 題 成本追蹤 高 存 貨 現場生產狀 況難控制 華茂科技 改善循環圖 LessInventoryintheSupplychain Reduce Leadtime RelaxedBullwhip Effect LessPipeline Inventory ReduceScheduling Uncertainty BetterOn time Delivery Customer Service FewerMt lShortage UnexpectedSetup ReduceForecastError LessSafetyStock 降低排程不確定性 減少物料短缺及非預期的設置 較佳達交和客戶服務 降低預測錯誤 低安全庫存 鬆弛長鞭效應 減少管路存量 減少供應鏈內存量 減少前置時間 庫存 準備作業 批量 前置時間 產品出貨頻率 預測正確性計劃正確性排程穩定性 製程和人員的彈性 紙上作業 材料搬運移動距離運輸成本 產品及製程品質 與其他部門的溝通與供應商的溝通與客戶的溝通 供應商數目 預防維護 強迫 帶來 零件數目 改善作業相關圖 二 範例 MTOvs MTOvs ATO CTO 生產接單方式 訂單生產 Make to Order MTO Build to Order BTO 在收到顧客的訂單後 才進行產品的生產 最終產品通常包含標準項目和針對顧客需求特別設計的項目 接單組裝 Assemble to Order ATO Configuration to Order CTO 關鍵零組件根據客戶需求預測 事先計劃 採購 生產 並儲存在倉庫中 在接到客戶訂單時 領出客戶指定的關鍵零組件 組裝成最終完成品 計劃生產 Make to Stock MTS Build to Stock BTS 在客戶訂單抵達前 產品就已事前生產完成 接到客戶訂單後直接從倉庫出貨 接單設計 Engineer to Order ETO 接到客戶訂單後才展開設計的工作 每張客戶訂單都會產生一套新的件號 材料表 和途程表 ATO與FAS 最終組裝排程 SupplyChainOrderManagementvs DemandManagement 流程模式 在產品供應的過程中 將買方與供應商連結在一起 以達到生產與銷售間產品 服務與銷售間產品服務與資訊的快速傳遞 產品 組合 促銷 物流 配送 需求 導向生產 自動 及時 補貨 銷售點 零售商 經銷商 物流中心 製造 代工商 供應商 透過不同企業的聯合來提供更好 更快及更 便宜的產品與服務以共同達到顧客的需求 創造消費者需求 有效資源的整合與應用 改善成本組合 顧客 消費者 增加 營業額 生產 力提昇 降低營 運成本 物流 資金流 資訊流 華茂科技 OrderManagement OrderSplitting OrderRouting Consider Capability Capacity andInventoryStatus 需求 規劃 管理 主要在彙整企業外部的市場需求 以作為 生產規劃 擬定長期生產計畫的依據 DemandManagementintheProductionPlanningandControlSystem Productionplanning Demandmanagement Resourceplanning MPScheduling Frontend Marketplace市集 customersandotherdemandsources Forecasts Orders NewCustomerOrientation fromPushtoPullPrincipe顧客導向概念 從推到拉的原則 Manufacturer Push推 Pull拉 Demand VendororientationHighstockrisksinsupplychain CustomerorientationDemand basedreplenishmentthroughsupplychain Weakerproductloyalty HighfluctuationsinDemand RealityofDemand SupplyGap供應與需求間的間隙 Quantity Time Source TomMcGuffry ElectronicCommerceandValueChainManagement 1998 ManufacturersSalesForecast 生產計畫 客戶需求 銷售預測 依據經銷商的預測 Quantity Time Source TomMcGuffry ElectronicCommerceandValueChainManagement 1998 DemandPlanning SalesPlan ordersAdvancedStatisticalForecastingCollaborationConsensusForecasting 協同合作 接單機率 100 生產可用時間增加 MRP物料需求規劃歷史 Begunaround1960ascomputerizedapproachtopurchasingandproductionscheduling電腦的到來 JosephOrlicky OliverWight andothers APICSlaunched MRPCrusade in1972topromoteMRP MRP時代 ProductionPlanningandControlSystemSchema Productionplanning生產規劃 DemandManagement需求管理 ResourcePlanning資源規劃 MPScheduling主生產排程 Detailedmaterialplanning細部物料規劃 MaterialandCapacityplans物料與產能計畫 VendorSystems供應商 ShopfloorSystems廠區 DetailedcapacityPlanning細部產能規劃 Frontend Engine Backend 製造規劃與控制主體簡圖 主生產排程 太陽眼鏡組 材料主檔 件 號 品 名 LLC 前 置 時 間 在 庫 量 A 0 1 5 B 太陽眼鏡 1 1 40 C 鏡片 2 2 0 D 腳架 2 3 50 太陽眼鏡組 主生產排程 Remark MPSisthedemandofendproductrequestedbythesalesdepartment MRPofthematerialsarederivedfromMPS MPS的資料來源 客戶訂單銷售預測廠際調撥配銷倉庫需求 MPS的目的 協調各單位的活動 尤其是產銷之間的配合 驅動其他的計劃 如採購 製造 人力 設備 資金等 衡量各單位的績效 調和客戶需求和工廠能力 提供可靠的客戶訂單交期 評估計畫變更的影響 MPS和MRP MPS是MRP最主要的輸入資料 MRP把MPS中的完成品生產排程轉變成零組件的需求數量及時間 MPS是否合理可行決定了MRP是不是能發揮作用 MPS和PP 生產規劃 生產規劃是針對產品群或 平均產品 而作 而MPS是針對個別完成品而作 生產規劃是一種總和 體 規劃 通常以月為時段長 而主生產排程通常以週為時段長 生產規劃的計劃期間較主生產排程長 生產規劃視產能為決策變數 主生產排程則視產能為限制條件 生產規劃 Productfamily X PAB ProjectedAvailableBalance預計可用量 G R 28 30 32 32 38 44 40 36 MPS 36 36 36 36 36 36 36 36 C PAB 100 108 114 118 122 120 112 108 108 MPS 250 150 100 500 90 x4 54x4 36x4 720 MPS技術 1 需求時柵 DemandTimeFence DTF 在DTF之前不能再有新的需求 因為必來不及交貨 因此MPS只考慮訂單不考慮預測 MPS的修改必須經過仔細的分析及授權 計劃時柵 PlanningTimeFence PTF 在DTF和PTF之間 新的訂單還是會進來 若某期預測大於訂單 表示尚有訂單會進來 MPS考慮預測量 若訂單大於預測 表示預測低估 MPS取訂單量 在PTF之後 MPS只考慮預測量 時柵 NowDTFPTFEndofPlanningHorizon Containsfrozencustomerordersonly客戶訂單 Containsordersandforecasts CustomerordersreplaceforecastQuantities客戶訂單及預測 Containsforecastsonly僅預測 MPS技術 2 預計可用量 PAB 表示若採行MPS建議的行動訊息及計劃訂單 各期期未的預計庫存量 可答應量 ATP 在庫量 在途量及計劃訂單量中 尚未承諾給客戶的部份 ATP出現在MPS報表中的第一期及有在途訂單或計畫訂單的時段 負的ATP扣抵前期的ATP 最終組裝排程 FAS FAS在接到客戶訂單後才安排 考慮到材料及產能限制 FAS安排從在庫的MPS項目到最終完成品的生產 在ATO的環境裏 MPS安排完成品組件的生產 即為關鍵零主件而作 FAS安排可出貨之完成品的生產 MPS含蓋數月 FAS只含蓋數天或週 MPS根據客戶需求預測 FAS根據實際客戶訂單 需求管理及MPS柵欄 ForecastsConsumedbyOrders Customerorders客戶訂單 Currentdate Timeinfuture Capacity DemandFence需求時柵 Planningfence規劃時柵 Frozen凍結期 Slushy融化 泥濘 期 Liquid流動期 Forecastorders預測 Maketoorder Assembletoorder Maketostock ReplacingForecastwithKnowledge Orders Knowledge Forecast Currentdate Timeinfuture Capacity 訂單 知識 預測 產能 現在 主生產排程員 比較實際需求與預測需求 提出預測與MPS的修訂建議 把預測與訂單資料轉成MPS 使MPS能配合出貨與庫存預算 行銷計畫 與管理政策 追蹤MPS階層產品安全庫存的使用 分析MPS項目生產數量和FAS消耗數量之間的差異 將所有的改變資料輸入MPS檔案 以維護MPS 參加MPS會議 安排議程 事先預想問題 備好可能的解決方案 將可能的衝突搬上檯面 評估MPS修訂方案 提供並監控對客戶的交貨承諾 MPS人人責任 需求預測是行銷部門的責任 產品排程則由製造部門負責 原材料 在製品 及已完成的零組件庫存責任在製造部門 行銷部門須對完成品的存貨負責 若選用零件高於總成本的某個比例 則行銷部門須負責規劃選用零件的需求 製造部門則根據過去實際用量的統計分析來預測其他零件的需求 工程設計不只考慮到產品功能也要顧及製造的方便性 因此設計工程師須和BOM的使用者合作 取得所需資訊並減少或避免未來的設計變更 以確保MPS能有效執行 財務部門負責提供資金 估算存貨 及提供決策所需成本資料 建立合乎實際的MPS 主生產排程是計畫的工具而非執行的工具 它用於協調整合企業各部門的活動 因此各部門都要參與 MPS最好由行銷 製造 設計與財務等部門共同研擬 再經高層管理者修訂 善用粗略產能規劃 RCCP 協助主生產排程員建立一個合乎實際的MPS MRP物料需求規 計 劃 MRP MRP可用來規劃 物料 資源的未來需求 主生產排程 MPS 記錄完成品的生產計畫 驅動各項資源的需求 材料表 BOM 人力表 BOL 定義完成品與材料或人力的關係 資源表 BOR 定義BOM中各零件與所需設備產能的關係 MRP利用BOM將MPS轉成未來各期的材料需求 其中的自製零件再透過BOL及BOR轉成人力及設備需求 其中 人力及設備需求亦使用相同的MRP邏輯 利用MPS中的完成品總需求及MRP中的採購 外包零件計畫 可算出未來各期的資金需求 需求的本質 獨立需求 Independentdemand 產品或零件的需求和其他產品或零件的需求並沒有關係 也就是此種產品或零件的需求不會受到其他產品或零件需求的影響 依賴需求 Dependentdemand 產品或零件的需求是來自其他產品或零件的需求 後者是前者的父件 parentitem 前者是後者的子件 componentitem MRPEngineDeployment Time phasedRequirementrecords MaterialandCapacityplans Vendorsystems Shopfloorsystems Detailedcapacityplanning Detailedmaterialplanning Masterproductionscheduling Inventorystatusdata BOM Routingfile MRP輸入資料 主生產排程 MPS 完成品的生產預定量及時間 材料表 BOM 做成一個父件的所有子件 庫存狀態 在庫量 on hand 在途量 scheduledreceipt 保留量 allocated 材料主檔 件號 前置時間 安全存量 批量法則 最低階碼等 工作曆 以時段 timebucket 將連續的時間分成斷續的時間 有以週為單位的 00 99 也有以日為單位的 000 999 A B qp 1 C qp 1 D qp 2 C qp 2 太陽眼鏡例之產品結構圖 MRP彙總表 再論材料需求規劃 材料需求規劃邏輯 保留量 發出製令單時 MRP將製令單的量當作在途量 SR 而不會對其下階子件產生淨需求 此時若子件領料單尚未執行領料動作 該部份的子件庫存記為保留量 實際領料時 在庫量 OH 及保留量 AL 同時扣除 保留量不是可用量 計劃時應從在庫量中剔除 以免少計補充量 安全時間 由於前置時間會變 因此只能估計其平均值 為了讓材料能在使用之前交進來 在前置時間外 加上安全時間 安全時間讓計劃訂單發出 POR 及計劃訂單收料 PORC 同時提早 而不是只提早發出訂單 用安全時間比加長前置時間較能有效解決遲交問題 逾期時段 MRP計算過程中 所有日期在第一期以前的資料項目均累計至逾期時段 past due 正的GR表示應出貨 完工入庫 未出貨 完工入庫 正的SR表示供應商遲交 應收料而未收料 正的POR表示需緊急補充材料 負的GR SR POR可以不必理會 欄式MRP報表 MRP不安定性 高階項目的小改變造成低階項目的大改變 MRP系統做出的排程若經常改變將傷害MRP的可信度 變化的原因 MPS變化 供應商遲交 品質問題 記錄錯誤 意外的異動 降低MRP不安定性的方法 與客戶有更好的溝通 改善銷售預測 避免緊急插單 減少MPS的變動 與供應商有更好的溝通 確保交期 改善品質 維持良好關係 更好的資料處理紀律 減少資料錯誤 MRP不安定性的處理 Pegging 在MRP計算過程中 溯源檔記錄每一個GR的來源 上階POR或客戶訂單 銷售預測 以及每一個POR的來源 該項目的GR 當POR PORC依序變成SR PO MO 時 原POR的溯源資料記錄轉記為SR 回溯檔的POR代號轉記為SR單號 當某SR有問題時 從溯源資料可追蹤到受影響的MPS或客戶訂單 以採取因應措施 可針對特定POR或將時柵 timefence 內的POR設為固定訂單 firmedplannedorder 電腦無法改變它 MRP原本是在PAB不少於SS SafetyStock 的前題下 算出PORC POR FPO使PAB有可能低於SS 當PAB低於SS時 由計劃員決定是否修改計畫 若要修改 可由被設為FPO的POR利用溯源檔追蹤出需修改的項目 MRP不安定性的處理 FPO 再生法和淨變法 再生法所考慮的GR 淨變法所考慮的GR 止於GR沒變之項目 OH SR變化 止於GR沒變之項目 BOM變化 BOM碼有變之POR重新展開 止於GR沒變之項目 淨變法MRP 再生法與淨變法之比較 時間觸發的 週期性的 所有的MPS項目都被展開了 每個生效的 active 材料都被利用到 每個項目的庫存和訂單狀態都被重新計算 執行頻率低 每週批次執行 系統自動清除檔案錯誤 資料處理相對比較有效率 產生大量輸出報表 異動觸發的 連續性的 只有有變動的MPS項目被展開 只有部份BOM被利用到 僅重算與庫存異動有關的產品項目 執行頻率高 每日批次或線上即時執行 維持MRP不斷地最新 MPS修訂後 計劃作業的負荷減到最少 需要更嚴格的紀律 再生法 淨變法 產能規劃 產能與負荷 相關資源資料 途程表 Routing 製造某項目所需方法的詳細資料 人力表 BillofLabor 製造某項目所需之加工 裝配 檢驗人力 資源表 BillofResource 製造一單位特定項目或產品族所需關鍵資源的產能列表 產品負荷表 ProductLoadProfile 考慮到資源需求前置時間沖銷的資源表 產能 理論產能 Theoreticalcapacity 一個製造系統在特定時段內的最大輸出量 評估產能 Ratedcapacity 一個資源或系統的預期輸出能力 預算產能 Budgetedcapacity 在特定時段 一個設定財務預算及建立費用攤提率的製造系統 預計生產的產品組合的總量 驗證產能 Demonstratedcapacity 已證明的產能 從真實的作業資料計算而來 並且通常以平均輸出的標準工時表示 不同階的CapacityPlanning 長期 ResourceplanningRough cutcapacityplanning RCCP 幾種估算法 capacityplanningusingoverallplanningfactors CPOF 產能規劃總體因素法 capitalbills 產能清單法 resourceprofiles 資源剖析法 中期 Capacityrequirementsplanning短期 FiniteloadingInput outputanalysis 個案資料 材料表和途程表 個案資料 MPS RCCP CPOF 產能規劃總體因素法 RCCP capitalbills 產能清單法 生產活動控制 ProductionActivityControlLocatedlevel Detailedmaterialplanning MaterialandCapacityplans VendorschedulingAndfollow up SFschedulingandactivitycontrol Detailedcapacityplanning Engine Backend Purchasing Orderrelease PAC Scope shopConcept smoothworkflowandproductionalongwithcustomerorderssatisfaction duedate SchedulingdomainconceptSchedulingvs sequencingvs loading排程 排序 負荷Induction routing dispatchingcontrol導入 路程 機器派工 選擇 限制理論之DBR控制技術 目的 使生產線的瓶頸 constraint 之總產出率 throughput 為最大 鼓 Drum 由瓶頸決定的生產速率 緩衝 Buffer 彌補不確定性使瓶頸速率極大 繩 Rope 從瓶頸到最前製程 gatewayoperation 的溝通 用以調節投料速度 使瓶頸製程的速率極大 DBR控制 up streamoperations