生产计划_生产能力计划培训课件

第九章生产能力计划 学习要点 生产能力的测定方法生产能力计划的作用和层次物料计划和生产能力计划的关系生产能力计划基础数据的概念和意义粗能力计划的编制方法能力需求计划的编制方法投入 产出控制的编制和分析 9 1生产能力的概念和测定 9 1 1生产能力及其影响因素生产能力是企业的生产系统在一定时期内 在一定的生产组织条件下 经过综合平衡后所能生产的最大产出量 这里的生产系统可以是一台设备 一个设备组 一条生产线 一个小组 一个车间 甚或整个企业组织 生产能力受多方面因素的影响 内部因素 从宏观上来看有工厂的设施规划 产品 服务设计组合 工厂的科技水平 系统运营环境 如质量管理 物料管理 设备管理等政策 从微观上来看 有产品的生产工艺 设备的技术水平和完好状况 对设备的技术改造 新设备的添置 员工的培训程度 熟练程度 劳动动机 临时增加工人数量 加班等等 外部因素有产品标准 安全条例 国家政策等等 表9 1决定有效能力的因素 1 9 1 2生产能力分类1 设计能力即企业根据特定的产品 市场 工艺等方面的要求而设计的新生产系统需要达到的能力 2 实际能力指的是在现有的生产组织条件下 包括当前的设备水平 人员素质 产品方案 工艺水平等 企业的生产系统所实际达到的生产能力 3 查定生产能力是指在生产组织条件发生变化的条件下 比如新的技术改造实施之后 生产能力已经发生变化 而旧的数据不能再反映实际情况 这时就需要重新核查生产能力 4 计划能力是指企业的生产系统根据计划期内工作中心的具体运行情况而做出调整之后的生产能力 还可以根据需要从其它角度对生产能力进行分类 比如 1 从空间角度来划分企业生产能力可以分为企业整体的生产能力 生产车间或工段的生产能力 单台设备的生产能力 2 从时间角度划分生产能力可以划分为长期生产能力 中期生产能力 短期生产能力 9 1 3生产能力的测定1 生产能力的表达 1 产出方式 在标准化程度很高的产品专业化生产方式中 一般以产出的形式表达生产能力 2 输入方式 在工艺专业化生产方式或者服务业中 用输入表达方式度量生产能力更合适 表9 2生产能力的表达方式 1 2 生产能力的计量单位生产能力往往以实物指标为计量单位 常见的实物计量单位有 具体产品 代表产品及假定产品 由于企业及其各生产环节的产品方案 生产类型和技术水平的不同 所以计算生产能力也将采用不同的计量单位 1 具体产品 在单一品种的大量生产方式下 一般以产量定额计算生产率 以该具体产品的年 或月 产量表示企业生产能力 2 代表产品 在多品种 成批生产方式下 选择能够代表企业专业方向的 结构工艺相似的 总劳动量最大的产品作为代表产品 以代表产品的时间定额来计算生产能力 式中 Ki 产品i的换算系数 Ti 产品i的时间定额 台时 T0 代表产品的时间定额 台时 用代表产品测定生产能力的例子 某冲床组有冲床2台 每台冲床的全年有效工作时间为4650小时 产品的工时定额和产量见表9 3 选取A为代表产品 那么B和C的换算系数分别为0 9和1 2 以代表产品表示的生产能力为 4650 2 10 930 冲床组的负荷系数为 900 930 96 8 表9 3代表产品法计算生产能力 3 假定产品 在多品种 单件小批生产方式下 产品品种数很多 产品结构 工艺和劳动量都差别较大 可以将各种产品按其总劳动量比重构成一种假定产品作为计量单位 式中 ta 单位假定产品的台时定额 台时 件 i i产品的劳动量比重 ti i产品的台时定额 台时 件 t 产品品种数 举例 假设某企业生产3种结构 工艺不相似的产品A B和C 产量分别是600 200 100 单位产品的时间定额分别是10 9和12 那么3种产品的劳动量分别为A 600 10 6000 B 200 9 1800 C 100 12 1200 总劳动量为6000 1800 1200 9000 各产品的劳动量比重分别为 A 6000 9000 0 67 B 1800 9000 0 2 C 1200 9000 0 13 那么假定产品的时间定额为 0 67 10 0 2 9 0 13 12 10 1 3 设备组生产能力的计算所谓设备组是指具有技术互换性并能保证质量标准的一组同类设备 设备组生产能力的计算公式为 式中 M 设备组的生产能力 Fe 单台设备有效工作时间 h S 设备组所包含的设备数量 t 单位产品的台时定额 台时 件 4 工段 车间 生产能力的计算和确定设备组构成工段 工段构成车间 故而车间与工段的生产能力是设备组生产能力的综合 综合平衡工作一般是以主要设备组作为主要依据的 主要设备组是指在生产中起决定作用 劳动量最大 昂贵且无代用设备的设备组 5 企业生产能力的确定企业的生产能力的确定需要在工段和车间生产能力测定的基础上 在各个车间之间取得平衡 在基本生产车间之间 基本生产车间与辅助生产车间及生产服务车间之间取得平衡 9 2生产能力计划的作用 层次及与物料计划的关系 9 2 1生产能力计划的作用企业的各级生产计划都必须以生产能力为基础 而生产能力也要根据各级生产计划的特点和要求 编制不同等级的生产能力计划 所谓生产能力计划是指生产能力的现实和发展计划 生产能力计划主要回答的是以下三个问题 1 企业及各车间 各工作中心在一定时期内可用的能力是多少 2 按照生产计划 企业及各车间 各工作中心需要承担多大的负荷 是否超过了可用能力 3 当生产能力不能满足负荷需要时 企业应采取什么样的处理措施 9 2 2生产能力计划的层次 图9 1能力计划的层次结构图 9 2 3能力计划与物料计划的关系物料计划 尤其是物料需求计划 它们计划的对象是物料 而能力计划的对象则是工作中心 物料计划与能力计划之间的关系在于 物料计划以物料为对象安排生产任务 然后通过工艺路线分配到各个工作中心 能力计划则针对生产任务对工作中心的生产能力需求进行审核 在离散型流水式生产和流程型生产中 每种产品对应着一个 或几个 工作中心 不同产品各行其道 互不干扰 不会占用同一个工作中心 也就不会出现能力干扰 见图9 2所示 此时的能力计划比较简单 图9 2流水式生产中的生产计划和能力计划 而在离散型间歇式生产下 设备按工艺布局 不同产品的工艺路线是交叉的 经常会在同一个工作中心上加工 也就容易出现能力冲突 见图9 3所示 此时的能力计划较为复杂 图9 3间歇式生产中的生产计划和能力计划 9 3生产能力计划的基础数据 9 3 1工作中心1 工作中心的定义 工作中心 WorkCenter 是一种统称 指的是各种生产能力单元 它可能是一台设备 也可能是由一组功能和费率相同的设备组成的设备组 一个成组单元 一条生产线 或者在某些条件下 一块装配或存储面积也可以作为一个工作中心 2 工作中心的作用 工作中心的主要作用有以下几个方面 1 是MRP和CRP的基本单元 也就是分解生产计划与平衡负荷和能力的基本单元 2 是定义产品工艺路线和分配车间作业任务的基本单元 3 是车间作业计划的数据采集点与控制点 4 可以用作成本中心 进行成本核算和成本控制 3 工作中心的设置 对于企业自己完成的工序 工作中心可以设置为一台独立的设备 一个设备组 一个成组单元 一条自动生产线 也可以是一个班组 一个生产单一产品的车间 对外协工序来讲 一个外协单位 便可以作为一个工作中心 工作中心的能力计量一般以工时或台时作为计量单位 4 关键工作中心 将瓶颈所在的工作中心称为关键工作中心 并将其单独列出作为粗能力计划的对象 一般来讲 关键工作中心表现为 1 满负荷加工 经常加班加点 2 设备昂贵 专用性高 难以替代 3 工艺独特 不能外协或外包 4 对工人技术能力要求很高 不能临时招聘或随意替代 5 受场地 成本等要素影响 短期内不能随意增加产量 5 工作中心的基本数据 1 编码 工作中心属于制造系统的基本单位 也需要进行编码 2 能力数据 工作中心的能力数据有 每日可以提供的工时或台时数 或每日可加工的件数 吨数 工作中心性质等 工作中心能力 每日班次 每班工作时数 工作中心效率 工作中心利用率效率 完成所需的标准定额小时数 实际直接工作小时数 实际完成的产量 完成的标准定额产量 利用率 实际直接工作小时数 计划工作小时数 3 成本数据 成本数据指的是工作中心的各项费率 是指每小时内工作中心发生的费用 发生在工作中心上的费用包括直接人工 操作人员工资 直接材料 辅助材料 能源 维修 折旧等费用 工作中心费率 工作中心每日的所有费用之和 工作中心每日工作时数 4 其它数据 除上述数据外 有时还会用到些其它数据 如 1 当一个工作中心含有多台或多种设备时 需要注明设备数量和不同设备之间的能力差异 2 替代工作中心及其代码 3 操作人员相关数据 如数量 技术等级及差异等 4 是否为关键工作中心 9 3 2工艺路线1 工艺路线的概念 此处的工艺路线兼具了以往工艺过程卡和车间分工表的功能 它不仅能描述加工对象经过各车间的先后次序 也能用来描述零部件的加工装配顺序 表9 4工艺路线报表 2 工艺路线的作用 1 为MRP计算加工提前期提供依据 2 为能力需求计划中 平衡各工作中心负荷提供依据 3 为派工单中计算各工序的起始与结束时间提供依据 4 为在制品的生产追踪提供依据 5 为加工成本的计算提供工时依据 9 3 3提前期1 提前期的概念 提前期 LeadTime LT 指的是从某一工作的开始直到某一工作结束的时间间隔 亦即从工作结束倒推至开始时间的工作周期 常见的提前期有以下几种 1 采购提前期 2 装配提前期 3 加工提前期 4 生产准备提前期 5 累计提前期 从采购物料经加工装配直到最终检验结束的全部时间 6 总提前期 从签订客户订单 确立需求成立 直到最终产品成功交到客户手上的全部时间 包括产品设计 生产准备 采购 加工 装配 检验 发运等所有相关活动 7 工序提前期 是指物料从到达某工序到离开该工序所需要的时间 图9 4各种提前期及其相互关系 2 工序提前期的构成 工序提前期可以分解为5个构成部分 1 排队时间 QueueTime 指被加工物料在待加工队列中的等待时间 排队时间是整个工序提前期的最大构成 有时能达80 甚至90 以上 影响排队时间的要素常见有以下几种 1 生产组织形式 2 生产批量大小 3 优先级设置 2 准备时间 SetupTime 指熟悉图纸和工艺技术文件 更换和调整工艺装备等生产准备工作的时间 3 加工时间 RunTime 指工作中心加工物料 装配部件或产品的时间 4 等待时间 WaitTime 指加工完成后 物料在暂存区等待运送往下道工序或仓库的时间 5 传送时间 MoveTime 也叫移动时间 指物料从某道工序的加工地点或存储地点传送到下道工序的运输时间 在能力计划中 计算负荷时 只考虑准备时间和加工时间 不考虑排队时间 等待时间和传送时间 因为这三者并不占用工作中心的设备台时 价值链理论将企业的活动分为三种 基本性增值活动 辅助性增值活动和非增值活动 加工时间对应的加工活动是物料形态发生变化的过程 是基本性增值活动 准备时间对应的准备活动则是加工的必要前提 可以压缩却不可或缺 是辅助性增值活动 排队时间 等待时间和传送时间 对产品则起不到增值作用 一般归入非增值活动 而这3项非增值活动却占据了整个工序提前期的90 以上 所以在生产实践中 需要运用各种工业工程方法 研究车间布置 搬运方法 厂内物流 工装设计和操作方法 缩减各种不起增值作用的无效活动时间 批量对提前期的影响 标准工时对提前期的影响 讨论 9 3 4工作日历工作日历 shopcalendar 又称生产日历 也有国内学者将其译为车间日历 指企业内各部门 车间 工作中心在一年中工作或生产的所有日期 即工作日历标明了企业全年内所有的工作日 不包括休息日 如一年一共有几百个工作日数 按顺序排列 一年共有几十个工作周数 按顺序排列 目的是使MRP计算各种物料的提前期方便 工作日历是MRP系统内部运算时所依据的简单逻辑日历 它与社会日历有一个对应关系 由于企业的不同部门 分厂 车间 总公司 分公司的工作日安排是不一样的 这就要求所使用的工作日历能够表示出这种区别 一般的ERP软件中都会允许用户自行设置多种工作日历 9 4粗能力计划 粗能力计划是一种针对关键工作中心和关键资源的相对粗略的能力计划 主要针对主生产计划 并检查其可行性 根据掌握的生产系统资料多少 采用不同的编制方法 粗能力计划也有不同的精确程度 9 4 1综合因子法综合因子法是一种简单 粗略的粗能力计划方法 适用于产品组合基本不变的企业 假设某企业的主生产计划安排如表9 5所示 该企业的两种产品A B 其单位总工时分别为3 5小时和2 3小时 表9 5某企业的主生产计划安排 1 确定产品在关键工作中心的劳动因子 根据历史的生产统计资料 A B两种产品的工时分布情况见表9 6所示 2 计算各周期关键工作中心的总能力需求以第1周期为例 25 1 10 20 0 90 45 50 各周期的总能力需求如表9 7所示 表9 6产品在关键工作中心的劳动因子 表9 7各周期关键工作中心的总能力需求 3 将总能力需求分配到各个关键工作中心上假设该企业有甲 乙 丙三个关键工作中心 按照统计资料 前一年三个关键工作中心工作量分配比例为60 30 10 则以该比例为负荷因子 估算各周期三个关键工作中心的能力需求量 以第1周为例 甲 45 50 60 27 30 乙 45 50 30 13 65 丙 45 50 10 4 554 分析关键工作中心能力状况将表9 8中的资料与各工作中心的额定能力和最大能力比较 便可验证各工作中心的能力是否能够满足主生产计划的需求 表9 8综合因子法所得的粗能力需求 9 4 2资源清单法资源清单法是在掌握了产品在各工作中心的工时消耗构成的基础上 针对关键工作中心 将主生产计划安排的各种产品在各时段的产量 乘以各种产品在各关键工作中心的单位汇总工时 得到各个关键工作中心在各个时段上生产负荷 也就是为完成主生产计划任务所需要的能力需求量 然后再与各关键工作中心的能力进行对比 得出是否能够完成主生产计划的判断 以第8章的8 3所用的资料 粗能力计划的编制过程如下 1 确定产品在各工作中心的工时消耗构成 图8 8平式车把总成的制造BOM 平式车把的工艺路线见表9 9所示 平式车把总成的汇总工艺路线见表9 10 表9 9平式车把的工艺路线 表9 1026 平式车把总成的工艺路线汇总 进一步将各零部件在同一工作中心的单件总工时汇总 即可得到产品在各工作中心的工时消耗构成 如表9 11是平式车把总成 部件 发生在各工作中心的单位总工时的构成 2 计算各时段关键工作中心的能力需求量假设该自行车厂的关键工作中心是冲压和装配 其工作中心资料见表9 12 表9 11平式车把总成在各工作中心的单件总工时 表9 12关键工作中心资料 注 日有效能力 8 班次 设备数 效率 工时利用率 表8 5平式车把MPS计算结果 根据表8 5所表示的主生产计划任务 即可计算出平式车把总成在各关键工作中心各时段 主生产计划出产时段 的能力需求量 见表9 13 平式车把总成在关键工作中心各时段的能力需求量 注 冲压机第2时段能力需求量204 48 180 1 136 分 汇总所有产品在各关键工作中心各时段的能力需求量 即得到关键工作中心的能力需求计划 如表9 14所示 表9 14冲压 关键 工作中心粗能力计划 小时 3 粗能力计划分析将各关键工作中心的能力需求量与其可用能力进行对比 即可得到各工作中心在各时段的能力分布以及能力超 欠情况和负荷率 见表9 15 表9 15粗能力计划分析表 9 4 3偏置期法上述资源清单法比综合因子法精确了一些 但是 该方法没有考虑各关键工作中心的负荷发生时间与主生产计划任务交货期的偏置时间 所以仍然比较粗略 偏置期指的是从产品使用关键工作中心的开始时间到交货期的时间间隔 DaysOffset或Lead TimeOffset 实质上偏置期是对生产提前期的粗略估计 一般企业中 各工作中心的使用会有记录 从这些记录中可以得出产品在各关键工作中心上的偏置期 然后结合各工作中心的需用生产能力 可以看出是否会存在超负荷的问题 图9 5关键工作中心偏置期 9 5能力需求计划 9 5 1RCCP与CRP的比较 表9 16RCCP与CRP输入输出信息比较 图9 6能力需求计划逻辑图 9 5 2能力需求计划的编制过程1 输入信息的搜集CRP的输入信息主要包括 MRP计划 准备下达的订单 已确认 含未完结 的订单 工艺路线文件 工作日历和工作中心相关数据 2 计算各工作中心的负荷首先 要明确各种物料在各工作中心的开工日期和结束日期 MRP只是计划了物料在各个车间的开始日期和结束日期 物料在一个车间内部可能经过若干个工作中心 工艺专业化的机群 物料在各工作中心的开工日期和结束日期还需要根据工艺路线编制车间内部的工序进度计划 见第10章中成批生产车间内部工序进度计划的编制 其次 根据产量和标准工时计算各种零件在各工作中心各时段的负荷 再次 完成各工作中心各时段负荷的累积计算 3 负荷 能力分析就是将各工作中心各时段的累积负荷与工作中心的可用能力进行对比 看工作中心能否完成负荷任务 4 负荷 能力的调整就是根据工作中心在不同时段的负荷分布情况 对负荷和能力做出相应的调整 以保证计划任务的完成 调整负荷分布的措施有 1 修改进度日程 2 将批量拆分成若干个小批量 3 将某些订单推迟延等 常用的临时提高有效生产能力的措施有 1 采用备选工艺路线和设备 2 增加工人 增加班次 从而增加有效工作时间 3 外协加工等 仍以本章9 4 2资源清单法例题的资料 进一步核算能力需求计划 具体计算过程如下 1 收集能力需求计划所需的资料见本章9 4 2资源清单法例题的资料 2 计算各工作中心的负荷以 平式车把半成品 为例 表9 17是其物料需求计划的结果 根据其工艺路线 平式车把半成品 在锯床和冲压机两个工作中心各时段的计划需求负荷见表9 18 表9 17平式车把半成品的物料需求计划结果 表9 18平式车把半成品在各工作中心各时段的计划负荷 分 注 负荷 批量 单件总工时 将所有物料在同一工作中心的计划负荷数汇总 并考虑已下达的未结订单负荷 即可得到该工作中心的能力需求计划 表9 19冲压机工作中心的能力需求计划计算过程 将冲压机工作中心各时段的能力需求量绘制成负荷 能力图 见图9 7所示 可直观地显示该工作中心在各时段的负荷分布情况 据此可以对负荷和能力做出相应的调整处理 图9 7冲压机工作中心负荷 能力图 图9 8无限能力计划和有限能力计划示意图 9 5 3无限能力计划与有限能力计划 3 顺排计划和倒排计划能力负荷计划会指出瓶颈所在 为充分利用瓶颈的生产率 应从瓶颈向前 采用倒排的方式安排生产 从瓶颈向后 采用顺排的方式安排生产 以此来确定关键工作中心的最大程度利用 减少超负荷带来的压力 9 6投入 产出控制 投入 产出 I O 控制与其说是一种能力计划 不如说是一种能力管理措施 它以工作中心的生产能力为对象 比较其计划投入 实际投入 计划产出 实际产出 计划积压量和实际积压量之间的关系 来反映工作中心的工作情况 提示可能存在的问题 从而保证物料的均衡流程和生产的顺畅进行 表9 20工作中心0433的投入 产出控制报告单位 小时 表9 20可以帮助我们推测工作中心的运行情况 例如 1 计划投入与实际投入不符 说明物料未能按照计划准时到达 有两种可能 一是计划制定有问题 二是上道工作中心出了问题 2 计划产出与实际产出不符 说明本工作中心的执行情况 比如设备的运行状态 员工的工作状态 产品质量的提升或下降 加班等 3 计划投入与计划产出之间的差值 表明了来自车间生产计划的需求能力与工作中心额定能力之间的差值 4 实际投入与实际产出的差值 表明了在制品积压数量的变化 可以对计划投入与实际投入 计划产出与实际产出的累计偏差以及实际积压