CKONG_ERP04 生产规划

MRPII/ERP原理与应用,清华大学出版社2002.10,第4章MRP/ERP原理:生产规划,4.1生产规划概念及内容,生产规划(PP，ProductionPlanning)是为了体现企业经营规划而制定的产品系列生产大纲，它用以协调满足经营规划所需求的产量与可用资源之间的差距。生产计划大纲(PPS，ProductionPlanSchema)是生产规划的表现形式，,4.1生产规划概念及内容,图4-1生产规划功能,生产规划是对应于销售规划的，同属于销售与运作规划，位于MRP计划体系的第2层次。生产规划是企业经营规划的细化，用以说明企业在可用资源的条件下，在计划展望期(13年)中每一产品类的月生产量，所有产品类的月汇总量；每一产品类的年汇总量，所有产品的年度汇总量。所有产品年汇总量应与经营规划中的市场目标相适应。生产计划大纲反映了如下问题：(1)每类产品在未来一段时间内需要制造多少？(2)需要何种资源的多少数量来制造上述产品？(3)采取哪些措施来协调总生产需求与可用资源之间的差距？,生产规划是MRP系统的第2个计划层次。生产规划是企业经营战略的具体化，是与销售规划对应的生产目标规划。生产规划是为了体现企业经营规划而制定的产品系列生产大纲，它更多地体现一种人机交互的管理决策功能系统。它要确定各产品大类在全部产品中各自占的比例，以符合经营规划要求的年销售收入、利润等，确订单位时间的产出率，均衡利用资源，稳定生产。,4.2生产规划作用与意义,生产规划的作用包括：把经营规划中用货币表达的目标转换为用产品系列的产量来表达；制定一个均衡的月产率，以便均衡地利用资源，保持稳定生产；控制拖欠量(对MTO)或库存量(对MTS)；作为编制主生产计划(MPS)的依据。,4.2生产规划作用与意义,生产规划的策略包括：规划目标。确定适当的生产率，在满足用户需求的同时，控制库存量和未完成订单量，尽可能以均衡的生产率有效地使用企业的生产设备。运作组织。包括谁对生产规划的输入负责，谁批准生产规划，谁参加生产规划会议等。计划展望期。生产规划的时间跨度，一般是13年，计划方案经过批准固定下来后，一般不必对已有的生产计划做重大的改变。在计划展望时间期限内，典型的策略是隔1224个月做滚动调整和计划展望。计划周期。计划周期1个月，也可以选在未来的1个月、2个月或3个月。,4.3生产规划策略,产品类划分。在经营规划中用货币单位表示的计划指标转换成在生产规划中用产品单位或标准工时来表述。产品类的大小应在总销售额和单位产品之间适当选择，把产品划分成组类，以便于企业管理者用来表示经营策略。计划审查频率。一般情况下应每月对生产规划审查一次，如果销售未能按计划实现，则应审查得更频繁。库存目标。用以指明希望保持的正常库存量和正常的未完成订单量。预测职责。预测是生产规划的输入环节，一般应由市场部门来承担。,生产规划的制定可分为5个步骤进行：(1)从各个来源收集资料。(2)编制生产计划大纲初稿。(3)核定资源需求。(4)确定生产计划大纲。(5)审查并批准生产计划大纲。,4.4生产规划制定,图4-2生产规划的编制过程,4.4.1收集信息,计划部门的信息：包括销售目标和库存目标，均以金额表示。市场部门的信息：包括各时区产品的销售量预测和分销与运输的要求。工程部门的信息：包括资源清单和专用设备需求。生产部门的信息：主要为资源可用性，如可用劳动力、可用机时或工作中心小时、当前库存水平、当前未完成订单的数量等。财务部门的信息：包括单位产品的成本和收入、资金可用性和增加资源的财务能力等。,MRP同定货点法相比有一个质的进步，但还只是一种库存定货的计划方法。它只说明了需求的优先顺序，没有说明是否有可能实现，所以也叫基本MRP。20世纪70年代初，MRP由传统式发展为闭环的MRP，它是一个结构完整的生产资源计划及执行控制系统。,4.4.2制定生产计划大纲初稿,表4-1MTS环境下生产计划大纲初稿,表4-2MTO环境下生产计划大纲初稿,表4-2MTO环境下生产计划大纲初稿,编制生产计划大纲时，应考虑以下3方面因素的平衡：需求/预测；生产状况；库存水平。,平衡方法有两种方案:方案一：平稳的生产和可变的库存，即在保持生产平稳时考虑改变库存以满足需求。好处是生产均衡。但一段时间内将供不应求，这样将招致缺货的损失，另一段时间内供过于求，将造成积压库存损失。方案二：可变的生产和平稳的库存，即在保持库存平稳时考虑改变生产以满足需求。好处是库存或缺货损失最小，但生产不均衡，有时紧，有时松，这样将导致加班或其他损失。,同生产规划相伴运行的能力计划是资源需求计划(RRP，ResourceRequirementsPlanning)。在生产规划的编制过程中，当确定产品系列的生产量时，要考虑生产这些产品系列时需要占用多少有效资源，如果资源不足，应如何协调这些差距，这就是资源需求计划。,4.4.3确定资源需求计划,资源需求计划所指的资源是关键资源，可以是关键工作中心的工时、关键原材料(受市场供应能力或供应商生产能力限制)、资金等，用每一种产品系列消耗关键资源的综合平均指标(如工时/台、吨/台或元/台)来计算。MRP是一种分时段的计划，计算资源需求量必须同生产规划采用的时间段一致(如月份)，不能按全年总量笼统计算。只有经过按时段平衡了供应与需求后的生产规划，才能作为下一级计划主生产计划的输入信息。,1.分析资源清单资源清单是生产单位产品类所必需的材料、劳动工时、设备工时、收入、利润等的数量记录。资源清单的具体形式随不同的产品和不同的企业而不同。在确定资源需求时，首先要审定资源清单。资源清单中的数字表示的是一个产品系列中所有项目的平均值，如表4-3所示。表4-3资源清单,2.计算资源需求在审定资源清单的基础上，一旦确定了生产单位产品类所需的资源量，就可计算出所需的资源总数。通过计划生产量和资源需求率相乘计算每类产品的资源需求。如果资源由几类产品共享，则汇总所有产品类的资源需求，如表4-4所示。,表4-4资源需求计算表,3.比较可用资源与资源需求将资源需求量与现有的或库存的数量进行比较，如果合适的话，则再检查其他资源,包括劳动力和机器等，然后定稿生产计划大纲。资源可用性依不同资源的实际情况而不同。,4.协调可用资源与资源需求对于资源需求超过可用资源时，将出现资源短缺。在生产规划定稿之前，必须解决这一问题。可以根据具体情况采取措施加以协调。物料短缺：增加物料购买、减少生产总量、用其他供给源、用替换物料。劳动力短缺：安排加班、雇用临时工、转包、减少生产总量、调整生产线。设备短缺：购买新的设备、升级现有设备、转包作业、改变工艺过程、减少生产总量、调整产品类或生产线。,4.4.4生产规划定稿如果必须调整生产规划以协调资源短缺，那么这种调整一定要反映在最后的生产规划之中。如果仍能满足经营规划中的市场目标，就不必调整生产总量。通常在满足市场目标时留有一定的余地(20%)。调整只是针对某类产品或生产线。同样，在定稿生产规划之前，应确认对可用资源和提前期所做的调整。编制生产规划初稿的过程同样适用于生产规划定稿。由于已有初稿作为基础，所以定稿的过程可以缩短。调整定稿后的生产计划大纲应满足经营计划的目标，并得到市场部门、工程部门、生产部门和财务部门认可。,4.4.5批准生产规划调整后的生产计划大纲要提交上级部门批准。生产规划的具体批准程序依不同的企业而不同。通常，要平衡生产规划和经营规划并且得到下列部门的最终认可：市场部门、工程部门、生产部门、财务部门。正式的生产计划大纲必须满足经营规划的目标。因为经营规划是“公司对策计划”，生产规划是经营规划的具体化。如果生产规划与经营规划不一致，经营规划将不能完成，生产规划(或经营规划)就必须加以修正。正式的生产计划大纲开始成为主生产计划的依据。,编制生产计划大纲，需要区分生产环境的特征，即面向库存生产(MTS)还是面向订单生产(MTO)。生产环境不同编制方法也不同。,4.5生产计划大纲编制,4.5.1MTS环境下生产计划大纲编制在面向库存生产(MTS)环境下编制生产计划大纲初稿，是使生产满足预测需求量和保持一定的库存量，以此来确定月生产量和年生产量的。编制目标：决定月产量，以满足预测需求，并保持一定的库存水平和平稳的生产率。考虑因素：保持库存的花销，改变生产率的花销。,编制MTS生产计划大纲的一般过程是：根据预测需求和库存水平的目标计算总产量，然后将其分配在计划展望期上。具体步骤如下。(1)把预测数量分配到在计划展望期的每一时间段(时区)上。(2)计算期初库存水平：期初库存当前库存拖欠订货数(3)计算库存水平的变化：库存变化目标库存期初库存(如为正值则表示库存增加，如为负值则表示库存减少。)(4)计算总生产需求：总生产需求预测数量+库存变化(增减量)(即把预测数量与库存改变量的代数和作为计划期内的总生产需求量。)(5)将总生产需求及库存水平变化分配到计划展望期的各个时间段。分配时通常要按均衡生产要求，保持生产率平稳，并表现出各时间段的库存变化，要求期末库存必须与库存目标一致。,例4.1编制MTS生产计划大纲。假设某工厂对自行车编制生产规划，计划展望期是1年，按月划分时区。年末库存目标是100辆，当前实际库存是500辆，拖欠订单数量是300辆。自行车的年预测销售量是1200辆。根据这些数据做如下工作。,表4-5MTS环境生产计划大纲初稿,库存改变：100，总生产量：1100。,4.5.2MTO环境下生产计划大纲编制在面向订单生产(MTO)环境下编制生产计划大纲初稿，是使生产满足预测需求量和拖欠订货量。编制目标：决定满足预测需求和未完成订单的月生产量和年生产量。考虑因素：期初的未完成订单应按照交货日期分布在计划展望期内。,编制MTO生产计划大纲的过程是：根据预测和未完成订单目标来计算总生产量，将总生产量分布在计划展望期上。具体步骤如下。(1)把预测数量分配到计划展望期的各个时间段上。(2)按交货日期把未完成订单数量分配到计划展望期的相应时间段内。(3)计算未完成订单的改变量：拖欠订货数变化=期末目标拖欠订货数当前拖欠订货数(未完成订单减少，变化量为负，反之为正。)(4)计算总生产需求：总生产需求预测量拖欠订货数变化(5)把总生产需求分配到计划展望期的各时间段上。分配时应满足预测和未完成订单的目标，各时区产量至少满足本时区的未完成订单量，并保持均衡生产率。,例4.2编制MTO生产计划大纲。假设某工厂对自行车类作生产规划，计划展望期为1年，按月划分时区。期末未完成订单数量为300辆，当前未完成订单是420辆，年预测销售量是1200辆。根据这些数据做如下工作。,表4-6MTO环境生产计划大纲初稿,未完成订单的改变：120，总产量：1320。,在生产计划大纲的编制过程中，当初步确定了各产品系列的生产量时，还要进行资源需求计划的核定。考虑在生产这些产品系列时，需要占用多少有效资源；如果现有资源不足，应如何协调这些差距。制定资源需求计划的具体方法是：(1)分析资源清单。(2)计算资源需求。(3)比较可用资源和需求。(4)协调可用资源和资源需求之间的差距。制定资源需求计划常采用资源消耗系数法和能力计划系数法。,4.6资源需求计划编制,例4.3资源消耗系数法确定资源需求。(1)分析资源清单：资源清单是生产单位产品类所必须的材料、标准工时和机器的记录，并标明材料、劳动力和设备工时的数量。资源清单的具体形式随不同的产品和不同的企业而不同。表4-7是制造自行车、四轮车和三轮车资源清单的例子。资源清单上的数值是产品类中所有产品的平均值。,表4-7资源清单,(2)计算资源需求：一旦确定了生产单位产品类所需的资源量，就可计算出所需的资源总数，方法如下。每类产品的计划生产量与单位需求量相乘。如果资源由几类产品共享，则汇总所有产品类的资源需求。下面计算在生产自行车、四轮车和三轮车时，钢和工时的需求量。计算钢需求量产品类计划生产量(辆)单位需求量(吨)总需求量(吨)自行车12000.0051=6.12四轮车5000.0047=2.35三轮车10000.0029=2.90总量11.37或11.4吨计算工时需求产品类计划生产量(辆)单位需求量(小时)总需求量(小时)自行车12000.63=756四轮车5000.24=120三轮车10000.39=390总量1266小时,(3)比较可用资源与资源需求：决定资源可用性的报告或文档，依不同的资源而不同。在计算钢的需求量时，可用钢的库存水平报告与钢的需求加以比较。如果有足够的钢可用，则所有检查其他资源，然后定稿生产计划大纲。对于工时可用性，则引用不同的文档。制造类的工时需求一般要与装配类的工时需求分开。比较需求与可用资源：资源需求数量可用数量差距(，)钢(吨)11.4-10.0=1.4工时(小时)1266-1150=116,(4)协调可用资源与资源需求：上面的计算指出将有资源短缺。在生产规划定稿之前，必须解决这一问题。当资源短缺时，要采取必要的措施来协调这一差距：如材料短缺，可采取增加采购，以其他材料代用，寻找其他供给源，减少生产总量等；如人力不足，可采取加班加点，转包，雇用临时工，减少生产总量，重新安排计划等措施；如机器设备不足，则可采取购买新的机器，改进旧设备，改变工艺过程，转包工序，减少生产总量，重新计划等方法。,例4.4能力计划系数法确定资源需求。制定资源需求计划也常采用能力计划系数法(CPF，CapacityPlanningFactor)。能力计划系数是表示单位生产量占用的制造过程中某种资源的关系。能力计划系数可以通过历史数据由产量与所用资源大致地经验估算。利用能力计划系数法编制资源需求计划的方法如下：(1)利用历史的经验数据计算CPF。(2)根据CPF和计划产量计算能力需求。,假设一个工厂的生产过程可分为4个主要工序主要工序、辅助工序、精加工和装配。在过去6个月中，在一条生产线上，有9个不同的产品型号使用上述生产制造设备。在这4个工序用47000个直接工时，完成了这种系列产品5800个综合单位。生产计划大纲下两个季度的计划为7000个综合单位。综合单位量泛指某个产品系列的单位产品。在过去6个月生产5800个综合单位产品,共用47000个工时,分配如下：工时所占百分比单位产品所用工时基本工序1200025.532.069辅助工序2100044.683.621精加工500010.640.862装配900019.151.55247000100.00%8.104现计划生产7000个综合单位，所需的资源计算如下：基本工序70002.609=14483辅助工序70003.621=25347精加工70000.862=6034装配70001.552=10864总工时56728小时,4.7.1概述预测的方法有多种，基本上分为定性和定量方法。定性方法中有调查研究法、德尔菲(Delphi)方法、历史类比法、经验估计法等。定量方法中有时间序列分析法、因果分析法等。若按预测的时间长短划分，可以分为短期预测、中期预测和长期预测。短期预测期一般为3个月至1年；中期预测期一般为25年；长期预测期，一般为5年以上。在MRP中，预测主要用于计划中，预测是计划的基础，也是计划过程密不可分的部分。在MRP中，计划前3个层次，即经营规划、生产计划大纲和主生产计划的编制都离不开预测。因此，预测的准确与否直接关系到计划制定的好坏。预测的精度与所用数据的质量和样本大小有关，提供的数据愈精确，样本数愈大，则得到的预测结果愈准确；反之，则偏差可能很大。,4.7预测与计划,在预测工作中，根据需要一般确定3种时间范畴：预测展望期、预测时间单位和预测检查期。预测展望期指预测工作覆盖的时间；预测时间单位指对预测展望期划分的时间间隔，在MRP系统里要与相应的计划周期相适应；预测检查期是指预测数据不被修改的日期，亦即重新进行一次预测的周期。例如，经营规划的展望期为27年，预测以年为时间单位；生产计划大纲的展望期为13年，以月为时间单位；主生产计划的展望期为1年，以周为时间单位。预测检查期可以用月、季、年为单位。,4.7.2预测过程,4.7.3预测的方法1.德尔菲(Delphi)方法德尔菲预测法是一种定性预测法。这种方法是：由主持预测的机构先选定与预测问题有关的领域，以及有关方面的专家约30人，并与他们建立适当的联系，联系的主要方式是信件往来，提出问题请专家回答，将他们的意见经过综合、整理、归纳，并匿名反馈给各位专家，再次征求意见。这种方式经过多次的反复、循环，使专家们的意见逐渐趋于一致，从而作为预测的根据，再由主持单位进行统计分析，最后得出预测结果。,2.时间序列分析法时间序列分析技术又分为移动平均法、指数平滑法及趋势外推法等多种方法。移动平均法。移动平均法是预测短近期经济发展趋势的一种简单而实用的方法，它是在算术平均数法的基础上发展起来的一种方法。移动平均数法是根据时间序列，逐项移动，依次计算包括一定项数的序列平均数，形成一个序列平均数的时间序列。其基本计算公式为：式中t期的移动平均数，作为t+l期的趋势值；N每次移动平均包含的观察值个数。如果对一次移动平均值序列再进行一次移动平均，则得到二次移动平均值。用二次移动平均值进行预测的计算公式为：式中期二次移动平均值；一次移动平均值序列。,指数平滑法。移动平均数法给最近N期中每一期观察值的权数都是1/N，而对以前时期各观察值的权数则是零。而指数平滑法是根据过去的实际数和预测数，通过加权平均而给最近的观察值以较大的权数，而对于离现在较远的观察值则给予较小的权数，也就是更重视最近的观察值。它适用于短、近期经济发展趋势的预测，并且不需要存储大量的历史数据。根据平滑次数的不同，有一次指数平滑、二次指数平滑及高次指数平滑等。一次指数平滑采用加权因子对前期实际值加权，加上用(1-)对前期平滑值加权，来预测未来时间趋势值。它主要用来消除随机因素的影响。其公式为：式中t时期的指数平滑值；第t时期的实际数；a加权因子，也称平滑系数，取值范围为0a1。,依时间变化的统计数据，包含以下4种因素。长期趋势：统计数据变化时表现出一种增长、下降或停留的倾向。季节特点：依一定周期规则性变化，又称为商业循环。循环波动：周期不固定的波动变化。随机变动：偶然因素引起的变化。一个时间序列的形成，其理论模型基本上可以分为两类：一类为加法模型，另一类为比例模型。加法模型：比例模型：,本章介绍了作为企业经营战略规划细化的生产规划的概念及内容、作用与意义，以及生产规划的策略基础。重点阐述生产规划的制定方法，详尽地介绍了生产计划