离散型加工企业的生产计划管理2010.8第二次修改版

1、实战型训练手册】离散型加工企业的生产计划管理（2010.08 第二次修订版）朱晓峰 编著#作者简介朱晓峰，男，1979年12月生于江南水乡一一浙江衢州。2001年模具设计与制造 专业毕业，大专，机械工程师；2010年工商管理专业毕业，本科，学士。自2001年来，先后在大中小企业任职，具有踏实的基础实战经验。主要从事方向为离散型工厂的产品研发、工艺改良、生产计划、运营管理。具有丰富的项目管理、流程优化经验。对于夹具改良、RCCP和TOC具有独到的见解。3摘要本文以一家典型的离散型加工企业一一医疗器械制造装配企业 为基础，通过生产计划之间的各种内容层次的关系， 讲解了生产与运 营计划、综合生产计划

2、、主生产计划、物料需求计划和精益生产在离 散型加工企业的应用。本文的主要思路是要抓住两个基础， 一条主线，一个应用。两个 基础是物料清单和粗能力负荷预算，一条主线是主生产计划，一个应 用是车间详细作业计划。本文以实践为基础，讲解了一些具体可行的操作方法。 本文可以 为离散型加工制造企业的计划员做计划学习参考，能指导离散型制造 企业的计划员进行初步生产计划的设计、排产工作。项目管理、成本计划、供应链计划、 质量管理计划不在本书讨论 范围。大家若对这些部分有兴趣的可另寻找参考资料。本文是本人工商管理毕业论文的未缩减版本。本文论述中已经融合了精益生产管理的部分理念。关键词： MPS MRP BOM

3、RCCP TOC5目录1 引言6.1.1 离散型加工制造业特点61.2 离散型加工作业与处理流程型作业的区别 71.3 本文研究的主要内容和全文框架 71.4 本文所用到用专用术语的解释81.5 其它知识的初步介绍1.12 生产与运营战略 1.32.1. 生产与运营战略的含义 1.32.2. 生产运营战略确定的重要意义 133 生产与运营系统设计1.73.1 生产与运营系统设计的作用 1.73.2 生产能力决策计划173.3 资源布置计划184 综合生产计划264.1 综合生产计划概述 264.2 综合生产计划与其它计划的层次关系及作用 264.3 需求预测274.4 综合生产计划编制的各种方

4、法275 主生产计划285.1 主生产计划概述 285.2 物料清单295.3 主生产计划的编制335.4 粗能力计划及预算346 物料需求计划3.96.1 物料需求计划概述 396.2 MRP的编制逻辑396.3 一种安全库存的算法设计406.4 库存ABC分类法416.5 经济订货批量 427 车间详细作业计划437.1 详细作业计划概述 437.2 车间作业优先次序安排437.3 瓶颈设备的计划（约束理论） 447.4 一种常规排法457.5 一种非常规排法487.6 车间拉动系统应用508 离散型计划管理与控制518.1 控制的关键518.2 缺乏项目管理 528.3 消防队救火538

5、.4 盲目扩张或缩减 538.5 人员配岗问题548.6 技术工艺支持不足 548.7 出现生产问题难以区分责任 558.8 工艺工时不准56没有BOM和MRP运算.5.771引言1.1 离散型加工制造业特点离散型制造企业是指机械加工、五金、汽车、家具、电子元器件制造、医疗 设备、玩具生产、电子电工等将原材料加工成零件，经部件组装和总体组装成为 成品的生产方式的制造企业。离散型生产的特点：它的产品是由许多零部件组成，各零部件的加工装配过 程是彼此独立（或相对独立）的，所以整个产品加工工艺是离散的，制成的零件 通过部件装配和总装配，成为成品。机械制造、电子设备制造行业的生产过程均 属于这一类型。

6、对于加工装配型生产管理的特点，除了要保证及时供料和零部件 的加工质量外，重要的是控制零部件的生产进度，保证生产的完整性、同步性。离散型生产的客户个性化需求多，产品品种日趋多样性，市场需求变化快， 预测难度增大，这种特点，难以为企业合理安排生产提供可靠的依据。 产品结构 复杂，零部件多且外协自制兼有，工艺过程经常变更，生产计划的计算和安排非 常复杂。临时插单现象多，生产计划的灵活性和严肃性难以兼顾， 生产计划往往 难以起到指导生产的作用，经营者容易陷入救火式的现场管理。 而这种管理方式 又带来了不稳定的产品品质，无法准时交货等一系列问题。由于生产计划的不确 定性及对库存物料的即时情况把握的缺乏，

7、 往往造成库存物料呆滞和生产所需物 料缺件，不齐套现象同时并存。由于产品加工要经过不同的工序，各个工序的生产能力通常并不平衡，生产 上容易出现木桶效应，生产被关键的瓶颈资源所制约。在离散型计划中，最难的应是主生产计划和车间详细作业计划。 产生的原因 是多种多样的，主要是生产订单的不确定性和工序作业计划安排的合理性和科学 性。1.2 离散型加工作业与处理流程型作业的区别离散型加工作业与处理流程型作业的不同点，列于表 1.1中表1.1两种作业类型的主要区别重要特征离散型作业处理流程型作业顾客数量多:少产品品种数多:少标准化程度低高按顾客要求定制程度高低自动化程度较低高物流流动方式断续连续生产能力核

8、定模糊清楚设备故障的影响一般大设备预防维修要求一般极高原材料品种数量多:少能源消耗低高在制品库存高低产成品库存低高产量灵活型高低产品结构灵活性高低计划排产困难简单1.3 本文研究的主要内容和全文框架1.3.1生产计划的各层次的关系为了给各读者了解生产计划的各级层次的关系及作用。分别用图和表做了说明。在后面的章节中，会详细说明各计划层次及作用。15计划系统战略层计划工厂级计划J综合生产计划5主生产计划产相车间详细作业计划关工作计划项目计划成本计划质量计划1.3.2本文的主要框架在本文论述的生产计划中，主要是按生产计划所包含的内容（层次关系）来 分类的。即在本文中主要阐述战略层的生产与运营计划、事

9、业部级别的综合生产 计划、部门级别的主生产计划、车间级的详细作业计划、由主生产计划产生出的 物料需求计划。正文按生产计划的内容分类为章节。第1部分为引言。第2部分简单介绍了生产与运营战略。第3部分介绍了生产与运营系统设计第4部分简单介绍了综合生产计划第5部分到第7部分详细介绍了生产计划的各种形式及方法。1.4 本文所用到用专用术语的解释1.4.1管理术语备货生产：Make-to-stock，按“量”组织生产 订单生产：Build-to-order ,按“期”组织生产加工车间：Job Shop或称为单件生产过程批量流程：Batch或称为成批生产过程装配线：Assembly Line 或称为流水生

10、产过程连续流程：Co ntin uous Flow或称为连续生产过程按订单装配(assembly-to-order)按订单制造(make-to-order)按订单设计制造(engineering-to-order)按过程的流动结构(Process flow structure ) 分类主生产计划：Master Production Schedule, 简称MPS MPS是确定每一具体的最 终产品在每一具体时间段内生产数量的计划。物料清单：物料清单(Bill of materials ，简称BOM是说明一个最终产品是 由哪些零部件、原材料所构成的，这些零部件的时间、数量上的相互关系 是什么。物料

11、需求计划：MRP是Material Requirements Planning的缩写，中文通常翻译为 物料需求计划”，其含义是：利用物料清单、库存数据和主生产计划计算物料需求的一套技术。负荷：是指为生产一个单位的主生产计划物料所需的对某个关键工作中心的准备 和加工时间，这个时间包括了对该主生产计划物料的所有经过此工作中心 的子项物料的准备和加工所需的时间1.4.2机械专业术语工作中心：工作中心(Work Center，WC)是各种生产能力单元的统称，也是发 生加工成本的实体。本文将所有设备的总称，称为“工作中心” 。加工中心：本文所指的加工中为具体的设备。即 Computerized Nume

12、ricalControl Machine简称CNC，是由机械设备与数控系统组成的使用于加工复 杂形状工件的高效率自动化机床。 加工中心又叫电脑锣。加工中心备有刀库，具 有自动换刀功能。具体介绍见附件。线切割机床：一种加工设备。其原理是利用铜丝（钼丝）与金属工件之间的放 电产生的高温，使金属工件熔化，切割成形状。产品：本文所指的产品是指“形式产品”。产品由部件或零件组成。标准件：标准件是指结构、尺寸、画法、标记等各个方面已经完全标准化，并由专业厂生产的常用的零（部）件，如螺纹件、键、销、滚动轴承等等。部件：由若干装配在一起的零件所组成。在机械装配过程中，这些零件先被装配 成部件（部件装配），然后

13、才进入总装配。某些部件（称为分部件）在进入 总装配之前还先与另外的部件和零件装配成更大的部件。部件由零件组成。零件：组成机械和机器的不可分拆的单个制件，其制造过程一般不需要装配工序。 图1.1表示了产品、部件和零件的层次关系。产品/-r-*-（C部件I I图i.i产品、部件、零件的关系工序和工步：工序指一个或一组工人在同一工作地对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程被称为工序。实际工作中，工序编号一般以5的倍数为准。如工序05、工序10、工序15等（为了中途更改工艺，插入工 序，比如插入一个工序12,表示先做工序10,再做工序12,再做工序15）。工步指在同一个工位上，要完成不同

14、的表面加工时，其中加工表面、切削速度、进给量和加工工具都不变的情况下，所连续完成的那一部分工位内容，称为一个工步。工步组成工序。表 1.2说明了工序和工步的关系。表1.2 工序和工步表工序工步加工内容工序005车工步0051车端面工步0052车外圆工步0053车倒角工步0054割断工序010铳工步0101铳上平面工步0102铳椭圆、铳外形工序015磨磨平面工序020抛光抛光表面1.5 其它知识的初步介绍1.5.1机会成本机会成本是一种相对的概念，一个东西不能成为机会成本。（ 1 1 它是指一种资源（如资金或 劳力等）用于本项目而放弃用于其他机会时，所可能损失的利益。在生活中，有 些机会成本是可

15、以用货币来进行衡量的。例如，农民在获得更多土地时，如果选择养猪就不能选择养鸡，养猪的机会成本就是放弃养鸡的收益 （本书中只考虑经 济上的机会成本）。机会成本”的概念告诉我们，任何稀缺的资源的使用，不论在实际中是否为 之而支付代价，总会形成机会成本”即为了这种使用所牺牲掉的其他使用能够 带来的益处。因此，这一概念拓宽和深化了对消耗在一定生产活动中的经济资源 的成本的理解。通过对相同的经济资源在不同的生产用途中所得到的不同收入的 比较，将使得经济资源从所得收入相对低的生产用途上，转移到所得收入相对高的生产用途上，否则就是一种浪费。机会成本所指的机会必须是决策者可选择的项目，若不是决策者可选择的项

16、目便不属于决策者的机会。例如某农民只会养猪和养鸡，那么养牛就不会是某农 民的机会。作为一个生产管理人员或生产计划员，必须要有“机会成本”的概念。在考 虑实际问题的时候，始终有“机会成本”旁敲侧击。1.5.2边际成本边际成本(Marginal cost):增加一单位的产量(Output)随即而产生的成本增加 量即称为边际成本。( 本等于总成本(TC)的变化量( TC)除以对应的产量上的变化量( Q):总成本 的变化量(Changes in Total Cost)/ 产量变 化量(Changes in Output)即：MC(Q)= TC(Q)/AQ 或MC(Q)=lim= TC(Q)/AQ =d

17、TC/dQ(其中AQ 0)(如图)边际成本三总成本的变化量 产量变化量理论上讲边际成本表示当产量增加 1个单位时，总成本的增加量(这个总成 本包括不变和可变成本)。用举重运动来说明可能会简单一点。 举重运动员，在刚开始举的时候(假设 刚开始是0公斤，可能是每次加10公斤的重量，加到后来，可能是每次加 5公 斤，最后，可能是加1公斤或0.5公斤。因为刚开始，举重运动员可以轻易地举 起50公斤、60公斤等的重量，但是随着重量越来越重，他所需要消耗的体力也 越来越多。刚开始每加10公斤重量，他可能只加5%的力气，但是到最后，每加 1公斤，他可能需要增加10%的力气。同理，在经济中，有时候我们需要达到

18、一个目标，越是接近目标，我们所需 要花费的代价越大。在实践中，计划员一定要考虑赶工的每一个关键工作的成本和时间的费用斜率(即用多少时间和成本进行赶工才算是最合理的)。1.5.3其他书本的学习若各位读者对本书学习之后仍有兴趣的， 可以扩展看一下如下书籍：离散数 学、逻辑学、运筹学、项目管理学、经济学、统计学、管理学、生产与运营管理 等。另外，关于数据库的一些基础知识，作为计划员、生产管理骨干，也是必须 了解。比如：第一范式、主键、数据类型等。2生产与运营战略2.1.生产与运营战略的含义生产是指人们利用资源和工具创造产品和服务的过程，它既包括产品的生产,也包括服务的生产。运营主要是指从系统角度合理

19、配置、计划和调度人力资源， 将输入转换为输出的过程。生产与运营管理是指设计、运行和不断改进生产系统 和供应链，以创造出有竞争力的产品和服务的过程。22生产运营战略确定的重要意义生产与运营战略是企业战略的重要组成部分。 是企业为了实现总体战略而对 生产与运营系统的建立、运行以及如何通过生产运营系统来实现组织整体目标而 规定的行动纲领。他决定着企业将投入转换为产出的效率(efficiency)和效果(effective)，是企业竞争力的重要决定因素。如何实施生产与运营战略，在本文中就不再加以详细论述。本人赞同大部分 的教科书观点。有兴趣的读者可另行参考其它文献。在这里，本人主要介绍组织架构的确定。

20、 虽然这不属于生产计划的范围，但 是，由于组织架构对生产计划有很大的影响，因此有必要对此做一些介绍。当我们将中大型企业分解到工厂级(事业部)时，就会发现，工厂的组织架 构，一般采用以下几种方式：直线型、职能型和矩阵型。其中矩阵型有强矩阵和 弱矩阵区分。直线型一般用在规模很小的单位，比如员工只有20人，总资产只有50万等，因为规模较小，我们就不予以讨论。主要就介绍一下职能型和矩阵 型的组织架构。2.2.1职能制组织结构职能制组织结构，是各级行政单位除主管负责人外，还相应地设立一些职能 机构。如在厂长下面设立职能机构和人员，协助厂长从事职能管理工作。这种结 构要求行政主管把相应的管理职责和权力交给

21、相关的职能机构，各职能机构就有权在自己业务范围内向下级行政单位发号施令。 因此，下级行政负责人除了接受 上级行政主管人指挥外，还必须接受上级各职能机构的领导。职能制的优点是能适应现代化工业企业生产技术比较复杂， 管理工作比较精 细的特点；能充分发挥职能机构的专业管理作用，减轻直线领导人员的工作负担 但缺点也很明显：它妨碍了必要的集中领导和统一指挥，形成了多头领导；不利 于建立和健全各级行政负责人和职能科室的责任制，在中间管理层往往会出现有 功大家抢，有过大家推的现象；另外，在上级行政领导和职能机构的指导和命令 发生矛盾时，下级就无所适从，影响工作的正常进行，容易造成纪律松弛，生产 管理秩序混乱

22、。由于这种组织结构形式的明显的缺陷， 现代企业一般都不采用职 能制。职能型组织架构如图#审 讣祁部i挖屮心#17222矩阵制组织结构在组织结构上，把既有按职能划分的垂直领导系统，又有按产品（项目）划 分的横向领导关系的结构，称为矩阵组织结构。矩阵制组织是为了改进直线职能制横向联系差，缺乏弹性的缺点而形成的一 种组织形式。它的特点表现在围绕某项专门任务成立跨职能部门的专门机构上， 例如组成一个专门的产品（项目）小组去从事新产品开发工作，在研究、设计、 试验、制造各个不同阶段，由有关部门派人参加，力图做到条块结合，以协调有 关部门的活动，保证任务的完成。这种组织结构形式是固定的，人员却是变动的，

23、需要谁，谁就来，任务完成后就可以离开。项目小组和负责人也是临时组织和委 任的。任务完成后就解散，有关人员回原单位工作。因此，这种组织结构非常适 用于横向协作和攻关项目。矩阵结构的优点是：机动、灵活，可随项目的开发与结束进行组织或解散； 由于这种结构是根据项目组织的， 任务清楚，目的明确，各方面有专长的人都是 有备而来。因此在新的工作小组里，能沟通、融合，能把自己的工作同整体工作 联系在一起，为攻克难关，解决冋题而献计献策，由于从各方面抽调来的人员有 信任感、荣誉感，使他们增加了责任感，激发了工作热情，促进了项目的实现； 它还加强了不同部门之间的配合和信息交流，克服了直线职能结构中各部门互相 脱

24、节的现象。矩阵结构的缺点是：项目负责人的责任大于权力，因为参加项目的人员都来 自不同部门，隶属关系仍在原单位，只是为"会战"而来，所以项目负责人对他们 管理困难，没有足够的激励手段与惩治手段，这种人员上的双重管理是矩阵结构 的先天缺陷；由于项目组成人员来自各个职能部门， 当任务完成以后，仍要回原矩阵结构适用于一些重大攻关项目。企业可用来完成涉及面广的、临时性的、 复杂的重大工程项目或管理改革任务。 特别适用于以开发与实验为主的单位， 例 如科学研究，尤其是应用性研究单位等。矩阵型组织架构如图：第一取目第二项目第三项目'项目毎理】1册目经理）尋目经理j在实际的工厂运作

25、中，推荐在以下70%条件满足的情况下采用强矩阵型组织 架构。1、公司固定资产（仅设备）总额达 1000万以上的；2、公司高层领导不擅长离散型工厂管理的；3、公司的产品大种类、大客户在 2种（含）以上的;4、主要设备数量足以支撑强矩阵架构要求的；5、项目或产品出现问题，难以区分责任的；&不同项目间流程不一样，模式不一样的；7、技术、质量、生产几个部门经常出现矛盾的；8、技术力量薄弱，生产时经常出现技术性问题的；9、试制产品较多、范围广、时间长的；10、流程繁杂，需要串行作业，时耗多而久的；213生产与运营系统设计3.1 生产与运营系统设计的作用生产什么，生产多少，在哪生产，以什么方式生产

26、，这些是生产与运营系统 设计的四个基本问题，是需要公司高层慎重决策的长期生产计划问题。 是属于公 司高层级别的战略计划。离散型的生产与运营系统设计，在实践中主要考虑两个主要问题。 一是购买 什么样的设备，二是这些设备应购买多少是适宜的。 这两点，众多的参考文献中 未曾提及。如生产计划管理与控制系统的重构、工作计划管理体系的研究 等。在2.2中，就介绍了在实际中如何运用这两点。另外在 2.3中举例说明了如 何提高生产效率，使生产计划考虑更小变量问题。3.2 生产能力决策计划生产能力，是指在一定时期内，企业所能生产的一定种类和一定质量的产品 或服务的最大数量。生产能力一旦确定，企业整个生产经营活动

27、的最大规模也就 基本上被规定了。一个是应以主要设备（产值高、价格贵、投入难）为主，以简单、辅助设备 为次。也就是说，一旦生产过程中出现瓶颈，瓶颈所在的设备是主要工作中心， 而不是辅助工作中心。比如一个以加工医疗器械为主的企业， 它的主要工作中心 是加工中心和线切割机床，医疗器械的工序一般经过如下：锯床下料-普通车床 -普通铣床-线切割机床割外形-加工中心铣形状-抛光-装配。因此在设备配比中以加工中心、线切割设备为主要考虑点。因为加工中心每台价格为40 100万，线切割机床每台价格为60 150万。而普通车床每台价格为2 3万，普通 铣床每台价格为5 10万。主要设备和辅助设备的价格相差比较多。

28、 设备主次如 图 2.1。工序辅助设备主要设备辅助设备图2.1主要设备和辅助设备关系图本文强调一点是各工作中心的配比。 这点，在许多文献中，都没有提及此项 内容。比如一个加工手术器械的企业和一个加工接骨螺钉的企业， 他们的设备配 比完全是不一样的。加工手术器械的工作中心应该以线切割、 加工中心为主；而 加工接骨螺钉的企业应该以数控车床、车削一体机为主。基于本文为对象的公司工作中配比是数控车床： 加工中心：线切割机床为2： 1： 1;另外一家江苏某医药有限公司的工作中心配比则是数控车床：加工中心： 线切割机床为1： 3： 2。3.3 资源布置计划表面上看，设备、人力布置计划似乎和生产计划没有实质

29、性的联系，其实不然。设备布置的合理不合理，直接会影响生产计划或车间排产的变量影响。如： 产品的流动快慢影响、物料移动对计划的影响、检验区设置的影响、成组单元布 置对工艺和加工的影响等。设备布置原则，主要有三中类型：工艺专业化原则、产品专业化原则、定位 布置原则。现举例说明一个布置方法，是属于成组技术的混合布置原则（以上三 中原则的混合应用）。这种方法，在生产与运营管理、参考文献非连续生产 的车间作业计划方法研究、基于MES的生产管理系统应用、作业车间多工 艺路线批量作业计划优化等中，都没有相关的介绍。3.3.1单元化设备布置下面以具体例子表明设备布置的一种方法。某个产品的工序如表2.1表2.1

30、某产品的工序工序工步加工内容工作中心单件工时工序005下料锯床0.1工序010铳加工中心1.5工步0101铳平面工步0102铳外形工序015清洗清洗机0.2工序010热处理加热炉1.5原设备布置如图2.2加工中心加工中心加工中心 加工中脸区1T / ，/, ，/清洗机清洗机热处理区#图2.2改进前设备布置25改进前的加工特点是：采用批量流的方式，只有在加工中心工序完成后， 才可进行清洗工序，只有在清洗工序完成后，才能进行热处理工序。计划所需要 的单件总时间是各工序时间的总和。我们对以上设备布局进行了改进。改进后见图 2.3。成组单元成组单元图2.3改进后的设备布置改进后与改进前的不同点有：1）

31、将原先大型清洗机、加热炉改为小型设备；2）将清洗机、加热炉置放在加工中心旁；3）原本是需要上到工序完成后才可进行下到工序加工，改进后在加工中心加工产品的同时，可以进行已经完成的产品的清洗、热处理工序；4）由于采用了并行作业，原本车间作业计划需要考虑工序总时间，现只需要考虑加工中心工序时间（适当放余量，如首件余量）；5） 最终结果是减少了此产品的加工周期。原工艺实践总共为3.3小时（0.1+1.5+0.2+1.5）,改进后在 1.6 到 1.8 小时之间（0.1+1.5）。3.3.2柔性制造单元柔性制造单元由一台或数台数控机床或加工中心构成的加工单元。该单元根据需要可以自动更换刀具和夹具，加工不

32、同的工件。柔性制造单元适合加工形状 复杂，加工工序简单，加工工时较长，批量小的零件。它有较大的设备柔性，但 人员和加工柔性低。本文中的柔性是指广义上的柔性。F面举例，说明在加工中心设备上的柔性制造系统的应用。 这种应用在所有 查阅的参考文献中，都没有类似的介绍。加工中心有四轴转台和三爪卡盘之分（按照严格意义来讲，这个属于不同的 加工设备），并且，若在四轴转台上加工的产品，不能在三爪卡盘上加工；若在 三爪卡盘上加工的产品，不能在四轴转台上加工。但是四轴转台和三轴卡盘可以 互换。四轴转台如图7.1图7.1四轴转台示意图三轴卡盘如图7.2图7.2三爪卡盘示意图两种类型的部件安装在加工中心上的结构如图

33、7.3支座三爪主电机加工中心工4乍台直图7.3三爪卡盘和四轴转台安装示意图_#在实际的生产和运营中，我们会根据 MPS和MRP的运算结果，随时调整 三爪卡盘和四轴转台的数量比例。例如：某月，某企业共有加工中心 20台，其中，三爪类型的加工中心 10 台，四轴类型加工中心10台。加工中心一三爪：加工中心一四爪的比例为1:1。 对主生产计划和粗能力负荷（对于BTO方式，这种负荷多半不能控制）预算后， 发现结果如下：设备台数能力负荷加工中心一三爪1010001800加工中心一四轴101000600主生产计划根据结果分析后，将结果告之生产部长，并责令生产部长将5台四轴类型加工中心改为三爪类型，从而保证

34、生产。改动后，加工中心一三爪： 加工中心一四爪的比例为3: 1。27333柔性人力资源在精益生产中，所倡导比较多的就是“柔性制造单元”。我们认为，不但要 从硬件上做到柔性，而且要从软件上做到柔性。柔性操作员工就是软件应用的一 种。柔性操作员工，在实践中我们称为 A、B、C角，是通过“轮岗培训”模式 形成的。当一个关键性岗位或瓶颈设备的操作人员， 如果因个人或其它原因休息 或离职时，将造成设备产能下降或无法运行。 基于这个考虑，要求对核心岗位或 重要岗位，设置A、B、C角。A是主要操作人员，B是首选替换操作人员，C 是次选操作人员。要求在公司管理时，对每一岗位都要设置 A、B角。当人员流 动时，

35、不必因为缺人操作而影响设备或工作的运转。在机械加工中，通常会因为种种原因，某种设备只有 1台，或很少几台。操 作员工也只有少数几个。因此，有时候因为员工请假或离职，此项工序就无人操 作。产生了虽有计划，却无法执行的情况。为了防止此类情况的发生，就需要通 过轮岗培训，设置A、B、C角来解决。例如：培训操作普车的人员去操作普铣，培训操作平面磨床的人员去操作无 心磨床，培训操作数控车床的人去操作车削一体机等。这样做的结果是，计划人员只要考虑硬件的能力（设备能力），而不需要考虑人员、环境等因素。3.3.4柔性工艺。工艺的柔性，也是软件柔性应用的一种。在柔性工艺中，有2套或2套以上 工艺方案，在正产生产

36、中，采用最优化方案加工。若有非正常情况，如插单、设 备瓶颈等，就根据实际情况采用备用方案。例：在某年4月的排产中，发现加工中心负荷较多，A产品交货日期为4月6日， 加工完成需到4月5日，接着做B产品40个，需要2天，即在4月7日完成。 B产品交货日期为4月12日。而数控铣床在4月5日后即无产品安排加工。在 4月2日时，接到一外贸客户临时紧急插单，需要将D产品在4月13日前交货，D产品为在加工中心设备上加工的产品。主生产计划员对情况分析后，发现可以满足D产品交货期要求，但同时便会延迟B产品的交货日期。见图7.44濟日忡日4月5日伸日4胪日4月眄4月卵4月啡4月4日4月14日4月帖日加工中心D产品

37、8产品救控挟床卯品图7.4主生产计划将此问题反馈给技术部门。技术主管分析后，发现B产品可以采用备用工艺。即工序中的“加工中心”加工，可以改为“数控铣床”加工。力卩 工中心的成本为150元/小时，数控铣床加工成本为80元/小时。优先工序和备用 工序见表6.1和表6.2表6.1优先工序工序准备时间单件时间车床0.50.5加工中心11热处理02表6.1备用工序工序准备时间单件时间车床0.50.5数控铳床20.9数控铳床21热处理2于是计划主管将推荐意见反馈给主生产计划员。主生产计划员接到反馈信息后，采用备用工艺，修改了主生产计划。如图7.5。结果比较：1、修改前不能保证交货期，修改后能保证所有产品的

38、交货期。2、优先工艺单道工序成本=(1+1 X 40) X 150= 6150备用工艺单道工序成本=(2+0.9X 40) + (2+1 X 40) X 80 = 6400优先与备用工序成本偏差二6400-6150= 250元虽然用多于250元的成本加工产品，但能保证交货期，并且能缓和设备瓶颈。对计划和生产都是有益的。成本提高的斜率大约为250/6150= 0.04 (见1.5.2边际成本)，已经比较低，当然严格意义的边际成本不是如此算法，我们这里只采 用一种简单有效的方法。至于这个斜率的数值低到何种程度是合理的，这个要根据各公司的具体情况来确定。29#4综合生产计划4.1 综合生产计划概述综

39、合生产计划是按产品或服务类确定的中期计划，它是根据市场需求和能力约束，确定生产力率、劳动力水平和库存水平的最佳组合。其目标主要是如何充分利用生产能力满足预测的顾客需求。综合生产计划与企业战略计划密切相关。 属于工厂级别或事业部级别的计划，它的前提是长期资源计划(long-rangeresource pla nningj)。在BTS模式下，综合生产计划的角色比较重要，相对于ATO和BTO模式， 角色的重要性不如生产作业计划。在本文中，综合生产计划的一些具体制作方法 就不再讨论。4.2 综合生产计划与其它计划的层次关系及作用综合生产计划与其他计划的关系如图3.1工厂决策车同决策产品类F产品族隆咅I

40、I/口口夫千迄球卅.« *月度预测公司决萊MPS工厂/产品分lte.1 4I 11 >r- -计划系纽-T: .T J 1TXJ统|产品族和品目 彳生产阖期系统俩：产币渡和品目 牛产區嗣系绞图3.1综合生产计划与其它计划的层次结构综合生产计划的作用是从分利用现有资源和生产能力满足全年需求，并合理地控制库存和尽可能均衡地组织生产，以降低生产成本。表3.1是一个简化的综合生产计划表。表3.1 2010 年上半年太阳公司订单需求预测及计划单位：万元1月2月3月4月5月6月期初库存150100180200180150需求预测200015001800220016001400安全库存200

41、180200180150120生产计划175015801820218015701370期末库存1001802001801501204.3 需求预测需求预测是综合生产计划和主生产计划的前提， 他直接影响到生产计划的具 体编制和执行效果。 这对于MTS的企业来讲，需求预测尤为重要。需求预测方 法分为定性预测方法和定量预测方法两大类。本文不讨论具体的预测方法，读者若感兴趣，可参阅其它书籍。4.4 综合生产计划编制的各种方法综合生产计划编制的方法比较多，也都是比较成熟的方法，这里就不再逐一 介绍，综合生产计划编制的方法主要有如下几点：1、综合生产计划的图解法2、综合生产计划的表上作业法3、综合生产计划

42、的线性规划模型本人推荐各位计划员和生产管理骨干： 图解法是必须熟练掌握的方法，线性 规划模型根据各人能力和实际需要学习， 而表上作业法基本上被计算机代替，因 此只要了解其原理即可。315主生产计划5.1 主生产计划概述主生产计划（Master Production Schedule , MPS是 BTO和 MTS境下多品 种小批量生产方式下的制造装配型企业生产计划系统的核心， 它是联系生产计划 与市场销售计划的桥梁。主生产计划的期限一般为季度或月度， 它规定企业何时 生产、生产多少最终产品的问题。制造装配型企业根据产销综合计划分别按产品 的品种、型号、规格编制它们在计划期内的产量任务， 并根据

43、它制定物料需求计 划、生产能力计划和车间详细作业计划。主生产计划的本质作用是在外部需求与内部供给之间建立一种平衡， 以尽可 能地满足变化的外部需求。主生产计划和物料清单（BOM ）、物料需求计划（MRP） 密切相关，并且是以粗能力负荷能力状态为依据所制定。图 4.1表明了主生产计 划和物料清单、物料需求计划之间的关系。生产什么?图4.1主生产计划和物料清单、物料需求计划关系图本章就着重阐述物料清单的作用、 现状物料清单的管理状态、运用软件改善 物料清单的方法和粗能力计划预算。355.2 物料清单5.2.1物料清单定义物料清单（Bill of material , BOM ）,又称为产品零件表、

44、材料表等，是一种定义产品结构的标准，其形式是一份产品的零部件展开表。 根据管理的需要，物 料清单可分为工程物料清单、模块物料清单、通用件清单和专用件清单、计划物 料清单、时间坐标物料清单等。图4.2是一把医用钳子的BOM图。此图中的BOM 层级只有2层（产品层和零件层），实际中产品，有多层的BOM,结构复杂，部 件、零件数量多。左钳柄 右钳柄 转轴图4.2某医用钳子BOM5.2.2物料清单在离散型加工业中的重要性物料清单在离散型加工业中的重要性这点在很多的文献中常常被忽略。如物资采购计划管理的分析（吕晓辉.J.科技创新导报，2009（13）: 194-194.）、MTS环境下多品种小批量制造企

45、业的生产计划管理（邓文博 方艳.J.科技广场，2009（2）: 30 -33.）、多品种小批量的生产计划管理（吴洪宝J.民营科 技，2009（12）： 164-164.）等，没有介绍物料清单的内容，或者虽有介绍，但是 没有将物料清单放在很重要的角度来阐述，如ME鋪产品物料清单管理研究、BOM勺关系型数据库设计及算法研究等。而物料清单，恰恰是离散型加工制 造的难点和重点。物料清单的主要作用如下:1）为外协加工提供信息；2）为物料采购提供信息；3）根据物料清单生成产品总工艺路线，如装配件信息等；4）为生产配料提供信息，如配置辅助工具等；5）为制定销售报价提供成本信息；6）为售后服务提信息；如产品追

46、溯、配件更换等。5.2.3物料清单的管理现状及存在的问题在实际操作中，不仅仅是医疗器械行业，在其它的离散型行业中，也有很多 企业没有物料清单或虽有物料清单但不完整。集中表现在以下几个方面：1）目前大多数企业采用CAD设计的方式，因此产品结构存在的原始状态也就是CAD系统产生的电子工程图纸，而设计 BOM也就是来源这些 图纸。这些工程图纸的信息不能直接被数据库（如SQL、Oracle）或ERP软件（如用友U8、金蝶K/3）引用。操作中多数采用人工输入数 据库系统的方式。因此在这种情况下，计划部门无法得到最新的物料清单信息，有些甚至是某些原因无法得到物料清单信息。2）设计部门缺乏统一完整的、最新的

47、包括所有部门的BOM清单，因此在 产品开发阶段，管理人员无法对其进行管理和动态跟踪；在产品策划 阶段，产品策划人员也很难对新项目做出合理的评估和决策。如采购部门无法确定将采购何种原料、加工设备的计划。3）大量的图纸、更改单、工艺文件和物料清单在各部门间传递采用手工 或邮件方式，不仅繁琐，而且资料管理不便。手工的方式，在更改工 程工艺图纸后，需要进一步更改物料清单。最后将更改结果发放到各 相关部门。在一定意义上浪费了大量的人力物力。4）采用普通的办公软件管理 BOM，无法显示每个组合件之间的关系，没有层次感，维护起来非常费力，也极容易出现错误；所有的更改工作都在一个EXCEL表上进行，无法清楚表

48、达更改前状态；在单一 BOM 表上缺乏所有更改工作的历史记录（包括开发、制造等部门）。计划部门 若得到这种信息，容易将计划做错，影响生产。5）在车间详细作业过程中，经常会因物料信息不全，而没有准备某项所 需原料、刀具、工装夹具、辅助设备等。产生了“虽然计划要做，实际却做不了”的现象。尤其是在离散型的加工中，这种情况会导致多 次换模，甚至产生产品的报废，浪费人力资源，打乱原有生产计划。524物料清单应用的改进针对物料清单的管理现状及存在的问题，许多公司也采取了各种各样的方式 来改进。如MES中产品物料清单管理研究文献中的“物料清单系统”，一 种新型BOM检索方法的研究与实现文献中的“ BOM检索

49、方法”，BOM的关 系型数据库设计及算法研究中“ BOM数据库算法”等，都是一些比较好的方 法。但是这些文献中，没有说明如何联系“工程图纸”和“数据库”问题。能比较好的解决“工程图纸”和“数据库”连接问题的企业中，有采用“ Mazark 设计系统”和“金蝶 K/3系统”的结合，有采用“西门子设计系统”和“SAP系统”的结合。基于本文研究的公司，则采用了“CAXA设计系统”和“勤哲Excel服务器系统”的结合。改进以后的优点如下：1）原CAD系统产生的电子工程图纸，不能直接被数据库引用，现可以直 接用CAXA设计系统将工程图纸中的BOM信息导入到数据库中。从而 计划可以得到全面的BOM信息，有利

50、于主生产计划和物料需求计划工 作。2） 设计、产品、工艺更改后，直接能生成更改后的BOM信息。计划部门 不需要时时监控设计部门的更改信息。3）设计、产品、工艺更改信息由“勤哲 Excel服务器”自动生成，发送到 预定相关部门，不需要再人工发放，减少工作量，节约人力资源。4）BOM层次结构清晰，数据统一。计划部门得到此类信息后，基本上不用 对BOM的结构和信息进行校验。使得计划的准确率大大提高，有利于 安排生产。5）信息完全、完整。在安排生产时，只要根据 BOM清单所对应的关系， 将清单中对应的物料、设备、刀具等配备齐全，就能避免在生产中的“虽 然计划要做，实际却做不了”现象。表4.1为导出后的

51、两个产品BOM表表4.1 BOM 表P.Name/ 品名It.Num/ 图号Part.Num/零件号level/层数Material/ 原 料M.St/ 规格Qua ntity/数量Cutti ng BlockA5589A558911assembly1A5589222A5589213304SSD51A558922317-4PHT101A558932POMD201Black Ha ndleB3025302511assembly1302522304SST10130253217-4PHD201302542420D61990122标准件4525工序物料清单在车间生产时，只是建立产品的物料清单还远远不能

52、满足生产需求，还要建立每道工序的物料清单。如用什么刀具、夹具、程序等。其作用是可以清楚地表 明在某道工序应采用的设备、刀具、程序、工装夹具等。显示了计划对生产的直 接指导作用。而这一点往往被大多数管理层忽略！表4.2某产品的工序物料清单零件图号工序工步加工内容设备刀具工装夹具/、检验用具程序编号A558922005车数控车CD1011CD3025A55891-J1A55891-Y01A55891-CC1A558922010铳数控铳0101铳平面数控铳XD8820A55891-XC20102铳轮廓数控铳XD9542XT2100A55891-J2A55891-Y02A55891-XC3015抛光抛光机例如：某产品需要经过下料、普车、普铣、车床、磨床，加工中心、抛光等 工序，下料到磨床的工序加工周期为 25天，加工中心到抛光为10天。在加工中 心时，需要用到一种特种“ T”型刀具。而这种刀具没有库存，需要定制。定制 的采购周期为20天。如果不采用工序BOM，很显然，计划员只知道此产品需要用到定制的刀具， 但是不知道具体在何时用到。因此，计划只能是