第9章生产能力计划

管理工程学院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管理工程学院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.管理工程学院表9-1决定有效能力的因素[1]A.工厂设施1.设计A.管理政策1.工作班次1.选址2.是否允许加班1.布局A.运营1.环境1.排程A.产品/服务1.设计1.物料管理1.产品或服务组合1.维修策略A.过程1.产量能力1.设备故障1.质量能力A.人力因素1.工作内容A.供应链1.供应商的产品质量1.工作能力2.供应商供货的准时性1.培训和经验A.外部因素1.产品标准1.激励1.安全条例1.报酬1.工会1.学习率1.污染控制标准1.缺勤和跳槽管理工程学院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。管理工程学院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]行业投入产出汽车制造人工小时，台时每班生产汽车数钢铁工厂炉膛尺寸每天生产钢铁吨数石油精炼精炼炉尺寸每天生产燃油加仑数农业农田亩数、母牛数量每年每亩生产谷物蒲式耳数、每天生产牛奶加仑数饭馆餐桌数、座位数每天执行的客人数剧院座位数每场演出售出的票数零售店店铺面积每天实现的收入管理工程学院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。0/TTKii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）；管理工程学院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产品产量定额换算系数被换算为代表产品的产量以代表产品表示的能力换算回以具体产品表示的能力①②③④⑤＝②×④⑥⑦A600101600930620B20090.9180207C100121.2120103合计——————900注：其中⑦＝（⑥×⑤）/（∑⑤×④）管理工程学院（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）；θi——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。niiiatt1管理工程学院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：tSFMe/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）。管理工程学院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。管理工程学院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？管理工程学院9.2.2生产能力计划的层次资源需求计划粗能力计划能力需求计划投入/产出控制综合生产计划主生产计划物料需求计划车间作业计划采购计划需求管理长期战略规划图9-1能力计划的层次结构图管理工程学院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。产品A产品B产品C工作中心1工作中心2工作中心2成品仓库能力计划对象：工作中心的能力生产计划对象：物料图9-2流水式生产中的生产计划和能力计划管理工程学院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。产品A产品B产品C工作中心1工作中心2工作中心3成品仓库生产计划对象：物料能力计划对象：工作中心的能力图9-3间歇式生产中的生产计划和能力计划管理工程学院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。管理工程学院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。管理工程学院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管理工程学院（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。管理工程学院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工艺路线报表零件号：S1205零件名称：驱动轴生产周期=31日(批量=80）工作中心号工序号工序名称准备时间（h）单件时间（h）135897610203040506070车铣切齿钻孔热处理磨外圆磨齿0.40.81.00.30.61.00.1250.0750.250.250.30.43（日）**外协加工的供应周期排队时间（天）传送时间（天）1221220.50.50.50,50.50,5管理工程学院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。管理工程学院9.3.3提前期1．提前期的概念。提前期（LeadTime，