第5章先进先进生产管理技术

1第5章先进生产管理技术本章要点制造资源计划企业资源计划产品数据管理及时生产技术2生产模式和生产管理理论的发展人类最初的生产活动，无所谓生产管理第一次工业革命后，是“经验管理”20世纪20年代出现“大批大量生产”模式，采用刚性生产线；泰勒提出“科学管理”思想20世纪50年代制造自动化，柔性生产线开始出现20世纪70年代MRP(物料需求计划)，JIT。现代管理思想萌生20世纪80年代CIMS，MRPII(制造资源计划)20世纪90年代并行工程，精益生产，ERP(企业资源计划)21世纪以后敏捷制造，虚拟制造，动态企业联盟，分散网络化制造，智能制造，全球制造，绿色制造现代生产管理技术3•传统的生产管理存在的问题：生产管理局限于制造过程生产管理主要以提高劳动生产率为核心，降低成本的途径主要考虑节约原材料和节约工时对库存的容忍，掩盖了生产管理不善问题•现代生产管理的特征生产管理范围大为扩展多品种变批量生产成为生产方式的主流计算机技术和现代管理技术在生产管理中得到综合应用生产管理模式的更新现代生产管理技术4现代管理特点（1）重视人的作用（2）重视发挥计算机的作用（3）强调技术、组织与管理的集成与配套（4）重视信息的集成（5）强调柔性化生产（6）强调以顾客为中心现代生产管理技术5物料需求计划（MRP）•物料需求计划（MaterialRequirementsPlanning，MRP）是20世纪60年代末70年代初发展起来的一种新的生产管理技术。•MRP的基本指导思想：只在需要的时间，向需要的部门按照需要的数量提供该部门所需的物料。•MRP的目标：提供顾客最好服务的同时，最大限度地减少库存，以降低库存成本。6MRP的处理逻辑MRP的输入信息MRP的处理过程MRP的输出信息物料需求计划（MRP）71、MRP的处理逻辑MRP的基本原理就是由产品的交货期展开成零部件的生产进度日程与原材料、外购件的需求数量和需求日期，即将产品生产计划转换成物料需求表，并为编制能力需求计划提供信息。物料需求计划（MRP）8其主要功能及运算依据为：物料需求计划（MRP）9其基本处理逻辑为：物料需求计划（MRP）102、MRP的输入信息MRP的输入有3个部分：•主生产计划（产品生产计划，MPS）•物料清单（产品结构文件，BOM）•库存状态文件物料需求计划（MRP）11主生产计划（MPS）MPS是MRP的主要输入，它是MRP运行的驱动力量。如下表。物料需求计划（MRP）12MPS的计划对象MPS中所列出的是企业向外界提供的东西，它们具有独立需求的特征，包括：•最终产品项，即一台完整的产品；•独立需求的部件、配件，可以是一个完整的部件，也可以是零件。MPS中规定的生产数量一般为净需要量，即需生产的数量；物料需求计划（MRP）13MPS的几个时间概念•计划期：或称为计划展望期、计划水平期，它说明主生产计划能够看多远。通常，计划期应不短于最长的产品生产周期。计划期取得长一些，可以提高计划的预见性。•时段：是指MPS的时间单位，典型的计划时段是周，也可以是日。时段长度可以由用户任意设定，而且，一个主生产计划中允许采用变长时段，如近期的时段细分为日或周，中远期为月或季。物料需求计划（MRP）14物料清单（产品结构文件，BOM）•BOM表示了产品的组成及结构信息，包括所需零部件的清单、产品项目的结构层次、制成最终产品的各个工艺阶段的先后顺序。物料需求计划（MRP）15物料清单（产品结构文件，BOM）•利用BOM可以准确地计算相关需求的信息。其中所包含的物料可分成二类：一类是自制项目，另一类是采购项目（包括所有的原材料、外购件和外协件）。MRP展开后，自制项目的物料需求计划便形成相应的生产作业计划，采购项目的物料需求计划形成相应的采购供应计划。物料需求计划（MRP）16物料清单（产品结构文件，BOM）•在产品结构文件中，各个元件处于不同的层次。每一层次表示制造最终产品的一个阶段。通常，最高层为零层，代表最终产品项；第一层代表组成最终产品项的元件；第二层为组成第一层元件的元件……，依此类推。最低层为零件和原材料。可以用产品结构树直观地来表示。物料需求计划（MRP）17物料清单（产品结构文件，BOM）LK=3周LH2周LM=3周LE=1周LG=2周LD=3周AB(1)D(1)LB=1周1层LA=1周3层2层0层LC=2周LF=4周C(3)F(6)E(1)G(1)H(1)M(2)LJ=3周J(20kg)K(5kg)物料需求计划（MRP）18物料清单（产品结构文件，BOM）•实际产品对应有多种多样的产品结构树：同一零部件分布在同一产品结构树的不同层次上、同一零部件分布在不同产品结构树的不同层次上。这种特点给相关需求的计算带来了困难，一般采用低层码技术来处理。物料需求计划（MRP）19库存状态文件库存状态文件保存了每一种物料的有关数据，MRP系统关于订什么，订多少，何时发出订货等重要信息，都存贮在库存状态文件中。产品结构文件是相对稳定的，而库存状态文件却处于不断变动之中。物料需求计划（MRP）20库存状态文件物料需求计划（MRP）21库存状态文件----参数•总需要量：由上层元件的计划发出订货量决定。•预计到货量：指在将来某个时间段某项目的入库量。它来源于正在执行中的采购订单或生产订单。•现有数（现有库存）：为相应时间的当前库存量，它是仓库中实际存放的可用库存量。物料需求计划（MRP）22库存状态文件----参数•已分配量：指已经分配给某使用者，但还没有从仓库中领走的物料数量。•净需要量：当现有数和预计到货量不能满足总需要量时，就会产生净需要量。•计划发出订货量：为保证对零部件的需求而必须投入生产的物料数量。计划发出订货既要考虑提前期，又要考虑安全库存量、批量规则和损耗情况。物料需求计划（MRP）23库存状态文件----参数库存状态数据可以分成两类，一类为库存数据，另一类为需求数据。预计到货量、已分配量和现有数为库存数据，这些数据要经过检查才能进入系统；总需要量，净需要量和计划发出订货量为需求数据，由系统计算得出。物料需求计划（MRP）243、MRP的处理过程•准备MRP处理所需的各种输入，将MPS作为确认的生产订单下达传给MRP。•根据产品的BOM，从第一层项目起，逐层处理各个项目直至最低层处理完毕为止。物料需求计划（MRP）25物料需求计划（MRP）26物料需求计划（MRP）27与订单编制有关的几个参数在求出净需要量后，要确定计划发出订货的数量与时间，这跟几个参数有关：提前期批量安全库存物料需求计划（MRP）28提前期•指一个物料项目从投料开始到入库可供使用为止的时间间隔。采购件的提前期：从发出采购订单开始，经供应商供货、在途运输、到货验收、入库所需的时间。自制件提前期：从订单下达开始，经过准备物料，准备工具、工作地和设备，加工制造，直到检验入库所需的时间。物料需求计划（MRP）29提前期•提前期是确定计划下达时间的一个重要因素。对一个产品来说有一个交货期，而对这个产品的下一级部件来说，完工日期必须先于产品交货期，而对于部件的下一级零件来说，完工日期又要先于部件的完工日期，如此一级级往下传。因此，自制件提前期是产品及其零部件在各工艺阶段投入的时间比最后完工出产时间提前的时间。30提前期•提前期不是一个纯工艺时间。确定提前期要考虑以下几个因素：排队(等待加工)时间，运行(切削、加工、装配等)时间，调整准备时间，等待运输时间，检查时间、运输时间以及其它管理事务处理时间。•提前期的单位一般为周，也可以为天。企业应当定期审核、修改提前期参数。物料需求计划（MRP）31批量•在实际生产中，为节省订货费或设备调整准备费，需要确定一个最小批量。也就是说，在MRP处理过程中，计算出的计划发出订货量不一定等于净需要量。•增大批量就可以减少加工或采购次数，相应地将减少订货费或设备调整费，但在制品库存会增大，要占用更多的流动资金。而批量过小，占用的流动资金减少，但增加了加工或订货费用。因此，必须有一个合理的批量。物料需求计划（MRP）32•由于产品结构的层次性，使得批量的确定十分复杂。各层元件都有批量问题，一般仅在最低层元件订货时考虑批量。•常用的批量策略：逐批确定法（Lot-for-Lot）：净需要量是多少，批量就取多少。固定批量：批量是一个固定的量。此外，还有最大零件周期收益(MaximumPart-PeriodGain,MPG)法。物料需求计划（MRP）33安全库存•设置安全库存是为了应付不确定性，防止生产过程产生缺料现象，避免造成生产或供应中断。•尽管MRP处理的是相关需求，仍有不确定性。比如，不合格品的出现，外购件交货延误，设备故障，停电，缺勤等。因而，相关需求也有安全库存问题。•但MRP认为，只有对产品结构中最低层元件或原材料设置安全库存才是必要的。•安全库存的引入将对净需要量的计算产生影响。物料需求计划（MRP）344、MRP的输出信息•自制件投入生产计划；•外购件采购计划；•原材料采购计划；•库存状态记录；等。物料需求计划（MRP）3560年代时段式MRP能根据有关数据计算出相关物料需求的准确时间与数量，但它还不够完善，其主要缺陷是没有考虑到生产企业现有的生产能力和采购的有关条件的约束。因此，计算出来的物料需求的日期有可能因设备和工时的不足而没有能力生产，或者因原料的不足而无法生产。闭环MRP36•MRP系统在七十年代发展为闭环MRP系统。闭环MRP系统除了物料需求计划外，还将生产能力需求计划、车间作业计划和采购作业计划也全部纳入MRP，形成一个封闭的系统。闭环MRP37图1闭环MRP逻辑流程图闭环MRP38资源需求计划与能力需求计划•在闭环MRP系统中，把关键工作中心的负荷平衡称为资源需求计划，或称为粗能力计划，它的计划对象为独立需求件，主要面向的是主生产计划；把全部工作中心的负荷平衡称为能力需求计划，或称为详细能力计划，而它的计划对象为相关需求件，主要面向的是车间。•由于MRP和MPS之间存在内在的联系，所以资源需求计划与能力需求计划之间也是一脉相承的，而后者正是在前者的的基础上进行计算的。闭环MRP39能力需求计划的依据①工作中心：它是各种生产或加工能力单元和成本计算单元的统称。②工作日历：是用于编制计划的特殊形式的日历，它是由普通日历除去每周双休日、假日、停工和其它不生产的日子，并将日期表示为顺序形式而形成的。③工艺路线：是一种反映制造某项“物料”加工方法及加工次序的文件。它说明加工和装配的工序顺序，每道工序使用的工作中心，各项时间定额，外协工序的时间和费用等。④由MRP输出的零部件作业计划。闭环MRP40能力需求计划的计算逻辑•闭环MRP在编制计划时，总是先不考虑能力约束而优先保证计划需求，然后再进行能力计划。经过多次反复运算，调整核实，才转入下一个阶段。能力需求计划的运算过程就是把物料需求计划定单换算成能力需求数量，生成能力需求报表。图能力需求报表生成过程闭环MRP41现场作业控制•各工作中心能力与负荷需求基本平衡后，接下来的一步就要集中解决如何具体地组织生产活动，使各种资源既能合理利用又能按期完成各项订单任务，并将客观生产活动进行的状况及时反馈到系统中，以便根据实际情况进行调整与控制，这就是现场作业控制。它的工作内容一般包括以下四个方面：车间定单下达作业排序投入产出控制作业信息反馈闭环MRP42制造资源计划MRPⅡ•70年代末随着闭环MRP的应用和发展，系统的功能和范围进一步扩展。把生产、库存、采购、销售、财务、成本等子系统都联系起来，逐渐成为一个覆盖企业全部生产资源的管理信息系统。它不仅编制产品和零部件的生产进度计划、物料采购计划，而且还可以直接从系统获得销售收入、库存占用资金、产品成本等财务信息；除此，还包含经营计划，把经营管理的全部内容包括在系统之内。43MRPⅡ的原理与逻辑•MRPⅡ的基本思想就是把企业作为一个有机整体，从整体最优的角度出发，通过运用科学方法对企业各种制造资源和产、供、销、财各个环节进行有效地计划、组织和控制