制造业生产计划与控制系统几个模式的探讨

制造业生产计划与控制系统几个模式的探讨生产技术都是由制造业发展起来的，并且在制造业中得到最为深入与广泛的应用，因此，从制造业的生产计划与控制系统来认识现代的制造技术是自然而然的事情。由于不同的生产类型对制造软件系统有着显著不同的要求，而不同制造业软件供应商的产品也往往支持不同的生产类型，或在某种生产类型上有优势，因此了解生产计划与控制系统有必要了解制造业的生产类型。制造业采用的生产类型，从总体上可以分为离散型和连续型两种类型。一、制造业生产计划与控制系统1、制造企业的计划与控制制造企业的资源获取、转换和分配是通过它的计划与控制来完成的，因而制造企业管理信息化和现代化应该从企业核心业务的计划与控制着手。现代制造企业的核心就在于编制满足需求数量和交付期的计划，监督和控制该计划的实现，以便在满足需求的前提下，最合理地分配资源、最经济地生产。然而目前制造企业面临的问题是同时满足不断变化的用户需求和生产过程资源消耗最少之间的矛盾。解决这一对矛盾的理论和方法成为现代化制造管理研究的焦点和进步的动力。随着企业在社会中的作用范围的扩大和企业对资源理解的深化，制造计划与控制理论和应用也得以不断地发展和深化。2、制造企业的计划与控制技术制造企业的计划与控制技术随着IT与Internet等技术的发展也日益成熟，从资源管理的视角出发，分为如表1所示的几个阶段：表1主要的制造企业的计划与控制技术的几个阶段阶段产生背景主要解决的问题主要内容与特征物料的计划20世纪60年代初，多品种小批量的生产模式，生产中存在多余消耗和资源分配不合理原材料库存和零组件投产计划、产供销严重脱节以相关需求原则、最少投入和关键路径为基础的物料需求计划(MRP)物料+生产能力+资金的计划企业竞争环境的恶化，企业对自身资源管理范围扩大、对制造资源计划细化和精确化的需求生产能力不平衡生产与其他业务环节脱节特别是资金控制问题人力和设备等更多资源的计划与控制（闭环MRP）、制造范围的资金控制，升级为制造资源计划（MRPⅡ）整个企业范畴的资源计划MRPⅡ的概念产生后的10年间，企业计划与控制的原理、方法和软件都成熟和完善、新的管理方法如JIT，新的管理思想和战略如CIMS和精益生产LP的出现管理整个供需链、企业整个资源环境的整合问题计划和控制的范围从制造延伸到整个企业、资源计划的原理和方法应用到非制造业及企业资源计划（ERP）二、制造业生产计划与控制系统的几个模式1、从MRP到MRPⅡ再到ERP模式（1）MRP（MaterialRequirementsPlanning，物料需求计划）MRP是制造业计划与控制技术的早期阶段，是为解决原材料库存和零组件投产计划问题而发展起来的。MRP明确指出生产必须以市场需求为导向，把由市场决定而不是能由企业决定的外部需求（即形成商品的产品）称之为“独立需求”，把为产品出厂所需用的一切物料称之为“相关需求”；阐述了物料存在的相关性。它建立以时间为坐标的产品结构模型，并将要销售的产成品、生产物料和采购物料分成为三层。产成品、采购件和加工件都集成在一个模型中，能够实现生产计划和采购计划同步生成和调整。MRP所依据的管理理念主要是：①供应必须与需求平衡，即供需平衡原则，②优先级计划原则（生产与供应计划必须根据需用时间和数量来确定优先顺序）。这两条简单明了的理念适合任何制造业企业。（2）MRPII（ManufacturingResourcePlanning，制造资源计划）MRPII通过具有成本属性的产品结构（成本物料单），赋予物料以货币价值，实现了资金与物料静态信息的集成。MRPII系统的成本计算是在正确产品结构的基础上进行的；通过定义物料流动的事务处理（如物料位置、数量、价值和状态的变化），对每一项事务处理赋予代码，定义会计科目上的借、贷方关系，实现了资金流同物流的动态信息集成的问题，做到财务与业务同步，随时将经营生产状况通过资金运行状况反映出来，提供给企业的决策层，以便不误时机地纠正和处理。MRPII在MRP基础上主要增加了管理会计的应用。（3）ERP（EnterpriseResourcesPlanning，企业资源计划）要把信息集成的范围扩大到企业所有的上下游，也就是同企业所有的供应商和客户实现信息集成；“管理整个供需链”就是ERP（企业资源计划）要解决的问题。ERP完全建立在信息技术和网络通信技术的迅猛发展与企业业务流程的改进和优化的基础之上。从MRP到ERP的发展过程，就像水的波纹一样，由中心逐渐向外扩张。我们说MRP是制造业ERP的核心，因为它就是处在水波的中心，而且波纹首先就是由它引发的。图1信息集成范围的扩展：从MRP到ERPII（4）MRP/MRPⅡ/ERP的特征在叙述MRP、MRPⅡ和ERP的发展时，应该将它们看作为不同层次企业应用的不同解决方案，后来者是对企业新需求的补充。MRP/MRPⅡ/ERP是制造企业以对其资源的计划与控制为核心的集成的管理信息系统。MRP/MRPⅡ/ERP具有以下特征：（1）MRP/MRPⅡ/ERP是承载先进管理思想的载体。MRP/MRPⅡ/ERP首先是先进管理哲理、理论和方法的软件封装。基本的MRPⅡ系统以物料需求计划MRP为基本原理，计划管理模型符合相关需求、最少投入、关键路径三项基本原则，主要面向多品种小批量生产；现代MRP/MRPⅡ/ERP软件包容了JIT、LP、OPT等更多的新的生产管理思想、理论和方法，是面向对不同生产类型和多种计划模式的企业综合多种有效管理方法的信息系统。当前的ERP又吸收了供需链管理的敏捷制造技术，适应面向客户的管理模式和企业动态联盟型企业。（2）MRP/MRPⅡ/ERP是高度集成的管理信息系统。MRPⅡ实现了企业业务流的集成，即：企业横向业务过程物流-信息流-资金流的集成。而ERP则是企业的三维集成系统：除物流-信息流-资金流的集成外，还有整个供应链从采购-制造-分销各环节的资源无间断的集成和办公自动化-业务事务处理-决策支持的集成。（3）MRP/MRPⅡ/ERP是企业的战略工具。在改进企业管理提高企业竞争能力的措施中，有的是作用在某个业务范围内的方法技术，如CAD、MRP、DNC、CAPP等。有些是作用于全局的战略理论和武器，如CIMS、LP、AM。MRP/MRPⅡ/ERP作用范围广、影响深重、自身庞大复杂，更是企业的战略工具。对任何企业来说，较大的投入，较长的实施周期和不能获得立竿见影的效益、业务流程再造的巨大工作量和阻力、一把手的决心、毅力和对全局的控制能力，都是实施这种战略工具的风险。2、从MRP到JITJIT（准时生产方式）是起源于日本丰田汽车公司的一种生产管理方法。它的基本思想可概括为“只在需要的时候，按需要的量生产所需的产品”。这种生产方式的核心是追求一种无库存的生产系统，或使库存达到最小的生产系统。为此而开发了包括“看板”在内的一系列具体方法，并逐渐形成了一套独具特色的生产经营体系。JIT的成功应用有赖于4个基本原则，即消除浪费、员工参予决策、供应商参予以及全面质量管理。（1）JIT生产方式的目标JIT的总体目标是一个平衡的生产系统，一个贯穿整个系统的平滑、迅速的物料流。具体来说，主要有以下分目标：①消除中断——由于质量低劣、设备故障、进度安排改变、送货延迟等造成；②使系统具有柔性——对品种、产量变化的适应性；③减少换产时间与生产提前期；④存货最小化；⑤消除浪费。（2）JIT生产方式的基本手段JIT生产方式的基本手段可以概括为以下三个方面：①适时适量生产，即“在需要的时候，按需要的量生产所需的产品”；②弹性配置作业人数，即根据生产量的变动，弹性地增减各生产线的作业人数，以及尽量用较少的人力完成较多的生产；③质量保证，即通过将质量管理贯穿于每一工序之中来实现提高质量与降低成本的一致性，具体方法是“自动化”机制：使设备或生产线能够自动检测不良产品，一旦发现异常或不良产品可以自动停止设备运行的机制，为此在设备上开发、安装了各种自动停止装置和加工状态检测装置；生产第一线的设备操作工人发现产品或设备的问题时，有权自行停止生产的管理机制。图2说明这三个方面所组成的JIT构造体系，在这个体系中包括JIT生产方式的基本目标以及实施这些目标的各个手段和方法，也包括这些目标与各种手段方法之间的相互内在联系。3、从MRP、JIT到TOC理论TOC（TheoryofConstraint）限制理论认为任何系统或组织都应该有目标，而阻碍此系统达成其目标的因素就是限制。TOC认为任何系统至少存在着一个限制，否则它就可能有无限的产出。因此要提高一个系统的产出，必须要打破系统的限制，如果改善系统状况则必须从最弱的环节着手。在遵循一定的原则之上，关键是掌握企业的薄弱环节所在。一般制造企业的限制可归纳如下：（1）产能的限制，生产在线的瓶颈机器、工作站、材料不能如期供应、品质、工程能力等；（2）市场的限制，需求有限、市场规模、竞争程度、价格等；（3）时间的限制,如何在有限的时间内，达成预算的计划（项目）；（4）人的限制，传统的思考方式、缺乏管理技能、领导和授权的能力、沟通和化解冲突、问题解决的能力等；（5）政策的限制，不合时宜的政策、制度和思维方式、绩效评估、作业流程等。4、从MRP、JIT到敏捷制造敏捷制造系统是一种动态的生产系统，它能够根据市场的变化，通过信息交换网络将不同地域、不同企业的制造资源进行组合，以最快捷的方式生产市场所需要的产品。因此，实现敏捷制造的首要任务就是如何能够有效地寻找具有所需制造资源的企业，实现制造资源的集成。敏捷制造是围绕着新产品或新经营机遇的产品过程通过建立动态联盟来进行产品的经营、开发、生产和销售的。动态联盟的快速组成和解散需要对现有MRPII信息系统的构成进行优化与调整。在跨企业的生产计划调度和资源控制之间，联盟内各企业的信息系统往往是异构的，如何有效地利用这些资源实现供应链协同工作也是敏捷制造要解决的问题。5、从MRP、JIT到精益生产精益生产（LeanProduction，LP）综合了大量生产与单件生产方式的优点，力求在大量生产中实现多品种和高质量产品的低成本生产。MRPII与精益生产在生产与管理的各个层面与环节都有着不同的追求与操作方法。精益生产的核心是JIT，精益生产本身就是由JIT扩展而成的包括设计、制造、管理、营销等一个完整的体系。而日本人把TPS（TOYOTAProductionSystem），即丰田生产方式作为JIT的扩展体系来研究。