企业资源计划ERP课件第(11)章

1、11.1 11.1 MRPMRP计划系统运行计划系统运行11.2 11.2 MRPMRP系统集成模式系统集成模式11.3 11.3 MRPMRP系统问题处理系统问题处理11.4 11.4 MRPMRP与与JITJIT结合结合11.5 11.5 MRPMRP与与OPTOPT结合结合11.6 11.6 分布式分布式MRPMRP11.7 11.7 一体化一体化MRPMRP11.8 11.8 分销资源计划分销资源计划11.9 11.9 重重 复复 生生 产产11.10 11.10 流程行业应用流程行业应用11.11 11.11 本本 章章 小小 结结 思考练习题思考练习题11.1 MRP计划计划系统运

2、统运行 11.1.1 MRP两种计划重排方法计算一次物料需求计划的全过程需要很长时间，并且在生成计划的处理过程和计划计算一次物料需求计划的全过程需要很长时间，并且在生成计划的处理过程和计划生成之后许多情况都可能发生改变，这些改变可能导致订单无效。可能改变的情况生成之后许多情况都可能发生改变，这些改变可能导致订单无效。可能改变的情况包括：包括： 工程设计改变；工程设计改变； 客户订单数量和交货日期改变；客户订单数量和交货日期改变； 供应商拖期发货；供应商拖期发货； 工作订单提早或拖期完工；工作订单提早或拖期完工； 废品比预期的高或低；废品比预期的高或低； 关键工作中心或工作单元损坏；关键工作中心

3、或工作单元损坏； 计划中使用的数据有错误。计划中使用的数据有错误。为了保持物料需求计划的准确和更新，在发生上述变化情况时必须再次启动让为了保持物料需求计划的准确和更新，在发生上述变化情况时必须再次启动让MRP进行处理，进行处理，MRP再启动方式有两种：一种是全重排法，一种是净改变法。这再启动方式有两种：一种是全重排法，一种是净改变法。这两种方法也同样用在主生产计划两种方法也同样用在主生产计划(MPS)的计划调整中。的计划调整中。 1. 全重排法 全重排方法全重排方法(Regeneration，又称再生法又称再生法)就是就是MRP系统的传统做系统的传统做法，它是建立在计划日程全面重排想法之上的。

4、根据这种做法，系法，它是建立在计划日程全面重排想法之上的。根据这种做法，系统要将整个主生产计划进行分解，求出每一项物料按时间分段的需统要将整个主生产计划进行分解，求出每一项物料按时间分段的需求数据。求数据。 在使用全重排方法时，主生计划中所列的每一个最终项目需求在使用全重排方法时，主生计划中所列的每一个最终项目需求都要加以分解，每一个都要加以分解，每一个 BOM文件都要被访问到，每一个库存状态文件都要被访问到，每一个库存状态记录都要经过重新处理，系统输出大量的报告。记录都要经过重新处理，系统输出大量的报告。 在全重排式在全重排式MRPMRP系统中，由于主生产计划是定期重建的，所以系统中，由于主

5、生产计划是定期重建的，所以每次所有的需求分解都是通过一次批处理作业完成的。在每次批处每次所有的需求分解都是通过一次批处理作业完成的。在每次批处理作业中每项物料的毛需求量都要重新加以计算，每一项计划下达理作业中每项物料的毛需求量都要重新加以计算，每一项计划下达订单的日程也要重新安排。订单的日程也要重新安排。 2. 净改变法 净改变净改变(Net Change)系统只对主生产计划中因改变而受到影响的系统只对主生产计划中因改变而受到影响的那些物料需求进行分解处理。净改变式那些物料需求进行分解处理。净改变式 MRP系统采用频繁地甚至连系统采用频繁地甚至连续地进行局部分解的作业方式，取代了以较长间隔定期

6、进行全面分解续地进行局部分解的作业方式，取代了以较长间隔定期进行全面分解的作业方式。的作业方式。 局部分解是使净改变法系统具有实用价值的关键，因为局部分解缩局部分解是使净改变法系统具有实用价值的关键，因为局部分解缩小了每次作需求计划运算的范围，从而可以提高重排计划的频次。由小了每次作需求计划运算的范围，从而可以提高重排计划的频次。由于分解只是局部的，自然输出数据结果也就少了。在净改变式系统中于分解只是局部的，自然输出数据结果也就少了。在净改变式系统中，所谓局部分解是：，所谓局部分解是： 每次运行系统时，都只需要分解主生产计划中的一部分内容；每次运行系统时，都只需要分解主生产计划中的一部分内容；

7、 由库存事务处理引起的分解只局限在所分解那个项目的下属由库存事务处理引起的分解只局限在所分解那个项目的下属层次上。层次上。 3. MRP两种重排方法的比较 第一种方式从数据处理的角度看，效率比较高。但由于每次更新要第一种方式从数据处理的角度看，效率比较高。但由于每次更新要间隔一定周期，通常至少也要一周，所以不能随时反映出系统的变化间隔一定周期，通常至少也要一周，所以不能随时反映出系统的变化。第二种方式可以对系统进行频繁的，甚至是连续的更新，但从数据。第二种方式可以对系统进行频繁的，甚至是连续的更新，但从数据处理的角度看，效率不高。以上两种方式的主要输出是一样的，因为处理的角度看，效率不高。以上

8、两种方式的主要输出是一样的，因为不论以何种形式执行不论以何种形式执行MRP系统，对同一个问题只能有一个正确的答系统，对同一个问题只能有一个正确的答案。案。 两种方式的输入也基本上是相同的，只是在物料库存状态的维护两种方式的输入也基本上是相同的，只是在物料库存状态的维护上有些不同。两种方式最主要的不同之处在于计划更新的频繁程度以上有些不同。两种方式最主要的不同之处在于计划更新的频繁程度以及引起计划更新的原因。第一种方式中的计划更新通常是由主生产计及引起计划更新的原因。第一种方式中的计划更新通常是由主生产计划的变化引起的；而第二种方式中的计划更新则主要是由库存事务处划的变化引起的；而第二种方式中的

9、计划更新则主要是由库存事务处理引起的。理引起的。 MRP与闭环与闭环MRP相比，除了实现物流同资金流的信息集相比，除了实现物流同资金流的信息集成外，还有一个区别就是增加了模拟功能。成外，还有一个区别就是增加了模拟功能。MRP不是一个自动不是一个自动优化系统，管理中出现的问题千变万化，很难建立固定的数学模优化系统，管理中出现的问题千变万化，很难建立固定的数学模型，不能像控制生产流程那样实现自动控制。但是，型，不能像控制生产流程那样实现自动控制。但是，MRP系统系统可以通过模拟功能，在情况变动时，对产品结构、计划、工艺、可以通过模拟功能，在情况变动时，对产品结构、计划、工艺、成本等进行不同方式的人

10、工调整，进行模拟，预见到成本等进行不同方式的人工调整，进行模拟，预见到“如果怎样如果怎样-将会怎样将会怎样(what-if)”。通过多方案比较，为管理人员寻求比较合通过多方案比较，为管理人员寻求比较合理的解决方案，提供一种最简明易懂的决策工具。模拟功能的流理的解决方案，提供一种最简明易懂的决策工具。模拟功能的流程图见图程图见图11-1。 11.1.2 11.1.2 MRPMRP多方案模拟决策多方案模拟决策 运行中的数据 模拟用的 原始数据 复制 调整修改 决策 修订后的数据 拷贝 方案 2 方案 3 方案 1 图图11-1 模拟流程模拟流程 MRP在功能上按照库存原理通过共享数据库把物流在功能

11、上按照库存原理通过共享数据库把物流、信息流、资金流集成起来，使工厂整个生产活动形成一个、信息流、资金流集成起来，使工厂整个生产活动形成一个大生产系统。大生产系统。 实施实施MRP的第一步可以先考虑计划信息管理模块，的第一步可以先考虑计划信息管理模块，重建生产管理机构和工作流程，把信息流管理好；第二步考重建生产管理机构和工作流程，把信息流管理好；第二步考虑物流管理模块，实现物流与信息流的集成；最后考虑资金虑物流管理模块，实现物流与信息流的集成；最后考虑资金流管理模块，实现物流与资金流的信息集成。流管理模块，实现物流与资金流的信息集成。 11.2 MRP系统集成模式系统集成模式 实施实施MRPMR

12、P的第一步可以先考虑计划信息管理模块，重建的第一步可以先考虑计划信息管理模块，重建生产管理机构和工作流程，把信息流管理好，第二步考虑物流管生产管理机构和工作流程，把信息流管理好，第二步考虑物流管理模块，实现物流与信息流的集成。图理模块，实现物流与信息流的集成。图11-211-2所示的所示的“生产计划与生产计划与控制控制”初级应用模式是实现物流与信息流集成的实施方法。初级应用模式是实现物流与信息流集成的实施方法。 初级应用模式的信息集成设计要点是，在准确库存信息的基础上初级应用模式的信息集成设计要点是，在准确库存信息的基础上由由MRPMRP物料需求计划统一编制全厂的生产计划，按照物料需求计划统一

13、编制全厂的生产计划，按照“生产计划生产计划与控制与控制”模式建立计算机对生产计划进行三步控制的信息操作、模式建立计算机对生产计划进行三步控制的信息操作、查询和显示流程。查询和显示流程。 11.2.1 11.2.1 物流与信息流的集成物流与信息流的集成 产品需求预测 主 计 划 产品销售合同 物料需求计划 查询 查询 查询 确认 确认 确认 采购指令控制 车间控制 产品成台装配控制 能力外协控制 确认 查询 调整平衡 增加工单 仓库 监控 释放 查询 关闭 加工工作中心 监控 释放 查询 关闭 装配工作中心 监控 释放 查询 关闭 图图11-2 MRP初级运行模式初级运行模式 在处理物料计划信息

14、的同时，同步地处理财务信息。就是说，把产品在处理物料计划信息的同时，同步地处理财务信息。就是说，把产品销售计划用金额表示以说明销售收入；对物料赋予货币属性以计算成本并销售计划用金额表示以说明销售收入；对物料赋予货币属性以计算成本并方便报价；用金额表示能力、采购和外协计划以编制预算；用金额表示库方便报价；用金额表示能力、采购和外协计划以编制预算；用金额表示库存量以反映资金占用存量以反映资金占用总之，要求财务会计系统能同步地从生产系统获总之，要求财务会计系统能同步地从生产系统获得资金信息，随时控制和指导经营生产活动得资金信息，随时控制和指导经营生产活动 。MRP是通过以下两种方式把物流和资金流的信

15、息集成起来的：是通过以下两种方式把物流和资金流的信息集成起来的： 为每种物料定义标准成本和会计科目，建立物料和资金的静态关系。为每种物料定义标准成本和会计科目，建立物料和资金的静态关系。 为各种库存事务，也就是物料的移动为各种库存事务，也就是物料的移动(实际的或逻辑的实际的或逻辑的)或数量、价值的或数量、价值的调整，建立凭证，定义相关的会计科目和借贷关系，来说明物流和资金流调整，建立凭证，定义相关的会计科目和借贷关系，来说明物流和资金流的动态关系。的动态关系。产品成本的资金流在会计科目上的体现见图产品成本的资金流在会计科目上的体现见图11-3。 11.2.2 物流与资金流的集成物流与资金流的集

16、成 图图11-4是一幅是一幅MRP中功能模块的相互关联表现出物流、资金中功能模块的相互关联表现出物流、资金流与信息流集成的系统结构图。流与信息流集成的系统结构图。 信息流管理 物流管理 采购管理 库存管理 销售管理 资金流管理 成本管理 应付账 总账管理 应收账 车间控制 物料计划 能力计划 主计划 生产制造 图图11-4 MRP功能集成系统结构示意图功能集成系统结构示意图 MRP系统也并不是尽善尽美的。首先它有一定的应用范围限制；其次，系统也并不是尽善尽美的。首先它有一定的应用范围限制；其次，MRP原理的应用也是建立在一定的假设条件基础上的。原理的应用也是建立在一定的假设条件基础上的。 MR

17、P系统的一些局限性问题，包括：系统的一些局限性问题，包括： MRP系统运作时把批量、提前期都定为固定值，而事实上是变动的；系统运作时把批量、提前期都定为固定值，而事实上是变动的； MRP不先考虑能力约束，事后反复运算很费时间；不先考虑能力约束，事后反复运算很费时间； MRP没有考虑物价季节性波动的影响；没有考虑物价季节性波动的影响； MRP没有考虑允许拖期的处理；没有考虑允许拖期的处理； MRP的车间控制对例外情况处理不灵活；的车间控制对例外情况处理不灵活； MRP采用集中处理方式，响应慢，处理时间长。采用集中处理方式，响应慢，处理时间长。此外，还有此外，还有MRP运行中存在的需求不稳定性问题

18、，运行中存在的需求不稳定性问题，MRP计划不稳定性问计划不稳定性问题等等，使得以现行系统的参数为依据来计划未来的系统，计划总跟不上变题等等，使得以现行系统的参数为依据来计划未来的系统，计划总跟不上变化，造成系统的化，造成系统的“神经质神经质”，即易变性，于是各种解决补充思路纷纷提出。，即易变性，于是各种解决补充思路纷纷提出。 11.3 MRP系统问题处理系统问题处理 生产批量问题和车间作业排序问题。生产批量问题和车间作业排序问题。这里生产批量的问题包括动态批量规则的确定，考虑能力约束与调整的批量计划，这里生产批量的问题包括动态批量规则的确定，考虑能力约束与调整的批量计划，考虑多产品、多层次、多

19、周期的整体最优生产批量计划等。车间作业管理问题包括考虑多产品、多层次、多周期的整体最优生产批量计划等。车间作业管理问题包括车间调度和作业排序等。车间调度和作业排序等。上述问题有些尽管已提出来，但还没有更好的解决方案。有些问题则催生了一些新上述问题有些尽管已提出来，但还没有更好的解决方案。有些问题则催生了一些新概念和技术，如概念和技术，如有限能力计划有限能力计划(finite capacity scheduling，简称简称FCS)，约束理论约束理论(Theory of Constraints，简称简称TOC)，同步制造同步制造(synchronous manufacturing)，面向客户制造

20、管理系统面向客户制造管理系统(customer-oriented manufacturing management system，简简称称COMMS)，制造执行系统制造执行系统(manufacturing execution system，简称简称MES)，分布式分布式MRP(distributed MRP，简称简称DMRP)等等。等等。这些内容给这些内容给MRP 系统注入了新的活力，在一定程度上也弥补了传统系统注入了新的活力，在一定程度上也弥补了传统MRP系统系统的一些不足。的一些不足。 生产过程存在多种不确定性，它严重地阻碍生产计划的制订生产过程存在多种不确定性，它严重地阻碍生产计划的制订

21、与执行。从过程来看不确定性可以分为：需求不确定性，供应不与执行。从过程来看不确定性可以分为：需求不确定性，供应不确定性以及生产过程中的不确定性。从性质上看有两类不确定性确定性以及生产过程中的不确定性。从性质上看有两类不确定性：时间的不确定性与数量的不确定性。：时间的不确定性与数量的不确定性。时间不确定性包括用户可能要求提前或延期供货，外购件可能没时间不确定性包括用户可能要求提前或延期供货，外购件可能没有按时到货，生产过程中由于人或机器原因未能如期加工或装配有按时到货，生产过程中由于人或机器原因未能如期加工或装配等等。等等。数量上的不确定性包括需求数量上不可预测的随机变化。供应上数量上的不确定性

22、包括需求数量上不可预测的随机变化。供应上发生短缺或质量上不合要求，生产过程中的废品、次品等都是造发生短缺或质量上不合要求，生产过程中的废品、次品等都是造成数量上不确定性的原因。成数量上不确定性的原因。11.3.1 11.3.1 计划不确定问题计划不确定问题解决不确定性首先要考虑的当然是尽量降低不确定性。做好预解决不确定性首先要考虑的当然是尽量降低不确定性。做好预测工作，组织好生产，管理好设备，做好质量控制工作等都可测工作，组织好生产，管理好设备，做好质量控制工作等都可以降低不确定性。以降低不确定性。对付数量上不确定性的方法是建立合理的安全库存对付数量上不确定性的方法是建立合理的安全库存(在前述

23、计算在前述计算中增加安全库存一项是很容易实现的中增加安全库存一项是很容易实现的)。对付时间上的不确定性可能要加大安全提前期。对付时间上的不确定性可能要加大安全提前期。另一种处理不确定性的方法是建立一定的生产能力富裕量。另一种处理不确定性的方法是建立一定的生产能力富裕量。后两种方法与后两种方法与MRP的目标相违背，的目标相违背，MRP系统追求减少库存；要系统追求减少库存；要求生产协调以减少能力上的富裕量，因此实际工作中要全面考求生产协调以减少能力上的富裕量，因此实际工作中要全面考虑。虑。 生产计划不稳定性是生产计划不稳定性是MRP系统存在的主要问题之一。系统存在的主要问题之一。MPS是所有部件、

24、零件等物料需求计划的基础。由于这个原因，是所有部件、零件等物料需求计划的基础。由于这个原因，MPS计划的改变，尤其是对已开始执行、但尚未完成的计划的改变，尤其是对已开始执行、但尚未完成的 MPS计划进行修改计划进行修改时，将会引起一系列计划的改变以及成本的增加。当时，将会引起一系列计划的改变以及成本的增加。当 MPS量要增加时量要增加时，可能会由于物料短缺而引起交货期延迟或作业分配变得复杂；当，可能会由于物料短缺而引起交货期延迟或作业分配变得复杂；当 MPS量要减少时，可能会导致多余物料或零部件的产生量要减少时，可能会导致多余物料或零部件的产生(直至下一期直至下一期 MPS需要它们需要它们)，

25、还会导致将宝贵的生产能力用于现在并不需要的产品，还会导致将宝贵的生产能力用于现在并不需要的产品。当需求改变，从而要求。当需求改变，从而要求 MPS量改变时，类似的成本也同样会发生。量改变时，类似的成本也同样会发生。 11.3.2 11.3.2 计划不稳定性问题计划不稳定性问题为了降低不稳定性的改进策略：为了降低不稳定性的改进策略： 在规划期内冻结计划；在规划期内冻结计划； 选用合适的批量规则，例如选用合适的批量规则，例如L4L法，固定订货量法都有利于减少不法，固定订货量法都有利于减少不稳定性；稳定性； 安全库存法，因为上层具有足够的库存则上层计划可以不变，进而安全库存法，因为上层具有足够的库存

26、则上层计划可以不变，进而克服不稳定性；克服不稳定性； 增大预测期，以减少未来需求对计划的影响；增大预测期，以减少未来需求对计划的影响； 变化费用法，在重新制订计划时人为增大其费用，鼓励尽可能不改变化费用法，在重新制订计划时人为增大其费用，鼓励尽可能不改变；变； 订单确认技术。订单的发放不是自动的产生而是通过管理人员认订单确认技术。订单的发放不是自动的产生而是通过管理人员认可后才发放，通过人工判断减少不稳定性。可后才发放，通过人工判断减少不稳定性。 “冻结冻结”的方法有多种，代表不同的的方法有多种，代表不同的“冻结冻结”程度。程度。一种方法是规定一种方法是规定“需求冻结期需求冻结期”，它可以是，

27、它可以是MRP中的需求时界，包括中的需求时界，包括从本期开始的若干个单位计划期。在该期间内，没有管理决策层的特从本期开始的若干个单位计划期。在该期间内，没有管理决策层的特殊授权，不得随意修改殊授权，不得随意修改 MPS。例如，将例如，将 MPS的冻结期设定为的冻结期设定为5周。在周。在该期间内，没有特殊授权，计划人员和计算机该期间内，没有特殊授权，计划人员和计算机(预先装好的程序预先装好的程序)均不均不能随意改变能随意改变MPS。另一种方法是规定另一种方法是规定“计划冻结期计划冻结期”。它可以是。它可以是MRP中的计划时界，计中的计划时界，计划冻结期通常比需求冻结期要长。在该期间内，计算机没有

28、自主改变划冻结期通常比需求冻结期要长。在该期间内，计算机没有自主改变 MPS的程序和授权，但计划人员可以在两个冻结期的差额时间段内，的程序和授权，但计划人员可以在两个冻结期的差额时间段内，根据情况对根据情况对MPS进行必要的修改。进行必要的修改。在这两个期间之外，可以进行相对自由的修改。例如，让计算机根据在这两个期间之外，可以进行相对自由的修改。例如，让计算机根据预先制定好的原则自行调整预先制定好的原则自行调整MPS。 这几种方法实质上只是对这几种方法实质上只是对 MPS的修改程度不同。例如，某的修改程度不同。例如，某企业使用企业使用3个冻结期，个冻结期，5周、周、13周和周和26周。在周。在

29、5周以内，是需求周以内，是需求冻结期，不得修改冻结期，不得修改 MPS；从从5周到周到13周，周， MPS仍呈刚性，但只仍呈刚性，但只要零部件不缺，可对最终产品的型号略作变动；从要零部件不缺，可对最终产品的型号略作变动；从13到到26周，周，可改变最终产品的生产计划，但前提仍是物料不会发生短缺。可改变最终产品的生产计划，但前提仍是物料不会发生短缺。26周以后，市场营销部门可根据需求变化情况随时修改周以后，市场营销部门可根据需求变化情况随时修改MPS。 值得一提的是，值得一提的是，MPS冻结期的长度应周期性地审视，不冻结期的长度应周期性地审视，不应该总是固定不变。此外，应该总是固定不变。此外，

30、MPS的相对冻结虽然使生产成本得的相对冻结虽然使生产成本得以减少，但也同时减少了响应市场变化的柔性，而这同样是要以减少，但也同时减少了响应市场变化的柔性，而这同样是要发生成本的。因此，还需要考虑二者之间的平衡。发生成本的。因此，还需要考虑二者之间的平衡。 计划与实际工作进程往往会出现差异，在出现差异时或改变计划，或采计划与实际工作进程往往会出现差异，在出现差异时或改变计划，或采用特别措施消除差异，因此用特别措施消除差异，因此MRP使用人员的调度与控制作用非常重要。例如使用人员的调度与控制作用非常重要。例如：(1) 控制订单的发放。控制订单的发放。(2) 处理意外情况。处理意外情况。不管外购或加

31、工或其他在生产过程的每一步都可能有意外发生，例如最终产不管外购或加工或其他在生产过程的每一步都可能有意外发生，例如最终产品品X的某一部件的某一部件Y经检查有经检查有10件不合格，在这种情况下可采取的调度控制措施件不合格，在这种情况下可采取的调度控制措施有：有： 紧急地在该时间段内补充生产紧急地在该时间段内补充生产10件件Y； 补充生产补充生产10件件Y(但不可能在原计划生产段内但不可能在原计划生产段内)，拖期，拖期(例如例如1周周)供应，在以供应，在以后的工序内加班赶工；后的工序内加班赶工； 部分部分X产品延期交货。产品延期交货。企业管理者要选择合理的决定及时进行生产调度工作。企业管理者要选择

32、合理的决定及时进行生产调度工作。 11.3.3 生产调度与控制问题11.4.1 推式系统的困境推式系统的困境 MRP是用物料投入的方式来推动系统运行的，故称为是用物料投入的方式来推动系统运行的，故称为Push控制策略的推式系统。这种系统在制订生产计划时都假定控制策略的推式系统。这种系统在制订生产计划时都假定所制订的计划能够实现。其特点是：如果元件在某加工中心如所制订的计划能够实现。其特点是：如果元件在某加工中心如期完成后，便将其传送到下一个它该去的地方，在这个地方有期完成后，便将其传送到下一个它该去的地方，在这个地方有计划好的所需各种零件。也就是说，推式系统将各种物料根据计划好的所需各种零件。

33、也就是说，推式系统将各种物料根据计划推到所需要的生产岗位，生产控制的作用是保持生产严格计划推到所需要的生产岗位，生产控制的作用是保持生产严格按计划实施。但大多数制造企业中存在着这种现象，即实际生按计划实施。但大多数制造企业中存在着这种现象，即实际生产不能与计划排产完全匹配，因而生产控制就要识别出这种现产不能与计划排产完全匹配，因而生产控制就要识别出这种现象，并采用措施以避免它的出现。象，并采用措施以避免它的出现。 11.4 MRP与与JIT结合结合推式系统将遇到的问题：推式系统将遇到的问题： 当需要发生较大变化，或生产出现故障时，这将使每个元件生产计划的更当需要发生较大变化，或生产出现故障时，

34、这将使每个元件生产计划的更新变得愈来愈困难，因而很可能引起高库存或库存缺货的现象。新变得愈来愈困难，因而很可能引起高库存或库存缺货的现象。 生产控制人员详细检查上述现象的造成原因将变得越来越困难。因而生产生产控制人员详细检查上述现象的造成原因将变得越来越困难。因而生产计划安排的产品生产量将使其库存量超过安全库存量。计划安排的产品生产量将使其库存量超过安全库存量。 由于最优计划的计算变得非常困难，因而期望调整批量大小和工作时间而由于最优计划的计算变得非常困难，因而期望调整批量大小和工作时间而改进生产管理控制将是困难的。改进生产管理控制将是困难的。 造成上述困难的原因是推式系统本身所固有的特征。其

35、特征可归纳如下：造成上述困难的原因是推式系统本身所固有的特征。其特征可归纳如下： 系统对于仓库进货的决定是用集中方式控制的，通常是由中央供应部门来系统对于仓库进货的决定是用集中方式控制的，通常是由中央供应部门来决定的。决定的。 在生产中，提前安排生产进度，给出元件、产品的时间要求。在生产中，提前安排生产进度，给出元件、产品的时间要求。 在材料控制时，要根据给定排产计划发放材料，或在任务开始时，将材料在材料控制时，要根据给定排产计划发放材料，或在任务开始时，将材料配给每个任务单。配给每个任务单。 准时制生产准时制生产(JIT)系统则用产成品取出的方式来拉动系统运行，是一种系统则用产成品取出的方式

36、来拉动系统运行，是一种Pull控制策略的拉式系统。它的实施是每道工序都与后续的一些工序协调，以控制策略的拉式系统。它的实施是每道工序都与后续的一些工序协调，以便准时制生产得以实现，每个阶段，仅保持有限的库存。其主要特征如下便准时制生产得以实现，每个阶段，仅保持有限的库存。其主要特征如下： 由仓库自己决定它的进货，而不是由中央供应部门决定；由仓库自己决定它的进货，而不是由中央供应部门决定； 在生产中，产品作为需求项目中的一种；在生产中，产品作为需求项目中的一种； 在材料控制中，按照生产工序的实际需求来发放材料。也就是说直到用在材料控制中，按照生产工序的实际需求来发放材料。也就是说直到用户发出需求

37、信号时，材料才被发放。户发出需求信号时，材料才被发放。总之，拉式系统中，从前一阶段加工制造的存储区中提取元件以及进行后总之，拉式系统中，从前一阶段加工制造的存储区中提取元件以及进行后续阶段的加工制造订单，都按实际需要的时间和速度进行，这样在后续阶续阶段的加工制造订单，都按实际需要的时间和速度进行，这样在后续阶段的加工制造过程中，避免将前面阶段产生的需求偏差放大；能够将在制段的加工制造过程中，避免将前面阶段产生的需求偏差放大；能够将在制品库存量的波动减至最小，以简化库存控制，并且压缩制造周期；通过管品库存量的波动减至最小，以简化库存控制，并且压缩制造周期；通过管理分散化，提高车间控制水平。理分散

38、化，提高车间控制水平。 11.4.2 11.4.2 拉式系统的调度控制拉式系统的调度控制从上述的从上述的JIT生产特点可以看出，下达给最后一道工序的生产指令指挥着生产特点可以看出，下达给最后一道工序的生产指令指挥着整个企业的生产过程，其正确与否是关系重大的，生产指令必须在整个企业的生产过程，其正确与否是关系重大的，生产指令必须在“需需要的时候才发出要的时候才发出”。要做到这一点，就必须有正确的产品投产顺序计划。要做到这一点，就必须有正确的产品投产顺序计划，因为生产指令是根据产品投产顺序计划发出的。由此可见，制订正确，因为生产指令是根据产品投产顺序计划发出的。由此可见，制订正确的产品投产顺序计划

39、是实现适时适量生产的关键。的产品投产顺序计划是实现适时适量生产的关键。制订正确的产品投产顺序计划，既要使各工序的作业速度大致相同，避制订正确的产品投产顺序计划，既要使各工序的作业速度大致相同，避免由于各工序作业速度不一样而引起全线停车的可能，又要使各种零部免由于各工序作业速度不一样而引起全线停车的可能，又要使各种零部件出现的几率保持不变，避免在制品库存。这个问题可以构筑满足零部件出现的几率保持不变，避免在制品库存。这个问题可以构筑满足零部件出现偏差的均方和最小的数学模型来表示，在这样的约束条件下，求件出现偏差的均方和最小的数学模型来表示，在这样的约束条件下，求解最优的投产顺序计划是非常困难的。

40、丰田汽车公司研究了一种所谓解最优的投产顺序计划是非常困难的。丰田汽车公司研究了一种所谓“目标追踪法目标追踪法”的近似解法，成功地应用于投产顺序计划的制订。的近似解法，成功地应用于投产顺序计划的制订。 由于制造系统刻画的粒度由于制造系统刻画的粒度(精细度精细度)越细，所需的状态信息就越多，而越细，所需的状态信息就越多，而且变化的频率也越快，控制就越困难，于是突发事件就越频繁。为此，人且变化的频率也越快，控制就越困难，于是突发事件就越频繁。为此，人们应该在粒度较大，计划周期较大的程度上，利用们应该在粒度较大，计划周期较大的程度上，利用MRP系统制订生产排程系统制订生产排程计划。在粒度较大、计划周期

41、较大的条件下，制造系统有统计意义上的相计划。在粒度较大、计划周期较大的条件下，制造系统有统计意义上的相对平衡性，因而计划的实施有较大的保障。而在粒度较小、计划周期也相对平衡性，因而计划的实施有较大的保障。而在粒度较小、计划周期也相应较小时，由于制造系统的状态信息、控制参数较多，因而应该采用分散应较小时，由于制造系统的状态信息、控制参数较多，因而应该采用分散、协调原理，利用拉式系统的控制调度方法来管理。也就是说，在制造系、协调原理，利用拉式系统的控制调度方法来管理。也就是说，在制造系统概念模型中的统概念模型中的“中层管理机构中层管理机构”可以采用像可以采用像MRP那样的推式系统管理控那样的推式系

42、统管理控制逻辑，而在制造系统概念模型中的制逻辑，而在制造系统概念模型中的“监测和协调机构监测和协调机构”宜采用像宜采用像 JIT那那样的拉式系统控制调度逻辑。换句话说，在描述粒度较大的上层管理中可样的拉式系统控制调度逻辑。换句话说，在描述粒度较大的上层管理中可能采用物料需求计划来管理控制，而在描述粒度较小的下层控制协调中，能采用物料需求计划来管理控制，而在描述粒度较小的下层控制协调中，则应采用则应采用“工艺工序调度工艺工序调度”控制策略。控制策略。 11.4.3 MRP和和JIT的结合策略的结合策略 但如何实现但如何实现MRP和和JIT的协调结合，则存在着一系列理论和实践问题。其关键点是的协调

43、结合，则存在着一系列理论和实践问题。其关键点是Push/Pull混合控制策略问题。混合控制策略问题。20世纪世纪80年代末，首先提出了年代末，首先提出了MRP与与JIT集成的设想，即用集成的设想，即用MRP作为制造系统作为制造系统的生产计划方法，而将的生产计划方法，而将JIT作为计划的执行手段。作为计划的执行手段。90年代以来，年代以来，MRP与与JIT的结合的结合成了工业工程和计算机应用研究领域里的一个研究热点，一些商品化成了工业工程和计算机应用研究领域里的一个研究热点，一些商品化MRP软件也软件也纷纷加入具有反映纷纷加入具有反映JIT思想的局部改进算法的控制模块。当然，这还不能算是思想的局

44、部改进算法的控制模块。当然，这还不能算是JIT与与MRP的结合。的结合。1990年代初，年代初，Flapper等人提出了将等人提出了将JIT嵌入嵌入MRP的三步实现框架，的三步实现框架，美国西北大学的美国西北大学的Spearman等人提出了定量在制品等人提出了定量在制品CONWIP法并取得成功，最优法并取得成功，最优Push/Pull混合控制策略进一步发展，使得生产控制层上的混合控制策略进一步发展，使得生产控制层上的MRP与与JIT结合问题获结合问题获得模型解决。得模型解决。1990年年K. R. Baker和和G. D. Scudder提出提前提出提前/拖期调度问题的数学模拖期调度问题的数学

45、模型，这是一种具有型，这是一种具有JIT管理思想的生产计划制订模型。我国著名学者汪定伟在此领域管理思想的生产计划制订模型。我国著名学者汪定伟在此领域里也进行了一些卓有成效的工作，将提前里也进行了一些卓有成效的工作，将提前/拖期生产调度问题扩展到带有能力约束的拖期生产调度问题扩展到带有能力约束的生产计划问题中，提出了用生产计划问题中，提出了用JIT思想改进思想改进MRP计划功能的准时化生产计划问题和算计划功能的准时化生产计划问题和算法，并据此开发了实验性的软件系统。这就使得企业计划层和控制层的法，并据此开发了实验性的软件系统。这就使得企业计划层和控制层的MRP与与JIT结合问题在一定程度上得到了

46、解决。结合问题在一定程度上得到了解决。人们通常把人们通常把MRP看成是一种计划策略，侧重于中长期；而看成是一种计划策略，侧重于中长期；而JIT是一种执行策略，侧重于近期甚至当前，这已经成为共识。有些是一种执行策略，侧重于近期甚至当前，这已经成为共识。有些软件把重复式生产模块称为软件把重复式生产模块称为JIT，这只是一种商品名称而已；它这只是一种商品名称而已；它主要是提供了一些主要是提供了一些JIT的方法，如生成看板卡等，绝不等于使用的方法，如生成看板卡等，绝不等于使用了这个模块就是实现了了这个模块就是实现了JIT管理。管理。要达到要达到JIT水平，先要有水平，先要有MRP的基础，比如说，物料清

47、单、库存的基础，比如说，物料清单、库存记录首先要准确，这是记录首先要准确，这是MRP的基本要求，只有这样才能把的基本要求，只有这样才能把MRP同同JIT结合起来。结合起来。对于单件小批生产结构复杂的产品，例如飞机、船舶、轧钢机组和各种大型成套机器设备，对于单件小批生产结构复杂的产品，例如飞机、船舶、轧钢机组和各种大型成套机器设备，这类产品的自制零件种数常在几千种甚至万种以上，此时如仍用这类产品的自制零件种数常在几千种甚至万种以上，此时如仍用MRP系统来编制零件生产进系统来编制零件生产进度计划，则有很大的不适应性，其原因如下：度计划，则有很大的不适应性，其原因如下： MRP系统编制零件进度计划，

48、应用的期量标准主要是零件的生产提前期。如企业的产品系统编制零件进度计划，应用的期量标准主要是零件的生产提前期。如企业的产品品种繁多，产品结构复杂，零件的种类十分众多，为这类一次性生产的产品去制订每一种零品种繁多，产品结构复杂，零件的种类十分众多，为这类一次性生产的产品去制订每一种零件准确的生产提前期是困难的。件准确的生产提前期是困难的。 零件的生产提前期作为一项期量标准是相对固定的。但是零件的生产提前期中除了加工时零件的生产提前期作为一项期量标准是相对固定的。但是零件的生产提前期中除了加工时间、运输时间、检验时间之外，还包含工序间的等待时间和非工作班的停歇时间。工序间的间、运输时间、检验时间之

49、外，还包含工序间的等待时间和非工作班的停歇时间。工序间的等待时间是一项不确定因素。因此，按固定的提前期安排的进度计划与生产实际情况出入往等待时间是一项不确定因素。因此，按固定的提前期安排的进度计划与生产实际情况出入往往很大。为了使计划具有可执行性，一般采用放宽提前期的办法。但是加大提前期，一方面往很大。为了使计划具有可执行性，一般采用放宽提前期的办法。但是加大提前期，一方面会更加降低计划的准确性，另一方面它将延长产品的制造周期和增加在制品量。会更加降低计划的准确性，另一方面它将延长产品的制造周期和增加在制品量。 MRP系统用无限能力计划法对全部自制零件不分主次地按工艺顺序倒排，按这种方法所系统

50、用无限能力计划法对全部自制零件不分主次地按工艺顺序倒排，按这种方法所得的零件进度表，每一种产品在其生产周期内的负荷分布肯定是不均衡的。产品中各种零件得的零件进度表，每一种产品在其生产周期内的负荷分布肯定是不均衡的。产品中各种零件的重量、大小、复杂程度差异很大，工序有的多、有的少，生产周期有的长、有的短，参差的重量、大小、复杂程度差异很大，工序有的多、有的少，生产周期有的长、有的短，参差不齐，倒排后负荷的分布总是前松后紧。按此进度计划汇总所得的负荷计划，在进行负荷与不齐，倒排后负荷的分布总是前松后紧。按此进度计划汇总所得的负荷计划，在进行负荷与生产能力平衡时，需要作很大的调整。生产能力平衡时，需

51、要作很大的调整。 11.5 MRP与与OPT结合结合 MRP系统对于单件小批生产、产品品种繁多、结构复杂的情系统对于单件小批生产、产品品种繁多、结构复杂的情况是无法适应的，因此对于这类企业需要另择有效的计划管理况是无法适应的，因此对于这类企业需要另择有效的计划管理模式。模式。 OPT是适合于上述情形的一种生产计划与控制技术。是适合于上述情形的一种生产计划与控制技术。OPT从提出至今，只不过从提出至今，只不过20年的发展时间，由于它在管理思想上别年的发展时间，由于它在管理思想上别树一帜，并且在生产实践中取得了明显的经济效益，所以已被树一帜，并且在生产实践中取得了明显的经济效益，所以已被企业界和理

52、论界所接受。目前西方已有很多企业采用，包括一企业界和理论界所接受。目前西方已有很多企业采用，包括一些还颇有国际声望的大企业，如通用汽车公司、通用电气公司些还颇有国际声望的大企业，如通用汽车公司、通用电气公司、菲利浦公司、柯达公司、施乐公司、西屋电气公司等等。、菲利浦公司、柯达公司、施乐公司、西屋电气公司等等。 OPT认为企业的生产能力是由瓶颈决定的。这认为企业的生产能力是由瓶颈决定的。这里，瓶颈是指企业中没有闲置的关健设备、人力和里，瓶颈是指企业中没有闲置的关健设备、人力和物资等。为此，通过有效的技术手段寻找企业瓶颈物资等。为此，通过有效的技术手段寻找企业瓶颈、解决瓶颈从而达到均衡生产。对于非

53、关键资源，、解决瓶颈从而达到均衡生产。对于非关键资源，其生产计划及作业安排则服从于关键资源的充分利其生产计划及作业安排则服从于关键资源的充分利用。用。OPT原理如图原理如图11-5所示。所示。 需求 工艺路线 库存 分离模型 产品零件表 制造过程建模 非关键资源排序 关键资源排序 寻找资源瓶颈 图图11-5 最优生产技术原理最优生产技术原理 OPT用于企业的生产计划和作业控制的管理方法，其关键内容包括以下几个方面。用于企业的生产计划和作业控制的管理方法，其关键内容包括以下几个方面。1. 实现物流平衡实现物流平衡制造问题主要是物流平衡问题，即需要强调实现物流的同步化。OPT同JIT一样，具有生产

54、暂停的功能。当所供应的生产线上有两个或两个以上工作站的缓冲存储器已经装满时，生产自动暂停。该现象消失后，又重新生产。这样可以避免过多的库存量出现。2. 重点控制关键制约因素重点控制关键制约因素瓶颈资源瓶颈资源在制造过程中，影响生产进度的是瓶颈环节。瓶颈资源实现满负荷运转，是保证企业物流平衡的基础。瓶颈资源是制造系统控制的重点，为使其达到最大的产出量可采取以下措施： 在瓶颈工序前，设置质量检查点，避免瓶颈资源作无效劳动。 在瓶颈工序前，设置缓冲环节，使其不受前面工序生产率波动影响。 适当加大生产批量以减少瓶颈资源的设备调整次数。 减少瓶颈工序中的辅助生产时间以增加设备的基本生产时间。3. 由瓶颈

55、资源的能力决定制造系统其他环节的利用率和生产效率根据OPT的原理，企业在生产计划编制过程中，首先应编制产品关键件的生产计划，在确认关键件生产进度的前提下，再编制非关键件的生产计划。OPT安排生产计划大致分两步：首先反向安排优化生产计划，找出瓶颈设施；其次正向安排瓶颈及其后续工序的生产计划。瓶颈控制了整个生产的节奏。4. 对瓶颈工序的前导和后续工序采用不同的计划方法为提高计划的可执行性，对瓶颈工序的前导和后续工序采用不同的计划方法，处于瓶颈上游地区的系统，采用看板分散控制方法，按后续工序的要求，决定前导工序的投产日期和数量。而瓶颈及下游地区的系统，采用集中控制的方法，按前导工序的完成情况，决定后

56、续工序的投产时间和数量。5. 不采用固定的生产提前期，用有限能力计划法编制生产进度表不采用固定的生产提前期，用有限能力计划法编制生产进度表MRP按预先确定的生产提前期，用无限能力计划法编制生产进度计划。当生产提前期与实际情况出入大时，所得的进度计划就脱离实际难以付诸实施。而OPT不采用固定的生产提前期，而考虑计划期内的资源约束，用有限能力计划法，按一定的优先规则编制生产进度计划。所得进度计划可实施性好，且经过了一定的优化。6. 采用动态的加工批量和运送批量采用动态的加工批量和运送批量OPT中把批量分成最小批量MBQ(Minimum Batch Quantity)和工作站库存极限SSL(Stat

57、ion Stock Limitation)。它们分别相当于看板控制中的运送批量和生产批量。在看板系统中，这些批量是固定的。而在OPT系统中，它们是可变的，以适应更多的生产环境。对瓶颈资源，通常加工批量较大，减少瓶颈资源的加工设置时间和次数，提高其利用率；而运送批量较小，使工件分批到达瓶颈资源，减少工件在工序前的等待时间，减少在制品库存。 在在MRP/ERP的计划系统中，利用的计划系统中，利用OPT的技法，在的技法，在“基于制基于制约因素约因素(constraintbased)”的理念下，设计了的理念下，设计了“瓶颈计划进度瓶颈计划进度”和和“现场作业管理现场作业管理”的功能模块，从而构成的功能

58、模块，从而构成“高级计划与排产高级计划与排产(Advanced Planning and Scheduling，简称简称APS)”的软件系统。的软件系统。 OPT后来进一步发展为约束理论后来进一步发展为约束理论(TOC)。TOC 就是关于进行就是关于进行改进和如何最好地实施这些改进的一套管理理念和管理原则，可改进和如何最好地实施这些改进的一套管理理念和管理原则，可以帮助企业识别出在实现目标的过程中存在着哪些制约因素以帮助企业识别出在实现目标的过程中存在着哪些制约因素 TOC称之为称之为“约束约束”，并进一步指出如何实施必要的改进来消，并进一步指出如何实施必要的改进来消除这些约束，从而更有效地实

59、现企业目标。除这些约束，从而更有效地实现企业目标。 合理地安排合理地安排MRP的结构模式，也即合理地安排的结构模式，也即合理地安排MRP算法的作用范算法的作用范围。这就是分布式围。这就是分布式MRP(Distributed MRP)问题。问题。 图图11-6和图和图11-7是分布式是分布式MRP的两种基本结构模式，对于一般大的两种基本结构模式，对于一般大型、特大型和特殊中大型规模的企业，由于生产车间物理距离远，采型、特大型和特殊中大型规模的企业，由于生产车间物理距离远，采购和仓储管理的分散化，最好是将购和仓储管理的分散化，最好是将MRP算法分布在各主要生产车间。算法分布在各主要生产车间。也就是

60、说，各主要生产车间都有一套自己的也就是说，各主要生产车间都有一套自己的MRP控制系统。而这些控制系统。而这些MRP控制系统之间的协调可以通过上级主管部门的计算机管理系统来控制系统之间的协调可以通过上级主管部门的计算机管理系统来完成，其控制算法也可用完成，其控制算法也可用MRP，或者直接利用上层或者直接利用上层MPS的分解结果的分解结果。但由于上层。但由于上层MRP考虑问题的粒度考虑问题的粒度(精细度精细度)将比各车间将比各车间MRP算法考虑算法考虑的粒度要大，因而它们求解问题的状态空间在维数上可能大体一致，的粒度要大，因而它们求解问题的状态空间在维数上可能大体一致，从而能分散计算，并取得平衡。