生产计划与控制系统设计

第十五章生产计划与控制系统设计

【本章要点】生产计划与控制系统的概念、主要内容生产计划与控制系统设计与生产系统规划的关系生产计划与控制系统设计要求和设计原则生产计划与控制系统设计流程主生产计划、物料计划、生产作业计划的设计方法MRP和JIT的集成供应链环境下生产计划与控制系统的设计特点15.1生产计划与控制系统设计概述15.1.1生产计划与控制系统设计的主要内容根据企业的产品特点、市场需求特点以及生产过程特点，对生产计划与控制系统进行模式的选择、配置和细化设计，属于生产运作战略规划的范畴。包括生产计划与控制系统整体模式的选择、综合生产计划设计、主生产计划设计、物料计划设计、生产作业计划模式设计，以及这些计划的综合集成设计。重点阐述主生产计划、物料计划和生产作业计划的模式选择及其集成方法。15.1.2生产计划与控制系统设计的基本要求（1）生产计划与控制系统的设计必须满足生产系统的功能目标图15-1生产计划与控制系统基本要求（2）生产计划与控制系统设计和生产过程规划相互依存（3）生产计划与控制系统要满足不断变化与发展的要求图15-3生产计划与控制系统对变化的响应15.1.3生产计划与控制系统设计的基本程序15.2生产计划与控制系统的需求分析与模式选择15.2.1生产计划与控制系统的需求分析特征维度特征项产品特征标准化程度品种多少产品模块化程度（产品组合）产品技术变更的频度、产品变更的频度市场需求特征市场需求特征（季节性离散稳定、波动等）客户承诺（明确交货期强弱）、对订单的关注度市场需求量大小订单的重复性客户的关键需求（目标、任务）（赢得要素）：质量、交付、价格市场准入条件（资格要素）：产品交货速度、产品交货可靠性生产过程特征批量大小工艺的标准化程度生产组织形式生产成本在制品占用量、库存量、15.2.2生产计划与控制系统模式的选择15.2.3生产计划与控制系统整体架构及各计划层次的主要特征生产计划与控制系统的整体架构设计，主要解决的内容有：①确定生产计划与控制系统的层次；②确定各层次的主要任务；③各层次计划项目的模式和特点；④各层次之间以及同层次之间，计划项目的关联关系。图15-6生产计划与控制系统的整体架构对于主生产计划层，根据市场需求的特点，主要有面向订单设计、面向订单制造、面型订单装配和备货型生产四种模式。对于物料计划层，计划的方法很多，如物料需求计划MRP、准时生产JIT、高级计划排程APS、项目管理、在制品定额法等，但是可以将其归纳为两类：分时段的计划方法和基于速率的计划方法。对于生产作业计划与控制层，计划方法也很多，如优化生产技术OPT、周期控制系统、有限能力调度法、标准计划法、投入/产出控制、作业排序等，可以根据生产组织形式将其归纳为对象专业化（如流水线、成组单元）的计划方法、工艺专业化“机群”的计划方法两类。表15-2不同层次生产计划的模式计划层次计划模式主生产计划面向订单设计型、面向订单制造型、面向订单装配型、备货型物料计划分时段计划、基于速率的计划生产作业计划与控制对象专业化单位的生产作业计划与控制、工艺专业化单位的生产作业计划与控制表15-3各层次生产计划模式的主要特征计划层次特征项所有层次计划控制点计划对象控制的基本单位主生产计划层对预测精度的要求的高低是否使用计划BOM处理设计和工艺不确定性的需求高低应对市场需求波动的方法生产计划的依据客户交货的基本特征物料计划层计划是否稳定在制品用来辅助计划的程度高低更新频率高低净库存计算的时间单位是否有提前期偏移是否需要批量是否考虑安全库存/安全提前期是否需要考虑容器大小物料清单的类型（单层、多层）生产作业计划层控制的产品层次的高低物流控制的基本规则或方法作业排序的规则或方法订单跟踪的规则或方法监督与反馈的方法订单完成的时间如何实现交货的可靠性批量大小在制品与安全库存大小15.3主生产计划层可选项分析及模式选择需求特征主生产计划方法按订单设计型按订单制造型按订单装配型备货型产品特点标准化用户要求的特殊产品用户要求的产品/定型产品标准化产品/按用户要求配置标准产品品种多少多少产品模块化程度低高变更频度高低市场需求特点产品交货速度通过重叠计划和调度来实现通过重叠计划来实现通过减少过程提前期来实现通过消除过程提前期来实现产品交货可靠性难易需求特征不稳定稳定客户订单承诺高低订单赢得要素交货速度、质量交货速度、质量交货速度、质量、成本质量、成本市场需求量小大订单重复性不重复重复生产过程特点批量大小单件小批量大批量工艺标准化程度低高生产组织形式工艺原则工艺原则成组单元对象原则生产成本高低在制品和库存量在制品多在制品多在制品较少成品库存多主生产计划可选项与主生产计划类型之间的关系主生产计划要素主生产计划方法面向订单设计型面向订单制造型面向订单装配型备货型计划控制点积压的订单和订单的各节点进度最终产品出产最终产品出产/最终装配前端预测与实际需求的差异计划对象客户订单和各节点工作内容最终产品/基础零部件、毛坯最终产品/通用模块、可选模块产成品对预测精度的要求低高是否使用计划BOM否是是否处理设计和工艺不确定性的需求高低应对市场需求波动的方法调整订单积压/柔性制造系统调整订单积压/柔性制造系统调整在制品库存调整成品库存计划依据订单订单与预测预测与订单预测客户交货的基本特征准时交货准时交货准时交货备货型制造、补货或按客户发货15.4物料计划层可选项分析及模式的选择表15-6产品特点、市场需求特点和生产过程特点与物料计划模式选择之间的关系物料计划的影响因素物料计划方法分时段计划方法基于速率的计划方法产品特点标准化程度客户化标准品种多少多少市场需求周期内各产品批量小大处理产品组合变化的能力高要求有限提高产品交货速度通过计划/超额能力通过库存产品交货计划变更难易生产过程特点生产过程选择批量生产线在制品占用量多少通过间接制造费用降低成本否是通过能力利用降低成本是否表15-7物料计划可选项及其与物料计划方法之间的关系物料计划要素物料计划方法分时段计划方法基于速率的计划方法计划控制点车间或采购订单计划清单控制的基本单位批量节拍、看板数、在制品定额计划对象分时段物料净需求展开的各级物料基于速率的物料展开的各零部件计划的稳定性不稳定稳定在制品用以辅助计划程度高低更新频率日/周周/月净库存计算是无提前期有无批量有无安全库存/安全提前期需要考虑无须考虑容器大小无须考虑需要考虑物料清单多层单层15.5生产作业计划层可选项及模式的选择表15-8产品、市场需求、生产过程特点与生产作业计划模式选择之间的关系生产作业计划的影响因素生产作业计划方法工艺原则生产作业计划对象原则生产作业计划产品特点标准化程度客户化标准品种多少多少市场需求适应需求总量变化容易/渐进式难/跳跃式适应产品组合变化的能力高低产品交货速度调整计划成品库存产品交货计划变更难易生产过程特点周期内各产品批量小大生产组织形式工艺原则“机群流水线、成组单元通过间接制造费用降低成本低高通过库存降低成本低高通过能力利用降低成本是否组织控制集中式（基于MRP）分散式(基于车间现场)在制品多少表15-9生产作业计划的可选项与其两种计划模式之间的关系车间生产作业计划可选要素生产作业计划方法工艺原则生产作业计划对象原则生产作业计划（基于速率/分时段）计划控制点投入、出产时间和工作中心的能力利用整个生产流动时间/投入、出产时间控制的基本单位车间订单看板卡或容器/车间订单产品层次物料在各工作中心之间的进度计划和工作中心内部的作业排序按需求对下游库存进行补货/工作中心内作业排序物流控制按工艺路线和工序提前期由下游看板拉动或在制品定额/按物料提前期作业排序按交货期排序的规则没有排序问题/工作中心内部作业排序订单跟踪按工艺路线（工序）和库存点进行跟踪无/按工作中心和库存点进行跟踪监督与反馈输入/输出分析和车间负荷报告仅关注总体结果/输入、输出分析和工作中心负荷报告订单完成车间订单截止于库存交货无/车间订单截止于库存交货交货的可靠性批次订单报告通过物流来实现/批次订单报告在制品与安全库存大可以忽略不计/较少15.6生产计划与控制系统的集成设计15.6.1生产计划与控制系统的集成模式表15-10生产计划与控制系统模式选择过程表需求特征生产过程