5.4能力需求管理教学课件

5.4能力需求管理

能力需求管理主要是：将各级生产计划转换为相应的能力需求计划；然后估计可用能力；并确定应采取措施以协调能力需求即负荷（Load）与可用能力（Capacity）之间的关系。负荷与能力关系示意图负荷：一个工作中心在某特定时段所完成或计划要完成的工作量.能力：一个工作中心在某个特定时段可处理的工作量.(一)工作中心WC工作中心（WorkCenter,WC）是各种生产能力单元的统称，

属于计划与控制范畴，而不属于固定资产或设备管理范畴。工作中心维护示例

工作中心主要有四个方面的作用：①平衡负荷与能力的基本单元；②车间作业分配任务和编制详细作业进度的基本单元；③车间作业计划完成情况的数据采集点；④计算加工成本的基本单元。(二)工作中心有关能力与负荷相关数据的概念与计算工作中心的基本数据。工作中心的能力数据。车间日历文件。(二)工作中心有关能力与负荷相关数据的概念与计算1.利用率

机器实际开动时间与计划工作时间之比。

利用率=(实际工作小时数/计划工作小时数)×100%

(二)工作中心有关能力与负荷相关数据的概念与计算2.效率

实际消耗台时/工时与标准台时/工时的差异。

效率=(单件产品的额定加工时间/单件产品的实际加工时间)×100%效率=(单位时间内的实际生产量/单位时间内的额定生产量)×100%(二)工作中心有关能力与负荷相关数据的概念与计算3.工作中心的额定能力

一个工作中心的额定能力取决于约束是设备还是人。

WC的设备(额定)能力=设备数量

设备工作时间

设备利用率

效率

WC的人员(额定)能力=人员数量

人员工作时间

人员利用率

效率

(二)工作中心有关能力与负荷相关数据的概念与计算4.工作中心的负荷

工作中心设备或人员为完成生产计划所需的工作量。

计划所需人员负荷=计划产量

单位产品额定工时

计划所需设备负荷=计划产量

单位产品额定台时

(二)工作中心有关能力与负荷相关数据的概念与计算5.负荷率

负荷率是指生产负荷与生产能力的比率。

负荷率=（负荷/能力）×100%

（三）工艺流程

工艺流程/途程表(Routing)是制造某特定物料的方法的详细描述.1、需要执行的作业顺序2、作业名称3、使用的工作中心4、工作中心所需机器5、准备作业时间（SetupTime）6、加工时间（RunTime）7、人力配置8、每次加工的产出量（每回合加工数）..........图工艺流程维护示例非每回合加工数而是“平行顺序移动法”。(四)资源清单/资源表与资源负荷表

1、资源清单/资源表(BillofResource，BOR)

制造一单位某产品或产品族所需关键资源的能力列表。2、产品负荷表

进一步考虑资源需求冲销时间因素的资源清单/资源表。3、人力表(BillofLabor,BOL)

(四)资源清单/资源表与资源负荷表

工作中心文件≈材料主文件资源清单/资源表、产品负荷表和人力表≈材料表即冲销时间（对应产品负荷表）类似于BOM的单位用量(四)资源清单/资源表与资源负荷表

4、资源负荷表记录一个特定时段内某材料的计划生产量对某资源造成的负荷。

（五）负荷与能力的平衡

只有当能力大于负荷时，优先次序计划(MPS/MRP等)才可行。粗能力需求计划RCCP

粗能力需求计划(Rough-CutCapacityPlanning，RCCP)从主生产计划MPS换算出对关键资源的需求，以便检查可用资源是否足以供应MPS。关键资源可以是：1、关键工作中心的人力或设备工时2、关键的原材料或零配件粗能力需求计划RCCP

粗能力需求计划RCCP的三种编制方法：1、资源表法2、产品负荷表法3、总体能力法(一)粗能力需求计划RCCP案例1.案例已知条件图

产品A的产品结构外购件外购件外购件外购件表

产品A的相关工艺路线资料（含A之子件）

表

各物料的标准批量（节选自材料主文件）表

产品A的MPS数据

作业的单位总时间作业的单位总时间是在某工作中心的某个作业处理一个单位物料的标准总工时。单位总时间=准备作业时间/标准批量+加工时间/每回合输出量件号工序号工作中心单件加工时间平均批量批量准备时间单件准备时间单位总时间=单件加工时间+单件准备时间A10WC50.1200.20.01TA-WC5=0.11B20WC40.1400.40.01TB-WC4=0.11C30(先)WC20.2600.60.01TC-WC2=0.21C40(后)WC30.1600.60.01TC-WC3=0.11E50(先)WC10.1800.80.01TE-WC1=0.11E60(后)WC20.2800.80.01TE-WC2=0.21F70WC10.11001.00.01TF-WC1=0.112.资源表法（能力清单法）

资源表（BillofResource，BOR）是描述制造一单位特定产品或产品族所需的关键资源列表；

父件：指产品或与产品紧密关联的工艺流程代码；

子件：指作为关键资源的工作中心；

单位用量：是指生产一单位产品占用该工作中心的总工时，此处以TP（Time-Per）表示。

资源表求解资源表BOR由BOM和各作业的单位总时间计算得出。生产A过程中有E头道作业50和F作业70需占用工作中心1(WC1).TPA-WC1=QPAB×QPBE×TE-WC1+QPAB×QPBF×TF-WC1=1×1×0.11+1×2×0.11=0.33。表

产品A的资源表BORTPA-WC1=QPAB×QPBE×TE-WC1+QPAB×QPBF×TF-WC1=0.33TPA-WC2=QPAC×TC-WC2+QPAB×QPBE×TE-WC2=2×0.21+1×1×0.21=0.63TPA-WC3=QPAC×TC-WC3=2×0.11=0.22TPA-WC4=QPAB×TB-WC4=1×0.11=0.11TPA-WC5=TA-WC5=0.11资源表法之粗能力需求（负荷）计算将资源表数据乘以MPS数据就得到粗能力需求/负荷。表

由资源表法计算的粗能力需求（负荷）

TPA-WC1×MPSA(1)=0.33×20=6.63.产品负荷表法（分时间周期的能力清单法）

资源表法有什么因素没有考虑清楚呢？资源表法没有反映制造提前期，故不能很好地体现能力需求的时间属性。产品负荷表法在考虑物料制造提前期基础上，即进一步考虑资源需求的冲销时间因素，形成能力需求计划。

图

产品A在冲销时间坐标轴上的工序横道图

冲销时间坐标轴上的工序横道图绘制注意事项1、A的生产作业所对应的OT等于0。为什么呢？因为占用生产A所需资源的期别与MPS中需要安排生产的期别是一致的。2、根据A的产品结构，接着在冲销时间坐标轴上倒着往前画出其子件系列的作业，相应冲销时间取负值。对WC1的单位用量TP计算需区分不同冲销时间的作业数据：TP(A-WC1，OT=-3)=QPAB

QPBE

TE-WC1=1

1

0.11=0.11TP(A-WC1，OT=-2)=QPAB

QPBF

TF-WC1=1

2

0.11=0.22对WC2的单位用量TP计算需合并相同冲销时间的作业数据：TP(A-WC2，OT=-2)=QPAB

QPBE

TE-WC2+QPAC

TC-WC2=1×1×0.21+2×0.21=0.63表

产品A的产品负荷表

父件(产品)子件(工作中心)单位用量TP(工时)冲销时间AWC10.11-3AWC10.22-2AWC20.63-2AWC30.22-1AWC40.11-1AWC50.110TP(A-WC3，OT=-1)=QPAC

TC-WC3=2×0.11=0.22TP(A-WC4，OT=-1)=QPAB

TB-WC4=1×0.11=0.11TP(A-WC5，OT=0)=TA-WC5=0.11表WC1的能力需求计算过程示意逾期第1周第2周第3周第4周第5周A的MPS2020303040TP(A-WC1,OT=-3)20*0.11+20*0.11+30*0.1130*0.1140*0.11TP(A-WC1,OT=-2)20*0.22+20*0.2230*0.2230*0.2240*0.22总计16.59.911.08.8表

产品负荷表法之粗能力需求（负荷）计算工作中心逾期第1周第2周第3周第4周第5周总计WC116.59.911.08.846.2WC225.218.918.925.288.2WC34.44.46.66.68.830.8WC42.22.23.33.34.415.4WC52.22.23.33.34.415.4总计48.337.642.047.216.54.41964.总体资源法总体资源法是将所有关键资源视为一个总体资源。补充一信息作为已知条件：由统计数据可知WC1、WC2及WC3的负荷占总负荷百分比分别为30%、60%与10%.通过将资源表中的单位用量TP对应各产品分别求和，即可得到各产品对总体资源的资源表。表产品X和产品Y对总体资源的资源表利用（1）各产品对总体资源的资源表（2）各产品的MPS（3）各工作中心的工时分配比例可计算出总体资源法的粗能力需求。

5.

RCCP方法小结相同点：资源表法和产品负荷表法展开MPS计算各关键资源负荷量的计算过程，都与MRP中GR的计算过程非常类似。相异点：总体资源法与另两种方法的细微差别在于它还需补充各关键资源的负荷分配比率数据并依此数据进行负荷分配。依照总体资源法、资源表法以及产品负荷表法的顺序，粗能力需求计划RCCP的精确度越来越高。

5.

RCCP方法小结

实际作业中RCCP只针对关键资源，如关键工作中心或关键材料。系统如何实现只对关键工作中心进行RCCP运作呢？包含关键材料与关键作业的关键材料途程表(二)关键材料与关键作业图

材料途程表除用户自行定义的关键材料外，途程表中包含关键作业的材料也自动纳入关键材料途程表。分解关键材料途程表得到关键材料表和关键途程表。

图

关键材料途程表图关键材料表图关键途程表图

完整材料途程表转化为关键途程表的工序横道图绘制关键途程表相应工序横道图时，需将中间的非关键物料相应LT值或非关键作业持续的时间进行冲销。对关键材料也要考虑冲销时间因素冲销值应为中间物料B的LT无需设置冲销时间LT冲销值应为中间物料B与F的LT之和冲销值应为中间物料B与G的LT之和（三）RCCP的编制、调整与评估

编制的主要步骤如下：①定义关键资源；②为每个产品族指定代表产品；③分析该产品BOM中零部件分别占用何种关键资源；④确定单位产品对关键资源的资源表或产品负荷表；⑤确定每个关键资源的实际能力和最大能力；⑥依资源表或产品负荷表将MPS计划转换为总负荷；⑦负荷与能力不匹配时，进行适当调整。表RCCP能力调整方法表RCCP与MPS平衡调整措施能力需求计划CRP

能力需求计划CRP计算为完成计划所需人力及设备详细负荷的程序，它输入MRP中自制品之计划订单收料PORC及在途量SR资料，利用工艺路线中的标准工时等资料，计算出每个工作中心在每一期的工时需求。特别注意：在途量SR是预计某期期末的完工数量，在未完工前可能对某些设备还有一些剩余能力需求，需要在相应期别中去满足。能力需求计划CRP编制思路

CRP的编制思路是按倒序排产方式，从定单交货日期开始，倒排工序计划，依次考虑以下时间来确定工艺路线上各工序开工时间①移动时间（移动到下道工序或库存）；②加工时间；③准备时间；④（等待加工的）排队时间能力需求计划CRP编制方法

CRP的编制方法有两种：①按LT(即依据平均批量)分配能力需求计算CRP②依实际批量分配能力需求计算CRP

1.CRP案例的已知条件图

产品A自制部分的BOM（附带LT信息）表

产品A的MPS节选表

简要工艺路线资料

表

各子件B、C、E和F的MRP报表2.按LT计算CRP的案例求解(1)考察工作中心5（WC5）

WC5只有A的作业10，且A只有该道耗时1周(LT=1)的作业SR(1)的20件A应在第1周周末完成，故其加工正是在第1周进行，该SR(1)将对WC5产生能力需求：负荷(WC5，t=1)=20

0.1+0.2=2.2。

同理(因为WC5上仅有A的当道工序)，由A引发的对WC5能力需求的期别都应该与相应A的PORC期别一致。(1)考察工作中心5（WC5）CRP计算负荷时，批量准备时间不因加工数量变化而变化。负荷(WC5，t=10)=60

0.1+0.2=6.2

但RCCP计算负荷时，只是粗略地将加工数量乘以单件总时间（即含单件准备时间）。

(2)考察工作中心4(WC4)在WC4只有B的作业20，且B只有该道耗时1周(LT=1)的作业。SR(1)的50件B应在第1周周末完成，故其加工正是在第1周进行，该SR(1)将对WC4产生能力需求。同理(因为WC4上仅有B的当道工序)，由B引发的对WC4能力需求的期别都应该与相应B的PORC期别一致。(3)考察工作中心3(WC3)在WC3只有C的后道作业40。C有先后两道作业且LT=2，通常假设该后道作业大致耗时就是1周。SR(1)的100件C应该在第1周周末完成，故正好在第1周进行后道作业40的加工，该SR(1)将对WC3产生能力需求。同理(因为WC3上仅有C的后道工序)，由C引发的对WC3能力需求的期别应与相应C的PORC期别一致。(4)考察工作中心2(WC2)WC2有C的前道作业30和E的后道作业60，各耗时1周。C的SR(1)对应的前道作业30应该在过去时段已完成，不会再对WC2产生能力需求。E的SR(2)对应的后道作业60，恰好在第2周对WC2产生能力需求。(4)考察工作中心2(WC2)WC2有C的前道作业30和E的后道作业60，各耗时1周。因为WC2上对应C的为其前道作业，由C引发的对WC2的能力需求的期别应比相应C的PORC期别提早1期。因为WC2上对应E的为其后道作业，由E引发的对WC2能力需求的期别应与相应E的PORC期别一致。(5)考察工作中心1(WC1)WC1有E的前道作业50和F的作业70，各耗时1周。E的SR(2)对应的前道作业50和F的SR(1)的作业70都会在第1期对WC1产生能力需求。负荷(WC1，t=1)=(80

0.1+0.8)+(100

0.1+1.0)=19.8。(5)考察工作中心1(WC1)WC1有E的前道作业50和F的作业70，各耗时1周。因为WC1上对应E的为其前道作业，由E引发的对WC1能力需求的期别应比相应E的PORC期别提早1期。因为WC1上对应F的为当道作业，由F引发的对WC1能力需求的期别应与相应F的PORC期别一致。表按LT分配能力需求计算得来的CRP（“在制”源自SR；“计划”源自PORC）物料作业属性12345678910小计WC1E50在制8.88.8E50计划22.8*22.8F70在制1111F70计划212142WC2E60在制16.816.8E60计划44.8#44.8C30计划32.640.6^48.6$121.8WC3C40在制10.610.6C40计划16.620.624.661.8WC4B20在制5.45.4B20计划8.410.412.431.2WC5A10在制2.22.2A10计划2.23.23.24.24.25.25.26.26.237.6总计381935.851110.635.274.842.26.26.24183.依据实际批量计算CRP的案例求解

各物料LT值是依据平均批量计算得出的提前期，它不随实际批量的变化而变化。因此，按LT计算CRP得到的工时需求与实际需求在时间上仍然存在差异。为更精确反映实际加工对能力的需求，可采用时间倒推法（仍以MRP计划完成日期为起点倒排各道工序）来计算CRP（可精确到天）。3.依据实际批量计算CRP的案例求解工序提前期（工序开始时间到工序结束时间之差），计算得出工序“实际”最晚开工日期。物料提前期（LT），计算得出物料“平均”最晚开工日期。订单下达的可宽裕时间（工序提前期与LT之差）。可因实际批量大于平均批量，导致工序提前期大于物料提前期。依据实际批量计算CRP的案例补充条件1、工作中心文件：①工作中心定额能力的必要信息②计划排队时间（即平均等待加工时间）③移动时间（等待整批加工完毕的时间和将整批转移到存放点或下一道工序的传送时间）依据实际批量计算CRP的案例补充条件2、工作日历：非工作日期：①休息日②节假日③设备检修日加班工作日期依据实际批量计算CRP的案例补充假设条件3、假设各工作中心每周工作6天、每天8小时、效率95%、利用率85.3%。4、每天各工作中心的能力=8×95%×85.3%=6.48小时/天。5、假设每个物料加工的第1道手续都是为期1天的仓库取件。表产品A的制造信息（综合了工艺路线和工作中心文件数据）(1)考察产品A(只有WC5上的工序10)对最大批量60，最大加工时间约为1天(60

0.1+0.2=6.2，6.2/6.48=0.96≈1).若要在某周末完工60就应最迟在该周第2天开工。可将对WC5的负荷精确到各周的“第5天”。

因A各实际批量的工序提前期都未超其LT值，故反映在以“周”为时间单位的负荷报表上将无变化。图

产品A的（最大）工序提前期

(2)考察产品B(只有WC4上的工序20)对其最大批量120，加工时间约为2天(120

0.1+0.4=12.4，12.4/6.48=1.9≈2).可将对WC4的负荷精确到各周第4、5两天。因B各实际批量的工序提前期都未超其LT值，故反映在以“周”为时间单位的负荷报表上将无变化。图

产品B的（最大）工序提前期

(3)考察产品CC有WC3上的后道工序40和WC2上的前道工序30。

（i）对C的SR(1)=100WC3上工序40占用加工时间约2天(100

0.1+0.6=10.6，10.6/6.48=1.64≈2).WC2上工序30占用加工时间约4天(100

0.2+0.6=20.6，20.6/6.48=3.18≈4).图

物料C批量100的工序提前期

（i）对C的SR(1)=100后道工序40引发的能力需求在以“周”为时间跨度的负荷报表上没有变化。但前道工序30因部分加工时间滞后将在WC2上，第1周新增负荷6.48(一天)。这与LT计算CRP方法中“C的SR(1)不会再对WC2产生能力需求”不同!按实际批量计算CRP的负荷总量，比按LT计算CRP的负荷总量新增6.48工时。图

物料C批量100的工序提前期

（ii）对C的PORC(4)=160图

物料C批量160的工序提前期

WC3上工序40占用加工时间约3天(160

0.1+0.6=16.6，16.6/6.48=2.56≈3).WC2上工序30占用加工时间约5天(160

0.2+0.6=32.6，32.6/6.48=5.03≈5).批量160的工序提前期超过LT一天，但超期工作为不占工作中心时间的取料。两道工序都落在各自相应一周内，在以“周”为时间跨度的负荷报表上无变化。（iii）对C的PORC(6)=200WC3上工序40占用加工时间约4天(200

0.1+0.6=20.6，20.6/6.48=3.18≈4).WC2上工序30占用加工时间约7天(200

0.2+0.6=40.6，40.6/6.48=6.27≈7).C实际批量200的工序提前期超过LT四天。图

物料C批量200的工序提前期

（iii）对C的PORC(6)=200WC2上前道工序30向前超期部分加工时间为8.2小时(=40.6-32.4).这将反映在以“周”为时间跨度负荷报表上，请关注前后两表中带“^”号数字的变化。

图

物料C批量200的工序提前期

（iv）对C的PORC(8)=240WC3上工序40占用加工时间约4天(240

0.1+0.6=24.6，24.6/6.48=3.8≈4).WC2上工序30占用加工时间约8天(240

0.2+0.6=48.6，48.6/6.48=7.5≈8).C实际批量200的工序提前期超过LT五天。图

物料C批量240的工序提前期

（iv）对C的PORC(8)=240WC2上前道工序30向前超期部分加工时间为16.2小时(=48.6-32.4).这将反映在以“周”为时间跨度负荷报表上，请关注前后两表中带“$”号数字的变化。

图

物料C批量240的工序提前期

(4)考察产品EE有WC2上的后道工序60和WC1上的前道工序50。

（i）对E的SR(2)=80图

物料E批量80的工序提前期

WC2上工序60占用加工时间约3天(80

0.2+0.8=16.8，16.8/6.48=2.6≈3).WC1上工序50占用加工时间约2天(80

0.1+0.8=8.8，8.8/6.48=1.36≈2).两道工序都落在相应一周内，故在以“周”为时间跨度的能力需求上无变化。（ii）对E的PORC(5)=220图

物料E批量220的工序提前期

WC2上工序60占用加工时间约7天(220

0.2+0.8=44.8，44.8/6.48=6.9≈7).WC1上工序50占用加工时间约4天(220

0.1+0.8=22.8，22.8/6.48=3.5≈4).（ii）对E的PORC(5)=220E实际批量220的工序提前期超过LT四天，且前后两道工序都横跨两周；前道工序50横跨第3、4周，第4周12.96小时，第3周剩9.84(=22.8-12.96)。后道工序60横跨第4、5周，第5周32.4小时，第4周超出12.4(=44.8-32.4)。注意以“周“为时间跨度的负荷报表上前后两表中带“*”号和“#”号数字变化。图

物料C批量100的工序提前期

(5)考察产品F(只有WC1上的工序70)对其最大批量200，加工时间约为4天(200

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