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2020年 12月 29日 星期二
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生产能力计划分析

  生产能力计划分析_学习计划_计划/解决方案_实用文档。第九章 生产能力计划 【学习要点】 生产能力的测定方法 生产能力计划的作用和层次 物料计划和生产能力计划的关系 生产能力计划基础数据的概念和意义 粗能力计划的编制方法 能力需求计划的编制方法 投入/产

  第九章 生产能力计划 【学习要点】 生产能力的测定方法 生产能力计划的作用和层次 物料计划和生产能力计划的关系 生产能力计划基础数据的概念和意义 粗能力计划的编制方法 能力需求计划的编制方法 投入/产出控制的编制和分析 管理工程学院 9.1 生产能力的概念和测定 9.1.1 生产能力及其影响因素 生产能力是企业的生产系统在一定时期内,在一定的生产组织条 件下,经过综合平衡后所能生产的最大产出量。这里的生产系统可以 是一台设备、一个设备组、一条生产线、一个小组、一个车间、甚或 整个企业组织。 生产能力受多方面因素的影响。内部因素,从宏观上来看有工厂 的设施规划、产品/服务设计组合、工厂的科技水平、系统运营 (如质量管理、物料管理、设备管理等政策);从微观上来看,有产 品的生产工艺、设备的技术水平和完好状况、对设备的技术、新 设备的添置、员工的培训程度、熟练程度、劳动动机、临时增加工人 数量、加班等等。外部因素有产品标准、安全条例、国家政策等等. 管理工程学院 A.工厂设施 A.产品/服务 A.过程 A.人力因素 表9-1 决定有效能力的因素[1] 1.设计 1.选址 A.管理政策 1.布局 1. 1.设计 1.产品或服务组合 A.运营 1.产量能力 1.质量能力 1.工作内容 1.工作能力 A.供应链 1.培训和经验 1.激励 1.报酬 1.学习率 A.外部因素 1.工作班次 2.是否允许加班 1.排程 1.物料管理 1.维修策略 1.设备故障 1.供应商的产品质量 2.供应商供货的准时性 1.产品标准 1.安全条例 1.工会 1.污染控制标准 1.缺勤和跳槽 管理工程学院 9.1.2 生产能力分类 1.设计能力 即企业根据特定的产品、市场、工艺等方面的要求而设计的新 生产系统需要达到的能力。 2.实际能力 指的是在现有的生产组织条件下,包括当前的设备水平、人员 素质、产品方案、工艺水平等,企业的生产系统所实际达到的生产能力。 3.查定生产能力 是指在生产组织条件发生变化的条件下,比如新的技术改 造实施之后,生产能力已经发生变化,而旧的数据不能再反映实际情况。这 时就需要重新核查生产能力。 4.计划能力 是指企业的生产系统根据计划期内工作中心的具体运行情况而 做出调整之后的生产能力。 还可以根据需要从其它角度对生产能力进行分类,比如: 1.从空间角度来划分 企业生产能力可以分为企业整体的生产能力、生产车 间或工段的生产能力、单台设备的生产能力。2.从时间角度划分 生产能力 可以划分为长期生产能力、中期生产能力、短期生产能力。 管理工程学院 9.1.3 生产能力的测定 1.生产能力的表达 (1)产出方式。在标准化程度很高的产品专业化生产方式中,一般以产出的 形式表达生产能力。 (2)输入方式。在工艺专业化生产方式或者服务业中,用输入表达方式度量 生产能力更合适。 表9-2 生产能力的表达方式[1] 行业 汽车制造 钢铁工厂 石油精炼 农业 饭馆 剧院 零售店 投入 人工小时,台时 炉膛尺寸 精炼炉尺寸 农田亩数、母牛数量 餐桌数、座位数 座位数 店铺面积 产出 每班生产汽车数 每天生产钢铁吨数 每天生产燃油加仑数 每年每亩生产谷物蒲式耳数、每天生产牛奶加仑数 每天执行的客人数 每场演出售出的票数 每天实现的收入 管理工程学院 2.生产能力的计量单位 生产能力往往以实物指标为计量单位。常见的实物计量单位有: 具体产品、代表产品及假定产品。由于企业及其各生产环节的产品方 案、生产类型和技术水平的不同,所以计算生产能力也将采用不同的 计量单位。 (1)具体产品。在单一品种的大量生产方式下,一般以产量定额计 算生产率,以该具体产品的年(或月)产量表示企业生产能力。 (2)代表产品。在多品种、成批生产方式下,选择能够代表企业专 业方向的、结构工艺相似的、总劳动量最大的产品作为代表产品,以 代表产品的时间定额来计算生产能力。 Ki Ti /T0 式中: Ki——产品i的换算系数; Ti——产品i的时间定额(台时); T0——代表产品的时间定额(台时); 管理工程学院 用代表产品测定生产能力的例子:某冲床组有冲床2台,每台冲 床的全年有效工作时间为4650小时,产品的工时定额和产量见表9-3 ,选取A为代表产品,那么B和C的换算系数分别为0.9和1.2,以代表 产品表示的生产能力为:4650×2 / 10=930;冲床组的负荷系数为: 900 / 930=96.8%。 表9-3 代表产品法计算生产能力 产品 ① 产量 ② 定额 ③ 换算系 数 ④ 被换算为 代表产品 的产量 ⑤=②× ④ 以代表产品 表示的能力 换算回以具 体产品表示 的能力 ⑥ ⑦ A 600 10 1 600 620 B 200 9 0.9 180 930 207 C 100 12 1.2 120 103 合计 —— —— —— 900 注:其中⑦=(⑥×⑤)/(∑⑤×④) 管理工程学院 (3)假定产品。在多品种、单件小批生产方式下,产品品种数很多 ,产品结构、工艺和劳动量都差别较大。可以将各种产品按其总劳动 量比重构成一种假定产品作为计量单位。 式中: n ta tii ta——i单1位假定产品的台时定额(台时/件); θi——i产品的劳动量比重; ti——i产品的台时定额(台时/件); t——产品品种数。 举例,假设某企业生产3种结构、工艺不相似的产品A、B和C,产量分别是 600、200、100,单位产品的时间定额分别是10、9和12,那么3种产品的劳 动量分别为A:600×10=6000,B:200×9=1800,C:100×12=1200; 总劳动量为6000+1800+1200=9000;各产品的劳动量比重分别为:A: 6000 / 9000=0.67,B:1800 / 9000=0.2,C:1200 / 9000=0.13;那么 假定产品的时间定额为:0.67×10 + 0.2×9 + 0.13×12=10.1。 管理工程学院 3.设备组生产能力的计算 所谓设备组是指具有技术互换性并能质量标准的一组同类设备。 设备组生产能力的计算公式为: MFeS/t 式中: M——设备组的生产能力; Fe——单台设备有效工作时间(h); S——设备组所包含的设备数量; t——单位产品的台时定额(台时/件)。 管理工程学院 4.工段(车间)生产能力的计算和确定 设备组构成工段,工段构成车间,故而车间与工段的生产能力是设备 组生产能力的综合。综合平衡工作一般是以主要设备组作为主要依据 的。主要设备组是指在生产中起决定作用,劳动量最大,昂贵且无代 用设备的设备组。 5.企业生产能力的确定 企业的生产能力的确定需要在工段和车间生产能力测定的基础上,在 各个车间之间取得平衡。在基本生产车间之间、基本生产车间与辅助 生产车间及生产服务车间之间取得平衡。 管理工程学院 9.2 生产能力计划的作用、层次及与物料计划的关系 9.2.1 生产能力计划的作用 企业的各级生产计划都必须以生产能力为基础,而生产能力也要根据 各级生产计划的特点和要求,编制不同等级的生产能力计划。所谓生 产能力计划是指生产能力的现实和发展计划。 生产能力计划主要回答的是以下三个问题: (1)企业及各车间、各工作中心在一定时期内可用的能力是多少? (2)按照生产计划,企业及各车间、各工作中心需要承担多大的负 荷?是否超过了可用能力? (3)当生产能力不能满足负荷需要时,企业应采取什么样的处理措 施? 管理工程学院 9.2.2 生产能力计划的层次 资源需求计划 粗能力计划 能力需求计划 长期战略规划 综合生产计划 主生产计划 物料需求计划 需求管理 投入/产出控制 车间作业计划 采购计划 图9-1 能力计划的层次结构图 管理工程学院 9.2.3 能力计划与物料计划的关系 物料计划,尤其是物料需求计划,它们计划的对象是物料,而能力计划 的对象则是工作中心。物料计划与能力计划之间的关系在于,物料计划以物 料为对象安排生产任务,然后通过工艺线分配到各个工作中心。能力计划 则针对生产任务对工作中心的生产能力需求进行审核。 在离散型流水式生产和流程型生产中,每种产品对应着一个(或几个) 工作中心,不同产品各行其道,互不干扰,不会占用同一个工作中心,也就 不会出现能力干扰,见图9-2所示。此时的能力计划比较简单。 生产计划 对象:物料 能力计划 对象:工作中心的能力 产品A 工作中心1 产品B 工作中心2 成品仓库 产品C 工作中心2 图9-2流水式生产中的生产计划和能力计划 管理工程学院 而在离散型间歇式生产下,设备按工艺布局,不同产品的工艺线是 交叉的,经常会在同一个工作中心上加工,也就容易出现能力冲突, 见图9-3所示。此时的能力计划较为复杂。 生产计划 对象:物料 产品A 产品B 产品C 能力计划 对象:工作中心的能力 工作中心1 工作中心2 工作中心3 成品仓库 图9-3 间歇式生产中的生产计划和能力计划 管理工程学院 9.3 生产能力计划的基础数据 9.3.1 工作中心 1.工作中心的定义。 工作中心(Work Center)是一种统称,指 的是各种生产能力单元。它可能是一台设备,也可能是由一组功能和 费率相同的设备组成的设备组,一个成组单元,一条生产线,或者在 某些条件下,一块装配或存储面积也可以作为一个工作中心。 2.工作中心的作用 。 工作中心的主要作用有以下几个方面: (1)是MRP和CRP的基本单元,也就是分解生产计划与平衡负荷和 能力的基本单元; (2)是定义产品工艺线和分配车间作业任务的基本单元; (3)是车间作业计划的数据采集点与控制点; (4)可以用作成本中心,进行成本核算和成本控制。 管理工程学院 3.工作中心的设置。对于企业自己完成的工序,工作中心可以设置为一 立的设备、一个设备组、一个成组单元、一条自动生产线,也可以是一个班 组,一个生产单一产品的车间;对外协工序来讲,一个外协单位,便可以作 为一个工作中心。 工作中心的能力计量一般以工时或台时作为计量单位。 4.关键工作中心。 将瓶颈所在的工作中心称为关键工作中心,并将其单独 列出作为粗能力计划的对象。一般来讲,关键工作中心表现为: (1)满负荷加工,经常加班加点; (2)设备昂贵,专用性高,难以替代; (3)工艺独特,不能外协或外包; (4)对工人技术能力要求很高,不能临时招聘或随意替代; (5)受场地、成本等要素影响,短期内不能随意增加产量。 管理工程学院 5.工作中心的基本数据 (1)编码。工作中心属于制造系统的基本单位,也需要进行编码。 (2)能力数据。工作中心的能力数据有:每日可以提供的工时或台时数(或每 日可加工的件数、吨数)、工作中质等。 工作中心能力=每日班次 × 每班工作时数 × 工作中心效率 × 工作中心利用率 效率=完成所需的标准定额小时数 / 实际直接工作小时数 =实际完成的产量 / 完成的标准定额产量; 利用率=实际直接工作小时数 / 计划工作小时数 (3)成本数据。成本数据指的是工作中心的各项费率,是指每小时内工作中心 发生的费用。发生在工作中心上的费用包括直接人工(操作人员工资)、直接材 料、辅助材料、能源、维修、折旧等费用。 工作中心费率=工作中心每日的所有费用之和 / 工作中心每日工作时数 管理工程学院 (4)其它数据。除上述数据外,有时还会用到些其它数据,如: 1)当一个工作中心含有多台或多种设备时,需要注明设备数量和不同 设备之间的能力差异; 2)替代工作中心及其代码; 3)操作人员相关数据,如数量、技术等级及差异等; 4)是否为关键工作中心。 管理工程学院 9.3.2 工艺线.工艺线的概念。 此处的工艺线兼具了以往工艺过程卡和车间 分工表的功能,它不仅能描述加工对象经过各车间的先后次序,也能 用来描述零部件的加工装配顺序。 表9-4 工艺线 零件名称:驱动轴 生产周期=31日(批量=80) 工作中心号 工序号 工序名称 准备时间(h) 单件时间(h)排队时间(天)传送时间(天) 1 10 车 0.4 0.125 1 0.5 3 20 铣 0.8 0.075 2 0.5 5 30 切齿 1.0 0.25 2 0.5 8 40 钻孔 0.3 0.25 1 0,5 9 50 热处理 3(日)* 7 60 磨外圆 0.6 0.3 2 0.5 6 70 磨齿 1.0 0.4 2 0,5 * 外协加工的供应周期 管理工程学院 2.工艺线)为MRP计算加工提前期提供依据; (2)为能力需求计划中,平衡各工作中心负荷提供依据; (3)为派工单中计算各工序的起始与结束时间提供依据; (4)为在制品的生产追踪提供依据; (5)为加工成本的计算提供工时依据。 管理工程学院 9.3.3 提前期 1.提前期的概念。提前期(Lead Time,LT)指的是从某一工作的 开始直到某一工作结束的时间间隔,亦即从工作结束倒推至开始时间 的工作周期。 常见的提前期有以下几种: (1)采购提前期。(2)装配提前期。(3)加工提前期。(4)生产 准备提前期。 (5)累计提前期。从采购物料经加工装配直到最终检验结束的全部 时间。 (6)总提前期。从签订客户订单,确立需求成立,直到最终产品成 功交到客户手上的全部时间,包括产品设计、生产准备、采购、加工 、装配、检验、发运等所有相关活动。 (7)工序提前期。是指物料从到达某工序到离开该工序所需要的时 间。 管理工程学院 产品研发 生产准备 采购 总提前期 累计提前期 加工 装配 检验 接受订单 工序1 工序2 工序3 ┉ 发运 订单完成 排队 准备 加工 工序提前期 等待 传送 图9-4 各种提前期及其相互关系 管理工程学院 2.工序提前期的构成。工序提前期可以分解为5个构成部分: (1)排队时间(Queue Time)。指被加工物料在待加工队列中的等待时间。排 队时间是整个工序提前期的最大构成,有时能达80%甚至90%以上。 影响排队时间的要素常见有以下几种:(1)生产组织形式。 (2)生产批量 大小。(3)优先级设置。 (2)准备时间(Setup Time)。指熟悉图纸和工艺技术文件、更换和调整工艺 装备等生产准备工作的时间。 (3)加工时间(Run Time)。指工作中心加工物料、装配部件或产品的时间。 (4)等待时间(Wait Time)。指加工完成后,物料在暂存区等待运送往下道工 序或仓库的时间。 (5)传送时间(Move Time)。也叫移动时间,指物料从某道工序的加工地点 或存储地点传送到下道工序的运输时间。 在能力计划中,计算负荷时,只考虑准备时间和加工时间,不考虑排队时间 、等待时间和传送时间,因为这三者并不占用工作中心的设备台时。 管理工程学院 讨论: 价值链理论将企业的活动分为三种:基本性增值活动,辅助性增值活 动和非增值活动。 加工时间对应的加工活动是物料形态发生变化的过程,是基本性增值 活动; 准备时间对应的准备活动则是加工的必要前提,可以压缩却不可或缺 ,是辅助性增值活动。 排队时间、等待时间和传送时间,对产品则起不到增值作用,一般归 入非增值活动。而这3项非增值活动却占据了整个工序提前期的90% 以上,所以在生产实践中,需要运用各种工业工程方法,研究车间布 置、搬运方法、厂内物流、工装设计和操作方法,缩减各种不起增值 作用的无效活动时间。 批量对提前期的影响? 标准工时对提前期的影响? 管理工程学院 9.3.4 工作日历 工作日历(shop calendar),又称生产日历,也有国内学者将其译 为车间日历,指企业内各部门、车间、工作中心在一年中工作或生产 的所有日期。即工作日历标明了企业全年内所有的工作日,不包括休 息日。如一年一共有几百个工作日数,按顺序排列;一年共有几十个 工作周数,按顺序排列。目的是使MRP计算各种物料的提前期方便。 工作日历是MRP系统内部运算时所依据的简单逻辑日历,它与社会日 历有一个对应关系。 由于企业的不同部门、分厂、车间、总公司、分公司的工作日安排是 不一样的,这就要求所使用的工作日历能够表示出这种区别,一般的 ERP软件中都会允许用户自行设置多种工作日历。 管理工程学院 9.4 粗能力计划 粗能力计划是一种针对关键工作中心和关键资源的相对粗略的能力计 划。主要针对主生产计划,并检查其可行性。 根据掌握的生产系统资料多少,采用不同的编制方法,粗能力计划也 有不同的精确程度。 9.4.1 综合因子法 综合因子法是一种简单、粗略的粗能力计划方法。 适用于产品组合基本不变的企业。 假设某企业的主生产计划安排如表9-5所示。该企业的两种产品A、B ,其单位总工时分别为3.5小时和2.3小时。 表9-5 某企业的主生产计划安排 周期 产品 1 2 3 4 5 6 7 8 A 25 25 25 30 25 30 20 20 B 20 20 20 35 35 30 30 40 管理工程学院 1.确定产品在关键工作中心的劳动因子。 根据历史的生产统计资料,A、B两种产品的工时分布情况见表9-6所示。 表9-6 产品在关键工作中心的劳动因子 产品 关键工作中心工时 非关键工作中心工时 总工时(小时) A 1.10 B 0.90 2.40 3.50 1.40 2.30 2.计算各周期关键工作中心的总能力需求 以第1周期为例:25×1.10+20×0.90=45.50,各周期的总能力需求如 表9-7所示。 表9-7 各周期关键工作中心的总能力需求 周期 关键工作中心总 能力需求(小时) 1 45.50 2 45.50 3 45.50 4 64.50 5 59.00 6 60.00 7 49.00 8 58.00 管理工程学院 3.将总能力需求分配到各个关键工作中心上 假设该企业有甲、乙、丙三个关键工作中心,按照统计资料,前一年三个关键工 作中心工作量分配比例为60%、30%、10%,则以该比例为负荷因子,估算各周 期三个关键工作中心的能力需求量。 以第1周为例: 甲:45.50×60%=27.30; 乙:45.50×30%=13.65; 丙:45.50×10%=4.55 表9-8 综合因子法所得的粗能力需求 工作中心 分配比例 1 2 3 4 5 6 7 8 甲 60% 27.30 27.30 27.30 38.70 35.40 36.00 29.40 34.80 乙 30% 13.65 13.65 13.65 19.35 17.70 18.00 14.70 17.40 丙 10% 4.55 4.55 4.55 6.45 5.90 6.00 4.90 5.80 总计 100% 45.50 45.50 45.50 64.50 59.00 60.00 49.00 58.00 4.分析关键工作中心能力状况 将表9-8中的资料与各工作中心的额定能力和最大能力比较,便可验证各工作中心 的能力是否能够满足主生产计划的需求。 管理工程学院 9.4.2 资源清单法 资源清单法是在掌握了产品在各工作中心的工时消耗构成的基础上,针对关 键工作中心,将主生产计划安排的各种产品在各时段的产量,乘以各种产品 在各关键工作中心的单位汇总工时,得到各个关键工作中心在各个时段上生 产负荷,也就是为完成主生产计划任务所需要的能力需求量。然后再与各关 键工作中心的能力进行对比,得出是否能够完成主生产计划的判断。 平式车把总成 MPS 提前期:1 车把组(1) 提前期:0 平式车把(1) MRP 提前期:1 螺钉(6) 座管(1) 立管(1) 快拆夹码(1) 平式车把半成品 提前期:3 提前期:2 提前期:2 提前期:3 (1)提前期:2 管材4 提前期:3 管理工程学院 以第8章的8.3 所用的资料,粗能力计划的编制过程如下: 1.确定产品在各工作中心的工时消耗构成 平式车把总成 MPS 提前期:1 车把组(1) 提前期:0 平式车把(1) MRP 提前期:1 螺钉(6) 座管(1) 立管(1) 快拆夹码(1) 平式车把半成品 提前期:3 提前期:2 提前期:2 提前期:3 (1)提前期:2 管材4 提前期:3 图8-8 平式车把总成的制造BOM 管理工程学院 平式车把的工艺线所示,平式车把总成的汇总工艺线 平式车把的工艺线 物料名称:平式车把 工序名称 工作中心 编号 名称 下料 101 冲压折弯 103 锯床 冲压机 标准时间 准备( 分) 10 加工( 分) 0.13 生效日期:20090122 失效日期:20111231 排队时 间(时 ) 传送时 间(时 ) 工人数 准备 2 0.5 1 25 0.15 2 0.5 1 130 烤漆 外协 1(天) 加工 2 4 管理工程学院 表9-10 26’’平式车把总成的工艺线汇总 物料 工序 号 平式车把 010 总成 平式车把 110 120 工作中 心号 100 101 103 工作中心 名称 装配 单件加工 时间 2.5 锯床 0.13 冲压机 0.25 生产准备 时间 5 标准 批量 90 10 180 25 一批产品 单件总工 单件准备 时 0.056 2.556 0.056 0.139 0.186 0.389 130 外协 烤漆 1(天) 座管 210 101 锯床 0.13 10 220 103 冲压机 0.20 25 180 0.056 0.139 0.186 0.339 230 外协 烤漆 1(天) 立管 310 101 锯床 0.13 10 320 103 冲压机 0.20 25 120 0.083 0.208 0.213 0.408 330 外协 烤漆 1(天) 管理工程学院 进一步将各零部件在同一工作中心的单件总工时汇总,即可得到产品 在各工作中心的工时消耗构成。如表9-11是平式车把总成(部件)发 生在各工作中心的单位总工时的构成。 表9-11 平式车把总成在各工作中心的单件总工时 工作中心名称 工作中心号 单件总时间(分) 101 锯床 0.585 103 冲压机 1.136 100 装配中心 2.556 合计 4.277 2.计算各时段关键工作中心的能力需求量 假设该自行车厂的关键工作中心是冲压和装配,其工作中心资料见表 9-12, 管理工程学院 表9-12 关键工作中心资料 工作中 心号 1 2 工作中心名称 冲压机 装配中心 班次 2 2 设备数量 2 3 生产效率 0.90 0.80 工时利 用率 0.95 0.90 日有效能力 (台时/日) 27.36 34.56 等待时间 (小时) 2 0.5 注:日有效能力=8×班次×设备数×效率×工时利用率 表8-5 平式车把MPS计算结果 物料:平式车把总成 批量:90 提前期:1 安全库存:50 时段 当期 1 2 3 4 5 6 7 计划出产量 180 0 90 90 0 90 计划投入量 180 0 90 90 0 90 — 管理工程学院 根据表8-5所表示的主生产计划任务,即可计算出平式车把总成在各 关键工作中心各时段(主生产计划出产时段)的能力需求量,见表913。 平式车把总成在关键工作中心各时段的能力需求量 物料:平式车把总成 批量:90 提前期:1 安全库存:50 时段 当期 1 2 3 4 5 6 7 计划出产量 180 0 90 90 0 90 计划投入量 180 0 90 90 0 90 — 项目 关键工作中心 冲压机 装配中心 计划周期 1 2 3 4 5 6 7 0 204.48 0 102.24 102.24 0 102.24 0 460.08 0 230.04 230.04 0 230.04 注:冲压机第2时段能力需求量204.48=180×1.136(分). 管理工程学院 汇总所有产品在各关键工作中心各时段的能力需求量,即得到关键工 作中心的能力需求计划,如表9-14 所示。 表9-14 冲压(关键)工作中心粗能力计划(小时) 项目 计划周期 产品 1 2 3 4 5 6 7 平式车把总成 0 3.41 0 1.70 1.70 0 1.70 运动式车把总成 2.17 4.34 0 4.34 0 6.51 2.17 高抬式车把总成 0 0 2.55 5.11 2.55 0 0 有衡量车架总成 3.01 1.51 0 1.51 4.52 0 1.51 …… …… …… …… …… …… …… …… 需求总工时 23.56 25.44 24.33 28.31 23.56 25.44 22.32 3.粗能力计划分析 将各关键工作中心的能力需求量与其可用能力进行对比,即可得 到各工作中心在各时段的能力分布以及能力超/欠情况和负荷率,见表 9-15 。 管理工程学院 项目 关键工作中心 冲压机 装配中心 表9-15 粗能力计划分析表 计划周期 能力分 析 需求负 荷 可用能 力 能力超/ 欠 负荷率 1 2 23.56 25.44 27.36 27.36 3.8 1.92 86.10% 93.00% 3 4 5 6 24.33 28.31 23.56 25.44 27.36 27.36 27.36 27.36 3.03 -0.95 3.8 1.92 88.90% 103.40% 86.10% 93% 7 22.32 27.36 5.04 81.60% 需求负 荷 可用能 力 能力超/ 欠 负荷率 30.22 36.43 33.23 34.55 34.56 34.56 34.56 34.56 4.34 -1.87 1.33 0.01 87.40% 105.40% 96.20% 100% 31.21 29.3 30.45 34.56 34.56 34.56 3.35 5.26 4.11 90.40% 84.80% 88.10% 管理工程学院 9.4.3 偏置期法 上述资源清单法比综合因子法精确了一些。但是,该方法没有考虑各 关键工作中心的负荷发生时间与主生产计划任务交货期的偏置时间, 所以仍然比较粗略。 偏置期指的是从产品使用关键工作中心的开始时间到交货期的时间间 隔(Days Offset或Lead-Time Offset)。 实质上偏置期是对生产提前期的粗略估计。一般企业中,各工作中心 的使用会有记录,从这些记录中可以得出产品在各关键工作中心上的 偏置期,然后结合各工作中心的需用生产能力,可以看出是否会存在 超负荷的问题。 管理工程学院 L 对各关键工作中心 的需用能力汇总 偏置期 偏置期 J H K I M M N 图9-5 关键工作中心偏置期 A B 交货期 管理工程学院 9.5 能力需求计划 9.5.1 RCCP与CRP的比较 表9-16 RCCP与CRP输入输出信息比较 比较对象 比较项目 计划阶段 能力计划对象 负荷计算对象 计划的订单类型 输入信息 输出信息 计划的时段考虑 粗能力计划 能力需求计划 主生产计划 关键工作中心 需求件 计划及确认的订单,不含已下 达的未结订单 关键工作中心额定能力 关键工作中心最大能力 主生产计划 关键工作中心偏置期 关键工序工时定额 关键工作中心负荷图 偏置 物料需求计划 所有工作中心 全部物料 全部订单,包含已下达的未完 结的订单 工作中心额定能力 工作中心最大能力 物料需求计划 确认订单 各工序工时定额 各工作中心负荷图 负荷追溯表 提前期精确计算 管理工程学院 MRP加工任务 准备下达 已下达订单 工艺线 能力需求计 划 工作中心 工作日历 能 力 需 求 可用能力 计划下达订单 未结订单 周期 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 图9-6 能力需求计划逻辑图 管理工程学院 9.5.2 能力需求计划的编制过程 1.输入信息的搜集 CRP的输入信息主要包括:MRP计划、准备下达的订单、已确认(含未 完结)的订单、工艺线文件、工作日历和工作中心相关数据。 2.计算各工作中心的负荷 首先,要明确各种物料在各工作中心的开工日期和结束日期。MRP只是 计划了物料在各个车间的开始日期和结束日期。物料在一个车间内部可 能经过若干个工作中心(工艺专业化的机群),物料在各工作中心的开 工日期和结束日期还需要根据工艺线编制车间内部的工序进度计划( 见第10章中成批生产车间内部工序进度计划的编制); 其次,根据产量和标准工时计算各种零件在各工作中心各时段的负荷; 再次,完成各工作中心各时段负荷的累积计算。 管理工程学院 3.负荷/能力分析 就是将各工作中心各时段的累积负荷与工作中心的可用能力进行对比 ,看工作中心能否完成负荷任务。 4.负荷/能力的调整 就是根据工作中心在不同时段的负荷分布情况,对负荷和能力做出相 应的调整,以计划任务的完成。 调整负荷分布的措施有:(1)修改进度日程;(2)将批量拆分成若 干个小批量;(3)将某些订单推迟延等。常用的临时提高有效生产 能力的措施有:(1)采用备选工艺线)增加工人、增 加班次,从而增加有效工作时间;(3)外协加工等。 管理工程学院 仍以本章9.4.2资源清单法例题的资料,进一步核算能力需求计划。具 体计算过程如下: 1.收集能力需求计划所需的资料 见本章9.4.2资源清单法例题的资料。 2.计算各工作中心的负荷 以“平式车把半成品”为例,表9-17 是其物料需求计划的结果,根据 其工艺线,“平式车把半成品”在锯床和冲压机两个工作中心各时 段的计划需求负荷见表9-18。 管理工程学院 表9-17 平式车把半成品的物料需求计划结果 物料:平式车把半成品 批量:180 提前期:2 安全库存:0 时段 当期 1 2 3 4 5 6 7 计划产出量 180 180 计划投入量 180 表9-18 平式车把半成品在各工作中心各时段的计划负荷(分) 物料:平式车把半成品 批量:180 工作中心 单件总工时 1 2 3 冲压机 0.389 70.02 锯床 0.186 33.48 4 5 6 7 70.02 33.48 注:负荷=批量×单件总工时 将所有物料在同一工作中心的计划负荷数汇总,并考虑已下达的 未结订单负荷,即可得到该工作中心的能力需求计划。 管理工程学院 表9-19 冲压机工作中心的能力需求计划计算过程 设备数:2 时 本期下达任务号 段 1 040234 042313 … 本期下达任务累计 累计 2 040356 043471 … 累计 3 040367 042440 … 累计 未结任务号 日有效能力27.36台时 物料 运动式车把半成品 高抬式车把半成品 … 032432 … 未结任务累计 座管半成品 … 平式车把半成品 立管半成品 … 高抬式车把半成品 座管半成品 … 能力需求 1.02 1.28 … 2.45 … 1.17 0.82 … 1.28 2.45 … 累计 1.02 2.30 … 23.64 2.45 … 5.23 28.87 1.17 2.49 … 21.82 1.28 3.73 … 23.12 管理工程学院 4 040342 042563 … 累计 5 040879 040234 … 累计 6 040890 040346 … 累计 7 040986 040998 … 累计 立管半成品 0.82 座管半成品 2.45 … … 平式车把半成品 1.17 运动式车把半成品 1.02 … … 运动式车把半成品 2.04 立管半成品 1.64 … … 平式车把半成品 1.17 运动式车把半成品 2.04 … … 0.82 3.27 … 29.72 1.17 2.19 … 23.89 2.04 3.68 … 21.34 1.17 3.31 … 26.89 管理工程学院 将冲压机工作中心各时段的能力需求量绘制成负荷/能力图,见 图9-7所示,可直观地显示该工作中心在各时段的负荷分布情况,据 此可以对负荷和能力做出相应的调整处理。 图9-7 冲压机工作中心负荷/能力图 管理工程学院 9.5.3 无限能力计划与有限能力计划 能 力 3.顺排计划和倒排计划 需 求 可用能力 能力负荷计划会指出瓶 颈所在,为充分利用 瓶颈的生产率,应从 瓶颈向前,采用倒排 的方式安排生产;从 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 周期 能 可用能力 力 需 求 瓶颈向后,采用顺排 的方式安排生产。以 此来确定关键工作中 心的最大程度利用, 减少超负荷带来的压 力。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 周期 图9-8 无限能力计划和有限能力计划示意图 管理工程学院 9.6 投入/产出控制 投入/产出(I/O)控制与其说是一种能力计划,不如说是一种能力管 理措施。 它以工作中心的生产能力为对象,比较其计划投入、实际投入、计划 产出、实际产出、计划积压量和实际积压量之间的关系,来反映工作 中心的工作情况,提示可能存在的问题,从而物料的均衡流程和 生产的顺畅进行。 管理工程学院 表9-20 工作中心0433的投入/产出控制报告 计划投入 实际投入 偏差 累计偏差 计划产出 实际产出 偏差 累计偏差 实际积压量 当期 1 15 13 -2 -2 11 11 0 0 15 17 周期 2 3 15 10 12 8 -3 -2 -5 -7 11 11 10 12 -1 1 -1 0 19 15 单位:小时 4 5 10 10 11 10 1 0 -6 -6 11 11 12 8 1 -3 1 -2 14 16 管理工程学院 表9-20可以帮助我们推测工作中心的运行情况,例如: (1)计划投入与实际投入不符,说明物料未能按照计划准时到达,有两 种可能,一是计划制定有问题,二是上道工作中心出了问题; (2)计划产出与实际产出不符,说明本工作中心的执行情况,比如设备 的运行状态、员工的工作状态、产品质量的提升或下降、加班等; (3)计划投入与计划产出之间的差值,表明了来自车间生产计划的需求 能力与工作中心额定能力之间的差值; (4)实际投入与实际产出的差值,表明了在制品积压数量的变化。 可以对计划投入与实际投入、计划产出与实际产出的累计偏差以及实 际积压量一个控制界限,当累计偏差或实际积压量超过一定程度 时,通过调整投入和产出,将它们控制在合适的范围以内。 管理工程学院 新订单: 计划订单 确认订单 失控订单 控制 投入率 非正常投入 工作中心负荷: 已下达订单 在制品 潜在意外事件, 可能堵塞出口 产出率 图9-9 工作中心生产能力控制 控制 工作中心 能力 加工提 前期 管理工程学院 9.7 服务能力 服务能力指的是服务系统的生产能力,即一个服务系统提供服务的能力程度 ,通常被称定义为系统的最大产出率。 与制造业相类似,服务能力的表达也可以分为产出和输入两种方式,服务系 统同样有自己的设计能力与实际能力,以餐厅为例,其设计能力可以这样计 算: 每天可接待的顾客数=每天的营业时间 × 座位数 / 顾客平均用餐时间 但一般情况下,其实际能力是随顾客的密度和时间而变化的,因此很多餐厅 会雇佣临时工,让他们在用餐时间上班,既缩减了人工成本,又了必需 的服务能力。 有学者指出指出,需求达到能力的70%左右是一种理想的状态,这样既可以 使设备保持很高的利用率,又留有一定的余量可以应付突发状况。 并不是所有的服务系统都应如此。在某些不确定性大,风险高的部门,利用 率越低越好,比如消防、警备、医院等,必须保持很低的利用率;而相反, 对不确定性很低的部门,如客运,追求的是100%的利用率;最佳利用率的 确定,应由系统本身所提供的服务内容而定。 管理工程学院 【习题】 1、生产能力的实物计量单位有哪些?如何借助不同的单位来测定设备组的生 产能力? 2、不同层次的生产能力计划和物料计划是如何对应的?物料计划和生产能力 计划的关系是怎样的? 3、生产能力计划基础数据有哪些?各自的内涵是怎样的? 4、试比较RCCP与CRP。 5、投入/产出控制的作用是什么? 6、拉式生产系统下,其能力利用程度比推式生产系统高还是低?为什么? 7、找一项作业或服务,并描述如何测定其生产能力。 8、结合自己所寻找到的作业或服务,若粗能力计划编制时没有发现超负荷现 象,能力需求计划编制时却出现超负荷现象,试分析其原因和应对措施。 9、结合自己所寻找到的作业或服务,试分析I/O控制中可能出现的现象和原 因。 管理工程学院 10、某公司生产产品A,由部件B和C组装而成,其产品结构为 A B C 该公司MRP系统中的相关记录如下: 周期 A 1 2 3 4 5 6 毛需求 25 25 25 25 25 25 预计接收量 预计可用量 30 5 20 35 10 25 计划订单下 达量 40 40 40 说明:批量=40件,提前期=1,无安全库存 管理工程学院 周期 B 1 2 3 4 5 6 毛需求 40 40 40 预计接收量 20 预计可用量 20 0 20 20 10 10 10 计划订单下达 量 60 30 说明:批量=30件,提前期=1,无安全库存 周期 C 1 2 3 4 5 6 毛需求 40 40 40 预计接收量 50 预计可用量 10 20 30 30 40 40 40 计划订单下达 量 50 50 说明:批量=50件,提前期=1,无安全库存 管理工程学院 下表列出的是各工作中心及对应的时间定额: 操作 生产B 生产C 组装A 工作中心 R1 R2 R3 生产准备时间 2小时 3小时 2小时 加工时间 5分钟 9分钟 10秒 每一个工作中心的额定生产能力均为8小时,最大生产能力16小时。 请编制出各工作中心每个周期的能力需求计划,绘制出相应的负荷 图,分析其负荷情况,并列出参考措施。 管理工程学院

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