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1、生产计划与控制1工业工程概论第5章 生产计划与控制1 5.1 生产计划与控制概述1 5.2 生产计划1 5.3 车间作业计划与控制生产计划与控制2工业工程概论5.1 生产计划与控制概述1生产计划与控制（Production Planning and Control,PPC)u是生产与运作管理的核心技术；u是企业提升生产系统效率和效益的有效手段之一。目的：缩短交货期，降低库车和生产成本，从而提升企业的综合竞争力。重点：制造业涉及：生产计划的制定、执行与控制生产计划与控制3工业工程概论5.1 生产计划与控制概述1生产计划与控制（Production Planning and Control,PPC
2、)u生产计划制定：预测需求确定产品品种与产量设置产品交货期编制产品出产计划、厂级生产计划与车间作业计划统计生产进度情况。生产计划与控制4工业工程概论5.1 生产计划与控制概述1生产计划与控制（Production Planning and Control,PPC)u生产计划的执行：合理组织生产要素：劳动者（工人、技术人员、管理人员、服务人员）劳动资料（厂房、机器、工艺装备、工具、能源）劳动对象（原材料、毛坯、在制品、零部件、产品）信息（技术资料、图样、市场信息、订单、计划、工作指令）u生产计划的控制：订单接受控制投料控制生产进度控制库车控制。生产计划与控制5工业工程概论5.2 生产计划经营目标
3、综合生产计划主生产计划物料需求计划自制件生产计划生产作业计划外协计划材料采购计划外购件需求计划生产过程规划产品需求及预测生产能力测定生产能力综合平衡生产能力粗平衡能力需求计划产品开发与设计u 生产计划体系生产计划与控制6工业工程概论5.2 生产计划1 综合生产计划1 主生产计划1 粗能力计划1 物料需求计划1 细能力计划1 车间作业计划与控制生产计划与控制7工业工程概论5.2 生产计划1 综合生产计划u综合生产计划又称生产大纲，是根据市场需求预测和企业所拥有的生产资源，对企业计划期内出产内容、出产数量以及为保证产品的出产所需的劳动力水平、库存等措施所做的决策性描述。u综合生产计划一般是以年度为
4、计划时期，因此也叫年度生产计划。对于多品种中小批量生产企业，综合生产计划的时间长度可以缩短到季，计划时间单位是月。u综合生产计划的编制的基础数据主要是销售计划、库存、企业综合生产能力等。生产计划与控制8工业工程概论5.2 生产计划1 综合生产计划综合生产计划需求预测 订货合同 生产能力 库存 相关成本q 基本生产成本q 库存成本q 延期交货成本q 与生产率相关的 变动 成本 指标体系1.产品品种（生产什么）2.产品产量（生产多少）3.产品质量（等级）4.产品产值（商品产值、总产值、净产值）5.出产期生产计划与控制9工业工程概论5.2 生产计划1 综合生产计划综合生产计划 综合生产计划生产计划与
5、控制10工业工程概论5.2 生产计划1 综合生产计划 综合生产计划编制策略q 追赶策略销售量生产量追赶策略产量时间适时改变劳动力水平或调节生产速率来适应需求变化生产计划与控制11工业工程概论5.2 生产计划1 综合生产计划 综合生产计划编制策略q 平衡策略生产量销售量均衡策略时间产量均衡策略即生产计划是均衡的，生产量不随需求的波动而变化，满足市场的需求是通过库存的变化来实现。当销售低于产量时库存增大，当销售高于产量时，库存减少。生产计划与控制12工业工程概论5.2 生产计划1 综合生产计划q 混合策略生产量销售量混合生产策略 混合生产策略时间产量混合策略的特点：从长时间范围看是追赶的，但在一定
6、的短时间范围内则是均衡的。采用什么样的策略，着重考虑与比较两种费用的关系：一是改变生产水平的费用，二是库存费用。综合生产计划编制策略生产计划与控制13工业工程概论5.2 生产计划1 综合生产计划需求预测是一个很重要的问题。需求预测准确，生产能响应市场；预测不准确，造成库存积压或缺货。综合生产计划编制步骤v 市场需求分析需求分析包括未来需求预测，用户的现有订单、未来库存计划。q（1）调查研究、收集资料，确定市场需求生产计划与控制14工业工程概论5.2 生产计划1 综合生产计划 综合生产计划编制步骤q（2）外部约束条件与企业内部生产条件分析v 外部约束条件v 内部生产条件分析原材料、协作件、燃料、
7、资金计划完成情况、设备状况、协调情况、生产能力、技术准备情况、库存情况、职工劳动情况、工人人数及比例等生产计划与控制15工业工程概论5.2 生产计划1 综合生产计划q（3）拟订生产指标方案，进行方案优化工作品种的选择和搭配；产量指标的选优和确定；产品出产进度的合理安排；车间之间的选择等。q（4）综合平衡确定生产计划指标v 生产任务和生产能力的平衡v 计划指标之间的平衡v 综合计划与长期生产计划之间的平衡q（5）审核批准综合生产计划（例5-1）综合生产计划编制步骤生产计划与控制16工业工程概论5.2 生产计划例5-1：某厂用A、B、C、D四种材料生产X1,X2,X3三种产品，X1产品每万件利润6
8、万元，X2产品每万件利润10万元，X3产品每万件利润6万元，四种材料的消耗定额与供应量如下表所示。求获利润最大时各产品的生产量。在仅考虑资源约束（没考虑能力约束）条件下的最优解：X1=10万 X2=30万 X3=20万s.t.生产计划与控制17工业工程概论5.2 生产计划1 主生产计划根据综合生产计划的要求，对综合生产计划进行细化和分解，做出产品出产的进度安排。在该进度安排的基础上，确定每一计划对象在每一具体时间段内的生产数量。处理两个问题：1.如何处理非均匀需求2.如何安排各时间段的生产数量明确约束条件：q 在决定产品批量和生产时间时必须考虑资源的约束。q 综合计划所确定的某产品在某时间内的
9、生产总量应以有效方式分配在该时间段内的不同时间生产；q 主生产计划制定的生产总量必须等于综合生产计划确定的生产总量；生产计划与控制18工业工程概论5.2 生产计划1 主生产计划例5-2一月 二月 三月 四月 五月 六月自吸泵系列 6000 5600 6500 5650 5800 6200管道泵系列 3000 2900 3200 2900 2850 3100某农用泵厂16月份综合生产计划（台）（P.195）月份 一月 二月周次 1 2 3 4 5 6 7 8QB清水泵 400 500 400 500 400 500IQ离心泵 1200 1100 1200 1000 1000 1000WZ系列自吸
10、泵400 400 400 420 400 380月产量 6000 5600表5-3 自吸泵系列12月份主生产计划（台）生产计划与控制19工业工程概论5.2 生产计划 主生产计划制定的步骤和程序 主生产计划制定的步骤和程序MPS的确定过程是一个反复试行、不断修正的过程（滚动计划），主要包括计算现有库存量、确定主生产计划产品的生产量与生产时间、计算待分配库存等，然后经过粗能力计划分析，最后批准下达。（1）计算预计可用库存量(Projected on-hand inventory，POHI)，即每周需求被满足之后剩余的可利用的库存量t周末的预计实有库存量t 周的主生产计划生产量t周的预计需求t周的实
11、际需求即顾客订单量生产计划与控制20工业工程概论5.2 生产计划 主生产计划制定的步骤和程序 主生产计划制定的步骤和程序（1）计算预计可用库存量(Projected on-hand inventory，POHI)，即月份 一月 二月周次t 0 1 2 3 4 5 6 7 8Dt400 500 0 400 0 500 400 500MQt380 550 400 300 400 0 0 0It300 400 350 450 50 150 150 250 250Pt500 500 500 0 500 500 500 500表5-4 QB清水泵现有库存量、主生产计划量和生产时间生产计划与控制21工业工
12、程概论5.2 生产计划（2）确定主生产计划的生产量和生产时间决策依据：保证预计实有库存量为非负值确定方法：当本期期初库存量与本期订货量之差大于0，则本期主生产计划量为0 当本期期初库存量与本期订货量之差小于0，则本期至少生产一个MPS批量，生产几个批量要看两者的差额及批量大小而定 主生产计划制定的步骤和程序 主生产计划制定的步骤和程序生产计划与控制22工业工程概论5.2 生产计划 主生产计划制定的步骤和程序 主生产计划制定的步骤和程序月份 一月 二月周次 1 2 3 4 5 6 7 8需求预计 400 500 0 400 0 500 400 500订货量 380 550 400 300 400
13、 0 0 0现有库存300 400 350 450 50 150 150 250 250主生产计划量 500 500 500 0 500 500 500 500表5-4 QB清水泵各期现有库存量、主生产计划量和生产时间450-400=50，不生产300-400 0，生产一个批量500生产计划与控制23工业工程概论5.2 生产计划 主生产计划制定的步骤和程序 主生产计划制定的步骤和程序（3）计算待分配库存（Available-to-promise inventory，ATP）待分配库存是指销售部门在确切时间内可供货的产品数量。分两种情况进行计算 第1期待分配库存量的计算：以后各期的主生产计划量的
14、制定：方法为期初预计实有库存量加上本期主生产计划量减去下次生产前各期的全部订货量各期只有生产时才存在待分配库存量。方法为该期主生产计划量减去从该期到下次生产前各期的全部订货量生产计划与控制24工业工程概论5.2 生产计划 主生产计划制定的步骤和程序 主生产计划制定的步骤和程序表5-5 主生产计划各期的待分配库存量（ATP）?期初现有库存量加上本期主生产计划量减去第1周的订货量，即：300+500-380=420?本周主生产计划量减去第3、4周的全部订货量，即：500-（400+300）=-200月份 一月 二月周次 1 2 3 4 5 6 7 8需求预计 400 500 0 400 0 500
15、 400 500订货量 380 550 400 300 400 0 0 0现有库存300 400 350 450 50 150 150 250 250主生产计划量 500 500 500 0 500 500 500 500待分配库存量 420-50-200 0 100 500 500 500是销售部门接受订单的决策依据之一。生产计划与控制25工业工程概论5.2 生产计划1 粗能力计划粗能力计划主要用于核定瓶颈工作中心、人力和原材料等资源条件（生产能力）是否支持主生产计划的初步方案；与年生产计划的能力核定不同的是，粗能力计划是在全年生产能力核定的基础上，进一步检查每月或每周关键工序（瓶颈工序）的
16、工时能否支持MPS，判断主生产计划的可行性。具体方法1：1、综合因子法 2、能力清单法3、资源描述法 生产计划与控制26工业工程概论5.2 生产计划1 粗能力计划2.能力清单法：是最终产品在各个关键工序上的细能力清单。Step 1：使用标准工时计算每一产品在各关键工序所需的直接劳动时间。例5-2：表5-10 自吸泵系列关键工序的直接劳动时间（小时）产品 定子绕组 成品装配QB清水泵 0.275 0.300IQ离心泵 0.367 0.700WZ系列自吸泵 0.250 0.350生产计划与控制27工业工程概论5.2 生产计划1 粗能力计划Step 2：决定关键工序能否承受主生产计划所规定的生产量。
17、计算MPS需求资源：用MPS中每一项目的每周生产量乘以关键工序的能力需求。例如，根据表5-3的主生产计划，第2周定子绕组工序的负荷为：第2周成品装配工序的负荷为：生产计划与控制28工业工程概论5.2 生产计划1 粗能力计划 汇总标准机时（表5-11）关键工序周次1 2 3 4 5 6 7 8定子绕组210 677.9 503.7 550.4 472 604.5 572 137.5成品装配260 1130 910 960 847 990 953 150 资源与需求比较：可用的人工小时 需求的人工工时 加班 可用的机器小时 需求的机器工时 转包，外协 若无法调整资源以适应需求，则修改主生产计划；若
18、能力与需求平衡，则批准主生产计划。Step 3：生产计划与控制29工业工程概论5.2 生产计划1 物料需求计划（Material Requirements Planning,MRP)u 制造业的主要问题:主生产计划（MPS）产品信息，物料清单（BOM）库存信息，物料可用量采购计划,加工进度计划1 生产什么？2 用到什么？3 已有什么？4 还缺什么？何时定货/生产？（量）（期）生产计划与控制30工业工程概论5.2 生产计划1 物料需求计划NY主生产计划（MPS）物料需求计划（MRP）细能力计划（CRP）市场预测客户订单库存信息物料清单（BOM）车间作业计划 采购计划可行否？物料需求计划体系框架生
19、产计划与控制31工业工程概论5.2 生产计划1 物料需求计划 物料需求计划将物料按照需求特性分成独立需求物料和相关需求物料，并按照主生产计划和产品的物料结构，采用倒排计划的方法，确定每个物料在每个时间分段上的需求量，以保证在正确的时间内提供数量正确的所需物料。生产计划与控制32工业工程概论5.2 生产计划1 物料需求计划 MRP是一种既要降低库存，又要不出现物料短缺的计划方法1)保证生产-满足市场需求2)控制库存-降低成本 MRP不仅说明供需之间品种和数量的关系，更重要的是说明了供需之间的时间关系；不仅说明需用时间，还要根据提前期说明下达计划的时间 要做到这一点，必须以物料为对象，划细时间段（
20、取周或天，不是月），区分需求和供给的优先顺序生产计划与控制33工业工程概论5.2 生产计划1 物料需求计划处理的问题 需用信息生产什么？生产多少？何时完成？现实、有效、可信的MPS要用到什么？准确的BOM，及时的设计更改通知已有什么？已订货量？到货时间？已分配量？准确的库存信息下达订单跟踪信息配套领料单、提货单还缺什么？批量规则、安全库存、成品率下达定单的开始日期？提前期MRP的信息处理生产计划与控制34工业工程概论5.2 生产计划1 物料需求计划-物料清单u 物料清单（Bill of Materials，BOM）是指产品结构的技术性描述文件，表明了最终产品的组件、零件直到原材料之间的结构关系
21、和数量关系。表明了构成产品的各种零部件及其之间的相互关系。P(LT=2)A(LT=1)D(LT=2)C(LT=2)2C(LT=2)B(LT=1)E(LT=3)2B(LT=1)B(LT=1)E(LT=3)0级1级2级3级产品结构树生产计划与控制35工业工程概论5.2 生产计划13000套 1.0E10000件 1.0X11000件 1.0A11100件 1.0C11110m2 1.0O0123结构层次独立需求件相关需求件11200D件 4.0R12100m3 0.212000件 4.0B11210P m3 0.2方桌桌面桌腿面 框板材方木1螺钉 胶 油漆方木2销产供产 品 结 构 树生产计划与控
22、制36工业工程概论5.2 生产计划自吸泵泵体 连接体 电动机电动 机筒定子 转子 轴承叶轮 密封件自吸泵设计的物料清单生产计划与控制37工业工程概论5.2 生产计划物料号：图号：版次：计量单位：批量：现有量：物料名称：类型：分类：提前期：累计提前期：层次 物料号 物料名称 计量单位数量 来源 生效日期失效日期成品率 累计提前期（天）0 QB6000 QB60清水泵台1自制80%31 QB60010 QB60泵体套1外协100%11 QB60020 QB60连接体套1外协100%12 QB60031 QB60电机筒个1外协100%12 QB60032 QB60电机端盖个2外协100%1表5-12
23、 清水泵物料清单 生产计划与控制38工业工程概论5.2 生产计划1 物料需求计划提前期u 提前期是以产品应完工日期为起点，根据物料BOM结构进行倒排计划，倒推到各个零部件最晚应该开始加工的时间或采购订单的发出时间的这一段时间。u物料需求计划中的提前期通常是指从订单发出至订单接受的这段时间。它是一种倒向排序的计划，主要回答何时生产或需要的问题。v采购提前期v生产准备提前期v加工提前期v装配提前期v总提前期生产计划与控制39工业工程概论5.2 生产计划1 物料需求计划批量规则v 按需确定批量（净需求）问题：能力，成本v 经济批量（外购）订货量 Q库存持有成本订货成本总成本最经济的订货量 经济批量模
24、型 成本Q*设：Q采购批量 N年需求量 A一次采购成本 C单位年库存持有成本库存成本：E1=Q/2*C采购成本：E2=N/Q*A总成本：E=E1+E2令：E1=E2 生产计划与控制40工业工程概论5.2 生产计划1 物料需求计划批量规则v 经济批量例5-3：某厂年需某零件5000件，存储费每件每年2.5元，订购费用每次20元，订货提前期为7天。最佳订购批量为多少？最佳订货点库存：R=5000/3657=96(件)v 固定批量法v 最小总费用法v 最小单位费用法生产计划与控制41工业工程概论5.2 生产计划1 物料需求计划 工艺路线工艺路线是制造某种产品过程的细化描述，包括要执行的工序名称、工序
25、顺序、有关的工作中心、每个工作中心所需的设备、设备或工作中心的准备时间、运行时间的标准工时、工序作业所需的零部件、配置的人力，以及每次操作的产出量。安全库存信息物料需求计划的计算逻辑是，根据总需求和现有库存量的大小来确定净需求量。安全库存的具体数量是根据物料项目的历史资料、要求的服务水平（即缺货率）采用有关统计分析方法计算得到。生产计划与控制42工业工程概论5.2 生产计划1 物料需求计划编制步骤 计算总需求量确定需求总量应考虑1.物料清单需求总量的计算从最终产品开始，层层向下推算直至采购材料或外购件为止2.相关需求和独立需求如果上例中的零部件C既是产品A和B的零部件，又是具有独立需求的产品，
26、那么计算其需求量的时候便要同时考虑其相关需求和独立需求3.提前期计算各自的生产开始时间，要用主生产计划中的时间减去生产提前期生产计划与控制43工业工程概论5.2 生产计划1 物料需求计划编制步骤例5-4：（P.208）A（L T=1）2C（L T=2）B（L T=1）3C（L T=2）生产计划与控制44工业工程概论5.2 生产计划1 物料需求计划编制步骤（1）计算总需求量周次 1 2 3 4 5 6 7 8产品A 75 75产品B 40 40MPS周次 1 2 3 4 5 6 7 8产品A产品B生产开始时间周次 1 2 3 4 5 6 7 8C需求总量物料项目：C名称：零部件生产批量：230生
27、产周期：2周安全库存：50个75407540150120 120150生产计划与控制45工业工程概论5.2 生产计划（2）计算净需求量假定零部件C在第1周的期初库存为47个单位，预计入库量为230个单位，安全库存量为50个单位周 次 1 2 3 4 5 6 7 8需求总量 150 0 0 120 0 150 120 0期初库存 47预计入库量 230是否缺货净需求量否0否 否是0 0 43127 127127净需求量=总需求量+安全库存量-现有库存-预计到货量0000000否是是 否0150120 0505050 50230+47-150=127120+50-127=43生产计划与控制46工业
28、工程概论5.2 生产计划（3）批量编制-确定计划订单交货量根据零部件的订货方针，确定各零部件按订货方针组成批量，按完工顺序排列的计划订单采用固定生产批量：230个零部件C的批量编制周 次 1 2 3 4 5 6 7 8净需求量 0 0 0 43 0 150 120 0库存新增按完工顺序排列的计划订单230187 187 37230147 147230+37-120=147生产计划与控制47工业工程概论5.2 生产计划把按完工顺序排列的计划订单减去提前期，就可得到按开工顺序排列的计划订单零部件C的计算提前期及投入量周 次1 2 3 4 5 6 7 8按完工顺序排列的计划订单230 230按开工顺
29、序排列的计划订单230230（3）批量编制-确定计划订单投入量生产计划与控制48工业工程概论5.2 生产计划X(LT=2)1A(LT=2)B(LT=1)2D(LT=2)C(LT=2)2B(LT=1)0级1级2级A、B采用按需批量法订货。A现有库存10个，第一周计划到货10个。B现有库存5个，第二周计划到货10个。A除了满足X的装配需求外，目前还接到来自市场的两份订单：第5周要求供货20个单位，第7周要求供货30个单位。周次 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10MPS量 0 0 0 0 20 0 25 0 0 15 X产品的主生产计划1 物料需求计划-案例生产计划与控制49工业工程概论5.2 生产计划项 目 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10A 总需要量 20 25+20+30 15可用库存量10 20 20 0 0 0 0 0 0净需求量 0 45 30 15计划交货量 0 45 30 15计划发出订货 0 45 30 15B 总需要量 40+45 50+30 15 30可用库存量5 5 15 0 0 0 0 0 0净需求量 70 80 15 30计划交货量 70 80 15 30计划发出订货 70 80 15 30周次 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10MPS量 0 0 0 0 20 0 25 0 0 15