1、计划与控制系统,Chen Shaoxiang Nanyang Business School,物料需求计划 (MRP)企业资源计划 (ERP)精益生产技术 (JIT)约束理论(优化生产技术) TOC (OPT),计划与控制系统,MRP 的功能,最终产品,如何计划和控制所有零部件的生产和在制品库存，以有效地实现最终产品的生产计划?,生产什么(What)? 何时(When)? 多少(How Many)?,物料需求计划 (MRP),目的,确保原料，部件，成品的供应，以满足生产计 划的执行和按时交货维持最低的库存安排生产进度，客户交货以及采购任务,Collins 企业,全球最大的救护车制造商12 个主
2、要类型的救护车设计制造 - 18,000 种不同类型的零部件库存 - 6,000 种加工零部件 - 12,000 种采购零部件MRP: IBM 的 MAPICS,某国防部后勤服务计划系统,日用物资军用机件备件MRP:,主生产计划 (MPS), 9月 10 月 11月 12月 . 钻 1000 1300 1200 800 锯 2000 1500 1000 2500,总体生产计划,分解,+需求预测,已确认订单,初步生产能力计划,主生产计划 (MPS),预测部分,已知的订单部分,总需求,未来时间,需求,未来总需求是已知的(确认订单) 未知的(需预测) 组成,MRP最关心的四个基本问题是：需要什么？（
3、根据主生产计划确定）需要用到什么？（根据物料清单确定）已经有了什么？（根据库存记录文件确定）还应该做什么？采购？或生产？即什么时候下达采购 或生产/加工计划？（根据MRP运算结果确定）,MRP的工作逻辑,需求管理,总体生产计划,资源计划,主生产计划,初步生产能力计划,MRP,库存状态数据,物料结构清单,生产工 序文件,详细生产 能力计划,材料与生产能力计划,采购,供应商系统,订单发放,生产车间控制,前端,材料计划与控制系统,引擎,后端,物料生产计划,MRP 系统输入/输出,周期性的物料需求报告,每天物料需求报告,订单报告,采购需求报告,异常报告,MRP 程序,主生产计划,物料清单,生产准备时间
4、,(BOM),库存数据,采购数据,物料结构清单 (BOM),生产所需零部件及其数量表产品结构树 母件: 指定层次上一层的零部件 子件: 指定层次下一层的零部件零部件各层次编码 最高层为 0; 下一层为 1， 以此类推,物料清单(BOM) 产品结构树,基于生产提前期的产品结构,D,G,F,E,C,E,D,B,A,2 周,1 周,3 周,2 周,1 周,1 周,2 周,1 周,2 周,开始生产 D,这里，D 和 E必须完成后 才能开始生产 B,G,E,B,A,B(2),C(3),E(1),F(2),E(3),D(1),G(2),D(2),层次,0,1,2,3,结构层次编码,Excel,MRP 的一
5、个功能特点： “撞击”效应,可预测出作业内容的任何变更 (“撞击”) 将给 运作系统带来的后果， 并发出相应的指令,关键点,1. 多产品: 将所有产品零部件作总体综合需求分析 2. 计划周期: = 生产周期, 看预测准确性 3. 时间单位 (bucket): 4. 交货提前期: 不变? 5. 批量 6. 逐步递增的效应 7. 更新频率 (间隔): 更新变化, 重新运行 8. 生产能力需求及其可行性 9. 机器负载，时序安排，和车间生产控制,时段和时界（Time Buckets and Time Fence）,10,20,0,时间（周）,需求时界,已签约的 客户定单,能力资源约束,计划时界,冻结
6、时区,确认时区,应变时区,市场预测,计划期（Planning Horizon)时段（Time Buckets）时界（Time Fence）时区（Time Zone),批量策略,a. 适时批量(lot for lot) b. 固定批量(Fixed Lot Size)经济批量法(EOQ)最小批量法(Least Lot Size) c. 固定间隔期(Fixed Interval Time),原计划重新生成净改变,MRP的重新生成和净改变,能力需求计划,从工作中心文件获得排队时间，如下表所示,编制车间内部工序进度计划,工 作 中 心 负 荷 报 告,能力需求计划,负荷与能力调整(Load and Ca
7、pacity Balance),可用能力,MRP扩展,MRP闭环 MRP II 制造资源计划 ERP 企业资源计划,市场预测与,已有订单,物料,需求,计划(MRP),整体,生产,计划,资源,保障,主生产,计划(MPS),车间,作业,调度,生产能力,需求,计划(CRP),能否实现?,否, 调整 CRP, MRP, 或 MPS,是,生产工 序文件,MRP闭环,MRP II 的概念,市场营销,财务,设计,营运(MRP),中央,数据库,精益生产技术 (JIT),学习目标,了解精益生产技术 (JIT)的概念 比较 推式 和 拉式 系统 列举生产过程中的浪费种类 描述精益生产系统 描述精益生产系统的供应商
8、合作关系 了解精益生产技术对工厂布局的影响 了解精益生产技术对质量和员工的影响,浪费指的是 除了那些为产品增加价值的必不可少的最小量的设备，材料，部件，空间以及工人工作时间之外的任何东西。 Shoichiro Toyoda 总裁, Toyota,引言,过量生产 等待 运送 低效率的操作 库存 没有必要的工序和动作 产品缺陷,生产过程中浪费的种类,JIT既是一种哲学，也是一组技术，同时还是一种计划与控制的方法,传统生产模式与JIT生产模式下工序间的流程,传统模式:,JIT模式:,工序 A,缓冲库存,订单,交货,工序 B,工序 C,工序 A,工序 B,工序 C,订单,交货,缓冲库存,传统生产模式,
9、JIT 生产模式,强调提高生产能力利用率,问题将导致更多的停产,高库存将阻碍问题被暴露和解决,各工序不断出现的停产迫使库存水平提高,各工序产量提高,强调只在需要时生产,更少的停工,低库存有利于问题的暴露和解决,没有过剩的零件进入库存,生产能力利用率较低，但,传统生产模式与JIT生产模式下的 生产能力利用率,精益生产技术(JIT) 方法,生产过程中需要多少库存?,通常的观点:确定库存需求然后建立足够的库存来满足需求,日本人的观点:确定库存需求然后去 消除这些需求,库存是一种浪费!,废品,在制品库存水平 (隐藏的问题),供应商 不可靠,生产能力 不稳定,降低库存 减少浪费,决策慢,废品,库存的降低
10、能暴露出生产中的问题， 从而解决问题。,供应商 不可靠,生产能力 不稳定,降低库存 减少浪费,在制品库存水平,决策慢,废品,库存的降低能暴露出生产中的问题， 从而解决问题。,供应商 不可靠,生产能力不稳定,降低库存 减少浪费,决策慢,同义词,精练化运作 连续流程制造 高增值制造 零存货生产 消除浪费的战争 快速加工型制造 极短周期型制造,JIT 定义:,JIT 是一种以需求即时满足顾客、完美的质量和零浪费为目标的生产管理方法更完整的定义是:改善整体生产率和杜绝浪费运作系统在正确的时间、正确的地点，以最小的成本(最少的设备、机器、物料和人力资源)，生产和交付恰好可以满足需求的正确数量和正确质量的
11、零件。依赖于对供应方柔性和使用者柔性的平衡有赖于员工的全面参与和团队协作核心思想：简单化,持续地强迫式地解决问题的管理理念 零部件是在需要的时间被 拉 进生产流程到达需要的地方,如何做到?,出库,进库,装配过程,油漆(红色),切削,精益生产技术(JIT) 基本原理,油漆(蓝色),P,日语，译作“卡片” 发音 kahn-bahn (不是 can-ban) 下游授权上一级开始生产 在工厂生产过程中拉动 原材料/加工件 可以是卡片, 旗子, 语言 等等. 与固定大小的容器一同使用 增加或减少容器数量就能改变生产速度,看板(Kanban),供应 生产 配送 系统,供应商配送库存,运送中的原材料,运送中
12、的子装配件,运送中的维护维修 和订购的零部件,原材料库存,在制品库存,工厂成品库存,部件库存,维修库存,采购,生产和库存控制,运输,零售商库存,订单,仓库库存,生产过程中的库存,客户运送库存,订单,推式与拉式 系统,推式 系统: 材料被 推 到下一级的加工点，而不管下一级加工点的相关资源是否已经具备拉式 系统:材料被 拉 到下一级的加工点，只是在需要的时候,上道工序,下道工序,上道工序,下道工序,消除浪费 (时间，库存，废品)暴露问题和瓶颈 由偏差引起 偏离最优优化生产 通过减少库存自治，持续改善,精益生产技术(JIT)的作用?,浪费降低率 (%),82%,50%,50%,30%,30%,20
13、%,40%,0%,20%,40%,60%,80%,100%,在制品库存,原材料库存,交货周期,空间,成品库存,废品,生产准备时间,精益生产技术(JIT) 在惠普减少浪费,偏差产生原因,员工，机器以及供应商制造出的零部件不符合标准，太迟，或数量不准确 工程制图或规范说明不准确 生产人员在工程制图和规范完成前试图进行生产 客户需求不明确,供应商,预防性维护,布局,库存,生产时序 安排,质量,员工授权,JIT,精益生产技术(JIT) 成功因素,后勤,原料的供应和制成品的发送会产生浪费 供应和采购双方建立 JIT 伙伴关系 JIT伙伴关系可避免 不必要的活动 工厂内部的库存 运输过程中的库存 表现较差
14、的供应商,供应商,JIT 伙伴关系的特点- 量化,稳定的产出率 小批量，高频率的发送 长期的合同 最少化的书面工作 整个合同期发送数量固定 不允许过多或过少 供应商每包材料数量，次序，时间准确 供应商降低其生产批量或存储没有发送的产品,对供应商最少化的产品说明 帮助供应商达到质量要求 采购和供应双方的质保人员联系密切 供应商采用流程控制图而不是抽样检测,JIT 伙伴关系的特点- 质化,JIT过程,传统过程,客户,供应商,供应商,生产过程(水流),库存 (停滞的水洼),材料 (水),改进生产,使用多个小型机器而不是一个大型机器能使系统更具灵活性和可靠性,3.5 吋软盘只有面朝上才能放入驱动器.
15、这种特征， 以及软盘不是正方形的特点, 可以防止不正确的使用. 这是一种控制方法.,警示灯或声音提示驾驶员可能出现的问题. 这是一种控制或警示方法.,Poka Yoke (防差错设计),如果太多的抽屉打开的话，文件柜会翻倒. 一些文件柜的设计是, 打开一个抽屉就会同时锁住其他抽屉，这样文件柜就不会翻倒。这是一种控制方法。,信封上开口不仅是一个省时的做法. 同时防止了错装信封的可能。这也是一种控制方法。,Poka Yoke (防差错设计),布局设计,缩短距离 为各大类产品建立生产中心 增加灵活性 柔性，可移动设备 员工要求 多技能培训; 快速反应 Poka-yoke 防差错系统 减少空间与库存
16、为库存设计较小的空间,JIT 目标: 减少人员和材料的移动，移动也是一种浪费!,功能化制造布局,制作单元(生产中心)布局,锯床,车床,研磨机,热,处理,车床,车床,车床,锯床,热,处理,研磨机,研磨机,冲压机,冲压机,1,1,2,3,4,5,2,6,锯床,冲压机,制作(生产)单元 与功能化制造 的布局,好处？,JIT 库存策略,采用拉式系统来移动库存 减少生产批量 缩短生产准备时间 与供应商建立 JIT 的供应系统 把材料直接发送到相应的生产中心 严格按照进度表来执行 采用成组技术,为降低库存，需减小生产批量,时间,库存水平,批量 200,批量 80,平均库存 = 100,平均库存 = 40,
17、平均库存 = (批量)/2,客户订货 10,批量大小 = 5,批量 1,批量 2,批量大小= 2,批量1,批量2,批量3,批量4,批量5,减小生产批量 增加了批量的数量,批量大小,成本,库存成本,总成本,生产准备成本,最优化的 批量大小,这会增加生产成本,较小的 批量,除非生产准备成本也降低,减少机器切换时间,70 末丰田公司夹具小组 10 分钟 800 吨压力机换模美国： 6 小时 德国： 4 小时,车蓬和保险杠混合生产,招数： 内换 + 外换,缩短生产准备时间的步骤,原来的生产准备时间,把整个过程分解为准备工作和实际的机器操作，在不停机的情况下，做尽量多的事情 (节省 30 分钟),把材料
18、放近加工设备，节省物料搬运时间 (节省 20 分钟),标准化的配套工具提高加工效率 (节省 15 分钟),90 分钟,60 分钟,45 分钟,25 分钟,15 分钟,使用 触卡式(one-touch) 系统来减少机器或加工料的调整(节省 10 分钟),培训操作员工，标准化工作流程(节省 2 分钟),步骤 1,步骤 2,步骤 3,步骤 4,步骤 5,13 分钟,JIT 生产进度计划策略,与供应商共享生产进度安排 制定产品层次的生产进度计划 冻结部分生产进度计划 按计划严格执行 力争生产批量为单件 消除浪费 尽量小的生产或运送批量 使用看板(kanban) 确保每次操作的质量,库存水平,库存水平,
19、小批量高频率的货物交付有助于降低库存水平,尽量小的生产或运送批量,降低生产计划中小的质量变化所引起的连锁反应 (如, 最终的装备件) 生产数量按时间均衡分布 (如, 7/天) 每天生产同样的产品品种 可保证频繁、小批量的生产 零部件 月生产量 日生产量 A 40 2 B 60 3,平准化生产计划,A,A,A,B,B,B,C,JIT 小批量生产,大批量生产,时间,时间,A,A,B,B,B,C,A,A,A,B,B,B,B,B,B,C,C,如果生产准备时间缩短，JIT 能在同样时间内生产出同样数量的产品,小批量与大批量生产,小批量生产增加了满足客户需求的灵活性，柔性,使机器设备保持工作状态的所有活动
20、 防止 机器当机 JIT 有计划的，每天的维护工作 设备操作员执行预防式维护 了解机器 对产品质量负责,预防式维护 (PM),JIT 质量策略,采用统计过程控制 (SPC) 员工授权 建立防错措施 (poka-yoke, 核对列表) 快速反馈,成效,排队和延误减少, 输出加速, 资产占用减少, 订单增加 质量提升, 浪费减少 成本降低, 利润增加，销售价格下降 生产中质量偏差下降 返工减少,浪费减少，订单增加,收益,能对客户需求作出快速反应，达到较高的质量水平,竞争优势!,然而，失败的例子显示 JIT 不适合于高度变化的环境!,MRP 与 JIT,MRP 是将终产品客户需求的生产计划指令经分解
21、后直接 下达到每一个零部件，保证性强， “撞击”效应快,JIT 一级级传下去，有时间差。,更适合以数量为基础的每周需求。更适合多品种复杂的产品,很好的内政部长。,更适合以速度为基础的每周需求。,JIT 与 MRP 分享物料清单(BOM),JIT 与 MRP混合系统,制造中心 1,制造中心2,制造中心3,主生产计划,订单管理系统,简化后的物料清单,物料需求计划,工厂装配计划,采购计划,供应商,在制品,最终装配,看板(Kanban)控制,MRP 控制,JIT 与 MRP 共存,高,低,产量,低,高,基于工作的 控制技术， 如PERT,品种,多,少,集成技术控制,MRP,JIT + MRP,JIT,控 制 水 平,JIT, MRP, 还是 两者都有?,
