MTS环境下多品种小批量生产计划管理

生产计划管理是生产管理的首要环节。它为计划期规定生产活动的目标和任务，包括计划期应生产的产品品种、产量和时间进度，以指导企业的生产工作按照经营目标的要求进行。

对于制造企业，生产计划的制定方法根据是面向订单生产(MTO)还是面向库存生产(MTS)的生产环境而有所不同。尤其是在MTS环境下多品种小批量生产方式下的制造装配型企业，生产主要是为了满足订单和短期市场的需求。由于不同品种的结构、生产能力有较大的差异，又没有办法预测出相对长时期的市场需求，所以长期生产计划只能起一种指导作用。这类企业生产计划管理的重点是以主生产计划和生产作业计划为主，包括由主生产计划扩展的物料需求计划、生产能力计划和成品装配计划等。这也是本文研究的主要内容。

1制造企业生产计划管理的主要内容

如图1所示，生产计划系统是一个以长期资源计划、综合生产计划、主生产计划，物料需求计划和详细作业计划为主线，包括预测、需求管理、分销计划、能力计划等，并以生产控制信息的及时反馈连接构成的复杂系统。

1.1主生产计划

主生产计划(MasterProductionSchedule，MPS)是MTS环境下多品种小批量生产方式下的制造装配型企业生产计划系统的核心，它是联系生产计划与市场销售计划的桥梁。主生产计划的期限一般为季度或月度，它规定企业何时生产、生产多少最终产品的问题。制造装配型企业根据产销综合计划分别按产品的品种、型号、规格编制它们在计划期内的产量任务，并根据它制定物料需求计划、生产能力计划和生产作业计划。

制造装配型企业的主生产计划的处理对象是装配好的成品，并按照时间段计划企业最终产品的数量和生产期，试图达到市场需求和企业可用资源之间的平衡。主生产计划使企业能宏观地安排主要生产活动和市场计划。它是在考虑库存、批量、提前期等计划因素后，经过运算，编制出主生产计划。

1.2物料需求计划

物料需求计划就是制定原材料、零部件的供应和库存计划，决定外购什么、什么物料需要什么时候定货或开始生产以及定多少、每次订货和的批量是多少。它是根据产品的物料清单(BillofMaterial，BOM)和零件的可用库存量，将主生产计划展开成最终的、详细的材料需求及零件外协加工作计划。对于多品种小批量制造装配型企业。由于产品种类较多，往往涉及成千上万种不同规格的材料的零件品目，只要有一种缺货，就会影响整个产品的加工和装配进度。故对于装配型制造企业来说，物料需求计划对确保主生产计划和顾客订单的及时齐套交付非常关键。物料需求计划工作复杂、琐碎但又十分重要，故企业的实际应用中一般会采用计算机来管理物料需求计划和库存。

1.3生产能力计划

主生产计划和物料需求能否按期实现的关键是生产作业计划是否与实际生产能力相吻合。超出现有生产能力的作业计划必然被延迟，只有满足现有生产能力约束的生产作业计划才是可行的，故生产能力计划是生产作业计划的保障。能力计划一般分为两个层次：第一个层次称为粗能力计划，其功能是在主生产计划制定阶段根据产品工艺路线对关键生产设备或称为“瓶颈”环节的负荷进行概算，以确认主生产计划是否可行并进行必要调整；第二个层次称为详细能力计划，它是在制定物料需求计划阶段，根据零件品目的加工批量和工艺路线，对每台主要设备的负荷进行测算，如果作业计划超出生产能力限制，则考虑采取加班、外包、调整加工次序等措施确保计划的进度安排.在大量生产方式下，如果经粗能力计划平衡后的主生产计划切实可行，则一般可省去详细能力计划这一步。但是在多品种小批量生产方式下，详细的生产能力计划才能确保生产计划的实施。

1.4生产作业计划

生产作业计划是企业生产计划的具体执行计划，这种具体化表现在将生产计划规定的产品任务在规格、空间、时间等方面进行分解，即在产品方面具体规定品种、数量；在作业单位方面具体规定到车间、班组乃至设备；在时间上细化到旬、周、日等。所以生产作业计划不仅决定作业在各加工中心的加工顺序，还决定每个产品在各加工中心处理的时间。它的计划期一般为日或一个轮班，它是依据主生产计划完工时间，物料需求计划中各零件计划到位时间，以及产品的加工次序，充分利用瓶颈环节生产能力，保证生产中心按期完工，准时提供零部件，同时尽量使设备负荷均衡并使在制品库存尽量减少。生产作业计划的一个主要任务是安排关键设备或瓶颈环节零件加工的优先次序。对于多品种多加工次序的安排问题，是一个很复杂的问题，原因是在现实中，生产运作必须面临重置时间、加工时间、中断等各种改变，作业组本身的变化以及外部供应商交货不准确性等问题。

2生产计划制定的方法

2.1主生产计划的制定方法

制造企业的主生产计划制定时需要确定在一个短期内(通常是月度或季度)需要生产的产品品种、生产时间、生产批量。

2.1.1确定生产批量

MTS环境下多品种小批量生产方式下的制造装配型企业的主生产计划一般采用经济生产批量法确定生产批量，确定经济生产批量需要建立经济批量模型进行计算，因为生产批量太小会增加因为调整产品而产生的费用，而生产批量太大会增加库存和资金占用的成本。所以MTS环境下的制造企业必须确定经济的批次容盆，以平衡这些成本，经济生产批量计算的公式如下：

(1)式中：Q*——经济生产批量D——年需求量
C1——库存成本d—需求率
p——生产率C3一生产调整费用

2.1.2确定生产品种和生产时间

面向库存的制造装配型的企业的需求管理是建立在对许多顾客未来需求的预测基础上的。先根据预测需求量和库存量的平衡计算预期库存量，如果某品种在计划期末的预期库存量为0，那么这个品种的产品需要在计划期内安排生产。将现有库存量按照平时需求量计算预期库存量为0的时间，并最迟在预期库存量为0的时间减去生产周期的时间前安排生产。

2.2物料需求计划的方法

2.2.1物料管理的ABC分类法

ABC分类法的基本思想是：按照所控制对象价值不同或重要程度的不同将其分类，分别采用不同的管理方法。企业的物料种类非常繁多，但是它们的价值并不一样，有的很贵，有的很便宜，所以需要把他们按价值分为A、B、C三类，根据实际情况也可以分为两类或四类。对于比较贵重的A类应该重点管理，严格控制，保持完整和准确的库存记录，同时也有专门的人负责其采购需求计划，对于最便宜的C类物料则可以进行简单的管理。

在多品种小批量生产方式下的制造装配型企业，物料品种繁多，如果不按ABC分类法进行分类管理，那么很容易出现混乱的局面，如可能同时出现如下两种局面：一边是积压大量物料库存资金；一边是部分物料没有及时到位。在多品种小批量生产方式下的制造装配型企业，很多都是生产系列产品，其核心的材料一般都是通用的物料。所以一般情况下，可以将物料分成如下三类：A类贵重的通用物料；B类某品种专用物料；C类廉价的通用物料。

在物料需求计划管理中，一般可以采用定量定货法、定期定货法、MRP订货法，表1是上述三种物料需求计算方法的要求和特点。

MRP计算法在MTS环境下多品种小批量生产方式下的制造装配型企业应用最多。如果全部物料采用MRE，计算法工作量很大，所以一般对于ABC不同类别的物料可以采用不同的方法计算物料的需求。

2.2.2A类物料需求计划用定全订货法

定量订货法的基本假设：

(1)需求是已知的，需求率均匀且为常量；

(2)订货量无最大最小限制，无折扣；

(3)订货提前期不变；

(4)各批量单独运送接收；

(5)维持库存费用是库存量的线型函数；

(6)补充率为无限大。

定量定货法是连续不断地监测库存水平的变化，当库存水平降到再定货点R时，就按照预先确定好的量Q进行定货。经过一段时间，新货到达，库存得到补充。对于多品种物料，这种监测通过计算机很容易实现。每次监测后，根据当时的库存水平IP(InventoryPosition)决定是否需要订货。IP取决于预计到货量SR(ScheduleReceipts)，现有的库存量OH(On-handInventory)和已分配库存量B0。

(2)
如果IP大于再订货点R，那么不需要订货；如果IP小于再订货点R，那么需要按照订货量来订货。

采用定量订货法，需要事先确定好两个参数：每次订货量Q和再定货点R。每次订货点需要参考经济定购批量EOQ和供应商的最小订货批量。经济订货模型是使库存成本和订货成本最低的订货批量。其计算工式为：

(3)式中：EOQ——经济定购批量D——需求量
C1——库存费用C3——订货成本

再订货点R的计算公式为：

(4)式中：R——在订货点d——日平均需求量(常数)
L——采购提前期(天)Ls——需要安全库存量的天数

2.2.3C类物料需求计划用定期订货法

按预先规定的间隔期P定期检查库存，如果库存大于目标库存量T，则不需要补充：如果库存小于目标库存量T，就随即提出订货需求。在这个订货系统里，库存水平被周期性的监测，每两次的监测之间有一定的时间间隔，而且这个时间间隔是固定的。由于需求是个随机变量，所以两次监测之间的需求是不同的，从而每次订货的批量也是变化的。

采用定期订货系统需要事先确定好两个参数：监测间隔期P和目标库存量T。监测期间可以是某个周期时间，每周或每月等，也可以是使用经济订货批量计算后得出的订货间隔期。目标库存量T的计算公式为：

(5)
中：T——目标库存量d——日平均需求量(常数)
P——监测间隔期L——采购提前期(天)
Ls——需要安全库存量的天数

将监测间隔期P和目标库存量T输入计算机后，计算机会定期监测实际库存量，一旦发现小于目标库存量，将自动提出采购请求。

2.2.4B类物料需求计划用MRP计算法

MRP主要解决与MPS规定的最终产品相关联的物料采购计划。由于多品种小批量的制造装配型企业中相关需求的物料种类和数量相当繁多，而且不同的零部件之间还有多层的“母子”关系。所以通常需要用计算机化的MRP信息管理系统来计算物料的需求。MEP首先根据主生产计划和BOM导出相关物料的需求量和需求时间。根据现有的库存信息计算需要采购的物料种类和数量，再根据物料需求的时间和生产、采购周期来确定其开始订货的时间。例如，对于自生产的A组件需要在第5周最终产品装配时使用。而其生产局期为1周，那么最晚开工时间应该在第4周开始加工A组件。而对于A组件中的物料b如果其采购周期为2周，那么最晚应该在第2周开始订货。因为已经采用定量订货法和定期订货法计算通用物料的需求计划，所以对于通用物料在运行MRP的时候计算机系统提示已有库存，不出请购需求，这样很大程度简化了物料需求计划的工作，又能起到控制库存价值的目的。

2.3生产能力计划的方法

在多品种小批量生产方式下，每个品种的加工工艺和生产能力可能有很大程度的不同，所以需要核算每个生产中心的能力计划，才能最终确定主生产计划的可行性。先按照主生产计划中已经计划的产品所需生产流程次序将订单分配给各个工作中心。接下来，可以采用产量核算法或工时核算法来核算每个生产中心生产能力是否满足主生产计划的需要。

2.3.1产量核算法

主要适用于大量生产的生产中心，如生产通用部件的生产中心。首先核算本生产中心的每小时(或每天)可生产的产品数量，再根据主生产计划分解到本生产中心的生产数量和完成时间，如果在规定时间内最大可生产数量大于需要生产的数量，那么计划可行。

2.3.2工时核算法

对于多品种小批量的制造企业，大多数生产中心因为需要在计划期内加工多个不同产品，所以适合采用工时核算法。根据每个不同品种的单件标准时间计算各生产中心的机器和人力需要的工作时间，将需要的劳动小时、机器小时与同期内可以获得的劳动小时，机器小时相比较，得出现在的生产能力能否满足主生产计划的要求。

如果所有的工作中心在当期都能获得足够的生产能力，那么主生产计划就能成功的实施下去，如果不能，就必需决定是否采用经济的方式增加生产能力。如果外发生产、加班、临时租用机器、增加人手等能有效的增加生产能力，那么主生产计划也能成功的实施。如果短期内没有经济的方式增加生产能力，那么就很有可能需要调整主生产计划了。

2.4生产作业计划的方法

传统的观点认为，生产作业计划的方法一般有在制品定额法、累计编号法、生产周期法，分别适合不同生产类型的制造企业。多品种小品量的制造企业一般采用累计编号法。

累计编号法，就是事先制定的提前期转化为提前量，来确定各生产中心在计划期应该达到的投入和产出累计数，来计划各生产中心在计划期内应完成的投入和产出数。所以累计编号法又称为提前期法，它是适合成批生产类型的生产作业方法。使用累计编号法确定零部件的投入产出进度计划，便于控制生产的成套性，也容易实现生产过程在时间上的衔接。

多品种小批量制造企业的生产作业计划还需要确定生产日程编排，一般可以采用甘特图来处理，其排序的方法通常有两种：顺向排序和逆向排序。顺向排序是从某个时间开始向前进行进度安排，这种排序方法一般适用于在完成某项工作需要多长时间，没有完成日期约束的前提下；逆向排序从某个特定时间开始向后进行进度安排，这种排序方法一般适用于在不影响按时完成的前提下，这项工作需要什么时候完成。

3结束语

本文希望生产计划管理的理论和方法能运用到实际企业的生产管理中去。在主生产计划制定的方法中采用经济生产批量可以降低总生产费用，物料需求计划的分类管理在简化物料需求计划工作的同时，通过制定经济定购批量重点的控制贵重通用物料的总费用，实现经济性；生产能力计划和负荷平衡一方面检验主生产计划的可行性，另一方面也及时发现生产能力的余力；制定详细的生产作业计划可以保证生产的顺利进行。

转载：感谢您对网站平台的认可，以及对我们原创作品以及文章的青睐，非常欢迎各位朋友分享到个人站长或者朋友圈，但转载请说明文章出处。