屠衛(wèi)

摘要：能力需求計劃在發(fā)現(xiàn)并解決車間生產(chǎn)能力不均衡的現(xiàn)象方面有著非常重要的作用，文中基于某機械制造企業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)狀和需求，設(shè)計并實現(xiàn)能力需求計劃子系統(tǒng)。該系統(tǒng)的應(yīng)用，提高生產(chǎn)計劃的執(zhí)行率，減少任務(wù)拖期，均衡車間生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：能力需求計劃；生產(chǎn)現(xiàn)狀；生產(chǎn)計劃；任務(wù)拖期；均衡生產(chǎn)

中國分類號：TP311 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）20-0196-03

Study on the Application of Capacity Requirements Planning in ERP

TU Wei

（Xuchang Tobacco Machinery Co.，Ltd.，Xuchang 461000，China）

Abstract： Capacity Requirements Planning plays a significant role in solving the unbalance of the workshop production capacity. Based on the production status and requirements of one machinery manufacturing enterprise， this paper designs as well as realizes the subsystem of Capacity Requirements Planning. The application of the system improves the implementation efficiency of the production plan， reduces the phenomenon of task tardiness and balances the production in the workshop.

Key words： Capacity Requirements Planning； production status； production plan； task tardiness； balances production

隨著兩化融合的深入推進，借助于先進的信息化技術(shù)提高工業(yè)企業(yè)的運營效率成為一項有效而關(guān)鍵的手段。目前有很多工業(yè)企業(yè)公司引入能力需求計劃來對公司的生產(chǎn)進行均衡管理，并依據(jù)公司的現(xiàn)狀需求，對能力需求計劃進行不同程度的應(yīng)用研究。有對高級排產(chǎn)和能力需求計劃進行比較分析，指出能力需求計劃的優(yōu)越性和必要性[1]；有對能力需求計劃實現(xiàn)環(huán)境如MRPII[2]、MES[3]系統(tǒng)進行應(yīng)用研究。文中依據(jù)某機械制造企業(yè)的生產(chǎn)狀況，在集團版ERP系統(tǒng)中對能力需求計劃進行個性化設(shè)計實現(xiàn)。

1 系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

1.1 設(shè)計思路

ERP是一款管理生產(chǎn)流程的有效工具，能力需求貫穿整個生產(chǎn)流程。車間生產(chǎn)是否均衡，很大程度上決定于車間作業(yè)計劃的可執(zhí)行率，而車間作業(yè)計劃的編制是在車間生產(chǎn)任務(wù)的基礎(chǔ)上進行的，車間生產(chǎn)任務(wù)是由生產(chǎn)計劃來安排的。生產(chǎn)計劃的準(zhǔn)確性很大程度上決定了車間生產(chǎn)的均衡性；而生產(chǎn)計劃編排時進行能力需求計劃，即根據(jù)車間能力與負荷情況調(diào)整生產(chǎn)計劃，盡量使得生產(chǎn)任務(wù)安排均衡，提高生產(chǎn)效率。

產(chǎn)品簽發(fā)后，對工藝路線等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行二次維護，先從產(chǎn)品及上進行均衡；在主需求計劃中錄入需求預(yù)測，讀入銷售訂單，從產(chǎn)品級生成主需求計劃；根據(jù)BOM信息，運行物料需求計劃（MRP），生成物料級的采購計劃和生產(chǎn)計劃；根據(jù)物料任務(wù)和車間任務(wù)進度，運行能力需求計劃，對物料級生產(chǎn)任務(wù)計劃進行修正[4]；任務(wù)接收后，根據(jù)車間能力情況，調(diào)整任務(wù)，從任務(wù)級上進行二次調(diào)整，指導(dǎo)車間作業(yè)計劃編制，工序派工時，單元長派工時根據(jù)各個設(shè)備上的負荷情況，從作業(yè)生產(chǎn)上進行均衡，進而達到車間均衡生產(chǎn)的目標(biāo)。

1.2 實施步驟

1）數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

能力需求計劃的關(guān)鍵在于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要有物料（物料編碼、物料名稱、物料規(guī)格、物料型號、工藝路線號等屬性）、生產(chǎn)日歷（企業(yè)日歷、休息日、節(jié)假日等）、班次（常白斑、早班、晚班等）、工作中心組（工作中心組編碼、名稱、包含的工作中心、所屬部門等）、工作中心（工作中心編碼、工作中心名稱、所屬工作中心組、所屬部門、平衡方式等）、工藝路線（工藝路線號、名稱、工作中心編碼、首末序標(biāo)記、加工時間-小時計算等）、MRP任務(wù)數(shù)據(jù)、FAS任務(wù)數(shù)據(jù)、臨時任務(wù)數(shù)據(jù)、車間任務(wù)數(shù)據(jù)等[3]。梳理現(xiàn)有工作中心，按照工種以及工序關(guān)聯(lián)度建立工作中心組；合理安排工作日歷，確定每個工作中心開動班次以及每天排產(chǎn)時間（小時數(shù)）；規(guī)范工藝路線編制。

2）工作中心組能力與負荷的計算

定義統(tǒng)計期、天數(shù)，在一定的統(tǒng)計期內(nèi)（一般是一周工作日即5天），吸取基于啟發(fā)式規(guī)則[5]、最優(yōu)化[6]等方法的優(yōu)點，按照工種中心組特點采用混合的計算方法，計算工作中心組以及組中各個工作中心成員的利用率、效率、定額能力及實際能力，并對影響工作中心能力的數(shù)據(jù)進行實時維護，確?；A(chǔ)數(shù)據(jù)的及時性和準(zhǔn)確性。若工作中心的定能能力和實際能力相差較大，從任務(wù)級上對臨時任務(wù)和拖期任務(wù)進行分析原因，對未開工的任務(wù)進行調(diào)整。類似于工作中心能力的計算方式，計算工作中心組以及組中各工種中心的負荷。

圖1簡單闡述了工作中心的能力和負荷的混合式計算方法，能力和負荷按照小時來計算。根據(jù)物料需求計劃和各物料的工藝路線，對各個工作中心的所有物料計算加工這些物料的各時間段上要占用該中心的負荷，并與工作中心的能力進行比較（比如設(shè)備工作時間，設(shè)備的臺數(shù)），生成能力需求計劃。

圖1 能力與負荷計算方法

3）編制能力需求計劃

生產(chǎn)技術(shù)部門根據(jù)生產(chǎn)車間以及生產(chǎn)計劃部門反饋的意見，審核后及時修改工藝路線和BOM結(jié)構(gòu)，確保基礎(chǔ)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確；生產(chǎn)計劃部門做好計劃后，根據(jù)本期計劃任務(wù)、在制的任務(wù)、前期完成任務(wù)情況分析車間生產(chǎn)能力和負荷情況，并把這個情況匯總成一張表格，發(fā)放到各個生產(chǎn)車間的計劃及調(diào)度部門，他們根據(jù)車間實際情況反饋意見到生產(chǎn)計劃部門，生產(chǎn)計劃部門根據(jù)反饋的意見對生產(chǎn)計劃進行調(diào)整，調(diào)整后下達各個生產(chǎn)車間[7]；車間的單元長派工時，每次只派一天的任務(wù)，任務(wù)完工后，單元長再派下一天的任務(wù)，方便車間調(diào)度員，根據(jù)各個工作中心的完成任務(wù)情況，調(diào)節(jié)工作中心，及對于任務(wù)總是完成較慢并且任務(wù)較多的工作中心上的任務(wù)調(diào)到任務(wù)輕的工作中心上，力求均衡車間生產(chǎn)。根據(jù)各個生產(chǎn)相關(guān)部門間的有效溝通，環(huán)環(huán)相扣，進而達到車間均衡生產(chǎn)的目標(biāo)。

能力需求計劃的編制流程如圖2所示，根據(jù)MRP任務(wù)以及車間在制任務(wù)，并按最早開工或者最晚開工計劃生成能力負荷數(shù)據(jù)，輸出工序進度計劃、日能力負荷、能力負荷比率圖，能力需求計劃；計劃生成過程如有問題，生成相應(yīng)的例外信息，用戶可以根據(jù)例外信息，檢查數(shù)據(jù)給定是否合理，進行修改和確認，然后再執(zhí)行計劃生成功能。分析工作中心生產(chǎn)能力與負荷情況（負荷剛好，負荷不足或超負荷），對負荷不足或超負荷的情況查找問題（主生產(chǎn)計劃階段、MRP階段、工作中心、工作日歷、工藝路線等方面的問題），通過分析和檢查，確認原因，并采取措施（調(diào)整生產(chǎn)任務(wù)的開工日期、生產(chǎn)任務(wù)的完工日期、工作中心替換、調(diào)整工藝路線等）解決，對物料級（未開工）的生產(chǎn)任務(wù)進行調(diào)整，可以把生產(chǎn)任務(wù)調(diào)整為外協(xié)（在能力外協(xié)物料定義為有效）或者轉(zhuǎn)為采購件，然后再重新執(zhí)行能力計劃生成功能，當(dāng)車間工作中心組及組中各個工作中心上的能力趨于均衡狀態(tài)[8]，對生產(chǎn)計劃進行接收和下達到生產(chǎn)車間。

圖2 能力需求計劃編制流程

1.3 功能設(shè)計

1）產(chǎn)品工時分布

產(chǎn)品簽發(fā)后，查詢各個工作中心組及組中各個工作中心上對應(yīng)工藝路線的工時分布情況，對于工作中心工時分布較為集中的，找該工作中心組中其他工作中心進行替換，力求在產(chǎn)品級上進行均衡。

2）工序進度計劃查詢

對生成工序進度計劃進行查詢，主要查詢某個工作中心組中各個或者某個工作中心的工序進度計劃，內(nèi)容包括所屬部門、任務(wù)號、任務(wù)狀態(tài)、產(chǎn)品信息、工作令、預(yù)測/訂單號、工序號、工序狀態(tài)、工作中心、工作中心組、最早開工及完工、最晚開工及完工、準(zhǔn)備時間、加工時間等信息，指導(dǎo)能力需求計劃[2]。

3）能力需求計劃生成

按照MRP任務(wù)中采購計劃和生產(chǎn)計劃以及已經(jīng)下達到車間的任務(wù)（下達、開工）的開工和完工日期[8]，生成車間生產(chǎn)能力與負荷數(shù)據(jù)。

4）日能力負荷查詢

車間在制（下達、開工）任務(wù)，以班次日歷為時間單元查詢車間日能力負荷數(shù)據(jù)，主要包括工作中心組、工作中心、所屬部門、日期、投入負荷、在制負荷、期間負荷、期間能力、期間差額、超欠百分比等相關(guān)信息。

5）能力需求計劃查詢

查詢車間（工作中心組以及該組內(nèi)個工作中心）某個統(tǒng)計期內(nèi)的能力需求計劃數(shù)據(jù)，主要包括工作中心組、工作中心、所屬部門、統(tǒng)計期、開始日期、結(jié)束日期、投入負荷、在制負荷、總負荷、期間能力、期間差額、超欠百分比等信息。

6）能力負荷比率圖

顯示某個時間段（統(tǒng)計期）內(nèi)某個工作中心能力與負荷的比率圖（直方圖、面積圖、直線圖等），橫坐標(biāo)為統(tǒng)計期、縱坐標(biāo)為能力負荷比率。

7）生產(chǎn)任務(wù)能力調(diào)整

根據(jù)計劃需求以及車間能力負荷數(shù)據(jù)，調(diào)整生產(chǎn)任務(wù)，修改開工及完工日期、自制/采購標(biāo)識、外協(xié)標(biāo)識、帶料標(biāo)識等數(shù)據(jù)屬性。

8）車間能力查詢

任務(wù)接收后，實時產(chǎn)看車間能力負荷情況，在派工前調(diào)整任務(wù)的開工及完工日期、工作中心等字段值，達到均衡生產(chǎn)。

9）人員負荷

車間單元長在給操作工進行派工時，先查看工種中心組中各個操作工的負荷情況（還未完成的任務(wù)工時多少），選擇合適的操作工進行派工。

1.4 開發(fā)環(huán)境

采用J2EE技術(shù)，B/S模式設(shè)計，oracle10g數(shù)據(jù)庫，Java編程語言進行開發(fā)，支持IE、搜狐、火狐、360等多種瀏覽器，基于集團版ERP系統(tǒng)實現(xiàn)程序的開發(fā)。

1.5 實現(xiàn)效益

能力需求計劃子系統(tǒng)的應(yīng)用，為企業(yè)實現(xiàn)了以下效益：

1）優(yōu)化生產(chǎn)計劃流程，提高生產(chǎn)計劃的準(zhǔn)確性。根據(jù)能力需求計劃，調(diào)整生產(chǎn)任務(wù)，使得車間生產(chǎn)能力負荷達到均衡狀態(tài)，使得生產(chǎn)計劃對車間生產(chǎn)具有更高效的指導(dǎo)性。

2）緊密聯(lián)系生產(chǎn)一線，規(guī)范工藝路線。根據(jù)車間能力與負荷情況，對工藝路線及時進行維護，使得工藝路線與車間實際生產(chǎn)更為貼近，加工零配件的分類、工時以及工序等的編制更準(zhǔn)確，對車間作業(yè)計劃的編制更有指導(dǎo)意義。

3）控制工序生產(chǎn)進度，提高設(shè)備利用率，增強企業(yè)生產(chǎn)力。能力需求計劃能有效的控制工序生產(chǎn)進度，調(diào)整生產(chǎn)計劃，均衡車間生產(chǎn)，使得設(shè)備的利用率更高，提高了車間生產(chǎn)效率，進而提升我企業(yè)的生產(chǎn)力，使得一定的投入，產(chǎn)出更大的生產(chǎn)效益。

2 結(jié)束語

本文詳細闡述了某機械制造企業(yè)能力需求計劃的設(shè)計以及實現(xiàn)過程，以基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為出發(fā)點，完善工藝路線，設(shè)備能力與負荷等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過中工作中心的生產(chǎn)能力與負荷值，以及他們之間的差值，調(diào)整計劃的編制，規(guī)范工藝路線，指導(dǎo)車間作業(yè)計劃的編制[9]，進而使計劃趨于合理化，車間生產(chǎn)有序、高效、便捷，均衡車間生產(chǎn)，逐漸減少拖期生產(chǎn)現(xiàn)象的產(chǎn)生。

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