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能力需求計劃

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能力需求計劃(Capacity Requirement Planning,CRP)是對物料需求計劃(MRP)所需能力進行核算的一種計劃管理方法。具體地講,CRP就是對各生產階段和各工作中心所需的各種資源進行精確計算,得出人力負荷、設備負荷等資源負荷情況,並做好生產能力負荷的平衡工作。 廣義的能力需求計劃又可分為粗能力計劃(RCP,又被成為產能負荷分析)和細能力計劃(CRP,又被稱為能力計劃)。

1內容

能力需求計劃(CapacityRequirementPlanning,簡稱CRP)是幫助企業在分析物料需求計劃后產生出一個切實可行 的能力執行計劃的功能模塊。該模塊幫助企業在生產能力的基礎上,及早發現能力的瓶頸所在,提出切實可行的解決方案,從而為企業實現生產任務提供能力方面的保證。其實,能力需求計劃制訂的過程就是一個平衡企業各工作中心所要承擔的資源負荷和實際具有的可用能力的過
能力需求計劃程序控制圖

  能力需求計劃程序控制圖

程,即根據各個工作中心的物料需求計劃和各物料的工藝路線,對各生產工序和各工作中心所需的各種資源進行精確計算,得出人力負荷、設備負荷等資源負荷情況,然後根據工作中心各個時段的可用能力對各工作中心的能力與負荷進行平衡,以便實現企業的生產計劃。
能力需求計劃(CRP)是MRPII系統中的重要部分,是一個將生產計劃和各種生產資源連接起來管理和計劃的功 能。能力需求計劃是在物料需求計劃下達到車間之前,用來檢查車間執行生產作業計劃的可行性的。即,利用工作中心定義的能力,將物料需求計劃和車間控制的生產需求分配到各個資源上,在檢查了物料和能力可行的基礎上可以調整生產計劃或將生產計劃下達給車間,車間就此計劃進行生產。能力需求計劃將所有訂單按照確定的工藝路線展開,將工序的開始日期、完工日期及數量來審核時間和能力資源。 MRPII系統的能力平衡一般分為兩種:無限能力計劃和有限能力計劃,前者不考慮能力的限制,而將各個工作中心負荷進行相加,找出超負荷和少負荷;後者則根據優先順序分配給各個工作中心負荷。大多數的商品軟體並沒有解決有限能力的問題,即按MRP生成的計劃是無限能力計劃,雖然進行了能力計劃,但是在解決能力衝突上並沒有提出更好的解決方法,這樣產生的計劃在實施中必然與實際產生偏差,有些偏差可以通過車間的實時調度排除,但是如果不能排除則對生產產生不利的影響,從另一個角度講,這種偏差是由於計劃的不合理性引起的,它導致了生產的混亂、無序。因而如何產生合理的MRP計劃將是系統成敗的關鍵,也是系統是否實用的關鍵。
由於無限能力計劃在這些方面的局限性,人們開始重視對有限能力計劃策略的研究和開發。同時JIT和OPT等思想的湧現和應用也促進了有限能力計劃的研究和發展。有限能力計劃的研究內容和範圍已經不局限於對MRP計劃的能力評估,它已經擴展到解決製造系統的資源、能力和物料的實際可用性,實現生產計劃和資源利用的優化。

2分類

詳細能力計劃
詳細能力計劃(CRP)可用來檢查物料需求計劃可行性,它根據物料需求計劃,工廠生產能力進行能力模似,同時根據各工作中心能力負荷狀況判斷計劃可行性。 能力需求計劃子系統能幫助企業平衡需求和能力之間的關係,制定出切實可行的生產計劃,並能儘早發現生產活動的瓶頸所在,提出合理的解決方案,實現均衡生產與快捷生產。

3作用

能力需求計劃可以解決以下幾個問題:
1、各個物料經過哪些工作中心加工?
2、各工作中心的可用能力和負荷是多少?
3、工作中心的各個時段的可用能力和負荷是多少?
能力需求計劃中的細能力需求計劃與粗能力需求計劃的功能相似,都是為了平衡工作中心的能力負荷,從而保證計劃的可行性與可靠性。但能力需求計劃與粗能力需求計劃又有區別,這些區別見表1所示。

粗能力需求計劃
細能力需求計劃
計劃階段
MRP制訂階段
MRP與SPC制訂階段
能力計劃對象
關鍵工作中心
MRP物料涉及的所有工作中心
負荷計算對象
最終產品和獨立需求物料
相關需求物料
計劃的訂單類型
計劃及確認的訂單(不含已下達的計劃訂單)
所有訂單(含已下達的計劃訂單)
使用的工作日曆
工廠工作日曆或工作中心日曆
工作中心日曆
計劃提前期考慮
以計劃周期為最小單位
物料的開始與完工時間,精確到天或小時

4計算模型

考慮能力需求計劃的計算方法時,需要把物料需求計劃的物料需求量轉換為負荷小時,即把物料需求轉換為對能力的需求。不但要考慮MRP的計劃訂單,還要結合工作中心和生產日曆,同時還得考慮工作中心的停工及維修情況,最後確定各工作中心在各時間段的可用能力,能力需求計劃計算的模型如圖1所示。
能力需求計劃

5業務流程圖

能力需求計劃管理業務數據流程圖(第二層),如圖2所示。
CRP管理業務的流程圖

  CRP管理業務的流程圖

從圖2所示中可知:主要業務部門是生產車間;數據由生產工藝文件取出后,進入工序時度計劃模塊進行加工處理,將加工處理后的數據存入MRP文件和工序進度計劃文件;工作中心負荷模塊將從生產工藝文件和工序進度計劃文件以及工作中心文件中讀取數據並加工處理后,將數據存入WC負荷文件中;CRP生成模塊從WC負荷文件和資源清單文件中讀取數據並進行加工處理后,將數據存入能力需求計劃文件和CRP例外信息文件以及MRP文件,並將數據傳入生產車間進行生產計劃處理,同時將數據傳入輸入輸出控制模塊進行加工處理,將處理后的數據存入輸入輸出控制文件中。

6制定流程

能力需求計劃的制定流程 通常,編製能力需求計劃的方式有無限能力負荷計劃和有限能力負荷計劃兩種。無限能力負荷計算是指在不限制能力負荷情況下進行能力計算。即從訂單交
能力需求計劃系統

  能力需求計劃系統

貨期開始,採用倒排的方式根據各自的工藝路線中的工作中心安排及工時定額進行計算。不過,這種計算只是暫時不考慮生產能力的限制,在實際執行計劃過程中不管由於什麼原因,如果企業不能按時完成訂單,就必須採用順排生產計劃、加班、外協加工、替代工序等方式來保證交貨期。這時,有限能力負荷計算方式就派上了用場。有限能力負荷計算就是假定工作中心的能力是不變的,把拖期訂單的當期日期剩下的工序作為首序,向前順排,對後續工序在能力允許下採取連續順排不斷地實現計劃,以挽回訂單交貨期。 一般來說,編製能力需求計劃遵照如下思路:首先,將MRP計劃的各時間段內需要加工的所有製造件通過工藝路線文件進行編製,得到所需要的各工作中心的負荷;然後,再同各工作中心的額定能力進行比較,提出按時間段劃分的各工作中心的負荷報告。最後,由企業根據報告提供的負荷情況及訂單的優先順序因素加以調整和平衡。
計算與分析負荷
能力需求計劃
將所有的任務單分派到有關的工作中心上,然後確定有關工作中心的負荷,並從任務單的工藝路線記錄中計算出每個有關工作中心的負荷。然後,分析每個工作的負荷情況,確認導致各種具體問題的原因所在,以便正確地解決問題。
確認能力需求計劃
在經過分析和調整后,將已修改的數據重新輸入到相關的文件記錄中,通過多次調整,在能力和負荷達到平衡時,確認能力需求計劃,正式下達任務單。
利用流量圖進行時間分析
利用生產過程結果進行時間分析。時間分析要達到兩個目的:為制定生產 進度計劃提供(修改)時間參數;為診斷控制提供依據。為制定生產進度計劃提供(修改)時間參數:鑒於生產時間波動,在時間計劃中採用輸入與輸出平衡的方式,而不用MRPⅡ中的能力與負荷一一對應的方式。根據成組技術的概念,由生產結果的統計數據,給出生產周期(包括了工藝時間和間隔時間)。並制定
能力需求計劃

  能力需求計劃

生產進度計劃,利用負荷帳戶抵消偏差的影響。因為生產系統中的流程是混流、交錯的複雜情況,各個工作中心計劃所需要的時間參數可以根據統計數據,經過"移動重心法"等多目標規劃的方法,也可以直接從流量圖中作圖(這需要對生產系統和流量圖有深刻了解)來得到一組相互協調的時間參數。它需要調整過程。在這個過程中,可先適當放寬時間數據,所付出的代價是效率的損失,但不會超過過去的水平。
通過一段時間的摸索,可得到一個穩定的生產過程。為診斷控制提供依據:找出引起偏差的原因,主要是確定四項原因。之後按照偏差分類的原理,進一步找出運作等方面的具體問題。根據生產問題的診斷結果,有的放矢的進行改進工作。改進后的生產系統,其效果將在生產結果中反映出來。這樣"為制定生產進度計劃提供(修改)時間參數"的工作將會循環上升。在時間分析中,除了流量圖是十分有效的工具外,還有"生產時間簿記"方法。它既可以協助計劃工作,又可以協助分析工
能力需求計劃運用

  能力需求計劃運用

作。每個工作中心可以設立一個負荷帳戶。
加到這個工作中心上的任務是負荷,單位是時間。這個工作中心的可用能力,單位也是時間。輸入輸出平衡可以簡 單理解為這個工作中心上的能力與負荷相等。而它的複式、三式則是這些時間量的差分或者積分。在這兩個步驟中,可以看到它不是一步到位。這同MRPⅡ在理念上有本質的不同。MRPⅡ認為執行層完成計劃不存在問題,那麼計劃方式的調整從理論上說就可以一步到位。而本方法承認時間波動,也就是承認造成時間波動的原因。這些原因很大程度上是企業管理不善造成的。所以調整不能一步到位。從ERP實施中艱苦的數據收集整理也可以看出端倪。

處理不確定性是利用負荷帳戶

沒有完成的任務(偏差),繼續存放在帳戶中,同時保存了優先順序。它起到了任務負荷的倉貯作用,像庫存一樣起到了緩衝的作用。這樣它可以十分靈活的處理插單、調換加工順序等意外情況,而MRPⅡ、JIT在這樣的問題上不能很好的處理。同樣,它在一定程度上既可以給人工調度留下位置,也可以限制人工調度的範圍。它與MRPⅡ不同處在於,給生產運作提供了緩衝迴旋的餘地。而MRPⅡ的確定性思維和時間段之間沒有間隙,不適應柔性化的要求。此外還有一項基本工作,就是生產-供應鏈的分析、設計、執行、監督的工作。同時,隨著生產改進的深入,生產-供應鏈也需要做適應性調整。[2-3]
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