高级计划与排产分析

文：鼎捷ERP

作者：鼎捷数智 | 发布时间：2012-11-30 14:50:34

7. 有限能力排产（FCS）
    有限能力排产(FiniteCapacityScheduling，FCS)或称有限顺排计划(finiteforward scheduUng)是考虑在能力限制的条件下排负荷(finite loading)，它假定能力是不能调整的。通常适用于某种单一的工作中心或较难调整的能力单元，如装配线、生产线、柔性制造单元或成组单元，或某种价格昂贵的机床、某种无法替代的关键工作中心。有时，它也可以用在短期或近期车间作业进度编排上，作为能力需求计划的补充。
    有限能力排产完全按照能力的现实情况，由系统自动编排计划。通俗地说，就是“我就这么点能耐，多的活我干不了”。计划是排下去了，但客户要求的交货期能不能满足就是另外一回事了。计划人员较难了解真实的能力短缺情况，人的能动作用降低了，这是有限能力排产同能力需求计划的主要区别。因此，我们在运用时要注意它的适用范围和条件，而不是用它取代能力需求计划。不少工作流软件都设置了有限能力排产的功能。
    顺排计划同倒排计划可以结合使用。例如，可从瓶颈工序开始考虑能力限制，用顺排计划求出可以承诺的交货期，去同客户洽谈。安排计划时，对非瓶颈工序，用倒排计划和能力需求计划处理。对瓶颈工序用顺排计划，并留有一定的时间缓冲。对超负荷情况，可以先调整工作中心能力，比如周末或某几天适当加班，然后用调整后的可用能力，进行顺排计划。在这种情况下，软件必须有专为工作中心使用的工作日历，并能调整日历上个别日期的工作时数(可用能力)。

8. 约束理论的D-B-R做法
约束理论是以色列戈德拉特(且M．Goldratt)在他的优化生产技术(OPT)基础上提出的一种管理思想。约束理论提出的D-B-R(Drum-Buffer-Rope，鼓点—缓冲—绳子)计划方法，在一些ERP系统中得到采纳。约束理论认为，企业的有效产出(throughput，销售额减材料费的金额数)受企业瓶颈工序的制约。因此，编制MPS要以瓶颈工序的产出能力作为“鼓点的节拍”，物料流动的速度不能超出节拍的速度。所有能力单元都按照鼓点节拍(用一根绳子牵着所有的工序，绳子不能松也不能断)控制物料均衡地流动。约束理论的一个原则是“控制物流，而不是控制能力”。
为了保证瓶颈工序能力的充分发挥，在瓶颈工序前要设置缓冲量(采用安全提前期，避免增加库存)，以保证在上游工序出现意外情况下，有足够的储备使瓶颈工序不致停工。在总装配工序前，也要设置缓冲量，以防瓶颈及其下游工序出现意外情况时，不致影响出厂产品的完成。如图16．11所示。

    在图16．11中的主要工艺路线上，瓶颈工序的生产能力较低(100件／日)，它的前后工序的能力虽然较高，但是受到瓶颈工序的限制，也只能都保持在100／日的水平。如果某一天瓶颈工序出现了问题，只生产了90件，那么即使第2天前道工序生产110件，瓶颈工序依然只能生产100件，并不能弥补短缺的10件。这就是约束理论又一个原则：瓶颈工序损失1个小时等于整个工厂损失1个小时，而且是无法弥补的。
    约束理论提出处理制约因素的5个步骤：
    (1)首先找出制约因素——瓶颈。
    (2)千方百计地发挥瓶颈所有的潜在能力，如保证前后工序不出废品，增加维修保养人员防止瓶颈工序出故障，“人停马不停”等。
   (3)按照瓶颈的节拍组织生产，使其他资源与瓶颈协调一致。
    (4)如果仍不能满足需求，则要采取措施(如外协、改变工艺等)，为制约因素“松绑”。就是说，不是“听命”于制约因素，而是能动地解决矛盾。
    (5)一个制约因素解决了，原来次要的因素又会成为主要矛盾，再继续处理新的制约因素。

9. 高级计划与排产（APS）
    运行需求计划和能力计划是一项反复运算和调整的烦琐人机对话过程，是运行MRP系统较花费时间的处理过程；对一个经验不足的计划人员来说尤其会感到困惑。当客户提出订货要求时，这样漫长繁琐的运行速度，不能做到迅速答复，也不能及时响应环境急剧变化的要求。
    为了弥补MRP的不足，一些软件厂商开发了高级计划与排产(有些软件和文献用“排程”的叫法，是来源于港台的用法。国内长期以来一直都称“排产”)，它基于约束条件(找出物料、能力或人力资源的制约因素)，基于规则(例如，按客户重要性和信誉度的类别、按需求日期的先后、按瓶颈工序的利用率等，来确定生产和供应的优先级)，基于业务模型、模拟及数学算法(如线性规划、目标函数、排队论)，使客户定单直接链接到车间定单，并用直观的图形反映各能力资源的负荷状况，考虑各个因素之间的关系，按照处理规则迅速调整，做到快速应答客户的询问，并落实承诺的条件。
    APS是一种计划模式，这里把它放在能力计划章节来讲，是因为APS是一种基于能力等制约因素编制计划的方法，在这里讲更容易理解。
    运行APS所需的数据，在传统的MRPⅡ系统中都已具备。APS要做到的是进一步建立业务模式、确定业务规则，在有限能力和其他约束条件前提下，采用更为高端的数学运算方法，加快运算速度，为计划与排产提供更为全面和详细的决策信息。
    在这种运算模式下，批量可以成为一个根据实际情况调节的变数，而提前期将按照实际排产结果动态变化。弥补了传统MRP系统在批量和提前期方面的局限与不足。
    APS系统除分析可供销售量(Available to Promise，ATP。即每个时间段超出合同需用量那部分的库存量)外、还要分析可利用能力(CapacitytoPromise，CTP)和可承诺交货期(DelivertoPromise，DTP)，不仅考虑企业内部计划，而且要考虑供应链管理计划，给客户一个可靠的答复；弥补MRP／CRP处理速度慢和提供的信息量不足的缺陷。对一个企业来讲，“答应客户的事就一定要做到”，这是关系企业信誉和保持客户忠诚度的
诚信原则。
    不同OA软件的APS系统在适用的行业、功能等方面会有很大区别，没有统一的标准，例如，有的APS系统可以考虑物料的约束和供应提前期的约束。有的APS系统可以提供资源分析功能，采用模拟方法，区别瓶颈能力和非瓶颈能力，设想在满足需求的情况下，对不同类型能力应做何种调整。
    系统功能完全取决于管理需求，APS考虑制约因素，尽管有不少文献解释它是有限能力排产法，但是，按照约束理论，考虑制约因素是为了给制约因素“松绑”，不是“听天由命”。因此，不应把APS同FCS等同理解，应当从管理的需要来不断完善某些APS软件功能。
    对MTO和ETO的机群式布置、单件小批的生产类型的企业，在答复客户交付要求以及在调整工作中心作业计划方面会需要APS功能。对MTS和ATO批量连续流水生产和流程行业里，产品是通过成组单元、生产线、装配线或化学反应装置生产的，而这些能力资源的产出率(日产量、班产量，甚至是小时产量)是相对固定的，较多只是在一个小范围内上下微量浮动。对流水生产，可以采用“有限能力排产(FCS)”的方法来约束物料的需求量。如果一条流水线只能生产一种产品，而且能力不能扩展，只能按照能力资源的约束条件确定较大的需求量，超出能力限制是无法满足的。
    因此，企业在选用APS系统时，要研究自身的特点，决定是否真有需要，又需要哪些功能，要具体分析。
    运行APS需要详细的工艺路线信息，它的排产原理示意请参见图16．12。图中假定原来只有定单1和3，进度已经排好。现在要加进定单2，如果按照客户要求的交货期排进度，见图16．12的左半图，将出现能力冲突。按照设定的规则，客户2的重要性等级比客户3低，系统按照设定的规则和能力的限制，自动调整到图16．12右半图的状况，这样的调整是落实可行的，如果客户2接受这样的交货期条件，就可以签约，做到对客户需求的快速应答。所谓快速应答决不等于有求必应，而是给予可信和可以承诺的答复。

    在这个例子中，有几个特点和假设条件：
    ●车间定单或工作中心的派工单直接反映客户定单(依靠详细的工艺路线数据)；
    ●有限能力排产：
    ●按照客户优先级规则处理排产的优先顺序：
    ●可以在协同软件屏幕上直接移动工作中心的任务条，进行人机对话调整(移前推后、并行、拆分)，系统会用不同颜色表示是否脱期，并标明相关各工作中心的任务条位置。
    这里只是扼要地说明APS的一些基本概念，而且是以客户重要性的顺序作为业务模式的规则。对一个SCM产品的APS系统，还要全面考虑各个环节在供货和库存控制下的物料约束条件，而不仅限于一个电子商务企业。
    今后的趋势，APS的基本运算功能将融合在MRP运算中，与MRP并列为可供选择的运算模式，而不完全是一个独立的、复杂又昂贵的软件产品，它将