影响MRP实施效果的提前期设置的问题分析

, , L I U Y i n z i L I N We i Y A N S h f e n g

(, 30074, ) H u a z h o n gU n i v e r s i t yo f S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y Wu h a n 4C h i n a

摘要:分析了现有的物料需求计划(MR P ) 系统中固定提前期和能力需求计划(C R P ) 事后调整所产生的弊端。提出在MR P 系统中引入能力负荷状况,

以柔性提前期替代固定提前期, 能力负荷计划同时产生的MR P 改进模式。

关键词:MR P

; 提前期; 能力负荷计划中图分类号:F 273文献标识码:A

文章编号:1001-2257(2003) 02-0062-03A b s t r a c t :T h e p a p e r a n a l y z e s t h e e x i s t i n g p r o b l e m i nb o t ht h e f i x e d l e a d t i m e a n d c a p a c i t y r e -q u i r e m e n tp l a n w h i c h h a sa n e f f e c to n o p e r a t i n g MR P . I t p r o v i d e sad e s c r i p t i o no f i m p r o v e dMR P m o d e l . T h i sm o d e l i sr e s u l t e df r o m t h es i m u l t a n e -o u s e f f e c t o f t h e f l e x i b i l i t yl e a dt i m e s e t u pa n dt h e c a p a c i t yl o a dp l a n

. K e yw o r d s :MR P ; l e a dt i m e ; c a p a c i t yl o a dp l a n

0引言

提前期L T (l e a dt i m e

) 是在多品种中小批量生产条件下, 编制生产计划不可缺少的期量标准。提前期分为采购提前期和生产提前期, 采购提前期是指向供应商下达订货的时间比最后产品(零、部件) 验收入库所要提前的时间。生产提前期是指产品或零部件在各生产环节投入的时间同其产出的时间相比所要提前的时间。对产品的整个生产过程而言, 生产提前期包括单个零件的单件提前期、一批零件的批量提前期、产品总的生产提前期。产品的总提前期并

收稿日期基金项目::2国家自然科学基金资助项目002-09-24(79870073)

·62·

非等于各零部件生产提前期的简单加总[1]

。

最简单的情况, 单个零件通过一道工序的提前期, 它可细分为等待时间、加工时间、准备时间、运输时间和检验时间。加工时间可用单件工时表示。单

个零件生产提前期一般是固定值。常用的经验公式:

L T =2N +6L T =k T 式中

N

工序数

T

加工时间在实际生产过程中, 零部件总是以一定的批量生产。批量提前期是一定批量的零部件在一定的能力负荷状况下的提前期。批量提前期的计算有两种方法, 一种方法仍然采用固定提前期, 另一种方法采用可变提前期模型。可变提前期模型表示为:

L T =T D

S +T n p

式中T D

加工时间矩阵

S

优先权矩阵

T n 非加工时间总和加工时间矩阵中的数值是零件的固定提前期,

优先权矩阵中的权重与批量有关[2]

。

在制造装配型企业中, 产品总提前期的计算是非常困难的。由于产品由多个零部件组装而成, 各零部件的制造、装配、采购都有一定的提前期。产品总提前期并非零部件提前期的简单加总, 而是与产品构成、组装制造顺序、生产能力等诸多因素相关。

1MR P 提前期设置中存在的问题

物料需求计划MR P (m a t e r i a lr e q u i r e m e n t

p l a n n i n g

) 是一种适合于多品种中小批量生产条件下的生产计划与控制系统。MR P 的处理逻辑是:根据零部件提前期, 确定各种物料需求计划的投入时

《机械与电子》2003(2)

间, 产出时间。因此, 提前期是MR P 能够顺利运行的重要的基础数据, 提前期的设置成为了MR P 系统中的关键技术, 它直接影响生产计划的准确性、可靠性和实用性。目前, 我国已有一些企业运用了然而结果不尽人意。提前期设置不准, MR P 系统, MR P 编制的生产计划与实际进度差距较大是影响归纳起来, 在MR MR P 实施效果的主要原因之一。P 提前期设置中存在以下两大方面的问题:

提前期设置方法与模型。. a . b MR P 系统功能。

容易归咎于提前期不够长, 通过延长提前期以缓和能力与负荷之间的矛盾。实际上, 在MR P 计划期间延长提前期, 系统按照倒排法, 任务势必更早进入车间, 则等待队列将加长, 在制品数量会增加, 等候加工的任务队列也会延长, 等待时间延长, 任务周期延长。其结果是任务按期完工情况不仅不好转, 反而更加严重, 只能越来越多地依靠加急任务、加班加点才能将重要的任务按时送进装配车间。这种思维方法导致了生产控制中的恶性循环, 提前期被人为地延长到远远大于实际所需的水平, 由于超长的提前期在提前期设置方面的主要问题是缺少理论模型。提前期大多根据经验估算或依据简单的公式进行计算, 通常被作为一种固定提前期, 较少考虑批量

大小、生产能力和工序时间[3]

。由于缺少理论分析,

加入了大量经验因素的提前期常常比零部件真正的加工时间长了许多倍。另外, 提前期的确定需要大量的、准确的基础技术数据。

如图1所示, 从MR P 系统功能看:

图1MR P 的原理

a . 现有的MR P 系统一般本身不包含提前期设

置的模型, 提前期作为基础数据输入。b . 采用固定提前期, MR P 系统中提前期设置不考虑或较少考虑能力负荷对提前期的影响, 提前期是静态的、固定的, 不能随生产批量、能力负荷的变化而变化。

c . MR P 系统中能力和负荷平衡在MR P 之外, 通过能力需求计划(C R P ) 来事后调整。由于MR P 系统中使用固定提前期, 提前期的设置中未考虑能力负荷因素。MR P 编制计划的初始前提是建立在无限能力假设之上的, 为保证计划的实施, 就必须在物料需求计划产生之后通过C R P 进行能力负荷的" 事后调整" 。这种" 亡羊补牢" 式的调节有时是盲目的。当计划不能按时完成时, 管理人员

《机械与电子》2003(2)

避免了设备紧张、计划完成不顺利的现象, 它还被赋予了某种合理性。但是, 超长的提前期掩盖了生产管

理中的诸多问题, 违背了MR P 准时生产的思想。

如何在现有能力的限制下, 尽可能地做到准时、低库存的生产。然而MR P 系统致命的弱点是:通过C R P 盲目调整的方法无法达到这一要求。MR P 提前期设置中事后调整能力负荷的方法不利于生产管理的改进。因为在这种模式里, 计划人员看不到提前期与能力两者之间的密切联系, 更糟糕的是助长了他们不合理地延长提前期的, 把许多问题都归结于

提前期不够长, 从而掩盖了生产管理中的许多问题。

2漏斗模型和O P T 思想对提前期设置的启示

根据以上的分析, 影响提前期的因素除了加工时间、批量大小, 生产能力也是非常重要的因素[4]。

"

漏斗模型" 可以形象地说明生产能力对提前期的重要影响, 漏斗模型主要描述了投入和产出在制品与生产能力间的相互关系, 如图2所示。

图2漏斗模型

生产能力是产出的一种限制因素。在能力一定的情况下, 投入的订单增加, 将不可避免地使得车间未完成任务增多, 在制品数量随之加大, 因而从投入到产出的时间也相应延长。

·63·

从生产计划中确定提前期的角度来看, 假如生产能力是无限的, 则可以使用固定的提前期, 因为有足够的生产能力能保证在规定的提前期内完成生产任务。但实际生产能力的限制会对提前期产生延迟影响。生产能力有限时, 往往表现为对资源的争用, 其结果是各加工任务不得不按某种优先级顺序排队, 排队时间的增加导致提前期的增加。因此, 提前期的确定不能不考虑生产能力的影响。值得注意的是, 有时即使总体上看能力能满足计划的要求, 在局部生产中却仍然会出现关键设备负荷过重, 非关键图3MR P 改进模式

MR P 改进模式引入能力负荷计划的意义在于

设备负荷不足的现象, 以至实际提前期还是被延长。可见, 任何情况下, 生产能力的因素不容忽略, 无限能力假设下的固定提前期是不合实际的, 会使计划提前期与实际提前期相差甚远。

相比MR P 的固定提前期, 最优生产技术(O P T ) 的提前期概念值得借鉴。O P T 认为,

安排生产作业计划应同时兼顾所有的约束, 提前期是生产作业计划的结果, 而不是预定值, 在O P T 中, 提前期是批量、优先权、生产能力和其它许多因素的函数。MR P 要克服自身这一固有缺陷, 真正才能实现按需要准时生产, 应该吸收O P T 的思想, 改进提前期设置与计划编制的方法。

3MR P 提前期设置模式的改进

MR P 在处理生产计划与生产能力的关系上,

与传统的计划系统没有本质的不同, 都在一定程度上依靠事后能力与负荷的平衡, 仍然无法缩短提前期, 减小在制品量。MR P 系统中确定提前期时没有同时考虑能力因素, 因此, MR P 的提前期设置方法有很大的局限性, 需要从以下两方面改进:

a . 在MR P 系统中增加提前期设置模块, 建立数学模型, 以模糊提前期取代固定提前期, 提高生产提前期的柔性

[5-6]

。

b . 在MR P 系统的核心部分物料需求计划中引

入能力负荷计划, 编制切实可行的生产作业计划与确定模糊提前期同时进行。

如图3所示, MR P 改进模式与一般处理模式最大的不同是:将物料需求计划之后的C R P 和能力调整省去, 代之以包含于物料需求计划中的能力负荷计划。MR P 的输入除了B O M 表、库存文件等之外, 还增加了能力负荷状况。相应地, MR P 核心部分的处理方式也必然会发生一些变化。

·64·在提前期设置中加入了能力因素。在计算提前期时确定其各时段的可用工作中心数目, 在物料需求计划运行时, 根据现有能力负荷情况, 采用倒排的方法, 一方面在生产能力限制下协调好资源的使用, 进行" 最优" 的能力规划, 另一方面以能力规划中得到的各时段可用工作中心数来确定提前期。换言之, 这里的提前期并非事先制定的固定值, 而是进行了能力规划后的结果。另外, 改进模式MR P 输出的零件投入出产计划也有所不同, 由于能力负荷计划是针对各具体设备而言, 所以零件投入出产计划是直接面向各工作中心的工序级的作业计划。参考文献:

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(1965-) ,

女, 湖南益阳人, 华中科技大学管理学院副教授, 博士, 研究方向为生产与运作管理、E R P /MR P I I

、C I MS 等。

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)