能力需求計(jì)劃在ERP中的應(yīng)用研究

屠衛(wèi)

摘要：能力需求計(jì)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(jī)械制造企業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)狀和需求，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)能力需求計(jì)劃子系統(tǒng)。該系統(tǒng)的應(yīng)用，提高生產(chǎn)計(jì)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(jì)劃；生產(chǎn)現(xiàn)狀；生產(chǎn)計(jì)劃；任務(wù)拖期；均衡生產(chǎn)

中國(guó)分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(jìn)，借助于先進(jìn)的信息化技術(shù)提高工業(yè)企業(yè)的運(yùn)營(yíng)效率成為一項(xiàng)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(jì)劃來(lái)對(duì)公司的生產(chǎn)進(jìn)行均衡管理，并依據(jù)公司的現(xiàn)狀需求，對(duì)能力需求計(jì)劃進(jìn)行不同程度的應(yīng)用研究。有對(duì)高級(jí)排產(chǎn)和能力需求計(jì)劃進(jìn)行比較分析，指出能力需求計(jì)劃的優(yōu)越性和必要性[1]；有對(duì)能力需求計(jì)劃實(shí)現(xiàn)環(huán)境如MRPII[2]、MES[3]系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用研究。文中依據(jù)某機(jī)械制造企業(yè)的生產(chǎn)狀況，在集團(tuán)版ERP系統(tǒng)中對(duì)能力需求計(jì)劃進(jìn)行個(gè)性化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1.1 設(shè)計(jì)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(gè)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(jì)劃的可執(zhí)行率，而車間作業(yè)計(jì)劃的編制是在車間生產(chǎn)任務(wù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，車間生產(chǎn)任務(wù)是由生產(chǎn)計(jì)劃來(lái)安排的。生產(chǎn)計(jì)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(jì)劃編排時(shí)進(jìn)行能力需求計(jì)劃，即根據(jù)車間能力與負(fù)荷情況調(diào)整生產(chǎn)計(jì)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(duì)工藝路線等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行二次維護(hù)，先從產(chǎn)品及上進(jìn)行均衡；在主需求計(jì)劃中錄入需求預(yù)測(cè)，讀入銷售訂單，從產(chǎn)品級(jí)生成主需求計(jì)劃；根據(jù)BOM信息，運(yùn)行物料需求計(jì)劃（MRP），生成物料級(jí)的采購(gòu)計(jì)劃和生產(chǎn)計(jì)劃；根據(jù)物料任務(wù)和車間任務(wù)進(jìn)度，運(yùn)行能力需求計(jì)劃，對(duì)物料級(jí)生產(chǎn)任務(wù)計(jì)劃進(jìn)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(jí)上進(jìn)行二次調(diào)整，指導(dǎo)車間作業(yè)計(jì)劃編制，工序派工時(shí)，單元長(zhǎng)派工時(shí)根據(jù)各個(gè)設(shè)備上的負(fù)荷情況，從作業(yè)生產(chǎn)上進(jìn)行均衡，進(jìn)而達(dá)到車間均衡生產(chǎn)的目標(biāo)。

1.2 實(shí)施步驟

1）數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

能力需求計(jì)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(hào)、工藝路線號(hào)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(hào)、名稱、工作中心編碼、首末序標(biāo)記、加工時(shí)間-小時(shí)計(jì)算等）、MRP任務(wù)數(shù)據(jù)、FAS任務(wù)數(shù)據(jù)、臨時(shí)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(gè)工作中心開動(dòng)班次以及每天排產(chǎn)時(shí)間（小時(shí)數(shù)）；規(guī)范工藝路線編制。

2）工作中心組能力與負(fù)荷的計(jì)算

定義統(tǒng)計(jì)期、天數(shù)，在一定的統(tǒng)計(jì)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(diǎn)，按照工種中心組特點(diǎn)采用混合的計(jì)算方法，計(jì)算工作中心組以及組中各個(gè)工作中心成員的利用率、效率、定額能力及實(shí)際能力，并對(duì)影響工作中心能力的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)維護(hù)，確保基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的及時(shí)性和準(zhǔn)確性。若工作中心的定能能力和實(shí)際能力相差較大，從任務(wù)級(jí)上對(duì)臨時(shí)任務(wù)和拖期任務(wù)進(jìn)行分析原因，對(duì)未開工的任務(wù)進(jìn)行調(diào)整。類似于工作中心能力的計(jì)算方式，計(jì)算工作中心組以及組中各工種中心的負(fù)荷。

圖1簡(jiǎn)單闡述了工作中心的能力和負(fù)荷的混合式計(jì)算方法，能力和負(fù)荷按照小時(shí)來(lái)計(jì)算。根據(jù)物料需求計(jì)劃和各物料的工藝路線，對(duì)各個(gè)工作中心的所有物料計(jì)算加工這些物料的各時(shí)間段上要占用該中心的負(fù)荷，并與工作中心的能力進(jìn)行比較（比如設(shè)備工作時(shí)間，設(shè)備的臺(tái)數(shù)），生成能力需求計(jì)劃。

圖1 能力與負(fù)荷計(jì)算方法

3）編制能力需求計(jì)劃

生產(chǎn)技術(shù)部門根據(jù)生產(chǎn)車間以及生產(chǎn)計(jì)劃部門反饋的意見，審核后及時(shí)修改工藝路線和BOM結(jié)構(gòu)，確?；A(chǔ)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確；生產(chǎn)計(jì)劃部門做好計(jì)劃后，根據(jù)本期計(jì)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(fù)荷情況，并把這個(gè)情況匯總成一張表格，發(fā)放到各個(gè)生產(chǎn)車間的計(jì)劃及調(diào)度部門，他們根據(jù)車間實(shí)際情況反饋意見到生產(chǎn)計(jì)劃部門，生產(chǎn)計(jì)劃部門根據(jù)反饋的意見對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整后下達(dá)各個(gè)生產(chǎn)車間[7]；車間的單元長(zhǎng)派工時(shí)，每次只派一天的任務(wù)，任務(wù)完工后，單元長(zhǎng)再派下一天的任務(wù)，方便車間調(diào)度員，根據(jù)各個(gè)工作中心的完成任務(wù)情況，調(diào)節(jié)工作中心，及對(duì)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(gè)生產(chǎn)相關(guān)部門間的有效溝通，環(huán)環(huán)相扣，進(jìn)而達(dá)到車間均衡生產(chǎn)的目標(biāo)。

能力需求計(jì)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(jì)劃生成能力負(fù)荷數(shù)據(jù)，輸出工序進(jìn)度計(jì)劃、日能力負(fù)荷、能力負(fù)荷比率圖，能力需求計(jì)劃；計(jì)劃生成過(guò)程如有問(wèn)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(jìn)行修改和確認(rèn)，然后再執(zhí)行計(jì)劃生成功能。分析工作中心生產(chǎn)能力與負(fù)荷情況（負(fù)荷剛好，負(fù)荷不足或超負(fù)荷），對(duì)負(fù)荷不足或超負(fù)荷的情況查找問(wèn)題（主生產(chǎn)計(jì)劃階段、MRP階段、工作中心、工作日歷、工藝路線等方面的問(wèn)題），通過(guò)分析和檢查，確認(rèn)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(duì)物料級(jí)（未開工）的生產(chǎn)任務(wù)進(jìn)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(gòu)件，然后再重新執(zhí)行能力計(jì)劃生成功能，當(dāng)車間工作中心組及組中各個(gè)工作中心上的能力趨于均衡狀態(tài)[8]，對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行接收和下達(dá)到生產(chǎn)車間。

圖2 能力需求計(jì)劃編制流程

1.3 功能設(shè)計(jì)

1）產(chǎn)品工時(shí)分布

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

2）工序進(jìn)度計(jì)劃查詢

對(duì)生成工序進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行查詢，主要查詢某個(gè)工作中心組中各個(gè)或者某個(gè)工作中心的工序進(jìn)度計(jì)劃，內(nèi)容包括所屬部門、任務(wù)號(hào)、任務(wù)狀態(tài)、產(chǎn)品信息、工作令、預(yù)測(cè)/訂單號(hào)、工序號(hào)、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(shí)間、加工時(shí)間等信息，指導(dǎo)能力需求計(jì)劃[2]。

3）能力需求計(jì)劃生成

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

4）日能力負(fù)荷查詢

車間在制（下達(dá)、開工）任務(wù)，以班次日歷為時(shí)間單元查詢車間日能力負(fù)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(fù)荷、在制負(fù)荷、期間負(fù)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(jì)劃查詢

查詢車間（工作中心組以及該組內(nèi)個(gè)工作中心）某個(gè)統(tǒng)計(jì)期內(nèi)的能力需求計(jì)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(jì)期、開始日期、結(jié)束日期、投入負(fù)荷、在制負(fù)荷、總負(fù)荷、期間能力、期間差額、超欠百分比等信息。

6）能力負(fù)荷比率圖

顯示某個(gè)時(shí)間段（統(tǒng)計(jì)期）內(nèi)某個(gè)工作中心能力與負(fù)荷的比率圖（直方圖、面積圖、直線圖等），橫坐標(biāo)為統(tǒng)計(jì)期、縱坐標(biāo)為能力負(fù)荷比率。

7）生產(chǎn)任務(wù)能力調(diào)整

根據(jù)計(jì)劃需求以及車間能力負(fù)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(gòu)標(biāo)識(shí)、外協(xié)標(biāo)識(shí)、帶料標(biāo)識(shí)等數(shù)據(jù)屬性。

8）車間能力查詢

任務(wù)接收后，實(shí)時(shí)產(chǎn)看車間能力負(fù)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(dá)到均衡生產(chǎn)。

9）人員負(fù)荷

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

1.4 開發(fā)環(huán)境

采用J2EE技術(shù)，B/S模式設(shè)計(jì)，oracle10g數(shù)據(jù)庫(kù)，Java編程語(yǔ)言進(jìn)行開發(fā)，支持IE、搜狐、火狐、360等多種瀏覽器，基于集團(tuán)版ERP系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)程序的開發(fā)。

1.5 實(shí)現(xiàn)效益

能力需求計(jì)劃子系統(tǒng)的應(yīng)用，為企業(yè)實(shí)現(xiàn)了以下效益：

1）優(yōu)化生產(chǎn)計(jì)劃流程，提高生產(chǎn)計(jì)劃的準(zhǔn)確性。根據(jù)能力需求計(jì)劃，調(diào)整生產(chǎn)任務(wù)，使得車間生產(chǎn)能力負(fù)荷達(dá)到均衡狀態(tài)，使得生產(chǎn)計(jì)劃對(duì)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(fù)荷情況，對(duì)工藝路線及時(shí)進(jìn)行維護(hù)，使得工藝路線與車間實(shí)際生產(chǎn)更為貼近，加工零配件的分類、工時(shí)以及工序等的編制更準(zhǔn)確，對(duì)車間作業(yè)計(jì)劃的編制更有指導(dǎo)意義。

3）控制工序生產(chǎn)進(jìn)度，提高設(shè)備利用率，增強(qiáng)企業(yè)生產(chǎn)力。能力需求計(jì)劃能有效的控制工序生產(chǎn)進(jìn)度，調(diào)整生產(chǎn)計(jì)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(jìn)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(yǔ)

本文詳細(xì)闡述了某機(jī)械制造企業(yè)能力需求計(jì)劃的設(shè)計(jì)以及實(shí)現(xiàn)過(guò)程，以基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為出發(fā)點(diǎn)，完善工藝路線，設(shè)備能力與負(fù)荷等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過(guò)中工作中心的生產(chǎn)能力與負(fù)荷值，以及他們之間的差值，調(diào)整計(jì)劃的編制，規(guī)范工藝路線，指導(dǎo)車間作業(yè)計(jì)劃的編制[9]，進(jìn)而使計(jì)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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