导图社区 第9讲 物料需求计划与精益生产方式《生产运作管理》
《生产运作管理》 物料需求计划方法和计算方式,如:MRP/MRPII/ERP等技术。精益生产方式的内容介绍和方法、JIT技术/看板技术的介绍和方法。
编辑于2023-04-26 16:32:43 广东第9讲 物料需求计划与精益生产方式
物料需求计划
物料需求计划的基本原理
物料需求计划的形成与发展
物料需求计划 (Material RequirementsPlanning, MRP)
是对传统库存计划方法——订货点法的改进,是为了解决在新的环境下,如何有效地进行库存管理以更好地符合生产计划的要求应运而生的。
物料需求计划(MRP)的发展大致经历了四个阶段
物料需求计划(MRP)
闭环物料需求计划(Closed-loop MRP)
制造资源计划(MRPⅡ)
企业资源计划(ERP)。
企业资源计划形成阶段
MRP的产生
订货点法之所以有这些缺陷,是因为它没有按照各种物料真正需用的时间来确定订货日期。
于是,人们便思考:怎样才能在需要的时间,按需要的数量得到真正需用的物料?从而消除盲目性,实现低库存与高服务水平并存。
为了解决如何才能在规定的时间、规定的地点,按照规定的数量得到真正需要的物料的问题, MRP便应运而生了。
最早提出解决方案的是美国IBM公司的Dr. J.A. Orlicky博士,他在60年代设计并组织实施了第一个MRP系统。
独立需求与相关需求
企业生产过程涉及的物料按属性间的关系可分为独立需求和相关需求两种。
独立需求
是指某种物料的需求与其他物料互不相关,物料的求量和需求时间由企业外部的需求来决 定。
跟是否还有其他订货无关。
依赖于企业外部的市场,是一种外部需求。
相关需求
又称为非独立需求,是指某种物料的需求与其他物料或产品的需求直接相关,其需求往往是由其他产品的需求所引起的。
相关需求的需求量和需求时间可从产品的结构组成、生产工艺过程等逻辑关系计算出来。
而独立需求的需求量及时间则依赖于销售和市场研究部门的反馈数据,存在许多不确定的因素。
因此,独立需求与市场需求密切相关,而相关需求则依附于某一独立需求,取决于生产运作系统的运营。
订货点法的局限性
订货点法
从20世纪40年代初期直至20世纪60年代中期,企业一般用订货点法作为编制库存计划和控制库存量的基本方法。
主要根据历史记录和凭实际经验来推测 未来的物料需求,比较适用于需求量稳定均衡的物料。
用于——原辅材料采购供应;零部件生产制造计划。
订货点法的假设
对各种物料的需求是相对独立的;
物料需求是连续发生的,且呈稳定的均衡状态;
提前期是已知的、 固定的;
库存消耗之后,应重新填满;
“何时订货”是一个大问题。
订货点法就是在上述的假设下,根据历史数据预测未来的需求,据此决定订货量和订货时间。
订货点法的局限性
但是,实际生产经营活动中,相关需求并不遵循订货点法的这种假设前提,将订货点法用于相关需求的库存控制将带来一系列的问题和缺陷。
包括
库存控制的盲目性
由于需求的不均匀以及对需求的情况不了解,企业不得不保持一个较大数量的安全库存来应付这种需求。这样盲目地维持一定量的库存会造成资金积压,造成浪费。
高库存与低服务水平
传统的订货点方法使得低库存与高服务水平两者不可兼得。
服务水平越高则库存越高,还常常造成零件积压与短缺共存的局面。
形成“块状”需求
在制造过程中形成的需求一般都是非均匀的:不需要的时候为零,一旦需要就是一批。
在产品的需求率为均匀的条件下, 由于采用订货点方法,造成对零件和原材料的需求率不均匀,呈“块状”。
“块状”需求与“锯齿状”需求相比,平均库存水平几乎提高一倍, 因而占用更多的资金。
物料需求计划的基本原理
MRP的主要思想
打破产品品种台套之间的界线,把企业生产过程中所涉及的所有产品、零部件、原材料、 中间件等,在逻辑上视为相同的物料;
把所有物料分成独立需求 (independent demand) 和相关需求 (dependent demand) 两种类型;
根据产品的需求时间和需求数量进行展开,按时间段确定不同时期各种物料的需求;
围绕物料转化组织制造资源,实现按需要准时生产;
强调以物料为中心组织生产;
MRP处理的是相关需求;
将产品制造过程看作是从成品到原材料的一系列订货过程。
MRP思想的提出解决了物料转化过程中的几个关键问题: 何时需要,需要什么,需要多少?它不仅在数量上解决了缺料问题,更关键的是从时间上来解决缺料问题
MRP的基本原理
MRP——是根据销售预测和订货情况制定主生产计划(MPS),再利用计算机将未来时段的产品需求按照产品结构分解为零部件需求计划,以作业指令的形式提出采购部门所需购买的原材料和推动生产部门制造产品的零部件及成品的一种管理方法。
MRP的基本原理可归结为两点:
从最终产品的生产计划导出相关物料(零部件、原材料等)的需求量和需求时间。
根据物料的需求时间和生产(订货)周期来确定其开始生产(订货)时间。
MRP的目标
及时取得生产所需的原材料和零部件,保证按时供应用户所需产品;
保证尽可能低的库存水平;
计划生产活动与采购活动,使各部门生产的零部件、采购的外协件与装配的要求在时间和数量上精确衔接。
物料需求计划的结构
输入
MRP的输入主要有三个数据来源
主生产计划 (Master Production Schedule,MPS)
在一定时间段内企业将要生产的产品品种和数量。
物料清单 (bill of materials,BOM)
通常称为产品结构文件或产品结构树
物料清单不仅反映了物料、零部件的数量组成,而且反映了产品的制造顺序。
物料清单中的层次码
物料清单中物料的层次码反映了物料在整个产品中的位置。
在进行物料清单建立时,系统把最上层物料的层次码用零层表示,以后依次增加层次码,层次码的数目越大表示越处于产品结构清单的低层。
当产品结构信息输入计算机后,计算机根据输入的结构关系自动赋予各部件、零件一个低层码。
当一个零件或部件出现在多种产品结构的不同层次,或者出现在一个产品结构的不同层次上时,该零部件就具有不同的层次码。
当一个零部件有一个以上层次码时,应以它的最低层码(其中数字最大者)为其低层码,这称为低层码处理。
当MRP展开需求时,如果遇到某个零件的层次码与该层其他零件的层次码不一样,表明处理层次还没有到达低层码所表示的层次,该零件的净需求将暂时不作处理。 当继续进行需求分解后,处理层次到达了该低层码所在的层次时,则把各层相同低层码的公用件毛需求进行合并,然后再计算出净需求。
库存记录文件
库存记录文件,又称库存状态文件。
库存记录文件提供成品、半成品、在制品、原材料等物料项目的订货信息和可用量信息。
一般每种物料的库存记录文件由三个部分组成:
物料主数据段
记载物料名称、价格、提前期、订货批量、安全库存与数据;
库存状态段
记录数量和位置;
辅助数据段
记录订单详细情况和其他事宜。
输出
主报告(Primary reports)
生产指令
订货指令
订单更改指令或报告
辅报告(Secondary reports)
预测库存和需求报告
生产和订货差异报告
指出严重偏差的例外报告
物料需求计划的计算方法
两个原理
第一, MRP的计算是根据反工艺路线的原理,按照主生产计划规定的产品生产数量及期限要求,利用产品结构、零部件和在制品库存情况,各生产(或订购)的提前期、安全库存等信息,反工艺顺序地推算出各个零部件的出产数量和期限。
第二,把生产运作过程看作是一个不断循环发展的周期性活动,一个周期可以是一个工作周、半个月或一个月。计算时从第一个周期开始不断地向前推进。
基本处理逻辑
三个步骤
首先,对主生产计划的需求依物料清单展开,从物料清单的最终产品开始逐层从上往下分解需求,直到最低层次的外购原材料为止。
其次,在分解过程中, MRP系统逐层计算库存项目的毛需求量和净需求量,不够的库存通过编制生产加工计划和采购计划进行库存补充。
第三,在计划周期内的所有最低层次项目的毛需求量和净需求量都计算完毕, MRP系统最后产生加工计划和采购计划的建议书,经过人工调整后确认加工计划和采购计划,用于指导生产和采购。
编制和需求计算
计算毛需求
将父项的相关需求与在MPS中未提到的独立需求相加,计算的结果为该项目的毛需求。
计算公式
毛需求= 独立需求+非独立需求/相关需求
= 独立需求+上层物料计划订单的投入数量×物料单中每一个组装件的用量
计算净需求
计算净需求N(t)时
首先,计算每个时段的预计可用量;
然后,再计算净需求;
当时间周期上全部预计可用量不能覆盖掉毛需求量时,就产生了净需求。
预计可用量
预计可用量=现有库存量+计划入库数量-安全库存
A(t)=H(t-1)+S(t)-SS
A(t)——第t周预计可用量
H(t-1)——第t周初现有库存量,亦即第t-1周末的实际库存量
S(t)——第t周计划收到以前的订货量
SS ——安全库存量
净需求量的计算公式
净需求=毛需求量-(现有库存量+计划入库数量-安全库存)
N(t)= G(t)-A(t)= G(t)-[H(t-1)+S(t)-SS]
如果净需求量小于0,则令净需求量等于0,这表明没有净需求量存在。
产生计划订单
计划订单收到(数量、时间),即出产或收货(数量、时间)
确立计划订单收到量P(t)
当净需求量≤生产批量或采购批量,即N(t)≤Q时,计划订单收到量=生产批量或采购批量,即P(t)=Q;
当净需求量>生产批量或采购批量,即N(t)>Q时,计划订单收到量=净需求量,即P(t)= N(t)。
当有计划订单收到时,第t+1期的库存预计可用量为 – A(t+1)=A(t)+P(t)-G(t)。
计划订单发出(数量、时间),即投产或下单(数量、时间)
确立计划订单收到量R(t-LT)
考虑提前期,计算何时下达订单。 计划订单发出量=计划订单收到量;
计划订单发出时间=计划订单收到时间-提前期。
即R(t-LT)=P(t)
R(t-LT)——第t-LT周计划订单发出量,亦即第t-LT周时应该投入的量;
LT——生产提前期或采购提前期。
计算其他层的需求
上层物料的计划订单产生了对下层物料的需求。
计算下层物料的需求时
首先,考虑是否还有其他要处理的需求;
其次,考虑层次码,如果存在需求分解则返回第一步进行毛需求计算。否则停止处理。
制造资源计划(MRPⅡ)
制造资源计划(MRP)Ⅱ
MRP II (Manufacturing Resource Planning)
制造资源
是指企业的物料、人员、设备、资金、 信息、技术能源、市场、空间、 时间等用于生产的资源的统称。
物料
是指为了产品出厂需要列入计划的一切不可缺少的物的统称,不仅包括通常理解的原材料或零件,而且还包括配套件、毛坯、在制品、半成品、成品、包装材料、工装工具等一切物料。
MRPⅡ是一个围绕企业的基本经营目标,以生产计划为主线,对企业制造的各种资源进行统一的计划和控制,使企业的物流、信息流、资金流流动畅通的动态反馈系统。
MRPⅡ的基本思想
把企业看作一个有机的整体,从整体优化的角度出发,通过运用科学的方法,对企业的人、财、物等各种制造资源和产、供、销、财等各个环节进行统一地计划、控制和管理,以充分地利用企业的各项资源,保证各项活动在生产经营过程中得以协调有序、并充分地发挥作用,进而提高企业的管理水平和经济效益。
MRPⅡ系统组成
决策层
计划层
控制执行层
MRPⅡ系统的特点
计划的一贯性与可行性
管理的系统性
数据共享性
动态应变性
模拟预见性
物流、资金流的统一
质量保证的功能
企业资源计划(ERP)
企业资源计划ERP
(Enterprise Resource Planning)
是从制造资源计划MRPII发展而来的新一代集成化企业资源管理系统。
企业资源计划ERP的产生
ERP是一种融合了企业最佳实践和先进信息技术的新型管理工具, 它扩展了MIS、 MRPⅡ的管理范围,给出了新的结构,将客户需求和企业内部的制造活动及供应商的制造资源整合在一起,体现了完全面向用户的管理思想。
企业资源计划的内涵
企业资源计划的特点
把企业所有制造场所、营销系统、财务系统紧密地结合在一起
能很好地支持管理混合型制造环境
具有较强的适时性
具有较强的应用功能
具有较广泛的应用范围
ERP系统具有较强的网络支持功能
ERP系统的六大功能目标
支持企业整体发展战略的战略经营系统
实现全球大市场营销战略与集成化市场营销
完善企业成本管理机制,建立全面成本管理系统,建立和保持企业的成本优势
研究开发管理系统
建立敏捷的后勤管理系统
实施准时生产方式
精益生产方式
什么是准时生产制
准时生产
即只在必要的时间,按必要数量,生产必要的产品。
准时生产制
准时生产制也称准时生产方式(Just InTime,JIT), 即丰田生产方式(ToyotaProduction System,TPS),又被称为JIT(Just In Time)生产方式,或JIT系统。
准时制生产是一种全方位的系统管理工程。 它象一根无形的链条调度并牵动着企业的各项工作能按计划安排的进程顺利地实施,因而又称为一种“拉动”式的生产模式。
它与大批大量生产方式有很大的不同
大批大量生产
是在每一道工序一次生产一大批零件 ,并需将其在中间仓库或半成品库中存放一段时间 ,然后再运送到下一道工序;
准时制生产
是以市场需求为依据 ,采用拉动式的生产方式 ,准时地组织各个环节进行生产 ,既不超量 ,也不超前 ,以总装配拉动总成总配 ,以总成拉动零件加工 ,以零件拉动毛坯生产 ,以主机厂拉动配套厂生产。
在生产过程中,工序间的零件是小批量流动,甚至是单件流动的,在工序间基本上不存在积压或者完全没有堆积的半成品。
精益生产的含义
精益生产的提出
是美国在全面研究以准时生产方式为代表的日本式生产方式在西方发达国家以及发展中国家应用情况的基础上,于1990年提出的一种较完整的生产经营管理理论。
精益生产 (Lean Production, LP)
是麻省理工学院国际汽车项目组的研究者给日本汽车工业的生产方式起的名称。其中“精”,表示少而精、质量高; “益”,表示成本低、零库存。
精益生产方式
是指运用多种现代管理方法和手段,以社会需要为依据,以充分发挥人的积极性为根本,有效配置和合理使用企业资源,以彻底消除无效劳动和浪费为目标,最大限度地为企业谋取经济效益的生产方式。
精益生产既是一种原理,又是一种新的生产方式。
精益生产制的目标与基本思想
精益生产的目标
7个“零”极限目标
零切换(指作业切换时间)浪费
零库存
零浪费(JIT的七种浪费,特别是生产过剩的浪费)
生产过剩的浪费
是最大最严重的浪费
停工等待的浪费
搬运的浪费
加工过程本身的浪费
库存的浪费
动作的浪费
制造不良的浪费
零缺陷
零故障
零停滞
零灾害
精益生产制的基本思想
核心思想
是追求零库存和快速应对市场变化。
最核心的思想是“杜绝一切形式的浪费”
什么是浪费?
“凡是超出增加产品价值所必需的绝对最少的物料、机器和人力资源的部分,都是浪费。 ”
即:不增加价值的活动,是浪费;尽管是增加价值的活动,但所用的资源超过了“绝对最少”的界限,也是浪费。
基本准则
安全
有序
干净
发挥团队的主观能动性
直观管理
追求完美无缺, 即持续改进
基本原理
精益生产
工作场所要 安全、有序、干净
工作场所要安全有序、一尘不染
JIT生产
产品只能根据顾客订单生产,“生产要及时”
6σ质量管理原则
6西格玛质量管理原则要自始自终贯彻在产品和生产过程中
发挥主观能动性的团队
生产第一线的团队可主观能动地作出关键性的决策
直观管理
用直观管理跟踪动作,让所有员工对公司一目了然
追求完美无缺
不屈不挠追求完美无缺
精益生产的核心是准时生产
准时生产方式(JIT)的结构体系
拉动式生产系统
对于加工装配式生产,产品由许多零件构成,每个零件要经过多道工序加工。要组织这样的生产,可以采用两种不同的发送生产指令的方式。
推动式系统
这种方式是由一个计划部门根据市场需求,按零部件展开,计算出每种零件部件的需要量和各生产阶段的生产提前期,确定每个零部件的投入出产计划,按计划发出生产和订货指令。
拉动式系统
这种方式是从市场需求出发, 由市场需求信息牵动产品装配,再由产品装配牵动零件加工。每道工序、每个车间和每个生产阶段都按照当时的需要向前一道工序、上游车间和生产阶段提出要求,发出工作指令,上游工序、车间和生产阶段完全按照这些指令进行生产
准时生产制(JIT)的基本手段
准时生产方式(JIT)的总体目标就是要实现全企业整体性的利润。
为了达到“降低全企业整体性成本,彻底消除浪费”这一基本目标,对应于三个子目标,准时生产方式采取了如下的基本手段:
适时适量生产
“只在必要的时间,按必要的数量,生产必要的产品”。
适时适量生产 (即准时生产) 是避免由于生 产过剩所引起的人员、设备、库存费用等一 系列浪费的重要手段。
弹性配置作业人数
随着员工知识的增长和技能的提高,以及市场竞争越来越激烈,劳动成本在不断增长,显然, 降低劳动费用是降低成本的一个重要方面。
达到这一目的的方法是“少人化”。
少人化
指根据生产量的变动,弹性地增减各生产线的作业人数,以及尽量用较少的人力完成较多的生产。
“少人化”的方法
大量培养“多面手”
设备U型布置——“组合U型生产线”
质量保证
要确保准时生产 (包括准时供应) 和消除浪费 (特别是库存的浪费、不合格的浪费) ,就必须要有高质量的零部件供应,特别是要求能够一次就把事情做好。
方法
“自动化”,带“人”字傍的动。
两种机制
使设备或生产线能够自动检测不良产品,一旦发现异常或不良产品可以自动停止运行
生产第一线的设备操作工人发现产品或设备有问题时,有权自行停止生产
生产批量极小化
在JIT理念中,完美的批量规模是1单位,这个数量通常不太现实,实际过程一般都有一个最小的批量规模限制。
小批量规模的优点
减少库存, 降低储存成本 库存所需空间较少
发现缺陷后返工量较少
贯彻实施产品改进时,制品“清理”量较少
问题更显眼
增加生产柔性
更易于均衡作业运行
缩短作业转换时间
作业转换
是指工序由一种作业转换为另一种不同的作业的过程。
作业转换时间
就是指前一品种加工结束到下一品种加工出合格品的这段时间。
外部时间
是指即使不停机也可以进行的作业转换,如模具、工夹具的准备、整理的时间。
内部时间
是指必须停机才能进行的作业转换时间,及为保证质量所进行的调整、检查等所需的时间。减少内部时间就能减少设备或流水线的停止。
六种方法
将外部转换作业标准化
只把该设备必要的部分标准化
使用快速紧固件
使用辅助用具,最好在外部转换阶段将模具或刃具事先装到辅助用具上
推行同时作业
采用利用机械的自动作业转换方式
快速换模系统
在20世纪50年代初期, 日本丰田汽车公司的工程师新卿重夫 (Shigeo Shingo) 提出了一种称为快速换模 (Single Minute Exchange of Die,SMED) 的作业转换方法,极大地缩短了作业转换时间。
生产同步化
同步化生产
是指工序间不设置仓库, 当加工件从第一个工序段投产之后,依照产品加工工艺流程 所规定的顺序,每个工序列耗用相同的作业时间,即以相同的工作节拍,不堆积、不停滞、不间断,连续地流经各工序,直到产品入库,一气呵成
在精益生产方式中,生产同步化是通过“后工序领取”、 相应的设备布置方法以及人员配置方法来实现的。
生产均衡化
均衡生产
即平均制造产品,使物流在各作业之间、生产线之间、工序之间、工厂之间平稳、均衡地流动。
目的
就是把产品流量的波动尽可能控制到最低程度,从而迅速应对需求的变化。
看板管理
实施准时生产方式(JIT)的管理工具——看板
看板是丰田准时生产方式赖以实现的最重要手段之一。
看板
是一种能够调节和控制生产过程、实现“在必要的时候按必要的数量生产必要的产品”的信息工具。
看板管理
就是用看板进行生产现场管理和作业控制的方法。
看板管理不等同于准时生产
准时生产是一种生产组织方式
看板管理则是生产控制与调节方式,看板管理是准时化生产的外在表现形式。
看板管理是一种生产现场物流控制系统, 它是通过看板的传递或运动来控制物流的一种方法。
看板及其使用规则,构成了看板控制系统。
看板及其种类
看板的形式
塑料夹内装的卡片或类似的标识牌
运送零件小车
工位器具或存件箱上的标签
指示部件吊运场所的标签
流水生产线上各种颜色的小球或信号灯、电视图像等
看板根据功能和应用对象的不同进行分
生产看板
指在一个工厂内,指示工作地加工制造规定数量工件所用的看板, 它只在工作地和它的出口存放处之间往返。
一般的生产看板
它指出需加工零件的零件号、零件名称、类型、零件存放位置、所需物料、物料存放处、生产设备等。
三角看板
它指出待加工零件号、零件名称、存放位置、批量及货盘数、再订购点及货盘数、加工设备等。用于批量生产过程,如铸造、热处理等工序。
取货看板
指后工序的操作者按看板上所列零件号、数量等信息,到前工序(或协作厂)领取零部件的看板。
工序间取货看板
只在上道工序的出口存放处与下道工序的入口存放处之间往返运动。
外协取货看板
只在本企业与协作厂家之间往返运动。
用看板组织生产的过程
使用看板的八个步骤
后工序的搬运工把取货看板和空托盘(集装箱)装到叉车或台车上,走向前工序的零部件存放场。
后工序的搬运工取下附在托盘内零部件上的生产看板,并将这些看板放入看板接受箱。搬运工要把空托盘放到前工序的指定的场所。
搬运工把自己取下的每一枚生产看板,都换一枚取货看板附上。这样,在交换两个看板的时候,要注意仔细核对取货看板和同种物品的生产看板是否相符。
在后工序,作业一开始,就必须把取货看板放入取货看板箱。
在前工序,生产了一定时间或者一定数量的零部件时,必须将生产看板从接受箱中收集起来,按照在存放场地摘下的顺序,放入生产看板箱。
按放入该看板箱的生产看板的顺序生产零部件。
在进行加工时,这些零部件和它的看板作为一对东西转移。
如果在这个工序零部件加工完成之后,将这些零部件和生产看板一起放到存放场,以便后工序的搬运工随时领取。
看板的使用规则
后工序只有在必要的时候, 向前工序领取必要的零件。
前工序只生产后工序所需的零件(包括型号、质量和数量等) 。
看板数量越多在制品越多。所以,应尽量减少看板的数量。
挂有生产看板的料箱内不允许有不合格品。
看板必须适应小幅度的需求变化(通过看板对生产进行微调)。
补充规则
无论是生产看板还是取货看板,在使用的时候,必须将看板附在装有零件的容器上。
要使用标准容器,不许使用非标准容器或者虽使用标准容但不按标准数量放入。