第四章 计算机辅助生产管理Word文档下载推荐.docx
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③进行定量预测和分析;
④编制计划。
以创办新专业,指定教学计划为例
①确定计划目标:
确定培养目标。
②收集分析历史数据:
收集国内外同行该专业的教学计划。
③进行定量预测和分析:
根据国内外需求,制定招生人数、规划实验室、购置实验设备等。
④编制:
编制计划。
包括4年学习的课程、总教学时数、每学期教学时数、周学时、实验课安排等。
2.计划的定量分析法
⑴统计方法
根据对大量历史数据的统计分析,找到问题的所在,为制定下一步计划提供决策依据。
见p106的例子。
⑵预测方法
对大量调查资料的分析整理,采用科学预测的方法,制定下一步计划。
预测方法有三大类:
①外推法:
利用过去和现在的数据,画出时序图,进行预测。
如股票股价走势图。
②因果法:
找出事物的因果关系,进行预测。
如炼钢时,碳含量对钢硬度与韧性的影响。
③直观法:
凭借人们的经验、知识和综合判断能力。
如战场上指挥员指挥战斗。
⑶计划模型法
对输入、输出及中间的计算处理过程建立模型,找出最佳方案。
如最短路径法,关键路径法等。
•关键路径举例:
设有如下工程进展图
a1=2a3=1
a0=1a5=5
a2=1a4=3
要解决的问题
1)完成整个工程至少需要多少天?
2)哪些活动是关键活动,根据关键活动确定关键路径。
关键活动如延期,则整个工程将延期。
上述工程至少需要10天,关键活动是a0、a2、a4、a5。
a1或a3延期1天,对工期没有影响。
⑷线性规划法:
在满足规定的约束条件下,寻找目标函数的最大值或最小值。
森林出现火灾,火势正以每分100平方米顺风蔓延,消防站接到报警立即派消防队员前去,在火灾发生后5分钟到达现场。
已知消防队员在现场平均每人每分钟灭火50平方米,所消耗的灭火材料,劳物津贴等费用为每人每分钟125元,附加每次救火所消耗的车辆、器械和装备等费用平均每人100元。
而烧毁1平方米森林损失费为60元,问应该派多少消防队员前去救火,才能使总损失最小?
解:
设派x人去救火;
t时间内扑灭,则
100*(t+5)=50t*x,t=10/(x-2)
总损失S=100*(t+5)*60+125x*t+100x=100x+31250x/(x-2)
用导数法求极值;
求导S'
=100+31250/(x-2)-31250x/(x-2)^2,,求得驻点x=23或27
然后讨论函数的单调性,确定极值。
当x=27时,S有最小值=36450
(四)管理控制
1.管理控制的概念
•管理控制:
管理控制是对特定管理任务进行计量、发现实际执行与计划的偏差,采取纠正措施,以保证目标和计划的实现。
管理控制见p107图4-2
•控制信息:
目标的期望值、预算和标准、偏离目标差值,原因、可采取的决策方案等。
2.管理控制的内容
管理控制的内容包括
①行为控制:
指受到个体有意识有目的监控或调整的行为活动过程。
一旦人们意识到其行为不能达到满意的结果,他们会想法采取措施改变外部事件或改变他们对于这些外部事件的行为反应形式。
如记忆英语单词有多种方法,当认为一种方法对你不适合时,应改变方法。
②人员素质控制:
是指采用一定的方法和手段对员工的思想品德、业务能力和工作技能的控制,保证组织各级人员具有与其所负责的工作相适应的素质,从而保证业务活动处理的质量。
③质量控制;
为达到质量要求所采取的作业技术和活动称为质量控制。
④库存控制:
是对制造业或服务业生产、经营全过程的各种物品,产成品以及其他资源进行管理和控制,使其储备保持在经济合理的水平上。
⑤生产作业控制:
是在生产计划执行过程中,对有关产品生产的数量和期限的控制
⑥生产进度控制:
与生产作业控制基本相同,这里主要强调生产进度。
⑦成本控制:
是企业根据一定时期预先建立的成本管理目标,由成本控制主体在其职权范围内,在生产耗费发生以前和成本控制过程中,对各种影响成本的因素和条件采取的一系列预防和调节措施,以保证成本管理目标实现的管理行为。
⑧财务预算控制:
财务预算的概念是一系列专门反映企业未来一定预算期内预计财务状况和经营成果以及现金收支等价值指标的各种预算的总称。
(五)生产管理过程和生产信息处理过程
在把原材料变成商品的过程中包括两部分:
①物流:
是指利用现代信息技术和设备,将物品从供应地向接收地准确的、及时的、安全的、保质保量的、门到门的合理化服务模式和先进的服务流程。
物流是随商品生产的出现而出现,随商品生产的发展而发展,所以物流是一种古老的传统的经济活动。
在炼钢的过程中,包括原材料从供应地到工厂的流程;
设备从供应地到工厂的流程;
生产出的成品钢到用户的流程;
还有使用的电等消耗品等。
②生产信息处理:
以信息为载体,通过收集、传递、加工、判断和决策等控制物流的数量、方向以及进度等,保证物流畅通、高效运行。
•可见物流与生产信息处理是一个事物的两个方面,物流强调物质的流动过程;
生产信息处理强调物流过程中的管理措施与人的作用。
二、计算机辅助生产管理及企业MIS原型系统
•管理信息系统(MIS,ManagementInformationSystem):
是一个由人、计算机等组成的能进行信息的收集、传送、储存、维护和使用的系统,能够实测企业的各种运行情况,并利用过去的历史数据预测未来,从企业全局的角度出发辅助企业进行决策,利用信息控制企业的行为,帮助企业实现其规划目标。
计算机辅助设计CAD、计算机辅助制造CAM、计算机财务处理、工资计算、无纸化办公等。
其中包括“硬”和“软”两部分。
•企业完整的MIS原型系统包括若干子系统,如p109图4-3是制造企业生产过程管理系统组成。
三、企业现代化管理模式
1.订货点系统(order-pointcontrolsystem):
当某种物料的库存下降到某一临界值时,引发订货指令或生产程序。
2.物料需求计划(MaterialRequirementPlanning,MRP):
与订货点系统不同,它不是消极地等待。
而是对未来需求进行分析和计算,决定现在需要什么,需要多少。
3.制造资源计划(ManufacturingResourcePlanning,MRPII):
它是对制造业企业的生产资源进行有效计划的一整套生产经营管理计划体系,是一种计划主导型的管理模式。
4.准时生产方式(JustInTime,JIT):
又称作无库存生产方式或零库存。
使用于固定工序,大批量生产类型,意在谋求最低成本。
准时生产方式是日本丰田汽车公司在20世纪60年代实行的一种生产方式,1973年以后,这种方式对丰田公司渡过第一次能源危机起到了突出的作用,后引起其它国家生产企业的重视,并逐渐在欧洲和美国的日资企业及当地企业中推行开来,现在这一方式与源自日本的其它生产、流通方式一起被西方企业称为“日本化模式”。
如一个商店无库存,每天早晨进多少货,到晚上全部正好卖完。
(对商店是不现实的)
5.最优生产技术(OptimizedProductionTechnology,OPT):
找到生产中的瓶颈,寻求最大的生产率。
把资源分成两类:
瓶颈资源和非瓶颈资源,采用不同的管理方法。
注:
瓶颈一般是指在整体中的关键限制因素。
生产中的瓶颈是指那些限制工作流整体水平(包括工作流完成时间,工作流的质量等)的单个因素或少数几个因素。
通常把一个流程中生产节拍最慢的环节叫做“瓶颈”。
6.精良生产或精节生产(leanproduction,LP):
其核心是消除一切无效劳动和浪费,它把目标确定在尽善尽美上,通过不断地降低成本、提高质量、增强生产灵活性、实现无废品和零库存等手段确保企业在市场竞争中的优势。
精良生产把责任下放到组织结构的各个层次,采用小组工作法,充分调动全体职工的积极性和聪明才智,把缺陷和浪费及时地消灭在每一个岗位
7.同类生产法(one-of-a-kindproduction,OKP):
单件生产(或按类个别生产)即一次只生产一个该类产品。
随着社会的进步和技术的发展,顾客对产品的需求日趋多样化,顾客订制产品不断增多,单件生产(OKP)方式已成为制造业的一种很有潜力的发展模式,这就使生产线必须适应这种单件的生产方式,同时又能保证高效、高质量、经济地进行加工制造.生产线的柔性组合在这里起着十分重要的作用。
即建立只生产单一产品的生产线。
如某一品牌CPU生产线,某一品牌汽车生产线等。
第二节计算机辅助生产计划
一、生产计划管理的基本概念
(一)生产计划的类型
•生产计划的共有三种:
综合计划、主生产计划、物料需求计划。
•生产计划过程包括:
编制计划、执行计划、检查计划完成情况和拟定改进措施。
(二)综合计划
1.综合计划的概念
综合计划:
综合计划是对企业未来较长一段时间内资源与需求之间的平衡所作出的概括性设想。
综合计划只是企业在未来较长一段时间内要达到的一个大目标,不是具体实施的细目标。
如我们国家的“十二五”规划(中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要。
起止时间是2011-2015年)。
2.综合计划的制定步骤
综合计划的制定步骤包括:
收集信息、确定市场需求、制定初步方案、判断计划是否可行,经反复修改直至计划可行、批准计划、实施计划。
P112图4-5
可以长江三峡工程为例进行说明,其中包括:
市场需求、资金需求、环保、生态、技术、移民、建设周期等。
(三)主生产计划(MPS)
1.主生产计划的概念
主生产计划是把综合计划具体化为可操作的实施计划。
如长江三峡工程中的资金需求应如何保证,可采用上涨电价的方案,具体上涨多少等。
2.主生产计划的制定程序
见p113图4-6
•主生产计划的制定程序
首先制定一个初步的MPS;
找出资源的约束条件;
判断是否满足这些约束条件,如不满足,须反复修改,直至满足为止;
最后经过审批,通过该计划。
•如某企业要生产一种新型汽车
首先制定一个初步计划,如年产量,汽车的性能,市场需求等;
找出资源的约束条件,即为达到目标需要的电力、设备、人员、技术、材料等;
判断这些条件在当前条件下是否满足?
如不能满足,须修改初步计划,如降低年产量,降低汽车的某些性能。
直至这些条件在当前条件下可以满足为止。
审批,通过该计划。
3.主生产计划的约束条件
实际的生产总量应等于计划总量;
实际的生产总量等于计划总量,应以合理的生产组合方式做保证。
即要有相应的管理措施,来保证高效生产。
4.制定生产计划的基本模型
⑴现有库存量模型(POH模型)
根据现有库存量是否满足需求,决定是否进行生产。
计算模型为:
It=It-1+Pt-max(Ft,COt)
其中:
It—t周末现有库存量
Pt—t周的MPS生产量
Ft—t周的预计要求
COt—t周准备发货的订货单
例1:
p114
4月份第1周现有库存量=45-max(20,23)=22,不需要安排生产,即生产量Pt为0,。
4月份第2周现有库存量=22-max(20,15)=2,不需要安排生产,即生产量Pt为0。
4月份第3周现有库存量=2-max(20,8)=-18,需安排一个批次的生产(80)。
4月份第4周现有库存量=-18+80-max(20,4)=42,不需要安排生产,即生产量Pt为0。
进一步计算得到p114表4-5的MIS方案。
⑵待分配库存的计算(ATP模型)
ATP模型:
可承诺量(
Available-to-Promise,ATP)是一个企业的库存或计划生产量中尚未分配到客户订单的部分。
利用该部分可以接受计划外的新订单。
第一时区的ATP等于现有库存量减去到期和过期的客户订单。
在任何包含主生产计划接收量的时区内,ATP等于主生产计划量减去该时区内,以及该时区以后,下一个有主生产计划接收量的时区之前的所有客户订单。
第一周(第一时区)的ATP=45-(23+15)=7,即第1、2周还可最多接受7个订单。
第三周的MPS=80,ATP=80-(8+4)=68,即第3、4周还可最多接受68个订单。
实际上可以这样考虑:
第一周库存为45(见表4-5),第1、2周实际订单为23+15=38(见表4-6),因此在第1、2周还可最多接受7个订单。
第三周生产了80,第3、4周实际订单为8+4=12,还可接纳80-12=68个订单。
注意:
现有库存量模型中考虑的是max(Ft,COt),而ATP模型考虑的是COt。
⑶粗生产能力计划(RCCP模型)
主要是将成品的生产计划,转换成为相对应的工作能力需求,进而制定生产能力计划。
“粗”表示是对资源需求的大致估计。
几种制定方法
1)“能力清单”法
与“资源描述”法基本相同。
2)“资源描述”法
第一步,定义关键资源,如人员、设备、电力等。
第二步,从MPS中的每种产品系列中选出将要进行RCCP的代表产品。
第三步,对每个代表产品确定生产单位产品对关键资源的需求量。
第四步,对每个产品系列,确定其MPS的计划产量。
第五步,将MPS中的计划产量与能力清单中的资源需求量相乘。
第六步,将没有产品系列所需要的能力加起来,得到对应计划的总能力需求。
与现行所具有的能力相比较,如基本具备这个能力,可以比准该计划。
否则,修改MPS。
•二者区别:
“能力清单”法强调的是产品对能力的需求,这里的能力不仅考虑资源,换考虑人的因素。
大家都知道,一个熟练的技术工人,可以顶上10个甚至更多的普通工人。
“资源描述”法强调的是产品对资源的需求,如需要什么设备、工具等。
3)综合因子法
根据各产品的MPS数量、各工序的劳动因子及不同产品的负荷数,估算这些产品的总劳动时间,与企业所能给与的劳动时间相比较,确定计划是否可行。
P116例2(略)
5.主生产计划与综合计划的连接
主生产计划是综合计划的分解细化。
1)在MPS(主生产计划)中根据综合计划确定产量,而不是根据市场需求进行预测。
如我国“十二五”计划确定后,钢的年产量应根据“十二五”计划制定。
2)综合计划中的产量需要经过“分解细化”转换为
MPS的市场需求量。
如综合计划中钢产量,应细化为各种型号、品种钢材的产量。
P118图4-7计算机辅助生产计划流程
二、生产计划中的数据库
1.定额数据库
定额:
企业在一定条件下,对人力、物力、财力的消耗和占有应达到的标准。
如一个工厂,工人定额为1000人;
月耗电定额为10000千瓦等。
包括的子数据库,见p118
2.计划指标数据库
计划指标:
计划中规定的各项预测目标。
有产品质量指标(如表面光洁度应达到什么级别),产量指标等(p118)。
3.线性规划的计算机求解
线性规划:
求线性目标函数在线性约束条件下的最大值或最小值的问题。
计算机求解步骤,见p119
森林出现火灾,火势正以每分100平方米顺风蔓延,消防站接到报警立即派消防队员前去,在火灾发生后5分钟到达现场,已知消防队员在现场平均每人每分钟灭火50平方米,所消耗的灭火材料.劳物津贴等费用为每人每分钟125元,附加每次救火所消耗的车辆.器械和装备等费用平均每人100元.而烧毁1平方米森林损失费为60元,问应该派多少消防队员前去救火,才能使总损失最小?
三、物料需求计划MRP
(一)物料需求计划
为保证MPS计划的完成,必须制定MRP。
物料需求计划:
按时间段编制物料采购计划和库存计划。
1.MRP的基本原理
⑴独立需求与相关需求
•独立需求:
不能从上一级派生出来的需求。
常用于订货点系统(p109),此时根据经验设置每种物品的安全库存值,当库存低于此安全库存值时,引发订货指令或生产程序。
不适合MRP编制。
•相关需求:
能从上一级派生出来的需求。
汽车厂MPS中汽车的年产量,决定了发动机等部件的需求,而发动机的MPS又决定了发动机中各部件的需求等。
见p120图4-8
由于计划随时可能改变,因此相关需求是离散的、非均匀的。
适合MRP编制。
⑵MRP系统的工作原理
1)根据用户订单和市场需求,制定主生产计划(MPS),即确定产品的生产数量。
2)MPS确定后,进一步确定原材料、零部件的需求量。
即决定订什么、订多少和何时定。
3)MRP输入是主生产计划、物料清单和库存记录;
输出是详细的制造和外购的物料清单及零部件清单,同时有开始制造时间和订单发放时间。
2.制定物料需求计划所需的信息要素
⑴主生产计划:
确定产品的生产数量。
⑵物料清单(BOM):
描述一个最终产品由哪些零部件、原材料构成。
以及它们在需求数量和需求时间上的关系。
⑶库存记录
3.MRP的基本计算模型
⑴物料清单BOM
1)产品结构
产品结构是由单层结构为结构单元构成的。
单层BOM:
以机械产品为例,组成产品的物料可以分为零件和部件。
由于部件本身也由零件和部件组成,直接作为产品组成部分的零部件和产品之间的关系称为单层对应关系,而组成部件的零部件和产品之间则不是单层对应关系,它们只与所组成的部件是单层对应关系。
用连接相临层次的路径表示物料间的单层对应关系,称为单层BOM,可以根据单层BOM构造出整个产品BOM。
是个树形结构,如图4-8(p120)。
2)物料清单
采用计算机辅助企业生产管理时,要把物料清单转换为计算机能够识别的数据格式,这种以数据格式来描述产品结构的文件就是物料清单,即是BOM。
建立产品物料清单的步骤。
见p121
①列出最终产品的结构图,各单层BOM种各部件的编号、数量、单位等。
相当于数据库设计中的“需求分析阶段。
”
②形成单层物料单。
相当于数据库设计中的“数据字典”。
③对每种物料单形成格式统一的表格,确定产品逻辑结构及数据描述以及它们之间的关系。
相当于数据库设计中的概念设计(画ER图,确定关系模式)。
⑵库存记录
包括:
粗需求量、预计入库量、现有库存量、计划订货入库量、计划发出订货量和损耗。
详细解释见p121
⑶计划因子分析
1)生产周期(提前期)
外购件:
从订单发出到物料进入仓库的时间段。
自加工件:
加工时间,各工序的周转时间等。
2)批量规划
根据MPS确定各单层BOM的需求量,进行批量订货。
3)安全库存
在未来的粗需求及预计入库量不确定的情况下,为保证MPS的最终完成,需要对每种物料确定一个安全库存量。
(二)物料需求计划的计算机管理信息系统
1.MRP计算机管理信息系统流程
P123图4-9
2.MRP的输入
MPS、库存记录、物料清单BOM及各种其它需求信息。
3.MRP的生成
⑴MRP的生成方式
①采用批处理方式(脱机)
1)周期性执行MRP计划
2)定期执行MRP计划
②净改变式MRP系统(联机)
只有当条件变化时(如MPS改变、产品设计修改等),才执行MRP计划。
⑵分层处理原则
①分层处理原则:
计算对某一物料的需求,从最终产品MPS开始,按照BOM逐层计算。
计算时要考虑到影响该物料需求的各种因素,包括上层、下层、同层及其它需求。
②分层编码
③MRP的生成步骤
P124
信息处理从上至下,逐层处理。
步骤如下:
1)将MPS逐层展开,生成各层的BOM(物料清单)。
2)根据期量标准(提前期)由产品的生产日期逆工艺顺序倒排,编制物料生产进度计划,并计算各零件的粗需求量。
即MPS逐层展开后,从下往上编制计划,也就是从最基础的零部件开始。
如需要多少钢材等原材料。
3)根据粗需求量和库存,计算净需求量。
4)需要外购的,按提前期进行采购和预订。
4.MRP的输出
输出结果是全部BOM清单,及开始制造时间、订单发放时间等。
(三)从MRP到MRPII
1.MRP的局限性
MRP是假设MPS是可行的;
MRP是假设物料采购是可行的;
MRP没有考虑人的因素,即人的能力。
总之MRP是机械的,它认为一切计划都是一层不变的,一切都是畅通无阻的。
没有考虑在执行过程中人的因素及内、外情况可能随时发生变化。
2.MRPII(ManufacturingResourcePlanning)制造资源计划:
•MRPII是对MRP的发展和完善。
MRPII将对物料、人力、资金、设备、信息等进行综合管理。
MRPII是一个系统工程。
•MRPII的逻辑功能见P126图4-12
•MRPII的特点
⑴物流与资金流的统一
⑵计划的一贯性和可行性
⑶模拟决策
⑷数据共享性
⑸动态应变性
3.ERP(企业资源计划)
是指建立在信息技术基础上,以系统化的管理思想,为企业决策层及员工提供决策运行手段的管理平台。
ERP系统集中信息技术与先进的管理思想于一身,成为现代企业的运行模式,反映时代对企业合理调配资源,最大化地创造社会财富的要求,成为企业在信息时代生存、发展的基石。
⑴除具有MRPⅡ的功能外,还包括质量管理、试验室管理、流程作业管理、配方管理、产品数据管理、维护管理和仓库管理等。
⑵支持混合方式的制造环境
包括既可支持离散又可支持流程的制造环境。
⑶支持C/S和B/S计算环境
图形用户界面、计算机辅助设计、计算机辅助制造、数据采集、面向对象技术和使用SQL对关系数据库查询等。
ERP是对MRPⅡ的超越,从本质上看ERP仍然是以MRPⅡ为核心,但在功能和技术上却超越了传统的MRPⅡ,它是以顾客驱动的、基于时
间的、面向整个供应链管理的企业资源计划。
第三节计算机辅助作业和项目管理
一、作业排序的基本概念
1.作业排序
确定每台设备、每个人、每天的工作任务及工件的加工顺序等。
2.作业排序的目的
保证生产计划的顺利执行,减少间断工时(各工序之间的周转时间),缩短生产周期,提高资源利用率。
作业排序系统应做到:
1)优先权设定
2)合理安排
3)监督与检查
4)必要调
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