第5章 能力需求计划.ppt

1、第1页,第5章 能力需求计划,能力需求计划(Capacity Requirements Planning, CRP)的目的是检验MRP是否可行并且对生产作业过程中的能力和负荷进行平衡。从内容上看CRP与MRP是不同的。 MRP的内容都是有关企业直接的作业对象、管理对象的描述和从事这些活动的安排和指导，是为了满足客户需求、完成已签订单的直接工作计划。 CRP的内容是辅助和检验MRP的内容是否可行的辅助工作计划的生产能力需求计划。,第2页,教学目标,理解和掌握CRP的基本概念和特点 理解CRP用到的输入数据特点 理解和掌握CRP的计算过程 理解对CRP的评价方式,第3页,本章内容,5.1 概述 5

2、.2 CRP的输入数据 5.3 CRP的处理过程 5.4 CRP的评价 5.5 本章小结,第4页,5.1 概述,CRP的基本概念和特点 CRP和RCCP之间的关系 CRP的编制方式,第5页,5.2.1 CRP的基本概念,能力需求计划 CRP是一种将MRP输出的对物料的分时段需求计划转变成对企业各个工作中心的分时段需求计划的管理工具，是一种协调能力需求与可用能力之间平衡管理的处理过程，是一种协调MRP的计划内容和确保MRP在现有生产环境中可行、有效的计划管理方法。,第6页,工作内容,从工作内容上来看，MRP的计划内容是物料，具体内容包括需要的物料编码、物料数量和需用时间等；而CRP的计划内容是能

3、力，具体内容包括工作中心加工能力、员工工作时间、设备加工效率、员工出勤率和劳动生产率等。 作用：CRP起到一个计划转换器的作用，把MRP转换成CRP，实际上，CRP又起到了一个工作延伸扩散器的作用，把有关物料计划管理和控制工作向设备计划管理和控制工作、人力资源计划管理和控制工作方面延伸和扩散，使得整个ERP系统有可能把物料管理、设备管理和人资管理等多种职能工作作为一个整体的系统对待。,第7页,处理过程,从处理过程来看，CRP不仅仅把对物料的需求计划转变成对工作中心的能力需求计划，而且还要协调和处理有关这些能力的能力需求与可用能力之间的矛盾。 能力需求来自于MRP，可用能力来自于现有的生产作业环

4、境。 从宏观角度来看，如果能力需求小于可用能力，那么除了引起可用能力的闲置和浪费之外，一般不会对MRP的正常实施运行带来什么负面影响和障碍。 但是，经常遇到的情况是，能力需求大于可用能力，该怎么办呢？,第8页,能力需求冲突解决方案,有以下三种不同的且各有优劣的解决方案： 一是扩大企业现有的可用能力。这是最彻底的决策性解决方案，是一种企业发展壮大的里程碑结果，很难用于需要随时解决的临时性问题。 二是通过减少MRP以降低能力需求。是一种比较保守的解决方案，目的是通过拒绝过多的、自身无法承担的订单来实现企业内部的生产平衡，优点在于经营稳健，缺点在于可能错失发展壮大的良机。 三是通过移峰填谷、加班加点

5、和外部协作等临时性的管理调度手段来解决能力需求和可用能力之间的矛盾。 体现了管理技术和管理艺术有效结合的效果，需要采用最合适的管理手段、调度措施来尝试协调解决当前面临的问题。比较实用。,第9页,管理手段,从管理手段来看，CRP作为一种约束条件的测试工具，用于检验和确保MRP符合生产环境现状。 计算MRP的最基础的三个数据是MPS、BOM和库存状况，但是并没有回答企业是否有能力完成这种计算结果。 从管理的完整性角度看，CRP全面解决了MRP是否可行和有效的问题。 即使MPS没有经过RCCP的验证，CRP也不会使得不可行的MRP进入到实施环节。 采用RCCP验证MPS的好处，在于MRP的计算和CR

6、P对MRP的验证效率都得到了提高。,第10页,CRP的作用示意图,CRP的转换器、协调器和约束机制作用示意图如图所示。 来自于MRP的生产作业表示计划负荷，工艺路线可以提供单位负荷耗用能力标准，这两个数据可以形成对工作中心的能力需求。 工作中心提供了企业当前环境的可用能力。 能力需求和可用能力经过CRP的处理变成了可行的生产作业计划和已平衡的能力需求计划报表。,第11页,CRP的回答,通过分析，CRP能够回答以下问题： 生产什么？生产多少？何时生产？(由生产作业计划回答, 并且得到计划负荷。这些计划负荷也可以是分时段的) 使用什么工艺路线？工艺路线中包括哪些工作中心？(前面这两个问题可以得到单

7、位负荷耗用能力标准例如使用某个数控加工机床的标准工时定额，再加上计划负荷，即可得到MRP对能力的需求量) 工作中心的可用能力是多少？(这是重要的基础数据) 分时段的能力需求状况如何？(分时段的计划负荷加上单位负荷耗用能力标准可以得到分时段的能力需求状况),第12页,5.1.2 CRP和RCCP,RCCP用于校验MPS是否可行，CRP用于校验MRP是否可行，这两种校验计划密切关联。 从计划层次上来看，RCCP与MPS位于相同的层次，CRP与MRP位于相同的层次；RCCP位于需求计划的高层，CRP位于需求计划的低层。 从内容上来看，RCCP是粗能力需求计划，CRP是能力需求计划，两者都是能力需求计

8、划，都用于校验编制的计划是否可行；但RCCP用于校验MPS，CRP用于校验MRP，MRP是MPS的进一步细化，CRP也是RCCP的进一步细化。 从编制方式来看，RCCP与CRP有着很大的差别。例如，RCCP仅考虑关键工作中心的能力需求，CRP考虑整个工作中心的能力需求；RCCP的计算过程主要依据资源清单，CRP的计算过程主要依据工艺路线。,2018年10月12日,13,企业资源规划,主讲：吉林大学 梅芳 学时：16（简版） 第十五讲,第14页,5.1.2 CRP和RCCP,CRP和RCCP之间的详细区别如表所示。,第15页,5.1.3 CRP的编制方式,从CRP的编制方式来看，可以把CRP分为

9、两种类型。 两者在是否考虑CRP时是一样的，主要差别在于处理超负荷时采取的方式不同。 无限能力计划，是不考虑能力限制的CRP方式。当工作中心的负荷工时超过能力工时时，该工作中心处于超负荷状态，由于不考虑能力限制，工作中心的负荷是所有消耗该工作中心的负荷相加。因此，这是一种更加自然的处理能力需求的方式，超负荷状态是一种不可避免的现象。 有限能力计划，是考虑能力限制的CRP编制方式。由于考虑了能力限制，某个工作中心的负荷工时总是不能超过该工作中心能力工时的，因此在这种方式下不会出现工作中心超负荷现象。,第16页,无限能力计划,无限能力计划是不考虑能力限制的CRP方式，当工作中心的负荷工时超过能力工

10、时时，该工作中心处于超负荷状态。 当工作中心处于超负荷状态时，可以采取两种措施。 第一种，是增加能力工时措施，例如，可以采购新的加工设备、招聘新的员工等； 第二种，是采取调度手段，例如，延长工作中心的工作时间、采用替代工作中心、将超负荷转移到其他工作中心、变加工为采购以及采用外协加工等。 实际上，还有一种更为极端的管理措施，即延长订单的交货期或者干脆取消订单。,第17页,有限能力计划,有限能力计划是考虑能力限制的CRP编制方式。由于考虑了能力限制，某个工作中心的负荷工时总是不能超过该工作中心能力工时的，因此，这种方式下不会出现工作中心超负荷现象。 按照处理超负荷的方式，有限能力计划又可以分为：

11、 优先级计划 有限顺排计划 这里主要介绍优先级计划。 优先级计划，是指根据订单状况等因素为计划负荷指定一个优先级，按照各个计划负荷的优先级为工作中心分配计划负荷，当工作中心满负荷时，优先级较高的计划负荷被执行，优先级较低的计划负荷被推迟。,第18页,5.2 CRP的输入数据,CRP的计算过程中，主要是用到4个方面的数据： 加工订单数据 工艺路线数据 工作中心数据 工作中心日历数据,第19页,1. 加工订单,加工订单是生产作业计划的一种表现形式。 按照指导生产加工的有效性状态，可以分为3种类型： 计划订单，是根据MRP直接计算得到的加工订单。但是，由于实际上物料的需求和能力的可用性可能会与计算得

12、到的数据有差异，因此计划订单必须经过生产计划管理人员修正之后才能使用。计划订单经过修正并与实际情况相符合后，由生产计划管理人员将其状态修改为确认订单。 确认订单，是否能成为指导实际加工作业的任务，还需要下达。 已下达订单，状态是生产作业计划的真正实施状态，也被称为加工订单。 加工订单中的主要数据是物料加工数量、完成日期、加工工序、准备时间和加工时间等。 加工订单描述了工作中心负荷的来源。,第20页,2. 工艺路线,工艺路线是一种重要的基础数据，描述零件、组件以及最终产品等物料加工和装配所需要的工序步骤和每一步骤所需要的工作中心、加工工具以及加工定额工时（准备时间和加工时间等），还指定了某些特殊

13、工序步骤的可替换工序。 工艺路线是一种标准，它可以把来自于加工订单的负荷转变成对加工中心的能力需求。,第21页,3. 工作中心,工作中心是CRP中不可或缺的最重要的基础数据之一。 无论是来自于加工订单和工艺路线的能力需求，还是可用的生产加工能力，其载体就是工作中心。 工作中心还起到一种把作业工作与组织结构、人力资源连接起来的桥梁作用。 作为CRP的核心数据和能力单元，其主要数据包括每天班次、每班工作小时数、每班人数、每班设备数、加工效率和设备利用率等。 实际上，当前许多ERP系统在工作中心的描述上还有进一步细化的空间。,第22页,4. 日期数据,作为一种计划数据，日期数据是不可缺少的。 为了快

14、速、准确且方便地确定计划日期，通常采取制造日历、工厂日历和工作中心日历等数据。 制造日历，往往用于整个企业，是最基本的日历。 工厂日历，增加了不同生产加工车间的实际作业的工作时间和班次等特点。 工作中心日历，真正体现了精细化管理的思想，它可以根据不同工作中心的特点来安排更加切合实际的工作日历。 日历上的主要数据是日历编码和对应的日期。 不同类型的日历，差别主要在于其适用范围和描述的精细程度。,第23页,5.3 CRP的处理过程,CRP的处理过程主要包括计算工作中心可用能力、计算工作中心上的工序负荷、计算工作中心分时段能力需求等关键环节。 CRP处理过程中的关键环节 CRP的编制过程流程图 CR

15、P编制示例,第24页,5.3.1 CRP处理过程中的关键环节,计算工作中心可用能力 计算工作中心上的工序负荷 计算工作中心的分时段能力需求,第25页,1. 计算工作中心可用能力,在描述工作中心的可用能力时，需要确定工作中心的能力单位、能力类型和额定能力。 额定能力应该经常随着实际能力的变化进行调整。 不同类型的企业，采用不同的工作中心能力单位。 在离散型企业中，例如，机械、电子产品等企业，经常采用加工单件物料所需加工时间(小时/件)或单位时间的产量(件/小时)等单位描述工作中心的可用能力。 在流程型企业中，例如，化工、纺织和造纸等企业，经常采用单位时间产量(米/日、吨/日、千克/时)等单位描述

16、工作中心的可用能力。 经常用到两种类型的能力描述: 一种，是按照设备工时描述能力; 另一种，是按照人员工时描述能力。 具体采用哪一种能力类型，往往需要考虑企业产品的特点、管理习惯和成本核算方式等多个因素。,第26页,1. 计算工作中心可用能力,额定能力，是指在正常情况下工作中心的可用能力，也称为标准能力。 额定能力往往小于工作中心的最大能力，因为它考虑了工作中心的利用率和效率等影响因素。 利用率，是从计划和实际投入相比较的角度来看工作中心的利用状况； 效率，是从实际投入和实际产出相比较来看工作中心的工作效果。 某个工作中心的额定能力计算公式如下： 额定能力=单个设备每日每班可用工时数可用设备数

17、每日班数利用率效率=单个设备每日可用工时数可用设备数利用率效率 额定能力=每人每日每班可用工时数每班人数每日班数利用率效率=每人每日可用工时数有效人数利用率效率 利用率=实际投入工时/计划工时 效率=已完成的物料加工数量加工额定工时/实际投入工时,第27页,1. 计算工作中心可用能力,例如，某个工作中心有2台同样型号和规格的加工设备，有2个加工班组，每班2人，每班工作时间是8小时。经过统计，设备的利用率是95%，效率是90%，现在采用设备工时描述该工作中心的可用能力，则该工作中心的可用能力如下： 额定能力=82295%90%=27.36小时。 实际能力，是指某个工作中心在生产加工过程中实际能力

18、的记录。 实际能力是额定能力的基础，并且通过额定能力反应出来。 额定能力应该经常调整，以尽可能准确的反应实际能力，两者的误差应尽可能小。 例如，如果上例中最后测得的实际能力是28.12小时，大于额定能力，即表示额定能力的利用率或效率估计偏低，应该按照实际能力的大小适当调整额定能力的利用率或效率。,第28页,2. 计算工作中心上的工序负荷,计算工作中心上的工序负荷，是指逐个工序计算与某个工作中心相关联的生产负荷。 生产负荷来自两个数据：加工的物料数量和加工单个物料需要的额定工时。 在CRP的计算过程中，加工的物料数量来自于物料的计划投入量，加工单个物料需要的额定工时来自于工艺路线。 工作中心上的

19、工序负荷的计算公式如下： 工序负荷=准备时间+加工物料数量加工时间 准备时间，是每一个加工物料批次需要的开机、安装刀具、夹具和设备调试等准备性操作消耗时间； 加工时间，是加工单个物料耗费的时间。,第29页,2. 计算工作中心上的工序负荷,例如，工序20对应的工作中心是WC15，将要加工一批物料，这批物料的数量是120件，准备时间是15分钟，加工一个物料耗费的时间（WC15上的工序20的工序负荷）是3分钟，20工序在WC15上的工序负荷如下： 工序负荷=0.25+1200.05=6.25小时,第30页,3. 计算工作中心的分时段能力需求,如同分时段的物料需求计划一样，工作中心的能力需求也应该是分

20、时段的。 为了计算工作中心的分时段能力需求，需要计算两方面的数据： 第一，计算每一个工序在每一个工作中心上的开始时间和结束时间； 第二，以工作中心为基础，按照时段汇总所有工序的能力需求。,第31页,3. 计算工作中心的分时段能力需求,工序提前期又被称为工时，每一个作业的工时都由多种不同的时间组成，这些时间包括： 排队时间，是指在工作中心安排作业之前耗费的时间。 准备时间，是指在加工前需要做的准备工作所耗费的时间，例如，开机、检查、调整机器、安装车卸工装夹具、加油等，这是每一批零部件都需要的消耗。 加工时间，是指每一个零部件加工、装配的实际作业时间。 等待时间，是指物料在某个工作中心加工完成之后

21、不能立即转移到下一个工序或工作中心，需要等待一段时间才能转移到下一道工序的时间消耗。 移动时间，又称搬运时间或运输时间，即从当前工序转移到下一道工序花费的时间。,第32页,序提前期示意图,工序提前期又可以分为两大部分： 工序未实际占用工作中心时间，包括等待时间、移动时间、排队时间。 工序实际占用工作中心时间，包括准备时间、加工时间。,第33页,3. 计算工作中心的分时段能力需求,在实际生产加工作业中，为了提高作业效率，缩短工序提前期，经常采用交叉作业的方式。 某个工序中的物料并不是全部加工完了才可以移动到下一道工序，而是完成一部分后，就将完成的部分物料移动到下一道工序。 交叉程度可以根据物料特

22、点、工作中心位置和距离、管理手段以及员工素质等确定。,第34页,5.3.2 CRP的编制过程流程图,基础数据包括加工订单数据、工艺路线数据、工作中心数据和工作中心日历数据等。,计算和调整工作中心的可用能力，并且根据历史实际能力数据对计算的结果进行调整。,2018年10月12日,35,企业资源规划,主讲：吉林大学 梅芳 学时：16（简版） 第十六讲,第36页,5.3.3 CRP编制示例,假设自行车ZXCA-F2的BOM结构如图5-4所示。每个ZXCA-F2由2个物料A和1个物料B组成，每个物料B由1个物料C和2个物料D组成。,第37页,自行车ZXCA-F2的MPS如表5-2所示。 自行车ZXCA

23、-F2的装配提前期是1时段，计划产出量和计划投入量如表5-2所示。,5.3.3 CRP编制示例,第38页,根据表5-2的MPS对ZXCA-F2进行分解，计算其他物料的MRP，计算过程如表5-3所示。 物料A的有关属性是，计划接收量为150，PAB初值为60，安全库存量为30，订货批量为150，提前期为1时段。 物料A的毛需求量等于ZXCA-F2物料计划投入量的2倍。 物料B的有关属性是，计划接收量为100，PAB初值为50，安全库存量为25，订货批量为100，提前期为1时段。 物料B的毛需求量等于ZXCA-F2物料的计划投入量。 物料C的有关属性是，计划接收量为120，PAB初值为80，安全库

24、存量为80，订货批量为200，提前期为1时段。 物料C的毛需求量等于物料B的计划投入量。 物料D的有关属性是，计划接收量为300，PAB初值为150，安全库存量为120，订货批量为300，提前期为1时段。 物料D的毛需求量等于物料B的计划投入量的2倍。,5.3.3 CRP编制示例,第39页,5.3.3 CRP编制示例,第41页,假设ZXCA-F2的加工、装配共涉及5个工作中心，每个工作中心每天工作8小时，每个工作中心都有一位操作人员。 每个工作中心的利用率、效率都不完全一样，具体参数如表5-4所示。 WC02每天可用能力为：810.980.99=7.76 额定小时。 其他工作中心的计算过程类似

25、。,5.3.3 CRP编制示例,第42页,根据表5-5中的额定工时数据可以计算出每一个工作中心上的工序负荷，计算公式如下： 工作中心的工序负荷=加工件数单件加工时间+准备时间,5.3.3 CRP编制示例,有关工作中心的工序负荷（也称为能力负荷）的计算过程及其计算结果如表5-6所示。 例如， 在WC07工作中心上，物料A的工序5和物料C的工序5都在上面加工。 物料A的计划投入量的订单数量分别为150和300。 物料A的工序5的150订单数量的工序负荷为：,下面计算各个工序占用工作中心的时间，即生产作业时间。 能力负荷除以可用能力即可得到作业天数，然后转换为小时。 计算结果如表5-7所示。,第45

26、页,5.3.3 CRP编制示例,为了计算各个工序在工作中心的开工日期和完工日期，还需要得到物料在各个工作中心的等待时间、移动时间和排队时间。 这些基础数据如表5-8所示，时间单位为小时。 表5-8只列出了从库房到生产加工地点的移动时间，不考虑其等待时间，因为物料只在需要时才出库。,下面采用倒序排产法计算物料的能力需求编制过程。 假设表5-3中计算MRP的时段为周。 倒序排产法是用工序的完工时间减去等待时间、移动时间、排队时间和生产作业时间（准备时间和加工时间）得到工序开工时间的方法。 首先，研究物料C的工艺路线和制造时间。 根据表5-5可知，物料C的加工工艺路线一次是5(WC07)、 10(W

27、C23)，加工经过了3个不同的位置，即库房、工序5和工序10，这些位置间的顺序图（工艺路线）和相应的时间如图5-5。,第47页,5.3.3 CRP编制示例,根据表5-7和表5-8可以得到物料C的各种制造时间数据，将这些制造时间数据进行汇总，结果如表5-9所示。,下面分析物料C的开工时间和完工时间。 最晚开工时间和最晚完工时间简称为开工时间和完工时间。 首先，假设每周工作5天，每天工作8小时，每天开始上班时间是8点，下班时间是16点。 根据表5-3可知，物料C的提前期是1周，其在第1周的计划产出量为200件，用于第2周物料B的装备作业。 这200件的最晚完工时间是第1周的最后一个工作日的结束，即

28、工序10必须在第1周的周五16点之前完成。 由于从工序10的WC23工作中心转移到其他工作中心的等待时间和移动时间都是1小时，因此工序10在WC23工作中心的加工操作最晚必须在周五14点完成。 在WC23工作中心的生产作业时间是8小时，因此物料C最晚必须在周四14点完成。 因为物料到达WC23工作中心能够加工之前，需要1小时排队时间，因此该物料必须在周四13点之前到达WC23工作中心。,第49页,按照上述过程继续计算。 物料最晚必须在周四11点完成WC07工作中心的加工，最晚必须在周三12点开始在WC07工作中心加工，最晚必须在周三10点到达WC07工作中心，最晚必须在周三9点离开库房。 至此

29、得到了物料C的工序5和工序10的最晚开工时间和最晚完工时间，如表5-10所示。,第50页,5.3.3 CRP编制示例,按照上述步骤可以求出物料C的分时段能力需求计划，如表5-11所示。 注意，将同一时段（周）的能力负荷汇总在一起。,第51页,5.3.3 CRP编制示例,基于上述计算过程，针对物料D、B、A和ZXCA-F2重复上述过程，得到如表5-12所示的自行车ZXCA-F2 的能力需求计划。,第52页,5.3.3 CRP编制示例,根据表5-12中的能力需求数据，按照工作中心汇总在一起，即可得到如表5-13所示的CRP数据，即工作中心能力需求计划表。,第53页,5.4 CRP的评价,CRP实现

30、了把MRP转变为分时段的能力需求计划，根据能力需求和可用能力之间的平衡关系判断MRP是否可行的功能。 下面重点介绍CRP的前提条件、作业交叉、手段粒度等管理问题。 1.CRP的前提条件 通常情况下，CRP的前提条件是无限能力。 在能力需求计算过程中，不考虑工作中心可用能力的限制；当能力需求计划计算出来之后，再处理有关可用能力和能力需求之间产生冲突的地方。 这些问题暴露出来之后，管理人员可以及早地采取相关措施，在计划阶段解决可用能力不足的问题，从而有可能提高管理效率和质量。,第54页,2. 时间交叉程度,在计算工序的开工时间和完工时间时，需要考虑等待时间、移动时间、排队时间、加工时间和准备时间等

31、工艺时间。 如果这些工艺时间之间是串行的，计算过程就会比较简单。 如果这些工艺时间之间可以是并行、交叉的，不同的物料之间、不同的工序之间的交叉程度都可能是不同的；即使是同一种物料、相同的工序之间，但是由于批量的不同，他们的工艺时间的交叉程度也可能是不同的。 在实际生产中，这种交叉程度既可能是线性的，也可能是阶梯形的，从而使得用计算机处理这种交叉现象的难度大大增加。 在ERP系统中，是否考虑工艺时间的交叉现象、如何考虑交叉程度等，是衡量ERP系统是否有效的一个重要因素。,第55页,3. 时段粒度,时段粒度非常关键。 时段粒度越细，则各种数据的管理越精细，各种细节问题也容易暴露出来，更容易采取合理

32、有效的管理措施。 但是，随着时段粒度的细化，数据量也越来越大，管理的复杂性也越来越高，管理的难度也越来越大。 例如： 如果时段是周，那么无论是周三的能力需求，还是周四的能力需求，都汇总到一个周次的能力需求中，从而掩盖了周三和周四的差别。 如果时段是天，则周三、周四的差别即可显示出来。 这种差别是否能够显示出来是非常重要的。,第56页,3. 时段粒度,这种差别是否能够显示出来是非常重要的。 假设每天的可用能力是10小时，每周的可用能力是50小时。 如果周一、周二、周三的能力需求是3小时，周四的能力需求是12小时，周五的能力需求是20小时。 汇总后得到本周的能力需求是41小时，小于每周的可用能力5

33、0小时，好像每周的可用能力足够承担负荷了。 但是，实际上周四、周五的能力需求都超过了可用能力。 如果时段粒度是周，每天存在的问题就被掩盖了。 如果时段粒度是天，每天存在的问题就完全暴露了，每小时中存在的问题就被掩盖了。 因此，选择一个合适的时段粒度是一个不容忽视的问题。,第57页,5.5 本章小结,本章主要研究能力需求计划问题。 首先介绍了CRP的基本概念和内容，接着比较CRP和RCCP之间的区别和联系； 之后介绍了CRP的编制方式，即有限能力计划和无限能力计划； 然后对CRP输入数据的类型和来源进行了详细的讲述； 其后详细介绍了CRP的计算和处理过程； 最后介绍了CRP中一些关键的管理问题。,第58页,本章内容,5.1 概述 5.2 CRP的输入数据 5.3 CRP的处理过程 5.4 CRP的评价 5.5 本章小结,