5 智能制造制造计划与控制系统.docx

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5智能制造制造计划与控制系统

【智能制造】制造方案与把握系统

微信号ai-cps

功能引见OT技术（工艺+精益+自动化+机器人）和IT技术（云计算+大数据+物联网+人工智能）深度融合，在场景中构建：

形态感知-实时分析-自主决策-精准执行-学习提升的机器智能认知系统，实现产业转型升级、DT驱动业务、价值创新制造的产业互联生态链。

2020-03-15原文

收录于话题

邓博文 让工厂管理变简约

《制造方案与把握—基于供应链环境》是一部经典的制造业运作与管理的教科书，也是美国生产与库存把握：

协会（APICS）的集成资源管理证书（CIRM）：

生产与库存管理证书（CPtM）、高级生产与库存管理证书（CFPIM）的考试用书，以及美国很多高校争辩生教学的首选教材。

其最新的第5版令人耳目一新，着眼于供应链环境，拓宽了制造业；运作管理的争辩视野，专注于制外型企业方案与把握职能．细化了运作管理的内容。

《制造方案与把握—基于供应链环境》的次要读者对象为管理科学与工程类的高班级本科生、争辩生、教学与科研工作者以及从事运作管理工作的企业各级管理人员。

 [2]

第1章　制造方案与把握

关于制造方案与把握

制造方案与把握系统的定义

制造方案与把握系统框架

制造方案与把握系统与企业需求的婚配

制造方案与把握系统的演化

第2章　需求管理

制造方案与把握系统中的需求管理

需求管理和制造方案与把握环境

与其他制造方案与把握模块及客户的沟通

需求管理中的信息使用

供应适当的猜测信息

具体猜测的产生与评价

猜测的使用

需求的管理

企业实例

第3章　销售与运作方案

企业的销售与运作方案

销售与运作方案的流程

新的管理责任

销售与运作方案的实施

第4章　企业资源方案——集成系统

何谓企业资源方案

企业资源方案如何连接职能部门

制造方案与把握与企业资源方案的顺应性

集成系统无效性的绩效评估目标

企业资源方案的使用阅历

第5章　供应链库存管理——独立需求管理

基本概念

管理问题与库存相关的成本经济订货批量模型订货时间的决策多物料管理

第6章　主生产方案

主生产方案的活动

主生产方案技术

面对主生产方案的物料清单结构

最终拆卸方案

主生产方案员

公司实例

主生产方案的稳定性

主生产方案的管理

第7章　物料需求方案

制造方案与把握中的物料需求方案

数据处理

技术问题

物料需求方案系统的使用

系统动态性

第8章　分销需求方案

供应链中的分销需求方案

分销需求方案相关技术

分销需求方案中的管理问题

企业实例

第9章　准时生产

制造方案与把握中的准时生产

一个准时生产实例

准时生产的使用

非反复制造环境中的准时生产

企业间的准时生产

准时生产软件

管理启示

第10章　生产力量方案与利用

制造方案与把握系统中生产力量方案的作用

生产力量方案与把握方法

生产力量及物料的同步方案

管理及生产力量方案/利用

使用实例

第11章　生产作业把握

第12章　销售与运作方案的进阶争辩

第13章　战略与制造方案与把握系统设计

第14章　物料需求方案的进阶争辩

第15章　准时生产的进阶争辩

第16章　作业方案的进阶争辩

第17章　供应链管理

第18章　实施

第19章　制造方案与把握的将来进展趋势 [2]

今日给大家共享的内容是制造方案与把握系统（非IT系统），这部分内容对大家巩固供应链基础学问很有挂念，它能让大家晓得供应链运作的底层规律。

下图是APICS的制造方案与把握系统图

 2019年修订的第16版APICS辞典对它的定义如下：

图中两头部分是优先权方案，包括了生产方案、主生产方案以及物料需求方案，这部分是MPC（制造方案与把握）的核心。

左侧是需求侧活动，包括了猜测、配送需求方案（DRP）以及需求管理。

右侧是供应侧活动，包括了资源规划、粗资源规划以及产能需求规划。

最上面是战略规划，依据CPIM的引见，战略规划（包括商业规划）是MPC的输入，但并不是MPC的一部分，它为MPC设定了方向和目标。

最下面分为两部分内容，左边是选购，左边是生产活动把握，他们都是执行层面的业务活动。

接下来我先引见战略规划，然后从左往右开放来引见。

一、MPC的输入 

Strategicplanning（战略规划）

Strategicplanning是业务活动，并不是一份方案文件，其输出物是战略方案。

战略规划关注的是企业将来全体的进展，表述了企业将来2~10年甚至更长时间期望从事的业务，比如需要开发什么新产品投入到哪个市场。

由企业高层管理来主导并制定，统筹考虑市场、研发、制造以及财务信息。

依据APICSOMBOK的引见，战略方案经常以金额作为单位，而非单位数量。

在实际使用时我们可以机警运用，从多角度进行战略表述。

由于不同业务领域视角不同，比如从财务视角来看，期望用金额进行表述。

但从生产制造的角度来看，更期望看到具体数量，以便规划制造资源。

 战略方案一旦制定好，后续包括财务、市场、制造在内的各职能部门在战略方案的指点下编制本部门的方案，以实现战略方案目标。

二、MPC的需求管理活动

Forecasting（猜测）

猜测是方案的前提，考虑企业内外部要素，借助定量、定性的方法来猜测顾客对产品或服务的在将来一段时间内的需求，也可以由下游客户供应猜测。

猜测的承接部门一般是市场部或者销售部。

 DistributionRequirementsPlanning-DRP（配送需求方案）

 配送库存的管理方式有三种，分别是：

拉式（分散式系统）、推式（集中式系统）、推拉结合式（DRP）。

配送系统的形式多样，但基本形式如下图所示。

 拉式系统：

每个配送中心确认本人需要何种产品以及何时需要，然后向集中供应中心发出订单。

集中供应中心再向工厂发出订货需求，工厂方案员将此需求作为主生产方案的输入之一。

推式系统：

需求由中心决策，库存从集中供应中心推向各个配送中心，配送中心没有接收多少货物的决策权。

推拉结合式：

即配送需求方案（DRP），打算向各配送中心补多少货何时补货的系统。

DRP借用了MRP的运算规律，通过对各级配送中心供应的猜测信息、库存信息进行分析与计算来打算补货需求。

这里的补货需求或作为方案订单下达给工厂，工厂将接收的方案订单作为主生产方案的输入之一。

DRP的好处在于，在满足客户需求的前提下，同时兼顾生产的平衡。

Demand Management（需求管理）

确认和管理产品全部需求的功能，包括了对forecasting和DRP输出的猜测、订单信息汇总、排序以及分析市场活动对需求的影响等。

经过需求管理的活动，猜测和订单信息会依据不同的形式分别传递至不同层级的方案。

在战略规划层级（长期），以总金额进行传递，企业据此信息以及其他信息设定战略销售目标以及制造商业方案；在S&OP层级（中期），以产品族的总数进行传递，作为生产方案的输入；在主排程层级（短期），以最终产品（SKU-STOCKKEEPINGUNIT级）的数量进行传递，作为主生产方案的输入。

三、MPC的优先权规划

这部分内容是MPC的核心，同时也是供应链实践过程中误会最大问题最多的部分，接下来我将通过实战与理论结合的方式来引见这部分内容。

S&OP（销售与运营规划流程）

很多人对S&OP存在误会，即把S&OP视作一份方案。

不管从字面意思来理解，还是翻阅S&OP权威参考书（sale&operationplanningThehow-tohandbook）,S&OP都是一个流程。

S&OP流程的输入次要是以产品族为单位的猜测、可用资源，其输出次要是以产品族为计数单位的生产方案（ProductionPlan）。

这份方案从制造的角度承接战略方案，次要目的是建立能够完成战略方案目标的生产节拍，包括设定方案期内的生产与库存水平。

制定生产方案时需要考虑三种策略，即均衡策略、追逐策略或混合策略。

 生产方案的可行性由资源规划（ResourcePlanning）进行验证，当满足生产方案所需资源与可用资源消灭差异时，需要进行供需平衡的操作。

依据S&OP流程，供需平衡的决议应由有高层管理者参与的会议进行决策。

建议每月执行一次S&OP流程，相应地每月滚动更重生产方案且方案的展望期建议不低于6个月（依据企业实际情况而定）。

MasterScheduling-MS（主排程）

关于对主排程的理解，其误会程度不次于对S&OP的误会。

在理解MPC时，必需咬文嚼字细扣里面的每一个用词。

Scheduling是动名词，表示做排程的动作，所以MasterScheduling指的是主排程这一业务活动。

主排程的输入是生产方案、最终产品的猜测、销售订单、库存、瓶颈工序产能以及关键物料的供应力量，其输出是主生产方案（Masterproductionschedule），承接生产方案，把产品族方案数进一步细分至最终产品的生产数。

为什么不把Masterproductionschedule翻译成主生产排程，而是主生产方案？

这涉及到另一个问题，即方案与排程的区分。

关于这个问题，我前不久与一位供应链方案专家进行了沟通，我认为他的观点能够比较清楚的解释方案与排程的区分。

方案与排程的最大区分在于，方案对产品、时间、数量做出决策；而排程则是将方案的决策结果支配下去，即支配到具体的产线、工位，这个过程不对方案的数量、品种进行转变。

此外，从下图（来自第八版物料管理入门）也可以看出，从战略方案开头一直到物料需求方案，都属于方案类活动，PAC与purchasing属于执行类活动。

再回到MPS的翻译问题上来，虽然第16版的APICSDictionary里对masterscheduling进行定义时提到了“Thesumofthemasterproductionschedulesfortheitemswithintheproductfamilymustequaltheproductionplanforthatfamily.”但在实际运用时MPS的方案数并不总是等同于productionplan，由于MPS的更新频率高于productionplan，每一次更新时会有更新的猜测和订单信息被考虑到MPS。

所以，MPS具有肯定的决策职能，不过其决策范围受productionplan的约束。

MPS展望期的长短取决于选购周期和制造周期，以周或月为单位进行滚动更新。

有的企业会每月滚动发布MPS，此外，每周再依据最新的需求信息对MPS进行更新。

每月发布的MPS用以指点生产组织以及供应商备料，每周更新发布的MPS用以向供应商订购物料。

在此过程中有一个格外重要的概念，即时界。

MPS展望期内，哪一时段里的需求该当被锁定（冻结区），哪一时段的需求可以有肯定幅度的调整（宽松区），哪一时段的需求可以不被限制（可变区），这都需要与相关方协商确定。

MPS在实际使用时多种多样，我认为这是正常现象，到底不同公司的市场以及供应模式或多或少存在差异。

Material RequirementsPlanning-MRP（物料需求规划）

MRP的输入是MPS、BOM、库存、产能，MRP运算的结果是物料需求方案，输出的是原料、零部件的生产或选购订单，其目的是确保完成MPS所需物料可用。

 需求分为两种：

独立需求和相关需求。

独立需求与其他产品的需求无关，诸如成品需求、备件需求或用于破坏性试验的零件需求都是独立需求；而相关需求取决于对应的独立需求，与其他产品的需求直接相关或基于终端产品BOM结构生成，比如当某个零件用于组装成品时属于相关需求，若作为备件销售则属于独立需求。

（参考下图）。

MS方案的是产品的独立需求，而相关需求的运算由MRP完成。

 下图是MRP报告的样表，通过此表来简约引见MRP的运算规律。

（说明：

此案例不设置平安库存）

GrossReuirements：

毛需求（总需求），即依据MPS计算得来的需求，未做任何库存扣减动作的需求。

 ScheduleReceipts：

方案接收量，即已发出订单，方案接收的数量。

 ProjectedAvailable：

方案可用库存，将来某一单位时段的期末可用库存。

 NetRequirements：

净需求，即毛需求扣减库存和方案接收量之后的需求。

 PlannedOrderReceipt：

方案订单接收，尚未发出订单，方案在某一单位时间该当要接收的订单量，此订单量受Orderquantity约束。

（注：

在同一单位时段，同一方案订单的方案订单接收与方案接收量不能同时存在。

假如已经发出订单，那么方案订单接收该当删除，取而代之的是方案接收量。

）

 PlannedOrderRelease：

方案订单下发，方案在某一单位时间该当要下发的订单量，此订单量等于PlannedOrderReceipt，下发时间要恪守订单Leadtime。

举例说明：

依据MPS进行MRP运算得到，方案在第4周会有50单位的产品毛需求①。

从报告中可以看到，第4周的方案接收量②是0，前一期（第3周）方案可用库存⑥是30，因此净需求④等于20（①-②-⑥=50-0-30=20）。

由于orderquantity⑧是30，所以在第4周应方案订单接收量⑤是30。

考虑到leadtime⑨是2weeks，因此该当在第2周方案订单下发⑦30。

估计第4周期末的方案可用库存③是10（⑥+⑤+②-①=30+30+0-50=10）。

四、MPC执行层活动

Purchasing（选购）

从表面上理解，MPC下的选购属执行类业务，即将MRP产生的purchaseorder执行下去，实现闭环。

其次要动作包括但不限于下单、跟单、收货及付款。

但往深的层次去理解，我们需要回答这些问题：

有没有供货源？

有多少供货源？

选谁来供货？

用什么价格来订购？

如何确保供货源能够持续稳定的供货？

等等。

假如这些问题无法得到无效答复，那么选购订单也无法无效地被执行下去。

所以，为了保障选购订单能够被无效执行，还需要与之配套的支撑类职能，即供应商开发、供应商管理、选购成本管理等。

这些职能可以由不同岗位来做，也可以一岗多职，需依据企业具体的情况来定。

 ProductionActivity Control-PAC（生产作业把握）

PAC担任执行MRP产生的生产订单，其次要活动是排程、执行与把握。

从生产把握原理图可看到，这是一个闭环系统。

scheduling的目的是满足交付以及合理利用制造资源。

次要活动是建立完成产品所需每项作业的开工和完工日期，在这个过程中需要考虑工作中心的产能、生产提前期、工艺等要素。

scheduling之后是implementation，通过下达工厂订单给生产部门并授权其加工产品来实现。

下达订单之前需要对生产订单进行检查，确认生产订单所需产能、物料、工装能否可用，若不行用那么不该下发。

一旦订单下发到生产部门，就需要对其进行capacitycontrol。

通过对工作中心输入/输出的把握，以及设置工作中心的订单优先权来实现无效的capacitycontrol。

五、MPC供应侧活动

供应侧活动指的是不同层级的产能规划，一共分为四个层次，分别是:

长期的Resourceplanning

中期的Rough-cutcapacityplanning

短期的Capacityrequirementsplanning

短期的Capacitycontrol。

产能规划包括计算实现优先权方案所需的产能以及查找产能的可用方法，发生在优先权方案的每一个层次上。

下图（来自IMM8th）是优先权方案与产能方案之间的关系。

从图中可以看到每一层级的优先级方案都有与之相婚配的产能方案。

需要留意的是，高层次的产能方案并不是低层次产能方案的输入。

  前三层的产能规划是事前行为，即方案发出前检查完成方案所需资源能否够用，若不够用需要实行平衡操作，如查找资源使其满足需求，或调整方案。

最低层的产能把握是事中行为，即在执行生产订单的过程中监视生产产出并将其与产能方案进行比较，必要时实行纠偏举动。

Resourceplanning-RP（资源规划）

对长期产能资源的规划，与生产方案（productionplan）相婚配。

一般将生产方案中月、季、年的产品优先权转换成对应的总产能需求，比如总工时。

资源规划包括人员变化、资产设备、产品设计或其他需要较长时间获得或取消的设备。

资源规划满足生产方案是MPS被无效执行的保障，若此阶段资源规划结果无法满足生产方案所需，那么需要调整生产方案。

Rough-cutcapacity planning-RCCP（粗产能规划）

其次要信息来源是MPS，目的是检查MPS的可执行性。

在这个过程确认的是瓶颈工序的产能以及关键物料资源的可供应力量。

Capacityrequirementsplanning-CRP（产能需求规划）

与物料需求方案相婚配，此阶段的产能规划基础是零部件需求，关注的是每个工作中心的单个生产订单。

MRP的方案订单以及未结工厂订单被转换成每个时期每个工作中心对时间的需求。

Capacitycontrol（产能把握）

这部分内容在前面引见PAC时也有提到，即工单下发到生产部门后，为了把握进度而对生产的工作绩效进行测量，并将其与方案进行对比。

依据对比的结果，实行相应的举动。

此活动的目的是满足交货期以及最佳利用公司资源。

这个过程中所用的两个手段分别是：

把握工作中心的输入与输出、设置每个工作中心工单的正确优先权。

参考书籍：

1、APICSCPIMLearningSystemPart1  2019

2、Introductionto materialmanagement  8th edition

3、Sale&operationsPlanningTheHow-tohandbook3rdedition

4、APICSDictionary 16thedition

5、APICSOMBOK3rdedition

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