多品种小批量的生产计划与控制及其优化Word文档格式.docx
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1绪论
1.1多品种小批量生产方式
多品种小批量生产，顾名思义，即产品品种多，而生产的批量却是很小的。
在20世纪70年代中期以前，生产的发展赶不上需求的增长，在世界范围内市场大体仍属卖方市场。
产品处于一种供不应求的状态，企业只要保证生产能力和基本的产品质量即可。
因此，当时企业的最大特点是以单一品种（或少品种）的大批量生产来降低成本。
以美国福特汽车公司为例，福特汽车公司的T型车从1908年开始生产，连续生产了20年，累计产量达1500万辆。
20世纪70年代以后随着生产和经济的发展，市场需求逐渐呈饱和趋势，买卖关系中的主导权转到了买方，由卖方市场转变为买方市场，消费者的行动变得更具有选择性，市场需求开始朝着多样化方向发展。
顾客对产品质量、性能的要求变得更高，更苛刻。
不仅要求产品价廉物美，还要求能满足顾客的个性化需求。
市场需求的多样化使得以往单一品种大批量生产，靠扩大产量降低成本的生产方式，逐渐无法适应今天的要求，.因此要求企业转向多品种小批量生产。
另一方面，飞速发展的电子技术、自动化技术以及计算机技术等，从生产工艺技术以及生产管理方法两方面，都对大量生产方式向多品种小批量生产方式的转换提供有力的支持。
因此，多品种小批量生产方式己成为现代社会生产方式的主流。
据统计，美日等国的制造业有75%左右是处于多品种小批量生产类型，我国机械制造行业约95%左右的企业是属于这种生产类型的，以下按照工艺过程将生产制造类型分类，如下图1.1所示。
但是，多品种小批量生产品种繁多，每一品种的数量甚少，生产的重复程度低，这一基本特征带来了一系列的问题。
（l）计划制定、执行方面。
计划、调度工作复杂，例行工作较少，例外管理较多，需要处理好计划的统一与恰当的授权之间的关系。
（2）设计方面。
每生产一种新产品都必须重新设计，绘制新图，或作较大的修改。
因此，设计工作量大，设计周期长，需要的设计人员多。
因图纸得不到制造过程和使用过程的检验，设计质量也不易提高。
（3）工艺方面。
必须为每种新设计的产品编制工艺，需设计、制造新的工艺装备，编制工艺的周期长。
由于生产的重复程度低，材料消耗定额也不易或不宜准确制定。
工艺质量不易提高，需要的工艺人员多。
单件生产
多品种小批量生产
离散制造大量生产
大规模制定
生产制造类型
纯流程制造
流程制造
混合制造
图1.1生产制造类型
（4）生产组织方面。
只能进行粗略分工，工作地专业化程度不高。
工人需完成多种较复杂的操作，需较长时间培训。
多品种生产只适于使用通用设备，效率低，工作转换时间长。
一般只能采用按功能布置（机群式布置），零件运输路线长。
（5）生产管理方面。
只能粗略制定工时定额。
原材料、毛坯种类变化大，不易建立长期稳定的协作关系，质量与交货期不易保证。
计划、调度工作复杂，例行管理少，例外管理多，需要管理人员多。
由于以上问题，使多品种小批量生产具有很多缺点:
（1）产品制造周期长，资金周转慢，用户订货提前期长;
（2）用人多，生产效率低，劳动生产率低;
（3）成本高;
（4）产品质量不易保证。
面对多品种小批量这种生产类型及其伴随的激烈市场竞争而要求缩短交货期、降低成本的矛盾，柔性很小的大量生产自动化的刚性生产组织形式是很难适应的;
同样，传统的生产设备周期长、生产效率低、各种资源利用不充分的生产方式更是难以适应。
所以探索和创造新的生产管理和方式，以实现高效率、高柔性、高质量和低成本的生产，几十年来一直是人们研究的课题。
1.2国内外研究和应用现状
1.2.1多品种小批量生产方式的研究与应用现状
生产计划与控制系统在不同时期有不同的发展和变化：
在计算机应用于管理之前，甘特图和网络计划一直是企业编制计划的主要方法，然而这些方法对具体的开工、完工时间精度较高，因此实用性不是很强，准确率和效率也不高。
在计算机应用与管理之后，生产计划与控制技术得到了快速发展。
在20世纪60年代以前常用的方法有安全库存法，订货点法，经济生产批量法等，然而这些方法由于没有区别独立需求和相关需求的差别，并未取得期望的成果。
在20世纪60年代中期，随着计算机在生产管理中的广泛应用，生产计划和控制领域中里程碑式的成果便是由IBM公司开发、美国生产与库存控制协会推出的物资物资需求计划系统，企业MRP软件来制定生产计划，并根据需求和外界环境变化及时调整计划和库存水平。
基本在同一时期，日本的丰田公司根据日本资源紧缺的特点提出了一种独特的多品种、小批量、高质量和低消耗的制造模式即准时制生产即JIT（JustInTime），在全公司推广，经过十几年的不断发展和完善，终于使得该公司在生产经营上取得骄人的业绩，其核心是通过实现“零库存”消除一切浪费。
由于JIT对企业有很高的要求，所以难以全面实现。
在以色列，为了解决关键资源的能力效率问题，产生了约束理论（TheoryofConstraints，TOC），解决瓶颈的约束来提高企业整体的生产效率。
在以上生产计划与控制技术的基础上，人们不断寻求效率更高、更完善的管理模式：
在MRP的基础结合了财务系统产生的制造资源计划系统：
（ManufacturingResourcePlanning，MRPII），来整合和优化企业的所有资源，以及管理资源领域更为广泛的企业资源计划系统（EnterpriseResourcePlanning，ERP），以此来整合优化企业所有资源；
也有学者提出了大规模定制（MassCustomization）。
因为大规模定制正是结合了大批量生产的优点（批量大，效率高，成本低）和单件小批量的生产的优点（品种多）而产生的。
1.3研究内容
本论文主要研究内容是该公司的生产计划实施现状，同时针对该企业生产计划实施现状以及面临的问题对该企业的生产计划进行控制优化。
为配合生产计划的控制优化，同时可能会涉及到公司的生产过程的管理改善。
针对本次论文将会对企业的概况、生产经营特点、组织机构和工作流程、企业生产流程、产品市场占有率以及企业技术现状进行分析，考虑企业的生产经营目标，分析确定当前现状与目标间的差距，通过运用主生产计划（MPS）,制造资源计划（MRPII）,企业资源计划（ERP）对生产过程进行计算分析，对现行的企业只是通过订单来组织生产的的现状进行改进，通过MRPII与看板相结合来对整个生产过程进行管理。
通过ABC库存管理来对库存进行管理，从而降低库存的成本。
1.4论文研究的意义
本文针对多品种小批量生产方式的主要特点，进行了多品种小批量生产计划优化控制优化，能够准确识别到影响制造系统产出率的瓶颈环节，通过优化瓶颈环节的物流，提高制造效率，并对所有支持瓶颈环节的排序计划的工作环节排序。
本文的研究丰富了多品种小批量生产计划与控制的理论体系，有效地抓住并解决了多品种小批量生产中存在的生产瓶颈问题。
在实际应用中，能够明显提高多品种小批量生产企业的生产效率，实现车间实时调度、降低库存、准时按期交货，降低经营费用，能够给多品种小批量生产企业带来明显的经济效益。
并且对于这一问题不仅是富士康所面临的也是国内外广泛关注的问题，所以研究此问题有重大意义。
1.3本论文的主要研究内容和框架
本次论文将会对企业的概况、生产经营特点、组织机构和工作流程、企业生产流程、产品市场占有率以及企业技术现状进行分析，考虑企业的生产经营目标，分析确定当前现状与目标间的差距，通过一系列的诊断得出生产计划控制与优化的改进措施。
并综合运用工业工程（IE）等多种现代管理方法，结合电脑显示器生产的实际情况制定相应的改善措施，达到优化生产组织的目的。
从生产工序流程、生产现场布局（Layout）等方面对生产流程进行改进，并对改进的生产流程进行相应的评价，最终实现优化企业生产组织方式的目标。
本论文的总体框架结构如图1-1所示。
2生产计划和控制的基本原理
2.1生产管理的方式介绍
2.1.1生产运作管理的内容
根据涉及范围的大小，生产运作管理可以分为广义和狭义两种。
狭义的生产运作管理主要着眼于生产运作系统内部的运行管理，也就是在已设定好的生产系统内对己开发设计好的产品或者服务的生产运作过程进行计划、组织、指挥、协调和控制等管理活动。
但是，随着经济和技术的不断发展，企业所处环境的不断变化，企业生产运作管理的内容也得到了相应的发展也扩充。
因此，为了更好的控制生产系统的运行，能够最大限度的满足市场需求，企业的生产运作管理从其特有的立场出发，必须要参与到生产运作系统的设计与选择以及产品的开发设计中去，以便使产品生产运作系统的合理性和产品的工艺可行性得到良好的保障。
这种在狭义生产运作管理基础上由向“外”延伸，对生产运作系统运行和设置的管理即为广义的生产运作管理。
按业务系统可将广义生产运作管理分为以下三大部分:
1）产品开发设计管理。
主要包括对所要生产的产品进行决策、设计、工艺选择、新品试制及鉴定等。
通过对产品开发设计进行管理能够取得良好效果的技术经济文件，并尽量降低开发费用和大幅缩短产品的开发周期，从而降低产品交货期。
2）系统的构建管理。
主要包括生产规模和技术决策、设施选择和建设、设备选择和购置、车间布置等方面。
该部分的管理能够以较少的投资，并以较快的速度建立起适合企业生产的生产系统主体框架。
3）系统的运行管理。
即对系统进行计划、组织和控制，根据市场和技术文件的需求，最大限度的利用企业资源，达到实现高效、安全、优质和低成本的生产，使企业利润最大化的目的。
该部分的具体内容为:
①计划。
包括生产计划和生产作业计划两部分内容。
前者是对企业的生产任务统筹安排，对企业在计划期内所要生产产品的品种、产量、质量和产值等指标做出规定，是成产运营管理的依据。
在生产计划制定之后，为了能够有效的进行组织执行，在此基础上还需编制更为详细的生产作业计划。
计划编制和执行，决定了企业能否实现均衡生产，能否充分利用各种资源，能否按期、按质及品种规格的生产出市场需要的产品，也是决定企业能否取得较好经济效益的重要因素之一。
因此，对企业而言，生产计划工作是一项意义重大的综合性工作。
②组织。
是生产过程组织和劳动组织的统一体。
前者是将产品生产过程中的各工序在空间和时间上进行合理的衔接协调。
劳动组织的任务则是在此基础上，正确处理劳动者劳动对象和劳动工具的关系。
二者是随着企业生产战略和经营方针的变动而不断变化的。
在市场多变的环境下，企业在进行运营管理时应注重生产过程和劳动的组织形式，以提高企业对市场的应变能力。
③控制。
包括对产品质量、生产进度、生产成本费用和物质消耗和库存等在整个生产过程的全面控制。
其是实现生产计划、降低生产成本和提高产品质量的重要部分。
企业在生产过程中执行预防性的事前控制，才能更好的适应现代的市场变化，从而给企业创造更大的利润。
生产运作系统的所有内容最终都需要在生产现场实现，因此，加强生产现场的组织协调也是生产运作系统的一个重要部分。
现场管理时生产管理的基础和落脚点，加强生产现场的管理能够排除生产活动的异常和不合理现场，消除无效劳动和浪费，不断提高生产效率，为企业创造更大的利润。
提高产品和服务在市场上的竞争一力是企业生存和发展的重要因素。
企业跟企业之间存在着多方面的竞争关系，这其中包括产品或服务的质量、价格和交货期等方面。
因此，为了提高企业的竞争力，企业生产运作管理要达到“在需要的时候，以合适的价格，向顾客提供具有适当质量的产品和服务”的目标。
要想在激烈的市场竞争中击败对手取胜的关键在于对顾客的需求有明确的了解，然后根据需求制定计划并付诸实施，以满足顾客的对产品的期望。
这其中有两个必须要解决的问题:
第一，顾客的需求是什么（价值）?
第二，我们可以通过什么方式来满足顾客的需求?
企业所追求的价值即顾客的需求可以用以下的关系式表示价值=质量+交货期
式2-1表明，要想使顾客需要的价值最大化，企业必须保证生产运作过程中所提供的产品和服务要有一定的效果，也就是要能够满足顾客的某种需求。
不同人的需求会因时因地而存在较大的差异，如果产品和服务能够在人需要的时候满足其需求的话，则企业生产运作的产品或服务就取得了其应有的效果。
由此可见，产品或服务的交货期和质量是产品效果的两大支配条件，这二者构成了产品效果的基本要素。
而产品或服务最终能否被顾客接受或承受的另一个主要因素则是价格，也就是产品或服务成本的体现。
所以，只有产品或服务的生产成本（表现为产品或服务的价格）、质量和交货期同时都能被接受时，生产的价值才能最终得以实现。
从式2-1可以看出，产品的生产成本和效果的两大支配条件即质量和交货期三者共同构成了产品生产价值的实现条件。
因此，生产运作管理的基本问题和主要任务就是尽可能降低成本、保证产品交货期和提高产品质量。
（l）降低成本。
在如今以市场主导型的竞争环境中，产品的销售价格不能由企业来决定，而是由市场来决定的。
因此，为了能够使顾客接受产品的价格，同时又要从中获取一定的利润，企业只能不断降低产品的成本，达到企业利润最大化的目的。
跟成本相关的因素很多，包括人、设备、能源、物料和土地等资源的利用和配置，以及企业资金的管理等。
但是，对产品成本影响最重要的还是产品的生产成本，所以在保证质量前提下降低产品的生产成本是企业永远的追求。
（2）保证交货期。
保证产品和服务的交货时间和数量将涉及到两大问题，第一是企业对市场的响应速度，是否能够在最短的时间内将产品或服务开发研制出来并尽J决投放到市场;
第二是企业生产的柔性问题，就是在市场变化发生变化时企业内部生产的调整能力，包括对产品和生产工艺的快速改进，以及生产品所需生产产量的增减等。
（3）提高质量。
在现代市场经济环境下，产品和服务的质量是企业的生命，只有提供高质量产品或服务的企业才能够生存下去。
提高产品或服务的质量不但要求提高其满足顾客要求的程度即产品的适用性，还要求提高其在顾客方面较竞争者具有的特质，即所谓的产品差异性。
影响产品质量因素包括设计、用料和做工等方面。
因此，如何提高产品或服务的设计质量和制造质量是生产运作系统应该重视的部分，也是提高产品和服务质量的关键所在。
成本、交货期和质量这三个基本问题在生产运作管理中地位的优先级不是固定不变的，而是随着时间和企业战略而需要变化和调整的。
在当今世界市场竞争格局中，产品质量的地位也发生了变化，从以前竞争的“获胜标准”逐渐演变为现在“资格标准”。
换句话说，如果一个企业生产的产品质量达不到市场质量水平，那企业参与到市场竞争中去就无从谈起，就不具备了参与竞争的资格。
只有生产了高质量水平的产品才能获得参与国际市场竞争的“入场券”。
企业生产运作管理的水平高低，决定这产品质量的好坏和稳定程度，所以对当生产运作管理的改进是一个长期而艰难的任务。
在产品质量能够有了保证，即在获得市场竞争“资格”的前提下，比竞争对手以最快的交货速度、更低的生产成本和更高的生产柔性生产令顾客满意的产品将是企业在竞争中取得优势的关键所在。
当今市场环境下，企业能否快速开发新品，以及迅速将特殊配置的产品以最快的速度交付到顾客手中，是企业参与市场竞争的重要方面。
这种快速的市场响应速度，对企业的生产运作管理者提出了更高的要求，其必须要根据市场的变化而实时做出动态决策，包括对产品的生产数量和速度进行实时调整，从而保证在约定的交货期内生产出客户需求的产品。
图2-2描绘的是从20世纪50年代到90年代美国制造业战略发展的变化，从50,60年代对生产规模追求的战略发展到90年代对市场响应速度追求的战略过程。
对市场响应速度的追求仍然是当今企业战略制定发展的主要方向。
2-2美国制造业的转变
2.1.2MRPII系统的原理与特征
MRPII的基本思想是把企业作为一个整体，从系统最优的角度出发，通过运用科学的方法，对企业各种制造资源和产、供、财、销各个环节进行有效的计划、组织和控制，是企业内各部门的活动协调一致，提高整体的运作效率。
把生产活动与财务活动联系到一起，是MRPII迈出的第一步。
MRPII的特征：
1、计划的一贯性与可执行性。
MRPII是一个计划主导型管理模式，它的计划层从宏观到微观、从战略导战术、有粗到细逐层细化，但始终保持与企业经营战略目标相一致。
2、管理的系统性。
MRPII把企
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