生产计划与库存控制
潘 家 轺
清华大学
经济管理学院
战略层 对企业未来发展的规划，如企业的三年、五年发展规划。
战术层 纲领性计划。 在现有资源条件下确定计划期企业生产经营活动应该达到的目标，如企业的年度经营计划。
作业层 执行性计划。 对日常生产经营活动的计划安排，如车间月生产计划、班组作业计划等。
企业计划体系
企业年度经营计划
年度经营计划的编制
企业年度经营计划是企业长远战略规划落实在计划年度内的具体目标和进度安排。它是变长远战略规划为执行性计划的中间桥梁。
计划必须具有可执行性，即目标要具体、明确。计划的实施,必须有相应的资源作保证。
计划涉及市场营销规划、销售、制造、外协、采购供应、人力资源、库存、产品研发、财务、成本等方方面面，要使各部门的专业计划协调一致，计划编制过程是一个综合平衡过裎。
为实现企业预定的经营目标，计划要在最好地适应市场需求的前提下，最有效地利用企业的资源，创造最好的经济效益，并且隨着市场的变化,计划需要及时进行调整。
企业年度经营计划
企业经营目标
市场需求预测
企业长远发展规划
用户订单
销售计划
生产计划
利润计划
新产品开发计划
产品质量计划
生产技术准备计划
研究与开发计划
技术发展计划
职工生活福利计划
职工教育培训计划
辅助生产计划
劳动工资计划
物料供应计划
技术组织措施计划
设备更新改造计划
基本建设计划
成本计划
财务计划
年度生产大纲的编制
★ 年度生产计划是制造企业年度经营计划的核心,它是决定企业生产经营活动的纲领性计划, 所以又称“生产大纲”。
★生产计划的内容，是要确定企业在计划年度内应生产哪些产品, 各个品种生产的数量和要达到的质量水平, 以及规定各类产品的完工日期。
★ 年度生产计划在总量上, 还要反映企业在计划年度内应完成的总产值、商品产值和净产值。
生产大纲的制定
产品组合决策
1.利润-收入顺序法
2.象限法
产量决策
1.盈亏平衡点法
2.线性规划法
1
2
3
4
5
6
7
8
利润排序
销售收入排序
•
•
•
•
•
•
•
A
B
C
D
E
F
G
H
收入利润顺序法
•
象 限 法
★ 象限法是美国波士顿咨询公司首先提出的。用的是四象法。
★ 美国通用电气公司在引用波士顿公司象限法原理的基础上 ， 把四象限扩展为九象限，用来进行产品组合决策。美国通用电气公司的成功应用，使象限法很快在许多企业中得到推广使用。
★ 象限法是对企业生产的每一类产品，用“市场引力”和“企业实力”两组指标进行评价和打分，根据打分情况，把各个产品分别放入不同的象限。再根据产品所在的象限，从企业的全局考虑，对各类产品采取不同的对策，最后形成计划期企业的产品组合方案。
九 象 限 法
市场引力
企业实力
1
2
3
4
5
6
7
8
9
大
中
小
大
中
小
市场引力 大 中 小
1.市场容量 10 5 1
2.资金利润率 30%以上 10-30% 10%以下
3.销售增长率 成长期 饱和期 衰退期
4.对国计民生的影响 10 5 1
企业实力
1.生产能力 10 5 1
2.销售能力 10 5 1
3.研发能力 10 5 1
4.市场占有率 50%以上 10-50% 10%以下
象 限 法 的 打 分 标 准
市场引力与企业实力的总分
市场引力
大
中
小
31分以上
15分至30分
14分以下
企业实力
31分以上
15分至30分
14分以下
某企业诸产品专家的评分情况
a: 资金利润率
b: 销售增长率
c: 市场容量
d: 对国计民生
的影响
w: 生产能力
x: 销售能力
y: 研制开发能
力
z: 市场占有率
诸产品在象限中的位置
企业实力
市场引力
4
2
6
5
1
3
9
8
7
E
K
H
G
A
B
D
C
F
象限法品种组合决策
的指导性原则
小
大 3 分析风险
加强实力
中
2 增加投入
增强实力
大
1 努力保持优势
中 6 有选择地
适当投资
5 维持现状
4 保持现状
发挥优势
小 9 有计划地
撤出市场
8 停止投资
7 回收资金
盈亏平衡点法
★ 盈亏平衡点法可以提供一种保本产量的概念。
★ 盈亏平衡点法需要用到管理会计中的“固定费用”和“变动费用”。
固定费用是指那些与产品的产量大小, 不直接相关的费用支出, 如厂房、办公楼的折旧、厂部行政管理人员的工资福利、专用设备和专用工艺装备的摊销等。变动费用是指该部分费用消耗与产品产量直接相关, 如原材料、工艺用燃料和动力等的费用支出。
★ 盈亏平衡点法的计算公式
盈亏平衡点法(量本利分析法)
销售收入
固定费用
产品成本
变动费用
盈亏平衡点
•
产量
费用
盈亏平衡点的计算公式
单位产品变动费用
产品单价
分摊给该产品的全年固定费用
盈亏平衡点
-
=
上式用于分析一种产品的生产规模，如产量低于盈亏平衡点，则是亏本的
运筹学与线性规划
★ 线性规划是运筹学的一个分支。当变量与目标函数的关系呈线性关系时，是求解目标函数达到最优值的一种数学方法。
★ 运筹学是一门现代数学。在二次世界大战中曾经在军事上发挥了很好的作用。战后被应用到工业生产中来。特别是在电脑迅速发展，并得到广泛应用之后，计算量的问题得到解决，许多工业生产中的优化问题可以应用运筹学来求解，线性规划法就是其中一种常用的有效方法。
如有n种产品 有m个约束条件 建立如下数学模型:
目标函数
约束条件
线性规划法
线性规划法 (续)
P 利润额
Cj j 产品的单位产品利润
Xj j 产品的产量,即所求解的产量
aij j 产品 i 资源的单位产品消耗定额
bi 企业可支配的 i 资源总量
Qmax 由企业销售能力决定的 j 产品的销 售总量
生产计划中的产量和产值指标
★ 产量指标 生产单一品种,直接用实物产量表示。多品种生产, 则只反映主要产品的产量。生产系列产品时, 常折合成标准产品计量,如多少马力（发动机）、多少千瓦（电动机）等。铸锻件毛坯常用吨位（分复杂等级）来表示。
★ 产值指标 常用总产值、商品产值和净产值三种指标。
商品产值 是指企业在计划期内生产的可供销售的产品和工业劳务的价值。它包含用自备原材生产的可供销售的成品和半成品的价值;用订货者来料生产的产品的加工价值;对外完成的工业性劳务的价值。
生产计划中的产量和产值指标
★ 总产值 是指计划期内企业完成的用货币计量的产品和劳务总量。它包含:商品产值、订货者来料的价值和在制品、半成品、自制工模具的期末期初差额价值。总产值指标反映企业在计划期内生产的总规模和总水平,它是计算企业生产发展速度和劳动生产率的依据。
★ 净产值 是指在计划期内企业新创造的价值。净产值有两种计算方法:生产法和分配法。生产法是从工业总产值中扣除所有物化劳动的价值后的余额。分配法是从国民收入初次分配的角度,把企业新创造的构成净产值的各个项目直接相加而得。它包含职工的工资福利、税金、利润、利息等等。
★ 通常商品产值、净产值用现行价格计算。总产值按不变价格计算。
生产作业计划
生 产 作 业 计 划
★ 生产作业计划是生产计划的延续和具体化, 属执行性计划
★ 生产作业计划是含一整套 计划的一个计划体系。计划从时间上分，则有年度、季度、月度直至周、天、工作班计划。从执行计划的单位分,则有全厂 、各分厂、各车间直至各班组、各工作地的计划。按计划的对象分,则有产品生产进度计划、零部件生产进度计划和工序生产进度计划。计划逐级细化,具层次性。
生产作业计划的计划体系
★ 生产作业计划的计划体系, 按计划的对象，
整个计划体系可分为三个层次:
产品生产进度计划 主生产计划
零部件生产进度计划 物料需求计划
工序生产进度计划 班组生产日程计划
生产作业计划工作
★ 生产作业计划工作的内容, 包含：
计划编制
计划实施过程监控和生产调度
生产作业统计
计划完成情况考核。
生产作业计划与生产类型
★ 生产作业计划的编制方法与生产类型有关。
不同的生产类型,须采用不同的计划编制
方法。
★ 生产类型的概念
★ 不同生产类型的生产特征
生 产 类 型 的 划 分
• 按产品形态 制造业 提供实物产品及服务
服务业 提供服务
• 按产品特性 通用产品
专用产品
• 按工艺特性 流程型 连续性生产
加工装配型 离散性生产
• 按生产的重复性程度 大量生产
成批生产
单件小批生产
几种典型的生产类型
★ 存货生产类型 Make to Stock
★ 按定单设计 Design to Order
★ 按定单制造 Make to Order
★ 按定单装配 Assemble to Order
大批大量生产存货生产类型
Make To Stock ( M T S )
针对波动的市场需求，
可采取三种计划策略
均衡策略
跟踪策略
综合策略
时间
生产量
需求预测
数量
均衡策略
数量
时间
生产量
需求预测
跟踪策略
数量
时间
综合策略
生产量
需求预测
三种策略的优缺点分析
★ 均衡策略
优点：生产秩序稳定，有利于充分发挥企业的生产能力
缺点：库存量大，库存管理费用高，风险性大
★ 跟踪策略
优点：库存量小，占用资金少，风险小
缺点：生产组织工作复杂，要求有较富裕的生产能力。
管理不好，质量不稳定，容易出设备事故和安全事故。
★ 综合策略
优缺点介于两者之间
单件小批生产类型 按定单生产
Design To Order (D T O)
主生产计划编制
每接受一张定单安排一次计划
从产品设计到交货的全过程安排
合同谈判
关键资源负荷安排
产品进度计划网络图(示意图)
1
2
4
7
8
9
10
3
5
6
焊接工艺
产品设计
冷加工工艺
外购件采购
冷加工
装配
包装发运
焊接生产
热加工
热工艺
钢材准备
多品种成批生产类型
按定单制造 Make to Order
主生产计划编制
★ 品种搭配
1.保证产品交货期
2.均衡出产
3.协调负荷与生产能力平衡，保
证资源的充分合理利用
主生产计划编制的一般原则
1.相对稳定的大批量生产的主产品安排均衡生产,细水长流
2.同一系列的产品适当地集中生产,以扩大通用件的生产批量
3.高精度复杂产品和普通产品;大型产品和中小型产品应合理搭配,以保证各类人员和各种设备的均衡负荷
4.新产品不宜集中投产
5.产品生产进度计划应与生产技术准备工作、物资供应工作很好协调与衔接
6.要使企业保持出产均衡
7.在生产计划的总体上在生产能力上,要适当留育余地
某企业××年产品进度计划（示意）
主生产计划的能力平衡问题
★ 全年总工作量与全年总能力要进行平衡。
★ 总量上达到平衡了,并不能保证在计划期的各个时段内负荷与生产能力都保持平衡。
★ 主生产计划的负荷核算是基于整台产品的台份工时定额来计量的。 台份工时定额只有每台总工时和工时结构（各工种工作量的比例构成），无法反映该负荷在时间上是如何分布的。
★ 假设负荷均匀分布，与实际情况不符, 采 用负荷分布模式是解决问题的一种方法 。
什么是负荷分布模式
★ 负荷分布模式是反映产品的加工劳动量在该产品的生产周期内分布规律的一种期量标准。
★ 大量的统计资料表明, 许多产品的负荷分布都接近于正态分布, 而不是均匀分布, 这符合实际生产情况。
★ 产品的负荷分布模式说明了该产品的加工劳动量在时间上的分布规律,这就为编制该产品分时段的能力需求计划提供了科学的依据
零部件生产进度计划
物料需求计划（MRP）的编制
什么是 M R P
★ MRP (Material Requirement Planning)通常称为物料需求计划, 是把库存管理和生产进度计划结合在一起的一种计划管理系统。
★ MRP计划的对象除了产品中的自制零部件外, 还包括外购件、外协件、原材料, 包装材料,甚至包括生产所需的专用工模具和测量仪表等 。
★ MRP藉助于软件的功能, 使编制计划的部分工作可由电脑去执行, 这不仅比手工编制可大大提高效率, 而且还能提高计划的编制质量。
MRP计划编制的原理和方法
★ MRP是依据产品结构, 保持各零件在产品结构中的层次关系,来编排各零件的生产进度。
★ 描述各零部件在产品中的层次关系和数量关系的文件叫物料清单BOM(bill of material)。物料清单是MRP系统重要的基础文件。
★ MRP是以产品的交货期(或计划完工日期)为基准,按生产投入提前期的长度,逆工艺过程,采用倒排法进行编制。
★ 在编排各零件的生产进度时, 暂不考虑生产能力的约束, 故此种计划方法称无限能力计划法。
零部件生产进度表
3
2
1
3
2
1
4
3
2
1
4
3
2
1
5
4
3
2
1
3
2
1
3
2
1
4
3
2
1
2
1
3
2
1
零件加工
部件装配
总装配
生产提前期与交货提前期
毛坯制造
机械加工
装配
发运交货
用户
生产提前期
交货提前期
确定零件的毛需求量
计算零件的净需求量
确定生产批量
计算投入提前期
确定投产的日期和数量
主生产计划
有无下位零件
结 束
待分配库存量
批量决定原则
有关提前期的期量标准
有
无
MRP 计划编制 步骤示意图
MRP计划生成过程举例
X与Y的产品结构图
X
A
B
E
F
E
G
Y
A
E
F
F
G
1
1
1
1
4
4
2
1
1
2
2
2
2
库存量计算
毛需求量 = 计划产量×每台件数
= – – 安全库存量
现在实有库存量
待分配库存量
已分配库存量
净需求量 = 本期毛需求量 –上期末的待分配库存量
+预计本期入库量
关于时区和时段的设置
• 时区 MRP软件提供把计划期划分为若干个时区的功能。通常把计划期分为执行期、准备期和展望期三个时区。
• 时段 时区内的时间单位。常用的时间单位有天、周、旬、月等，也可以用小时、分钟，视计划的要求而定。
•时界 时区与时区的分界。进入准备时区，表示计划通过能力平衡,己经确认。进入执行时区，表示各项准备工作已完成，任务已经下达或己投产。
计划的滚动编制
执行期
准备期
展望期
执行期
准备期
展望期
执行期
准备期
展望期
时界
时界
滚动计划的特点和优点
★ 滚动计划（Rolling Plan）的编制特点是走一
步看几步,看几步走一步。
★ 对环境变化的适应能力强
★ 计划之间的衔接好
★ 保证执行期计划的计划实现率高
MRP、MRPⅡ与ERP
★ 物料需求计划（Material Requirement Planning）
★ 制造资源计划（Manufacturing Resources Planning）
★ 企业资源计划（Enterprise Resources Planning ）
★ MRP是制造企业MRPⅡ、ERP的核心
★ 从MRP到闭环MRP、MRPⅡ、ERP有一个发展
过程
由MRP到ERP的发展过程
订货点法
独立需求和相关需求
物料需求计划 MRP
闭环MRP
制造资源规划 MRPⅡ
企业资源规划 ERP
订货点法
订货点 B=R×L+S
Q
S
B
L
R
R 平均日需求量
L 订货提前期
S 安全库存量
Q 订货批量
独立需求与相关需求
1965年美国奥立基博士提出独立需求与相关需求的概念
他指出订货点法只适用属于独立需求的产品，对于属相关需求的产品,应按需求的数量和时间，直接编制供应计划,组织生产或采购
物料需求计划 MRP
★ 最早是美国IBM公司根据相关需求的 特性，开发了一种编制生产进度计划的软件，名为COPICS。
★ MRP的功能:
1.把产品按其结构展开为零部件，生成物料清单（ BOM表）
2.根据产品BOM表和工艺文件，生成零部件进度计划
闭 环 MRP
MPS
MRP
CRP
可行否
是
否
执行CRP
执行MRP
库存量信息
物料清单
实有的生产能力信息
MRPⅡ的主要特点
★ 制造资源计划 ( M R PⅡ) 是企业内部覆
盖供、产、销、人、财、物全部制造资
源的集成性计划。
★ 主要体现在物流信息与资金流信息的集
成上,在企业运行过程中物料信息与财务
信息将同步生成。
产品生产大纲
物料需求计划
1.产品展开生成BOM表
2.计算毛需求、净需求量
3.确定订货(投产)日期
外购外协件
1.原材料、零配件采购计划 2.外协作计划
自制零件
车间作业管理
生产作业统计
外购外协到货信息
成本核算
关键资源需求计划
总能力需求计划
粗能力需求计划
能力需求计划
库存管理
实有库存量 己分配库存量待分配库存量安全库存量
产品结构文件
产品工艺文件
计划期量标准
最终装 配计划
市场预测
订货合同
产品进度计划
MRPⅡ系统框架图
库存管理
主生产计划MPS
工艺管理
质量管理
销售管理
物料需求计划MRP
车间管理SFC
分销管理
设备管理
固定资产管理
应收/应付管理
财务总帐管理
成本管理
财务核算中心
人力资源管理
采购供应管理
企业资源规划(ERP)
★ 为适应供应链管理的要求,现代企业的生产经营首先需要从市场、从顾客处获取需求的信息。所以ERP系统已跨出企业的范围,与伸向市场的销售系统衔接,并通过售后服务渠道直接与顾客建立联系。
★ 另一方面,企业与供应商结为合作伙伴,通过协同商务系统,使企业的ERP系统与供应商的管理信息系统保持沟通,把供应商的资源与本企业的资源进行统筹规划。
供销存一体化管理系统
生 产 计 划 管 理 系 统
生 产 过 程管 理 系 统
人 力 资 源 保 障 系 统
设 备 资 源保 障 系 统
能 源 供 应保 障 系 统
技 术 资 源保 障 系 统
质 量 管 理 系 统
财 务 成 本管 理 系 统
数 据 库 管 理 系 统
网 络 操 作 系 统
决 策 支 持 系 统DSS
客 户 关 系 管 理CRM
供 应 链 管 理SCM
企
业
网
站
办公信息系统
ERP系统总体框架
MRP系统存在的缺点 与 约束理论(TOC)的提出
MRP计划存在的问题
★ 编制 MRP计划采用倒排法,依据的是生产工艺和生产提前期
★ 生产提前期作为一种期量标准,其时间长度是事前规定的固定值。
★ 生产提前期由以下几部分时间组成: ①工艺加工时间 ②工序间运输时间 ③准备结束时间④产品质量检验时间 ⑤工序间的等待时间。其中: ①与批量大小有关, ⑤与后工序的设备负荷率高低有关, 而设备负荷率的高低,在计划未排定前是不知道的。因此工序间的等待时间是个不确定的数值。
★ 编计划用的提前期与实际的提前期常常有很大差异,所以生成的能力需求计划与实际需求的能力是不一致的。尤其当工艺过程落后,加工一个零件工序数很多的时侯。
关于戈尔德拉特博士
约束理论（Theory of Constraints，简称TOC）是一位以色列物理学家戈尔德拉特博士（Dr. Eliyahu M. Goldratt）提出的。他在七十年代末先提出优化生产技术（Optimized Production Technology，简称OPT）。
1979年他和别人合伙办了一家叫Creative Output公司经营该软件。后来戈尔德拉特把精力从经销软件,转移到了宣传OPT的管理哲理和培训教育上。他还写了一本介绍OPT思想的书(书名叫“目标”《The Goal》),很快该书被翻译成十三国文字,成为一部闻名全球的畅销书。但是他的行为遭到合伙人的反对,他被迫离开了这家公司。于是自己单独办了一家咨询公司,专门从事OPT哲理的研究和咨询培训工作,并把OPT发展为TOC理论。
关于约束理论 (TOC)
★ 约束理论(Theory of Constraints简称TOC)是犹太人物理学家Eliyahu M．Goldratt博士提出的。他在七十年代末先提出“最优生产技术”，后在OPT基础上发展为约束理论。
★ 当大部分企业的瓶颈转变为市场营销时， Goldratt提出了市场营销中的思维过程理论(Thinking process) 。除此之外，Goldratt还写了关于企业成本计算问题的书，提出了企业产出会计理论(Throughput Accounting) 。还提出了多种新产品同时开发过程中的关键链(CC：Critical Chain)理论。
★ Goldratt的约束理论(TOC)囊括了企业经营活动中最主要的四大部分，即，新产品开发、市场营销、生产计划与控制以及资金运用，成为一套比较完整的企业生产经营理论。
OPT的指导思想
1.重要的是平衡物流,而不是平衡能力。在任务变化的情况下,能力不平衡是必然的不可避免的
2.一项资源的活力(Activation)和资源的利用(Utilization)不是同义词
3.非瓶颈资源的利用率是受系统中其他约束条件的限制,而不是由其自身的活力决定的
4.在瓶颈资源上损失一小时,就使整个系统损失一小时
OPT的指导思想(续)
5.想方设法提高非瓶颈资源的生产率是徒劳无益的
6.企业的产销量和库存量是由瓶颈环节决定的
7.工件的生产批量不是固定不变的,可以根据情况需要而变化。运输批量不必等于生产批量
OPT的指导思想(续)
8.在瓶颈工序前应设置缓冲环节,以避免受前面工序生产率波动的影响
9.只有同时考虑到系统所有的约束条件后才能决定零件计划进度的优先级。提前期是作业计划的结果，不应是预定值。
缓冲环节设置位置示意图
瓶颈工序 ○ 一般工序 缓冲环节
图 10-4 缓冲环节设置位置的示意图
● 瓶颈工序 ○ 一般工序 缓冲环节
生产进度表的两种编排方法
★ 倒排法 又称无限能力计划法
以计划完工日期为基准，逆工艺过程按生产提前期的长度倒排，一一确定总装配、部件装配、零件加工和各道工序的开工时间。采用倒排法可以得出整个产品的生产进度表。
★ 顺排法 又称有限能力计划法
以计划的开始时间为基准，把分配在该设备上加工的各项任务，按优先级的先后，一一排列在该设备上加工。占用设备的时间长度，与其加工工作量大小一致。
倒排法的优缺点及其适用领域
★ 排出的进度计划保证符合计划完工日期的要求。
★ 计划的局部未能按计划进度实现，计划的总体框架不变。
★ 需按排出的计划编制能力需求计划，进行生产负荷与生产能力平衡，计划才具有可执行性。
★ 适用于对各项任务作全局性的总体安排。
顺排法的优缺点及其适用领域
★ 根据生产能力的可能，来安排落实各项待加工任务，排出的进度计划即可付诸实施，不需要再做能力平衡。
★ 虽然根据加工任务的优先级进行安排，但排出的进度计划并不能保证每一项任务都能按计划要求的日期完工。
★ 计划实施过程中一旦某项任务未按计划进度完成，整个计划的进程将被打乱。
★ 顺排法通常适用于编制短期的工序生产进度计划。
编制瓶颈资源计划的指导思想
★ 对于一个任务经常变换的多品种生产单位，生产能力不平衡是必然的，不可避免的。生产能力不平衡说明必然存在能力上的薄弱环节，即存在制约整个系统产出的瓶颈环节。
★ 只有使瓶颈环节的能力得到最充分利用，才能使该生产系统的产出达到最大。因此计划管理的重点应该放在瓶颈环节上。
★ 由于每一个计划期企业的生产任务都是不同的，所以瓶颈资源不是固定不变,而是隨着企业任务的变化而动态变化的。
★ 尽管从总量上分析，计划期企业拥有的生产能力大于生产负荷所需求的能力，但是如果负荷在计划期内的分布是不均匀的，那么有可能在计划期的某些时段上仍会出现能力不足，即出现瓶颈。瓶颈资源计划所要重点控制的瓶颈，是指在整个计划期内的各个时段上可能出现的瓶颈。
瓶颈资源的搜索方法
★ 瓶颈资源定义（以设备能力为例） 在一个生产系统中制约系统产出量的，生产能力最低的环节就是 “瓶颈”。具体地说，把凡是设备的负荷率达到或接近100%的设备定为瓶颈资源。负荷率超过100%的设备，则需要采取措施（如增加工作班次或把部分负荷外包出去等），使其负荷率降到100%以内。
★ 瓶颈搜索可按以下步骤进行：
1. 计算各零件的最迟完工日期，并推算各工序的最迟完工时间。其计算公式如下：
瓶颈资源的搜索方法（续）
2. 为每个设备组（K）建立一个在该设备组上加工的零件集（Vk），对零件集Vk中所有零件，按其 k 工序最迟完工时间的先后，由早至晚进行排列。可以得到一个零件排列的序列：T1j，T2j，T3j，…，Tmj 。m是指零件集Vk中有m个零件。
3. 对每个设备组用负荷累加的方法，计算从计划期开始到某一时点的累计负荷。在该时段内将设备组的能力与同时段内的累计负荷进行对比，计算该设备组的负荷率，当负荷率达到或接近100%时，说明该设备组在该时段内已成为瓶颈资源。按此方法从计划期开始，一个时段一个时段向后延伸直到计划期末，将累计负荷与生产能力进行对比，从而可以查明该设备组在计划期的某一时段范围内，是否成为瓶颈资源。
瓶颈资源计划编制的步骤和方法
计划的编制步骤如下：
1. 按各生产单元的分工，列出计划期内本单元要加工的零件清单。
2. 搜索计划期内本生产单元的瓶颈资源（何种设备，在什么时段范围）
定义关键件和关键工序。在瓶颈资源上加工的工序称关健工序。含关健工序的零件称关键件。
4. 在瓶颈资源上对各关键件的关键工序，用有限能力计划法（顺排法）按优先级进行排序。
时间
瓶颈资源
计划开始时间
A11
B21
C41
D21
E51
F12
G32
H32
J52
A52
瓶颈资源上关键工序的安排
M1
M2
瓶颈资源计划编制的步骤和方法
对每一个关健件的非关健工序，在相关设备上排定其生产 进度。在关键工序之前的工序，以关健工序为基准，确定其最迟完工时间（留出一定的缓冲时间）。在关健工序之后的工序，以关键工序为基准，确定其最早开工时间。至此所有关键件的全部工序的生产进度已大体排定。
6. 安排主要件的生产进度。以这些零件的计划完工日期为基准，由后向前倒排，确定整个零件的生产进度。主要件是指产品中生产工艺复杂，加工工作量大，生产周期长的大件、复杂件。产品生产周期的长短，往往是由这些零件的生产周期决定的。
M1
m2
m5
m8
C41
C58
C35
C22
最迟完工时间
最早开工时间
瓶颈资源
缓冲时间
在非瓶颈资源上一般工序的安排
瓶颈资源计划编制的步骤和方法
“一般件” （指非关键件、非主要件）的计划安排，首先按其最迟完工日期的先后，由早到晚进行排序。再按零件的优先级制定一般件各周的投产计划。周内的进度安排，由生产单元在编制生产日程计划时确定。
各生产单元 以“关键件 “、”主要件”的生产进度表为骨架，着手编制各周的生产日程计划。
生产日程计划的编制方法是从关键件进度计划中截取本周的计划，再从该周一般件的投产清单中，选取合适的零件填入各非瓶颈设备能力的空闲处。计划安排时要考虑产品零件的成套性，并要保证其不超出最迟完工日期。
瓶颈资源计划与MRP的比较
★ 瓶颈资源计划与MRP计划不同，MRP计划对零件不分主次，一次排定全部零件的生产进度，计划工作量大。瓶颈资源计划把零件分为关键件、主要件和一般件。在保证关键资源得到充分利用的前提下，首先排定关键件和主要件的生产进度。并以此作为整个计划的骨架，而以一般件为填充，在各周的生产日程计划中见缝挿针灵活安排。通过生产目程计划的编排，形成全部零件的生产进度计划。
工序生产进度计划
生产日程计划
生产日程计划
生产日程计划 是每天每班给每个工作地和工人安排作业的计划，是最底层的生产作业计划
生产日程计划的编制方法:
生产作业排序
作业排序优劣对生产的影响
作业排序目标:
1.保证按时交货，提高合同履约率
2.缩短生产周期，减少在制品
3.合理利用生产能力
例: 同一组零件三种排序的三种结果
E F A C D B
M 1 1 2 3 6 9 8
M 2 7 5 13 2 4 2
M 3 6 0 7 10 9 16
M 4 11 14 15 8 10 7
M 5 5 11 6 7 12 4
F E C D A B
M 1 2 1 6 9 3 8
M 2 5 7 2 4 13 2
M 3 0 6 10 9 7 16
M 4 14 11 8 10 15 7
M 5 11 5 7 12 6 4
零件生产周期
ABCDEF EFACDB FECDAB
零件 生产周期 平均 生产周期 平均 生产周期 平均
A 44 60 71
B 50 88 76
C 64 427/6 69 381/6 47 325/6
D 80 = 84 = 62 =
E 85 30 37
F 104 50 32
合计 427 381 325
设备负荷率
ABCDEF EFACDB FECDAB
工作时间 占用时间 负荷率 占用时间 负荷率 占用时间 负荷率
M1 29 29 100% 29 100% 29 100%
M2 33 39 % 33 100% 35 %
M3 48 48 100% 60 80% 48 100%
M4 65 70 % 65 100% 65 100%
M5 45 66 % 63 % 55 %
平均 % % %
排序方案的求优和计算量问题
★ 6 种零件可以有6!=720个排序方案
10种零件 10!=3628800个方案
20种零件 20!=个方案
如果用穷举法，把所有方案都排出来从中选最优方案。用计算机来排序并计算，如果计算机每秒能计算一万个方案，20个零件需要
年
求解排序问题的启发式方法
★ 当零件数增加时，排序方案呈指数型增长，所以当零件较多时，由于计算工作量太大，目前没有可行的求最优解的方法。数学界做了很多研究，已得出结论，大部分排序问题均属NP难题，没有有效的算法可以求解，只有一小部份特殊问题可以找到专门的算法。因此当前排序问题的一个重要发展方向是寻找实用的启发式方法，目标是求近优解。
启发式方法举例—关键工序法
关键工序法编制步骤：
1.取加工工作量最大的工序为关键工序
2.比较各零件首尾两道工序的大小,并把全部零件分成三组
首 < 尾 分在第一组 首 = 尾 分在第二组
首 > 尾 分在第三组
3.各组分别对组内零件进行排序
第一组 每一零件分别将关键工序前的各工序相加
根据相加后的数值按递增序列排队
关键工序法 (续)
第三组 每一零件分别将关键工序之后的工序相加
根据相加后的数值按递减序列排队
第二组 组内零件按第一组的规则排列(当第一组的
零件 数少于第三组时)
组内零件按第三组的规则排列(当第三组的零件
数少于第一组时)
4.全部零件的排序按第一组排在最前第二组排在中间第
三组排第二组后面
关键工序法例题计算
1.确定关键工序
M4的工作量最大,故M4为关键工序
2.划分第一、第二和第三组
第一组 首工序 < 尾工序
A ;C ;D ;E ;F
第二组 首工序 = 尾工序
无零件
第三组 首工序 > 尾工序
B
关键工序法(续)
关键工序法(续)
3.各组组内排序
第一组 M1 + M2 + M3
A 3 13 7 = 23
C 6 2 10 = 18
D 9 4 9 = 22
E 1 7 6 = 14
F 2 5 0 = 7
第一组内零件的投产顺序为 F E C D A
关键工序法(续)
第三组组内排序
只有一个零件 B
第二组组内排序
组内无零件
4.确定全部零件的投产顺序
第一组 第二组 第三组
F E C D A B
所以总的投产顺序为 : F E C D A B
零件甘特图
F
E
C
D
A
B
优先规则法排序原理
M1
M2
M3
A11
B12
C43
等待队 E23 F43
等待队 C51 D31
E23
等待队 E32 A22
C51
优先规则排序法
优先规则举例:
规则名称 优先原则 优先级计算值
FCFS 先到的先安排
SPT 加工时间最短的作业 Pij
TWORK 加工工作量最大的工件
SLACK 余裕时间最少的工件 Di-t-
SLACK/ FOPNR 余裕时间与剩余工序数 (Di-t- )
之比最小的工件 m-i+1
工件号 第一工序 第二工序 第三工序 第四工序 总 工时 交货期
设备工时 设备 工时 设备工时 设备 工时
J1 M1 5 M2 5 M3 7 M4 3 20 28
J2 M2 7 M1 4 M3 1 M4 6 18 28
J3 M3 2 M1 6 M4 3 M2 7 18 25
J4 M3 4 M2 4 M1 6 M4 2 16 26
M2
M3
M4
t11
t12
t13
t14
t21
t22
t23
t24
t31
t41
t42
t43
t44
t32
t33
t34
7
11
16
23
23
22
27
2
6
15
16
时间
M1
24
19
11
14
5
11
15
21
按SPT规则排出的零件进度计划
M2
t11
M3
M4
M1
t32
t12
t13
t21
t22
t23
t31
t41
t42
t43
t14
t24
t44
t33
T34
5
11
15
16
22
7
12
16
23
2
6
12
19
20
11
14
19
22
28
30
按FCFS规则排出的零件进度计划
M4
t22
t13
t23
t31
t41
t43
t33
t14
t24
t44
t12
t21
t42
T34
t11
t32
M3
M2
M1
5
11
16
15
22
7
12
16
23
2
6
12
19
20
11
14
19
22
28
30
按MWKR规则排出的零件进度计划
t33
M4
t22
t13
t23
t31
t41
t43
t14
t24
t44
t12
t21
t42
T34
t11
t32
M3
M2
M1
5
11
17
21
7
11
16
23
11
14
17
19
23
26
32
2
6
16
23
24
按SLACK规则排出的零件进度计划
SPT
FCFS
MWKR
SLACK
工件
编号
交货
期限
F
MAX
L
F
max
L
F
max
L
F
max
L
J1
28
27
－
1
22
－
6
22
－
6
26
－
2
J2
28
24
－
4
28
0
28
0
32
4
J3
25
23
－
2
23
－
2
23
－
2
23
－
2
J4
26
24
－
2
30
4
30
4
19
－
7
F
max
27
30
30
32
平均最大流程
延误件数
0
1
1
1
平均延迟
－
－
1
－
1
－
按不同排序规则所得的不同结果
