第7章 能力需求计划(CRP)
本章主要内容：
CRP概念及内容
CRP的分类和计算模型
工作中心数据的建立与维护
生产能力计划
CRP的编制方法
第1节 CRP概念及分类
生产能力：企业某工作中心在某个时段内的最大产出能力。即：企业所输入的资源，在一定的时间内和先进合理的技术组织条件下，所能实现的最大产出量。
工作中心(Work Center，WC)是基于设备和劳动力状况，将执行相同或相似工序的设备、劳动力组成一个生产单元。工作中心能力是指工作中心在一定的时间周期内完成的出产率。
工作中心既是物料需求计划(MRP)与能力需求计划(CRP)运算的基本单元，又是进行生产进度安排、核算能力的一个基本单位。
生产能力的度量：
制造业：产出度量（output）
服务业：投入度量 （input）
生产能力的影响因素：
人员能力
人员数量
出勤率
劳动时间
劳动定额
设备能力
设备数量
完好率
开动率
运转时间
设备生产率
管理能力
工作态度
组织能力
管理效率
能力需求计划在ERP中的层次关系
能力需求计划（CRP）与物料需求计划（MRP）一样，同处在PPC系统的管理层，它与其它计划的关系如下图所示，其中，PAC为车间作业管理(Production Activity Control，PAC)。 见图
CRP的作用
在系统的整个运行过程中，CRP将会为企业解决以下问题：
◆ 各个物料经过哪些工作中心加工？
◆ 各工作中心的可用能力和负荷是多少？
◆ 工作中心的各个时段的可用能力和负荷是多少？
◆ 平衡性调整结果如何？
CRP系统的启动运行意味着PPC三大计划的制定过程即将步入尾声，主生产计划和物料需求计划的生成结果也将作为输入项被CRP系统所利用，届时前两大计划制定的水平高低以及合理程度均会在CRP系统的运行过程中得以体现。
生产能力计划的分类：
从时间性分类：
长期计划：时间在一年以上的生产能力计划。长期计划中涉及的生产性资源需要一段较长时间才能获得，也将在一段较长的时间内消耗完毕，如建筑物、设备、物料设施等等。长期计划需要高层管理者的参与和批准。长期计划是基于对企业的长远利益的考虑而制定的生产能力计划。长期计划具有战略性质，对企业的远期利益至关重要。
中期计划：时间在半年至18个月的时间内制定的月计划或季度计划。当雇员人数的变化（招聘或解雇）、新工具增加、小型设备购买以及转包合同的签订等情况发生时，中期计划可能需要调整。
短期计划：时间小于一个月的生产能力计划。关系到每天或每周的生产调度情况，而且为了消除计划产量与实际产量的矛盾，短期计划需作相应调整，包括超时工作、人员调动或替代性生产程序计划等。
从层次性分类：
公司层级：企业副总经理关心的是企业内部各工厂的总体生产能力的大小，因为他要为实现这些总的生产能力而投入大量的资金，这些资金需要多少呢？可以通过分析总体生产能力得到答案。
工厂层级：工厂的经理（Plant manager， PM）则更关心全工厂的生产能力状况，他必须决定如何以最优方式利用工厂的生产能力以满足预期的需求量。由于一年中需求高峰时的短期需求可能会远远大于计划产量，因此经理必须预测可能出现的需求高峰，并且安排好在什么时候储存多少产品以备急需。
车间层级：更低一层的生产一线主管最为关心的是，在本部门的生产水平基础上，机器设备与人力资源结合的情况怎样？生产可达到多大产量？一线主管需作出详尽具体的工作调度计划以满足每天的工作量。
从有限/无限上分类：
无限能力计划(Infinite Capacity Planning)：在物料需求计划时不考虑生产能力的限制，而对各个工作中心的能力与负荷进行计算，得出工作中心的负荷情况，产生能力报告。这里所说的无限能力只是暂时不考虑能力的约束，尽量去平衡与调度能力，发挥最大能力或进行能力扩充。现行的多数ERP系统均采用这种方式。
当负荷大于能力时，对超负荷的工作中心进行负荷调整，采取的措施有加班、转移负荷工作中心、采用替代加工级别、替代工序、外协加工或直接购买。若这些措施都无效，只有延长交货期或取消订单。
有限能力计划(Finite Capacity Planning)：工作中心的能力是不变的或有限的，计划的安排按照优先级进行。先把能力分配给优先级高的物料，当工作中心负荷已满时，优先级别低的物料被推迟加工，即订单被推迟。该方法计算出的计划可以不进行负荷与能力平衡。
优先级：物品加工的紧迫程度，优先级数字越小说明优先级越高，不同的软件有不同的设置方法。
从详细性分类：
广义的能力需求计划又可分为粗能力计划（RCP，产能负荷分析）和细能力计划（CRP，能力计划）。
（1）粗能力计划RCP：在闭环MRP设定完毕主生产计划后，通过对关键工作中心生产能力和计划生产量的对比，判断主生产计划是否可行。
（2）细能力计划CRP：在闭环MRP通过MRP运算得出对各种物料的需求量后，计算各时段分配给工作中心的工作量，判断是否超出该工作中心的最大工作能力，并做出调整。
能力需求计划是对物料需求计划(MRP)所需能力进行核算的一种计划管理方法。具体地讲，CRP就是对各生产阶段和各工作中心所需的各种资源进行精确计算，得出人力负荷、设备负荷等资源负荷情况，并做好生产能力负荷的平衡工作。
粗能力计划和细能力计划的区别：
参与闭环MRP计算的时间点不一致。粗能力计划在主生产计划确定后即参与运算，细能力计划是在物料需求计划运算完毕后才参与运算。
粗能力计划只计算关键工作中心的负荷，而细能力计划需要计算所有工作中心的负荷情况。
粗能力计划计算时间较短，而细能力计划计算时间长，不宜频繁计算、更改。
第2节 粗能力计划概述
粗能力计划（Rough-cut Capacity Planning，简称RCCP）
粗能力计划是对关键工作中心的能力进行运算而产生的一种能力需求计划。
计划对象：只是针对设置为“关键工作中心”的工作中心能力，计算量要比能力需求计划小许多。
主生产计划的可行性主要通过粗能力计划进行校验。
粗能力计划的计算：
1、建立关键工作中心的资源清单：列出各种计划产品占用关键资源的负荷时间和关键工作中心的能力清单进行对比。
资源清单建立方式有2种：
直接维护产品顶层物品的资源清单，说明完成该物品全过程加工所用的关键工作中心和占用关键工作中心资源的情况。
在工艺路线中维护物品的资源和消耗资源，再根据工艺路线生成MPS对象物品的资源清单。
粗能力计划资源清单
粗能力计划资源清单
关键工作中心 需求负荷 总能力 需用 能力超/欠 负荷率
编码 名称 资源代码及名称 资源单位
WCZ001 波峰焊 Z01+波峰焊设备 小时 1500 1350 130 -150 %
WCZ002 IC焊接 Z02+ IC焊接设备 小时 1000 1200 210 200 %
WCZ003 高压测试 Z03+高压测试仪器 小时 1000 1200 280 200 %
WCZ004 绝缘电阻测试 Z04+绝缘电阻测试仪器 小时 1200 1250 500 50 96%
2、进一步确定某工作中心的各具体时段的负荷与能力，找出超负荷时段.
1、CRP的运行流程：
运行过程：根据物料需求计划（MRP）和各物料的工艺路线，对在各个工作中心加工的所有物料计算出加工这些物料在各时间段上要占用该工作中心的负荷小时数，并与工作中心的能力（可能提供的能力，如工时、台时等）进行比较，生成能力计划需求。能力需求计划中的能力是指在一定条件下（如人力、设备、面积、资金等）单位时间内企业能持续保持的最大产出。能力需求计划的对象是工作中心。
第3节 CRP的编制
2、CRP的计算模型
考虑能力需求计划的计算方法时，需要把物料需求计划的物料需求量转换为负荷小时，即把物料需求转换为对能力的需求。不但要考虑MRP的计划订单，还要结合工作中心和生产日历，考虑工作中心的停工及维修情况，最后确定各工作中心在各时间段的可用能力。
3、CRP管理业务的流程图
由图可知：主要业务部门是生产车间；数据由生产工艺文件取出后，进入工序时度计划模块进行加工处理，将加工处理后的数据存入MRP文件和工序进度计划文件；工作中心负荷模块将从生产工艺文件和工序进度计划文件以及工作中心文件中读取数据并加工处理后，将数据存入WC负荷文件中；CRP生成模块从WC负荷文件和资源清单文件中读取数据并进行加工处理后，将数据存入能力需求计划文件和CRP例外信息文件以及MRP文件，并将数据传入生产车间进行生产计划处理，同时将数据传入输入输出控制模块进行加工处理，将处理后的数据存入输入输出控制文件中。
4、工作中心数据的建立
工作中心是各种生产能力单元的统称，可以是一组设备或一群人或一块地或他们的组合。工作中心的能力是指工作中心在一定的时间周期内完成的生产率。
工作中心的作用：
① 作为平衡负荷与能力的基本单元，是运行能力需求计划的计算对象。分析能力计划执行情况也是以工作中心为对象，进行工作量的投入/产出分析。
②作为车间作业分配任务和编制详细作业进度计划的基本单元。派工单以工作中心为对象，说明工作中心的生产任务即加工优先级。
③ 计算标准作业成本或实际作业成本的最小归集和分配单元。
④ 作为车间实际作业数据采集点；也作为重复式生产的反冲的控制点;工作中心的数据需要维护基本数据、能力参数、成本参数。
5、建立工作中心数据的步骤：
（1）选择计量单位。标准小时（时间）、公斤或吨（重量）、米（长度）、件数（数量）等。
（2）计算定额能力。定额能力是在正常的生产条件下工作中心的计划能力。计算定额能力所需的主要信息有：每班可用操作人员数、可用的机器数、单机的额定工时、工作中心的利用率、工作中心的效率、在该工作中心每天排产的小时数、每天开动班次、每周的工作天数等。
工作中心的定额能力的公式：
（3）计算实际能力。实际能力是通过记录某工作中心在某一生产周期内的产出而决定的，也称为历史能力。
6、工作中心数据的维护
对于工作中心能力的数据要及时地进行维护，以确保工作中心能力数据的准确性。若工作中心定额能力与其实际能力之差超过允许范围时，应及时检查偏差的原因并给予修正。
造成工作中心定额能力与其实际能力偏差的主要原因：
（1）实际能力的测定时间对工作中心来讲不具有代表性；
（2）工作中心的效率或利用率不准确；
（3）工作中心变化；
（4）停机时间超过计划数；
（5）工人是否有效地使用机器；
（6）维护——是否更改预防性维修；
（7）加班——是否过分地加班而降低效率；
（8）产品组合——产品组合是否改变；
（9）缺勤——缺勤的滴水不漏是否高于计划；
（10）零件短缺——是否停工待料；
（11）质量——是否有很多零件报废；
（12）工程改变——是否有额外的工程改变；
（13）操作人员的熟练程序。
7、生产能力计划的步骤
（1）估计未来的能力需求。在进行生产能力计划时，首先要进行需求预测。由于能力需求的长期计划不仅与未来的市场需求有关，还与技术变化、竞争关系以及生产率提高等多种因素有关，因此必须综合考虑。所预测的时间段越长，预测的误差可能性就越大。
（2）计算需求与现有能力之间的差。当预测需求与现有能力之间的差为正数时，就需要扩大产能，当一个生产运作系统包括多个环节或多个工序时，能力的计划和选择就需要格外谨慎。
（3）制定候选方案。处理能力与需求的方法有多种。一是：不考虑能力扩大，任由这部分顾客或订单失去。其他方法：包括能力扩大规模和时间的多种方案，包括积极策略，消极策略或中间策略的选择，也包括新设施地点的选择，还包括是否考虑使用加班、外包等临时措施。
（4）评价每个方案。定量评价和定性评价。定量评价是从财务角度，以所要进行的投资为基准，比较各种方案给企业带来的收益及投资回收情况。净现值法、盈亏平衡分析法、投资回收率法等。
8、能力需求计划编制过程
1 输入数据：
输入数据包括:（1）已下达的生产订单；（2）MRP计划订单；（3）工作中心数据；（4）工艺路线数据；（5）工厂生产日历。
2 计算负荷
将所有的任务单分派到有关的工作中心上(不考虑有效的能力和限制)，然后确定有关工作中心的负荷，并从任务单的工艺路线记录中计算出每个有关工作中心的负荷。
3 分析负荷情况
能力需求计划指出了工作中心的负荷情况（负荷不足、负荷刚好或超负荷）及存在问题的时间和程度。问题是多种多样的，有主生产计划阶段的问题，有MRP存在的问题，也有工作中心和工艺路线方面的问题。对每个工作中心都要进行具体的分析和检查，确认导致各种具体问题的原因，以便正确地解决问题。
4 分析结果并反馈调整
超负荷和负荷不足都是应解决的问题。如果超负荷，则必须采取措施解决能力问题，否则不能实现能力计划，如果负荷不足，则作业费用增大。对于流程式工业来说，设备不易关闭 ，负荷不足则问题更显得严重。因此，必须对负荷报告进行分析，并反馈信息，调整计划。
5 确认能力需求计划
要经过分析和调整后，将已确定的调整措施中有关的修改数据重新输入到相关的文件记录中。通过反复的平衡和调整，在能力和负荷达到平衡时，即可确认能力需求计划，正式下达任务单。
6 能力控制
控制能力是为了发现现存的问题并预见潜在的问题，以便采取措施。为了能保证能力计划的执行，必须做好日常的能力检查。
第4节 CRP的计算
数据输入是CRP计算过程的首要环节。备选的输入数据包括：
已经下达的生产订单；MRP计划结果；工作中心资料文档；工艺路线；企业自定的工厂日历。
完成了输入数据的收集工作，下面的任务就是工作中心的负荷计算了。该部分任务是CRP计算的核心，共分为四大步骤。
第一步：分析工艺路线（3周时间=8*5*3=120小时）
工艺路线分析表
示例1：
第二步：按工序计算加工时间（工作中心负荷）
工作中心1负荷=120×1＋6＝126小时
工作中心2负荷=120×3＋18＝378小时
工作中心3负荷=120×2＋12＝252小时
第三步：计算开工日期
在实际工作中，企业往往还会涉及另两个重要计算参数：利用率和效率。假设该企业所有工作中心均按每天8小时进行排产，产品利用率是，工作效率是，那么实际得到的标准工时应是：8××＝6小时/天，那么对应的准备和加工时间也应作如下换算：
工作中心1加工时间=120×1/6＝20天
工作中心1准备时间＝6/6＝1天
工作中心2加工时间=120×3/6＝60天
工作中心2准备时间＝18/6＝3天
工作中心3加工时间=120×2/6＝40天
工作中心3准备时间＝12/6＝2天
工作中心排产时限计划
第四步：累计负荷计算
有了某工作中心的累计负荷，也有了该工作中心的生产能力，得到相应的能力负荷差异值和能力利用率便不是难事了，具体公式如下：
能力负荷差异=可用生产能力-总负荷
能力利用率（%）＝（总负荷/可用生产能力）×100%
某产品A的物料清单见图3,其主生产计划、库存信息、工艺路线及工作中心工时定额信息和工序间隔时间见表；零件B、C的批量规则均是：2周净需求，零件E的批量规则是：3周净需求，零件F的批量规则是：固定批量80；每周工作5天，每天工作6小时，每个工作中心有一位操作工，所有的工作中心利用率和效率均为95％。
试编制其能力需求计划（CRP）
并分析其能力情况。
示例2：
CRP的编制案例
解：能力需求计划（CRP）是在物料需求计划MRP编制之后，对MRP进行验证的处理过程。为此,我们必须先编制MRP计划，再编制能力需求计划。能力需求计划的编制则包括计算工作中心能力、用倒序排产法计算每道工序的开工日期和完工日期、编制负荷图等三个步骤。
1. 编制MRP计划：根据MRP编制方法及已知条件，可编制产品A的MRP计划。
CRP的编制案例
2、编制能力需求计划（CRP）
第1步：计算工作中心能力：为了编制能力需求计划，首先要计算工作中心的负荷能力。各工作中心所需的负荷能力可用下式计算：
工作中心负荷能力＝件数×单件加工时间＋准备时间
例如，对于工作中心30，由于最终产品A在工作中心30加工，单件加工时间和生产准备时间分别为和。因此对于主生产计划的每一批计划量25、20及30件在该工作中心的负荷能力分别是：25×＋＝、20×＋＝和30×＋＝。基于上述方法，可以得到其它加工中心所需的能力负荷情况：
CRP的编制案例
第2步：用倒序排产法计算每道工序的开工日期和完工日期。
倒序排产法：将MRP确定的定单完成时间作为起点，安排各道工序，找出各工序的开工日期，得到MRP定单的最晚开工日期。以下仅以零件C为例，说明如何用倒序排产法计算每一批定单每道工序的开工日期和完工日期。
由表3(d)可知，零件C的加工有两道顺序工序：工序10和工序20，这两道工序分别在工作中心15和20上完成。
根据该例题的已知条件：每周工作5天，每天工作6小时，每个工作中心有一位操作工，所有的工作中心利用率和效率均为95％，可以得到各工作中心每天的可用能力为：8×1××＝22h；一周的最大可用能力为：22×5＝
根据MRP计划（见表3），第1批C零件应在第3周周1早上已经在库房中，因此其完成时间应该是第2周周5下午下班之前完成；由于最后一道工序20完成后，按计划还要安排1天运输时间（见表3(d)），所以工序20的完工时间定在第2周周4的下班时间；工序20的生产时间为（见能力表4）,工作中心20每天的可用工时为22h，因此在工序20上的生产时间为
CRP的编制案例
第3步：编制负荷图
以下以工作中心15为例，说明如何编制工作中心能力负荷曲线图。
根据已知上述的有关计算知，工作中心15的额定可用能力为，在第1、3、5、7周的能力需求分别为、、478、10，因此除了第5周因其能力－负荷＝－<0，因此其负荷处于超负荷状态（或其能力处于欠能力状态），其余各周均处于超能力或低负荷状态。工作中心15的负荷曲线图如图所示。
返回
CRP的分析：
利用负荷图分析工作中心的负荷能力，如果大多数工作中心表现为超负荷或低负荷，意为能力不平衡，需要分析其原因并采取措施。
工作中心能力不平衡原因主要表现在下述方面：
主要维修件的定单未反映在MPS中
忽略拖期定单
粗能力计划中资源清单不准确，瓶颈工作中心没有包括在内
在能力需求计划中考虑提前期，但在粗能力计划阶段没有考虑
提前期增大，负荷分布在过去的时间段中1、比较工作中心的负荷能力
第5节 CRP的平衡
调整能力和负荷
（2）调整负荷：方法主要有：
交叉作业
调整批量规则
用购买件代替自制件
取消订单。
重排订单。
修改订单数据。
转包合同
（1）调整能力：方法主要有：
安排加班
改善利用率和效率
采用替代工艺路径
重新分配劳动力
减少准备时间
减少运输时间
本章作业：
2、4、5
