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MRPII/ERP原理及应用
第7章 MRPII原理：能力需求计划
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教学目的
教学重点与难点
让学生了解能力计划层次体系，主要掌
握粗能力需求计划与能力需求计划两大部分
的内容及编制过程。
能力计划层次体系
粗能力需求计划的作用及编制
能力需求计划的作用及编制
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能力计划层次体系
能力需求计划是对生产过程中所需要的能力进
行核算的计划方法，以确定是否有足够的生产能力来
满足生产的需求。能力需求计划用于分析和检验生产
计划大纲、主生产计划和物料需求计划的可行性，将
生产需求转换为相应的能力需求，估计可用能力并确
定应采取的措施，以协调生产能力和生产负荷的差距。
生产能力 生产负荷
能力需求计划
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提 出
任何一个计划都包括需求与供给，即需求计划和能
力计划。每一个层次都要处理好需求与供给的矛盾，要
进行不同深度的平衡，并根据反馈信息，应用模拟方法
加以调整或修订。
特 点
在能力计划时，在一个较长的时间段能力可以满足
负荷需求，但是如果把时段划细就可能在某个时段出现
超负荷。MRPII计划的主要特点就是说明了物料的优先级，
是一种分时段计划，在计划展望期全时段上进行能力平
衡。
如何理解 能力平衡
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计划体系
MRPII对于生产管理的不同层次，引入不同的能力
平衡方法，形成包括资源需求计划、粗能力需求计划、
细能力需求计划、生产能力控制的能力计划层次体系，
它们分别对应于生产规划、主生产计划、物料需求计划
和车间作业管理等不同层次。
能力计划名称 对应的
生产计划
计划
展望期
计划
周期
计划
频度
使用
计算机
资源需求计划 生产规划 长期 季、月 每月 可用
粗能力需求计划 主生产计划 中长期 月 需要时 用
细能力需求计划 物料需求计划 中期 月、周 每周 用
生产能力控制 车间作业管理 短期 周、天 每周 不用
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资源需求计划是与生产计划大纲对应的能力计划，表示
在生产规划确定产品系列的生产量时，要考虑生产这些产
品系列需要占用多少有效资源，如果不足，如何协调。
资源需求计划
粗能力需求计划同主生产计划相伴运行的能力需求计划，
对生产中所需的关键资源进行分析和计算，给出能力需求
的概貌。
粗能力
需求计划
细能力需求计划（能力需求计划），有时泛指所有的能
力计划层次体系为能力需求计划。它对全部物料需求计划
所需要的能力进行核算。
细能力
需求计划
生产能力控制则用于车间作业层的协调控制管理，通过
对生产过程中各种实时状况的监测来发现实际生产过程中
使用能力与计划能力之间的偏差，并通过控制手段处理偏
差，使得生产按计划稳定地正常运行。
生产能力控制
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静
态
信
息
工艺路线 / 提前期
成本/利润中心
仓 库 货 位
库 存 信 息
需 求 信 息
运 行
供应商 / 客户信息
车间 / 部门 工作日历
中
间
信
息
工作中心
会计科目
物料分类/类型 物料号 物料主文件 物料清单
动
态
信
息
能力计划
运行能力计划的顺序
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生产计划大纲、主生产计划等是否可行？
生产设备是否有保证？
物料是否有保证？
生产能力是否合理？
能力计划作用与意义
能力需求计划是MRPII系统中重要的反馈环节。
在MRPII中首先集中于生产计划的编制，在每一
个计划级，先编制生产计划，然后用能力需求计划评
价这个计划，最后采取必要的措施使计划得以实施。
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粗能力需求计划
粗能力需求计划仅对主生产计划所需的关键生
产能力做一粗略的估算，给出一个能力需求的概貌。
处理过程是将成品的生产计划转换成相关的工
作中心的能力需求。
由于能力计划的编制过程直接表达了主生产计
划与执行这些生产任务的加工和装配工作中心的能
力供求关系，所以它可以在能力的使用方面评价主
生产计划的可行性。
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1. 粗能力需求计划的对象和特点
粗能力需求计划是对生产中所需的关键资源进
行计算和分析。关键资源指：
关键工作中心，处于瓶颈位置；
特别供应商，供应能力有限；
自然资源，可供数量有限；
专门技能，属于稀有资源；
资金；
仓库；
运输；
不可外协的工作等。
（1）对 象
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粗能力需求计划的优点：
可用粗能力需求计划进行生产计划初稿可行性的分析与评价；
集中关键资源，而不是面面俱到，影响效率；
不涉及工艺路线和工作中心的具体细节；
能力计划的编制比较简单，计算量少；
实施所要求的前提条件较少；
减少后期能力需求计划的核算工作。
（2）特 点
如 对于只有一条装配流水线的企业，只需要以这
条流水线为关键工作中心，运行粗能力计划，不再
需要能力需求计划，从而可以大大减少能力核算的
人力物力消耗或时间拖延。
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粗能力需求计划的缺点：
忽略了现有库存量和在制量；无法反映计划的动态实际变化；
平均批量和生产提前期是假设值，与实际值将产生执行偏差；
只包含关键资源，无法彻底保证计划的可信度；
对短期计划无用。
工作中心平均可用能力
( 星期 ) 日 一 二 三 四 五 六 日 一 二 三 四 五
交
货
期
超负荷
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2. 粗能力需求计划的编制方法
首先：建立资源清单，说明每种产品的数
量及各月占用关键工作中心的负荷小时数，同
时与关键工作中心的能力进行对比；
其次：在产品的计划期内，对超负荷的关
键工作中心，要进一步确定其负荷出现的时段。
编制步骤
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主生产计划的资源清单是根据物料清单和工艺路线得到的。
物料清单列出了项目所用的物料的结构和数量。
工艺路线文件包含了在工厂安排生产任务确定能力需求计
划所需要的信息，该文件包括每个制造件和装配件的信息。如每
个工件在哪儿加工、所需工装、每道工序所用的单件定额工时和
生产准备时间等。
资源清单描述了项目生产制造所需的生产资料及生产地点。
关键工作中心 产品计划数量及月负荷小时 月能力（小时）
编码 名称及
能力单位
A B C D E 需用 可用 最大
15 60 20 10 30
1100 数控冲（小时） 25 30 30 5 40 130 140 160
4230 大立床（小时） 30 80 40 10 50 210 256 320
5200 装配（平方米）300 100 50 30 20 500 500 500
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1. 定义关键资源。
2. 从主生产计划中的每种产品系列中选出代表产品。
3. 对每个代表产品确定其单位产品对关键资源的需求量。
确定的根据包括主生产计划、物料清单、工艺路线、
定额工时、平均批量等。
4. 对每个产品系列，确定每月的主生产计划产量。
5. 将主生产计划中的计划产量与资源清单中定义的资源
需求量相乘。
6. 将每个产品系列所需求的能力加起来，得到对应计划
的总能力需求。
（1）用资源清单法编制粗能力计划
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1. 画出某类代表产品的工序网络图。
2. 计算该产品的分时间周期的能力清单。
3. 根据主生产计划和每个代表产品的能力清单，求出分
阶段的能力计划。
（2）分时间周期的资源清单法
把对资源能力的需求按时间周期分配，将各种
资源需求分配在对应的一段时间内，关键点如下：
分时间周期资源清单和粗能力计划的建立过程
如下：
1. 建立分时间周期资源清单。
2. 计算主生产计划单个量的资源需求。
3. 计算全部主生产计划量的资源需求计划。
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能力需求计划
能力需求计划是对物料需求计划所需能力进行
核算的一种计划管理方法。
能力需求计划把MRP的计划下达订单和已下达
但尚未完工的生产订单所需求的负荷小时，按工厂
日历转换为每个工作中心各时区的能力需求。运行
能力需求计划，是根据物料需求计划中加工件的数
量和需求时段、它们在各自工艺路线中使用的工作
中心及占用时间，对比工作中心在该时段的可用能
力，生成能力需求报告。
1. CRP概述
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生产什么？何时生产?
使用什么工作中心？负荷是多少？
工作中心的可用能力是多少？
分时段的能力需求情况如何？
工作中心平均能力
小时
时段(日期）
未结定单
计划定单
102
173
定单号
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车间作业计划主生产计划主要面向
相关需求件独立需求件计划对象
MRP、SFCMPS计划阶段
全部计划及确认订单范围
全部工作中心关键工作中心能力对象
工艺路线资源清单计算参照
批量规则因需定量批量计算
准备、加工提前期提前期偏置提前期计算
扣除不扣除现有库存量
能力需求计划粗能力需求计划项目
工作中心日历企业通用日历工作日历
能力需求计划和粗能力计划的区别
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2. CRP数据环境
CRP的数据环境主要有：工作中心文件、工艺路
线文件、已下达车间订单、MRP计划订单和车间日历。
（1）已下达车间订单
指已释放或正在加工的订单，它占用了工作中心
的一部分能力。
包括每种零部件的数量、交货期、加工工序、
准备时间和加工时间、工作中心号或部门号及设
备号等。根据生产进度对其进行实时维护。
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（2）MRP计划订单
指MRP输出的尚未释放的订单。它记录有通过
MRP的运行计算出的产品零部件的净需求量和需求日期。
MRP计划订单将占有工作中心的负荷。
（3）工艺路线文件
描述项目加工或装配需要的各步骤信息。
包括加工顺序描述；工序顺序；替换工序；
工具以及定额工时（准备时间和加工时间）。
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（4）工作中心文件
工作中心文件除了包括计算工作中心额定能力的
必要信息之外，还包括如下编制订单计划的必要信息。
（5）车间日历
车间日历是用于编制计划的特殊形式的日历。
排队时间－工件等待加工的平均时间
运输时间－工件从一个工序到另一个工序的时间
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生产基本信息 物料需求计划
能力需求计划
采购控制 车间控制
能力需求计划的输入与输出
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物料需求计划：
对象：物料 物料1 物料2 物料3
能力需求计划：
对象：工作中心
工作中心1
工序10
工作中心2
工序20
工作中心4
工序30
工序10 工序20
工艺路线1 工艺路线2 工艺路线3
工序10
工序40
工作中心3
工序30
工序20
能力需求计划与物料需求计划的区别
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3. 工作中心能力
工作中心是生产加工单元的统称，它是完成某
种加工的设备或设备组。为了安排能力需求计划，
根据设备和劳动力状况，将能够执行相同或相似工
序的设备、劳动力组成一个工作中心生产单元。
工作中心不宜过大，否则使能力核算过粗，生
产过程难以控制；也不宜过小，否则生产计划过分
呆板，生产调度不够灵活。
工作中心为生产进度安排、核算能力、计算成
本提供了一个单位基准。通过CRP进行能力核算的
前提条件是必须有正确的工作中心能力数据。
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工作中心的能力用在一定的时间内完成的产出
率来表示。需要考核的主要是工作中心的实际能力
和定额能力。
建立步骤
（1） 选择计量单位。
（2） 计算定额能力。
（3） 计算实际能力。
（1）工作中心能力的建立
标准小时（时间）
千克或吨（重量）
米（长度）
件数（数量）
每班可用操作人员数
可用机器数
单机的额定工时
工作中心的利用率
在该工作中心每天派产的小时数
每天开班次
每周的工作天数
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工作中心的利用率和效率
利用率：
利用率 ＝ 实际直接工作小时数
计划工作小时数
利用率是统计平均值，通常＜ 100%
由于设备检修或故障、缺料、缺勤等原因造成的停工
效率：
说明实际消耗工时/台时 与 标准工时/台时的差别
效率 ＝
完成的标准定额小时数
实际直接工作小时数
工人技术水平、定额准确程度不同， ＜、＝、＞ 100%
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（2）工作中心能力维护
为了维护能力需求计划的准确性，一般都需要
将定额能力与实际能力相比较。在实际应用中，要
求定额能力与实际能力完全一致是不现时的，因此
有一些可以接受的允许误差。
实际能力的测定期间对该工作中心
来说可能不具代表性。
工作中心的效率或利用率不准确。
该工作中心可能会有以下改变。
停机
工人
维护
加班
产品组合
缺勤
零件短缺
工程改变
操作人员熟练程度
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4. CRP制订方式
不限负荷排进度不限负荷排进度
工作中心平均可用能力
( 星期 ) 日 一 二 三 四 五 六 日 一 二 三 四 五
交
货
期
超负荷
（1）无限能力方式
不考虑能力的限制，而将工作中心负荷相加，找出超负荷
与少负荷。负荷工时大于能力工时时为超负荷。负荷调整策略有：
延长工作时间，使用替代加工级别，转移工作中心负荷，购买决
策，选择替代工序，外协加工等，以及最后的延期交货。
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作用
快速应答客户的要求，承诺与落实
优化供需链资源利用
可供销售量(ATP) / 可利用能力(CTP) / 可承诺交货期(DTP)
弥补MRP/CRP运算之不足
原理
基于约束条件（物料、人力、能力资源）
基于规则（供应优先级)
基于模型、模拟及数学算法（如线性规划、目标函数）
客户定单与车间定单同步
（2）有限能力方式
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优先级计划是按照优先级分配给工作中心负荷，当
满负荷时优先级别低的被推迟。这种方法由于按优先级
别分配负荷，不会产生超负荷，可以不作负荷调整。
优先级计划
工作中心 1
工作中心 2
工作中心 3
工作中心 4
定单 1 定单 2 定单 3
时间
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工作中心 1
工作中心 2
工作中心 3
工作中心 4
定单 1 定单 2 定单 3
规则： 1）优先级：1 黄，2 绿，3 红
2）有限能力顺排计划
时间
调整优先级后的进度
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有限顺排进度
工作中心平均可用能力
( 星期 )
交
货
期
日 一 二 三 四 五 六 日 一 二 三 四 五 六 日 一
脱期！
有限顺排计划
有限顺排计划是在考虑能力的限制下排负荷，它假
定能力是固定不能调整的，因而计划可完全由计算机自
动编排。一般适用于某种单一工作中心或较难调整的能
力单元。有时，它也可以用在短期或近期车间作业进度
编排上，作为能力需求计划的补充。
有限顺排计划对头道工序往往有效，但对后续工序
会增加复杂性，甚至影响交货期。
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调整能力后的顺排进度
有限顺排进度
工作中心平均可用能力
交
货
期
( 星期 ) 日 一 二 三 四 五 六 日 一 二 三 四 五 六 日 一
脱期！
工作中心平均可用能力
( 星期 )
交
货
期
日 一 二 三 四 五 六 日 一 二 三 四 五
调整能力后顺排进度
修改工作日历，周末及个别日期加班（增加工作时数）
按期交货！
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流水生产线 ——有限能力排产
(Finite Capacity Scheduling，FCS)
物料需求计划：
对象：物料 物料1 物料2 物料3
能力需求计划：
对象：工作中心
（流水线）
工作中心2
工艺路线2
工序10
工序20
工艺路线1
工作中心1
工序10
工序20
工序30
工作中心4
工艺路线3
工序10
工序40
工序30
工序20
单位时间产量稳定
广西工学院 管理系 信管教研室 李 明 wuqingmingjian@
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能力需求计划编制
能力需求计划是用图形或表格形式表示的各工
作中心将要承担负荷的大小。
1. CRP编制概述
（1）收集数据
利用从车间控制模块来的已发工单，再加上对
工作中心所输入的负荷量，而产生对工作中心相适
应的能力需求。
已下达的车间订单
MRP计划订单
工艺路线文件
工作中心文件
车间日历
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（2）编制工序计划
根据订单、工艺路线和工作中心文件计算
每道工序的负荷。
计算每道工序在每个工作中心上的负荷。
计算每道工序的交货日期和开工日期。
按时间周期计算每个工作中心的负荷。
（3）编制负荷图
能力需求计划运行后，一般可用负荷图直观表
示能力与负荷的匹配情况。
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能力需求计划是以物料需求计划的输出作为输入，
根据计划的零部件需求量和生产基本信息中的工序、
工作中心等信息，计算出设备和人力的需求量以及各
种设备的负荷量，以判断生产能力是否足够。
2. CRP编制实例
（1）分解产品物料需求
（2）编制工作中心能力需求
（3）编制能力负荷图
（4）能力分析与控制
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CRP是一种编制能力需求计划的技术，它将计划
和下达的制造订单排产，并按“无限负荷”的原则，
将能力工时加到各工作中心。
3. CRP编制评述
需要信息：
（1） 主生产计划
（2） MRP系统
（3） 工艺路线文件
（4） 工作中心文件
产品结构
库存文件
下达订单
批量计算过程
在每个工作中心的
平均排队时间
在各个工作中心的
运输时间
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CRP是最详细的一种方法，将制造订单的排产计
划转化成为分时间周期的能力需求。
（1）优 点
对于产品结构的所有级，考虑了：
（1） 现有库存和在制库存；
（2） 实际批量；
（3） 制造提前期；
（4） 考虑维修件、废品和安全库存等因素；
（5） 用发放到车间的新订单，
可以考虑返工所需的能力。
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（2）缺 点
（1） 它涉及MRP、工艺路线、主生产计划、车间管理系
统等各个层次的大量信息。故CRP信息处理工作量非常
大，处理过程比较复杂；运行CRP的先决条件比粗能力
计划更多。
（2） CRP的计算工作量大，所以CRP必须是一个计算机
化的处理过程。
（3） CRP是在“无限负荷”的假设前提下进行的，在排
产中没有考虑工作中心的可用能力。实际生产中，每个工
作中心的任务按照每日任务分配单上印有优先级排列。所
以每个任务的实际排队时间与在能力需求计划编制中所用
的平均排队时间相差很大，意味着在计划排产中所用的开
始日期和结束日期没有精确反映实际情况。
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【练习与思考】
1.能力计划层次体系包括哪几个层次？
和CRP分别对应哪个层次的生产计划？
3.粗能力需求计划的对象主要指哪些？
4.粗能力需求计划有什么优缺点？
5.简述利用资源清单法编制粗能力计划的步骤。
6.简述利用分时间周期法编制粗能力计划的步骤。
7.简述能力需求计划与粗能力计划的区别。
8.工作中心是什么？有什么作用？
9.如何计算工作中心的定额能力和实际能力？
10.能力需求计划的制定有哪两种方式？
11.简述能力需求计划的编制步骤。
