傳統(tǒng)的CRP(Capacity Requirement Planning，也稱能力需求計(jì)劃)是一種將MRP輸出的對(duì)物料的分時(shí)段需求計(jì)劃轉(zhuǎn)變成對(duì)企業(yè)各個(gè)工作中心的分時(shí)段需求計(jì)劃的管理工具，是一種協(xié)調(diào)能力需求與可用能力之間平衡管理的處理過(guò)程，是一種協(xié)調(diào)MRP的計(jì)劃內(nèi)容和確保MRP在現(xiàn)有生產(chǎn)環(huán)境中可行、有效的計(jì)劃管理方法。但這種從上世紀(jì)60年代一直沿用下來(lái)的計(jì)劃模型，存在許多固有的缺陷：大部分模型建立在無(wú)限能力的假定之上；要求提前期已知，且是固定值；要求工藝路線固定；生產(chǎn)的優(yōu)先次序只能根據(jù)交付周期或日期安排；計(jì)劃編制所需時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，而且對(duì)計(jì)劃的調(diào)整工作十分困難。
APS(Advanced Planning＆Scheduling，也稱高級(jí)計(jì)劃與排程)是供應(yīng)鏈管理軟件中的一種優(yōu)化決策輔助系統(tǒng)，它借助一些復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算方法來(lái)處理多種變量，使供應(yīng)鏈的優(yōu)化成為現(xiàn)實(shí)。APS與CRP的主要區(qū)別是．CRP基于無(wú)限產(chǎn)能理論，而APS基于資源約束理論；CRP強(qiáng)調(diào)計(jì)劃的可行性，只考慮能力約束而不做優(yōu)化，而APS是在直接考慮潛在瓶頸的同時(shí)，找到跨越整個(gè)供應(yīng)鏈的可行最優(yōu)計(jì)劃。
近年來(lái)，高級(jí)計(jì)劃與排產(chǎn)APS得到了企業(yè)界的普遍關(guān)注，APS軟件的市場(chǎng)需求量不斷膨脹，一些世界著名的軟件公司如Oracle、SAP都成功地開(kāi)發(fā)了自己的APS軟件，并且取得了不錯(cuò)的銷售成績(jī)。進(jìn)入21世紀(jì)，APS與以互聯(lián)網(wǎng)為代表的信息技術(shù)和以供應(yīng)鏈管理思想為代表的先進(jìn)管理思想相結(jié)合，具有跨越整個(gè)供應(yīng)鏈進(jìn)行計(jì)劃協(xié)調(diào)的能力。
1 問(wèn)題提出
某液壓產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中生產(chǎn)資源浪費(fèi)嚴(yán)重，人員和設(shè)備沒(méi)有充分發(fā)揮作用，現(xiàn)對(duì)其分別使用傳統(tǒng)CRP與APS進(jìn)行能力需求分析比較并提出相應(yīng)的改進(jìn)措施。
2 傳統(tǒng)CRP的編制
能力需求計(jì)劃是以物料需求計(jì)劃的輸出作為其輸入，根據(jù)計(jì)劃的零部件需求量和生產(chǎn)基本信息，計(jì)算出設(shè)備與人力的需求量以及各種設(shè)備的負(fù)荷量，以判斷生產(chǎn)能力是否足夠。下面以某廠的產(chǎn)品A為例說(shuō)明以上過(guò)程。產(chǎn)品A由1個(gè)B、2個(gè)c兩種部件組成，工藝路線、主生產(chǎn)計(jì)劃，如表l、2所示。
表1 產(chǎn)品A的工藝路線
表2 產(chǎn)品A的主生產(chǎn)計(jì)劃
2．1 分解產(chǎn)品物料需求
利用MRP方法計(jì)算產(chǎn)品A的物料分解拆零過(guò)程。由產(chǎn)品A的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)可知零件B的用量因子為1，零件C的用量因子為2。因此，零件B的毛需求量和主訓(xùn)劃用量相同，而零件C的毛需求量則是2倍的主計(jì)劃用量。計(jì)算可得到產(chǎn)品A的MRP，如表3所示。
表3 產(chǎn)品A的MRP
2.2 編制工作中心能力需求
為了編制能力需求計(jì)劃，要計(jì)算工作中心的負(fù)荷。首先要計(jì)算工作中心上每道工序的負(fù)荷和可用能力。該廠實(shí)行兩班制，每班7h，每周工作5天，工作效率為92％，則每天可用工作能力為：?x2x0.92=12.88定額工時(shí)，一周最大的可用能力為：12.88x5=64.4定額工時(shí)。下一步就是計(jì)算每臺(tái)設(shè)備對(duì)各負(fù)荷的加工天數(shù)并安排好開(kāi)工日期和完工日期。
對(duì)于計(jì)算出的計(jì)劃訂單和下達(dá)訂單剩余工作所需要的定額工時(shí)，還要在一段時(shí)問(wèn)里進(jìn)行分配，通常采用倒序排產(chǎn)法。具體做法是：對(duì)于每個(gè)任務(wù)的排序，從這個(gè)任務(wù)的最后一道工序的計(jì)劃結(jié)束時(shí)間開(kāi)始，計(jì)算這道工序的加工時(shí)間和準(zhǔn)備時(shí)間，向前倒推，得出本工序的計(jì)劃開(kāi)始時(shí)間，也就是它前一道工序的計(jì)劃結(jié)束時(shí)間；如此計(jì)算，直到這個(gè)任務(wù)的第一道工序計(jì)算完畢，得到車間任務(wù)的計(jì)劃最晚開(kāi)工日期。于是可以得到零件占和C的能力需求表，如表4、表5所示。
表4 零件B的能力需求
2．3 編制新的能力需求
由上述兩表可得a的負(fù)荷圖，很明顯地可以看出a的生產(chǎn)能力沒(méi)有被充分地利用而有著大量的剩余，造成了一定的浪費(fèi)。究其原因，該廠實(shí)行兩班制在一定程度上是造成人員浪費(fèi)進(jìn)而造成設(shè)備浪費(fèi)的主要原因，可以采取裁員一半實(shí)行單班制，并將工作時(shí)間延長(zhǎng)至8h。8h的工作制對(duì)社會(huì)和個(gè)人來(lái)講都是可以接收的，這樣一來(lái)，每天可用工作能力為：8xO.92=7.36定額工時(shí)，一周最大的可用能力為：7.36x5=36.8定額工時(shí)。
以設(shè)備a為例，除第一周稍微有些不能滿足需求外，其它各周都是可以滿足的。
此時(shí)，再將a的數(shù)量增多5％即可滿足要求。為了便于比較，相對(duì)地，可以得到新的負(fù)荷直方圖，如圖1所示。
圖1 a的負(fù)荷直方圖
如圖2所示，町以明顯地看出，設(shè)備Ⅱ的生產(chǎn)能力被充分發(fā)揮了起來(lái)。
圖2 改a的負(fù)荷直方圖
同樣，b和c顯然能滿足負(fù)荷要求，但b和c的生產(chǎn)能力也沒(méi)有被很好的利用造成了很大的浪費(fèi)。裁員后，b并無(wú)影響依然能滿足需求，c則需求進(jìn)一步增加設(shè)備數(shù)量到原來(lái)的120％。對(duì)該廠來(lái)講，大幅裁員是迫在眉睫的也是具有長(zhǎng)遠(yuǎn)利益的，采取這些措施以后仍然能滿足生產(chǎn)的需求。
3 生產(chǎn)作業(yè)排程和能力需求編制
3．1 確定關(guān)鍵路徑
利用A的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和工藝路線可以作出A的總體關(guān)鍵路徑的確定圖，找出關(guān)鍵路徑，確定關(guān)鍵工序。在工作中心d單獨(dú)工作時(shí)，應(yīng)該確定在這段時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)B和c的關(guān)鍵路徑，并給出排程過(guò)程，如圖3～5所示。
圖3 總體關(guān)鍵路徑的確定
圖4 單獨(dú)生產(chǎn)B和C的關(guān)鍵路徑的確定
圖5 單獨(dú)生產(chǎn)B和C的示意圖
3．2 方案選擇
B的可用庫(kù)存為102，C的可用庫(kù)存為184，首先用設(shè)備d來(lái)加工出92件A來(lái)，于是曰還剩下10件，C無(wú)剩余。至此，有兩種方案繼續(xù)：(I)首先加工20件C來(lái)配合庫(kù)存的10件B完成10件A的產(chǎn)出，在加工C的期間A、B暫停生產(chǎn)，之后再按圖3所得的關(guān)鍵路徑并適當(dāng)排序來(lái)生產(chǎn)，平均每件A的產(chǎn)出需要0．76定額工時(shí)；(2)在加工92件A的時(shí)間里按照?qǐng)D4得的關(guān)鍵路徑并適當(dāng)排序來(lái)生產(chǎn)60件曰和60件c，如圖5所示，緊接著加工30件A，此時(shí)日剩余40件，C無(wú)剩余，此時(shí)又有兩種方案繼續(xù)，加工80件c來(lái)配合庫(kù)存的40件曰或是在加工30件月的時(shí)間里繼續(xù)加工B和c。
3．3 計(jì)算總定額工時(shí)
按照第一種方案，單獨(dú)加工加件C，需要5．2定額工時(shí)，還剩22.08-5.2=16．88，四種方案的比較，如表6所示。關(guān)鍵路徑生產(chǎn)出32件曰和64件C，加工32件A的時(shí)間里又可以生產(chǎn)出7件B和14件c，然后是7件、3件和1件A的產(chǎn)出，此時(shí)A已經(jīng)加工出157件，共需加工570件，還剩413件按照0／6的定額工時(shí)來(lái)生產(chǎn)，此方案的總定額工時(shí)為349.64，最后可得出四套加工選擇方案。至此，可以選擇第一種方案作為最終方案，按照原先的每天12.88的定額工時(shí)，產(chǎn)品將在5.5周內(nèi)完成，剩余2．5周是個(gè)極大的浪費(fèi)。若裁員一半，再將每天工作時(shí)間調(diào)至8h，則每天的定額工時(shí)為7．36，再通過(guò)購(gòu)買(mǎi)新設(shè)備將工作中心的能力提高20％，結(jié)果是349．64+[36．8x(1+20％)]=7.9周，滿足要求生產(chǎn)中心的能力得到了充分的運(yùn)用，庫(kù)存也被降到了最低。
表6 四種方案的比較
4 結(jié)論
與傳統(tǒng)的MPs—MRP-弋RP相比，引進(jìn)了APS技術(shù)后，ERP系統(tǒng)中的MRP閉環(huán)流程會(huì)發(fā)生一些變化，其中最顯著的就是APS其實(shí)將MPS和RCCP、ClIP等處理集成在了一起，APS與傳統(tǒng)CRP相比具有三個(gè)特點(diǎn)：(1)整體規(guī)劃：它一次性考慮了業(yè)務(wù)流程的橫向和縱向協(xié)調(diào)，針對(duì)不同的業(yè)務(wù)流程，不同的時(shí)間跨度，并折衷考慮了實(shí)用性和計(jì)劃任務(wù)之間的獨(dú)立性，給出了分層次的總體最優(yōu)方案。(2)真正的最優(yōu)化：合理確定不同規(guī)劃問(wèn)題的可選方案、目標(biāo)和約柬?xiàng)l件，并使用精確或啟發(fā)式的最優(yōu)化規(guī)劃方法。(3)實(shí)時(shí)計(jì)劃：在每一次意外發(fā)生時(shí)，可以實(shí)時(shí)的針對(duì)所有約束和現(xiàn)有規(guī)則重排計(jì)劃。
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本文標(biāo)題：APS與傳統(tǒng)CRP的能力需求分析比較
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