探索項(xiàng)目制造型企業(yè)的生產(chǎn)計(jì)劃方法

一、引言

    長(zhǎng)期以來，生產(chǎn)計(jì)劃編制不科學(xué)、不能有效指導(dǎo)生產(chǎn)，一直是項(xiàng)目制造型企業(yè)面對(duì)的一項(xiàng)難題。究其根本原因是項(xiàng)目制造型企業(yè)的產(chǎn)品具有生產(chǎn)周期長(zhǎng)（幾年甚至十幾年）、制造過程復(fù)雜（邊制造邊采購(gòu)、多次發(fā)貨）、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜（幾萬到幾十萬個(gè)零部件）、關(guān)鍵資源（如大型落地鏜銑床，重型車床）稀缺等特點(diǎn)。作者在深入分析項(xiàng)目制造型企業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃的現(xiàn)狀后，提出了一種解決辦法，即四級(jí)生產(chǎn)計(jì)劃模式。

二、項(xiàng)目制造型企業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃的現(xiàn)狀

    1、手工編制方式

    由于項(xiàng)目制造型企業(yè)的產(chǎn)品具有上述特點(diǎn)，生產(chǎn)計(jì)劃編制工作就變得復(fù)雜而繁瑣，工作量很大，在競(jìng)爭(zhēng)如此激烈的市場(chǎng)環(huán)境下，在企業(yè)大力壓縮成本縮短工期的策略下，手工編制計(jì)劃就變得難上加難。同時(shí)，盡管生產(chǎn)計(jì)劃大多都由經(jīng)驗(yàn)豐富的計(jì)劃員編制，但是編制出來的生產(chǎn)計(jì)劃還是難以滿足生產(chǎn)需求，給制造過程的有效控制帶來很大的風(fēng)險(xiǎn)。

    2、多級(jí)生產(chǎn)計(jì)劃

    由于生產(chǎn)計(jì)劃編制工作量很大，編制過程一般由多級(jí)計(jì)劃員完成。上級(jí)計(jì)劃員并不十分了解產(chǎn)品制造過程，編制的生產(chǎn)計(jì)劃隨意性較大，下級(jí)計(jì)劃員也并不嚴(yán)格按照上級(jí)計(jì)劃進(jìn)行編制。除此之外，同級(jí)計(jì)劃之間也很難保證整體性和資源平衡，例如，不同制造部編制生產(chǎn)計(jì)劃時(shí)，基本不考慮其他制造部對(duì)瓶頸資源的占用情況，各級(jí)計(jì)劃之間難以動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)，最終導(dǎo)致企業(yè)總體生產(chǎn)計(jì)劃無法控制。

    3、人為協(xié)調(diào)生產(chǎn)

    由于編制的各級(jí)生產(chǎn)計(jì)劃不能有效控制和指導(dǎo)生產(chǎn)，生產(chǎn)過程中往往通過頻繁召開的生產(chǎn)會(huì)來進(jìn)行人為協(xié)調(diào)，基本上脫離了生產(chǎn)計(jì)劃。造成生產(chǎn)部件不齊套、停工等待、關(guān)鍵設(shè)備負(fù)荷不穩(wěn)定等種種問題，嚴(yán)重地影響了生產(chǎn)進(jìn)度。同時(shí)，生產(chǎn)進(jìn)度調(diào)整不能及時(shí)反饋給生產(chǎn)計(jì)劃員并對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整，最終各級(jí)生產(chǎn)計(jì)劃喪失了其控制和指導(dǎo)意義。

    4、大力引進(jìn)技術(shù)

    很多企業(yè)能看到生產(chǎn)計(jì)劃存在的瓶頸，不惜斥巨資引進(jìn)先進(jìn)的管理思想和管理技術(shù)，但是應(yīng)用效果往往不好。主要有兩方面原因：第一、引進(jìn)的新技術(shù)本身“水土不服”，很難解決企業(yè)的實(shí)際問題。例如國(guó)外的一些先進(jìn)管理思想和方法與我國(guó)項(xiàng)目制造行業(yè)實(shí)際情況相差太大，很難在我國(guó)項(xiàng)目制造型企業(yè)中深入應(yīng)用；第二、我國(guó)項(xiàng)目制造型企業(yè)管理靈活度較大，在應(yīng)用新系統(tǒng)的時(shí)候，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（如企業(yè)產(chǎn)品制造BOM、工時(shí)定額等數(shù)據(jù)）的準(zhǔn)備工作難度很大，應(yīng)用效果不佳。

三、四級(jí)生產(chǎn)計(jì)劃模式

    為突破生產(chǎn)計(jì)劃的現(xiàn)存瓶頸，我們提出了四級(jí)生產(chǎn)計(jì)劃模式。其主要過程是：1）通過工作分解結(jié)構(gòu)（Work Breakdown Structure，簡(jiǎn)稱WBS）按照一定的細(xì)度對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行分解，得到若干活動(dòng)，包括技術(shù)準(zhǔn)備、大型材料預(yù)采購(gòu)、大部件的生產(chǎn)。2）確定WBS每項(xiàng)活動(dòng)的預(yù)估工期和前后項(xiàng)邏輯關(guān)系后，編制網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃（采用CCPM技術(shù)，解決資源沖突并設(shè)置合理緩沖）。3）按照網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃編制的開始時(shí)間進(jìn)行技術(shù)準(zhǔn)備，采購(gòu)大型材料。將大部件視為主生產(chǎn)計(jì)劃（MPS）的編制對(duì)象，經(jīng)過主生產(chǎn)計(jì)劃（MPS）、物料需求計(jì)劃（MRP）編制，得到最終的采購(gòu)、生產(chǎn)任務(wù)。采購(gòu)任務(wù)通過采購(gòu)計(jì)劃編制最終生成采購(gòu)訂單，生產(chǎn)任務(wù)則拆分為車間作業(yè)計(jì)劃。

    網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃在平衡關(guān)鍵資源的同時(shí)縮短了工期，MPS/MRP計(jì)劃考慮了采購(gòu)在途、車間在制和庫(kù)存資源，編制出對(duì)物資的凈需求計(jì)劃，經(jīng)過能力平衡對(duì)所有工作中心的能力進(jìn)行核算，從而保證編制的車間作業(yè)計(jì)劃可以有效控制生產(chǎn)。四級(jí)生產(chǎn)計(jì)劃模式如圖1所示。

圖1 四級(jí)生產(chǎn)計(jì)劃模式

    （一）項(xiàng)目網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃

    1、網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)

    傳統(tǒng)具有代表性的網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)包含關(guān)鍵路徑法（Critical Path Method, 簡(jiǎn)稱CPM）、計(jì)劃評(píng)審技術(shù)（Program Evaluation and Review Technique，簡(jiǎn)稱PERT）。CPM和PERT技術(shù)發(fā)展半個(gè)多世紀(jì)以來，被人們廣泛應(yīng)用，并且取得了世界矚目的效果，但是也存在一些缺陷。二者都以資源無限為前提，認(rèn)為局部最優(yōu)可以保證整體最優(yōu)，同時(shí)也沒有考慮人的行為因素的影響。1997年Goldratt在自己早期提出的約束理論（Theory of Constraints，簡(jiǎn)稱TOC）的基礎(chǔ)上，提出了面向項(xiàng)目管理的計(jì)劃方法——關(guān)鍵鏈項(xiàng)目管理（Critical Chain Project Management，簡(jiǎn)稱CCPM）。CCPM最重要的思想是引入了項(xiàng)目緩沖（Project Buffer，簡(jiǎn)稱PB）、匯入緩沖（Feeding Buffer，簡(jiǎn)稱FB）和資源緩沖（Resource Buffer，簡(jiǎn)稱RB），在考慮了人的行為因素的同時(shí)，很好地解決了困擾項(xiàng)目管理的不確定性問題。

    2、網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃編制過程

    網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃的編制分為兩個(gè)核心，即確定關(guān)鍵鏈和設(shè)置緩沖。步驟如下：

    （1）進(jìn)行工作結(jié)構(gòu)分解（WBS）

    （2）預(yù)估活動(dòng)持續(xù)時(shí)間 

    為了避免人的行為因素的影響，在預(yù)估工期時(shí)不能保守估計(jì)，要采用樂觀估法，甚至可以直接按照50%可能完成活動(dòng)的持續(xù)時(shí)間來預(yù)估，把剩余時(shí)間集中起來作為項(xiàng)目整體緩沖。

    （3）確定活動(dòng)間邏輯關(guān)系 

    （4）構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃圖

    依據(jù)WBS分解結(jié)果，預(yù)估活動(dòng)工期、活動(dòng)間邏輯關(guān)系，構(gòu)建初始網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃圖。

    （5）解決資源沖突，確定關(guān)鍵鏈

    建議采用資源相依的啟發(fā)式算法，從后往前遍歷所有發(fā)生沖突的關(guān)鍵資源節(jié)點(diǎn)，通過關(guān)鍵資源排序，將搶占資源的活動(dòng)按順序排開，避免資源沖突。最終選取調(diào)整后的網(wǎng)絡(luò)圖中的最長(zhǎng)鏈作為關(guān)鍵鏈。

    （6）設(shè)置緩沖

    緩沖分為時(shí)間緩沖（TB）和資源緩沖(RB)，時(shí)間緩沖又可以分為匯入緩沖(FB)和項(xiàng)目緩沖(PB)。匯入緩沖(FB)用于保護(hù)非關(guān)鍵鏈，其插入位置為非關(guān)鍵鏈和關(guān)鍵鏈的交接處；項(xiàng)目緩沖(PB)用于保護(hù)關(guān)鍵鏈，位于關(guān)鍵鏈的末端。對(duì)于資源緩沖(RB)，一般情況下我們不進(jìn)行緩沖設(shè)置，只需要在瓶頸資源使用前一段時(shí)間發(fā)出預(yù)警，提示項(xiàng)目經(jīng)理即可。而對(duì)于時(shí)間緩沖，可以按照砍半法、剪切法、根方差法等方法設(shè)置緩沖。如下圖是一個(gè)插入緩沖的關(guān)鍵鏈網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃圖。

圖2 關(guān)鍵鏈網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃圖

    3、網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)

    （1）通過編制網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃建立了項(xiàng)目制造過程中各項(xiàng)活動(dòng)的關(guān)聯(lián)關(guān)系，調(diào)整優(yōu)化各個(gè)活動(dòng)的開始結(jié)束時(shí)間，避免了關(guān)鍵資源沖突。

    （2）最大程度地降低了各項(xiàng)活動(dòng)的機(jī)動(dòng)時(shí)間，將機(jī)動(dòng)時(shí)間分配到項(xiàng)目整體和影響到關(guān)鍵路徑的匯入活動(dòng)中，保證了網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃的可行性。

    （3）將活動(dòng)中的制造任務(wù)作為主生產(chǎn)計(jì)劃的來源，編制主生產(chǎn)/物料需求計(jì)劃，保證了上下級(jí)計(jì)劃之間整體性。

    （二）主生產(chǎn)計(jì)劃

    主生產(chǎn)計(jì)劃（Master Production Schedule，簡(jiǎn)稱MPS）是生產(chǎn)管理系統(tǒng)的主控計(jì)劃，銜接網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃和物料需求計(jì)劃。將網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃中的制造任務(wù)作為主生產(chǎn)計(jì)劃的編制對(duì)象，主生產(chǎn)計(jì)劃中的各項(xiàng)活動(dòng)成為物料需求計(jì)劃編制的來源。

    （三）物料需求計(jì)劃

    物料需求計(jì)劃（Material Requirement Planning，簡(jiǎn)稱MRP）是對(duì)MPS項(xiàng)的分解。其處理邏輯是：根據(jù)物料清單（BOM），將MPS中的大部件分解成零部件、外購(gòu)件、毛坯件直到原材料，并計(jì)算出每種部件的毛需求和凈需求，排出開工和完工日期。

    根據(jù)每種部件的屬性，劃分任務(wù)，自制件生成生產(chǎn)任務(wù)，屬于采購(gòu)件的則生成采購(gòu)任務(wù)。同主生產(chǎn)計(jì)劃MPS一樣，對(duì)MRP也可以進(jìn)行多次模擬，并對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行能力平衡。

    （四）車間作業(yè)計(jì)劃

    車間作業(yè)計(jì)劃編制是對(duì)下達(dá)后的生產(chǎn)任務(wù)按照車間工藝進(jìn)行排產(chǎn)，是生產(chǎn)執(zhí)行計(jì)劃。如果車間工藝簡(jiǎn)單（只有一兩道工序），可以省去車間作業(yè)計(jì)劃的編制，只管車間任務(wù)便可，車間作業(yè)計(jì)劃編制方法如下：

    （1）將MRP編制的MRP自制計(jì)劃接收到車間生成車間任務(wù)，在車間任務(wù)下達(dá)時(shí)自動(dòng)生成計(jì)劃領(lǐng)料單。

    （2）根據(jù)工藝路線編制車間作業(yè)計(jì)劃（工序級(jí)計(jì)劃）。

四、結(jié)束語(yǔ)

    應(yīng)用四級(jí)生產(chǎn)計(jì)劃，企業(yè)無需再手工編制計(jì)劃，而是全部交給系統(tǒng)計(jì)算得出。同時(shí)，在充分考慮了資源和能力后，生產(chǎn)計(jì)劃完全切合實(shí)際，可以有效指導(dǎo)生產(chǎn)，在提高資源利用率的同時(shí)，保證生產(chǎn)按時(shí)完工，進(jìn)而提高項(xiàng)目制造型企業(yè)的生產(chǎn)效率和管理水平。

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