生產運作管理課程設計

1、PAGE PAGE 22生產運作管理課程設計題目：某企業(yè)20年度一季度生產計劃的編制 學院：專業(yè)：指導教師：時間：小組成員：一、課程設計的目的與要求1課程設計的目的學生在學完生產運作管理專業(yè)課程后，通過企業(yè)生產計劃編制的課程設計的訓練，使學生進一步熟悉和掌握企業(yè)生產計劃的編制方法和步驟，培養(yǎng)學生應用所學專業(yè)知識進行獨立分析問題和解決問題的能力。2課程設計的要求根據(jù)所提供的材料，按設計任務要求進行分析、計算和設計，并在兩周內獨立完成一份完整的課程設計報告。具體要求：（1）對各類原始資料進行分析；（2）進行生產計劃與生產能力的平衡；并繪制加工中心負荷圖；（3）掌握物料需求計劃MRP的編制方法；（4

2、）編制零件的生產作業(yè)計劃，并繪制出零件加工工序進度表。二、課程設計組織形式課程設計過程按分組的方式進行，由指導教師向學生發(fā)放有關的課程設計背景資料，并向學生講述課程設計的方法、步驟和要求，設計過程采取課堂集中輔導，分散設計的方式進行。課程設計按56個人為一組，每組設小組長一名，負責本組的分工與協(xié)作工作。要求各小組在組內充分討論、相互啟發(fā)的基礎上形成設計方案，課程設計結束要求提交一份課程設計報告書，必要時可要求各小組選出一個代表，進行課程設計方案演示和答辯。三、課程設計內容 以某企業(yè)為對象(見設計任務書中的資料)，以該企業(yè)的生產資料為設計依據(jù)，根據(jù)該企業(yè)生產條件和產能、所接訂單任務及交貨期要求，

3、進行產能平衡，并制定該企業(yè)生產計劃。具體內容和步驟如下：1.設計所需資料： = 1 * GB2 某企業(yè)的生產計劃編制的部分資料；包括：產品品種、數(shù)量、交貨期要求等； = 2 * GB2 各訂單產品的工藝流程、各工序的工時定額； 2產能平衡與生產計劃編制設計步驟： （1）按要求將預測的產品綜合生產計劃轉化為具體產品的主生產計劃；（2）熟悉了解各產品的工藝流程及各產品的工時定額，統(tǒng)計某一年的定單情況；訂貨品種、訂貨數(shù)量、交貨期等要求；（3）根據(jù)具體產品的相關信息，確定各具體產品的投入產出計劃，并完成粗能力計劃的平衡；（4）根據(jù)具體產品物料清單及相關信息，編制具體產品物料需求計劃，列出物料需求計劃安

4、排結果，并進行產能負荷平衡；（5）編制流水型生產的生產作業(yè)計劃，并繪制出零件加工工序進度表。四、建議教材與教學參考書1、陳榮秋，馬士華，生產與運作管理，高等教育出版社；2、龔國華，龔益鳴，生產與運作管理，復旦大學出版社；3、理查德B.蔡斯等，運作管理，宋國防等譯，機械工業(yè)出版社，第八版；4、潘家軺，曹德弼，現(xiàn)代生產管理學，清華大學出版社；5、陳榮秋，周水銀，生產運作管理的理論與實踐，中國人民大學；6、宋克勤，陳文安，工業(yè)企業(yè)生產管理與控制，立信會計出版社；7、陳啟申，MRP2-制造資源計劃基礎，企業(yè)管理出版社；生產運作管理課程設計任務書(一) 題目某企業(yè)20年度一季度生產計劃的編制(部份)。(

5、二) 原始資料1該企業(yè)主要生產以假定產品M表示的十種具體產品，根據(jù)需求預測得知以假定產品M表示的具體產品在20年度一季度12周的綜合生產計劃如附表1所示。（1）已知以假定產品M表示的A1、A2、A3、A4、A5、A6、B1、B2、 B3、B4十種具體產品占全部產品的比重分別為0.06、0.10、0.18、0.13、0.08、0.12、0.08、0.05、0.11、0.09。附表1:以M為假定產品預測的20年第一季度12周的綜合生產計劃產品周123456789101112M16008001000140080090014001300100060014001200（2）以M為假定產品表示的十種具體產

6、品中，主要分為A、B兩大系列，A型系列產品中，主要生產A1、A2、A3、A4、A5、A6六種產品，B型系列產品中，主要生產B1、B2、B3、B4四種產品。A1、A2、A3、A4、A5、A6、B1、B2、 B3、B4十種具體產品的層次結構樹如附圖1所示，假定現(xiàn)在日期是200X年1月5日，所有物料均不考慮安全庫存量，所有物料的的批量、現(xiàn)有庫存量、提前期、已核發(fā)訂單（在途量）、用戶簽定的交貨量等相關資料如下。A系列產品（A1A6） B系列產品（B1B4）E（2） C（1） I（1） C（1） D（2） F（2） D（2） F（2） G（3） H（2） G（3） H（2）附圖1：十種具體產品結構層次圖

7、附表2：十種具體產品的物料主文件項目提前期/周現(xiàn)有庫存量/件批量規(guī)則在途量/件到期日A11周100LFL0A21周200LFL0A31周350LFL0A41周250LFL0A51周150LFL0A61周200LFL0B11周200LFL0B21周200LFL0B31周200LFL0B41周200LFL0C1周3FOQ=50501月7日D1周10FOQ=1001001月16日E2周60FOQ=100F1周37FOQ=1501001月16日G2周350FOQ=2003001月7日H2周360FOQ=1002001月16日I1周180FOQ=100（4）各具體產品已與用戶簽訂交貨合同，各具體產品在不

8、同方案下的交貨量如下表：附表3：十種具體產品200X年度1季度1-12周訂貨量表 月份 產品123456789101112A1955060806060809075608080A218080110150908014012010070150130A3300150190250150170250220170110260200A421010013018010012020017013080160150A5120709010070701001007050120100A618010012017011011017016012080170140B1120707010070701101107070110100B28

9、05050605050606050406060B316010016010010016015012080160150140B4150909012090801401209060120110（4）同時，為了簡化起見，假設所有物料都要經過三個工作中心1、2或3的者說加工，三個工作中心的可用能力及所有物料的工藝路線及加工時間如附表5、表6示：附表4：十種具體產品所需所有物料的數(shù)量和時間數(shù)據(jù)物料工作中心單件準備時間/min單件加工時間/minA131.512A231.011A331.010A431.59A531.010A631.511B122.56B131.55B222.06B231.04B321.55B

10、331.04B421.54B431.04C11.09C20.65C30.54D21.510D30.86E11.512E20.88E30.58F11.09F20.86F31.24G20.67G10.89G20.55G30.86H20.98H10.68H31.09I20.810I3128附表5：各工作中心的可用能力工作中心可用能力/min111000213000310000（4）已知C、E、F三種零件都要在三個加工中心加工，且3個零件的加工順序相同工，C、E、F三種零件在3個加工中心的加工時間列于附表7中。附表6：C、I、F工序加工時間零件加工中心1加工中心2加工中心3加工時間(min)加工時間(

11、min)加工時間(min)C105.64.5I010.89.2F106.85.2(三) 設計任務（1）試將以假定產品M表示的十種產品200X年一季度1-12周的綜合生產計劃分解為十種具體產品1-12月份的出產計劃。（2）每組學生從以上十個具體產品中，選擇一個編制所選具體產品的主生產計劃，并計算1、2、3工作中心的工作負荷，調整具體產品的出產計劃使生產量更加均衡。假設最后一期的計劃訂單投入量與第2周的相同。要求按學生學號選擇：如學號為1、11、21、31的選擇A1；學號為2、12、22、32的選擇A2；以此類推。（3）計算各組所選具體產品的物料需求計劃，并進行細能力需求計劃的平衡。假設最后1至2

12、期的計劃訂單投入量等于批量大小。（4）編制C、I、F三種零件的生產作業(yè)計劃，并繪制出零件加工工序進度圖。第一步：將以假定產品M表示的十種產品的1-12周綜合生產計劃分解為十種具體產品1-12月份的出產計劃。表1：十種具體產品200X年度一季度1-12周的出產計劃月份123456789101112產品出產量A1964860844854847860368472A216080100140809014013010060140120A3288144180252144162252234180108252216A420810413018210411718216913078182156A51286480112

13、6472112104804811296A6192961201689610816815612072168144B112864801126472112104804811296B2804050704045706550307060B317688110154889915414311066154132B4144729012672811261179054126108第二步：編制B2產品的主生產計劃（假設最后一期的計劃訂單投入量與第2周的相同）。1主生產計劃 主生產計劃(Master Production Schedule，MPS)是對企業(yè)生產計劃大綱的細之，說明在可用資源的條件下在一定時期內的如下計劃：生產

14、什么(通常是具體產品)；生產多少；什么時問交貨。 計劃周期一般為周或月。主生產計劃用以協(xié)調生產與可用資源之間的差距。 2相關概念(1)時區(qū)與時界 在ERP系統(tǒng)中，一般根據(jù)需要將計劃展望期按順序分為三個時區(qū)：需求時區(qū)(時區(qū)l)、計劃時區(qū)(時區(qū)2)和預測時區(qū)(時區(qū)3)，每個時期區(qū)包含若干計劃周期。不同時區(qū)的分隔點稱為時界，如圖所示 在需求時區(qū)內，訂單已經確定，此時區(qū)內產品的數(shù)量和交貨期一般不能變動。 在計劃時區(qū)內，裝明企業(yè)已經安排生產，產品生產數(shù)量和交貨期一般也不能由主生產計劃自動改變，需要變動時應由高層領導人員批準。 在預測時區(qū)內，由于對顧客的需求知道得很少，只好利用預測，預測時間內為產品數(shù)量和

15、交貨期可由系統(tǒng)任意變更。 (2)毛需求量。毛需求量是指在任意給定的計劃期內，項目的總需求量。 一般在不同時區(qū)內，毛需求量的計算并不一樣，規(guī)則如下： 在需求時區(qū)內，訂單已經確定，此時毛需求量為顧客的訂單數(shù)量。 在計劃時區(qū)內，毛需求量為實際需求或預測數(shù)值的較大者。 在預測時區(qū)內，毛需求量為預測值。 (3)計劃接收量計劃接收量是指在任意給定的計劃周期內項目預計完成的總數(shù)。 (4) 現(xiàn)有庫存量：現(xiàn)有庫存量是指某個時段的期末庫存量，要扣除用于需求的日數(shù)量。計算公式為 預計可用庫存量=前一周期末的可用庫存量-凈需求+本周期計劃生產量 (5)主生產計劃量當需求不能滿足時，系統(tǒng)根據(jù)設置的批量規(guī)則計算得到的供應

16、數(shù)量稱為計劃出產量。 (6)重復計劃 重復計劃流程始終嘗試通過建議符合平均日需求量的日產量，來保持供應的穩(wěn)定。計算平均需求的時間期間是自定義的天數(shù)或時段(時格)，稱為重復計劃期間。 3批量規(guī)則 MPS的計劃量并非等于實際的凈需求量，這是由于在實際生產或訂貨中，準備各加工、訂貨、運輸、包裝等都必須是按照“一定數(shù)量”進行的，這“一定數(shù)量”稱為MPS批量，確定該批量的規(guī)則稱為MPS的批量規(guī)則。幾種常見的批量則： 最大批量：當計劃下達數(shù)量大于此批量時，系統(tǒng)取此批量作為計劃下達量 最小批量：當計劃下達數(shù)量小于此批量時，系統(tǒng)取此批量作為計劃下達量 固定批量：每次訂貨計劃數(shù)量按一個固定值下達。 直接批量：完

17、全根據(jù)計劃需求量決定的訂貨量。 固定周期批量：指每次訂貨(或加工)的間隔周期相同，但批量數(shù)不一定會相同，只是按定義的批量周期合并凈需求，作為計劃下達量。表2：產品B2的主生產計劃1234期間5/周6789101112預測804050704045706550307060訂單805050605050606050406060毛需求805050705050706550407060在途量000000000000預計在庫量200120702000000000凈需求量000505050706550407060計劃訂單產出量000505050706550407060計劃訂單投入量005050507065504

18、070600第三步：根據(jù)主生產計劃結果，對1、2、3工作中心進行負荷與能力的粗平衡粗能力計劃是建立在主生產計劃的基礎上，直接根據(jù)主生產計劃結果對其中關鍵工作中心進行負荷和能力平衡分析，由圖1-5圖l7可知，主生產計劃對應的粗能力計劃在某些時段不能滿足負荷要求，可以進行適當調整，即將部分超出負荷整至低負荷的時段。 能力需求計劃(Capacity Requirements Planning,簡稱CRP)是對物料需的計劃管理方法.在MRP系統(tǒng)中，能力需求計劃根據(jù)系統(tǒng)提供的基礎數(shù)據(jù)。把所有物料項目的計劃訂單換算成相應的對各種資源的需求量，產生能力需求數(shù)據(jù)和比較報表提供給計劃人員，讓計劃人員判斷生產能力

19、的實際情況，以保證計劃的可行性。1工作中心（）工作中心的含義：工作中心是各種生產或加工能力單元和成本單元的統(tǒng)稱，它可以是一臺功能獨特的設備、一組功能相同的設備、一條生產線、成組生產中的成組單元、由若干工人組成的班組，甚至可以是生產單一產品的封閉車間。對外協(xié)工序來講，對應的工作中心則是一個廠外協(xié)作單位的代號。 (2)工作中心的作用：工作中心是平衡負荷和能力的基本單元；工作中心是車間分配作業(yè)任務和安排詳細進度計劃的基本單元；工和中心是車間作業(yè)計劃完成情況的數(shù)據(jù)采集點，也是計算加工成本的基本單元。 2工作中心能力的定義 工作中心能力=可用機器數(shù)或人數(shù)每日工作班次每班可用的工作小時工作中心平均效率工作

20、中心利用率 其中，可用機器數(shù)或人數(shù)是指對能力起限制作用的機器數(shù)或人數(shù)； 工作中心利用率=實際投入工時計劃工時 工作中心效率=完成定額工時實際投入的工時 完成定額工時=生產的產品數(shù)量按工藝路線計算的定額工時 實際投入的工時是指實際用在該產品上的工時，計劃工時則包括預防性維修、機器損壞、材料短缺、工作缺勤及其他工作時間。 按上式計算出來的工作中心能力是定額能力。 編制能力需求計劃所需的數(shù)據(jù) 1已下達車間訂單 已下達車間訂單是指已確認或已下達車間的訂單，它占用了一部分能力，其能力平衡在前一階段已經完成，所以在編制能力需求計劃時必須從工作中心的定額能力中扣除。由此可計算出工作中心可用能力： 工作中心可

21、用能力=工作中心定額能力一已下達車間或已確認計劃訂單對現(xiàn)有能力的占用 2MRP計劃訂單 i 計劃訂單是MRP輸出的尚未確認或釋放的訂單，它將占有工作中的能力。 3，工藝路線文件工藝路線(RoutiIlg)也稱工藝流程或加工路線工藝路線文件是描述某一項目加工方法及加工次序的文件。與傳統(tǒng)的工藝過程卡不同，MRP系統(tǒng)中的工藝文件不是一個純技術文件，而是一個主要用于計劃編制的管理文件。所以，其中并不詳細說明加工作業(yè)的各項具體技術條件和操作要求，而主要說明的是實際加工和裝配的工序順序，信息包括：加工工序描述、工序順序、每道工序使用的工作中心、定額時間(準備時問和加工時間)、外協(xié)工序的時間和費用、主要的工

22、具或工藝裝配、可替換工序、可替換工作中心等。一般來講，工藝路線文件由工序組成，而每個工序都對應一千工作中心。所以，工藝路線的編制是在工作中心確定后進行的。工藝路線的作用主要表現(xiàn)在：提供能力計劃的計算依據(jù)。工序捎消工作中心的能力，系統(tǒng)根據(jù)工藝路線文件中工序所占用工作中心的定額小時、工序開始和完工日期，計算各個時段工作中心的負荷；計劃排程的計算依據(jù)；提供計算加工成本的標準工時數(shù)據(jù)；跟蹤在制品。由于工藝路線的重要作用，MRP系統(tǒng)對工藝路線的準確性要求很高。在實際生產中如何保證工時定額數(shù)據(jù)的準確性，是MRP系統(tǒng)實施過程中的一個難點。般要求工藝路線的建立和變更要經過嚴格的程序。對一個加工件，可設定若干種

23、工藝路線，以便于在負荷與能力發(fā)生矛盾時替代主要工藝路線。4車間日歷車間日歷是用于編制計劃的特殊形式的日歷，它與社會日歷具有一一對應關系，它排除了休息日、節(jié)假日、設備檢修日等非工作日期。5工作中心文件工作中心文件包含有計算工作中心能力所需的信息。能力需求計劃的編制 編制能力需求計劃過程就是把物料需求計劃訂單換算成能力需求數(shù)量，即根據(jù)物料需求計劃和工藝路線文件，求出生產這些物料在各個時段要占用某一工作中心的負荷小時數(shù)，再與工作中心的能力進行比較，生成能力需求報表。其處理邏輯如圖711所示。實際上，能力需求計劃的編制就是要回答以下問題：生產什么?何時生產？占用什么工作中心?何時占用?負荷小時是多少?

24、工作中心可用能力是多少？能力需求情況如何? 計算結果通常用直方圖的形式輸出。能力需求計劃的分析編制能力需求計劃的目的在于比較工作中心的負荷和現(xiàn)有能力，以便發(fā)現(xiàn)問及早解決，保證生產計劃的可行性。如果工作中心的能力和負荷不平衡，就要在分析原因的基礎上，采取措施，進行能力與負荷的平衡，主要的調整方式包括：(1)安排加班。加班可以緩解某些時間段的能力限制，這種加班加點可以預先計劃安排。這與手工計劃方式中的加班加點是不一樣的，手工計劃的加班往往有突擊性質，多是臨時加班。(2)調整MRP計劃。常用的做法是將某項計劃提前、用購買件代替自制件、合并某些訂單、修改訂單數(shù)據(jù)、合同外包等。(3)調整工作中心能力。改

25、善工作中心的利用率和效率、采用替代工藝路線、外協(xié)加工、增添設備、重新分配勞動力等。經過反復運算調整，超負荷問題仍然無法解決時，就要修正主生產計劃。只有能力與負荷達到平衡后，主生產計劃訂單才能確認并下達給計期的執(zhí)行層。（1）計算三個工作中心的負荷表3：三個工作中心的負荷物料作業(yè)序列工作中心單件準備時間/min單件加工時間/min每件作業(yè)時間/minBOM中數(shù)量/個總作業(yè)時間/minB2122.068.018.0B2231.045.015.0C111.0910.0110.0C220.655.615.6C330.544.514.5D121.51011.5223D230.866.8213.6F111.

26、0910.0220F220.866.8213.6F331.245.2210.4G120.677.6645.6G210.899.8658.8G320.555.5633G430.866.8640.8H120.988.9435.6H210.688.6434.4H331.0910.0440.0I120.81010.8110.8I231.289.219.2（2）計算三個工作中心的總負荷表4：全部工作中心總負荷工作中心單件產品A1的負荷/min1123.22175.23123.5（3）計算全部工作中心分時段總負荷將表4中結果和產品A1的主生產計劃相乘得到。表5：全部工作中心分時段總負荷工作中心期間/周12

27、34567891011121006160616061608624800861604928862473920200876087608760122641138887607008122641051203006175617561758645799561754940864574100繪制全部工作中心的負荷曲線圖 圖1：工作中心1的負荷曲線圖2：工作中心2的負荷曲線圖3：工作中心3的負荷曲線（5）對主生產計劃進行調整，把超負荷時段的部分任務調整至低負荷的時段。表6：調整后的主生產計劃表品名周次123456789101112A1原計劃訂單投入量005050507065504070600A1調整后計劃訂單投入

28、量414142424243434241444242表7：調整主生產計劃后的全部工作中心分時段總負荷工作中心期間/周12345678910111215051.25051.25174.45174.45174.45297.65297.65174.45051.25420.85174.45174.427183.27183.27358.47358.47358.47533.67533.67358.47183.27708.87358.47358.435063.55063.55187518751875310.55310.551875063.5543451875187（6）繪制主生產計劃調整后的全部工作中心負荷圖

29、圖4：主生產計劃調整后的工作中心1負荷曲線圖5：主生產計劃調整后的工作中心2負荷曲線圖6：主生產計劃調整后的工作中心3負荷曲線第四步：根據(jù)主生產計劃結果，編制A1產品的物料需求計劃（假定最后一至二期計劃訂單下達量等于批量大?。?。在排計劃時，應首先排基于獨立需求件的計劃，即主生產計劃。主生產計劃的毛需求根據(jù)客戶定單和市場需求預測獲得，然后由在途量和期初庫存量計算預計在庫量。預計在庫量和安全庫存量比較若大于安全庫存，則無凈需求，若小于安全庫存則產生凈需求。在凈需求基礎上考慮批量概念得到計劃訂單產出期間和量，由提前期確定何時投入和投人多少。再計算本期實際期末剩余庫存量。物料需求計劃的計算處理邏輯與主

30、生產計劃基本相同，不同之處在于相關需求件的毛需求件根據(jù)BOM中上層物料的計劃訂單投量乘構成數(shù)量得到。表8：物料需求計劃MRP品名周次123456789101112B2計劃訂單投入量414142424243434241444242C毛需求414142424243434241444242在途量5000000000000預計可用庫存量312212937452917263240凈需求02921135041332418102計劃訂單產出量02921135041332418102計劃訂單投入量50505050050505050505050D毛需求100100100100010010010010010010

31、0100在途量10000000000000預計可用庫存量101010101010101010101010凈需求0909090090909090909090計劃訂單產出量0909090090909090909090計劃訂單投入量1001001000100100100100100100100100F毛需求1001001001000100100100100100100100在途量10000000000000預計可用庫存量373787137373787137378713737凈需求0631300631306313063計劃訂單產出量0631300631306313063計劃訂單投入量150150001

32、5015001501500150150G毛需求3003003000300300300300300300300300在途量03000000000000預計可用庫存量3505050505050505050505050凈需求002500250250250250250250250250計劃訂單產出量002500250250250250250250250250計劃訂單投入量3000300300300300300300300300300300H毛需求2002002000200200200200200200200200在途量02000000000000預計可用庫存量360160160160160160160

33、160160160160160凈需求004004040404040404040計劃訂單產出量004004040404040404040計劃訂單投入量2000200200200200200200200200200200I毛需求414142424243434241444242在途量000000000000預計可用庫存量60197836945296624833997凈需求022060034017030計劃訂單產出量022060034017030計劃訂單投入量10001000010001000100100100第五步：根據(jù)A1產品的主生產計劃和物料需求計劃，編制全部工作中心的細能力需求計劃細能力需求計

34、劃和粗能力需求計劃的編制過程相似，最主要的區(qū)別是，粗能力需求計劃對其中關鍵資源進行分析而細能力計劃主要對全部工作中心進行負荷平衡分析，工作中心能力需求的計劃更精確。若要編制全部工作中心的細能力需求計劃，則應首先展開得到物料需求計劃，因為計算是基于所有的零件和成品的，并且貫穿于物料需求計劃記錄的所有周期，因此，細能力需求計劃比能粗力需求計劃的計算量要大的多。（1）建立準備時間矩陣和加工時間矩陣如表9和表10所示。表9：產品B2的準備時間（單位：min）工作中心物料期間/周123456789101112C50505050050505050505050F15015000150150015015001

35、50150G2400240240240240240240240240240240H1200120120120120120120120120120120合計5602004104105105604105605604105605602B2828284848486868482888484C30303030030303030303030D151501500150150150150150150150150F1201200012012001201200120120G1500150150150150150150150150150150G1800180180180180180180180180180180H18

36、00180180180180180180180180180180I8008000800800808080合計8373828546248649767769748928589749743B2414142424243434241444242C25252525025252525252525D8808008080808080808080F1801800018018001801800180180G2400240240240240240240240240240240H2000200200200200200200200200200200I12001200012001200120120120合計81432666

37、5507742888588887766709887887表10：產品B2的加工時間（單位：min）工作中心1物料期間/周123456789101112C4504504504500450450450450450450450F135013500013501350013501350013501350G00250022502250225022502250225022502250H1600016001600160016001600160016001600160016001600合計3400180023002050520056504300565056504300565056502B224624624625

38、2252152258252246264252252C2502502502500250250250250250250250D100010001000010001000100010001000100010001000F9009000090090009009000900900G210002100210021002100210021002100210021002100G150001500150015001500150015001500150015001500H160001600160016001600160016001600160016001600I100001000001000010000100010001000合計8596239676965702735285026708760275967714860286023B2164164168168168172172168164176168168C2002002002000200200200200200200200D6006006000600600600600600600600600F6006000060060006006000600600G180001800180018001800180018001800180018001800H1800018001800180018001800180018001