多品种混流车间的产能规划与生产计划排程分析

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1、华中科技大学硕士学位论文1引言1.1课题来源本课题来源于国家十二五863重大项目课题“退役工程机械产品回收与再制造技术研究与示范”（2013AA040206）、以及西门子上海金山生产计划控制预研项目。1.2研究背景与意义1.2.1论文研究背景随着当前经济的快速发展，消费者需求呈现出日益增长的多样化以及个性化趋势，市场的需求也越来越偏离产品需求预测结果，需求波动也越来越大。企业不得不开始使用拉动式管理生产来取代过往的推动式生产来及时满足客户的需求。并且，市场功能细分的威胁也促使生产模式在不同制造行业的转变，尤其是中小制

2、造行业，规模经济下的大规模大批量生产模式也开始消退，个性化的大规模定制的生产模式才能为企业带来营销优势。另外，各行业产能过剩的情况随经济不断发展越来越严重，行业竞争愈演愈烈。合理化控制产能，逐步提高生产效率，已经逐步成为各个企业扩大利润的重点，而原来的对外对市场增加营销额成为谨慎的选择。因此，如何能够更加合理地规划产能，制定生产计划，在充分利用企业现有产能的基础能够[1]满足不同客户的个性化需求是中小型制造业面临种种关键问题之一。产能的合理规划，与计划控制的有效执行是现阶段解决所面临问题的关键所在。目前隶属于MRPI

3、I/ERP的计划系统是不同企业常用的计划排程系统，高级计划与排程也成为现代企业逐步开始使用的计划调度方法。主生产计划（MasterProductionSchedule,MPS）、物料需求计划（MaterialRequirementPlanning,MRP）、粗能力计划（RoughCutCapacityPlanning,RCCP）以及细能力计划组成了MRPII/ERP的计划系统，MRP的计划方式仍然是被作为核心功能部分而采用，即基于产品[2]BOM(billofmaterials)和工艺流程一步步逐级演绎的过程，得到在

4、一般相对平稳需求与稳定生产条件下的生产计划，但是MRP存在人机对话的不够灵活的缺点，继续使用ERP的计划则不能迅速对市场灵活的需求变化做出反应，而且不能很快的根据实际情况对计划进行实时调整，整体上的说明其生产执行的柔性相对高级计划排程（AdvancedPlanningandScheduling，APS）比较薄弱。APS在此背景下的引入发展弥补了以上的缺点与不足，该理论提出了规范化方法以使得中小制造业在生产活动中定义消除各种约束因素，更好的在结合当代的实际生产背景情况基础上支持持续1万方数据华中科技大学硕士学位论文改进

5、。1.2.2论文的研究意义当今社会环境决定了需求的多样性，各行业的竞争也越来越激烈，客户的要求也会因此而提高，制造商要以满足顾客需求为前提，必须掌握生产过程中的规划，计划，调度以及持续改进优化的能力。面对如此瞬息万变的市场环境，生产型企业，尤其是多品种制造业面临的生产管理方面的问题也尤其突出。工厂的各个层级，不同管理人员的关注的问题也因此不谋而同的指向如何在灵活的生产管理的条件下满足他们所面对的各种层次的对象。解决上述问题，需要强大的系统支撑。充分考虑生产过程中的各种因素，通过有效的中长期规划与计划控制，达到期望的生

6、产管理效果。在生产管理中，排程问题属于生产资源分配的决策问题，即当某些工作需要消耗同一资源情况下，则会出现资源竞争现象，或者可以理解成资源使用优先级安排问题，中小企业尤其是多品种制造企业应用排程系统则是较少使用，所以作为研究[3]探索将有一定实施验证空间。从单个企业实施入手逐步扩展到不同生产行业，制定面向多品种生产企业的整体解决方案，使企业做出兼顾企业利益与顾客权益的最佳规划与决策方案，充分满足客户需求提高企业经济效益。1.3国内外研究现状1.3.1产能规划研究一个生产工厂，生产车间，一条生产线，一台资源设备，一个工

7、作人员的在一定时间内的生产能力即产能。以生产作业方式的不同作为划分产能类型的依据，他们是又分为实际产能（企业生产实际能达到的）、标准产能、可用产能。产能计算的单位一般包含四种，标准时间单位可以使小时、分钟、秒；数量（件数等）；质量（吨、千克等）；长度（米，厘米等）。本文所研究的多品种车间离散生产一般采用标准时间作为计量单位，即是指加工一件产品所需要的时间（秒/件或者小时/件）。并且产能计算与负荷计算必须使用相同的单位。产能规划是“提供一种方法来确定由资本密集型资源--设备、工具、设施和总体劳动力规模等--综合形成的总

8、体生产能力的大小，从而为实现企业的长期竞争战略政[4]策提供有力的支持”。而且为了确保生产设备和生产人力资源与既有及中长期的生产需求在最大程度上匹配，达到客户满意的交货能力，最大程度的降低生产成本，2万方数据华中科技大学硕士学位论文优化设备资源，消除瓶颈，提高生产稳定性和可靠性。实施产能规划的具体目的是在进行不同品种不同批量的产品生产车间中，运