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能力需求计划模型

广义的能力需求计划分为粗能力计划（RCCP，又被成为产能负荷分析）和细能力计划（CRP，又被称为能力计划）。粗能力计划是指在闭环MRP设定完毕主生产计划后，通过对关键工作中心生产能力和计划生产量的对比，判断主生产计划是否可行。细能力计划是指在闭环MRP通过MRP运算得出对各种物料的需求量后，计算各时段分配给工作中心的工作量，判断是否超出该工作中心的最大工作能力，并做出调整

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能力需求计划程序控制图

能力需求计划(CapacityRequirementPlanning，简称CRP)是帮助企业在分析物料需求计划后产生出一个切实可行的能力执行计划的功能模块。该模块帮助企业在生产能力的基础上，及早发现能力的瓶颈所在，提出切实可行的解决方案，从而为企业实现生产任务提供能力方面的保证。其实，能力需求计划制订的过程就是一个平衡企业各工作中心所要承担的资源负荷和实际具有的可用能力的过程，即根据各个工作中心的物料需求计划和各物料的工艺路线，对各生产工序和各工作中心所需的各种资源进行精确计算，得出人力负荷、设备负荷等资源负荷情况，然后根据工作中心各个时段的可用能力对各工作中心的能力与负荷进行平衡，以便实现企业的生产计划。

能力需求计划（CRP）是MRPII系统中的重要部分，是一个将生产计划和各种生产资源连接起来管理和计划的功能。能力需求计划是在物料需求计划下达到车间之前，用来检查车间执行生产作业计划的可行性的。即，利用工作中心定义的能力，将物料需求计划和车间控制的生产需求分配到各个资源上，在检查了物料和能力可行的基础上可以调整生产计划或将生产计划下达给车间，车间就此计划进行生产。能力需求计划将所有订单按照确定的工艺路线展开，将工序的开始日期、完工日期及数量来审核时间和能力资源。

MRPII系统的能力平衡一般分为两种：无限能力计划和有限能力计划，前者不考虑能力的限制，而将各个工作中心负荷进行相加，找出超负荷和少负荷；后者则根据优先级分配给各个工作中心负荷。大多数的商品软件并没有解决有限能力的问题，即按MRP生成的计划是无限能力计划，虽然进行了能力计划，但是在解决能力冲突上并没有提出更好的解决方法，这样产生的计划在实施中必然与实际产生偏差，有些偏差可以通过车间的实时调度排除，但是如果不能排除则对生产产生不利的影响，从另一个角度讲，这种偏差是由于计划的不合理性引起的，它导致了生产的混乱、无序。因而如何产生合理的MRP计划将是系统成败的关键，也是系统是否实用的关键。

由于无限能力计划在这些方面的局限性，人们开始重视对有限能力计划策略的研究和开发。同时JIT和OPT等思想的涌现和应用也促进了有限能力计划的研究和发展。有限能力计划的研究内容和范围已经不局限于对MRP计划的能力评估，它已经扩展到解决制造系统的资源、能力和物料的实际可用性，实现生产计划和资源利用的优化。

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能力需求计划系统

（1）粗能力计划（RCCP）可用来检查主生产计划（MPS）的可行性，它将主生产计划转换成对相关的工作中心的能力需求。

（2）详细能力计划（CRP）可用来检查物料需求计划可行性，它根据物料需求计划，工厂生产能力进行能力模似，同时根据各工作中心能力负荷状况判断计划可行性。

能力需求计划子系统能帮助企业平衡需求和能力之间的关系，制定出切实可行的生产计划，并能尽早发现生产活动的瓶颈所在，提出合理的解决方案，实现均衡生产与快捷生产。

能力需求计划的制定流程通常，编制能力需求计划的方式有无限能力负荷计划和有限能力负荷计划两种。无限能力负荷计算是指在不限制能力负荷情况下进行能力计算。即从订单交货期开始，采用倒排的方式根据各自的工艺路线中的工作中心安排及工时定额进行计算。不过，这种计算只是暂时不考虑生产能力的限制，在实际执行计划过程中不管由于什么原因，如果企业不能按时完成订单，就必须采用顺排生产计划、加班、外协加工、替代工序等方式来保证交货期。这时，有限能力负荷计算方式就派上了用场。有限能力负荷计算就是假定工作中心的能力是不变的，把拖期订单的当期日期剩下的工序作为首序，向前顺排，对后续工序在能力允许下采取连续顺排不断地实现计划，以挽回订单交货期。

一般来说，编制能力需求计划遵照如下思路：首先，将MRP计划的各时间段内需要加工的所有制造件通过工艺路线文件进行编制，得到所需要的各工作中心的负荷；然后，再同各工作中心的额定能力进行比较，提出按时间段划分的各工作中心的负荷报告。最后，由企业根据报告提供的负荷情况及订单的优先级因素加以调整和平衡。

（1）收集数据。

能力需求计划计算的数据量相当大，通常，能力需求计划在具体计算时，可根据MRP下达的计划订单中的数量及需求时间段，乘上各自的工艺路线中的定额工时时间，转换为需求资源清单，加上车间中尚未完成的订单中的工作中心工时，成为总需求资源。再根据实际能力建立起工作中心可用能力清单，有了这些数据，才能进行能力需求计划的计算与平衡。

（2）计算与分析负荷。

能力需求计划

将所有的任务单分派到有关的工作中心上，然后确定有关工作中心的负荷，并从任务单的工艺路线记录中计算出每个有关工作中心的负荷。然后，分析每个工作的负荷情况，确认导致各种具体问题的原因所在，以便正确地解决问题。

（3）能力/负荷调整。

解决负荷过小或超负荷能力问题的方法有3种：调整能力，调整负荷，以及同时调整能力和负荷。

（4）确认能力需求计划。

在经过分析和调整后，将已修改的数据重新输入到相关的文件记录中，通过多次调整，在能力和负荷达到平衡时，确认能力需求计划，正式下达任务单。

MRPII中能力需求计划模块的功能：（1）实时维护资源清单，同时提供直接由工艺流程数据生成的资源。（2）可变的能力核算展望期定义及维护（3）灵活的粗能力需求计划报表(分时间段汇总及明细)（4）精确的细能力需求计划，考虑车间在制品，考虑工种（5）支持正向(Forward)及反向(Backward)两种排序方法（6）工作中心能力的输入／输出控制的实时维护（7）可变的时间周期长度和周期数（8）具有反查功能的能力需求查询／报告，可反查到主生产计划和物料需求计

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能力需求计划系统应用

MRPⅡ的原理性缺陷和改进途径MRPⅡ的优势在于数量的计划，弱点在于时间。而数量和时间在生产运作中是相

互牵制又互相依赖的关系。MRPⅡ在生产计划中采取的是确定性思维来处理时间。从而导致计划失效。完成时间难以事先确定。因此，需要用不确定性思维取代确定性思维，通过引入缓冲机制使得“计划与执行之间的偏差”在计划中得到尊重。由此形成反馈，形成包括了执行和改进环节在内的柔性系统。

并且对时间进行分析，像对待成本和库存一样对待时间。一、造成缺陷的原因MRPⅡ是生产活动的信息处理系统，循着库存处理的思路演变而来。在制造企业中，由于有了BOM、ROUTING、独立/相关需求，有层层推进的计划，等等，所以能比较完美的回答生产什么、生产多少的问题，但仍不能详细回答什么时间生产。因此造成了生产计划失效，造成了效率和效益的隐性浪费。F-1是MRPⅡ逻辑流程图。RCCP和CRP是完成时间计划的主要环节。它的处理思路是：分时间段，根据生产量，落实生产能力。既按照生产一定规格数量的产品对应所需要的加工时间；一定的加工时间来同相应设备的可用时间对应。最后得到生产的时间计划。

MRPⅡ中的时间段是没有间隙的。但是，执行层中"外购"和"自制"能否逐一落实时间计划并没有考虑。于是MRPⅡ的潜在假设显现出来，它认为执行层完成计划不存在问题。这样的假设，正是MRPⅡ的原理性缺陷所导致的：忽视了计划的确定性与实际执行的不确定性之间的冲突。后果就是：1、由于生产时间（工艺时间，间隔时间）不确定性，每道工序相对于计划的完成时间，总会有偏差。又由于生产流程（特别是离散加工）的混流、交错等，设备一般不容许空闲等待…。于是计划执行中，一步赶不上，必然是步步赶不上。2、生产系统是一个有机的整体，各个功能犹如有机体中的一个个细胞。在运作中，每个细胞都处于不确定的状态（数量在时间的作用下，也表现出不确定的特性）。要模拟这种不确定性并且给出效率效益最佳的行动路线，还办不到。虽然信息系统能实现信息集成，但是在事先和事中，靠计算机系统准确计划和控制生产过程，是不现实的。

能力需求计划

根据分析，MRPⅡ如果将执行层纳入自己的工作范围，还难以胜任；可不解决执行问题，层层推进的计划体系又不完整，难以指导生产。通过分析，启示有两点：不确定性和时间。影响着生产活动的信息处理是否有效实用。二、怎样处理不确定性和时间不确定性在日常工作中，会以各种各样的方式表现出来。在生产运作中，它可以归结为时间的不确定性。试想，材料不到、人员缺勤、部门间扯皮、设备非正常停机、出废品、现场混乱等都会造成生产时间的波动。进而造成效率效益的损失。对于时间的不确定性，逐步缩小它的波动范围是生产管理能做到的。为此，首先要清楚生产时间的波动范围，造成波动的原因等。需要用科学的方法对生产时间进行分析，像管理会计中对成本分析那样。最有效的方法是利用生产结果。

从生产结果中，不难发现生产时间的波动有四种原因：基本生产能力定的不准；投放的任务量不合理；投放时间或早或晚；批量分割不合理。而计划、控制及其生产-供应链中的各种问题都会触发这四种原因而造成时间波动。对于时间引起的不确定性，管理除了要做"缩小波动范围"工作外，在实践中还有两个解决办法，一是缓冲，利用库存来弥补；二是人工调度。时间波动既然不可避免，那可以考虑用在计划中引入缓冲机制，将波动偏差纳入计划控制的视线中。并且在缩小波动范围的努力的同时，利用缓冲机制，弱化人工调度功能。当然，MRPⅡ中数量逻辑、信息集成等优秀的能力是这些工作的基础。

能力需求计划运用

1、时间分析利用流量图进行时间分析。利用生产过程结果进行时间分析。时间分析要达到两个目的：为制定生产进度计划提供（修改）时间参数；为诊断控制提供依据。为制定生产进度计划提供（修改）时间参数：鉴于生产时间波动，在时间计划中采用输入与输出平衡的方式，而不用MRPⅡ中的能力与负荷一一对应的方式。根据成组技术的概念，由生产结果的统计数据，给出生产周期（包括了工艺时间和间隔时间）。并制定生产进度计划，利用负荷帐户抵消偏差的影响。因为生产系统中的流程是混流、交错的复杂情况，各个工作中心计划所需要的时间参数可以根据统计数据，经过"移动重心法"等多目标规划的方法，也可以直接从流量图中作图（这需要对生产系统和流量图有深刻了解）来得到一组相互协调的时间参数。它需要调整过程。在这个过程中，可先适当放宽时间数据，所付出的代价是效率的损失，但不会超过过去的水平。

通过一段时间的摸索，可得到一个稳定的生产过程。为诊断控制提供依据：找出引起偏差的原因，主要是确定四项原因。之后按照偏差分类的原理，进一步找出运作等方面的具体问题。根据生产问题的诊断结果，有的放矢的进行改进工作。改进后的生产系统，其效果将在生产结果中反映出来。这样"为制定生产进度计划提供（修改）时间参数"的工作将会循环上升。在时间分析中，除了流量图是十分有效的工具外，还有"生产时间簿记"方法。它既可以协助计划工作，又可以协助分析工作。每个工作中心可以设立一个负荷帐户。

能力需求计划应用

加到这个工作中心上的任务是负荷，单位是时间。这个工作中心的可用能力，单位也是时间。输入输出平衡可以简单理解为这个工作中心上的能力与负荷相等。而它的复式、三式则是这些时间量的差分或者积分。在这两个步骤中，可以看到它不是一步到位。这同MRPⅡ在理念上有本质的不同。MRPⅡ认为执行层完成计划不存在问题，那么计划方式的调整从理论上说就可以一步到位。而本方法承认时间波动，也就是承认造成时间波动的原因。这些原因很大程度上是企业管理不善造成的。所以调整不能一步到位。从ERP实施中艰苦的数据收集整理也可以看出端倪。

2、处理不确定性处理不确定性，是利用负荷帐户。没有完成的任务（偏差），继续存放在帐户中，同时保存了优先顺序。它起到了任务负荷的仓贮作用，像库存一样起到了缓冲的作用。这样它可以十分灵活的处理插单、调换加工顺序等意外情况，而MRPⅡ、JIT在这样的问题上不能很好的处理。同样，它在一定程度上既可以给人工调度留下位置，也可以限制人工调度的范围。它与MRPⅡ不同处在于，给生产运作提供了缓冲回旋的余地。而MRPⅡ的确定性思维和时间段之间没有间隙，不适应柔性化的要求。此外还有一项基本工作，就是生产-供应链的分析、设计、执行、监督的工作。同时，随着生产改进的深入，生产-供应链也需要做适应性调整。