第七章 生产能力计划

能力计划
生产计划与控制
主讲：兰秀菊 主讲：兰秀菊 Lanxiuju@
1 2
Capacity Planning
能力计划的作用
检查实际生产能力是否满足计划 能力不足 增加库存 其他提高生产能力 方式 结果：生产成本增加
3
能力计划的层次结构
能力过剩： 设备利用率下降 人员利用率下降 结果：增加不必要支出
4
生产能力的掌握
能力（人/机） =1个月开工日数×每天平均实际工作时间× 开工率×人员或机械（台）数 人员开工率=出勤率×（1-间接作业率） 机械开工率=开机率×（1-故障率）
案例
某客户下单，经相关部门评估后确认接 受，由PMC部门负责计划： 客户订单明细表：
产品 数量 交期 A 300 B 500 30天 C 200
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6


①产品别、机械别负荷
产品 制程 ① A (300) ② ③ ④ B (500) ① ② ③ C (200) ① ② 使用机械 甲 乙 甲 丙 乙 丙 甲 甲 丙 标准工时/个 0.32(H) 0.24(H) 0.18(H) 0.15(H) 0.34(H) 0.08(H) 0.25(H) 0.43(H) 0.25(H) 负荷（工时） 0.32×300=96（H） 0.24 ×300=72(H) 0.18 ×300=54(H) 0.15 ×300=45(H) 0.34 ×500=170(H) 0.08 ×500=40(H) 0.25 ×500=125(H) 0.43 ×200=86(H) 0.25 ×200=50(H)
②机械别、制程别负荷
机械 产品 A A 甲 B C 乙 A B A 丙 B C
7
制程 ① ③ ③ ① ② ① ④ ② ②
负荷（H） 96 54 125 86 72 170 45 40 50
负荷合计（H）
361
242
135
说明:＊机械配置：甲3台、乙1台、丙2台 ＊机械能力（单机） =25(天) ×8(小时/天) ×90%=180(小时)
基准能力: 甲机械=3×180=540(H) 乙机械=1×180=180(H) 丙机械=2×180=360(H)
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③负荷、生产能力分析调整 负荷、生产能力累计表
负荷计划步骤
1.依产品别、制程别计算出负荷；
600 500 400 300 200 100
540(能力) 360(负荷) 360(能力)
242(负荷) 180 135(负荷) 甲 （3台） 乙 （1台） 丙 （2台）
2.依机械（人员）别、制程别作负荷合计； 3.进行负荷、能力的比较、分析； 4.对负荷、能力进行调整，使之一致。

A、乙负荷超过乙正常能力（242-180=62H）； B、为保证交期，必须安排乙加班62H（负荷能力调整）
9
10
粗能力需求计划的对象和特点
对关键资源进行计算和分析：
关键工作中心，其处于瓶颈位置； 特别供应商，其供应能力有限； 自然资源，其可供的数量有限； 专门技能，属稀有资源；
粗能力计划的优点和缺点
优点：
集中关键资源，而不是面面俱到，影响效率； 不涉及工艺路线和工作中心的具体细节； 能力计划的编制比较简单，计算量少； 实施所要求的前提条件较少；
缺点：
忽略了现有库存量和在制量，无法反映计划变化； 只包含关键资源，无法保证计划的可信度；
11 12


粗能力计划(RCCP)
粗能力计划
综合因子法
所需输入数据
综合因子法 能力清单法
主生产计划（MPS） 生产某物料所需总时间 每一关键工作中心所需总时间的百分比
13
14
表2：产品X和产品Y的工艺路线和工时数据
实例分析－已知条件
图1：X、Y产品结构树 X B A B（2） D（2） 表1：X、Y产品的主生产计划 C（2） Y
物料
所需工 步
工作中心 WC 100 100 200 300 200 200 200
单位准备时间 （小时） 0.025 0.050 0.025 0.025 0.033 0.020 0.020
单位作业时间 （小时） 0.025 1.250 0.575 0.175 0.067 0.080 0.0425
单位总时间（小时）
X Y A
1 1 1 2
0.05 1.30 0.60 0.20 0.10 0.10 0.0625
Y
B C D
1 1 1
产品 1 X Y 30 20 2 30 20 3 30 20 4 40 15 5 40 15
周期 6 40 15 7 32 25
8
9 32 25
10 35 30
A B（2） X
32 25
最终产品 X Y
单位能力需求（小时） 1.05＝0.60+.020+0.10*2+0.05 1.85
B
C（2）
D（2）
15
表3：产品X和产品Y的能力需求
16
第一步：
根据表3和表1计算未来10周的总的能力需求， 如:第1周总能力需求:1.05×30+1.85×20=68.5小时。

第二步：
把每个时间周期需要的总能力分配给各工作中心。

工时分配比例由前一年的分配比例确定。

假设分配到的工时的百分比分别为60%、30%、10%。

则第一周三个工作中
周期 总能力需求
1 68.5
2 68.5
3 68.5
4 69.75
5
6
7 79.85
8
9 79.85
10 92.25
心的能力需求为： 工作中心100所需工时： 68.50×60%=41.1小时 工作中心200所需工时： 68.50×30%=20.55小时 工作中心300所需工时： 68.50×10%=6.85小时
69.75 69.75
79.85
17
18


第三步：
其它9周均按该算法进行计算
各关键工作中心的能力需求计划
工作中 历史比 心 100 200 300 例 60％ 30％ 10％ 1 41.10 20.55 6.85 68.5 2 3 4 5 周 期 6 7 47.91 23.96 7.99 79.85
8
能力清单法（Bill of Resources ）
根据主要资源和物料所需能力列出的清单
9 47.91 23.96 7.99 79.85 10 55.35 27.68 9.23 92.25
估计特定物料所需生产能力的方法 可为物料群组建立资源清单，并根据排定数 量决定生产能力需求
41.10 41.10 41.85 41.85 41.85 20.55 20.55 20.93 20.93 20.93 6.85 68.5 6.85 68.5 6.98 6.98 6.98
47.91 23.96 7.99 79.85
总能力需求
69.75 69.75 69.75
19
20
能力清单法（Bill of Resources ）
最终产品在各个关键工作中心上的细的能 力清单，而不是总的能力需求。

各个关键工作中心所需总时间的百分比根 据产品的工艺路线及标准工时数据得到。

能力清单法计算案例
第一步：由图1所示产品X和Y产品结构，表2所示 的时间数据展开：得到产品X和产品Y的对三个关 键工作中心的能力清单，如表6。

表6 产品X、Y的能力清单
产品
X
Y
工作中心
B（2）
X 0.05 0.80 0.20
Y 1.30 0.55 0.00
22
B C（2）
A
100 200 300
D（2）
21
第二步：每个关键工作中心的能力计划
物料 所需工步 工作中 心WC X Y A 1 1 1 2 B C D 1 1 1 100 100 200 300 200 200 200 单位准备时 间（小时） 0.025 0.050 0.025 0.025 0.033 0.020 0.020 单位作业时 间（小时） 0.025 1.250 0.575 0.175 0.067 0.080
0.0425
单位总时间 （小时） 0.05 1.30 0.60 0.20 0.10 0.10
0.0625
23 24
以第一周为例，三个关键工作中心的能力计划分别为： 0.05×30+1.30×20=27.5小时； 0.80×30+0.55×20=35.00小时； 0.20×30+0.00×20=6.00小时。

第二步：每个关键工作中心的能力计划
表1：X、Y产品的主生产计划
产品 1 X Y 30 20 2 30 20 3 30 20 4 40 15 5 40 15 周期 6 40 15 7 32 25
8
两种方法结果对比：
工作中心 1 2 27.5 35.0 6.00 68.5 3 27.5 35.0 6.00 68.5 4 21.5 40.25 8.00 69.75 周 期（能力清单法） 5 21.5 40.25 8.00 69.75 6 21.5 40.25 8.00 69.75 7 34.1 39.35 6.40 79.85
8
9 34.1 39.35 6.40 79.85
10 40.75 44.50 7.00 92.25
9 32 25
10 35 30
100 200 300 总能力需求
27.5 35.0 6.00 68.5
34.1 39.35 6.40 79.85
32 25
能力清单法得到工作中心的需求计划
工作中心 1 100 200 300 总能力需求 27.5 35.0 6.00 68.5 2 27.5 35.0 6.00 68.5 3 27.5 35.0 6.00 68.5 4 21.5 40.25 8.00 69.75 5 21.5 40.25 8.00 69.75 周期 6 21.5 40.25 8.00 69.75 7 34.1 39.35 6.40 79.85
8
工作中 历史比
9 34.1 39.35 6.40 79.85 10 40.75
周 1 41.10 20.55 6.85 68.5 2 3 4
期 （综合因子法） 5 6 7 47.91 23.96 7.99 79.85
8
心 100
例 60％ 30％ 10％
9 47.91 23.96 7.99 79.85
10 55.35 27.68 9.23 92.25
26
34.1 39.35 6.40 79.85
41.10 41.10 41.85 41.85 41.85 20.55 20.55 20.93 20.93 20.93 6.85 68.5 6.85 68.5 6.98 6.98 6.98
47.91 23.96 7.99 79.85
44.50 7.00 92.25
200 300
总能力需求
25
69.75 69.75 69.75
细能力计划（CRP)
也称为能力需求计划 是对物料需求计划所需能力进行核算的一种 计划管理方法。

工作中心
是指完成某种加工的设备或设备组 为了安排能力需求计划，将能够执行相同或相似工 序的设备、劳动力组成一个工作中心生产单元。

注意： 过大，使能力核算过粗；
作用：估计可用能力并采取相应的措施
过小，生产调度不够灵活。

总之：
27
工作中心的划分要有利于生产计划的完成，它
28
可以是一个作业班组，也可以是现行作业的几个班组。

加工任务 计划/确认/下达 需用 负荷 需求 能力 工艺路线 能力需求计划 需求 平衡 超负荷 小时 工作中心能力 可用 能力 工作中心能力
计算能力需求计划所需数据
已下达车间订单 目的：考虑实际的生产进度 MRP计划订单 工艺路线文件 工作中心文件
计划订单 未结订单 时段
29 30
图74
能力计划逻辑流程图


CRP制订方式
无限能力方式和有限能力方式
无限能力方式
不考虑能力的限制，而将工作中心负荷相加； 负荷工时>能力工时, 为超负荷。

负荷调整策略有： 延长工作时间，转移工作中心负荷，做出购 买的决策，选择替代工序，进行外协加工，可以延 期交货。

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有限能力方式
优先级计划:
按照优先级分配给工作中心负荷，不会产 生超负荷，不做负荷调整。

有限排产计划: 考虑能力的限制下排负荷，假定能力是固定不 能调整的，计划可完全由计算机自动编排。

32
细能力计划计算步骤
收集数据
细能力计划计算案例
例2 图为某产品A的物料清单，产品A在未来8周的主生产计划如表16所 示。

假设现在的日期是8月10日，本例中所有物料均不考虑安全库存。

所有物料的批量、现有库存量、计划接受量等数据如表17所示。

计算负荷 计算能力
A 能力负荷比较 能力负荷的调整 形成最终能力计划
33
B（2）
C（1）
D（4）
E（2）
34
细能力计划计算技术
物料
生产产品A所需所有物料的工艺和时间数据
工作中心 1 2 1 C 3 2 D 3 1 提前期（周） 600 600 400 400 400 400 20 15 15 20 10 25 0.3 0.5 0.4 0.3 0.5 0.6
36
批量 100 200 200 200 200 600
每批准备时间（分钟） 25 20 15 10 20 25
每件加工时间（分钟） 3.0 0.5 0.9 1.0 0.8 0.4
产品A的主生产计划
期间 1 计划数量（个） 180 2 200 3 220 4 250 周 5 200 6 150 7 200
8
A B
160
产品A所有物料的批量等数据
物料 A B C D E 批量 100 200 200 600 400 已有库存 100 450 300 1600 1000
1 2 1 1 1 1
35
E
3 2 1 3


三个工作中心负荷
物料 作业序 列 工作 中心 批量 每批准备时间 （分钟） 每件加工时 间（分钟） 每件作业 时间（分 钟） A B 1 1 2 C 1 2 D 1 2 3 E 1 2 3
37
BOM中 数量
全部作业时间 （分钟）
3个工作中心的可用能力
1 2 1 3 2 3 1 2 3 2 1 3 100 200 200 200 200 600 600 600 400 400 400 400 25 20 15 10 20 25 20 15 15 20 10 25 3.0 0.5 0.9 1.0 0.8 0.4 0.3 0.5 0.4 0.3 0.5 0.6
3.250 0.600 0.975 1.050 0.900 0.640 0.733 0.525 0.438 0.350 0.535 0.663
1 2 2 1 1 8 8 8 4 4 4 4
3.250 1.200 1.950 1.050 0.900 5.120 5.864 4.200 1.752 1.400 2.140 2.652
38
工作中心 可用能力（分钟）
1 2600
2 2000
3 2400
4
能力清单法：计算时段负荷
A B（2） C（1）
能力清单法：绘制工作中心负荷曲
单位产品A的负荷（分钟） 13.204 7.7 10.574
表21：全部工作中心负荷
工作中心 1 2 3
D（4）
E（2）
工作中心1的负荷曲线
工作中心2的负荷曲线
将表21中的结果和表16中产品A的 主生产计划相乘得到未来每个工 作中心的负荷分布，如表22：
表22：全部工作中心分时段负荷
期间 1 工作中心1 工作中心2 工作中心3 2376.120 1386.00 1903.32 2 2640.00 1540.00 2114.80 3 2904.88 1694.00 2326.26 4 3301.00 1925.00 2643.50 周 5 2640.80 1540.00 2114.80 6 1980.60 1155.00 1586.10 7 2640.800 1540.00 2114.80
8
工作中心3的负荷曲线
2112.64 1232.00 1691.84
39
40
细能力计划 第一步：做mrp展开
工作中心 物料
第二步：计算产品的准备时间
周次 1 1 A B 50 30 40 10 130 40 20 30 20 110 10 50 40 100 2 50 30 80 30 190 40 20 60 60 180 10 100 120 230 3 75 30 80 20 205 40 20 60 40 160 10 100 80 190 4 50 15 0 10 75 20 0 0 20 40 0 0 40 40 5 25 30 80 20 155 40 20 60 40 160 10 100 80 190 6 50 30 20 20 120 40 20 15 40 115 10 25 80 115 7 50 30 40 10 130 40 0 30 20 90 0 50 40 90 42
8
MRP展开最后结果
期间 1 A 计划投入量 B 计划投入量 C 计划投入量 D 计划投入量 E 计划投入量 200 400 200 1200 400 2 200 400 200 2400 1200 3 300 400 200 2400 800 4 200 200 0 0 400 周 5 100 400 200 2400 800 6 200 400 200 600 800 7 200 400 0 1200 400
8
25 15 20 10 70 20 20 15 20 75 10 25 40 75
D E 合计
100 200 200 600 400
2
B C D E 合计
3
C D E 合计
41


第二步：计算产品加工时间
工作中心 物料 1
1 A B D E 合计 2 B C D E 合计 3 C D E 合计 600 360 360 200 1520 200 160 600 120 1080 200 480 240 920
第三步：计算三个工作中心的能力需求
周次 5
300 360 720 400 1780 200 160 1200 240 1800 200 960 480 1640
2
600 360 720 600 2280 200 160 1200 360 1920 200 960 720 1880
3
900 360 720 400 2380 200 160 1200 240 1800 200 960 480 1640
4
600 180 0 200 980 100 0 0 120 220 0 0 240 240
6
600 360 180 400 1540 200 160 300 240 900 200 240 480 920
7
600 360 360 200 1520 200 0 600 120 920 0 480 240 720
8
300 180 180 200 860 100 160 300 120 680 200 240 240 680 43 44
工作 中心 1 2 3
物料 1 A，B,D,E B,C,D,E C,D,E 2 3 4
周次 5 6 7 1650 1010 810
8
1650 2470 2585 1055 1935 1660 1190 2100 1960 1020 2110 1830 260 280 1960 1015 1830 1035
930 755 755
第四步：核定已经发出订单的作业时间
物料 周次 工作中 心 A B 1 2 2 C 2 2 D 2 2 E 2 2 1 2 1 3 2 1 2 3 2 100 200 200 200 200 600 600 400 400 已核订单 每批准备时间 （分钟） 25 20 15 10 20 20 15 15 20 每件加工时 间（分钟） 3.0 0.5 0.9 1.0 0.8 0.3 0.5 0.4 0.3 300 100 180 200 160 180 300 160 120 总加工时间 总作业时间（分 钟） 325 120 195 210 180 200 315 175 140
第五步：计算总的能力需求
周次 工作中心 1 2 3 物料 1 A,B,D B、C、D.E C、E 325 0 0 2 395 755 385
三个中心的总能力需求
工作中心 1 1 2 3 2 3 4 周次 5 6 7
8
1975 1190 1020
2865 2855 2495
2585 1960 1830
1055 260 280
1935 1960 1830
1660 1015 1035
1650 1010 810
930 755 755
46
45
细能力计划计算技术
对比分析
细能力计划 1 1 2 3
能力清单法 1 工作中心1 工作中心2 工作中心3 2376.120 1386.00 1903.32 2 2640.00 1540.00 2114.80 3 2904.88 1694.00 2326.26 4 3301.00 1925.00 2643.50
周次 2 3 4 5 6 7
8
1975 1190 1020
2865 2855 2495
2585 1960 1830
1055 260 280
周
1935 1960 1830
1660 1015 1035
1650 1010 810
930 755 755
5 2640.80 1540.00 2114.80
6 1980.60 1155.00 1586.10
7 2640.800 1540.00 2114.80
8
2112.64 1232.00 1691.84
47
48


能力需求计划（CRP）－－初始负荷分布
生产能力 （小时）
能力需求计划（CRP）－－调整后的负荷分布
生产能力 （小时）
加班工作 加点工作 拖后 提前
正常生 产能力
拖后
1
2
3 时间 (周)
4
5
6
1
2
3 4 时间 (周)
5
6
49
50
负荷调整方法
掌握各车间工作量的大概轮廓,或工作量是否超过生产能 力的大概情况
例
拥有3个车间,每一车间各拥有一台机器的某一工厂对A、B、 C ，3个订单进行负荷 分配。

各订单所要经过的工程顺序和工 程时间如表,车间里移动/待机时间可以忽略不计。

顺时负荷分配
按时间顺序分配作业：各订单的处理时间累积到各车间里 必要时可以超过交货期
订单 A B C
51
车间/机器时间 1/7 3/5 2/6 2/7 1/4 3/2 3/6 2/3 1/3
交货期 3(日） 3(日） 2(日）
52
逆时负荷分配
从交货日开始倒计时把各订单的处理时间分配到车间里. 必要时可能超过生产能力
顺时负荷分配： 假设：无限能力条件下进行负荷分配时间表
时间 订单
存在的问题
各车间每日的负荷 相当的不均衡： 车间是有限生产能力：8个机器时间/天
第一天
8
第二天
12 16
第三天
20 24
交货期
订单A
车间1(7时间)
7
车间2(7时间)
车间3(6时间)
14 20
订单B
3(5)
5
1(4)
9
2(3)
12
交货 期
加班也要做计划，如果不能加班时就调整负荷分配
2(6)
3(2)
6 8
1(3)
11
交货期
订单C
机 器 时
车间1
10 8 6 4 2 B(3) 10 8 6 4 2
车间2
B(3) C6) A(1) 第3天 第1天 第2天 第3天 A(6)
10 8 6 4 2
车间3
从时间表制定各车间的负荷分配表如下:
机 器 时 间
10 8 6 4 2
间 车间2
10 8 6 4 2
C(2)
车间1
B(3)
车间3
10 8 6 4 2
A(7) C(3) B(1)
B(5) 第1天
B(3) C6) A(1) 第1天 第2天 第3天 A(6)
C(2)
第1天
第2天
A(4) A(2) 第2天 第3天
A(7) C(3) B(1) 第1天 第2天 第3天
B(5) 第1天
A(4) A(2) 第2天 第3天
53
54


计算各订单的最大可延迟 时间 下列表是以各订单的最大可延迟时间和以此为 时负荷分配表
逆时负荷分配
车间3
车间1 订单 A B C 可延迟 时间 4 12 5 机 器 时 间
10 8 6 4 2
C(3) B(1) A(7) B(3)
车间2
10 10 8 6 4 2 8 6
C(6) A(6) A(1) B(3)
是从交货期开始逆时间的顺序累积各车间的处 理时间。

A(4)
A(2)
4 2
C(2) B(5)
制定逆时负荷分配时间表 掌握各车间里各时期需要的生产能力 进行生产分配或生产能力增大等决策
第1天 第2天 第3天
第1天 第2天 第3天
第1天 第2天 第3天
订单B的结束日比上一张晚一天,推迟到第3天 用顺时负荷分配使负荷量平均，交货期充足时，得到满足的负荷分配。

负荷量不均衡或超过生产能力时，用延迟订单开始时间来调整。

55
56
第1天
订单 8
第2天
12 16 20
第3天
24
负荷超载的补救措施
交货期
订单A
1(7)
2(7)
3(6)
调整人员： 安排加班 重新安排工艺路线 转包
订单B
3(5)
1(4)
2(3)
交货期
订单C
2(6)
3(2)
1(3)
交货期
由时间表制定各车间的逆时负荷分配表:
车间1 车间2 车间3
机 器 时 间
10 8 6 4 2
B(4) A(4) A(3) C(3)
10 8 6 4 2
C(3) C(3) A(2) A(5) B(3)
10 8 6 4 2
B(4) C(2) A(6) B(1)
大批量转移成小批量进行 减少设备准备时间 修改主生产进度计划
57 58
第1天 第2天
第3天
第1天 第2天
第3天
第1天 第2天
第3天
能力控制
发现现存问题并预见潜在问题。

保证能力计划的执行，必须做好日常能 力检查。

投入/产出报告 人力报告 设备性能记录
59
投入/产出报告
各工作中心计划投入产出与实际投入产 出的偏 差：
计划投入、实际投入 计划产出、实际产出 与计划的偏差、允许范围
提前发现能力问题，采取纠正措施。

60


A
25
30
30
30
20
20
20
20
25
25
需求量
B
55
60
40
38
计划投入量
计划投入量
38
40
60
55
20
工作中心
C
物料
20
工作中心
C
物料
110
120
80
75
计划投入量已
表1：X、Y产品的主生产计划
X B(2)C。