制造業(yè)生產(chǎn)計劃與控制系統(tǒng)幾個模式的探討
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生產(chǎn)技術(shù)都是由制造業(yè)發(fā)展起來的，并且在制造業(yè)中得到最為深入與廣泛的應(yīng)用，因此，從制造業(yè)的
生產(chǎn)計劃與控制系統(tǒng)來認(rèn)識現(xiàn)代的制造技術(shù)是自然而然的事情。由于不同的生產(chǎn)類型對制造軟件系統(tǒng)有著顯著不同的要求，而不同制造業(yè)軟件供應(yīng)商的產(chǎn)品也往往支持不同的生產(chǎn)類型，或在某種生產(chǎn)類型上有優(yōu)勢，因此了解生產(chǎn)計劃與控制系統(tǒng)有必要了解制造業(yè)的生產(chǎn)類型。制造業(yè)采用的生產(chǎn)類型，從總體上可以分為離散型和連續(xù)型兩種類型。
一、制造業(yè)生產(chǎn)計劃與控制系統(tǒng)
1、 制造企業(yè)的計劃與控制
制造企業(yè)的資源獲取、轉(zhuǎn)換和分配是通過它的計劃與控制來完成的，因而制造企業(yè)管理信息化和現(xiàn)代化應(yīng)該從企業(yè)核心業(yè)務(wù)的計劃與控制著手?，F(xiàn)代制造企業(yè)的核心就在于編制滿足需求數(shù)量和交付期的計劃，監(jiān)督和控制該計劃的實現(xiàn)，以便在滿足需求的前提下，最合理地分配資源、最經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)。然而目前制造企業(yè)面臨的問題是同時滿足不斷變化的用戶需求和生產(chǎn)過程資源消耗最少之間的矛盾。解決這一對矛盾的理論和方法成為現(xiàn)代化制造管理研究的焦點和進(jìn)步的動力。隨著企業(yè)在社會中的作用范圍的擴(kuò)大和企業(yè)對資源理解的深化，制造計劃與控制理論和應(yīng)用也得以不斷地發(fā)展和深化。
2、 制造企業(yè)的計劃與控制技術(shù)
制造企業(yè)的計劃與控制技術(shù)隨著IT與Internet等技術(shù)的發(fā)展也日益成熟，從資源管理的視角出發(fā)，分為如表1所示的幾個階段：
表1主要的制造企業(yè)的計劃與控制技術(shù)的幾個階段
階段
產(chǎn)生背景
主要解決的問題
主要內(nèi)容與特征
物料的計劃
20世紀(jì)60年代初，多品種小批量的生產(chǎn)模式，生產(chǎn)中存在多余消耗和資源分配不合理
原材料庫存和零組件投產(chǎn)計劃、產(chǎn)供銷嚴(yán)重脫節(jié)
以相關(guān)需求原則、最少投入和關(guān)鍵路徑為基礎(chǔ)的物料需求計劃(MRP)
物料+生產(chǎn)能力+資金的計劃
企業(yè)競爭環(huán)境的惡化，企業(yè)對自身資源管理范圍擴(kuò)大、對制造資源計劃細(xì)化和精確化的需求
生產(chǎn)能力不平衡
生產(chǎn)與其他業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)脫節(jié)特別是資金控制問題
人力和設(shè)備等更多資源的計劃與控制（閉環(huán)MRP）、制造范圍的資金控制，升級為制造資源計劃（MRPⅡ）
整個企業(yè)范疇的資源計劃
MRPⅡ的概念產(chǎn)生后的10年間，企業(yè)計劃與控制的原理、方法和軟件都成熟和完善、新的管理方法如JIT，新的管理思想和戰(zhàn)略如CIMS和精益生產(chǎn)LP的出現(xiàn)
管理整個供需鏈、企業(yè)整個資源環(huán)境的整合問題
計劃和控制的范圍從制造延伸到整個企業(yè)、資源計劃的原理和方法應(yīng)用到非制造業(yè)及企業(yè)資源計劃（ERP）
二、制造業(yè)生產(chǎn)計劃與控制系統(tǒng)的幾個模式
1、從MRP到MRPⅡ再到ERP模式
（1）MRP（Material Requirements Planning，物料需求計劃）
MRP是制造業(yè)計劃與控制技術(shù)的早期階段，是為解決原材料庫存和零組件投產(chǎn)計劃問題而發(fā)展起來的。MRP明確指出生產(chǎn)必須以市場需求為導(dǎo)向，把由市場決定而不是能由企業(yè)決定的外部需求（即形成商品的產(chǎn)品）稱之為“獨立需求”，把為產(chǎn)品出廠所需用的一切物料稱之為“相關(guān)需求”；闡述了物料存在的相關(guān)性。它建立以時間為坐標(biāo)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)模型，并將要銷售的產(chǎn)成品、生產(chǎn)物料和采購物料分成為三層。產(chǎn)成品、采購件和加工件都集成在一個模型中，能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)計劃和采購計劃同步生成和調(diào)整。MRP所依據(jù)的管理理念主要是：① 供應(yīng)必須與需求平衡，即供需平衡原則， ② 優(yōu)先級計劃原則（生產(chǎn)與供應(yīng)計劃必須根據(jù)需用時間和數(shù)量來確定優(yōu)先順序）。這兩條簡單明了的理念適合任何制造業(yè)企業(yè)。
（2） MRP II（Manufacturing Resource Planning，制造資源計劃）
MRP II通過具有成本屬性的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)（成本物料單），賦予物料以貨幣價值，實現(xiàn)了資金與物料靜態(tài)信息的集成。MRP II系統(tǒng)的成本計算是在正確產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的；通過定義物料流動的事務(wù)處理（如物料位置、數(shù)量、價值和狀態(tài)的變化），對每一項事務(wù)處理賦予代碼，定義會計科目上的借、貸方關(guān)系，實現(xiàn)了資金流同物流的動態(tài)信息集成的問題，做到財務(wù)與業(yè)務(wù)同步，隨時將經(jīng)營生產(chǎn)狀況通過資金運行狀況反映出來，提供給企業(yè)的決策層，以便不誤時機(jī)地糾正和處理。MRP II在MRP基礎(chǔ)上主要增加了管理會計的應(yīng)用。
（3）ERP（Enterprise Resources Planning，企業(yè)資源計劃）
要把信息集成的范圍擴(kuò)大到企業(yè)所有的上下游，也就是同企業(yè)所有的供應(yīng)商和客戶實現(xiàn)信息集成；“管理整個供需鏈”就是ERP（企業(yè)資源計劃）要解決的問題。ERP完全建立在信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的迅猛發(fā)展與企業(yè)業(yè)務(wù)流程的改進(jìn)和優(yōu)化的基礎(chǔ)之上。從MRP到ERP的發(fā)展過程，就像水的波紋一樣，由中心逐漸向外擴(kuò)張。我們說MRP是制造業(yè)ERP的核心，因為它就是處在水波的中心，而且波紋首先就是由它引發(fā)的。
圖 1信息集成范圍的擴(kuò)展： 從MRP 到 ERP II
（4）MRP/MRPⅡ/ERP的特征
在敘述MRP、MRPⅡ和ERP的發(fā)展時，應(yīng)該將它們看作為不同層次企業(yè)應(yīng)用的不同解決方案，后來者是對企業(yè)新需求的補充。MRP/MRPⅡ/ERP是制造企業(yè)以對其資源的計劃與控制為核心的集成的管理信息系統(tǒng)。MRP/MRPⅡ/ERP具有以下特征：（1） MRP/MRPⅡ/ERP是承載先進(jìn)管理思想的載體。MRP/MRPⅡ/ERP首先是先進(jìn)管理哲理、理論和方法的軟件封裝?；镜腗RPⅡ系統(tǒng)以物料需求計劃MRP為基本原理，計劃管理模型符合相關(guān)需求、最少投入、關(guān)鍵路徑三項基本原則，主要面向多品種小批量生產(chǎn)；現(xiàn)代MRP/MRPⅡ/ERP軟件包容了JIT、LP、OPT等更多的新的生產(chǎn)管理思想、理論和方法，是面向?qū)Σ煌a(chǎn)類型和多種計劃模式的企業(yè)綜合多種有效管理方法的信息系統(tǒng)。當(dāng)前的ERP又吸收了供需鏈管理的敏捷制造技術(shù)，適應(yīng)面向客戶的管理模式和企業(yè)動態(tài)聯(lián)盟型企業(yè)。（2）MRP/MRPⅡ/ERP是高度集成的管理信息系統(tǒng)。MRPⅡ?qū)崿F(xiàn)了企業(yè)業(yè)務(wù)流的集成，即：企業(yè)橫向業(yè)務(wù)過程物流-信息流-資金流的集成。而ERP則是企業(yè)的三維集成系統(tǒng)：除物流-信息流-資金流的集成外，還有整個供應(yīng)鏈從采購-制造-分銷各環(huán)節(jié)的資源無間斷的集成和辦公自動化-業(yè)務(wù)事務(wù)處理-決策支持的集成。（3）MRP/MRPⅡ/ERP是企業(yè)的戰(zhàn)略工具。在改進(jìn)企業(yè)管理提高企業(yè)競爭能力的措施中，有的是作用在某個業(yè)務(wù)范圍內(nèi)的方法技術(shù)，如CAD、MRP、DNC、CAPP等。有些是作用于全局的戰(zhàn)略理論和武器，如CIMS、LP、AM。MRP/MRPⅡ/ERP作用范圍廣、影響深重、自身龐大復(fù)雜，更是企業(yè)的戰(zhàn)略工具。對任何企業(yè)來說，較大的投入，較長的實施周期和不能獲得立竿見影的效益、業(yè)務(wù)流程再造的巨大工作量和阻力、一把手的決心、毅力和對全局的控制能力，都是實施這種戰(zhàn)略工具的風(fēng)險。
2、從MRP到JIT
JIT（準(zhǔn)時生產(chǎn)方式）是起源于日本豐田汽車公司的一種生產(chǎn)管理方法。它的基本思想可概括為“只在需要的時候，按需要的量生產(chǎn)所需的產(chǎn)品”。這種生產(chǎn)方式的核心是追求一種無庫存的生產(chǎn)系統(tǒng)，或使庫存達(dá)到最小的生產(chǎn)系統(tǒng)。為此而開發(fā)了包括“看板”在內(nèi)的一系列具體方法，并逐漸形成了一套獨具特色的生產(chǎn)經(jīng)營體系。JIT的成功應(yīng)用有賴于4個基本原則，即消除浪費、員工參予決策、供應(yīng)商參予以及全面質(zhì)量管理。
（1）JIT生產(chǎn)方式的目標(biāo)
JIT的總體目標(biāo)是一個平衡的生產(chǎn)系統(tǒng)，一個貫穿整個系統(tǒng)的平滑、迅速的物料流。具體來說，主要有以下分目標(biāo)：①消除中斷——由于質(zhì)量低劣、設(shè)備故障、進(jìn)度安排改變、送貨延遲等造成；②使系統(tǒng)具有柔性——對品種、產(chǎn)量變化的適應(yīng)性；③減少換產(chǎn)時間與生產(chǎn)提前期；④存貨最小化；⑤消除浪費。
（2） JIT生產(chǎn)方式的基本手段
JIT生產(chǎn)方式的基本手段可以概括為以下三個方面：①適時適量生產(chǎn)，即“在需要的時候，按需要的量生產(chǎn)所需的產(chǎn)品”；②彈性配置作業(yè)人數(shù)，即根據(jù)生產(chǎn)量的變動，彈性地增減各生產(chǎn)線的作業(yè)人數(shù)，以及盡量用較少的人力完成較多的生產(chǎn)；③質(zhì)量保證，即通過將質(zhì)量管理貫穿于每一工序之中來實現(xiàn)提高質(zhì)量與降低成本的一致性，具體方法是“自動化”機(jī)制：使設(shè)備或生產(chǎn)線能夠自動檢測不良產(chǎn)品，一旦發(fā)現(xiàn)異?；虿涣籍a(chǎn)品可以自動停止設(shè)備運行的機(jī)制，為此在設(shè)備上開發(fā)、安裝了各種自動停止裝置和加工狀態(tài)檢測裝置；生產(chǎn)第一線的設(shè)備操作工人發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品或設(shè)備的問題時，有權(quán)自行停止生產(chǎn)的管理機(jī)制。
圖2說明這三個方面所組成的JIT構(gòu)造體系，在這個體系中包括JIT生產(chǎn)方式的基本目標(biāo)以及實施這些目標(biāo)的各個手段和方法，也包括這些目標(biāo)與各種手段方法之間的相互內(nèi)在聯(lián)系。
3、從MRP、JIT到TOC理論
TOC（Theory of Constraint）限制理論認(rèn)為任何系統(tǒng)或組織都應(yīng)該有目標(biāo)，而阻礙此系統(tǒng)達(dá)成其目標(biāo)的因素就是限制。TOC認(rèn)為任何系統(tǒng)至少存在著一個限制，否則它就可能有無限的產(chǎn)出。因此要提高一個系統(tǒng)的產(chǎn)出，必須要打破系統(tǒng)的限制，如果改善系統(tǒng)狀況則必須從最弱的環(huán)節(jié)著手。在遵循一定的原則之上，關(guān)鍵是掌握企業(yè)的薄弱環(huán)節(jié)所在。一般制造企業(yè)的限制可歸納如下：（1）產(chǎn)能的限制，生產(chǎn)在線的瓶頸機(jī)器、工作站、材料不能如期供應(yīng)、品質(zhì)、工程能力等；（2）市場的限制，需求有限、市場規(guī)模、競爭程度、價格等；（3）時間的限制,如何在有限的時間內(nèi)，達(dá)成預(yù)算的計劃（項目）；（4） 人的限制，傳統(tǒng)的思考方式、缺乏管理技能、領(lǐng)導(dǎo)和授權(quán)的能力、溝通和化解沖突、問題解決的能力等；（5）政策的限制，不合時宜的政策、制度和思維方式、績效評估、作業(yè)流程等。
4、從MRP、JIT到敏捷制造
敏捷制造系統(tǒng)是一種動態(tài)的生產(chǎn)系統(tǒng)，它能夠根據(jù)市場的變化，通過信息交換網(wǎng)絡(luò)將不同地域、不同企業(yè)的制造資源進(jìn)行組合，以最快捷的方式生產(chǎn)市場所需要的產(chǎn)品。因此，實現(xiàn)敏捷制造的首要任務(wù)就是如何能夠有效地尋找具有所需制造資源的企業(yè)，實現(xiàn)制造資源的集成。敏捷制造是圍繞著新產(chǎn)品或新經(jīng)營機(jī)遇的產(chǎn)品過程通過建立動態(tài)聯(lián)盟來進(jìn)行產(chǎn)品的經(jīng)營、開發(fā)、生產(chǎn)和銷售的。動態(tài)聯(lián)盟的快速組成和解散需要對現(xiàn)有MRP II信息系統(tǒng)的構(gòu)成進(jìn)行優(yōu)化與調(diào)整。在跨企業(yè)的生產(chǎn)計劃調(diào)度和資源控制之間，聯(lián)盟內(nèi)各企業(yè)的信息系統(tǒng)往往是異構(gòu)的，如何有效地利用這些資源實現(xiàn)供應(yīng)鏈協(xié)同工作也是敏捷制造要解決的問題。
5、從MRP、JIT到精益生產(chǎn)
精益生產(chǎn)（Lean Production，LP）綜合了大量生產(chǎn)與單件生產(chǎn)方式的優(yōu)點，力求在大量生產(chǎn)中實現(xiàn)多品種和高質(zhì)量產(chǎn)品的低成本生產(chǎn)。MRP II與精益生產(chǎn)在生產(chǎn)與管理的各個層面與環(huán)節(jié)都有著不同的追求與操作方法。精益生產(chǎn)的核心是JIT， 精益生產(chǎn)本身就是由JIT擴(kuò)展而成的包括設(shè)計、制造、管理、營銷等一個完整的體系。而日本人把TPS（TOYOTA Production System），即豐田生產(chǎn)方式作為JIT的擴(kuò)展體系來研究。