按訂單生產(chǎn)企業(yè)計劃與控制模式的新思路

按訂單生產(chǎn)企業(yè)計劃與控制模式的新思路摘要本文分析了訂貨型生產(chǎn)企業(yè)的特點，提出了包括用戶訂貨階段的多級并發(fā)控制漏斗模型，在此基礎上，提出了多級計劃與控制系統(tǒng)的總體模型，從而將多級計劃與控制的研究向前推進了一步。關鍵詞：訂貨型生產(chǎn)，輸入輸出控制，多級計劃與控制系統(tǒng)，模型一、引言迄今為止，關于生產(chǎn)計劃與控制的研究大都以備貨型生產(chǎn)(Make-toatock,MTS)企業(yè)為背景，對于訂貨型生產(chǎn)(Make-to-0rder，MTO)企業(yè)則研究較少。其原因是，不少人認為對MTS企業(yè)所用的方法，對MTO企業(yè)也適用。其實不然。例如.線性規(guī)劃方法用于優(yōu)化產(chǎn)品組合，對于MTS企業(yè)適用，對MTO企業(yè)則不適用，因為用戶不一定按工廠事先優(yōu)化的結果來訂貨。進一步分析可以看出，MTS企業(yè)與MTO企業(yè)的差別是很大的。因此，必須研究適于MTO企業(yè)的生產(chǎn)計劃與控制方法。對于MTS企業(yè)，一般要生產(chǎn)大量標準產(chǎn)品，因而可采用專用高效設備和專業(yè)化人員。對其生產(chǎn)的產(chǎn)品可以進行需求預測，并可按預測的結果采用各種優(yōu)化資源利用的策略來組織生產(chǎn)。由于通過成品庫存來滿足顧客的訂貨，顧客用不著關心何時交貨，產(chǎn)品價格一般也由生產(chǎn)者事先確定。MTS企業(yè)在生產(chǎn)上所面臨的決策主要是生產(chǎn)什么和生產(chǎn)多少。相反MTO企業(yè)完全按顧客的要求生產(chǎn)，它幾乎沒有什么標準產(chǎn)品，因而采用通用機器設備和使用具有多種操作技能的工人。對其產(chǎn)品的需求也難以預測。因此不能按事先確定的優(yōu)化資源利用的策略來組織生產(chǎn)。交貨期和價格是顧客和生產(chǎn)廠都十分關心的問題，必須通過協(xié)商解決。MTO企業(yè)在接受訂貨方面所面臨的決策主要是確定價格與交貨期。交貨期問題包括兩個方面：交貨期設置與交貨期控制。正確設置交貨期是保證按期交貨和爭取顧客的前提。交貨期設置過緊，超過了企業(yè)的生產(chǎn)能力，造成誤期交貨，將給企業(yè)帶來經(jīng)濟損失和信譽損失；交貨期設置過松，雖能保證按期交貨，但浪費了制造資源，對顧客又沒有吸引力。交貨期控制就是要保證按已設定的交貨期制造出產(chǎn)品，這是本文討論的重點。生產(chǎn)計劃與控制是生產(chǎn)管理的主要內容，直接關系到企業(yè)如何以最小的成本、最好的質量、最高的效率實現(xiàn)按期交貨的問題，然而，以往研究的生產(chǎn)計劃與控制方法大都針對MTS企業(yè)，不大適合MTO企業(yè)。為了解決這個問題，人們提出了輸入輸出控制(Input/outputcontrol,IOC)方法。IOC方法的思想最初是由Wight提出的，后來彳很多人對它作了進一步研究。它的基本原理是并發(fā)地(Simultaneously)控制輸入和輸出。Karni曾宣稱他建立了一個IOC系統(tǒng)，但他的系統(tǒng)只允許輸出改變，而輸入是固定不變的。Wiendahl提出的“負荷導向生產(chǎn)控制方法”,運用“漏斗模型”作工具，有效地處理了現(xiàn)場的生產(chǎn)控制問題。Onur和Fabrycky宣稱他們提出了唯一能同時控制輸入輸出的方法，但他們的方法也只能從任務釋放（投料）階段開始，沒考慮用戶訂貨階段。只有從用戶訂貨階段就同時控制任務與能力，才能保證按期交貨，這是本文的出發(fā)點。二、多級并發(fā)控制的漏斗模型“漏斗模型”是德國wiendahl等人對輸入輸出控制的一種形象描述。一臺機器，一個工作站，一個生產(chǎn)單元，一個車間乃至一個工廠都可以看作是一個漏斗，作為漏斗的輸入，可以是來自顧客的訂貨，可以是新投的任務或上道工序轉來的工件。漏斗出口的大小則表示整個工廠、車間或機床的加工能力。生產(chǎn)能力在一定范圍內是可以調整的，但有一個最大能力限制。漏斗中的水則表示累積的任務量。漏斗模型的工作機理可以通過“輸入輸出圖”來描述。該圖的縱坐標表示工作量，一般以小時為單位；橫坐標為時間，一般以工作日為單位，輸入輸出圖的基本要素是輸入曲線與輸出曲線。這兩條折線的縱向高度表示相應到達（完成）的工作量，水平寬度表示相鄰兩任務到達（完成）的問隔時間。輸入曲線和輸出曲線可以近似地用兩條直線表示，這兩條直線間的水平距離表示彼加工零件的平均通過時間，垂直距離表示平均在制品（WIP）的庫存量，它們之間的關系為：平均通過時間=平均在制品庫存量/單位時間內輸出由此可見，要想減少零件的平均通過時間（從而減少制造提前朋），而維持單位時間內輸出（生產(chǎn)能力）不變，則應該減少平均在制品庫存量。當在制品庫存量升高時，必然是輸入過多或（和）生產(chǎn)能力不足，這時要減少輸入和增大生產(chǎn)能力；相反，當在制品庫存量下降時，則要增加輸入和減少生產(chǎn)能力。圖1不同的IOC系統(tǒng)圖1中（a）和（b）分別表示Karni和0nur的輸入輸出控制漏斗模型。由圖1（a）中可以看出，這種IOC系統(tǒng)只允許通過改變生產(chǎn)能力來控制輸出，而投料（輸入）是不改變的。當輸入大于最大的生產(chǎn)能力時，車間的在制品必然越來越多，就會失去控制。圖1（b）則不然，它可以同時控制輸入和輸出。當累積的任務增加，就增大生產(chǎn)能力，導致在制品減少時，從而導致投料加快，使累積的任務減少；當車間在制品增加時，則使投料減少，導致累積的任務量增加，從而導致生產(chǎn)能力增加，使在制品減少。這樣可以使在制品，從而使制造提前期得到保證。然而，如果生產(chǎn)能力達到極限，累積的任務就會不斷增加，這是由于未對接受訂貨進行控制。本文提出的10C系統(tǒng)考慮了訂貨階段，如圖2所示。對于MTO企業(yè)，主要包括兩個決策，一是接受訂貨決策，主要解決接不接，接什么，接多少和何時交貨的問題。這是本模型優(yōu)于已有模型之處。二是投料決策，主要解決投不投，投什么，投多少和何時投的問題。由圖2可以看出，最上層漏斗是市場，市場積累了各種顧客的訂貨，這些訂貨有可能為本企業(yè)所接受。中層漏斗是任務池，存放已接受，但還未投料的顧客訂貨。最下層為制造車間，存放著已投料但還未完工的在制品。當車間在制品增加時，就要通過加班加點或其它措施來增加生產(chǎn)能力，以提高出產(chǎn)的速度，同時，要減少投料，控制輸入。投料減少，則任務池中積累的任務增加，將減少接受訂貨。反之，當車間在制品下降時，就要減少主產(chǎn)能力，避免資源浪費。同時，要增加投料，以增加輸入。投料增加，則任務池內的積累任務減少，將多接受訂貨任務。這樣，實現(xiàn)了接受訂貨、投料和生產(chǎn)的多級并發(fā)控制。三、多級計劃與控制系統(tǒng)總體模型以往的生產(chǎn)計劃與控制方法往往是分離的。制訂計劃時，未考慮所用的控制方法，進行控制時，又忽略了計劃的要求，致使計劃往往落空。因此，有必要建立多級計劃與控制總體模型，逐步實現(xiàn)生產(chǎn)計劃與控制的集成。事實上，對于MTO企業(yè)，在作出訂貨決策時，不僅要考慮交貨期，而且要考慮價格。圖3為多級計劃與控制系統(tǒng)的總體模型，該模型可以分成三個部分：接受訂貨決策、投料決策和執(zhí)行。如圖3所示，當顧客提出訂貨要求時，除品種和數(shù)量之外，還要提出所希望的價格Pc和交貨Dc，并掌握一個能夠接受的最高價格氏Pcmax最遲的交貨期Dcmaxo企業(yè)在同顧客談判過程中，可以通過報價系統(tǒng)得出一個通常的價格P和最低價格Pmin°如果Pc>P,企業(yè)將接受顧客提出的價格Pc。企業(yè)通過交貨期設置系統(tǒng)確定一個通常的交貨期D和最緊的交貨期Dmin,如果DC2D,生產(chǎn)廠將根據(jù)任務池的信息決定是否接受訂貨。如果Pc<P,且Pmin2Pcmax，生產(chǎn)廠將拒絕接受訂貨。同樣，如果Dc2Dcmax，生產(chǎn)廠也將拒絕接受訂貨。如果Pc<P,且Pmin<Pcmax，則雙方仍有協(xié)商余地。協(xié)商過程將十分復雜，協(xié)商的過程中價格與交貨期將相互作用。較低的價格與較寬的交貨期或者較高的價格與較緊的交貨期都可能成交。符合生產(chǎn)廠優(yōu)選組合的訂貨也可能在較低的價格下成交。在作出接受訂貨決策時，還要考慮任務池中累積的任務的情況，當累積任務超出規(guī)定的界限，仍有可能拒絕接受訂貨。同時還要將已接受的訂貨編入產(chǎn)品出產(chǎn)計劃（MPS）o已接受的訂貨進入任務池。能否投料不僅取決于車間在制品水平（通過監(jiān)測、統(tǒng)計得到）的情況，而且取決于原材料、工具和資料方面的準備情況，至于投什么、投多少和何時投的問題要按MRP、OPT及其它生產(chǎn)計劃系統(tǒng)提供的計劃決定。投料之后，任務進入現(xiàn)場，要按加工路線和任務到達情況對各臺機器的加工任務進行排序，編制工序級作業(yè)計劃，現(xiàn)場加工的情況可通過監(jiān)測及統(tǒng)計得到，當進度偏離計劃時，通過調度來糾正偏差，監(jiān)測和統(tǒng)計得到的信息反饋到投料和調度，使并發(fā)控制得以實現(xiàn)。最后是完工處理。四、結論訂貨型生產(chǎn)（MT0）企業(yè)的生產(chǎn)計劃與控制問題有其特殊性和重要性，應該研究。輸入輸出控制是進行生產(chǎn)控制的有效手段，對于MTO企業(yè)，實行輸入輸出控制必須從用戶訂貨階段開始，否則