2023年-JIT精益生产和MRP概况.docx
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1、JIT 和 MRPby AMT黄炜编译作者的评论这篇文章是超越了它那个时代的。在1987 年国际APICS会议上,当它被接受并提出时, 只得到了一般性的关注。我想这与那时的环 境有很大关系,那时大多数的APICS成员都 选择了靠在JIT阵营一方或MRP阵营一方。 相反,这篇文章提出每个人都应兼顾两方, 这种观点与那时的流行观点是相违背的。然 而,十年以后,人们对JIT和MRP的集成却 表现了强烈的兴趣。介绍制造资源计划和准时制生产各有各的优点。 但要恰当的混而用之,实践人员必须理解两 者的原理。一些企业有运行模型来证明这一 点,但这只有经过大量的测试和错误之后才 能得到,这篇文章提出了制造资源
2、计划(MRP ) 与准时制生产(J I T )固有冲突的一些基本设想,并说明了它们的实际解决方法。当定量或批量为100,作为一批在工厂中处 理,就是说在将这一批1 00件送往下一个工 作中心前,第一个工作中心要开始并完成这 1 00件的任务,组件发送报告和订单跟踪的 MRP/SFC事务数目通常是由工作中心的数目 来决定的,而订单加上一些跟踪订单和结束 事务必须通过工作中心。可如果通过处理过 程的订单不是一批,而是一次一件。那前述 的事务数目将增加1 00倍。不是一件一件的 处理这些事务,发送的表单、现有库存数量 和订购数量都不会是实际数量。然而,当制造过程是稳定和严格确定时,象 许多需求拉动的
3、过程流,当其它事件被报告 后,许多事件就可推断已经发生了。也就是 说,当产品完工后,就可推断相应的组件已 被耗用,并能从库存中自动扣减(倒冲)。 另外,既然制造过程能通过需求拉动方法, 用于产品流和物料运送控制,那达到发送目 的的订单也就不需要了,从而,报告参与运 作完成的事务也就不需要做了。关于需求拉动和MRP的另一个问题就是车间 订单(shop order),这与需要和期望的事 务有关。事实上,这是一个实际问题,而不 是理论问题。标准MRP系统假定制造项目是 通过使用车间订单,在物料清单(B0M )中 按工序排列的,车间订单需要一些生成、保 存、结束事务。一个车间订单由一个事务产 生,这个
4、生成或交付事务分配授权号、零件 号、订单数量和到期日给订单,做这个订单 还要参考物料清单或需求文件,并相应分配 必要的原材料或组件,然后按订单发送原材 料或组件。比每个制造项目的分配量发送的 多或少,都是没有按MRP工序化来做的。这 将引起在下次计划滚动时对记录进行重新 结余,并不允许记录结束。另外,当订单发送时,标准的MRP需要制造 订单所需的所有组件,MRP的运行和分配逻 辑都支持这个假设。最后,MRP假定订单上的生产数量将被完成, 并在订单到期日内这个数量都有效。如果完 成了订单的一部分数量,并由这个订单作出 报告(由一个部分收到事务来完成)。未结 订单数量将按部分收到数量来减,并且现有
5、 库存数量将增加。接下来的MRP运行将把这 个制造项目的库存记录进行重新结余,现有 库存余额的增加会要求对记录重新进行计 划。当制造项目的最终数量完成了,并报告 已收到,车间订单就可以停止存在了。这时, 大多数MRP系统检查物料是否适当的被发送 了,以支持车间订单中上一级项目的制造数 量,并查看车间订单上报告制造数量是否与 订单上要求的生产数量相符。发送给某个订 单的组件又被另一个订单上的制造项目所 使用。这时,MRP将检查两个订单的不均并 做出报告以解决这个问题。在许多制造环境中,期望做前述的“检查并 结余”是必要的,它们价值与控制活动和事 务的运行费用是相称的,事实上,标准的MRP 逻辑就
6、是设计来支持并产生一种制造能力, 能以相当明确和可控制的方式运行。在这种方式被重新定义后,标准的MRP假设 也需做修改以适应新方式。用车间订单以某 日产率来授权生产可以不用做了。另外,当制造过程开始时,并不是所有的组 件都是必需的,只是在不同的工作中心,当 上一级项目制造过程向前推进后,才需要添 加而已。这个过程的完工项目也希望是按确 定的产率输出的。实际的产出如比确定产率高或低,那在以后 每日或每周的产量就希望能有自动的调节 措施了。当然,MRP可以使用一系列的车间 订单来适应这种情况(为每日或每周产率做 订单)。然而,需用来保持所有订单的事务 一般过多,而且不能保证是经济的和良好的 控制。
7、需求拉动(看板)在一个工厂及供应商,顾客之间,需求拉动、 拉动或看板是物料运送和队列控制的高度 可视化方法。需求拉动以最简单的形式,使 用一个看板方块或空位,这些空位安放于各工作中心之间(或供应商和顾客之间),所 有物料通过这些看板方块从一个工作中心 移动到下一个工作中心,每个看板方块分配 一定数量的单元格(或容器)授权存储在里 面,看板方块的工作数量是同它的授权级别 有关系的,而授权级别影响它上游和下游工 作中心的运作。不管何时,需求拉动对应于 其实践有两个原则:1 .除非你的下游看板低于它的授权水平, 否则,你这个工作中心就不要进行工作。2 .进行生产以保持你的下游看板是满的。工作流图1图
8、示了两个工作中心和三个看板,小人 图象代表了每个工作中心,方块代表看板。 在这个图里面,每个看板被分成三部分来代 表看板的授权存储水平,圆圈是一个工作部 件,工作部件可以是一件或一个容器等,工 作流向从左到右。在图1中,每个工作中心被授权执行它们的 分配任务。工作向下游传送,工作中心供应 的看板方块都低于它们的授权水平,注意到 每个工作中心都在工作并执行必需的操作, 当每个工作中心完成了其任务时,产品就向 下游看板传送。如图2O图2这时,如果从看板3不拉出物料,那两个工 作中心都停止工作。所有的下游看板都保持 了它们的授权水平。按规则1,没有工作中 心被授权开始任何工作,仅当下游看板方块 打开
9、(看板低于其授权水平)。上游工作中 心才被授权从其上游看板中拉出一个工作部件,开始执行它的任务。在图2中,所有 的工作都是停止的,在制品库存达到最大。一旦从看板3中拉出了一个部件,工作中心 B马上被授权开始生产,从看板2中拉出物 料以进行生产另一个工作部件,这就使得看 板2低于其授权水平,从而工作中心A开始 从看板1中拉出物料,生产另一个工作部件。 如图3、图4所示。工作中心A看板2 工作中心A看板3工作流图3图4O 不 豆 看板1 注意在图4中,两个工作中心都在工作,另 一个工作部件正被授权生产以补充到看板1 中去,当上游工作中心不能看到实际的下游 看板方块时,看板卡就被引入到物料运送的 这
10、种需求拉动过程,在这种情况下,卡片代 表在上游和下游工作中心之间的看板方块 的授权存储空位,有了卡片,就可以生产了。 这些卡片授权开始生产,并与生产结束相联 系。当物料向下游运送时,卡片也开始随之 移动。当物料被下游工作中心使用了,卡片 将向上游工作中心返回。简单的观察可以看 出,看板卡与部件一起移向下游工作中心, 独自返回上游工作中心。这些卡片就挂在上 游工作中心的告示板上,操作人员可以迅速 看到工作中心的状态。这块板通常标明了两 个工作中心所用到的所有看板卡的数目,除 了在运送物料和看板返回时的时间间歇,都 能看到看板方块。从而操作人员可得到一个 全面的信息:有多少物料可发往下游,有多 少
11、需要生产。一般来讲,在两个工作中心之间的看板方块 就呆在两个指定的工作中心之间,并不随着 生产(从物料提取到产品完工)而移动,不 像标准的车间订单那样。可是在Milwarkie 的Omark工厂,Oregon就有一种看板卡,实 际是车间订单,它们以有色号码与其它看板 区别开,并在制造过程的开始就被引入这些 卡片与物料一起向前推进,当它们到达下游 工作中心时就拿走或挂起。当所有的运作完 成后,它们就从制造车间拿走,返回到计划 部门。这就是需求拉动,很机械,并不难操作。然 而,它对其它因素的影响是很明显的,如WIP (Work- In- Process)在制品 生产、提前期、 质量、设置以及订单数
12、量等因素。使用确定的计划订单(Firm P 1 anned Order/FPO )使用一系列每日或每周车间订单以保持持 续的生产效率,但在重复性的需求拉动制造 过程中,MRP/JIT用户已认识到:无用的车 间订单导致的成本是明显的,所以它们都避 免使用计划收据并用FPO来代替它,当MRP系统没有用订单号来分配和控制FPO时,尤 其可行。在这种情况下,最终分配订单和生产计划都 被作为是一系列的FPO (每日或每周),由 于FPO的这种扩展,组件的需求就产生了。 以生产率将FPO与制造过程联系起来,生产 率与每个工作中心的能力需求和最后一个 工作中心的产出率联系起来。最后一个工作 中心通过需求拉动
13、方法反过来设置生产过 程的生产步调。在最后一个工作中心输出产 品,一个收到事务就传送给FPO (这是一个 特别的生成事务,在标准的MRP系统中没有) 以减少FPO上的数量,增加制造项目的现有 库存数量,同时,这个事务反冲(back-flush) 或减少最终制造项目所用到的所有组件的 现有库存数量,车间订单是不会做这些工作 的。首先,反冲时就已没有车间订单了。其 次,需求拉动方法是用于物料运送控制和车 间队列控制。前面所说的控制流就是直接从 FAS或MPS中得来的。本文不是MRP或JIT的概述,而是关于两者 实际集成的本质讨论。JIT,从更广泛的意 义来说,它包括了一个制造企业的所有各个 方面。
14、虽然许多特别的问题需要做讨论,但本文就 MRP和J I T有计划重点讨论的方面包括:混合模型计划没有车间定单的MRP倒冲原料的发送车间存货仓位需求拉动(看板)简化物料清单和工序规划单元提前期和定单数量的减少软件修改与供应商和顾客相联结超过二十多家的A级制造资源计划企业使用 JIT制造技术,它们的实践提供了本讨论的 前述的FPO的使用在理论上和实践上把MRP 和需求拉动联系起来了。一些使用这种方法 的实践人员建议用一个产率生成器来增强 功能(并不是必需的),产率生成器其实就 是一个软件,将每日生产数量转化为一系列 每日的FPO ,并根据比期望产率高或低的实 际产率来调整设定的产率。倒冲物料MRP
15、假定原材料和组件交付到工厂车间时, 都是按照制造订单严格计划和发送的。实际 上,这意味着交付后订单发送的第一个地方 就是零部件提取和发送的存储室。存储零件 的空间,接收、搬运、提取、发送零件的人 员,以及记录这些事件的事务,都是需要的, 这是MRP的传统方法,在大多数的制造企业 中仍沿用着这种方法。然而,JIT用的比较 多的企业,它们将这些活动、事务、库存以 及库存空间都看作是浪费,并尽可能要减少 这种浪费。大多数公司在减少存货和发送零 件(事务)时,感到冲突的不是要减少MRP 所需的事务,而是减少了对零件的控制。在1 975年,Joe Orlicky在它那本里程碑式 的物料需求计划秦生产和库
16、存管理的新方 式书中说:在许多生产活动中,确定每个 库存项目通过存储室的流通路线是不实际 的。在这种情况下,对MRP系统很重要的报 告来说,应基于事件来产生。这些事件是除 了存货实际到达和离开之外的事件。在随后 的收据和发料的处理选择中,要处理的事务 有:1 .来自储存室的报告初始化。2 .来自收到方的报告初始化。3 .由车间事件的触发。4 .来自其它事务的期望。简单来说,这意味着每一个事务对MRP来说 都是一个信号,反映着有效的零件或已被使 用的零件。JIT/MRP实践人员的第一个挑战 是,要维持一个对公司实际发生情况进行有 效模拟的计划系统。第二个挑战是尽可能减 少浪费,并将维护这个有效模
17、拟所需事件作 出报告。减少这些事务最普通的方法是:1 .后减(反冲法)。2 .前减(前冲法)。3 .同步减少(同步冲算法)。在每种情况下,组件库存基于其它事件的报 告(而不是发送事件本身)自动发送。在反 冲法的情况下,当制造订单收到后或报告已 完工时,组件存货的余额将减少。前冲法则 当订单交付(生成)时自动按制造订单发送 物料。而当指定的车间事件被报告后,如第 一次运行的开始或最后运行的结束,同步冲 算法将会把组件库存减少。前面已提到了,程序化的MRP来完成这些任 务,既不是什么新鲜事也不是什么挑战,使 用这些方法唯一的弱点就是要保持精确的 库存记录。着能做到,但必须成功的满足三 个前提:1
18、.物料清单(BOM)必须是100%精确。2 .所有的组件替代品必须恰当准确的报告。3 .所有的废料必须恰当准确的报告。三种自动减少技术都使用物料清单来减少 所需组件,物料清单有任何错误将会导致库 存余额产生错误。另外,由于组件库存的减 少是自动的,因此存储室很少被使用。从而 也没有了即时的使用检查,这种检查通常能 发现帐单错误(多余或少于从存储室发送的 数量。如果装配需要号码为1 234的制造项 目,而清单上错标为项目号1243,随后,装 配工仍将安装制造项目1 234, MRP系统将减 少项目1 243。在很短的时间内,装配线上将 发现项目1234经常短缺,而1243有多余。 可见,装配线上
19、仍使用所需的项目,而MRP 却按订单上的物料来减。使用检查减少了,当存储室没有后,将不再 能确认出替代品或组件废料。这种情况应适 当的作出报告,几乎所有的企业都能发现从 未发生报废过的零件,不可能发生替代,在 物料清单中1 00%的精确。这种(制造)项目 比较典型的如飞机工程,船体等交通类产品。 这些项目可以自动减,而不用怎么担心会出 问题。然而,这并不是大多数公司要减的项 目,要减的是螺钉帽、螺钉、弹簧、钾钉、配件和其它这类的小东西,正是这些项目是 大多数企业所无法准确控制和保存的。不管企业选择减哪个项目,如果它们的MRP 要保持有效运作,以上三点前提都必须满足。 实行J I T的企业普遍都
20、能满足那三个前提, 因此,就能实现千百个不必要的事务。所有 计划使用这些自动库存减少技术的企业都 应牢记,倒冲法要使用,它不是用来替代良 好控制的,而是优良控制的成果,这是 JIT/MRP实践人员的实践真知。车间存货仓位在J I T的实施中,实践人员在使用物料时把 它从库存中存放到工厂车间里,这就经常出 现个问题:这种库存应看作是存货,还是在 制品呢。实践表明,在被用于自动减少或用 了一个发送事务来减少前,最好是把它看作 是存货。而如果用反冲法来减,它就成为上 层父组件的零件。如是前冲法或同步冲算法 或发送出去了,它就成为在制品。不管怎么 推算,都将使MRP需库存记录95%精确的前 提得到满足
21、,如果零件存放在工厂车间而不是存储室,这种精确要求将变成一个很实际 的问题。限制出入是保存记录精确的绝对前提,限制 出入并不是说要树什么栅栏或其它类型的 实际界线,它意味着限制在指定区域的行为, 影响着营业的规范方式的考虑。它还意味着 存放在工厂车间的零件必须收到、搬运、处 理并将它看作是在存储室中一样看待。从而, 如果零件存放在工厂车间,工厂车间便是一 个限制出入区域,这就要求所有在工厂工作 和出入的人都受到过教育或培训,认识什么 是可以接受的行为,什么不是。为保持车间存货的库存精确度,另一个被证 明了极为有用的方法是:通过特定的存货仓 位来保存库存余额,这就是说,每个在需要 被使用时而临时
22、存储的零件都有一个库存 余额。如果零件是被存储在几个仓位中,那 每个仓位都有存储该零件的库存余额,MRP 只需加总所有仓位的余额,用仓位得到库存 余额的目的就是为了保存库存记录的精确。这样每个仓位有自己的库存余额,循环计算 库存是很容易的。另外,物料清单的错误, 未报告的废料、替代物很容易查出来。然而, 每次物料进出特定仓位都要作出报告,这是 需要一笔支出的,运送零件到这些仓位是很 简单的。但对软件来说是个挑战,自动减少 仓位,零件实际就从这些仓位提取,所有的 检查和需循环计算余额都没有做到。循环计算车间存货是必须的,通常是由在工 作中心使用这些零件的人来计算。可是,一 些企业是运送物料人员来
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