流程型与离散型工业生产计划与控制的比较研究
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企业生产计划是关于生产系统总体方面的计划，所反映的是企业在计划期应达到的产品品种、质量、产量和产值等生产方面的指标、生产进度及相应的生产活动要素(人、物资设备、资金和信息等)的配置，是指导企业计划期内生产活动的纲领性方案。根据计划期长短和所处层次的不同，企业生产计划可分为长期战略计划、中期生产计划和短期作业计划三个层面。企业的生产计划与控制体系，是企业经营的核心活动之一。做好企业的生产计划和控制工作，对保证按合同或顾客的质量、数量和时间要求提供最终产品，有着极其重要的意义。但由于产品性质和生产工艺的不同，连续的流程型工业生产和离散型工业的加工装配型生产，在生产活动的组织和执行上有着较大的差异，因而在生产计划的制定和执行上也有较大的不同。
1 离散型工业与流程型工业的不同特点
离散的加工装配型(也称车间任务型生产)生产的产品由许多零部件构成，且各零件的加工过程各自独立，所以整个产品的生产工艺是离散的，制成的零件通过部件装配和总装配最后成为成品。机械制造、电子设备制造等行业的生产过程，均属于这一类型。通常每项生产任务仅要求整个企业组织的一部分能力和资源。离散生产将功能类似的设备按空间和行政管理组成生产组织(工段或班组)，如：车、铣、磨、钻和装配等。在每一部门，工件从一个工作中心到另一工作中心，进行不同类型的工序加工。这样的流转，必须以主要工艺为中心，安排生产设备的位置，以使物料的传输距离最小。对于离散型生产的组织方式，其设备的使用是灵活的f同--SE序有可替换的工作中心)，工艺路线也可以是灵活的。对于离散型生产过程的管理，除了保证及时供料和零部件的加工质量以外，重要的是按产品BOM的要求控制零部件的生产进度和数量，保证生产的成套性，如果生产的品种、数量不成套，缺少一种零件就无法装配出成品。同时，要做好生产计划和粗细生产能力计划的匹配工作。由于生产能力的不足(如瓶颈工序)导致的少数零件的拖期，必然也会延长整个产品的生产周期，以至延误产品的交货期，还要蒙受大量在制品积压和生产资金积压的损失。
流程工业生产的工艺过程，是连续进行不能中断的；工艺过程的加工顺序是固定不变的，生产设施按照工艺流程布置；物料按照固定的工艺流程，连续不断地通过一系列设备和装置被加工处理成为成品。这类生产一般是经过混合、分离、成型或化学反应使材料增值。生产过程通常需要严格的过程控制和大量的投资资本。流程工业主要包括：食品、造纸、化工、原油、橡胶、陶瓷、塑料、玻璃、冶金、能源、制药等行业。对于流程型工业生产，保证连续供料和确保每一生产环节在工作期闻正常运行是管理的重点，任何一个生产环节出现故障，都会引起整个生产过程的瘫痪。由于这类产品和生产工艺相对稳定，有条件采用各种自动化装置，以实现对生产过程的实时监控。与离散工业相比，流程工业具有设备大型化、自动化程度较高、生产周期较长、过程连续或批处理等特征，故中期生产计划十分关键。
2 离散型工业与流程型工业生产计划系统的比较
从系统理论的角度来看，离散工业的主体制造过程属于离散事件系统，即系统的状态变量为可数，不是时间的连续函数；流程工业的主体加工过程属于连续系统，即系统的状态变量不可数，是时间的连续函数。在离散工业中，以时间为基准的竞争，是一个突出的特点。能否在最短的时间内开发、生产出新产品，并占领市场是企业生存的关键。在流程工业中，工艺流程基本稳定，产品类别在一定周期内变化不大，新产品上市时间体现为根据市场需求的变化，切换工艺方案使产品分布和构成更趋于合理所需的时间。
与离散工业相比，流程工业(如化工、冶金、炼油、电力、造纸等)具有设备大型化、自动化程度较高、生产周期较长、过程连续或批处理等特征，故中期生产计划十分关键。但中期生产计划的时间跨度大，难以直接在作业计划层得到落实和执行，故需要进一步分解成主生产计划(Master Producfioil Schedule，MPS)，从而安排详细的作业进度计划。MPS是描述相对短期的时段内(如旬、周、日等)、具体产品品种和批量的计划，它将生产计划与作业计划衔接起来，起到了承上启下的作用。而离散型工业，由于产品品种的多变性和生产工艺过程及工艺路线的多变性，其计划重点却是相对短期的主生产计划和车间作业计划与作业排序。
离散型企业MPS时段的计划参数可以被“冻结”，且其实际参数能够与计划参数吻合；而流程型企业MPS时段的计划参数虽然也可以被“冻结”，但其实际参数与计划参数很难吻合。这是因为在离散型生产计划和调度中，很难对生产做出切实的预测，每批任务的工时定额与实际值误差较大，生产过程中出现的不合格品、紧急插单、人员设备故障、加工提前期设置误差过大、工艺路线出错等因素，经常导致计划偏离。此外，流程型生产系统的非线性、随机性等本质特性，也导致MPS时段实际参数与计划参数的差异。具体地说，流程型生产过程的物理化学反应时间，会随着物料质量、外界温度、湿度、压力等的变化而变化，实际的MPS时段长度是不确定的；生产连续或批处理的特性，会使物料停于一定的设备容器或装置之中，在制品盘存十分困难，实际完成的产品批量也是不确定的；生产过程中的设备、质量等随机事故，都会导致非计划停车，最终会对实际的MPS时段长度及产品批量产生较大影响。
用于离散型工业的生产计划系统，并不适用于流程型工业，因为流程型生产同离散型生产在具体的业务处理方面有很大的区别。流程型工业与离散型工业生产计划系统的一个重要区别，体现在基础的静态数据上。通常表现树型结构的BOM，要求能表现网状结构的产品配方及工艺。由于流程型产品大多一气呵成，不像机械产品加工存在多阶段、多停顿，因此需要将能力参数、各种能源消耗以子项的形式挂在父项之下。流程型的各种物料参数、计量参数与流程工艺有密切关系，必须结合生产现场加以研究，这一点和离散型有重要区别四。物料清单(BOM)在离散型生产类型中，称为产品结构(或装配结构)，反映了父项与子项之间的装配关系，是一种严格的整数比例关系；而流程型生产类型中BOM则称为产品配方，它是按生产的工艺流程、物料投入产出的先后顺序进行划分的，既反映了产品结构，又反映了工艺流程，流程BOM的同一父项的各个子项物料同时进行化学反应或物理搅拌。它们之间这种非常严密的比例关系，反映了企业生产的配方，流程BOM具有一定的保密性。离散型生产类型中，BOM一般为较规范的上小下大的树型结构，称为“A”型BOM。流程型生产类型中BOM往往不是“A”型，有时是上大下小的网状结构，称为“V”型，有的则是上下大、中间小的“X”型。这是因为流程生产类型中。往往在制造产品的同时，由于设备、工艺等原因。不可避免地会出现本不希望产生的副产品；在其生产流程中，还会由于化学反应不充分或反应条件不合适，有些物料要返回重新处理，出现物料回流现象。能源在流程型生产产品成本中占据较大比重，为了有效地控制产品成本，在流程BOM中，也要把能源作为物料挂到相应的子项上。
3 生产计划制定与控制实施系统
在我国，生产计划系统多是采用MRPⅡ系统，其应用范围已从最初的离散式制造业，扩展到流程式加工企业。MRPⅡ作为一种综合的制定计划的工具，其核心在于各级计划系统。计划层次从粗到细逐层细化，每层计划在下达前，都必须反复进行需求与供给的平衡或负荷与能力的平衡，并根据反馈信息进行及时调整，以保证计划的一贯性、有效性与可行性。由于生产过程是按计划进行的，因而相应的生产管理系统被称为由前至后的推动式系统。相对于推动式系统，JIrI生产管理系统被称为拉动式系统，其核心是以恰当数量的物料，在恰当的时候，进入恰当的地方，生产出恰当质量的产品。这种方法可以减少库存、缩短工时、降低成本，从而提高生产效率。生产管理系统为了达到“三零”目标，生产过程必须严格控制，生产过程按订单进行组织，前道工序由后道工序触发。只有当后道工序因满足订单而出现库存减少到控制库存以下时，前道工序才为其补充库存而生产，整个生产过程并非按计划而是由后向前，由订单触发。
MRPⅡ的核心是“计划”，集中于计划和流程，重点解决手工无法实现的详细的计划安排和控制；BT是现场控制主导型管理方法，其核心是“控制”，重点在于生产过程本身，侧重于工作流程的简单化和控制。MRPⅡ是层级结构，可以利用集中处理所有相关信息的优势，对市场变化做出有效的反应，较适用于离散型生产环境；但是科层结构中的信息传递会引起时滞现象，影响信息传递的效率。JIT则是一种横向信息结构，管理层次少，对市场的小范围波动，还可以进行自律的微调，具有反应快速的优点；因其过分追求少库存，无法适应大的需求变化，而主要适用于需求相对平稳的重复、流程式生产运作环境。
由于MRPII和JIT二者都存在不足，可以将两者集成，以利用各自的优势。即利用MRPⅡ系统了解用户需求信息，进行产品预测，并与供应商及时地进行沟通。通过产品预测一BOM一库存状况一生产能力等环节，制定出满足用户需求的MRP，然后实施任务分解，确定出作业计划，作为生产与物料的计划系统。余下部分采用JIT作为计划的执行与控制系统，它根据MRPII的作业计划，按用户需求的产品品种、规格和数量进行生产与控制，以缩短生产准备时间与制造周期、降低库存、减少废品。
从运作机制来看，MRPII与JIT集成的系统追求瓶颈资源能力的最大利用，强调对瓶颈资源的管理。一方面，MRPⅡ系统利用互联网络和相应的决策支持系统，了解用户需求信息进行需求预测，并与供应商及时沟通。根据客户订单与需求预测，进行生产资源规划和能力规划，修订生成瓶颈资源利用计划。再根据BOM、库存状况及生产能力需求计划等制定出基本的物料需求计划。并识别管理流程和生产作业流程中的“瓶颈”，根据“瓶颈”的位置，对原计划按照“前拉后推”的原则进行优化调整，生成有生产能力保证的、可行的自制件投人出产计划，以保证对约束资源的充分合理地利用。然后实施任务分解，确定具体的车间作业计划。另一方面，JIT系统根据MRPII的作业计划，按用户需求的产品品种、规格和数量，利用采购订单计划和供应商能力计划以及看板系统，对生产过程实施双重控制。同时，把能力管理和现场作业管理的控制重点放在瓶颈工序上，在保持物流均衡的条件下，确保瓶颈工序不会发生停工待料，以保持生产作业的均衡化运行。同时采取措施提高瓶颈工序利用率，以便得到最大的有效产出。
MRPⅡ与JIT集成的系统，不但能对生产运作实现全过程的计划与控制，而且在信息集成共享的支持下，可大大缩短计划编制过程，加强计划的动态适应性，提高计划的准确性和及时性。并能提高基层生产系统的有效性和敏捷性，适应了时间竞争环境下快速响应客户需求的根本要求。
4 结束语
由于产品性质和生产工艺的不同，流程型工业生产和离散型工业的加工装配型生产，在生产活动的组织和执行上有着较大的差异，离散型工业与流程型工业生产计划系统，在计划时段、BOM结构的特点、生产计划不同层次的重要性，以及计划与控制的重点和目标上存在较大的不同，具有各自独特的特征。为了更好地制订和实施生产计划，提出了将计划主导型的MRP系统和现场控制主导的J1T系统，集成为生产计划系统的构想，希望能更好地解决生产计划制定与执行中的问题和不足。