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本课件说明生产管理的任务与内容、CAPMS的功能与工作原理，讲解物料需求计划的制定逻辑与MRPⅡ的功能结构及典型应用，介绍库存分类、订货点法与ABC管理法，并说明车间调度、负荷均衡、系统仿真与ERP的特点。
第8章 计算机辅助生产管理与运行控制
第8章 计算机辅助生产管理与运行控制
1.1 生产管理的基本概念：经营战略与计划任务 → 组织生产活动，调动资源和技术手段 → 保证计划任务的完成。
基本任务：
1. 生产管理基本内容
3) 生产计划管理：充分利用企业生产能力和各种资源，在综合平衡的基础上，制定最低消耗和成本的最优生产方案。
4) 生产控制管理：对生产准备、生产组织、生产过程的各方面控制，包括生产进度控制、产品质量控制、成本控制、库存控制等。
1.2 计算机辅助生产管理 CAPMS（Computer Aided Production Management System）
生产管理系统的基本结构：市场调研、经营决策 → 生产决策 → 主生产计划 → 物料需求计划 → 能力需求计划 → 生产作业计划 → 生产车间1（加工单元1）… 生产车间 n（加工单元 m）。
1.2.1 CAPMS 的功能：计划管理、资源管理、库存管理、生产控制、统计管理。
(1) 计划管理：根据市场预测和生产决策结果，将生产决策转化为产品主生产计划，即一个详细的进度计划。
(2) 资源管理：包括生产系统现有的和能力分析后新增加的设备、工装工具、人力资源及其相关文档资料的管理。
(3) 生产控制：按加工单元制定作业计划，具体到日、班、小时内各制造单元和设备要完成的产品数量、品种、期限和进度。
(4) 统计分析管理：主要完成对生产计划执行过程中各种信息、数据（如生产计划完成情况、设备运行状况和利用率、工时等）的采集、存储和分析功能，为系统改进、作业计划和生产计划调整和下一步生产计划的制定提供决策依据。
统计管理：系统信息采集 → 设备利用率统计分析、计划完成情况统计分析、生产效益统计分析、工时统计 → 系统运行综合评价。
1.2.2 CAPMS 的组成与工作原理：(1) 组成
工作原理：需求预测 → 主生产计划 → 物料需求计划（项目分解、净需求量计算）→ 能力需求计划（能力综合平衡）→ 作业计划（物料采购计划、制造资源添置计划、生产加工计划）→ 生产运行控制（进度控制、质量控制）。
支撑数据：产品与生产任务库、客户订单与历史需求量、客户订货档案、制造资源数据库、产品设计数据库、BOM、库存管理数据库、制造知识与规则库、零部件库存量、制造资源状况；同时进行成本控制。
1.3 生产系统的运行控制：产品制造活动的子系统。生产系统的运行实质上是按计划对原材料或零部件进行加工使其成为有使用价值的产品的变换过程。
生产系统的运行控制，就是要按照作业计划的要求，向生产系统输入所需的物料和信息，控制生产系统运行，在生产过程中不断采集、处理任务完成情况、设备运行状况等信息，并反馈给相关的决策子系统，通过对设备和物料流的控制，完成作业计划任务。
生产控制系统的主要功能：生产调度、计划管理、数据管理系统、协调控制、过程检测监控、运行统计分析、输入输出管理。
柔性制造系统：本页源文件仅标注系统名称，FMS 的构成图片建议对照原课件图片补充。
柔性制造系统功能与控制：本页源文件仅标注小节名称，功能与控制结构图片建议对照原课件图片补充。
2.1 物料需求计划 Material Requirement Planning（MRP）：20 世纪 60~70 年代为改善库存而提出，是生产和采购产品所需各种物料的计划，根据主生产计划需要物料的时间节点决定订货和生产。
MRP 的计划和管理功能：
MRP 信息流：市场预测、用户订单 → 主生产计划 → 物料需求计划（MRP）→ 物料清单 → 库存控制 → 零部件生产计划、物料采购计划。
物料需求计划的制定
MRP 核心是计算物料需求量。
2.2 MRPⅡ系统（Manufacturing Resources Planning）：在 MRP 系统的基础上，增加了生产能力计划、生产活动控制、采购和物料管理计划以及财务管理等功能，形成了一个综合的管理信息系统。
MRPⅡ 系统内的所有数据全由中央数据库集中管理和维护，实现了企业管理的功能集成和信息集成。
MRPⅡ 基本功能结构：生产规划 → 主生产计划 → 物料需求计划 → 能力需求计划 → 车间管理；支撑模块包括物料清单、制造工艺、需求管理、订单管理、库存管理、采购管理、生产统计、帐目管理、工资管理、固定资产管理。
MRP-Ⅱ 系统的应用
3.1 概念：制造业的库存是指企业用于今后销售或使用的储备物料，包括从事生产所需要的存储的物料、零件、配件、工具和用品以及在制造中的半成品和待销售的产品。
3.2 库存的分类与库存品的标识
3. 库存管理：本页源文件仅保留小节标题，库存分类图片建议对照原课件图片补充。
库存品管理的主文件包含信息
其它信息与库存状况信息
3.3 库存管理的主要功能
3.4 库存控制方法：本页源文件仅标注小节名称，订货点法与 ABC 管理法等控制策略图片建议对照原课件图片补充。
1) 订货点（Order Point）控制法：解决“何时订货 + 订多少货”的问题。
经济订货量 EOQ = √(2NS / CU)
式中：N 为零件的年销售量；S 为准备费用或订货费用；C 为库存支撑费用；U 为零件单位成本。
2) ABC 管理法：物料的重点管理法 —— 将物料分类排队为 A、B、C 三类。
分类标准：资金占用、消耗数量、重要程度等。
| 类别 | 数量占比 | 价值占比 | 管理方法 |
|---|---|---|---|
| A | 15%~20% | 75%~80% | 严格控制，缩短采购周期，库存记录准确、详细、完整；每月或每周盘点一次；优先权最高，重点管理 |
| B | 20%~25% | 10%~15% | 正常控制存储量，库存应准确，成批更新；每季或每月盘点一次；一般关注，管理有较大的机动性 |
| C | 60%~65% | 5%~10% | 简便控制，适当增加储备时间，减少订货次数，简化物料管理，成批更新；每年或每季盘点一次；优先级最低 |
库存总量的控制
4. 车间生产管理与控制：1. 车间生产管理实现的目标
4.2 车间管理与控制系统的功能结构：分解厂生产作业计划 → 平衡能力与负荷 → 协调资源与任务 → 生产任务静态排序 → 生产任务动态排序 → 平衡能力与负荷 → 生产任务动态调度 → 执行 → 设备状态实时数据采集 → 数据分析。
与计划状态存在偏差时进行生产调度；偏差可在车间内解决的调整车间作业计划，存在严重偏差时回到厂生产作业计划。
4.3 生产调度：生产作业计划 → 确定生产任务、工件加工顺序以及在加工过程中各种制造资源的实时动态调度，是车间运行控制的核心任务。
生产调度工作：
目标：全部机床的平均利用率最高；加工时间最少。
负荷均衡：分配给不同机床工作量所需加工时间差别最小；每批所有的加工任务分配到系统的各台机床。
图中对比机床 (a)、(b)、(c) 三种负荷—时间分配方案，(c) 为均衡方案。
5. 生产系统建模与仿真：用于设计新系统、改造旧系统，优化生产计划和调度方案。
典型对象：装卸站、有轨小车、加工中心1~3、托盘缓冲站等构成的柔性制造系统。
仿真结果参数示例：包括设备（MACHIN）利用率与占用率、车辆（VEHICLE）利用率、装卸站占用率、各队列平均长度（如 NEW、ONPALL、READY、INONQ 等）、工件在系统内的平均时间以及各事件的启动次数（如 INTROD、RETURN、LOADUP、UNLOAD、TRFRON、TRFROF、ARRIVE 等）。
注：源文件本页为仿真程序的原始输出，数值与指标名称严重粘连，未逐项还原为表格，建议对照原课件核对。
5. 生产系统建模与仿真：本页源文件仅保留小节标题，仿真模型或结果图片建议对照原课件图片补充。
6. 企业资源计划简介 ERP：MRP / MRPⅡ / ERP 经历的阶段
MRPⅡ 存在的问题
MRPⅡ 无法解决上述问题 → ERP。
ERP 利用信息技术和先进的管理思想，对整个供应链信息进行集成管理，为企业提供决策、计划、控制和经营业绩评估的全方位和系统化的平台。ERP 不仅是软件，更是一种管理理念。
企业运作的供需链图：供应市场 → 采购 → 加工 → 销售 → 需求市场，物料流入与物料流出构成物流过程，资金流入与资金流出构成资金流过程，各环节之间还有信息流。
ERP 的特点
ERP 与 MRPⅡ 的区别：MRPⅡ 的核心是物流，主线是计划，伴随着物流同时存在信息流和资金流。
ERP 已经将管理的重心转移到财务上，在企业的整个经营活动中贯穿了成本控制的概念，实现了物流、信息流、资金流的集成，扩大了业务管理的范围和深度。
思考题
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