主生产计划

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主生产计划(Master Production Schedule,MPS):生产计划工作的重要内容

　　主生产计划(MPS)，是根据销售计划预先建立的一份计划，由主生产计划员负责维护,是确定每一具体的最终产品在每一具体时间段内生产数量的计划。

　　这里的最终产品是指对于企业来说最终完成、要出厂的完成品，它要具体到产品的品种、型号。这里的具体时间段，通常是以周为单位，在有些情况下，也可以是日、旬、月。主生产计划详细规定生产什么、什么时段应该产出，它是独立需求计划。主生产计划根据客户合同和市场预测，把经营计划或生产大纲中的产品系列具体化，使之成为展开物料需求计划的主要依据，起到了从综合计划向具体计划过渡的承上启下作用。主生产计划必须考虑客户订单和预测、未完成订单、可用物料的数量、现有能力、管理方针和目标等等。因此，它是生产计划工作的一项重要内容。

　　主生产计划的计划对象主要是把生产规划中的产品系列具体化以后的出厂产品，通称最终项目，所谓“最终项目”通常是独立需求件，对它的需求不依赖于对其他物料的需求而独立存在。但是由于计划范围和销售环境不同，作为计划对象的最终项目其含义也不完全相同。

　　从满足最少项目数的原则出发，下面对三种制造环境分别考虑MPS应选取的计划对象。

　　1、在为库存而生产（Make to Stock，MTS）的公司：用很多种原材料和部件制造出少量品种的标准产品，则产品、备品备件等独立需求项目成为MPS计划对象的最终项目。。对产品系列下有多种具体产品的情况，有时要根据市场分析估计产品占系列产品总产量的比例。此时，生产规划的计划对象是系列产品，而MPS的计划对象是按预测比例计算的。产品系列同具体产品的比例结构形式，类似一个产品结构图，通常称为计划物料或计划BOM。

　　2、在为订单而生产（Make to Order，MTO）的公司：最终项目一般就是标准定型产品或按订货要求设计的产品，MPS的计划对象可以放在相当于T形或V形产品结构的低层，以减少计划物料的数量。如果产品是标准设计或专项，最终项目一般就是产品结构中0层的最终产品。

　　3、在为订单而装配（Assemble to Order，ATO）的公司：产品是一个系列，结构相同，表现为模块化产品结构，都是由若干基本组件和一些通用部件组成。每项基本组件又有多种可选件，有多种搭配选择（如轿车等），从而可形成一系列规格的变型产品，可将主生产计划设立在基本组件级。在这种情况下，最终项目指的是基本组件和通用部件。这时主生产计划是基本组件（如发动机、车身等）的生产计划。

　　一般地，对于一些由标准模块组合而成的、型号多样的、有多种选择性的产品（如个人电脑），将MPS设立在基本零部件这一级，不必预测确切的、最终项目的配置，辅助以成品装配计划（FAS）来简化MPS的处理过程。FAS也是一个实际的生产制造计划，它可表达用户对成品项目的、特定的多种配置需求，包括从部件和零配件的制造到产品发货这一部份的生产和装配，如产品的最终装配。测试和包装等。对于有多种选择项的项目，采用FAS时，可简化MPS的。可用总装进度（FAS）安排出厂产品的计划，用多层MPS和计划BOM制订通用件、基本组件和可选件的计划。这时，MPS的计划对象相当于X形产品结构中“腰部”的物料，顶部物料是FAS的计划对象。用FAS来组合最终项目，仅根据用户的订单对成品装配制定短期的生产计划。MPS和FAS的协同运行，实现了从原材料的采购、部件的制造到最终产品交货的整个计划过程。

　　例如，电脑制造公司可用零配件来简化MPS的排产。市场需求的电脑型号，可有若干种不同的零部件组合而成，可选择的零配件包括：6种CPU、4种主板、3种硬盘、1种软驱、2种光驱、3种内存、4种显示器、3种显卡、2种声卡、2种Modem、5种机箱电源。基于这些不同的选择，可装配出的电脑种类有 6*4*3*......＝103680种，但主要的零配件总共只有6+4+3+......＝35种，零配件的总数比最终产品的总数少得多。显然，将MPS定在比最终产品（电脑）这一层次低的某一级（零配件）比较合理。经过对装配过程的分析，确定只对这些配件进行MPS的编制，而对最后生成的 103680种可选产品，将根据客户的订单来制订最终装配计划。这种生产计划环境即是面向订单装配。实际编制计划时，先根据历史资料确定各基本组件中各种可选件占需求量的百分比，并以此安排生产或采购，保持一定库存储备。一旦收到正式订单，只要再编制一个总装计划（FAS），规定从接到订单开始，核查库存、组装、测试检验、发货的进度，就可以选装出各种变型产品，从而缩短交货期，满足客户需求。

　　编制主生产计划（MPS）时要确定每一具体的最终产品在每一具体时间段内的生产数量。它所需要满足的约束条件首先是:

　　1、主生产计划所确定的生产总量必须等于总体计划确定的生产总量

　　该约束条件包括两个方面:

• 第一个方面是每个月某种产品各个型号的产量之和等于总体计划确定的该种产品的月生产总量；
• 第二个方面是，总体计划所确定的某种产品在某时间段内的生产总量（也就是需求总量）应该以一种有效的方式分配在该段时间段内的不同时间生产。

　　当然，这种分配应该是基于多方面考虑的，例如，需求的历史数据，对未来市场的预测，订单以及企业经营方面的其他考虑。此外，主生产计划既可以周为单位，也可以日、旬或月为单位。当选定以周为单位以后，必须根据周来考虑生产批量（断续生产的情况下）的大小，其中重要的考虑因素是作业交换成本和库存成本。

　　2、在决定产品批量和生产时间时必须考虑资源的约束

　　与生产量有关的资源约束有若干种，例如设备能力、人员能力、库存能力（仓储空间的大小）、流动资金总量等等。在制定主生产计划时，必须首先清楚地了解这些约束条件，根据产品的轻重缓急来分配资源，将关键资源用于关键产品。

　　主生产计划是根据企业的能力确定要做的事情，通过均衡地安排生产实现生产规划的目标，使企业在客户服务水平、库存周转率和生产率方面都能得到提高，并及时更新、保持计划的切实可行和有效性。主生产计划中不能有超越可用物料和可能能力的项目。在编制主生产计划时，应遵循这样一些基本原则。

　　1、最少项目原则：用最少的项目数进行主生产计划的安排。如果MPS中的项目数过多，就会使预测和管理都变得困难。因此，要根据不同的制造环境，选取产品结构不同的级，进行主生产计划的编制。使得在产品结构这一级的制造和装配过程中，产品（或）部件选型的数目最少，以改进管理评审与控制。

　　2、独立具体原则：要列出实际的、具体的可构造项目，而不是一些项目组或计划清单项目。这些产品可分解成可识别的零件或组件。MPS应该列出实际的要采购或制造的项目，而不是计划清单项目。

　　3、关键项目原则：列出对生产能力、财务指标或关键材料有重大影响的项目。对生产能力有重大影响的项目，是指那些对生产和装配过程起重大影响的项目。如一些大批量项目，造成生产能力的瓶颈环节的项目或通过关键工作中心的项目。对财务指标而言，指的是与公司的利润效益最为关键的项目。如制造费用高，含有贵重部件，昂贵原材料，高费用的生产工艺或有特殊要求的部件项目。也包括那些作为公司主要利润来源的，相对不贵的项目。而对于关键材料而言，是指那些提前期很长或供应厂商有限的项目。

　　4、全面代表原则：计划的项目应尽可能全面代表企业的生产产品。MPS应覆盖被该MPS驱动的MRP程序中尽可能多数组件，反映关于制造设施，特别是瓶颈资源或关键工作中心尽可能多的信息。

　　5、适当裕量原则：留有适当余地，并考虑预防性维修设备的时间。可把预防性维修作为一个项目安排在MPS中，也可以按预防性维修的时间，减少工作中心的能力。

　　6、适当稳定原则：在有效的期限内应保持适当稳定。主生产计划制订后在有效的期限内应保持适当稳定，那种只按照主观愿望随意改动的做法，将会引起系统原有合理的正常的优先级计划的破坏，削弱系统的计划能力。

　　编制主生产计划一般要经过以下步骤：

　　1、根据生产规划和计划清单确定对每个最终项目的生产预测。

　　2、根据生产预测、已收到的客户订单、配件预测以及该最终项目作为非独立需求项的需求数量，计算总需求。

　　3、根据总需求量和事先确定好的订货策略和批量，以及安全库存量和期初库存量，计算各时区的主生产计划接收量和预计可用量。使用如下公式从最初时区推算：

　　第K+1时区的预计可用量=第K时区预计可用量+第K+1时区主生产计划接收量-第K+1时区 的总需求量(K=0,1,……)

　　第0时区预计可用量=期初可用量

　　在计算过程中，如预计可用量为正值，表示可以满足需求量，不必再安排主生产计划量；如预计库存量为负值，则在本时区计划一个批量作为主生产计划接收量。从而给出一份主生产计划的备选方案。在此过程中，要注意均衡生产的要求。

　　4、用粗能力计划评价主生产计划备选方案的可行性，模拟选优，给出主生产计划报告。

　　虽然经营规划、预测和生产规划可为主生产计划的编制提供合理的基础，但随着情况的变化，主生产计划期的改变仍是不可避免的。为了寻求一个比较稳定的主生产计划，提出了时界的概念，向生产计划人员提供一个控制计划的手段。

　　在计划展望期内最近的计划期，其跨度等于或略大于最终产品的总装配提前期；稍后的计划期其跨度加上第1计划期的跨度等于或略大于最终产品的累计提前期。这两个计划期的分界线称为需求时界，它提醒计划人员，早于这个时界的计划已在进行最后阶段，不宜再作变动；第二个计划期和以后的计划期的分界线称为计划时界，它提醒计划人员，在这个时界和需求时界之间的计划已经确认，不允许系统自动更改，必须由主生产计划员来控制；在计划时界以后的计划系统可以改动。通过两种时界向计划人员提供一种控制手段。

　　在制定主生产计划的过程中涉及到一系列的量，计算方法分述如下：

　　1、生产预测

　　生产预测用于指导主生产计划的编制，使得主生产计划员在编制主生产计划时能遵循生产规划的目标。它是某产品类的生产规划总生产量中预期分配到该项产品的部分，其计算通常使用百分比计划清单来分解生产规划。

　　2、未兑现的预测

　　未兑现的预测是在一个时区内尚未由实际客户订单兑现的预测，它指出在不超过预测的前提下，对一个最终项目还可以期望得到多少客户订单。计算方法是以某时区的预测值减去同一时区的客户订单。但是早于需求时界的累计未兑现预测如何处理，典型的MRPⅡ软件将提供不同的策略供用户选择，或移到需求时界之后的第一个时区，或忽略不计。

　　3、总需求

　　某个时区的总需求量即为本时区的客户订单、未兑现的预测和非独立需求之和。

　　4、可签约量(Available To Promise，简记为ATP)

　　签约量等于主生产计划量减去实际需求。此项计算从计划展望期的最远时区由远及近逐个时区计算。如果在一个时区内需求量大于计划量，超出的需求可从早先时区的可签约量中预留出来。

　　5、累计可签约量

　　从最早的时区开始，把各个时区的可签约量累加到所考虑的时区即是这个时区的累计可签约量。它指出在不改变主生产计划的前提下，积累到目前所考虑的时区为止，关于此最终项目还可向客户作出多大数量的供货承诺。

　　一般，主生产计划员首先根据总需求量、ATP、预计可用量和时界策略来制定主生产计划,然后,当新的操作数据产生时，再对主旨产计划进行维护。

　　例中，生产规划量、百分比清单、生产预测、配件预测、客户订单、非独立需求以及期初库存可用量都是事先给定的。对早于需求时界的未兑现预测，则采用移至需求时界后第1时区的策略。然后用上面的方法计算各个时区的主生产计划量，给出一份主生产计划备选方案。

　　主生产计划与总体计划的连接

　　在主生产计划的基本模型中，并未考虑利用生产速率的改变、人员水平的变动或调节库存来进行权衡、折衷。但是，总体计划是要考虑生产速率、人员水平等折衷因素的，因此，在实际的主生产计划制定中，是以综合计划所确定的生产量而不是市场需求预测来计算主生产计划量。也就是说，以总体计划中的生产量作为主生产计划模型中的预测需求量。总体计划中的产量是按照产品系列来规定的，为了使之转换成主生产计划中的市场需求量，首先需要对其进行分解，分解成每一计划期内对每一具体型号产品的需求。在作这样的分解时，必须考虑到不同型号、规格的适当组合，每种型号的现有库存量和已有的顾客订单量相等，然后，将这样的分解结果作为主生产计划中的需求预测量。

　　总而言之，主生产计划应是对总体计划的一种具体化，当主生产计划以上述方式体现了总体计划的意图时，主生产计划就成为企业整个经营计划中的一个重要的、不可或缺的部分。

　　主生产计划的“冻结”（相对稳定化）

　　主生产计划是所有部件、零件等物料需求计划的基础。由于这个原因，主生产计划的改变，尤其是对已开始执行、但尚未完成的主生产计划进行修改时，将会引起一系列计划的改变以及成本的增加。当主生产计划量要增加时，可能会由于物料短缺而引起交货期延迟或作业分配变得复杂；当主生产计划量要减少时，可能会导致多余物料或零部件的产生（直至下一期主生产计划需要它们），还会导致将宝贵的生产能力用于现在并不需要的产品。当需求改变，从而要求主生产量改变时，类似的成本也同样会发生。

　　为此，许多企业采取的做法是，设定一个时间段，使主生产计划在该期间内不变或轻易不得变动，也就是说，使主生产计划相对稳定化，有一个“冻结”期。 “冻结”的方法可有多种，代表不同的“冻结”程度。

　　一种方法是，规定“需求冻结期”，它可以包括从本周开始的若干个单位计划期，在该期间内， 没有管理决策层的特殊授权，不得随意修改主生产计划。例如，将主生产计划设定为8周。在该期间内，没有特殊授权，计划人员和计算机（预先装好的程序）均不能随意改变主生产计划。

　　另一种方法是规定“计划冻结期”。计划冻结期通常比需求冻结期要长，在该期间内，计算机没有自主改变主生产计划的程序和授权，但计划人员可以在两个冻结期的差额时间段内根据情况对主生产计划作必要的修改。在这两个期间之外，可以进行更自由的修改，例如，让计算机根据预先制定好的原则自行调整主生产计划。这几种方法实质上只是对主生产计划的修改程度不同。例如，某企业使用3个冻结期，8周、13周和26周。在8周以内，是需求冻结期，轻易不得修改主生产计划；从8周到13周，主生产计划仍较呈刚性，但只要零部件不缺，可对最终产品的型号略作变动；从13到26周，可改变最终产品的生产计划，但前提仍是物料不会发生短缺。26周以后，市场营销部门可根据需求变化情况随时修改主生产计划。

　　总而言之，主生产计划冻结期的长度应周期性地审视，不应该总是固定不变。此外，主生产计划的相对冻结虽然使生产成本得以减少，但也同时减少了响应市场变化的柔性，而这同样是要发生成本的。因此，还需要考虑二者间的平衡。

　　不同生产类型中的主生产计划的变型

　　主生产计划是要确定每一具体的最终产品在每一具体时间段内的生产数量。其中的最终产品，是指对于企业来说，最终完成的要出厂的产品，但实际上，这主要是指大多数“备货生产型”（make-to-stock）的企业而言。在这类企业中，虽然可能要用到多种原材料和零部件，但最终产品的种类一般较少（如下面图 1所示），且大都是标准产品，这种产品的市场需求的可靠性也较高。因此，通常是将最终产品预先生产出来，放置于仓库，随时准备交货。

　　在另外一些情况下，特别是随着市场需求的日益多样化，企业要生产的最终产品的“变型”是很多的。所谓变型产品,往往是若干标准模块的不同组合。例如，以汽车生产为例，传统的汽车生产是一种的大批量备货生产类型，但在今天，一个汽车装配厂每天所生产的汽车可以说几乎没有两量是一样的，因为顾客对汽车的车身颜色、驱动系统、方向盘、座椅、音响、空调系统等不同部件可以自由选择，最终产品的装配只能根据顾客的需求来决定，车的基本型号也是由若干不同部件组合而成的。

　　例如，一个汽车厂生产的汽车，顾客可选择的部件包括：3种发动机（大小）、4种传动系统、2种驱动系统、3种方向盘、3种轮胎尺寸、3种车体、2种平衡方式、4种内装修方式、2种制动系统。基于顾客的这些不同选择，可装配出的汽车种类有3*4*2…=10368种，但主要部件和组件只有3+4+2+… =26种，即使再加上对于每辆车来说都是相同的那些部件，部件种类的总数也仍比最终产品种类的总数要少得多。因此，对于这类产品，一方面，对最终产品的需求是非常多样化和不稳定的，很难预测，因此保持最终产品的库存是一种很不经济的做法。而另一方面，由于构成最终产品的组合部件的种类较少，因此预测这些主要部件的需求要容易得多，也精确得多。所以，在这种情况下，通常只是持有主要部件和组件的库存，当最终产品的订货到达以后，才开始按订单生产。这种生产类型被称为“组装生产”（assemble-to-order）。这样，在这种生产类型中，若以要出厂的最终产品编制MPS，由于最终产品的种类很多，该计划将大大复杂化，而且由于难以预测需求，计划的可靠性也难以保证。因此，在这种情况下， 主生产计划（MPS）是以主要部件和组件为对象来制定的。例如，在上述汽车厂的例子中，只以26种主要部件为对象制定MPS。当订单来了以后，只需将这些部件作适当组合，就可在很短的时间内提供顾客所需的特定产品。

　　还有很多采取订货生产类型（make-to-order）的企业，如特殊医疗器械、模具等生产企业，当最终产品和主要的部件、组件都是顾客订货的特殊产品时，这些最终产品和主要部件、组件的种类比它们所需的主要原材料和基本零件的数量可能要多得多。因此，类似于组装生产，在这种情况下，主生产计划（MPS）也可能是以主要原材料和基本零件为对象来制定的。