主生產計劃

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主生產計劃(Master Production Schedule,MPS):生產計劃工作的重要內容

　　主生產計劃(MPS)，是根據銷售計劃預先建立的一份計劃，由主生產計劃員負責維護,是確定每一具體的最終產品在每一具體時間段內生產數量的計劃。

　　這裡的最終產品是指對於企業來說最終完成、要出廠的完成品，它要具體到產品的品種、型號。這裡的具體時間段，通常是以周為單位，在有些情況下，也可以是日、旬、月。主生產計劃詳細規定生產什麼、什麼時段應該產出，它是獨立需求計劃。主生產計劃根據客戶合同和市場預測，把經營計劃或生產大綱中的產品系列具體化，使之成為展開物料需求計劃的主要依據，起到了從綜合計劃向具體計划過渡的承上啟下作用。主生產計劃必須考慮客戶訂單和預測、未完成訂單、可用物料的數量、現有能力、管理方針和目標等等。因此，它是生產計劃工作的一項重要內容。

　　主生產計劃的計劃對象主要是把生產規劃中的產品系列具體化以後的出廠產品，通稱最終項目，所謂“最終項目”通常是獨立需求件，對它的需求不依賴於對其他物料的需求而獨立存在。但是由於計劃範圍和銷售環境不同，作為計劃對象的最終項目其含義也不完全相同。

　　從滿足最少項目數的原則出發，下麵對三種製造環境分別考慮MPS應選取的計劃對象。

　　1、在為庫存而生產（Make to Stock，MTS）的公司：用很多種原材料和部件製造出少量品種的標準產品，則產品、備品備件等獨立需求項目成為MPS計劃對象的最終項目。。對產品系列下有多種具體產品的情況，有時要根據市場分析估計產品占系列產品總產量的比例。此時，生產規劃的計劃對象是系列產品，而MPS的計劃對象是按預測比例計算的。產品系列同具體產品的比例結構形式，類似一個產品結構圖，通常稱為計劃物料或計劃BOM。

　　2、在為訂單而生產（Make to Order，MTO）的公司：最終項目一般就是標准定型產品或按訂貨要求設計的產品，MPS的計劃對象可以放在相當於T形或V形產品結構的低層，以減少計劃物料的數量。如果產品是標準設計或專項，最終項目一般就是產品結構中0層的最終產品。

　　3、在為訂單而裝配（Assemble to Order，ATO）的公司：產品是一個系列，結構相同，表現為模塊化產品結構，都是由若幹基本組件和一些通用部件組成。每項基本組件又有多種可選件，有多種搭配選擇（如轎車等），從而可形成一系列規格的變型產品，可將主生產計劃設立在基本組件級。在這種情況下，最終項目指的是基本組件和通用部件。這時主生產計劃是基本組件（如發動機、車身等）的生產計劃。

　　一般地，對於一些由標準模塊組合而成的、型號多樣的、有多種選擇性的產品（如個人電腦），將MPS設立在基本零部件這一級，不必預測確切的、最終項目的配置，輔助以成品裝配計劃（FAS）來簡化MPS的處理過程。FAS也是一個實際的生產製造計劃，它可表達用戶對成品項目的、特定的多種配置需求，包括從部件和零配件的製造到產品發貨這一部份的生產和裝配，如產品的最終裝配。測試和包裝等。對於有多種選擇項的項目，採用FAS時，可簡化MPS的。可用總裝進度（FAS）安排出廠產品的計劃，用多層MPS和計劃BOM制訂通用件、基本組件和可選件的計劃。這時，MPS的計劃對象相當於X形產品結構中“腰部”的物料，頂部物料是FAS的計劃對象。用FAS來組合最終項目，僅根據用戶的訂單對成品裝配製定短期的生產計劃。MPS和FAS的協同運行，實現了從原材料的採購、部件的製造到最終產品交貨的整個計划過程。

　　例如，電腦製造公司可用零配件來簡化MPS的排產。市場需求的電腦型號，可有若幹種不同的零部件組合而成，可選擇的零配件包括：6種CPU、4種主板、3種硬碟、1種軟碟機、2種光碟機、3種記憶體、4種顯示器、3種顯卡、2種音效卡、2種Modem、5種機箱電源。基於這些不同的選擇，可裝配出的電腦種類有 6*4*3*......＝103680種，但主要的零配件總共只有6+4+3+......＝35種，零配件的總數比最終產品的總數少得多。顯然，將MPS定在比最終產品（電腦）這一層次低的某一級（零配件）比較合理。經過對裝配過程的分析，確定只對這些配件進行MPS的編製，而對最後生成的 103680種可選產品，將根據客戶的訂單來制訂最終裝配計劃。這種生產計劃環境即是面向訂單裝配。實際編製計劃時，先根據歷史資料確定各基本組件中各種可選件占需求量的百分比，並以此安排生產或採購，保持一定庫存儲備。一旦收到正式訂單，只要再編製一個總裝計劃（FAS），規定從接到訂單開始，核查庫存、組裝、測試檢驗、發貨的進度，就可以選裝出各種變型產品，從而縮短交貨期，滿足客戶需求。

　　編製主生產計劃（MPS）時要確定每一具體的最終產品在每一具體時間段內的生產數量。它所需要滿足的約束條件首先是:

　　1、主生產計劃所確定的生產總量必須等於總體計劃確定的生產總量

　　該約束條件包括兩個方面:

• 第一個方面是每個月某種產品各個型號的產量之和等於總體計劃確定的該種產品的月生產總量；
• 第二個方面是，總體計劃所確定的某種產品在某時間段內的生產總量（也就是需求總量）應該以一種有效的方式分配在該段時間段內的不同時間生產。

　　當然，這種分配應該是基於多方面考慮的，例如，需求的歷史數據，對未來市場的預測，訂單以及企業經營方面的其他考慮。此外，主生產計劃既可以周為單位，也可以日、旬或月為單位。當選定以周為單位以後，必鬚根據周來考慮生產批量（斷續生產的情況下）的大小，其中重要的考慮因素是作業交換成本和庫存成本。

　　2、在決定產品批量和生產時間時必須考慮資源的約束

　　與生產量有關的資源約束有若幹種，例如設備能力、人員能力、庫存能力（倉儲空間的大小）、流動資金總量等等。在制定主生產計劃時，必須首先清楚地瞭解這些約束條件，根據產品的輕重緩急來分配資源，將關鍵資源用於關鍵產品。

　　主生產計劃是根據企業的能力確定要做的事情，通過均衡地安排生產實現生產規劃的目標，使企業在客戶服務水平、庫存周轉率和生產率方面都能得到提高，並及時更新、保持計劃的切實可行和有效性。主生產計劃中不能有超越可用物料和可能能力的項目。在編製主生產計劃時，應遵循這樣一些基本原則。

　　1、最少項目原則：用最少的項目數進行主生產計劃的安排。如果MPS中的項目數過多，就會使預測和管理都變得困難。因此，要根據不同的製造環境，選取產品結構不同的級，進行主生產計劃的編製。使得在產品結構這一級的製造和裝配過程中，產品（或）部件選型的數目最少，以改進管理評審與控制。

　　2、獨立具體原則：要列出實際的、具體的可構造項目，而不是一些項目組或計劃清單項目。這些產品可分解成可識別的零件或組件。MPS應該列出實際的要採購或製造的項目，而不是計劃清單項目。

　　3、關鍵項目原則：列出對生產能力、財務指標或關鍵材料有重大影響的項目。對生產能力有重大影響的項目，是指那些對生產和裝配過程起重大影響的項目。如一些大批量項目，造成生產能力的瓶頸環節的項目或通過關鍵工作中心的項目。對財務指標而言，指的是與公司的利潤效益最為關鍵的項目。如製造費用高，含有貴重部件，昂貴原材料，高費用的生產工藝或有特殊要求的部件項目。也包括那些作為公司主要利潤來源的，相對不貴的項目。而對於關鍵材料而言，是指那些提前期很長或供應廠商有限的項目。

　　4、全面代表原則：計劃的項目應儘可能全面代表企業的生產產品。MPS應覆蓋被該MPS驅動的MRP程式中儘可能多數組件，反映關於製造設施，特別是瓶頸資源或關鍵工作中心儘可能多的信息。

　　5、適當裕量原則：留有適當餘地，並考慮預防性維修設備的時間。可把預防性維修作為一個項目安排在MPS中，也可以按預防性維修的時間，減少工作中心的能力。

　　6、適當穩定原則：在有效的期限內應保持適當穩定。主生產計劃制訂後在有效的期限內應保持適當穩定，那種只按照主觀願望隨意改動的做法，將會引起系統原有合理的正常的優先順序計劃的破壞，削弱系統的計劃能力。

　　編製主生產計劃一般要經過以下步驟：

　　1、根據生產規劃和計劃清單確定對每個最終項目的生產預測。

　　2、根據生產預測、已收到的客戶訂單、配件預測以及該最終項目作為非獨立需求項的需求數量，計算總需求。

　　3、根據總需求量和事先確定好的訂貨策略和批量，以及安全庫存量和期初庫存量，計算各時區的主生產計劃接收量和預計可用量。使用如下公式從最初時區推算：

　　第K+1時區的預計可用量=第K時區預計可用量+第K+1時區主生產計劃接收量-第K+1時區 的總需求量(K=0,1,……)

　　第0時區預計可用量=期初可用量

　　在計算過程中，如預計可用量為正值，表示可以滿足需求量，不必再安排主生產計劃量；如預計庫存量為負值，則在本時區計劃一個批量作為主生產計劃接收量。從而給出一份主生產計劃的備選方案。在此過程中，要註意均衡生產的要求。

　　4、用粗能力計劃評價主生產計劃備選方案的可行性，模擬選優，給出主生產計劃報告。

　　雖然經營規劃、預測和生產規劃可為主生產計劃的編製提供合理的基礎，但隨著情況的變化，主生產計劃期的改變仍是不可避免的。為了尋求一個比較穩定的主生產計劃，提出了時界的概念，向生產計劃人員提供一個控制計劃的手段。

　　在計劃展望期內最近的計劃期，其跨度等於或略大於最終產品的總裝配提前期；稍後的計劃期其跨度加上第1計劃期的跨度等於或略大於最終產品的累計提前期。這兩個計劃期的分界線稱為需求時界，它提醒計劃人員，早於這個時界的計劃已在進行最後階段，不宜再作變動；第二個計劃期和以後的計劃期的分界線稱為計劃時界，它提醒計劃人員，在這個時界和需求時界之間的計劃已經確認，不允許系統自動更改，必須由主生產計劃員來控制；在計劃時界以後的計劃系統可以改動。通過兩種時界向計劃人員提供一種控制手段。

　　在制定主生產計劃的過程中涉及到一系列的量，計算方法分述如下：

　　1、生產預測

　　生產預測用於指導主生產計劃的編製，使得主生產計劃員在編製主生產計劃時能遵循生產規劃的目標。它是某產品類的生產規劃總生產量中預期分配到該項產品的部分，其計算通常使用百分比計劃清單來分解生產規劃。

　　2、未兌現的預測

　　未兌現的預測是在一個時區內尚未由實際客戶訂單兌現的預測，它指出在不超過預測的前提下，對一個最終項目還可以期望得到多少客戶訂單。計算方法是以某時區的預測值減去同一時區的客戶訂單。但是早於需求時界的累計未兌現預測如何處理，典型的MRPⅡ軟體將提供不同的策略供用戶選擇，或移到需求時界之後的第一個時區，或忽略不計。

　　3、總需求

　　某個時區的總需求量即為本時區的客戶訂單、未兌現的預測和非獨立需求之和。

　　4、可簽約量(Available To Promise，簡記為ATP)

　　簽約量等於主生產計劃量減去實際需求。此項計算從計劃展望期的最遠時區由遠及近逐個時區計算。如果在一個時區內需求量大於計劃量，超出的需求可從早先時區的可簽約量中預留出來。

　　5、累計可簽約量

　　從最早的時區開始，把各個時區的可簽約量累加到所考慮的時區即是這個時區的累計可簽約量。它指出在不改變主生產計劃的前提下，積累到目前所考慮的時區為止，關於此最終項目還可向客戶作出多大數量的供貨承諾。

　　一般，主生產計劃員首先根據總需求量、ATP、預計可用量和時界策略來制定主生產計劃,然後,當新的操作數據產生時，再對主旨產計划進行維護。

　　例中，生產規劃量、百分比清單、生產預測、配件預測、客戶訂單、非獨立需求以及期初庫存可用量都是事先給定的。對早於需求時界的未兌現預測，則採用移至需求時界後第1時區的策略。然後用上面的方法計算各個時區的主生產計劃量，給出一份主生產計劃備選方案。

　　主生產計劃與總體計劃的連接

　　在主生產計劃的基本模型中，並未考慮利用生產速率的改變、人員水平的變動或調節庫存來進行權衡、折衷。但是，總體計劃是要考慮生產速率、人員水平等折衷因素的，因此，在實際的主生產計劃制定中，是以綜合計劃所確定的生產量而不是市場需求預測來計算主生產計劃量。也就是說，以總體計劃中的生產量作為主生產計劃模型中的預測需求量。總體計劃中的產量是按照產品系列來規定的，為了使之轉換成主生產計劃中的市場需求量，首先需要對其進行分解，分解成每一計劃期內對每一具體型號產品的需求。在作這樣的分解時，必須考慮到不同型號、規格的適當組合，每種型號的現有庫存量和已有的顧客訂單量相等，然後，將這樣的分解結果作為主生產計劃中的需求預測量。

　　總而言之，主生產計劃應是對總體計劃的一種具體化，當主生產計劃以上述方式體現了總體計劃的意圖時，主生產計劃就成為企業整個經營計劃中的一個重要的、不可或缺的部分。

　　主生產計劃的“凍結”（相對穩定化）

　　主生產計劃是所有部件、零件等物料需求計劃的基礎。由於這個原因，主生產計劃的改變，尤其是對已開始執行、但尚未完成的主生產計划進行修改時，將會引起一系列計劃的改變以及成本的增加。當主生產計劃量要增加時，可能會由於物料短缺而引起交貨期延遲或作業分配變得複雜；當主生產計劃量要減少時，可能會導致多餘物料或零部件的產生（直至下一期主生產計劃需要它們），還會導致將寶貴的生產能力用於現在並不需要的產品。當需求改變，從而要求主生產量改變時，類似的成本也同樣會發生。

　　為此，許多企業採取的做法是，設定一個時間段，使主生產計劃在該期間內不變或輕易不得變動，也就是說，使主生產計劃相對穩定化，有一個“凍結”期。 “凍結”的方法可有多種，代表不同的“凍結”程度。

　　一種方法是，規定“需求凍結期”，它可以包括從本周開始的若幹個單位計劃期，在該期間內， 沒有管理決策層的特殊授權，不得隨意修改主生產計劃。例如，將主生產計劃設定為8周。在該期間內，沒有特殊授權，計劃人員和電腦（預先裝好的程式）均不能隨意改變主生產計劃。

　　另一種方法是規定“計劃凍結期”。計劃凍結期通常比需求凍結期要長，在該期間內，電腦沒有自主改變主生產計劃的程式和授權，但計劃人員可以在兩個凍結期的差額時間段內根據情況對主生產計劃作必要的修改。在這兩個期間之外，可以進行更自由的修改，例如，讓電腦根據預先制定好的原則自行調整主生產計劃。這幾種方法實質上只是對主生產計劃的修改程度不同。例如，某企業使用3個凍結期，8周、13周和26周。在8周以內，是需求凍結期，輕易不得修改主生產計劃；從8周到13周，主生產計劃仍較呈剛性，但只要零部件不缺，可對最終產品的型號略作變動；從13到26周，可改變最終產品的生產計劃，但前提仍是物料不會發生短缺。26周以後，市場營銷部門可根據需求變化情況隨時修改主生產計劃。

　　總而言之，主生產計劃凍結期的長度應周期性地審視，不應該總是固定不變。此外，主生產計劃的相對凍結雖然使生產成本得以減少，但也同時減少了響應市場變化的柔性，而這同樣是要發生成本的。因此，還需要考慮二者間的平衡。

　　不同生產類型中的主生產計劃的變型

　　主生產計劃是要確定每一具體的最終產品在每一具體時間段內的生產數量。其中的最終產品，是指對於企業來說，最終完成的要出廠的產品，但實際上，這主要是指大多數“備貨生產型”（make-to-stock）的企業而言。在這類企業中，雖然可能要用到多種原材料和零部件，但最終產品的種類一般較少（如下麵圖 1所示），且大都是標準產品，這種產品的市場需求的可靠性也較高。因此，通常是將最終產品預先生產出來，放置於倉庫，隨時準備交貨。

　　在另外一些情況下，特別是隨著市場需求的日益多樣化，企業要生產的最終產品的“變型”是很多的。所謂變型產品,往往是若幹標準模塊的不同組合。例如，以汽車生產為例，傳統的汽車生產是一種的大批量備貨生產類型，但在今天，一個汽車裝配廠每天所生產的汽車可以說幾乎沒有兩量是一樣的，因為顧客對汽車的車身顏色、驅動系統、方向盤、座椅、音響、空調系統等不同部件可以自由選擇，最終產品的裝配只能根據顧客的需求來決定，車的基本型號也是由若幹不同部件組合而成的。

　　例如，一個汽車廠生產的汽車，顧客可選擇的部件包括：3種發動機（大小）、4種傳動系統、2種驅動系統、3種方向盤、3種輪胎尺寸、3種車體、2種平衡方式、4種內裝修方式、2種制動系統。基於顧客的這些不同選擇，可裝配出的汽車種類有3*4*2…=10368種，但主要部件和組件只有3+4+2+… =26種，即使再加上對於每輛車來說都是相同的那些部件，部件種類的總數也仍比最終產品種類的總數要少得多。因此，對於這類產品，一方面，對最終產品的需求是非常多樣化和不穩定的，很難預測，因此保持最終產品的庫存是一種很不經濟的做法。而另一方面，由於構成最終產品的組合部件的種類較少，因此預測這些主要部件的需求要容易得多，也精確得多。所以，在這種情況下，通常只是持有主要部件和組件的庫存，當最終產品的訂貨到達以後，才開始按訂單生產。這種生產類型被稱為“組裝生產”（assemble-to-order）。這樣，在這種生產類型中，若以要出廠的最終產品編製MPS，由於最終產品的種類很多，該計劃將大大複雜化，而且由於難以預測需求，計劃的可靠性也難以保證。因此，在這種情況下， 主生產計劃（MPS）是以主要部件和組件為對象來制定的。例如，在上述汽車廠的例子中，只以26種主要部件為對象制定MPS。當訂單來了以後，只需將這些部件作適當組合，就可在很短的時間內提供顧客所需的特定產品。

　　還有很多採取訂貨生產類型（make-to-order）的企業，如特殊醫療器械、模具等生產企業，當最終產品和主要的部件、組件都是顧客訂貨的特殊產品時，這些最終產品和主要部件、組件的種類比它們所需的主要原材料和基本零件的數量可能要多得多。因此，類似於組裝生產，在這種情況下，主生產計劃（MPS）也可能是以主要原材料和基本零件為對象來制定的。