计算机时代的计划控制技术（二）（by AMT 蔡颖）

2,线性规划的生产计划-LP

线性规划是通过系统的迭代程序去解联立线性方程的一系列方法的名称。以前,线性规划恐怕已成为在制造业中的最广为人知的与最独特的一种运筹学算法。

线性规划可以应用于具有下列一般特征的问题：
            (1),有可定义的目标（诸如利润、成本与在一定时间期内最大的生产量）
            (2),有许多可用的替代解。例如，可以不同成本在一个生产单元上运行或在另一生产单元上运行；或可以不同制造成本与运输成本从不同制造厂获得补充的仓库补货订货。
            (3),资源是有限的。例如，成本最低的设施其能力不足以生产全部所需产品.
            (4),重要的成本与绩效变量之间的关系是线性（一次）代数方程式表达。

若成本与变量间关系为线性的，且需求被认为是已经确定的，可以用线性规（LP）编制生产计划。对于一般情况，可以用单纯形法。 

我们对线性规划与数学技术的进行观察,当成本与变量关系是线性的，或可被近似分割为线性部分时，采用线性规划是可行的。考察工业中应用的复杂生产计划技术发现，只有线性规划的应用范围最宽。许多工作可用微软的Excel实现。对于软件来说，根本问题在于管理者对一般模型的态度。如果公司把建模作为解决问题的方式。它们可能会尝试更复杂的模型；并主要应用计算机作详细计划。在这些企业中，我们期望在其制定生产计划时，尝试用试算法制订备选计划。线性规划曾被应用于若干生产问题，主要是在流程工厂的计划,精炼厂、化学品、 油漆与玻璃厂、最近还有柔性机器中心的日程计划。目前这种算法实际上在制造厂里用途有限,更简单与更有效的算法使得这些复杂的数学方法成为不切实际的。

3,计划评审技术/关键路径法的项目计划-PERT/CPM     

计划评审技术（Program evaluation and review technique,  PERT）和关键路线法（critical path method,  CPM）是两种最著名的关键路线计划技术。它们都产生于19世纪50年代。PERT是美国海军特别计划委员会（the U.S. Navy Special Projects Office）于1958年制订北极星导弹研制计划时，作为一种计划与管理技术而最先使用并由此发展起来的。CPM则是由雷明顿－兰德公司（Remington-Rand）的J.E.克里（J.E. Kelly）和杜邦公司的M.R.沃尔克（M.R. Walker）在1957年提出的，当时是为了帮助一个化工厂制定停机期间的维护计划而采用的。

关键路线技术CPM指的是一套用于计划和控制项目实施的图形技术。在任何给定的项目中，要考虑的三个因素都是工期、成本和资源可用性。关键路线技术已经发展到既可以单个处理，也可以综合处理各因素的阶段。

关键路线技术用网络图形描述出一项工程的全貌，并提示要将注意力集中在关键路线上，因为它决定了项目的完成时间。为了使关键路线技术最大限度地发挥作用，应用该技术的项目必须具有如下特点：
1）工作或任务可以明确定义。它们的完成标志着项目的结束。
2）工作或任务互相独立。即可分别开始、结束和实施。
3）工作或任务有一定的顺序。它们必须按顺序依次完成。

建筑业，飞机制造业以及船业一般都符合上述要求，因此在这些行业中关键路线技术得到了广泛应用。在前面我们也曾经提到，项目管理和关键路线技术的应用在那些迅速变化的行业里正变得更加普及。

PERT和CPM都强调时间参数的确定，必须通过分析作为项目计划和控制基础的任务网络，来发现所需时间最长的工作路线。两者都使用节点和箭线表示。初期的PERT和CPM最基本的区别在于：PERT对完成活动所需时间采用三点时间估计－乐观时间、悲观时间和最可能时间，而CPM只使用最可能估计时间。由于这一差别，PERT最初主要用于研究与开发项目，因为此类项目的主要特点是不确定性；而CPM则用于例行性的或已有先例的工程活动计划。但是随着时间的推移，PERT和CPM这两个特点都已变得不明显。这主要是因为CPM的使用者也开始使用三点时间估计，而PERT的使用者也经常用节点表示活动。用节点表示活动在逻辑上比用箭线更加容易理解。三点时间估计可用于估计在规定时间完成任务的概率。因此，我们用节点表示活动，至于活动时间是用单点时间估计还是用三点时间估计，则取决于要实现的目标。而我们所说的PERT和CPM则指的是同一件事，尽管CPM较之PERT可能使用得更多。

从某种意义上讲，这两种技术的发展都应归功于它们的先驱－甘特图的广泛应用。对小项目，用甘特图可以直观地将各种活动和时间联系起来，但对于超过25或30个活动组成的项目，其可视性就变得极差，而且操作起来也十分困难。另外，甘特图也不能提供确定关键路线的直接方法。不过，尽管存在着理论上的缺陷，甘特图仍然具有很大的实用价值。

不过,在使用项目网络图和CPM或PERT时需要作出一些假定。当使用三点时间估计时，对于操作人员来说，最为困难的地方就是对统计学理论的理解。对活动时间的分布、三点时间估计、活动方差以及使用正态分布评价项目完成的概率等，都是产生误解的根源，会导致操作人员对计划的执行产生不信任和抵触情绪。因此，管理上必须确保负责监督和控制活动运作的人员懂得统计学。    

项目应用关键路线法的高昂成本有时也会成为被批评的对象。然而，应用PERT或CPM的成本很少超过项目总成本的2％。即使加入了工作分解图和其他各种报告后，其应用成本将大幅提高，但也很少会超过总成本的5％。因此，这些新增加的成本通常远远低于计划改进和项目时间缩短节约的成本。

4,非独立需求计划-MPS/MRP

主需求计划MDS或销售运作计划SOP来源于预测或销售订单,主要适合于最终产品或用于销售的半成品等? 主生产计划MPS主要是对公司利润有重大影响或消耗关键资源的成品或原辅料,才被标记为主计划物料，计划时需要额外的控制与支持,需要单独的计划运行,需要计划时界来保护计划的稳定性. MPS为企业管理者提供一个控制把手,来有效的控制计划：
1,一种可以授权与控制并支持客户服务、获利能力与资本投资,劳动力水平,库存投资与现金流的手段。
2,一种可以协调市场营销、销售、工程设计、制造与财务活动,来进行统一计划与提高团队协作的机制。
3,一种可以调和市场营销及销售方面的需求与制造能力的方法。
4,一种可以度量每一团队在执行共同计划中的绩效的手段。

MRP的计划主要是计划相关需求,从最高的需求通过多层的BOM(物料清单)计算而得。如零部件，半成品，原材料，辅料.制造作业中使用的大量物料的需求是由要生产某种含有这些物料的物品的决定所引起的。

MRP通常是通过下列逻辑分析来处理的：
           1,我们何时要去制造多少这种具体产品？
            2,需要哪些组件（或成份）？
            3,这些物品已在手头的有多少？
            4,此外已经订了货的有多少，它们将在何时到达？
            5,何时需要更多些，而且需要多少？
            6,这些物品应何时订货？

这就是MRP的基本逻辑。它对订货生产、客户定制的产品如船舶、建筑物或专用机器，对定期成批制造的小量或大量产品，对流程工业以及对重复性大量生产都是同样适用的。MRP逻辑适用于包含多种子件（成份）的一切类型的产品与过程。MRP逻辑应用到这些不同的加工方法,要求采用不同的方法并使用不同的数据格式。然而，对所有这些加工方法，都要求有健全的物料计划与有效的计划控制：

            1,必须作出一个有效的主计划，它说明要制造什么，需制多少，对每一产品何时需要各种物品。这个主计划叫做主生产计划（Master Production Schedule,简称MPS）。这些计划数字驱动MRP。如果MPS所要求的产出超过了生产设施（工厂与供应商）的能力，则所有的有关计划都是无效与不现实的。
            2,准确的物料清单，它详细说明产品的组成结构，它是现代计划工作的框架，它说明当产品将被制造或被采购时产品的父物品与子件物品的关系。
            3,关于现有库存的准确信息，包括一个唯一的零件号、存货数量以及为制订
计划所不可缺少的用来完整地描述该物品所需的数据。
            4,关于为了获得每一物品的增量而已发放的订单的准确信息，它包括外购的
或自制的，它必须包括订货量与应交货日期。MRP并不需要制造该物品各道工序加工数据与所需的时间。
            5,需要有采购或制造成批物料或特定物料批的可靠的提前期。
            6,必须有足够的物流去满足通过总的过程中涉及的每一设施（包括供应商的一切要求。

CRP能力需求计划:

1,粗能力计划,其能力需求计划可通过把所有产品的MPS转换成为工作中心所需的标准小时数而建立起来。把MPS中产品件数转换成各个工作中心里工作的标准小时数这一简单算法涉及资源清单的使用。

    2, 细能力计划:对能力需求作非常详细的计算。要求是：
            1,所有已发放与已计划订单的有效到期日期。
            2,及时更新的工艺路线与加工信息。
            3,准确的生产调整与加工时间标准。
            4,处理所有作业的一个安排日程计划的程序。
            5,把工作分派到各个时间期间的一个加载计算程序。
            6,各工作中心的标准排队容差。
            7,计划外事件引起的负荷的估计。

 典型的详细能力计划报告:
             1,有相当数量脱期工作
             2,最近将来的总负荷量，大多来自已发放订单
            3, 在不同期间负荷有波动
            4,已发放订单在未来的趋势。

这样的一份负荷报告仅当其假设及它所根据的数据为有效时才是工厂情况的良好报告。除非精通加工负荷与安排日程计划的算法，否则很容易错误理解这些数据。即使在某些工作中心这样的能力波动是可能的，它们处理也是很困难的,原因如下:
            1,正式计划并不包括它将必须去处理的所有负荷。
            2,某些负荷必须保留在工作中心以提供计划中的标准排队,等待,运输。

      除了正式计划所计算的详细负荷之外，能力需求还有其它来源：
            1,现行MPS中未包括的新产品。
            2,在危机时替代工艺路线与加工的使用。
            3,报废品的补货与返工作业。
            4,由于任何理由而需要的额外加工。
            5额外物料需求所造成的记录误差。

     从停产的产品、加工方法的改变与改善、新设备与过剩库存等原因引起的负荷减少,可部份地补偿负荷的增加。这些补偿只能靠估计以确定要比正式计划数净增或净减多少。只要持有在制品（排队）是为吸收工作中心上负荷波动所必要，确定该工作中心的能力需求时就必须把这些计划中的排队从总负荷中扣除。由于明显的理由，成功的公司总是不断地努力去减少这些波动并削减在制品。能力必须足以支持MPS并能处理额外的计划外需。