CN1508732A - 产能模拟系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种产能模拟系统及方法，用于模拟工厂的RCCP及MRP，以订定一主生产计划。该产能模拟系统包括有至少一客户端、一MPS管理服务器、一数据库服务器及把前述设备连接起来的网络。MPS管理服务器利用资料撷取单元获取外部信息系统的相关资料，以生成一初始主生产计划，由模拟作业模块模拟RCCP及MRP，根据重计划因素调整所述的初始主生产计划而生成一最佳主生产计划。采用本发明的产能模拟系统及方法，可便利地模拟RCCP及MRP，可对主生产计划进行变更，以合理地安排主生产计划。

Description

产能模拟系统及方法

【技术领域】

本发明涉及一种产能模拟系统及方法，特别是涉及一种可对初始主生产计划进行产能模拟，并对主生产计划进行调整的系统及方法。

【背景技术】

对于企业尤其是大规模的制造型企业而言，主生产计划(MasterProduction Schedule，MPS)至关重要。MPS是个别最终产品未来短期(数周或数月)的生产计划，这些最终产品可能包括完成品或零件。主生产计划的主要目的在于能使最终产品适时的加以安排生产并在答应客户交货期间准时交货，并希望能避免生产设施过度负载或低度负载以有效的利用生产产能以降低生产成本。通常厂商向供货商采购材料的方式是利用采购单(PurchaseOrder，PO)，厂商会根据生产需求、安全库存量以及材料采购的前置时间(LeadTime)来计算采购订单并下单。采购订单的内容包含有交期、数量与价格。供货商必须根据采购订单在规定的时间交货，一旦货物进入厂商的仓库内并取得验收单后，厂商便依据验收单与采购订单上的价格来付款给供货商。由于厂商的生产需求常常因市场供需而变动，因此采购订单也常有变更与重排的情形，这些改变采购订单的情形不仅造成采购管理上庞大的负担，对于供货商而言，更造成交货日期、数量与收款上的困扰。

中国国家知识产权局于2000年12月20日公开的公开号为CN1277401A号专利，其名称为“生产计划订单系统”即揭示了一种执行于一计算机的生产计划订单系统，该计算机包含有一存储器，以及一处理器。该生产计划订单系统则包含一需求数量数据库，用来记录预定期间内各个星期的需求量；安全库存模块，用来依据每一星期后的预定数目个连续星期的需求量来计算一星期需求量的平均值，而后再依据该平均值来设定每一星期结束时所应留存的安全库存量；一采购计算模块则用来依据每一星期的需求量，开始时的库存量以及结束时所应留存的安全库存量，来计算各个星期开始前所需购进的购买量。

虽然上述专利所揭示的技术能在一定程度上解决订单变更和重排的问题，但是，其亦不能很好地根据该工厂的实际产能及物料需求状况来合理安排主生产规划。

故需要提供一种产能模拟系统与方法，利用它可模拟工厂内部的产能状况及物料需求状况，以订定一合理的主生产计划，并能根据重计划因素，很便利地对主生产计划进行变更。使之根据实际订单，依据工厂库存、产能与材料供应状况将市场的需求加以平准化生产管理，以求有效规划工厂的生产资源，并达成准时交货给客户的目标。

【发明内容】

本发明的主要目的在于提供一种产能模拟系统及方法。其可对粗略产能规划(Rough-Cut Capacity Planning，RCCP)及物料需求规划(MaterialRequirements Planning，MRP)进行模拟，并可依库存、产能及材料供应状况对所产生的主生产计划进行调整。

为达上述目的，本发明提供一种产能模拟系统，用于模拟工厂的RCCP及MRP，以订定一主生产计划，其包括有至少一客户端、一MPS管理服务器、一数据库服务器及把前述设备连接起来的网络系统，其中：MPS管理服务器包括有一资料撷取单元、一主生产计划作业模块、一模拟作业模块，其中：资料撷取单元从外部信息系统撷取订单资料、材料资料及库存资料、工作中心资料和制程资料，其会把这些资料与数据库服务器进行共享；模拟作业模块是用于对粗略产能规划RCCP及物料需求规划MRP进行模拟作业，该模拟作业模块包括有一模拟方式选择子模块、一RCCP模拟子模块、一MRP模拟子模块及一模拟结果报表生成子模块，其中：模拟方式选择子模块用于选择针对上述初始主生产计划需进行模拟的方式；RCCP模拟子模块用于对所选择的初始主生产计划进行RCCP模拟；MRP模拟子模块用于对所选择的初始主生产计划进行MRP模拟；模拟结果报表生成子模块用于产生模拟的结果报表；主生产计划作业模块用于生成一初始主生产计划，并可依据模拟结果报表中的重计划因素，对这些初始主生产计划进行调整，以生成一最佳的主生产计划。

本发明还提供一种产能模拟方法，是利用一三层式架构，利用一MPS管理服务器模拟工厂的RCCP及MRP，以订定一主生产计划，该方法包括如下步骤：(a)选择一拟进行模拟的初始主生产计划；(b)利用模拟方式选择子模块选择所要进行模拟的模拟方式，这些模拟方式包括RCCP模拟及MRP模拟；(c)对参数数据进行维护，并进行相应的模拟；(d)利用模拟结果报表生成子模块生成模拟的结果报表；(e)判断这些模拟结果报表中是否出现重计划因素；(f)如果这些模拟结果报表中出现重计划因素，则对初始主生产计划进行调整；(g)重复上述步骤(c)～(f)，直至这些模拟结果报表中未出现重计划因素；(h)生成一最佳的主生产计划，并利用周计划作业模块生成周计划。

采用本发明的产能模拟系统及方法，可便利地对主生产计划进行变更，更合理地安排主生产计划。

【附图说明】

图1是本发明产能模拟系统及方法的实施环境图。

图2是本发明产能模拟系统及方法MPS管理服务器的功能模块图。

图3是本发明产能模拟系统及方法的主流程图。

图4是本发明产能模拟系统及方法的周计划作业流程图。

图5是本发明产能模拟系统及方法的粗略产能规划RCCP模拟作业流程图。

图6是本发明产能模拟系统及方法的物料需求规划MRP模拟作业流程图。

【具体实施方式】

如图1所示，是本发明产能模拟系统及方法的实施环境图。在本实施例中，采用目前流行的三层(或多层)式架构：包括有至少一客户端3、一MPS管理服务器1、一数据库服务器4及把前述设备连接起来的网络系统2，另外，MPS管理服务器1还与一订单信息系统7、一库存信息系统8及一制令信息系统9相联系。

其中，客户端3系安置于该系统的使用者处，如主生产计划作业人员或相关主管即其它相关人员处。客户端3可以为使用者提供交互式使用者界面，使用者可以利用客户端3访问MPS管理服务器1进行相关作业，如进行基本资料维护、进行主生产计划等。

MPS管理服务器1属于应用服务器层，其包含了系统中核心的和易变的企业逻辑(规划、运作方法、管理模式等)，存储有一系列软件功能模块，用于接收客户端资料，对之进行处理，并将结果返回至客户端。

而数据库服务器4利用一连接6与一数据库5相连接(图中未画出)，这些连接6是一种数据库连接，如开放式数据库连接(Open Database Connectivity，ODBC)，或者JAVA数据库连接(Java Database Connectivity，JDBC)等。数据库服务器4负责管理对数据库5的读写和维护，能够迅速执行大量资料的更新和检索。

其中所述的网络2可以是Intranet、Internet或其它类型网络。

如图2所示，是本发明MPS管理服务器的功能模块图。该MPS管理服务器1包括有一资料撷取单元100、一基本资料维护模块102、一主生产计划作业模块104、一模拟作业模块106、一周计划作业模块108、一查询模块110及一打印模块112。

其中，基本数据维护模块102是用于维护各种基本数据，包括对基本资料、销售预测资料、工厂工作历及MPS料号参数等进行维护。所述维护包括有新增、修改及删除等。其中，MPS料号参数包括可允诺量(Available ToPromise，ATP)、需求时栅(Demand Time Fence，DTF)及计划时栅(PlanningTime Fence，PTF)等。

资料撷取单元100用于从外部信息系统撷取相关之资料，即从订单信息系统7中撷取订单资料；从库存信息系统8中撷取材料资料及库存资料；及从制令信息系统9撷取工作中心资料和制程资料。同时，利用该资料撷取单元100亦可把主生产计划作业模块104所产生的制令资料传送给制令信息系统9。

主生产计划作业模块104用于生成一初始主生产计划，并可接受重计划要求，对这些初始主生产计划进行调整，以生成一最佳的主生产计划。

模拟作业模块106用于根据初始主生产计划对RCCP及MRP进行模拟作业。其包括一模拟方式选择子模块、一RCCP模拟子模块、一MRP模拟子模块及一模拟结果报表生成子模块(图中未画出)。其中模拟方式选择子模块是用于选择进行模拟的方式，在本实施例中，可以选择RCCP模拟及MRP模拟，对该两进行模拟，需要维护不同的参数(后续会详细说明)；RCCP模拟子模块是用于对所选择的初始主生产计划进行RCCP模拟；MRP模拟子模块是用于对所选择的初始主生产计划进行MRP模拟；而模拟结果报表生成子模块是用于产生模拟的结果报表，其中，针对RCCP模拟，在其结果报表中，会列示出产能不足的工站，而针对MRP模拟，在其结果报表中，会列示出所有缺料项。

周计划作业模块108是用于依据主生产计划而排定最近一周的生产计划。所述的主生产计划包括初始主生产计划及最佳主生产计划。

查询模块110系可用于接收客户端的查询要求，生成一查询请求讯息，然后发送给数据库服务器，并接收数据库服务器所反馈的查询结果，这些查询包括有主生产计划查询、订单需求查询、销售预测查询、工厂工作历查询、ATP查询及日计划查询等。而其中的订单查询可以按产品别、客户别及订单别进行查询。

打印模块112是用于将查询之结果打印出来，其亦可对基本资料进行打印作业。

如图3所示，是本发明的主流程图。首先，资料撷取单元100从订单信息系统7撷取最新的订单讯息及销售预测资料，并从库存信息系统8获取库存讯息，从制令信息系统9撷取工作中心资料和制程资料(步骤S310)。其会根据每一订单的权重进行优先级排序，然后利用基本数据维护模块102维护好主生产计划的参数资料，例如生产方式、时栅、ATP等参数，并设定主生产计划的规则(步骤S312)，其中所述的生产方式包括诸如：存货式生产(Make to Stock，MTO)、订单式生产(Make to Order，MTO)、接单式生产(Build to Order，BTO)及项目式生产(Project Order，PO)等。主生产计划作业模块104利用上述之设定的参数数据及规则，生成一初始主生产计划，在此初始主生产计划中，其包括有需求信息与现有存货量信息、用来控制接受顾客订单的管理信息ATP，并列示出了在计划时栅中每天所需完成的最终产品的数量，其是以日期或料号对主生产计划进行展开(S314)。依据该初始主生产计划，模拟作业模块106分别模拟运行该工厂的RCCP及MRP，并判断其产能及材料供应情况是否能满足该初始主生产计划的需求(步骤S316)。当有重计划因素出现时，即当产能不足或有缺料状况，无法满足顾客要求的交期时，或者为充分利用产能、平衡产能及材料供应现状的需要，可在主生产计划作业模块104中调整该初始主生产计划(步骤S318)。再转至步骤S318，如是几次，可生成一最佳的主生产计划(步骤S320)，然后可利用周计划作业模块生成周计划，即可提供给生产部门进行生产作业，同时删除该初始主生产计划。

如图4所示，是本发明的周计划作业流程图。在该流程中，首先选择需进行周计划的主生产计划名称，这些主生产计划包括初始主生产计划及最佳主生产计划。此时需维护机器、人工操作资料，如标准工时、效率、使用率等，另外还需维护计划特殊限制数据，如最少生产批量大小，并设定计划指派原则，这些指派原则包括有：最早到期日原则，即最早到期者最优先指派；最短加工/处理时间原则，即处理时间最短者优先指派；紧急率原则，即交货减去现在时间除以计划的前置时间之值最小者优先指派；或先到先服务原则等(步骤S410)。然后对周计划进行展开，在该步骤中，会使用到订单和预测文件、库存文件、制造命令文件及途程文件的资料，在该步骤中需输入欲进行周计划的主生产计划之名称、工厂名称、计划起始日期时间、计划迄止日期时间、工作指派方法及平均日生产工时等(步骤S412)。故此，即会产生一周计划，在该周计划中，会列示出每一天的每一料号所对应的生产数量、开始时间、结束时间、订单到期日、权重、订单号码等讯息(步骤S414)。判断该周计划是否存在明显的错误或不当之处(步骤S416)。如果周计划存在错误或不当之处，则流程转至步骤S418；如果周计划不存错误或不当之处，则继续判断是否有重计划因素出现(步骤S420)。其中所述的重计划因素包括有订单变更、更改生产批量开始时间、机器当机、品质问题、工程命令变更及生产进度超前若滞后等，如果没用重计划因素出现，则整个流程结束；如果有重计划因素出现，则转至步骤S418，对该周计划进行调整(步骤S418)。然后转至步骤S412，重复上述步骤，直至整个流程结束。

如图5所示，是本发明的粗略产能规划RCCP模拟作业流程图。在该流程中，其是依据初始主生产计划来对RCCP进行模拟的。所谓RCCP，主要是用来检视所提出的主生产规划对瓶颈站或主要的工作中心、部门、机器所产生影响的一种评估方式。在RCCP中通常会先对每一个瓶颈站或主要的工作中心所需的可能超过目前所有产能利用主生产计划加以计算。首先，需对制程中特定的瓶颈站(Bottlenecks)进行监控分析，对瓶颈站的监控是指，对主要的工作中心、部门、机器加以分析，评估未来生产需求，如可能成为瓶颈站，则予以列出，以作为未来产能衡量之依据，对于瓶颈站须加以严格控制及规划。当产品组合变化或产量增加，而瓶颈站随之变迁时，则须随时更新瓶颈站的资料。首先，确定所需模拟的初始主生产计划，并利用模拟方式选择子模块选择所要进行模拟的模拟方式，在该流程中，即选择进行RCCP模拟(步骤S510)。输入工厂别及需模拟的初始主生产计划名称，则模拟作业模块的RCCP模拟子模块则会对该选定的初始主生产计划在该工厂中进行RCCP模拟，并利用模拟结果报表生成子模块生成模拟的结果报表，即会生成一产能模拟报表，其会列出模拟后产能不足的工站之清单(步骤S514)。判断该工厂的各工站的产能是否足够，特别是瓶颈站的产能是否足够(步骤S514)。如果各工站的产能均足够，则转至步骤S520，以执行正常的MRP，即把该初始主生产计划转为正式的主生产计划，排定物料需求规划。如果有产能不足的工站，则选择另一生产计划规则，再次模拟主生产计划(步骤S516)，并依据前述的产能不足的工站的状况修正该所模拟的主生产计划(步骤S518)，然后流程转至步骤S512，重复上述的步骤，直至所有的工站的产能均足够，则整个流程结束。

如图6所示，是本发明的物料需求规划MRP模拟作业流程图。在该流程中，其系是依据初始主生产计划来对MRP进行模拟的。首先，需对主要的缺料项、重要材料(Critical Parts)及长前置期的材料予以列出，加以严格控制与规划，以免缺料断线。对物料需求规划的模拟，可了解整个材料供应状况，并可掌握控制主要缺料项，提供重要材料的MRP供需模拟，可选择不同预测群组之组合来执行计划。确定所需模拟的初始主生产计划，并对重要材料清单进行维护，并利用模拟方式选择子模块选择所要进行模拟的模拟方式，在该流程中，即选择进行MRP模拟(步骤S610)。输入工厂别及需模拟之初始主生产计划名称，并选择此次执行MRP为模拟性质，其中有诸多可选择的项目，如执行MRP时间间隔、是否考虑在制品的库存、是否重算最低阶码等。则模拟作业模块的MRP模拟子模块则会对该选定的初始主生产计划在该工厂中进行MRP模拟，并利用模拟结果报表生成子模块生成一模拟结果报表，会列出MRP模拟后缺料项清单，在该清单中会列出所有缺料项(步骤S614)。判断该工厂是否有不足的材料，即检视是否存在缺料项(步骤S614)。如果没有缺料项，则转至步骤S620，以执行正常之MRP，即把该初始主生产计划转为正式之主生产计划，排定物料需求规划。如果存在缺料项，则选择另一生产计划规则，再次模拟主生产计划(步骤S616)，并依据前述的缺料项状况修正该所模拟的主生产计划(步骤S618)，然后流程转至步骤S612，重复上述的步骤，直至所有的缺料项均被合理安排，则整个流程结束。

Claims (10)

1.一种产能模拟系统，用于模拟工厂的RCCP及MRP，以订定一主生产计划，其包括有至少一客户端、一MPS管理服务器、一数据库服务器及把前述设备连接起来的网络系统，其特征在于，其中：

MPS管理服务器包括有一资料撷取单元、一主生产计划作业模块、一模拟作业模块，其中：

    资料撷取单元从外部信息系统撷取订单资料、材料资料及库存资料、

工作中心资料和制程资料，并将这些资料与数据库服务器进行共享；

    模拟作业模块是用于对粗略产能规划RCCP及物料需求规划MRP

进行模拟作业，该模拟作业模块包括有一模拟方式选择子模块、一RCCP

模拟子模块、一MRP模拟子模块及一模拟结果报表生成子模块，其中：

        模拟方式选择子模块用于选择针对上述初始主生产计划需进行

    模拟的方式；

        RCCP模拟子模块用于对所选择的初始主生产计划进行RCCP

    模拟；

        MRP模拟子模块用于对所选择的初始主生产计划进行MRP模

    拟；

        模拟结果报表生成子模块用于产生模拟的结果报表；

    主生产计划作业模块是用于生成一初始主生产计划，并可依据模拟

结果报表中的重计划因素，对这些初始主生产计划进行调整，以生成一

最佳的主生产计划。

2.如权利要求1所述的产能模拟系统，其特征在于，其中所述的外部信息系统是指订单信息系统、库存信息系统及制令信息系统。

3.如权利要求1所述的产能模拟系统，其特征在于，其中模拟结果报表分别列示出了产能不足的工站及缺料项。

4.如权利要求1所述的产能模拟系统，其特征在于，其中数据库服务器利用一连接与一数据库进行联系，所述连接为数据库连接。

5.如权利要求1所述的产能模拟系统，其特征在于，其中重计划因素是指模拟结果报表中存在缺料项或产能不足的工站。

6.一种产能模拟方法，利用一三层式架构，利用一MPS管理服务器模拟工厂之RCCP及MRP，以订定一主生产计划，其特征在于，该方法包括如下步骤：

(a)选择一拟进行模拟的初始主生产计划；

(b)利用模拟方式选择子模块选择所要进行模拟的模拟方式，这些模拟方式包括RCCP模拟及MRP模拟；

(c)对参数数据进行维护，并进行相应的模拟；

(d)利用模拟结果报表生成子模块生成模拟的结果报表；

(e)判断这些模拟结果报表中是否出现重计划因素；

(f)如果这些模拟结果报表中出现重计划因素，则对初始主生产计划进行调整；

(g)重复上述步骤(c)～(f)，直至这些模拟结果报表中未出现重计划因素；

(h)生成一最佳的主生产计划，并利用周计划作业模块生成周计划。

7.如权利要求6所述的产能模拟方法，其特征在于，其中参数资料是指生产方式、时栅、ATP。

8.如权利要求6所述的产能模拟方法，其特征在于，其中步骤(c)包括利用RCCP模拟子模块进行RCCP模拟，及利用MRP模拟子模块进行MRP模拟的步骤。

9.如权利要求6所述的产能模拟方法，其特征在于，其中步骤(d)的模拟结果报表，分别列示出了产能不足的工站及缺料项。

10.如权利要求6所述的产能模拟方法，其特征在于，其中步骤(e)的重计划因素是指模拟结果报表中存在产能不足的工站或存在缺料项。

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