三片式法兰球阀课程设计

《生产计划与控制》课程设计说明书

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目 录

《生产计划与控制》课程设计任务书 ......................................... 1 课程设计（实训）计划书 ................................................... 2 1 编制三片式法兰球阀的物料需求计划 ...................................... 3

1.1产品简介 ....................................................................................................................... 3

1.2物料的基本信息及BOM图 ........................................................................................... 3 1.3主生产计划与物料需求计划 ....................................................................................... 7 2 三片式法兰球阀产品的能力计划 ......................................... 12

2.1能力计划 ..................................................................................................................... 12

2.2能力需求计划的计算 ................................................................................................. 12 3 总 结 ................................................................ 26 4 参考文献 ............................................................. 27

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《生产计划与控制》课程设计任务书

一、设计题目

三片式法兰球阀物料需求计划及能力需求计划的编制 二、 设计任务 （一）物料需求计划

1、选择某一具体产品，按照产品结构特征及零部件组成，绘制产品结构树图（BOM）；所选择的产品尽可能使结构、零部件构成相对复杂；

2、依据企业的销售订单和市场预测的数量和交货期，计算各零部件、物料的需要量；

3、计算出MPS项目的需求量，编制物料需求计划。 （二）能力计划

1、选择某一具体产品，按照产品的主生产计划和物料批量等数据，查找产品的工作中心资料。

2、计算工作中心的负荷，绘制各工作中心负荷曲线；建立产品准备时间矩阵和加工时间矩阵；计算工作中心的能力需求；绘制工作中心的能力计划图。

（三）工作量不少于5000字。

1

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课程设计（实训）计划书

指导教师：

班级学号： 姓名： 时间： 2011/7/12 地点： 教室

进度安排：（课程设计时间：2周）

序号 完成的任务 时间 1天 1天 6天 1天 1天 1 2 3 4 5 收集企业的原始资料数据，选案例 整理资料数据，做产品的调研 完成生产计划课设所需的就算 核对计算的数据 撰写说明书

2

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1 编制精密滚珠丝杆副的物料需求计划

1.1产品简介

三片式法兰球阀是一种比较新型的球阀类别，它有着自身结构所独有的一些优越性。按其生产材质主要分为Q41F-16C和Q41F-16P两种型号的产品，产品加工需经过毛坯处理、机械加工，装配三个环节。

1.2物料的基本信息及BOM图

三片式法兰球阀的结构如图如1-1所示，对应的BOM表如表1-1所示，物料主文件如表1-2所示，物料库存记录如表1-3所示，两种产品的需求信息如表1-4所示，要求制定未来8周的物料需求计划。其中,三片式法兰球阀A是独立需求事件，是主生产计划的制定对象，另外，部分部件E作为维修和换型所用，所以对于部件E来讲，如果作为维修或换型，则应视为独立需求件。本例中，有部分E作为维修件使用。

成品A(1) 导球管B（1） 连接件C（1） 阀 I (1) 螺 母 J1 （8） 螺 栓 K (4） 弹 簧 垫 圈 L1 （8） 阀盖D（2） 手柄E（1） 密 封 圈 F （2） 阀 体 M （1) 球 体 G (1） 填 料 H (1) 阀 杆 N (1) 阀 杆 螺 母 P （1) 弹 簧 垫 圈 L2 （1) 螺 母 J2 （1) 3

《生产计划与控制》课程设计说明书 表1-1 产品A和产品B、产品C的BOM

母件 A A A A B B B B C C C 子件 B C D E F G H I J1 K L1 所需数量/个 1 1 2 1 2 1 1 1 8 4 8 母件 I I I I I 子件 M N P L2 J2 所需数量/个 1 1 1 1 1

表1-2 物料主文件

物料 A B C D E F G H I 提前期/周 1 1 1 1 1 1 1 1 1 安全时间/周 0 0 0 0 0 0 0 0 0 安全库存/个 50 80 60 60 60 50 50 500 100 批量规则 LEL FOQ=400 FOQ=200 LEL LEL LFL FOQ=500 FOQ=10000 FOQ=300 4

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J1 J2 K L1 L2 M N P 1 2 1 1 1 1 2 2 0 0 0 0 0 0 0 0 100 100 100 100 50 50 50 50 FOQ=300 POQ=3 FOQ=1000 POQ=3 POQ=3 POQ=3 POQ=3 POQ=3 注：LEL——批对批法，即按需确定批量；FOQ——固定批量法；POQ——期间订购法。

5

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表1-3 物料库存记录

在途量/个 物料 现有量/个 已分配量/个 1 2 3 4 5 6 7 8 A B C D E F G H I J1 J2 K L1 L2 M N P 60 150 60 30 50 30 80 600 70 80 150 200 150 200 100 60 50 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 200 0 0 0 0 0 0 0 200 0 0 0 0 0 0 0 200 0 0 0 0 0 0 0 300 0 0 0 0 0 0 0 300 0 0 0 0 0 0 0 400 0 0 0 0 0 0 0 500 0 0 0 0 0 0 0 200 0 0 0 0 0 0 0 900 0 0 0 0 0 0 0 100 0 0 0 0 0 0 0 100 0 0 0 0 0 0 0 100 0 0 0 0 0 0 0 200 0 0 0 0 0 0 0 300 0 0 0 0 0 0 0 300 0 0 0 0 0 0 0 400 0 0 0 0 0 0 0 500 0 0 0 0 0 0 0 表1-4 产品的订单和预测数据

物料 类型 A A E E 订单 预测 订单 预测 1 180 200 260 240 2 230 240 280 240 3 180 200 200 240 6

期间 / 周 4 200 150 240 220 5 200 150 220 180 6 240 240 240 220 7 260 250 200 200 8 180 220 240 260 《生产计划与控制》课程设计说明书

1.3主生产计划与物料需求计划

根据上述数据可以三片式法兰球阀的主生产计划，如表1-5所示；可以确定产品A的可供销售量，如表1-6所示；同理，可以编制产品D的主生产计划，如表1-7所示；产品E 的可供销售量计算结果如表1-8所示。展开可以得到各物料的需求计划，如表1-9～表1-12所示。

表1-5 产品A的主生产计划 （单位：个）

0 毛需求量（GR） 期初库存 在途量（SR） 是否缺货 净需求量（NR） 计划订单产出量（PORC） 计划订单投入量（POR） 1 200 60 200 否 0 0 230 2 240 60 0 是 230 230 200 3 200 50 0 是200 200 200 期间/周 4 200 50 0 是 200 200 200 5 200 50 0 是 200 200 240 6 240 50 0 是 240 240 260 7 260 50 0 是 260 260 220 8 220 50 0 是 220 220 注：毛需求量取订单和预测最大值

表1-6产品A的可供销售量的计算 （单位：个）

0 毛需求量（GR） 在途量（SR） 计划订单产出量（PORC） 主生产计划(MPS) 可供销售量（ATP） 1 200 200 0 200 10 2 240 0 230 230 0 3 200 0 200 200 0 期间/周 4 200 0 200 200 0 5 200 0 200 200 0 6 240 0 240 240 0 7 260 0 260 260 0 8 220 0 220 220 0

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表1-8产品E的主生产计划的计算 （单位：个）

0 毛需求量（GR） 期初库存 在途量（SR） 是否缺货 净需求量（NR） 计划订单产出量（PORC） 计划订单投入量（POR） 1 260 50 300 否 0 0 250 2 280 90 0 是 250 250 240 3 240 60 0 是240 240 240 期间/周 4 240 60 0 是 240 240 220 5 220 60 0 是 220 220 240 6 240 60 0 是 240 240 200 7 200 60 0 是 200 200 260 8 260 60 0 是 260 260 表1-8产品E的可供销售量的计算 （单位：个）

表1-9 产品B的物料生产计划 （单位：个）

0 毛需求量（GR） 期初库存 在途量（SR） 是否缺货 净需求量（NR） 计划订单产出量（PORC） 计划订单投入量（POR） 1 240 150 200 否 0 0 400 2 200 110 0 是 170 400 0 期间/周 3 200 310 0 否 0 0 400 4 200 110 0 是 170 400 400 5 240 310 0 是 10 400 0 6 260 470 0 否 0 0 400 7 220 210 0 是 90 400 毛需求量（GR） 在途量（SR） 计划订单产出量（PORC） 主生产计划(MPS) 可供销售量（ATP） 0 1 260 300 0 300 30 2 280 0 250 250 0 3 240 0 240 240 0 期间/周 4 240 0 240 240 0 5 220 0 220 220 0 6 240 0 240 240 0 7 200 0 200 200 0 8 260 0 260 260 0 8

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表1-10 产品C的物料生产计划 （单位：个）

0 毛需求量（GR） 期初库存 在途量（SR） 是否缺货 净需求量（NR） 计划订单产出量（PORC） 计划订单投入量（POR） 200 1 240 60 200 是 40 200 200

表1-11 产品D的物料生产计划 （单位：个）

0 毛需求量（GR） 期初库存 在途量（SR） 是否缺货 净需求量（NR） 计划订单产出量（PORC） 计划订单投入量（POR）

2 200 220 0 是 40 200 200 3 200 220 0 是 40 200 200 4 200 220 0 是 40 200 200 5 240 220 0 是 80 200 200 6 260 180 0 是 140 200 200 7 220 120 0 是 160 200 期间/周 1 480 30 300 是 210 210 440 2 440 60 0 是 440 440 400 3 400 60 0 是400 400 400 4 400 60 0 是 400 400 480 5 480 60 0 是 480 480 520 6 520 60 0 是 520 520 440 7 440 60 0 是 440 440 210

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表1-12 产品F的物料生产计划 （单位：个）

0 毛需求量（GR） 期初库存 在途量（SR） 是否缺货 净需求量（NR） 计划订单产出量（PORC） 计划订单投入量（POR）

表1-13 产品K的物料生产计划 （单位：个）

0 毛需求量（GR） 期初库存 在途量（SR） 是否缺货 净需求量（NR） 计划订单产出量（PORC） 计划订单投入量（POR）

期间/周 1 400 30 400 是 20 20 400 2 400 50 0 是 400 400 400 3 400 50 0 是 400 1000 480 4 480 50 0 是 480 480 50 5 520 50 0 是 520 520 440 6 440 50 0 是 440 440 20 期间/周 1 800 200 100 是 600 1000 1000 2 800 500 0 是 400 1000 1000 3 800 700 0 是 200 1000 1000 4 960 900 0 是 160 1000 1000 5 1040 940 0 是 200 1000 1000 6 880 900 0 是 80 1000 1000 10

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表1-17 产品M的物料生产计划 （单位：个） 0 毛需求量（GR） 期初库存 在途量（SR） 是否缺货 净需求量（NR） 计划订单产出量（PORC） 计划订单投入量（POR） 300 1 200 100 300 否 0 300 0

期间/周 2 200 500 0 否 0 0 300 3 240 300 0 否 0 300 0 4 260 360 0 否 0 0 300 5 220 100 0 是 170 300

表1-18 产品L的物料生产计划 （单位：个）

0 毛需求量（GR） 期初库存 在途量（SR） 是否缺货 净需求量（NR） 计划订单产出量（PORC） 计划订单投入量（POR）

1400 1 600 200 1000 否 0 0 0 2 600 500 0 是 200 1400 700 期间/周 3 600 1300 0 否 0 0 100 4 600 600 0 是 100 700 0 5 600 600 0 是 100 100 11

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2 三片式法兰球阀产品的能力计划

2.1能力计划

粗能力计划和细能力计划的过程相似，最主要的区别是，粗能力计划对其中关键资源进行分析，而细能力计划主要对全部工作中心进行负荷平衡分析，工作中心能力需求的计划更精确。因为计算是基于所有的零件和成品的，并且贯穿于物料需求计划记录的所有周期，我们会发现细能力计划的计算量很大。一些企业在实施物料需求计划计划时，尽量减少收集数据的费用。细能力计划的计算比较繁琐，为说明其计算过程，用一个例子作详细分析。

2.2能力需求计划的计算

图2-1为某产品A的物料清单，产品A是由2个组件B, 1个零件C，1个零件D,一个零件E和一个零件C所构成，产品A在未来8周的主生产计划如表2-1所示。假设现在的日期是6月14日，本例中所有物料均不考虑安全库存。所有物料的批量、现有库存量、计划接受量等数据如表1-14所示。

三片式法兰球阀A(1)

导球管 B（1） 连接件 C（1） 阀盖 D（2） 压手柄 E（1） 12

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表2-1 产品A的主生产计划

期间／周

计划数量／个 l 200 2 240 3 200 4 200 5 200 6 240 7 260 8 220

表2-2产品A所有物料的批量等数据

物

量／个 料 A B C D E

100 200 200 300 400

个 60 150 60 30

50

个 200 200 200 300 300

1 1 1 1 1

6月8日 6月15日 6月15日 6月15日 6月15日

已有库存／

在途量／

提前期／周

到期日

为简化起见，假设已知所有物料要经过三个工作中心1、2和3，所有物料的工艺路线及相应准备时间和操作时间如表1-15所示。

物料 A B B C C D D E E E

工作中心 1 2 1 3 2 3 1 3 2 1

13

批量／个 100 200 200 200 200 300 300 400 400 400

每批准备时间／min

25 10 15 25 15 10 20 10 15 25

每件加工时间／min

5.0 0.5 0.8 1.0 0.8 0.4 0.3 0.5 0.4 0.3

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表2-4 三个加工中心的可用能力

工作中心

1 2 3

表2-5 三个加工中心的负荷

单件准 备时间 /min 0.250 0.050 0.075 0.125 0.075 0.017 0.033 0.025 0.038 0.063

每件加 工时间 /min 5.0 0.5 0.8 1.0 0.8 0.4 0.3 0.5 0.4 0.3

每件作 业时间 /min 5.250 0.550 1.55 1.125 1.550 0.417 0.633 0.525 0.438 0.363

BOM 中数量 /min 1 1 1 1 1 2 2 1 1 1

可用能力/min

2000 650 600

物料

工作 序列 1 1 2 1 2 1 2 1 2 3

工作 中心 1 2 1 3 2 3 1 3 2 1

批量 /个 100 200 200 200 200 600 600 400 400 400

每批准 备时间 25 10 15 25 15 10 20 10 15 25

总作业时间/个 5.250 0.550 1.550 1.125 1.550 1.634 1.866 1.025 0.838 0.663-

A B C D E

三个工作中心的总负荷如表2-5所示。

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表2-5 全部工作中心总负荷

工作中心

1 2 3

单件产品A的负荷/min

9.329 2.938 3.784

表2-6 全部工作中心的分时段总负荷 （单位：min）

期间/周 才 1 1 2 3 1865.80 587.60 756.80 2 2238.96 705.12 908.16 3 1865.80 587.60 . 756.80 4 1865.80 587.60 756.80 5 1865.80 587.60 756.80 6 2238.96 705.12 908.16 7 2425.54 763.88 938.84 8 2052.38 646.36 832.48 全部工作中心的负荷曲线如图2-2~图2-4所示

工作中心1负荷曲线

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工作中心2的负荷曲线

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工作中心3负荷曲线

粗能力计划是建立在主生产计划的基础上，直接根据主生产计划结果对其关键工作中心进行负荷和能力平衡分析，由图2—2～图2—4可知，主生产计划对应的粗能力计划在某些时段不能满足负荷要求，可以进行适当的调整，即将部分超出负荷调整至低负荷时段。若要编制全部工作中心的能力需求计划，即细能力计划，则应首先展开得到物料需求计划。几种物料的需求计划如表2-7～表2-12所示，假定最后一期计划订单下达量为批量大小。

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表2-7 产品A的主生产计划 （单位：个）

0 毛需求量（GR） 期初库存 在途量（SR） 是否缺货 净需求量（NR） 计划订单产出量（PORC） 计划订单投入量（POR）

表2-8物料B的需求计划 （单位：个）

0 毛需求量（GR） 期初库存 在途量（SR） 是否缺货 净需求量（NR） 计划订单产出量（PORC） 计划订单投入量（POR）

1 240 150 200 否 0 0 400 2 200 110 0 是 170 400 0 期间/周 3 200 310 0 否 0 0 400 4 200 110 0 是 170 400 400 5 240 310 0 是 10 400 0 6 260 470 0 否 0 0 400 7 220 210 0 是 90 400 1 200 60 200 否 0 0 230 2 240 60 0 是 230 230 200 3 200 50 0 是200 200 200 期间/周 4 200 50 0 是 200 200 200 5 200 50 0 是 200 200 240 6 240 50 0 是 240 240 260 7 260 50 0 是 260 260 220 8 220 50 0 是 220 220 19

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表2-9 物料C的需求计划

0 毛需求量（GR） 期初库存 在途量（SR） 是否缺货 净需求量（NR） 计划订单产出量（PORC） 计划订单投入量（POR） 200 1 240 60 200 是 40 200 200 2 200 220 0 是 40 200 200

表2-10物料D的需求计划 （单位：个）

3 200 220 0 是 40 200 200 4 200 220 0 是 40 200 200 5 240 220 0 是 80 200 200 6 260 180 0 是 140 200 200 7 220 120 0 是 160 200 0 毛需求量（GR） 期初库存 在途量（SR） 是否缺货 净需求量（NR） 计划订单产出量（PORC） 计划订单投入量（POR） 210 1 480 30 300 是 210 210 440 2 440 60 0 是 440 440 400 期间/周 3 400 60 0 是400 400 400 4 400 60 0 是 400 400 480 5 480 60 0 是 480 480 520 6 520 60 0 是 520 520 440 7 440 60 0 是 440 440

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表2-11物料E的需求计划 （单位：个）

0 毛需求量（GR） 期初库存 在途量（SR） 是否缺货 净需求量（NR） 计划订单产出量（PORC） 计划订单投入量（POR） 1 200 50 300 否 0 0 150 2 240 150 0 是 150 150 200

3 200 60 0 是200 200 200 期间/周 4 200 60 0 是 200 200 200 5 200 60 0 是 200 200 240 6 240 60 0 是 240 240 260 7 260 60 0 是 260 260 220 8 220 60 0 是 220 220 建立准备时间矩阵，准备时间矩阵如表2-13所示，加工时间矩阵如表1-33所示。

表2-13 产品A 的准备时间 （单位：min）

期间/周 工作中心 物料 1 2 50 0 13.20 12.60 75.8 3 50 30 13.20 12.60 105.8 21

4 50 30 15.84 12.60 108.45 60 0 17.16 15.12 92.3 6 65 30 14.52 16.38 125.9 7 55 13.86 68.9 8 工作中心1 A B D E 合计 57.5 30 14.52 9.45 111.5 《生产计划与控制》课程设计说明书

工作中心2 工作中心3 B C E 合计 C D E 合计 20 15 5.7 40.7 25 7.48 3.75 36.2 0 15 7.6 22.6 25 6.8 5 36.8 20 15 7.6 42.6 25 6.8 5 36.8 20 15 7.6 42.6 25 8.16 5 38.2 0 15 9.12 24.1 25 8.84 6 39.8 20 15 9.88 44.9 25 7.48 6.5 39.0 8.36 8.36 5.5 5.5 22

《生产计划与控制》课程设计说明书

表2-14产品A 的加工时间 （单位：min）

期间/周 工作中心 物料 1 工作中心1 工作中心2 工作中心3 A B D E 合计 B C E 合计 C D E 合计 1150 320 132 45 1647 200 160 160 520 200 176 75 451 2 1000 0 120 60 1180 0 320 160 480 200 160 100 460 3 1000 320 120 60 1500 200 160 160 520 200 160 100 460 4 1000 320 144 60 1524 200 160 160 520 200 192 100 492 5 1200 0 156 72 1428 0 160 160 320 200 208 120 528 6 1300 320 132 78 1830 200 160 160 520 200 176 130 506 7 1100 66 1166 110 110 8

综合考虑表2-13和2-14，可以得到三个工作中心的能力需求，如表2-15所示。

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《生产计划与控制》课程设计说明书

表2-15 3个工作中心的能力需求 （单位：min）

期间/周 工作中心 物料 1 工作中心1 工作中心2 工作中心3 ABDE BCE CDE 2 3 4 5 6 7 8 1758.5 1255.8 1605.8 1632.4 1520.3 1955.9 1234.9 560.7 487.2 502.6 496.8 562.6 496.8 562.6 530.2 544.1 567.8 564.9 545 8.36 115.5 考虑已经核发的订单，本例中即为在途量，已经核发订单的作业时间如表2-16所示。

表2-16 已经核发订单的作业时间

已核发

物料 A B C D E

周次 1 1 2 1 2 1 2 1 2

工作中心

1 2 1 3 2 3 1 3 2

量/个 100 200 200 200 200 300 300 400 400

每批准备 时间/min 25 10 15 25 15 10 20 10 15

每件加工 时间/min 5.0 0.5 0.8 1.0 0.8 0.4 0.3 0.5 0.4

总加工 时间/min 500 250 400 300 240 120 90 150 120

总作业 时间/min 525 110 175 225 175 130 110 210 175

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《生产计划与控制》课程设计说明书

计算核发订单所需三个工作中心的能力，如表2-17所示。

表2-17已经核发订单的能力 （单位：min）

期间/周 工作中心 物料 1 工作中心1 工作中心2 工作中心3 A、B、 D B、C、E C、D、 E 525 110 435 2 285 350 0 综合考虑表2-15和表2-16，得到最终三个工作中心总的能力需求，如表2-17所示。据此绘制相应的能力计划图，如图2-18所示。

表2-18三个工作中总能力需求 （单位：min）

期间/周 工作中心 1 工作中心1 工作中心2 工作中心3 2283.5 670.7 922.2 2 1540.8 852.6 496.8 3 1605.8 562.6 496.8 4 1632.4 562.6 530.2 5 1520.3 544.1 567.8 6 1955.9 564.9 545 7 1234.9 8.36 115.5 8

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《生产计划与控制》课程设计说明书

3 总 结

通过本次的课程设计，我学到很多东西，并将老师在课堂上传授的知识应用到了本次课设中，特别是了解了怎么样用图表表示物料需求，能力需求，现在我可以熟练地制作图表，表示各个物料之间的关系。同时在与同学们的讨论中，我也学到了很多有关生产计划的知识和本次课设的知识。

想要做好生产计划与控制的课程设计，首先要了解物料需求计划的计算逻辑，熟悉各公式在表中的应用计算。按照MRP的工作流程图进行计算。确定初期库存，在途量及批量和安全库存，在途量需是批量的整数倍。其次，在网上收集物料需求计划的范例，制作物料需求结构树，清楚各物料之间的关系及对应比例制作物料清单，物料主文件，物料库存记录和产品的订单和预测数据，根据上述表格制定产品主生产计划及物料生产计划。

能力计划需重新确定物料清单，重新制定生产计划及产品所有物料的批量的数据，还有产品所需所有物料数量和时间数据，绘制三个加工中心的负荷，并绘制工作中心负荷曲线图，根据三个工作中心总能力需求最终制定三个工作中心的能力计划直方图。

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4 参考文献

[1] 陈荣秋，马士华 生产运作管理 机械工业出版社 2009 [2] 刘丽文. 现代生产管理学 清华大学出版社, 2006 [3] 陈志祥. 现代生产与运作管理. 中山大学出版社,2002. [4] 陈荣秋. 生产与运作管理习题集案例 机械工业出版社, 2005 [5] 孙永波. 生产与运作管理. 科学出版社，2005 [6] 厄斯金. 生产与运作管理.案例 机械工业出版社, 1998 [7] 潘尔顺. 生产计划与控制. 上海交通大学出版社，2003 [8] 许统邦. 生产管理学. 华南理工大学出版社1998

[9] 陈荣秋，周水银. 生产运作管理的理论与实践. 中国人民大学出版社，2002 [10] 宋克勤，陈文安. 工业企业生产管理与控制. 立信会计出版社，1997 [11] 蒋贵善. 生产与运作管理. 大连理工大学出版社，1998 [12] 李怀祖. 生产计划与控制. 中国科学技术出版社，2002

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