航空制造業典型生產計劃能力平衡標準化框架

劉 釗夏永勤鄭朔昉

（1. 中航工業綜合技術研究所，北京 100028； 2. 中航工業昌河飛機工業（集團）有限公司，江西 景德鎮 333002）

航空制造業典型生產計劃能力平衡標準化框架

劉 釗1夏永勤2鄭朔昉1

（1. 中航工業綜合技術研究所，北京 100028； 2. 中航工業昌河飛機工業（集團）有限公司，江西 景德鎮 333002）

針對當前我國航空制造業企業生產計劃能力平衡繁雜多樣且無標準化的現狀，提出了一種航空制造業典型生產計劃能力平衡標準化框架。首先，分析了生產計劃能力平衡的PDCA循環邏輯，其次，梳理了三層生產計劃與能力平衡的關系，最后，將每層能力平衡細化，標準化了三層生產計劃能力平衡的核心流程。該標準化框架可以用于指導航空制造業供應鏈上下游企業編制生產計劃能力平衡企業標準，使航空制造業供應鏈生產計劃能力平衡的核心流程統一并有機整合，提高標準化水平。

大涵道比；渦扇發動機；型號標準體系

生產計劃能力平衡是對生產計劃中涉及的各類生產資源需求進行能力分析檢查，識別需求與能力之間的差距與風險的工具方法。企業可以使用生產計劃能力平衡，通過修改生產計劃、制定風險應對措施，最終實現各類生產資源需求的平衡、提高生產計劃按期執行完成率。

生產計劃能力平衡的實施，應該有相應的標準化流程、細則、指南，從標準劃分的角度，其應該屬于管理標準。經過60多年的發展，針對生產計劃能力平衡領域，目前我國航空制造業企業大多都有各自特有的流程和方法，然而卻存在以下問題：

● 生產計劃能力平衡標準依托的管理基礎薄弱，主要體現在基礎流程不規范，缺乏統一標準；

● 生產計劃能力平衡標準重經驗主義，輕過程管控；

● 生產計劃能力平衡標準各家單點創新多，但缺少集成、不成體系[1]；

● 由于缺少統一的標準化體系，導致航空制造業上下游企業的供應鏈級別的大生產計劃銜接不暢，瓶頸頻發。

因此，對于生產計劃能力平衡領域，需要建立一種橫貫整個供應鏈的、全業務生命周期的、標準化的行業級體系，這種行業級體系由各企業的企業標準組成，從而使供應鏈在生產計劃能力平衡方面的業務有標準化的流程基礎，可以實現無縫銜接。這種行業級體系并不意味著供應鏈上的每一個企業在生產計劃能力平衡的企業標準都是完全一樣的，而是意味著這些企業標準應遵守一個共同的標準化框架，并且都能夠圍繞和解決生產計劃能力平衡的核心問題。

本文提出了一種航空制造業典型生產計劃能力平衡標準化框架，框架由生產大綱、主生產計劃、零組件配套需求計劃三個層次的生產計劃能力平衡框架組成。按照戴明質量環的PDCA（Plan, Do, Check, Action）循環[2]，分析了生產計劃能力平衡的PDCA循環邏輯，梳理了三層生產計劃與能力平衡的關系，之后將每層能力平衡細化，標準化了三個層次生產計劃能力平衡的核心流程，使其有機整合集成。航空制造業供應鏈上下游企業可以依據本文提出的生產計劃能力平衡標準化框架，編制各自的企業標準，因為框架是有機整合集成的，所以各企業的企業標準也自然是有機整合集成的，可以組成一個行業級體系。

1 三層生產計劃與能力平衡的關系

能力平衡作為生產計劃編制的重要組成部分，對于最終生產計劃的準確性和可執行性具有決定性的作用。

按照PDCA循環，本文認為能力平衡分為策劃能力平衡、實施能力平衡、檢查能力平衡、改進能力平衡4個階段，同時，生產計劃也在這4個能力平衡階段的過程中，逐步從最初的預案演進成為最終的決案。生產計劃與能力平衡的邏輯關系如圖1所示。

通常，航空制造業企業生產計劃可以大致劃分為頂層生產計劃和底層生產計劃。頂層生產計劃涵蓋了由企業訂單到物料清單（Bills of Material）[3]的逐級計劃分解，通常對應于企業資源計劃（Enterprise Resource Planning）[4、5]的范疇；而底層生產計劃，又可以稱作生產排產，涵蓋了工廠和車間實際生產物料清單的逐級計劃分解，通常對應于生產過程執行系統（Manufacturing Execution System）[6]。本文研究的生產計劃能力平衡主要屬于頂層生產計劃的能力平衡。依據生產計劃的進一步粗細程度，本文將頂層生產計劃又進一步劃分為三個層次，分別是生產大綱、主生產計劃、零組件配套需求計劃，因此三層生產計劃能力平衡分別是生產大綱能力平衡、主生產計劃能力平衡、零組件配套需求計劃能力平衡。在后面的章節中，將依次細化這三層生產計劃能力平衡的核心流程，并將其作為一種標準化的框架，在航空制造業供應鏈上下游企業中進行推廣。這將使航空制造業供應鏈上下游企業的生產計劃能力平衡的核心流程統一并有機整合，提高標準化水平。

三層生產計劃與能力平衡的關系如圖2所示。

2 生產大綱能力平衡

生產大綱能力平衡旨在提前發現生產大綱編制階段及后續實施面臨或可能遇到的風險，從宏觀上快速判斷企業的生產能力與交付任務需求之間是否匹配，實現生產資源的優化配置，為主生產計劃編制提供相對準確的輸入，確保生產大綱編制更加科學合理。

生產大綱能力平衡的原理如圖3所示。

根據生產大綱能力平衡原理，本文設計提出的生產大綱能力平衡標準化框架總流程圖如圖4所示。

生產大綱能力平衡標準化框架總流程主要分為4個子流程，其中，平衡內部生產能力和平衡外部配套能力是核心。這是因為，在生產大綱這一層次，盡管航空制造業供應鏈上下游企業的具體流程和表單不盡相同，但是本文認為它們在本質上都應圍繞并解決內部生產能力和外部配套能力這兩大平衡問題，因此，應將平衡內部生產能力和平衡外部配套能力歸納進入生產大綱這一層次的生產計劃能力平衡標準化框架中。

2.1 平衡內部生產能力

在平衡內部生產能力階段，依據本文提出的生產計劃能力平衡標準化框架，航空制造業供應鏈上下游企業編制各自的企業標準。首先，有效識別內部生產能力：應當針對生產大綱預案，確定并識別產品最大交付能力，明確產品交付能力需求與可用能力估算。其次，對照生產大綱預案，宏觀測算計劃期內交付需求與生產能力的缺口：針對多個生產大綱任務目標，平衡多項內部生產能力，參照生產大綱任務目標，對應內部生產能力與外部配套能力，開展內部生產能力平衡，了解產品總裝裝配能力需求與其可用能力測算、部件裝配能力需求和其可用能力測算、零組件生產能力需求和其可用能力測算。最后，開展綜合分析與平衡：根據不同任務目標的內部生產能力缺口，分析彼此能力制約及影響程度，制定應對解決措施，進行綜合分析匯總，編寫內部生產能力的能力平衡分析報告。

2.2 平衡外部配套能力

與內部生產能力對應的是外部配套能力，類似于平衡內部生產能力，在這一階段，首先，有效識別外部配套能力：在生產大綱這一層次，應重點關注外部供應的成附件和原材料的配套能力，測算成附件和原材料的供應需求和供應能力。其次，對照生產大綱預案，宏觀測算計劃期內配套需求與配套能力的缺口：應重點關注測算部件裝配能力需求和可用能力缺口、測算零組件生產能力需求和可用能力缺口、測算外委供應能力需求和供應能力缺口等。最后，開展綜合分析與平衡：根據測算的能力缺口，制定應對解決措施，編寫外部配套能力的能力平衡分析報告，有多項外部配套能力缺口時，還需分析彼此能力制約及影響程度。

3 主生產計劃能力平衡

主生產計劃是承接生產大綱的，是對生產大綱的進一步細化和落實。

主生產計劃能力平衡旨在指導企業提前發現能力缺口，預警存在的風險要素及薄弱環節，提出應對措施，幫助企業有針對性的開展管理、技術、質量、信息化等方面的能力提升工作，使主生產計劃編制、策劃過程與未來實際執行過程更加貼合，為生產大綱預案的確定提供依據，為零組件配套需求計劃編制提供相對準確的輸入，同時提高主生產計劃的科學性、合理性和可執行性。

相對于生產大綱能力平衡強調總量控制，主生產計劃能力平衡強調產品準時交付的能力，尤其是關鍵零組件和成附件配套的準時交付能力。主生產計劃能力平衡側重于對公司產品總裝裝配能力的合理排產，優化公司總體生產資源。

主生產計劃能力平衡的原理如圖5所示。

根據主生產計劃能力平衡原理，本文設計提出的主生產計劃能力平衡標準化框架總流程圖如圖6所示。

主生產計劃能力平衡標準化框架總流程主要分為5個子流程，其中，平衡關鍵零組件準時配套能力、平衡成附件準時配套能力、平衡產品準時交付能力是核心。各企業的企業標準在本質上都應圍繞并解決這3個核心能力平衡問題。

3.1 平衡關鍵零組件準時配套能力

在平衡關鍵零組件準時配套能力階段，首先，識別關鍵零組件：關鍵零組件的識別要建立在所有零組件準時交付數據積累與分析的基礎上，突出其影響產品準時交付的核心環節和關鍵路徑，具備直接影響產品交付周期的特征。其次，對照主生產計劃預案，宏觀測算計劃期內關鍵零組件準時配套需求與準時配套能力的缺口：通過對每月關鍵零組件的交付預測和需求數量進行對比分析，初步判斷是否滿足產品準時交付需求，也可通過各配套分廠積累的歷史經驗，在允許范圍內對投產批次及數量進行削峰填谷，實現生產資源的優化配置。最后，開展綜合分析與平衡：匯總關鍵零組件準時配套的能力平衡措施，編制關鍵零組件準時配套能力平衡分析報告。

3.2 平衡成附件準時配套能力

在平衡成附件準時配套能力階段，首先，根據成附件庫存（含已簽合同預計配套的）統計成附件庫存與預計到貨。其次，通過核算成附件配套數據，開展能力平衡，對比成附件實際需求與供應能力。最后，整理分析并編制成附件準時供應能力的能力平衡分析報告。

特別提示的是，對于采購計劃與采購供應分離的企業，計劃主管與采購主管要加強溝通，共享成附件準時供應相關數據。企業要建立成附件供應商及供應能力的管控機制，及時掌握供應能力變化。同時，能力平衡時不能忽略采購周期較短、用量較少的成附件，也不應將供應商的最終績效評價直接作為成附件準時供應能力的評價，否則容易造成平衡結果不準確。

3.3 平衡產品準時交付能力

應按月全面、準確測算產品總裝裝配各環節的能力需求和可用能力，掌握影響準時交付的薄弱環節、能力缺口和風險要素，提前采取應對措施，提升產品準時交付能力。首先，應參照梳理繪制企業產品準時交付流程圖，采集產品準時交付流程的基本信息。其次，收集各流程實作時間并完成數據庫記錄，測算分廠（工段）產品準時交付流程可用能力，測算各產品在各流程的每月能力需求。最后，綜合分析并編寫產品準時交付能力的能力平衡分析報告。

4 零組件配套需求計劃能力平衡

零組件配套需求計劃是承接主生產計劃的，是圍繞主生產計劃進行零組件投產配套的。

零組件配套需求計劃能力平衡旨在指導企業提前發現能力缺口，預警存在的風險要素及薄弱環節，提出應對措施，幫助企業有針對性的開展管理、技術、質量、信息化等方面的能力提升工作，為主生產計劃預案的確定提供依據，同時提高零組件配套需求正式計劃的科學性、合理性和可執行性。

零組件配套需求計劃能力平衡側重于對零組件配套能力的科學測算。

零組件配套需求計劃能力平衡的原理如圖7所示。根據零組件配套需求計劃能力平衡原理，本文設計提出的零組件配套需求計劃能力平衡標準化框架總流程圖如圖8所示。

零組件配套需求計劃能力平衡標準化框架總流程主要分為3個子流程，其中，開展分廠級能力平衡和開展企業級能力平衡是核心。

4.1 開展分廠級能力平衡

在開展分廠級能力平衡階段，首先，分解需求計劃，測算能力需求：各分廠應依據分廠零組件加工統計信息，將零組件配套需求計劃進行逐項分解，必要時應分解至每道工序，并按分廠零組件能力需求測算能力需求。其次，測算可用能力：依據分廠年度設備保養維修計劃，統計分廠年度設備可動率，統計分廠員工技能水平，測算分廠單個工作中心可用能力。最后，開展綜合分析與平衡：計算能力缺口，制定對應的解決措施、提升能力，匯總分廠能力平衡結果，編制分廠零組件配套需求計劃能力平衡分析報告并提交生產主管部門。

4.2 開展企業級能力平衡

在開展企業級能力平衡階段，首先，針對各分廠上交的分析報告，生產主管部門要組織人員到各分廠實地抽查其基礎數據的準確度，并對分析報告進行評估，決定是否采納或要求返工。對于已采納的分析報告，將其中有能力缺口的工作中心組進行匯總，形成企業層面的零組件配套需求計劃能力平衡分析報告（匯總稿）。其次，組織對不同分廠的工作中心組按月份進行盈虧調配，實現統籌平衡，對于仍存在能力缺口的工作中心組，牽頭拉動企業各系統資源，制定初步解決措施，完善并形成零組件配套需求計劃能力平衡分析報告（初稿）。最后，整理匯總各項解決措施（含能力釋放數據），形成邏輯清晰、內容詳盡的工作計劃表，匯總各分廠提出的計劃預案調整建議，形成正式的零組件配套需求計劃能力平衡分析報告，提交企業決策層進行決策。

5 結論

我國航空制造業企業生產計劃能力平衡目前普遍存在基礎流程不規范，缺乏統一標準的現狀。針對此現狀，本文提出了一種航空制造業典型生產計劃能力平衡標準化框架。本文從生產大綱、主生產計劃、零組件配套需求計劃三個層次入手，構建了三層的生產計劃能力平衡標準化核心流程，分析了生產計劃能力平衡的PDCA循環邏輯，梳理了三層生產計劃與能力平衡的關系，使其有機整合集成。本文提出的生產計劃能力平衡標準化框架，可以指導航空制造業供應鏈上下游企業的生產計劃能力平衡企業標準的制修訂，使供應鏈級別的大生產計劃得以緊密銜接、順暢運行。

[1] 常建濤. 離散制造企業生產管理中的若干關鍵技術研究[D]. 西安：西安電子科技大學，2014.

[2] Deming W.E.Elementary Principles of the Statistical Control of Quality[R]. JUSE，1950.

[3] 戴曉. BOM模型的研究與應用[D]. 南京：南京工業大學，2006.

[4] Wylie L.A vision of the next-generationMRPII[R]. Gartner Group，1990：40.

[5] Matthys N.，Shorter J.D.Electronic Resource Planning Solutions for Business Processes[J].Journal of Computer Information Systems，Fall 2000：45-49.

[6] MESA International-White Paper No.1.The Benefit of MES：A Report from the field[R]. 1997.

（編輯：勞邊）

T-65

C

1003-6660（2017）02-0003-05

10.13237/j.cnki.asq.2017.02.001

[收修訂稿日期] 2016-12-26