生产计划一旦实施,生产制造过程就开始了,这时生产经理每时每刻注意着生产系统的运行状态,他需要随时作出各种决策,以保证生产过程能够按预期的计划目标顺利地进行。由于经济活动的复杂性,未来事件发生的不可预见性,计划与实际生产状况的不一致性是正常的、不可避免的,所以就有了生产控制活动,产生了控制的理论与方法。生产控制活动在所有运营管理活动中占用了管理者的大量时间,它的主要控制内容是进度控制、质量控制、库存控制和成本控制,属于企业最终的执行力,对企业竞争力的实现起着非常重要的作用。
第一节 控制论基本概念
人类的实践具有明确的目的性,即实践是为了达到某个目的,没有目的的实践是不存在的。人们在各种各样的实践过程中,为了实现自己的目的,需要根据实际情况不断地作出决策,不断地调整自己的行为,向着目标前进。因此说,自从有了人类的实践活动,也就有了控制活动。不过直到20世纪40年代,美国数学家维纳发表了数学史上具有划时代意义的着作《控制论》,才标志着控制论的创立。以后数十年间,控制论得到了迅速的发展。在许多领域,无论是控制理论还是方法都已经达到了非常完善的地步,如航天领域的导航技术,军事上的武器制导技术,工业中的自动化加工技术等。十分遗憾的是,虽然有了关于经济活动控制的着作《经济控制论》,但迄今为止,所有已取得的控制论的成就,能直接移植到企业经营活动中的并不多。这是由于企业经济活动的行为主体和企业环境中的主体都是人的缘故,在企业系统中几乎就形成不了航天等控制理论研究情况下所处的条件。但是,控制论的基本原理间接地给我们提供了有价值的基础知识,对于分析、理解和控制生产系统是极有帮助的。有关控制论的几个基本概念介绍如下。
一、控制系统及其控制机构
1.控制系统
所谓控制,直观地说,就是指施控主体对受控客体的一种能动作用,这种作用能够使受控客体按照施控主体的预定目标而运动,直至最后达到这一目标。在这里可以清楚地看到,控制作为一种作用,至少要有作用者(施控者)和受作用者(受控者),以及将作用从作用者传递到受作用者的传递者这样三个必要的元素。有了这三个组成部分,控制系统作为一个整体才能具有控制的功能与行为,而控制系统是不能独立存在的,它总是存在于一个特定的环境之中,成为该环境中的子系统,生产控制系统就是生产系统中的子系统。
在控制系统中,不仅施控者作用于受控者,而且受控者可以反过来作用于施控者。前种作用是控制作用,后种作用如果存在则是反馈作用。例如,在车间内,车间主任发出生产调度命令,通过调度手段到达操作工人手中,使操作工人按照调度命令改变作业内容,这是控制作用;而工人执行命令以后的生产情况反方向传递给车间主任就是反馈作用。控制活动就是在这种不断的互相作用下展开的。此外,每个具体的控制系统还要受到所处环境的作用,进而影响控制行为。控制系统的控制功能就是通过这些错综复杂的相互作用、并且是在不断变化的过程中实现的,因此,控制系统必然是一个动态系统,控制过程必然是一种动态过程。控制是在不断地运动、变化、发展过程中实现的。
2.控制机构
在控制系统中,全部的控制活动是通过几个最基本的机构实施的,它们是测量机构、决策机构和执行机构。这些机构之间的关系如图112所示。
现在我们可以设想一下生产系统的控制过程。生产系统是一个资源的加工转换系统,它从环境获取某些生产资源,投入到系统内来,再按照制造的要求,将它们与系统内的设备、人力等资源进行组合,加工成所期望的产品。这个过程是按照生产计划逐步执行的,生产计划的目标值就成为控制的目标。为了掌握计划的执行情况,在系统的输出端,需要对产出量进行测量,把它与计划值(即目标值)进行比较,以查明实际的生产情况是否在计划目标范围之内,这些是测量机构的任务。如果两者之间的偏差超出了允许值的范围,就应该设计一套可行的调整措施,这是决策机构的责任。执行机构的任务是把调整措施贯彻实施,一般是调节投入量。对应于这一控制措施,产出量会有所变化,通过产出量的变动方向和幅度,可以分析控制措施的有效程度,然后再决定下一步的控制措施。整个生产制造过程就这样反复不断地进行着。
在控制过程中信息起着重要作用,它是控制活动赖以存在的基础。控制部门如果不能得到基本信息,就无法作出控制决策。
例如,我们作生产进度控制,假设已经发现实际的产出进度大大落后于计划目标,需要进行控制,但是造成进度脱节的有关信息还没有收集上来,在这种情况下是无法实施控制的。此外,如果信息滞后,也不利于控制活动,一个有经验的生产经理对信息的作用是深有体会的,在生产控制中,最令他头痛的事莫过于生产现场的信息不能及时地可靠地传送过来。
控制机构是否健全是一家企业控制能力的组织保证。原西门子(上海)通讯公司的生产进度总是无法保证,怀疑计划不当,令生产计划员承受很大的压力,经分析引起进度计划失控的原因都与物料供应有关。第一种情况是销售部接了订单,但计划部门在排计划时发现该订单产品的物料清单还没有生成,无法在MRP中安排计划;第二种情况是在计划执行过程中发现某些元器件缺料,紧急采购也无济于事,甚至供应商也缺货。在这案例中我们可以发现该企业几乎没有控制机构,出了问题没有部门或相关人员负责,把所有责任推给计划人员。在这样一个机构缺损的组织中,再能干的管理者也无法应对不时冒出的意想不到的问题。
二、控制系统类型
所有的控制系统都有共同的特征,但是在各种控制系统之间还是存在某些区别。
1.开环控制系统与闭环控制系统
根据有无反馈回路可以将控制系统区分为开环控制系统和闭环控制系统。我们可以通过比较不同控制功能的家用电器来认识开环与闭环这两个不同的概念。程序控制全自动洗衣机的控制系统是开环系统。我们都有经验,当使用这种洗衣机时,事先需要设定洗衣程序,如:浸泡→洗衣→漂洗→脱水,再设定洗衣时间和方式,启动后机器按照设定的程序自动逐条执行指令,直至结束,而不管衣服洗得干净与否。这种机器不具备判断衣服是否洗干净的功能,也没有自动调整控制参数的功能,因此它缺乏将洗衣结果馈送到控制输入端的功能,即无反馈回路。这种洗衣机要依靠系统外界力量的介入,即靠人的判断来决定洗衣时间和洗衣粉添加量。
而模糊控制全自动洗衣机的控制系统是闭环系统,在系统中采用了传感器,它可以将洗涤的干净程度转换成电信号,并反馈到控制系统的输入端,及时调整控制参数,如洗衣时间、方式、放水量、洗涤剂用量等,以达到将衣服洗干净的目的。因此,具有模糊控制功能的洗衣机自动控制程度要高于程序控制式的全自动洗衣机。可以用框图来说明两者的差别,是开环控制系统;是闭环控制系统。
在控制理论中,闭环系统是比开环系统更高层次的控制形态。
在生产控制中更多地采用闭环控制系统。
2.负反馈控制
所谓反馈,就是把系统输出的状态反过来馈送到系统输入端。反馈的目的是为了根据输出状态作出下一步的控制决策,使系统输出状态朝着预期的方向发展。这种利用反馈技术实施的控制,就称为反馈控制。在控制理论中用于实际生产控制的最重要的概念是反馈控制。
反馈有正反馈与负反馈之分。我们设闭环系统的输出值为狔,系统的控制目标值为j,输出值经反馈装置回输到输入端,与目标值j比较后产生一个偏差量。这时,u成为新的输入量,进入下一轮控制活动,在输出端会得到一个新的狔值,再把它反馈到输入端,得到一个新的u,控制过程就是这样不断地重复下去。根据u的变化特性,可以判断反馈的正负性质。如果u的数值经历一段时间的反馈控制后变得愈来愈大,这是正反馈,相应的控制方式称为正反馈控制。反之,如果u值从总的趋势看是收敛的,则是负反馈,其控制方式称作负反馈控制。在经济活动中正反馈控制一般是不希望的,而负反馈控制的结果是使受控变量逐步逼近预定目标,称这种特性为负反馈控制的寻的性,正是它的寻的性,使它在生产控制中得到广泛应用。它的主要功能是纠正偏差。
负反馈控制的寻的性是由于采取的控制措施使受控变量向反方向运动的缘故。例如,当受控变量低于目标值时,采取负反馈控制后使受控变量值增加,直至接近目标值。反之,当受控变量高于目标值时,控制后会使变量值减少,也会接近目标值。
3.前馈控制
在控制过程中普遍存在着信息时滞现象,这是由信息搜集、分析、设计控制措施要消耗时间造成的。以这些时滞的信息作为反馈控制的依据是有缺陷的。例如,在成本控制中,总会计师当月读到的财务报表所反映的成本消耗可能是上个月的,而引起成本上升的原因又可能是前个月的。这些迟到的信息反映了既成事实,对于实时控制已失去意义,它们的价值主要用于下一计划期的控制。由于负反馈控制的功能是纠正偏差,在某些控制活动中,偏差产生就已经意味着损失,因此,它的控制作用是有缺陷的。是否有一种可以防止偏差产生的控制方式?这就是前馈控制,它具有防止偏差的功能。
对导致受控对象出现偏差的干扰因素提前有所认识,预先采取控制措施,防止干扰出现时产生失控制,这种控制行为称作前馈控制。它的控制原理是不等到系统内外的扰动影响到输出量时,就设法把这种扰动预先测量出来,通过一定的前馈装置送到系统中去进行调节,使得在输出量变化之前就尽可能地克服或减少扰动的影响。因此,前馈控制是面向未来的控制。例如,一家公司经过市场调查,预测出销售额将下降至比预期更低的水平,企业可以采取各种促销手段,以改善销售的预期结果。这比起当销售额大幅下降,已成事实后,再采取反馈控制要高明得多。
4.前馈反馈控制
企业系统是一个复杂系统,对于这样的系统只有反馈控制是不够的,一个有效的控制系统应该包含有前馈控制和反馈控制,它们耦合起来,就构成前馈反馈控制系统,这种系统具有较好的控制效果。
前馈反馈控制系统在工程技术系统中是一项成熟的控制技术,在生物和社会经济系统中也存在这种机制。如企业的成本控制系统,在一般情况下,由成本核算功能算得成本发生量,经分析采购成本偏高,由反馈装置将信息处理后,发出关于采购控制指令,经由施控装置实施控制,最后达到控制目标。这是反馈控制在起作用,在达到目标以前有个过渡过程,有时这个过程会很长。如果企业决策部门预测到原材料价格将会大幅上扬,即测定出对成本的扰动量,马上采取有力的采购措施,可以迅速有效地控制住将要发生的高采购成本,这是前馈控制在起作用,而反馈控制不具备这种功能。把两者结合起来,则控制能力大大增强。
第二节 生产控制系统的特点
生产控制的对象是生产过程,是经济控制系统中微观层次的一个分支,但它也是一个复杂系统。它的经济活动要素主要包括人、物资、设备、资金、任务和信息。这些要素一方面分布在企业的所有部门各个环节;另一方面每时每刻处于运动之中。由于要素分布的分散性,管理手段又基本上采用手工作业,所以生产控制系统具有自身的特点。
一、控制的整体特性
在本书的第一章导论部分已论述了企业系统的整体性,当我们进入到论述管理的控制职能阶段时,将会具体地体会到整体性的概念。它既包括了运营管理的计划、组织、控制三大职能之间的整体性,也包括了运营管理与市场、财务等职能管理之间的整体性。
1.生产控制与计划、组织职能的关系
生产过程的基本活动(即输入-转换-输出)联系着计划、组织和控制三个职能。计划的主要功能是确定目标和指标,选择合适的生产方案,制定达到目标的手段。组织的功能是根据计划确定的目标,合理组织生产要素,即把员工、设备、物资组合起来去完成生产任务,它发挥着执行计划的功能。而控制的功能则是检测生产系统的输出状态,判别其稳定性,最后作出是否需要控制,以及如何控制的决策。这三个管理职能相对独立,又互相联系,在三者的共同作用下,生产系统才能正常运转,运转质量的优劣与三者之间整体协调的好坏密切相关。下面我们通过企业中普遍存在的流动资金控制问题来认识运营系统的整体性。