生产与运作管理.ppt

第4章：生产计划,一、学习目标 1、了解生产计划决策的基本信息 2、了解提高生产计划有效性的策略 3、熟悉备货式与订货式生产计划的决策方法 4、熟悉生产能力规划与平衡的策略 二、内容提要 1、生产计划概述 2、综合生产计划的编制 3、生产能力需求与规划 4、服务业的生产计划,引导案例：日本汽车厂减少在美国的汽车生产计划,2008年是全球经济不景气的一年，特别是美国金融危机导致美国需求下降。据日本产经新闻报道，日本汽车制造公司正被迫重新评估在美国的生产计划，丰田等公司已相继决定减少2008年在美的汽车产量。 由于预计经济衰退将使北美商用车需求急速下降，日本最大的卡车制造商日野汽车公司决定关闭一家在美国加州的汽车工厂。 日野公司在北美原有3家卡车厂，由于目前市场销售已陷入低迷局面，为了削减过剩产能，日野决定将生产向两家工厂集中，实现集约化经营。加州工厂的生产将于7月起停止，这将使日野在北美的生产能力从9500辆降至4500辆，削减幅度超过一半。 这是日本汽车制造商第一次关闭在北美的整车组装工厂。,第一节、生产计划概述,生产计划是企业组织生产的前提和依据，尤其随着现代企业大规模生产的出现，要顺利完成经营目标，必须要有一个良好的生产计划作为指导。,（一）生产类型及其生产计划的特点,1. 备货型生产：以产促销 2. 订货型生产：以销定产,确定生产运作计划指标的原则： “以销定产，以产促销”。,表41 备货生产与订货生产的生产计划特征,（二）生产计划的层次结构 （1）长期计划。 （2）中期的计划 （3）短期计划。,图41 生产计划的层次结构P85,长期计划,中期计划,短期计划,经营预测,经营计划,综合生产计划,出产进度计划,物料需求计划,作业计划,生产作业,中期能力计划,采购计划,产品需求预测（订货）,战略能力规划,短期能力计划,企业的目标、长远的发展规划,反映企业基本目标和组织方针，制定企业产品战略、生产战略、投资战略、销售和市场竞争战略。战略性是其基本特点。长期计划一般设计5年或更长时间，而且每年要进行滚动修改。计划的滚动修改如下图所示：,1、长期计划,中期生产计划又称为生产计划大纲或者年度生产经营计划，计划期一般为一年。中期计划是我们本章主要关注的对象。 主要指标有：产品品种、产品质量、产品数量、产值以及利润等。,2、中期计划,3、短期计划,（1）短期主生产计划 是短期生产活动，包括材料采购、零部件外协、制造以及装配等活动的依据，一般期限为季度或月度。主生产计划的对象是产品，它是按生产计划规定的任务和实际订货情况来制定，规定产品的品种、数量、加工进度、完工时间，规定每个生产单位的投入产出进度。,（2）物料需求计划 根据产品结构，将主生产计划展开为详细的材料需求、零部件生产以及外购计划。 （3）短期作业计划 就是生产作业计划，是具体规定每一种零件的投入和完工时间，以及每台设备上零件加工的顺序。,（三）生产计划的信息集成,图4-2 生产计划所需要考虑的几个方面的信息（因素）,（四）、生产计划的内容与指标,1、生产计划的内容,2、生产计划的主要指标,（1）产品品种指标：生产什么、品名、规格、型号、种类数等； （2）产品质量指标：一级品率、合格品率、废品率等 ； （3）产品产量指标：生产多少 （4）产值指标 1）总产值：企业在计划其内完成的以货币计算的生产活动总成果的数量。 2）商品产值：企业在计划期内出产的可供销售的产品价值 3）净产值：企业在计划期内通过生产活动新创造的价值。,（五）滚动式生产计划方法,（1）滚动式计划的基本模式,滚动式计划的基本模式是把计划分为两个时段进行编制：执行计划与预计计划。 执行计划即当前正在执行的计划，较详细，预计计划是未来的计划，一般比较粗，有调整的余地 当预计计划转为执行计划时，需要根据三个方面的信息进行调整：需求的变化、生产条件的变化、上一时段的计划的执行结果的差异分析。 滚动式生产计划需要确定两个时间单位：计划期与滚动期。,滚动式生产计划方法示意图,（2）滚动式生产计划的优点,1、生产计划具有远见性与严肃性。 2、 有利于提高生产计划的连续性与稳定性 3、提高生产计划的灵活性与指导性。,二、综合生产计划的编制,（一）品种决策 （二）产量优化 （三）出产进度安排,（一）品种决策,订货型生产的品种决策 备货型生产的品种选择策略,订货型生产的品种决策-线性规划法,用线性规划、整数规划等确定利润最大的订单组合； 在所有订单中，按照某种标准确定订单的优先权，根据优先权选择满足生产能力的订单。 下面介绍0-1整数规划方法进行单件生产的品种选择。,0-1整数规划方法,当企业面对多份订单需求，而生产能力不足以满足所有的订单的生产要求时，可以采用0-1整数规划方法进行订单的选择。0-1整数规划的模型为： 目标函数： （6-1） 约束条件： （6-2） 式中： 为第i产品的决策变量（取0为不接，1为接订单） 为i产品消耗j原料定额量，或j工序的工时定额。 为产品i的单位利润,应用范例6-3：某公司接到三份订单A,B,C，各订单的消耗的总工时和单位利润如表6-2所示，总可用生产能力为40，试确定应该接受哪个订单。 表6-2 产品的加工时间与利润,0-1整数规划问题的求解，在变量比较少的情况下，求解比较简单，但是变量比较多的时候一般采用启发算法。 本例最后的结果是： 选择订单A和C，总利润是55。,根据上面的条件，这是一个0-1整数规划问题，其规划模型为： 目标函数：,约束条件：,或1,2. 备货生产的品种选择策略,品种选择原则： （1）优先选择需求增加率与利润增长率高的产品； （2）优先选择有市场发展潜力的产品； （3）优先选择能树立企业品牌优势的产品； （4）优先选择国家扶持发展的产品。 品种选择分析方法: （1）波士顿矩阵策略 （2）GE公司矩阵 （3）收入利润顺序法,（1）波士顿矩阵,图6-4 波士顿矩阵分析图,（2）GE公司矩阵法,GE矩阵法按照产品实力与行业吸引力把产品分为三大区域九类，如图6-5所示。,强,中,弱,大,中,小,产品实力,行业吸引力,A,C,D,B,图6-5 GE矩阵法分析图,（3）收入-利润顺序法,收入-利润顺序法是将产品按照销售收入与利润的大小进行排序，也组成一个矩阵图，如图6-6。,收入大小顺序,利润大小顺序,1 2 3 4 5 6,6 5 4 3 2 1,A,B,C,D,图6-6 收入-利润顺序图,（二）产量优化,当生产的产品品种确定以后，生产计划的主要任务就是优化各种产品的计划生产数量，使企业的利润达到最大化。 由于产量的优化涉及到人力、设备、材料、资金等多方面的因素与约束条件，因此产量的优化需要考虑多方面的约束，一般采用线性规划的方法。,一个最简单的线性规划模型 目标函数： （6-3） 约束条件： 式中： 为i产品的计划产量，为第i 产品的单位利润，为第 j种资源的可用量，为一个单位i 种产品需要 j种资源的数量。,应用范例6-4：某企业需要生产6种产品，各产品需要使用的原料有4种，每种原料的最高供应能力，单位产品的利润等基本数据如表6-3所示。表6-3 生产计划原始数据,根据以上的数据，可以建立线性规划模型； 目标函数；,约束条件：,采用Excel求解得：x1=0,x2=121.8,x3=21.8,x4=0,x5=0,x6=45.5 总利润为5427.2,（三）出产进度安排,非均衡需求处理策略 不同生产方式的出产进度安排的策略选择 出产进度安排的经验方法 出产进度安排的线性规划模型法,1. 非均衡需求处理策略,均衡策略、追赶策略、混合策略，,2. 不同生产方式的出产进度安排的策略选择,（1）大量大批生产的出产进度安排 面向库存，采取均衡策略，或递增与抛物线递增 （2）成批生产的出产进度安排 有合同，按合同交货；产量大，季节变动小，应细水长流；产量小的，轮番生产；同一系列，集中生产 （3）单件小批生产的出产进度安排 小批产品，集中生产；单件，交错安排,3. 出产进度安排的经验方法,经验方法的基本步骤如下： （1）决定每个时期的需求量； （2）确定各时期的生产能力； （3）决定正常工作、超时工作以及需要转包的生产量； （4）确定正常用工成本、增员/减员成本、库存成本； （5）计算各方案的总成本，比较各种方案，选择成本最低方案。,线性规划模型法进行进度安排，是把其作为一个多周期多品种的生产计划问题来求解的。但是线性规划方法只能求解一般小规模的问题.另外, 线性规划法也存在一些缺陷,现实生产条件在模型中没有办法真实反映,因此企业中能够应用线性规划做生产计划的还不多.,4. 出产进度安排的线性规划模型法,第三节、生产能力需求与规划,（一）生产能力的定义 （二）决定生产能力的要素 （三）生产能力需求与计划,（一）生产能力的定义,1、生产能力的概念 生产能力是指在一定时期内（通常是一年），企业的全部生产性固定资产，在先进合理的技术组织条件下，经过综合平衡后，所能生产的一定种类和一定质量的产品的最大产量。 有三种类型 （1）设计能力 （2）正常能力 （3）最大能力,（二）决定生产能力的要素,决定生产能力的要素,（三）生产能力需求与计划,1. 生产能力计划,生产能力规划工作的三个层次,2. 生产能力核算,（1）设备生产能力核算 （2）场地的生产能力 （3）劳动者的生产能力,(1)、单品种生产条件下生产能力的计算,F为单台设备的有效工时 S为设备台数 t为单位产品工时定额,(2)、多品种条件下生产能力的计算,（1）标准产品法 如电机可以用标准千瓦的电机，拖拉机可以用标准马力的拖拉机来计算生产能力。 （2）代表产品法 就是从许多产品中选择出一种产品作为代表产品来计算生产能力。通常选择产量大、在结构和工艺上具有代表性、决定企业发展方向的产品作为代表产品。而其他产品可以通过换算系数折合为代表产品。,步骤： 1、确定代表产品 2、计算折算系数 3、折算为代表产品产量,算例,某厂生产A、B、C、D四种产品，其计划产量分别为250，100，230和50台，各种产品在机械加工车间车床组的计划工时定额分别为50，70，100和150台时，试换算为用代表产品表示的产量。,代表产品计算生产能力换算表,（3）假定产品法,在企业产品品种比较复杂，各品种在结构、工艺和劳动量方面差别较大，不易确定代表产品时使用假定产品法。 1）计算假定产品工时定额,2）计算假定产品生产能力,为单位设备有效工作时间,为假定产品工时定额,S为设备台数,算例,某厂生产A、B、C、D四种产品，其计划产量分别为100，80，150和170台，各种产品在机械加工车间车床组的计划台时定额分别为200，250，100和50台时，车床组共有车床15台，两班制，每班8小时，设备停修率10%，试求车床组的生产能力（每周按六天工作计算）。,假定产品计算生产能力换算表,（2）场地的生产能力,式中：F为生产面积的有效利用时间； A为生产面积； 为制造单位产品所需要的生产面积； t为单位产品的所需要的生产时间。,（3）劳动者的生产能力,（4-14） 式中： F为计划期内每个工人的有效工作时间； D为作业组的工人数； t工人的平均工时定额。,第四节 企业生产的需求预测,1、预测的定义、意义 预测：是对未来可能发生事情的估计与推测。 意义：预测是制定营销、生产 和库存、采购、人力 资源等计划的基础。 2、预测的分类 按领域分五类： 科学预测、技术预测、经济预测 需求预测、社会预测。 本课程主要讨论需求预测,一、基本概念,按预测的方法分： 定性预测、定量预测 按预测的时间分： 长期预测（数年到几十年） 中期预测（一年到数年） 短期预测（数日到一年）,3、需求预测的意义 （1） 预测是为下一步计划做准备 （2）预测是制定生产 和库存、采购、人力资源等计划的基础 （3）预测对生产运作产生影响，所以，它是生产运作管理的一个组成部分。,二、主要的预测方法,1、主要预测方法,三、定性预测方法,1、德尔菲法（delphi） 德尔菲是古希腊城名，相传城中阿波罗圣殿能预卜未来，因而命名。德尔菲法是60年代初美国兰德公司的专家们为避免集体讨论存在的屈从于权威或盲目服从多数的缺陷提出的一种定性预测方法。为消除成员间相互影响，参加的专家可以互不了解，它运用匿名方式反复多次征询意见和进行背靠背的交流，以充分发挥专家们的智慧、知识和经验，最后汇总得出一个能比较反映群体意志的预测结果。,德尔菲法的一般工作程序,（1）选择一批熟悉本问题的专家，一般至少为20人左右，包括理论和实践等各方面专家。,（2）确定调查目的，拟订调查提纲。首先必须确定目标，拟订出要求专家回答问题的详细提纲，并同时向专家提供有关背景材料，包括预测目的、期限、调查表填写方法及其它希望要求等说明。 （3）以通信方式向各位选定专家发出调查表，征询意见。,（4）对返回的意见进行归纳综合、定量统计分析后再寄给有关专家，如此往复，经过三、四轮意见比较集中后进行数据处理与综合得出结果。 （5）获得预测结果。每一轮时间约7到10天，总共约一个月左右即可得到大致结果，时间过短因专家很忙难于反馈，时间过长则外界干扰因素增多，影响结果的客观性。,2、部门集体意见讨论法,2、部门集体意见讨论法,2、部门集体意见讨论法,由不同层次、不同部门人员开会，在会上自由讨论。这种方法问题在于低层人员的意见往往易受市场营销的左右，不敢与领导相背。对于重要决策，如引进流水线等，由高层人员讨论。,四、定量预测方法,用数学模型表示需求与各种变量之间的关系。 前提：变量与需求的关系今后仍然保持不变。,1、简单移动平均法 ：实际观测值 ：平均值计算跨越期数 当产品需求既不快增长也不快下降，且不存在季节性因素时，用该方法比较合适。,简单移动平均法算例,2、加权移动平均,称为加权因子 简单移动平均的各元素权重都相等，而加权移动平均的权重值可以不同。当然，其权重之和必须等于1。,经验法和试算法是选择权重的最简单的方法。一般而言，最近期的数据最能预示未来的情况，因而其权重应大些。但是，其需求是季节性的，故权重也应是季节性的，一般对季节性产品季节权重系数要大。由于加权移动平均能区别对待历史数据，因而在这方面要优于简单移动平均。,加权移动平均方法中权重的选择,3、指数平滑法,前两种预测方法（简单移动平均和加权移动平均）中，一个主要的问题是必须有大量连续的历史数据。随着模型中新数据的增添及过期数据的剔除，新的预测结果就可以预测出来。有的情况下，最近的情况远比较早的更能预测未来。假设越远于当期其重要性越低，如果这一前提正确，则指数平滑法就是逻辑性最强且最为简单的方法。,指数平滑法的具体方法,预测值=(上次实测值)+(1-)上次预测值 称为平滑常数，（0 1） 假设所研究的产品的长期需求相对稳定，平滑常数=0.05也较合适，并假设上个月的预测值为1050个单位，如果实际需求为1000而不是1050，那么本月的预测值为：,4、季节因子法,季节成分： 特定周期时间里有规则的波动。 如： 每天有二次交通高峰； 每周周末，影院的客流量较大； 某些产品的季节性需求变化等。,季节因子法的步骤,（1）收集历年各季度的时间序列资料，一定要有3年以上的历史资料； （2）求出同季度观测值的算术平均值 ； （3）求出季度的总体算术平均值 ； （4）求出季节因子 （5）进行预测：,算例,某副食品公司19901993年各季度销售额统计见表（见下页）。已知1994年第一季度实际销售额为331万元，试预测1994年第二、三、四季度的销售额及全年销售额。 计算: (1)计算每个季度的平均值; (2)计算季度总体平均值; (3)计算每个季度的季节因子; 结果列入表中,如下(单位万元):,(4)预测:,5、一元线性回归分析,（1）几种典型的趋势 1）线性趋势反映了数据呈连续的直线关系,2）对数趋势以优质产品大量投放市场时出现,3）指数增长产品销售势头特好的产品,（2）一元线性回归分析,上述趋势中只有第一种趋势被称为线性趋势，对这种趋势的处理操作也最为简单，一元线性回归就是最典型的方法。 假定x为自变量，y为因变量，选取n个样本值 ，拟合一条回归直线：,对应于第 个 ，可以求出一个 ，其偏差可以记为： ，显然n个偏差之和愈小，说明回归出的直线方程愈接近实际，一般以误差的平方和 最小为目标求回归直线，这就是最小二乘法。,由高等数学的知识知，为使 最小，必须使 、 满足如下方程组：,为了便于计算， 做如下定义：,解上面方程组有： 将求出的 、 代入 ，就可以回归出直线方程，用这个的直线方程就能预测以后的因果值。 当然，预测模型中的系数计算出来后，还需要对模型的可信度进行检验（略）,