生产管理Charpt生产计划与需求

第 五 讲 ：需 求 预 测 与 综 合 计 划 一、需求预测二、综合计划 例 ： 上 海 交 通 大 学 在 闽 行 建 新 校 址 的 依 据 是 什 么 ？一 个 啤 酒 厂 打 算 新 增 一 条 生 产 线 ， 其 依 据 又 是 什么 ？明 天 超 市 打 算 减 少 上 班 工 作 人 员 数 量 ， 其 依 据 又是 什 么 ？1、 问 题 的 提 出一 、 需 求 预 测 2、 预 测 种 类(1)、 按 预 测 时 间 (2)、 按 主 客 观 因 素 (3)、 按 预 测 类 型 3、 需 求 预 测 的 意 义预 测 是 为 下 一 步 计 划 做 准 备预 测 是 制 定 营 销 、 生 产 和 库 存 、 采 购 、 人 力 资源 等 计 划 的 基 础 。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 。 4、 需 求 预 测 的 主 要 步 骤确 定 预 测 目 标 ；确 定 影 响 产 品 需 求 的 因 素 及 其 重 要 性 ；收 集 资 料 ；选 择 预 测 方 法 与 模 型 ；计 算 、 预 测 ；对 预 测 结 果 进 行 综 合 分 析 ， 得 出 结 论 ；将 预 测 结 果 应 用 于 生 产 计 划 工 作 中 ；根 据 实 际 情 况 ， 对 预 测 结 果 进 行 监 控 。 5、 需 求 预 测 的 衡 量 标 准 反 应 稳 定 需 求 的 能力反 应 需 求 变 化 的 能力 定 性 预 测 方 法 qualitative method 定 量 预 测 方 法 quantitative method 德 尔 菲 法 部 门 主 管 集 体 讨 论 法 销 售 人 员 意 见 汇 总 法 顾 客 期 望 法 时 间 序 列 预 测 模 型 时 间 序 列 平 滑 模 型 简 单 移 动 平 均 加 权 移 动 平 均 一 次 指 数 平 滑 时 间 序 列 分 解 模 型 乘 法 模 型 加 法 模 型 因 果 模 型 6、 需 求 预 测 方 法 需 要 说 明 的 是 ， 为 使 预 测 更 符 合 实 际 ， 经 验、 判 断 和 数 学 模 型 都 起 一 定 的 作 用 ， 但 没 有哪 一 种 方 法 一 直 都 能 奏 效 。 7、 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 。常 用 的 有 ：时 间 序 列 ： 用 过 去 的 需 求 和 时 间 的 关 系 来 预 测 未来 的 需 求 。因 果 模 型 ： 用 过 去 的 资 料 揭 示 变 量 和 需 求 的 关 系 ，进 而 预 测 未 来 的 需 求 。 (1)、 时 间 序 列 模 型时 间 序 列 （ Time Series） ： 按 一 定 的 时 间间 隔 和 事 件 发 生 的 先 后 顺 序 将 所 收 集 的 数据 排 列 起 来 所 得 到 的 序 列 。 表 1 时 间 序 列 月 份 实 际 销 量 (百 台 ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 20.00 21.00 23.00 24.00 25.00 27.00 26.00 25.00 26.00 28.00 27.00 29.00 时 间 序 列 的 构 成 ： 趋 势 成 分 ： 随 时 间 的 推 移 而 表 现 出 的 一 种 倾 向（ 上 升 、 下 降 、 平 稳 ） 。 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 。 周 期 成 分 ： 较 长 时 间 里 （ 一 般 为 数 十 年 ） 有 规则 的 波 动 。 随 机 成 分 ： 没 有 规 则 的 上 下 波 动 。 时 间 序 列 模 型 (Forecasting based on time series data )： 时 间 序 列 平 滑 模 型 ： 通 过 多 个 数 据 的 平 均 来消 除 和 减 少 随 机 成 分 (干 扰 )。 常 用 的 有 简 单 移动 平 均 、 加 权 移 动 平 均 、 一 次 指 数 平 滑 。 时 间 序 列 分 解 模 型 。 1)、 简 单 移 动 平 均 (Simple Moving Average)SMAt+1= (Xt + Xt-1 + Xt-N+1 )/N 预 测 值 =(前 N次 实 测 值 的 平 均 值 ) 表 1 简 单 移 动 平 均 法 预 测 月 份 实 际 销 量 (百 台 ) n=3(百 台 ) n=4(百 台 ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 20.00 21.00 23.00 24.00 25.00 27.00 26.00 25.00 26.00 28.00 27.00 29.00 21.33 22.67 24.00 25.33 26.00 26.00 25.67 26.33 27.00 21.75 23.33 24.75 25.50 25.75 26.00 26.25 26.50 对 于 简 单 滑 动 平 均 预 测 方 法 ， 关 键 是 选 择移 动 时 间 区 间 的 大 小 ， 即 N的 大 小 。结 果 ： N越 大 、 预 测 值 越 平 滑 ， 对 干 扰 的 灵敏 性 越 低 ， 预 测 值 的 响 应 性 也 就 越 小 。N的 大 小 的 选 择 与 预 测 者 要 求 的 适 应 性 有 关 。如 果 管 理 者 追 求 稳 定 性 ， N的 值 应 该 选 择 大一 些 ， 如 果 管 理 者 的 目 标 是 体 现 响 应 性 ， 则应 选 择 小 一 点 的 N 。 2)、 加 权 移 动 平 均 (Weighted Moving Average)WMAt+1= (t Xt + t-1 Xt-1 + + t-N+1 Xt-N+1 )/N预 测 值 =(前 N次 实 测 值 的 加 权 平 均 值 )t、 t-1、 、 t-N+1称 为 加 权 因 子 ， 且（ t + t-1 + + t-N+1） / N = 1 n 为 了 强 调 最 近 数 据 的 影 响 ， 突 出 其 作 用 ， 取 3=1.5、2=1、 1=0.5， 得 到 加 权 移 动 平 均 结 果 结 果 ： 预 测 值 的 响 应 性 较 好 ， 其 结 果与 和 N的 取 值 有 关 。 3)、 一 次 指 数 平 滑 (Single Exponential Smoothing)SAt = SAt-1 + (Xt-1 - SAt-1) 或 者 ， SAt = Xt-1 + (1-) SAt-1预 测 值 =(上 次 实 测 值 )+(1-)上 次 预 测 值称 为 平 滑 常 数 ， （ 0 1） 表 3 某 公 司 的 月 销 售 额 一 次 指 数 平 滑 预 测 表 (=0.7) 月份 实 际 销售 额 (千 元 ) 上 月实 际 销 售额 (千 元 ) 上 月 预 测 销售 额 (千 元 ) (1-) 上月 预 测 销 售额 (千 元 ) 本 月 平 滑 预测 销 售 额(千 元 ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 10.00 12.00 13.00 16.00 19.00 23.00 26.00 30.00 28.00 18.00 16.00 14.00 7.00 8.40 9.10 11.20 13.30 16.10 18.20 21.00 19.60 12.60 11.20 11.00 10.30 11.49 12.55 14.97 17.79 21.44 24.63 28.39 28.12 21.04 3.30 3.09 3.45 3.77 4.49 5.34 6.43 7.39 8.52 8.44 6.31 11.00 10.30 11.49 12.55 14.97 17.79 21.44 24.63 28.39 28.12 21.04 17.51 预 测 的 关 键 是 选 择 的 大 小 。结 果 ： 一 次 指 数 平 滑 预 测 值 依 赖 于 平 滑 常数 的 选 择 ， 一 般 来 言 ， 越 大 ， 预 测 值 的响 应 性 越 大 ， 选 得 小 些 ， 则 稳 定 性 较 大 。如 果 管 理 者 追 求 稳 定 性 ， 的 值 应 该 选 择小 一 些 ， 如 果 管 理 者 的 目 标 是 体 现 响 应 性 ，则 应 选 择 大 一 点 的 。 4)、 时 间 序 列 分 解 模 型 (Time Series Decomposition)对 各 成 分 进 行 单 独 预 测 ， 再 按 一 定 的 组 合规 则 综 合 处 理 ， 得 出 最 终 的 预 测 结 果 。 乘 法 模 型 TF= TSCI加 法 模 型 TF= T+S+C+I 主 要 讨 论 线 性 季 节 模 型 线 性 变 化 趋 势 与 季 节 性 变 化 趋 势 共 同 作 用 的 结 果 。 预 测 值 =趋 势 预 测 值季 节 系 数 过 去 三 年 快 餐 销 售 记 录 季 度 季 度 序 号 t 销 售 量 At 夏 秋 冬 春 夏 秋 冬 春 夏 秋 冬 春 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 11,800 10,404 8,925 10,600 12,285 11,009 9,213 11,286 13,350 11,270 10,266 12,138 求 趋 势 直 线 方 程 ：y = a + b ty为 趋 势 预 测 值 ， t为 季 节 序 号 ， a、 b为 常 数 。可 用 作 图 法 或 最 小 二 乘 法 求 出 a、 b。 季 节 季 节 序 号 t 销 售 量 At夏 1 11800秋 2 10404冬 3 8925春 4 10600夏 5 12285秋 6 11009冬 7 9213春 8 11286夏 9 13350秋 10 11270 冬 11 10266春 12 12138 例：旅游点快餐销售 T(t)= 10000 + 167 t 计 算 季 节 系 数 ：各 周 期 内 相 应 实 际 值 与 趋 势 值 的 比 值 的 平 均 值 。SI(夏 )=(1.16+1.13+1.16)/3=1.15SI(秋 )=1.00SI(冬 )=0.85SI(春 )=1.00 计 算 预 测 值 ： 预 测 值 =趋 势 预 测 值 季 节 系 数n 未 来 一 年 的 夏 秋 冬 春 各 季 对 应 的 t值 分 别 为13,14,15,16, 预 测 销 售 量 分 别 为 : 夏 季 :(10,000+167 13) 1.15=13,997 (份 ) 秋 季 :(10,000+167 14) 1.00=12,338 (份 ) 冬 季 :(10,000+167 15) 0.85=10,629 (份 ) 春 季 :(10,000+167 16) 1.00=12,672 (份 ) 二 、 综 合 生 产 计 划1、 计 划 管 理(1)、 计 划 计 划 是 组 织 的 前 提计 划 是 指 挥 的 依 据计 划 是 协 调 的 工 具计 划 是 控 制 的 标 准 (2)、 计 划 管 理 过 程 （ PDCA）编 制 计 划 （ Plan）执 行 计 划 （ Do）检 查 计 划 完 成 情 况 （ Check）改 进 （ Act） 2、 综 合 计 划(1)、 时 间 性 产 品 发 展 方 向 ， 生 产 发展 规 模 ， 技 术 发 展 水 平现 有 资 源 条 件 下 确 定产 品 品 种 ， 产 量 ， 员工 ， 产 成 品 库 存 等 生 产 进 度 控 制 ，人 员 班 次 安 排 ，质 量 控 制战 略 层战 术 层作 业 层 不 同 层 次 计 划 的 特 点 战 略 层 计 划 战 术 层 计 划 作 业 层 计 划 计 划 期 计 划 时 间 单 位 空 间 范 围 详 细 程 度 不 确 定 性 管 理 层 次 特 点 长 ( 5年 ) 粗 (年 ) 企 业 、 公 司 高 度 综 合 高 高 层 领 导 资 源 获 取 中 (一 年 ) 中 (月 、 季 ) 工 厂 综 合 中 中 层 领 导 资 源 利 用 短 (月 、 旬 、 周 ) 细 (日 、 班 次 、 小 时 、 分 ) 车 间 、 工 段 、 班 组 详 细 低 低 层 ， 车 间 领 导 日 常 活 动 处 理 经 营 预 测 企 业 规 划产 品 和 市 场 计 划 资 源 计 划财 务 计 划产 品 需 求 预 测 生 产 计 划 大 纲 粗 能 力 需 求 计 划主 生 产 计 划 能 力 需 求 计 划物 料 需 求 计 划 物 料 供 应 计 划车 间 作 业 计 划最 终 装 配 计 划长期计划中期计划短期计划 (2)、 总 结 构 工 业 企 业 生 产 计 划 体 系年 生 产 计 划 、 总 生 产 计 划 流程计划生产能力计划年生产计划主生产计划原材料需求计划作业计划周劳动力与客户安排日劳动力与客户安排长期中期短期制造业服务业(3)、 年 生 产 计 划 (4)、 年 生 产 计 划 特 征 规 定 全 年 的 总 任 务 ； 计 划 指 标 ： 品 种 、 质 量 、 产 量 、 产 值 ； 是 一 个 中 期 生 产 计 划 , 处 理 的 对 象 以 产 品 级 为 主 。 它属 于 战 术 层 计 划 ； 是 指 导 企 业 生 产 与 其 他 活 动 安 排 的 依 据 。年计划 一 季 度 二 季 度 三 季 度 四 季 度短 纤 22， 300 14， 470 20， 280 21， 150 长 纤 1， 060 960 1， 090 1， 170 不 同 类 型 生 产 计 划 的 度 量流 程 式 生 产 ： 生 产 计 划 可 较 准 确 地 描 述加 工 装 配 式 生 产 ： 生 产 计 划 是 模 糊 的大 量 生 产 ： 具 体 产 品 表 示大 批 生 产 ： 代 表 产 品 表 示多 品 种 、 中 小 批 生 产 ： 假 定 产 品 表 示 代 表 产 品结 构 和 工 艺 具 有 代 表 性 ， 产 量 较 大 的 产 品 。假 定 产 品实 际 上 并 不 存 在 的 产 品 ， 只 是 为 了 结 构 与 工艺 差 异 大 的 产 品 有 一 个 统 一 的 计 量 单 位 而 引 入的 一 个 概 念 。假 定 产 品 的 劳 动 量 定 额 是 各 具 体 产 品 的 劳 动量 定 额 的 加 权 平 均 值 （ 以 计 划 产 量 为 权 系 数 ） 。 代 表 产 品 和 假 定 产 品 产 品 计 划 年 产 量 单 位 产 品 台 时 定 额 折 换 成 代 表 产 品 C的 产 量 折 换 成 假 定 产 品 的 产 量 A B C D 50 100 125 25 20 30 40 80 25 75 125 50 27 82 136 55 合 计 300 275 300 36.672512510050 802540125301002050 假 定 产 品 的 台 时 定 额 2767.36 2050)( 假 定 产 品A (5)、 年 生 产 计 划 分 解年 生 产 计 划 分 解生 产 作 业 计 划如 何 分 解 ？ 年 生 产 计 划 分 解按 时 间把 年 、 季 等 较 长 期 任 务 分 解 到 月 、旬 、 周 、 日 、 轮 班 、 小 时 。(a)、 按 时 间 分 解 年计划 一 季 度 二 季 度 三 季 度 四 季 度短 纤 22,300 14,470 20,280 21,150长 纤 1,060 960 1,090 1,170 主生产计划 月 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12短纤维 1.3 3100 2800 3100 2000 2100 2000 3000 3000 2900 3000 2900 31001.6 4500 0 4500 0 4000 0 4000 0 4000 0 4000 01.7 0 4300 0 2200 0 2170 0 3380 0 4100 0 4050季 产 22,300 14,470 20,280 21,150长纤维 50 0 200 0 0 190 0 0 210 0 0 220 0 76 230 200 230 190 200 190 230 230 210 250 230 250167 200 0 0 190 0 0 210 0 0 220 0 0季 产 1,060 960 1,090 1,170 某 涤 纶 厂 的 年 生 产 计 划 和 主 生 产 计 划 ： 年 生 产 计 划 分 解按 空 间把 全 厂 任 务 分 解 到 各 车 间 、 工 段 、 班 组 、 个 人 。(b)、 按 空 间 分 解 厂级生产计划车间级生产计划班组级生产计划产 品 级 生 产 计 划零 件 级 生 产 计 划工 序 级 生 产 计 划 产 品 级 计 划 品 种 产 量 出 产 日 期 质 量 零 件 级 计 划 零 件 制 造 车 间 产 量 投 入 时 间 出 产 时 间 质 量 工 序 级 计 划 零 件 班 组 工 序 产 量 投 入 时 间 出 产 时 间 质 量 年 生 产 计 划 分 解按 计 划 单 位把 整 台 产 品 分 解 到 部 件 、 组 件 、 零 件 、 毛 坯 和 工 序 。(c)、 按 计 划 单 位 3、 综 合 计 划 的 编 制使 计 划 期 内 资 源 成 本 最 小 化综合计划编制原则 产 品 A的 年 度 生 产 计 划 安 排 ， 期 初 库 存 为 400 1月 2月 3月 4月 5月 6月 需 求 预 测 1800 1500 1100 900 1100 1600 安 全 库 存 450 375 275 225 275 400 工 作 天 数 22 19 21 21 22 20 生 产 数 量 1850 1425 1000 850 1150 1725 所 需 工 人 数 53 47 30 25 33 54 新 增 工 人 8 21 解 聘 人 数 6 17 5 4、 综 合 计 划 要 素生 产 率 、 劳 动 力 水 平 和 存 货 量总生产计划要素问 题 描 述 ： 在 已 知 计 划 期 内 ， 每 一 段 时 间t的 需 求 预 测 为 F(t),以 生 产 计 划 期 内 成 本最 小 化 为 目 的 ， 确 定 时 段 t=1,2,T的 产量 P(t)， 存 货 量 I(t)和 劳 动 力 水 平 W(t). 5、 综 合 计 划 影 响 因 素成 本影响因素库 存 持 有 成 本缺 货 成 本招 聘 /解 聘加 班 费库 存 变 化转 包 合 同 的 费 用 6、 策 略综合计划编制策略库 存 水 平 改 变工 人 数 量 增 减工 作 班 次 改 变转 包 库存水平改变优 点 ： 将 内 部 生 产 与 外 部 需 求 隔 开 ，维 持 内 部 生 产 的 均 衡 ；利 于 充 分 利 用 设 备 和 人 力 ；利 于 产 品 质 量 的 稳 定 ；利 于 生 产 管 理 ；缺 点 ： 库 存 量 大 ， 资 金 占 用 多 。生产率改变优 点 ： 市 场 适 应 性 好 ；库 存 费 用 较 低 。 缺 点 ：生 产 不 均 衡 ； 不 利 于 产 品 质 量 的 稳 定 ；要 经 常 调 整 设 备 和 人 力 。混 合 策 略 ： 既 考 虑 需 求 的 变 动 性 ，又 考 虑 生 产 过 程 的 稳 定 性 。 n 例 题 ： 某 公 司 将 预 测 的 市 场 需 求 转 化 为 生 产 需 求 ， 如 表 1所 示 。该 产 品 每 件 需 20小 时 加 工 ， 工 人 每 天 工 作 8小 时 。 招 收 工人 需 广 告 费 、 考 试 费 和 培 养 费 ， 折 合 雇 一 个 工 人 需 300元 ，裁 减 一 个 工 人 需 付 解 雇 费 200元 。 假 设 生 产 中 无 废 品 和 返 工 。为 了 应 付 需 求 波 动 ， 有 1000件 产 品 作 为 安 全 库 存 。 单 位 维持 库 存 费 为 6 元 /件 .月 。 设 每 年 的 需 求 类 型 相 同 。 因 此 在计 划 年 度 开 始 时 的 工 人 数 等 于 计 划 年 度 结 束 时 的 工 人 数 。相 应 地 ， 库 存 量 也 近 似 相 等 。 现 比 较 以 下 不 同 的 策 略 下 的费 用 。 (1) 月 份 (2) 预 计 月 生 产 需 求 量 (件 ) (3) 累 计 需 求 量 (件 ) (4) 每 月 正 常 工 作 日 数 （ 天 ） (5) 累 计 正 常 工 作 日 数 （ 天 ） 4 1,600 1,600 21 21 5 1,400 3,000 22 43 6 1,200 4,200 22 65 7 1,000 5,200 21 86 8 1,500 6,200 23 109 9 2,000 8,700 21 130 10 2,500 11,200 21 151 11 2,500 13,700 20 171 12 3,000 16,700 20 191 1 3,000 19,700 20 211 2 2,500 22,200 19 230 3 2,000 24,200 22 252 表 2 仅 改 变 工 人 数 量 的 策 略 表 3 仅 改 变 库 存 水 平 的 策 略 (1) 月 份 (2) 累 计 生 产 天 数 (3) 累 计 产 量 (2) 96.4 (4) 累 计 生产 需 求 (5) 月 末 库 存 (3)-(4)+1000 (6) 维 持 库 存 费 6(月 初 库 存 量 +月 末 库 存 量 )/2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 21 43 65 86 109 130 151 171 191 211 230 252 2,024 4,145 6,266 8,290 10,508 12,532 14,556 16, 484 18,412 20,340 22,172 24,293 1,600 3,000 4,200 5,200 6,200 8,700 11,200 13,700 16,700 19,700 22,200 24,200 1,424 2,145 3,066 4,090 4,808 4,832 4,356 3,784 2,712 1,640 972 1,093 7,272 10,707 15,633 21,468 26,694 28,920 27,564 24,420 19,488 13,056 7,836 6,195 252天内生产24200件，则平均每个工作日生产96.03件，需96.03*20=1920.63小时，每天需工人1920.63/8=240.08人，取241人，则每天平均生产241*8/20=96.4件 表 4 一 种 混 合 策 略 (1) 月 份 (2) 累 计生 产 天 数 (3) 生 产 率 (4) 累 计 产 量 (5) 累 计 需 求 (6) 月 末 库 存 (4)-(5) +1000 (7) 维 持 库 存 费 (8) 变 更 工 人 数 费 用 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 21 43 65 86 109 130 151 171 191 211 230 252 80 80 80 80 80 108.4 108.4 108.4 108.4 108.4 108.4 108.4 1,680 3,440 5,200 6,880 8,720 10,996 13,273 15,441 17,609 19,777 21,836 24,221 1,600 3,000 4,200 5,200 6,200 8,700 11,200 13,700 16,700 19,700 22,200 24,200 1,080 1,440 2,000 2,680 3,020 3,296 3,073 2,741 1,909 1,077 636 1,021 6,240 7,560 10,320 14,040 17,100 18,948 19,107 17,442 13,950 8,958 5,139 4,971 71 300=21,300 71 200=14,200 4月初需生产1600件，每天需生产76.19件。设前一段采用80件/天的生产率，则每天需要80*20/8=200个工人。生产到8月底，累计109天生产了109*80=8720件。在余下的（252-109）=143天内，要生产（24200-8720）=15480件，平均每天15480/143=108.25件，需108.25*20/8=270.6人，取271人。每天可生产271*8/20=108.4件。