生产与运作课件：第十章计划

第第10章章 生产运作计划生产运作计划 计划是管理的基本职能职能之一。在生产过程中，计划是管理的基本职能职能之一。在生产过程中，企业需要投入各种生产资源，要求生产、技术、供应、企业需要投入各种生产资源，要求生产、技术、供应、人力资源管理、设备、财务等多个部门的配合与协作。人力资源管理、设备、财务等多个部门的配合与协作。因此，在生产开始前必须制定周密的计划，并且按照计因此，在生产开始前必须制定周密的计划，并且按照计划来进行生产。划来进行生产。一、生产计划概述一、生产计划概述生产计划是根据需求预测和企业生产能力的限制，对生产系生产计划是根据需求预测和企业生产能力的限制，对生产系统的产出、劳动力配置与库存等问题所进行的考虑和安排。统的产出、劳动力配置与库存等问题所进行的考虑和安排。日本汽车厂减少在美国的汽车生产计划日本汽车厂减少在美国的汽车生产计划 20082008年是全球经济不景气的一年，特别是美国金融危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。据日本机导致美国需求下降。据日本产经新闻产经新闻报道，日本汽报道，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司已相继决定减少20082008年在美的汽车产量。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。州的汽车工厂。日野公司在北美原有日野公司在北美原有3 3家卡车厂，由于目家卡车厂，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生产将于7 7月起停止，这将使日野在北美的生产能力从月起停止，这将使日野在北美的生产能力从95009500辆降至辆降至45004500辆，削减幅度超过一半。辆，削减幅度超过一半。这是日本汽车这是日本汽车制造商第一次关闭在北美的整车组装工厂。制造商第一次关闭在北美的整车组装工厂。生产与运作计划的目的生产与运作计划的目的最大化顾客服务程度最大化顾客服务程度最大化利润最大化利润最小化成本最小化成本最小化存货水平最小化存货水平最小化设备停顿时间最小化设备停顿时间最小化消耗水平最小化消耗水平最小化人员闲置时间最小化人员闲置时间生产计划是由长期计划、中期计划和短期计划构成的一个计生产计划是由长期计划、中期计划和短期计划构成的一个计划体系。划体系。长期期计划划中期中期计划划短期短期计划划企企业战略略经营计划划综合生合生产计划划出出产进度度计划划物料需求物料需求计划划作作业计划划生生产作作业中期能力中期能力计划划采采购计划划产品需求品需求预测（订货）战略能力略能力规划划短期能力短期能力计划划企业的目标、长远的发展规划生产计划的信息集成生产计划的信息集成 生生产计划划原料供原料供应信息信息资金信息金信息燃料与燃料与动力力需求信息需求信息内部生内部生产能力能力库存信息存信息工工艺技技术信息信息外部外部协作能力作能力制造业企业的计划一般包括四个层次：制造业企业的计划一般包括四个层次：综合计划综合计划主生产计划主生产计划物料需求计划物料需求计划作业计划作业计划（一）综合计划（一）综合计划概念：根据企业的生产能力和需求预测对企业未来较长一段时概念：根据企业的生产能力和需求预测对企业未来较长一段时间内的产出内容、产出量、劳动力水平和库存问题所作的决策。间内的产出内容、产出量、劳动力水平和库存问题所作的决策。计划期一般为一年，又称年度生产计划。计划期一般为一年，又称年度生产计划。处理的主要问题：处理的主要问题：怎样根据市场需求来利用现有的生产能力？怎样根据市场需求来利用现有的生产能力？怎样按照市场需求的变化来调整产出率以实现需求和生产能怎样按照市场需求的变化来调整产出率以实现需求和生产能力之间的平衡？力之间的平衡？综合计划需要确定企业每个月或每个季度内每一个产品系列的综合计划需要确定企业每个月或每个季度内每一个产品系列的产量。产量。（二）主生产计划（二）主生产计划确定每一具体的产品在每一具体时间段内的生产数量。而这里确定每一具体的产品在每一具体时间段内的生产数量。而这里的具体时间段，通常是以周为单位，在有些情况下，也可能是的具体时间段，通常是以周为单位，在有些情况下，也可能是旬、日或月。旬、日或月。例：某自行车公司的综合计划和主生产计划例：某自行车公司的综合计划和主生产计划 综合计划：综合计划：1 月 2 月 3 月24型产量 （辆）10000 150002000028型产量 （辆）300003000030000 总 计400004500050000主生产计划（主生产计划（MPSMPS）24型商品出产进度安排型商品出产进度安排C型产量D型产量E型产量总 计1 月月 2 月月3 月月1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1600 1600 2400 2400 3200 32001500 2250 3000 400 400 600 600 800 800 10000 15000 20000（三）物料需求计划（按照产品结构对主生产计划做分解）（三）物料需求计划（按照产品结构对主生产计划做分解）原材料、零部件的生产和采购计划。原材料、零部件的生产和采购计划。编制物料需求计划需要回答四个问题：编制物料需求计划需要回答四个问题：1）要生产什么？（根据主生产计划）要生产什么？（根据主生产计划）2）要用到什么？（根据产品结构文件）要用到什么？（根据产品结构文件）3）已经有了什么？（根据库存）已经有了什么？（根据库存）4）还缺什么？何时生产或订购？生产和采购多少？）还缺什么？何时生产或订购？生产和采购多少？物流需求计划就是将主生产计划分解为自制零部件的生产物流需求计划就是将主生产计划分解为自制零部件的生产计划，原材料和外购零部件的采购计划，以保证主生产计计划，原材料和外购零部件的采购计划，以保证主生产计划按期完成。划按期完成。（四）作业计划（四）作业计划根据物料需求计划的要求，按照零部件的工艺设计方案和产品根据物料需求计划的要求，按照零部件的工艺设计方案和产品的装配方案确定其作业顺序和完工日期。即将物料需求计划确的装配方案确定其作业顺序和完工日期。即将物料需求计划确定的零部件的生产计划和产品装配计划转化为每个工序、每台定的零部件的生产计划和产品装配计划转化为每个工序、每台设备的的日工作计划。设备的的日工作计划。二、需求预测二、需求预测需求预测是对市场需求未来的发展变化的预计和推测。需求预测是对市场需求未来的发展变化的预计和推测。（一）定性预测方法（一）定性预测方法高层主管集体讨论法高层主管集体讨论法销售人员意见征集法销售人员意见征集法用户意见调查法用户意见调查法专家调查法专家调查法（二）定量预测方法（二）定量预测方法简单移动平均法简单移动平均法加权移动平均法加权移动平均法趋势修正移动平均法趋势修正移动平均法指数平滑法指数平滑法回归方法回归方法三、综合生产计划的编制三、综合生产计划的编制品种决策品种决策产量优化产量优化生产进度安排生产进度安排 （一）生产类型及其生产计划的特点（一）生产类型及其生产计划的特点 1.备货型生产备货型生产 2.订货型生产订货型生产 备货生产与订货生产的生产计划特征备货生产与订货生产的生产计划特征 项目备货生产（MTS）订货生产（MTO）计划的主要输入 需求预测 订单 计划的稳定性 变化小 变化大 计划的主要决策变量 品种、产量 品种、交货期、产量 交货期设置 准确、短（随时供货）不准确、长（订货时确定）计划周期 固定而且较长 变化而且短 计划修改 根据库存定期调整 根据订单随时调整 计划的详细程度详细 粗略（二）订货型生产计划的制定（二）订货型生产计划的制定1.订单处理过程（当订单到达后，接还是不接）订单处理过程（当订单到达后，接还是不接）由于订货型企业完全是按照用户的订单来组织生产，当用户由于订货型企业完全是按照用户的订单来组织生产，当用户订单到达时，企业首先需要作出是否接受订单的决策，订货订单到达时，企业首先需要作出是否接受订单的决策，订货型生产计划的制定过程就是订单处理过程。一张张的订单是型生产计划的制定过程就是订单处理过程。一张张的订单是逐渐加到生产计划当中去的。逐渐加到生产计划当中去的。一般而言：一般而言：较紧的交货期和较高的价格较紧的交货期和较高的价格较松的交货期和较低的价格较松的交货期和较低的价格 都可能成交。都可能成交。当订货被接受时，用户在订单中提出的生产任务就进入到生当订货被接受时，用户在订单中提出的生产任务就进入到生产计划中。产计划中。2.订货型生产的品种决策订货型生产的品种决策 l 用线性规划、整数规划等确定利润最大的订单组用线性规划、整数规划等确定利润最大的订单组合；合；l 在所有订单中，按照某种标准确定订单的优先在所有订单中，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。权，根据优先权选择满足生产能力的订单。下面介绍下面介绍0-1整数规划方法进行单件生产的品种整数规划方法进行单件生产的品种选择。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应用范例: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所示，总可用生产能力为40，试确定应该接受哪个订单。产品的加工时间与利润产品ABC加工时间利润12308122525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：或或10-1整数规划问题的求解，在变量比较少的情况下，求解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，按比较简单，但是变量比较多的时候一般采用启发算法，按利润利润/加工时间的比值由小到大排序。加工时间的比值由小到大排序。本例最后的结果是：本例最后的结果是：选择订单选择订单A和和B，总利润是，总利润是42。如果选择订单如果选择订单A和和C，总利润是，总利润是55。这种情况下，产能利。这种情况下，产能利用的更充分。用的更充分。（三）备货生产的品种选择策略（三）备货生产的品种选择策略 1.品种选择原则：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；）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；（）优先选择有市场发展潜力的产品；（3）优先选择能）优先选择能树立企业品牌优势的产品；（树立企业品牌优势的产品；（4）优先选择国家扶持发展）优先选择国家扶持发展的产品。的产品。品种选择分析方法品种选择分析方法:（1）波士顿矩阵策略）波士顿矩阵策略（2）收入利润顺序法）收入利润顺序法（1）波士顿矩阵）波士顿矩阵图6-4 波士顿矩阵分析图 问题类问题类瘦狗类瘦狗类明星类明星类金牛类金牛类相对市场占有率相对市场占有率销销售售增增长长率率（2）收入）收入-利润顺序法利润顺序法 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 6654321ABCD图6-6 收入-利润顺序图2.产量确定产量确定 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，一般采用线性规划法线性规划法。线性规划模型：目标函数：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。应用范例应用范例：某企业需要生产6种产品，各产品需要使用的设备有4种，每种设备的可利用时间，单位产品的利润等基本数据如表所示。生产计划原始数据生产计划原始数据 产品产品P1P2P3P4P5P6可利用时间可利用时间设备设备1设备设备2设备设备3设备设备4222333232433431224512521500680400700单位利单位利润润183025212127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：求解得：x1=0,x2=121.8,x3=21.8,x4=0,x5=0,x6=45.5总利润为5427.2 3.产品出产计划的编制产品出产计划的编制在确定了产品的品种与产量之后，再安排产品的出产时间，在确定了产品的品种与产量之后，再安排产品的出产时间，就可以得到产品出产计划。就可以得到产品出产计划。（1）非均衡需求处理策略）非均衡需求处理策略（2）出产进度安排的经验方法）出产进度安排的经验方法（1）非均衡需求处理策略）非均衡需求处理策略 均衡策略、追赶策略、混合策略，如下图所示。月份数量月份 月份数量数量均衡策略追赶策略混合策略需求量生产量基本的决策思路：根据市场需求的变化来安排产品的出产进度。基本的决策思路：根据市场需求的变化来安排产品的出产进度。有四种方法：有四种方法：1）改变库存水平）改变库存水平通过库存来调节生产，维持生产率和工人数量不变。通过库存来调节生产，维持生产率和工人数量不变。2）增加或减少劳动时间）增加或减少劳动时间3）通过招聘或解雇员工来改变劳动力水平）通过招聘或解雇员工来改变劳动力水平4）外包）外包（2）出产进度安排的经验方法）出产进度安排的经验方法 经验方法的基本步骤如下：经验方法的基本步骤如下：（1）决定每个时期的需求量；）决定每个时期的需求量；（2）确定各时期的生产能力；）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；）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）确定正常用工成本、增员/减员成本、库存成本；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）计算各方案的总成本，比较各种方案，选择成本最低方案。方案。生产能力与生产计划的不平衡存在两种情况：生产能力与生产计划的不平衡存在两种情况：（1）生产能力大于需求；（）生产能力大于需求；（2）生产能力小于需求。）生产能力小于需求。生产能力小于需求 生产能力大于需求延长工作时间和增加班次增加人员与培训利用外部资源更新设备改进工艺维持库存搭配产品生产开发新产品减少人员减少班次与工作时间调整生产能力的策略调整生产能力的策略 怎样平衡生产能力和需求？怎样平衡生产能力和需求？运输表法运输表法教材教材P262例题例题四、主生产计划的制订四、主生产计划的制订基本步骤：基本步骤：计算现有库存量计算现有库存量决定产品的生产量和生产时间决定产品的生产量和生产时间计算待分配库存计算待分配库存教材教材P267的例题的例题计算计划库存量（计算计划库存量（Projected OnProjected OnHand Hand Inventory Inventory，POHPOH）计划库存量是指每周的需求被满足后剩余的，计划库存量是指每周的需求被满足后剩余的，可利用的库存量。可利用的库存量。本周末计划库存量本周末计划库存量 =上周末计划库存量上周末计划库存量 +本周本周MPSMPS生产量生产量 max max（本周预计需求量，本本周预计需求量，本周订货量）周订货量）说明：说明：maxmax是取是取预计需求量预计需求量 和实际订货量中的和实际订货量中的大数，是为了最大限度满足需求大数，是为了最大限度满足需求。计算待分配库存（计算待分配库存（AvailableAvailableToToPromise Promise InventoryInventory，ATPATP）ATPATP指营销部门可用来接受顾客在确切时间内指营销部门可用来接受顾客在确切时间内供货的产品数量。对于临时的订单，营销部门供货的产品数量。对于临时的订单，营销部门也可利用也可利用ATPATP来签供货合同，确定具体供货日来签供货合同，确定具体供货日期。期。第一周第一周ATP=ATP=期初库存量期初库存量 +本周本周MPSMPS直至下一期（不包括直至下一期（不包括该期）该期）MPSMPS量到达为止的全部订货量量到达为止的全部订货量 以后各周以后各周ATP=ATP=该周该周MPSMPS从该周至下一周（不包括该期）从该周至下一周（不包括该期）MPSMPS到达为止的全部订货量到达为止的全部订货量 （以后各周（以后各周ATPATP只在有只在有MPSMPS量时才计算）量时才计算）确定确定MPSMPS的生产量和出产时间的生产量和出产时间 要记住：制定要记住：制定的的MPSMPS生产量和出产时间应保证生产量和出产时间应保证POHPOH是是非负的。非负的。如果如果POHPOH有可能变负，就应通过有可能变负，就应通过MPSMPS来补上。来补上。某某阀门制造厂要为其生产的阀门制造厂要为其生产的3型产品制定一个型产品制定一个MPS，预测该产品预测该产品4月份需求量为月份需求量为80个，个，5月份月份为为160个。个。MPS以周为单位制定。以周为单位制定。4 月月 周周 次次5 月月周周 次次12023222201523208-1842045400640074008400需求预测需求预测顾客订货顾客订货库存量库存量MPS量量ATP量量期初库存：期初库存：45生产批量：生产批量：803 3型型产品产品MPSMPS量的计算量的计算周周期初库存期初库存需求量需求量是否缺货是否缺货MPS量量期末库存期末库存1234567845 22 2 62 42 2 42 2 2320202040404040否否否否是是否否否否是是否否是是+0+0 +80+0+0+80+0+80 =22262422422423 3型产品型产品MPSMPS量的计算量的计算4 月月 周周 次次5 月月周周 次次1202322022015203208628042044205400206400428074002084004280需求预测需求预测顾客订货顾客订货库存量库存量MPS量量期初库存：期初库存：45生产批量：生产批量：803 3型型产品产品ATPATP量量4 月月 周周 次次5 月月周周 次次12023220722015203208628068420442054002064004280807400208400428080需求预测需求预测顾客订货顾客订货库存量库存量MPS量量ATP量量期初库存：期初库存：45生产批量：生产批量：803 3型型产品的新订单产品的新订单订单序号订单序号订货量订货量交货时间（周序号）交货时间（周序号）12345382415第第2周周第第5周周第第3周周第第4周周 企业在接到新订单后，必须判断在现在这种生产计划企业在接到新订单后，必须判断在现在这种生产计划安排下，能否接受这些订单。该判断的主要是根据这些订单安排下，能否接受这些订单。该判断的主要是根据这些订单所要求的交货日期来决定的。为此还需要更新所要求的交货日期来决定的。为此还需要更新MPS记录。记录。3 3型产品型产品MPSMPS记录的更新记录的更新4 月月 周周 次次5 月月周周 次次1202322020320324201954038640074008400需求预测需求预测顾客订货顾客订货库存量库存量MPS量量ATP量量期初库存：期初库存：45生产批量：生产批量：803 3型产品型产品MPSMPS记录的更新记录的更新4 月月 周周 次次5 月月周周 次次120232202202020320325080420193005403870806400300740070808400300需求预测需求预测顾客订货顾客订货库存量库存量MPS量量ATP量量期初库存：期初库存：45生产批量：生产批量：803 3型产品型产品MPSMPS记录的更新记录的更新4 月月 周周 次次5 月月周周 次次1202322022202020320325080294201930054038708042640030074007080808400300需求预测需求预测顾客订货顾客订货库存量库存量MPS量量ATP量量期初库存：期初库存：45生产批量：生产批量：80