CHAP-06 生产运作管理

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第6章 总体(年度)生产计划,Aggregate Planning,9/16/2024,1,第1节 生产计划概论,一、 生产计划的分类: 层次性、时间性,层次性:,高层 战略性生产计划,组织 中层 战术性生产计划,基层 作业性生产计划,厂级生产计划产品级生产计划,对象 车间级生产计划零件级生产计划,班组级生产计划工序级生产计划,时间性,长期生产计划,(3,5,年,),中期生产计划,(1,年左右,),短期生产计划,(,月,周,日,),9/16/2024,2,1,)、总体计划的特点,总体计划, 或称年度生产计划、综合计划, 一般是一个中期生产计划, 处理的对象以产品级为主.,总体计划是指导企业生产与其他活动安排的依据.,总体计划以需求预测作为输入, 通过安排人力、物力、财力, 来满足用户的需求, 制定出经济合理的生产计划。,二、总体生产计划,9/16/2024,3,2)、生产计划指标体系,我国企业在制定总体计划(年度生产计划)时, 通常用一些指标来表示, 称为,计划指标体系,. 国外的总体计划主要反映产品的出产进度和数量, 而很少涉及产值。 这是与国内大部分企业的年度计划不同之处。,产品品种指标,产品产量指标,产品质量指标,产值指标: 商品产值、总产值、净产值,出产时间,二、总体生产计划,9/16/2024,4,1)、生产能力的概念,生产能力, 是指企业的设备与设施(固定资产), 在一定时期内,在先进合理的技术组织条件下,所能生产一定种类产品的最大数量。,这是国内常用的生产能力的概念。,生产能力度量 (Measure of capacity),企业类型,可用资源,输出物,汽车制造业,人工时间,机器时间,辆(台)/班,钢铁公司,高炉的尺寸,吨/周,石油化工,炼油厂的规模,加仑/天,农业,耕地面积,吨/年,餐馆,桌子数,进餐人数/天,剧院,座位数,上演场数/周,零售,营业面积, 收款台,营业额/天,三、 生产能力,9/16/2024,5,对于单一产品或服务的企业,生产能力的大小就用该中产品或服务来表示就可以了,但对多品种生产和服务的情况, 就比较复杂. 为此,人们设计出了表示生产能力的方法。具体产品表示法、代表产品表示法、假定产品表示法、生产时间表示法(Availability of output)。,具体产品表示法,代表产品表示法,假定产品表示法,2 )、生产能力的表示(measures of capacity),9/16/2024,6,代表产品表示法：,在结构与工艺相似的多品种的系列产品中，选择产量与劳动量乘积最大的产品作为,代表产品,，将其他产品按劳动量换算为用代表产品表示的数量。,例：,品种,年计划产量（台）,单位产品台时定额（小时）,A,50,20,B,100,30,C,125,40,D,25,80,产品C为代表产品；,A：50*（20/40)=25,B: 100*(30/40)=75,D: 25*(80/40)=50,9/16/2024,7,假定产品表示法：,品种,年计划产量（台）,单位产品台时定额（小时）,A,50,20,B,100,30,C,125,40,D,25,80,假定产品是实际上并不 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。,例：,产品C为代表产品；,A：50*20/36.67=27,B: 100*30/36.67=82,C: 125*40/36.67=136,D: 25*80/36.67=55,假定产品台时定额：,9/16/2024,8,台时平衡,产量平衡,正常生产能力,时间（季度）,50000,1季度 2季度 3季度 4季度,产量（台）,45000,65000,55000,35000,3)、生产能力与生产任务的平衡,9/16/2024,9,第2节 制定总体生产计划的技术和方法,制定总体计划, 就是要找出一个可行的生产计划, 这个计划应该可以基本平衡需求与供应之间的问题, 而且还应以最低的成本完成生产任务.,1、 总体计划处理范围,需求和生产能力的平衡,(Demand and Capacity),总体计划的作用之一, 就是平衡需求与生产能力。 如果需求量与企业所具有的生产能力相差悬殊, 管理人员必须作出增加或减少生产能力的决策。,另外一个重要方面, 即使供需基本平衡, 管理人员仍然会面临,需求是否均匀,的问题。,9/16/2024,10,2、总体生产计划的主要任务,总体生产计划的主要任务：,满足顾客需求（对总体生产计划来说主要是预测的需求）,维持期末库存的合理水平,使总成本尽量低（通过合理确定生产率水平和期末库存水平）,尽量使生产率保持恒定,9/16/2024,11,总体生产计划的成本项目,3、总体生产计划考虑的成本项目,资源,人力/生产率,设施与设备,需求预测,劳动力变化的政策,转包合同,加班,库存水平/变化,缺货,成本,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,9/16/2024,12,保持生产能力均匀的战略,(Level capacity strategy),，,均衡安排出产进度。,追赶需求的战略,(Chase demand strategy),，,变动安排出产进度。,混合战略，折衷安排方式。,库存,需求,4. 市场需求的波动性与生产稳定性的矛盾处理策略,9/16/2024,13,确定每个时期的需求,确定每个时期的能力,(,正常工作时间,加班时间,转包合同,),确定企业的库存策略,确定正常工作时间、加班时间、转包合同、库存维持费用、缺货等的单位成本,(unit cost),制定计划方案并进行成本计算,在可行的计划中,选择最令人满意的。否则,重新计算成本,在进行比较分析,5、总体计划的制定程序,9/16/2024,14,线性规划,目标规划,线性决策准则,模拟模型,试错法,6、制定总体计划的方法,9/16/2024,15,1、品种的确定,2、产量的确定,一、 MTS企业生产计划的制定,9/16/2024,16,3、处理非均匀需求的策略,改变需求的策略：,A 通过价格改变价格转移需求,B 推迟交货,调整能力的方法,A 改变劳动力的数量,B 忙时加班加点,C 利用半时工人,D 利用库存调节,E 转包,一、 MTS企业生产计划的制定,9/16/2024,17,例：某公司产品的需求量随季节不同而变化，现该公司准备编制今后六个月的生产计划。对今后六个月的需求预测及每月工作天数见下表，其它数据如下：产品的材料费用为100元/台，库存保管费为1.5元/台月, 缺货损失为5元/台/月, 如果想把产品转包一些出去, 则转包费用为20元/台, 招聘并培训一个工人的费用为200元/人, 解聘一个工人的费用为250元/人, 该产品的加工时间为5小时/台, 正常工作时间内的工时费用为4元/小时, 加班时间内的工时费用为6元/小时, 生产开始时的期初库存量为400台, 另外,由于预测的不确定性高, 另考虑有25%的安全库存。,1,1800,22,2,1500,19,3,1100,21,4,900,21,5,1100,22,月份,需求预测,每月工作天数,6,1600,20,9/16/2024,18,月份,(1),期初库存,(2),需求预测,(3),安全库存,0.25(2),(4),计划产量,(2)+(3)-(1),(5),期末库存,(1)+(4)-(2),1,400,1800,450,1850,450,2,450,1500,375,1425,375,3,375,1100,275,1000,275,4,275,900,225,850,225,5,225,1100,275,1150,275,6,275,1600,400,1725,400,8000,初步生产计划,9/16/2024,19,计划方案一：仅改变工人人数、按制度工作时间生产，每个月的投产量等于初步生产计划中安排的出产数量。,月份,(1),计划,产量,(2),所需生产时间,(1),5,(3),每人每月工时,(4),所需人数,(2)(3),(5),新增工人,(6),招聘费用,(5)20,0,(7),解聘工人,(8),解聘费用,(7)250,(9),正常时间,总费用,(2)4,1,1850,9250,176,53,0,-,-,-,37000,2,1425,7125,152,47,0,0,6,1500,28500,3,1000,5000,168,30,0,0,17,4250,20000,4,850,4250,168,25,0,0,5,1250,17000,5,1150,5750,176,33,8,1600,0,0,23000,6,1725,8625,160,54,21,4200,0,0,34500,5800,7000,160000,9/16/2024,20,计划方案二：工人人数不变(假定有40名工人)，仅改变库存水平。,月份,(1),期初库存,(2),能力工时,(3),实际产量,(2)5,(4),需求预测,(5),期末库存,(1)+(3)-(4),(6),缺货数,(7),缺货费用,(6)5,(8),安全库存,(9),超储,(5)-(8),(10),库存,费用,(11),正常时间总费用,1,400,7040,1408,1800,8,0,0,450,0,0,28160,2,8,6080,1216,1500,-276,276,1380,375,0,0,24320,3,-276,6720,1344,1100,-32,32,160,275,0,0,26880,4,-32,6720,1344,900,412,0,0,225,187,281,26880,5,412,7040,1408,1100,720,0,0,275,445,667,28160,6,720,6400,1280,1600,400,0,0,400,0,0,25600,1540,948,160000,9/16/2024,21,线性规划求解总体计划,月份,1,2,3,4,5,6,需求量（件）,2760,3320,3970,3540,3180,2900,工作日数,21,20,23,21,22,22,某产品的需求预测及月工作日,单位人工-时间产量： 4件/人-天,9/16/2024,22,设：,Cp单位产品费用; Cp=0 元/件,Cw单位人工成本; Cw=120 元/人-天,CH招聘一个工人的费用; CH= 450元/人,CL解聘一个工人的费用 ; CL= 600元/人,CI维持单位产品一个周期的费用。 CI=5元/件.周期,P产品产量,W工人数,H招聘人数,L解聘人数,I库存量,已知今后六个月的需求，求最优的总体计划。,9/16/2024,23,模型:,MIN = 2520 * W1 + 2400 * W2 + 2760 * W3 + 2520 * W4 + 2640 * W5 + 2640 * W6 + 450 * H1 + 450 * H2,+ 450 * H3 + 450 * H4 + 450 * H5 + 450 * H6,+ 600 * L1 + 600 * L2 + 600 * L3 + 600 * L4,+ 600 * L5 + 600 * L6 + 5 * I1 + 5 * I2 + 5 * I3,+ 5 * I4 + 5 * I5 + 5 * I6;,约束条件：,1、生产能力的约束;,P1 = 84*W1; （84是1月份一个工人提供的生产量，下同）,P2 = 80*W2;,P3 = 92*W3;,P4 = 84*W4;,P5 = 88*W5;,P6 = 88*W6;,21*120,21*4,9/16/2024,24,2、人工能力的约束;,W1 = 35 + H1 - L1;,W2 = W1 + H2 - L2;,W3 = W2 + H3 - L3;,W4 = W3 + H4 - L4;,W5 = W4 + H5 - L5;,W6 = W5 + H6 - L6;,3、库存平衡约束;,I1 = + P1 - 2760;,I2 =I1 + P2 - 3320;,I3 =I2 + P3 - 3970;,I4 =I3 + P4 - 3540;,I5 =I4 + P5 - 3180;,I6 =I5 + P6 - 2900;,4、非负条件的约束（此处略）,将上述模型的数据，输入到优化软件中，即可得到最优解。,9/16/2024,25,最后求得的最优解,月份 产量 库存量 招聘人数 解聘人数 需要工人数,1 2940.000 180.0000 35.00000,2 3232.857 92.85714 5.410714 40.41071,3 3877.143 1.732143 42.14286,4 3540.000 42.14286,5 3180.000 6.006494 36.13636,6 2900.000 3.181818 32.95455,总费用：600191.60元,9/16/2024,26,第3节 总体计划的分解-产品出产进度计划,1、 总体计划分解的含义,所谓总体计划的分解, 就是把年度生产计划进一步细分, 根据库存和可用人力工时, 具体确定产品出产的数量和出产期.,在制定总体计划时, 一般只考虑总的数量, 而不考虑现有库存量, 这是分解计划与总体计划的主要区别。,主生产计划(Master Production Scheduling),总体计划分解的结果被称为主生产计划(MPS), 国内企业常称之为,产品出产进度计划,。,9/16/2024,27,MPS将总体计划（年度计划）进一步细化和落实,主生产计划（部分）,年度生产计划,时间栅格,9/16/2024,28,2、主生产计划的编制,MPS的处理流程,MPS并不是把年度计划简单平均分配到各个时间周期（周次）里去，而是要根据具体情况进行再优化、重新编制主生产计划。,9/16/2024,29,输入,期初库存,预测,用户订单,制定,主计划,输出,现有库存,主生产计划,待分配库存,MPS,的输入与输出,由上图可以看出, MPS,的输入不完全就是年度计划，而是要考虑期初库存、来自市场需求的预测、及用户的订单等。,MPS,输出主要有现有库存、出产数量与进度、待分配库存等。,9/16/2024,30,例: 根据6, 7两个月的用户订货和需求预测的情况, 制定出主生产计划（已知期初库存为64）。,期初库存,June,July,64,1,2,3,4,5,6,7,8,需求预测,30,30,30,30,40,40,40,40,用户订货,33,20,10,4,2,现有库存量,MPS,待分配库存量,9/16/2024,31,期初库存,June,July,64,1,(当前),2,3,4,5,6,7,8,需求预测,30,30,30,30,40,40,40,40,用户订货,33,20,10,4,2,现有库存量,31=,64-33,1=,31-30,-29=,1-30,MPS,待分配库存量,现有库存: 是指每周的需求被满足之后仍有的、可利用的库存量。,现有库存量=上期期末库存量- 本期需求量,1）、计算现有库存量(Projected on-hand Inventory),9/16/2024,32,周次,期初库存,需求量,净库存,MPS,现有库存,1,2,3,4,5,6,7,8,64,31,1,41,11,41,1,31,33,30,30,30,40,40,40,40,31,1,-29,11,-29,1,-39,-9,+ 70,+ 70,+ 70,+ 70,31,1,= 41,11,= 41,1,= 31,= 61,当现有库存量,出现负值时, 即作为需要安排新的产品生产的信号. 如上表所示, 在第3周出现-29, 意味着必须新投产产品才能满足需求, 于是转入计算MPS的数量与产出时间。见下表。,2）、计算MPS计划出产的数量和时间,9/16/2024,33,期初库存,June,July,64,1,2,3,4,5,6,7,8,需求预测,30,30,30,30,40,40,40,40,用户订货,33,20,10,4,2,现有库存量,31,1,41= -29+70,11=41-30,41=-30+70,1=41-40,31,61,MPS,70,70,70,70,待分配库,存量,注：MPS的生产批量为70件。,形成MPS:,9/16/2024,34,3）、计算待分配库存量,(Available-to-promise Inventory, ATP),计算思路是:,该周的MPS量减去从该周至下一期(不包括该期)MPS量达到为止的全部订货.,如用第3周的70减去3、4两周的订货量, 作为第3周的待分配库存量, 因为第5周又有新一批产品到达了。,期初库存,June,July,64,1,2,3,4,5,6,7,8,需求预测,30,30,30,30,40,40,40,40,用户订货,33,20,10,4,2,现有库存量,31,1,41,11,41,1,31,61,MPS,70,70,70,70,待分配库,存量,11=64-53,56=70-14,68=70-2,70,70,9/16/2024,35,