需求管理与生产计划ppt课件

第6章 需求管理与生产计划,1,6.1 生产的计划与控制系统构成,2,6.2 需求管理的含义,一 需求管理的含义 所谓需求管理, 是对包括预测、接受定货决策、交货期设置、用户订货、服务、物流管理及其他与用户交往活动的总称. 需求管理是将市场上（企业外部）的需求信息转化为企业生产系统所能接受的特定信息，是生产系统的计划与控制的出发点和依据。,3,二 需求的类型 （Demand Management）,4,1.需求管理的意义 需求管理的工作做好了,企业可以从中得到许多好处, 尤其是与生产管理相关的问题： 可以较好地使用和控制生产能力； 可以恰如其分地设置用户的交货期, 得用户的信任； 可以改进物流的运输和库存, 等等.,三 需求管理的内容和方法,5,2.不同生产类型下的需求管理 需求管理与MPS(主生产计划）之间的交往非常频繁、内容非常详细。需求管理的任务之一，就是把每天的用户订单处理成MPS。 MTS是考虑库存的变化而不是根据与用户签定的销售合同，MPS的任务是通过补充消耗掉的库存来满足需求。需求管理的预测职能在MTS环境下可以发挥很好的作用。 ATO(Assembly-to-order)考虑短期内的订单，转换为对零部件的相关需求，按订单的交货期下达装配生产计划。 MTO很难通过预测获得需求信息。,6,6.3 需求预测 (Demand Forecasting),一 预测的概念与分类 预测是对未来事件发展的预计与推测。 预测的种类 社会预测、经济预测、技术预测、企业预测(Business forecasting) 预测的作用,7,二 预测方法 1） 定量预测方法（qualitative method） 时间序列预测模型；因果关系预测模型 3）定性预测方法(qualitative method) 基于主观判断的预测方法. Delphi method（专家调查法） Executive Opinions（主管人员意见法） Sales Force Composite（销售人员意见汇集法） Customer Surveys（用户意见调查法）,8,定量预测方法(quantitative method) 时间序列预测模型(Forecasting based on time series data),T 时间,平均值,趋势值,季节值,销售量,时间序列模型的重点: 趋势值和季节值,9,选择预测方法和模型的要求,预测的响应性 指迅速反映需求变化的能力，适用于受随机因素影响小的预测问题 预测的稳定性 指抗拒随机干扰，反应稳定需求的能力。适用于受随机因素影响大的预测问题,10,1）移动平均值(Moving Average) 简单移动平均(Simple Moving Average),式中：i-”Age” of the data, n-number of period in moving average, Ai-Actual value in “age” i.,11,例子,问题: 计算 4周和6周简单移动平均预测的大小?,12,计算移动平均预测值:,F4=(720+678+650)/3 =682.67,F7=(920+859+785 +720+678+650)/6 =768.67,13,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； 如果管理着的目标是体现响应性，则n应选择小一点。,14,2）加权移动平均,:实际需求的权系数。 若对最近的数据赋予较大的权重，则预测数据与实际的差别比简单移动平均法的结果要小。 近期数据的权重越大，则预测的稳定性就越差，响应性就越好。,15,3）指数平滑法(Exponential smoothing) 一次值数平滑法（是另一种形式的加权移动平均）,Ft-第t期的预测值，Ft-1-第t-1期的预测值， At-1-第t-1期的实际值，-平滑指数,例如，上期预测值可卖出42个产品，实际卖出40个，取=0.10, 则下一期的预测值为：,16,用一次指数平滑法，当平滑系数a=0.10 and a=0.60时分别对每周的需求进行预测 Assume F1=D1,17,需求预测值对比,18,预测的关键是选择的大小。 如管理者追求稳定性，的值应该选择小一些，如果管理着的目标是体现响应性，则应选择大一点的。,19,4） 时间分解预测模型-解决季节性预测问题(Seasonal variations) 常用季节性预测模型 加法模型(Additive Model) 乘法模型(Multiplicative model) 基于乘法模型的预测方法,20,时间序列分解模型计算示例： 有一个公司记录了1997和1998两年的销售数据，见下表。请根据这些数据预测1999年的销售情况。,4）季节性预测模型 产品随季节波动大时，就不宜采用各种平均计算方法来进行预测。,21,Step 1: 求出趋势值的直线方程。,用最小二乘法，求出： Tt=170+55*t,22,Step 2: 计算季节因子,1999年1季度: (170+559)1.25=831,23,Step 3: 计算1999年的预测值 2季度: (170+5510)0.78=562 3季度: (170+5511)0.69=53 4季度: (170+5512)1.25=1038,24,预测误差,预测误差的度量(Measurement of forecast error) 预测误差是指预测值与实际值之间的偏差。 其计算方法是：,平均绝对偏差,平均绝对误差,均方差,平均预测误差,MAE和MSE用于度量预测误差的大小 MFE用于度量预测的无偏性,25,6.4 生产能力,一 生产能力(output rate) 是指一个设施的最大产出率。,26,二 企业的生产能力,广义上是指人员能力、设备能力和管理能力的总和。 狭义上是指人员能力和设备能力，在资本集约度较高的制造业企业中，尤其是指设备能力。,工业企业的生产能力可定义为：企业的固定资产在一定时期内，在正常的技术组织条件下，经过综合平衡后所能生产一定种类产品的产出量。,27,三 生产能力的类别,设计的生产能力 查定的生产能力 现有的生产能力,建厂或扩建后应该达到的最大年产量,原设计能力已不能反映实际情况，重新调查核实的生产能力。,计划年度实际可达到的生产能力，是编制年度生产 计划的依据。,28,四生产能力的度量 投入度量 产出度量,29,五生产能力的表示 (measures of capacity),具体产品表示法 代表产品表示法 假定产品表示法,30,生产运作的表示 具体产品 代表产品：结构与工艺有代表性，且产量与劳动量乘积最大的产品。 假定产品：在多品种生产企业里，产品的结构、工艺、劳动量差别很大，难以确定代表产品，这时可采用假定产品。假定产品是按各种具体产品工作量比重构成的一种实际上不存在的产品。,假定产品的工时定额：,31,例：设有 A、B、C 和 D 4种产品，其计划年产量和各产品的单位产品台时定额如表所示。 1、现在选一个代表产品，将各产品的计划年产量折算成代表产品产量。 2、折合成假定产品的产量。,A：5020/40=25(台） B：10030/40 =75(台） D：2580/40=50（台） 四种产品共 300台， 折算成代表产品 （25+75+125+50）=275台,32,2、首先，计算假定产品的台时定额： ta（502010030125402580）/ 300=36.67（台时） 然后，将各产品的计划产量折合成假定产品的产量： A ：5020/36.67=27 B ：10030/36.67=82 C ：12540/36.67=136 D ：2580/36.67=55 按假定产品得出的产品年产量为 27+ 82+ 136+ 55= 300,33,6.5 生产计划概论,一、 生产计划的分类: 层次性、时间性 高层 战略层生产计划 (长期：35年） 组织 中层 战术层生产计划（中期：1年左右） 基层 作业层生产计划（短期：月, 周, 日） 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,34,销售计划,产品计划和预算,制定雇员、库存、转包策略,分析生产作业计划,工作分配,订货,工作排程,调度,35,工业企业生产计划体系,细能力需求计划,长期计划,36,二 制造企业的主要生产计划,(Aggregate planning） （Master production schedule, MPS) （materials requirement planning，MRP）,综合计划(总体生产计划）,主生产计划（产品出产进度计划）,物料需求计划,37,1、综合生产计划 综合计划, 或称总体生产计划，一般是一个中长期生产计划, 是对未来较长时期内企业的不同产品系列所做的楷括性安排。 综合计划内容：产品、时间、人员。 2、主生产计划（MPS) 主生产计划：根据库存和可用人力工时,确定每一个具体的最终产品在每一具体时间段内的生产数量。,主生产计划是综合计划的具体细分，在制定综合计划时, 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。,38,MPS将综合计划（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,39,3、物料需求计划（MRP) 根据主生产计划计算最终产品所需的全部物料的数量和供应时间。,40,6.6 制定综合生产计划的技术和方法,一、 综合计划的核心 需求和生产能力的平衡(Demand and Capacity)（生产任务和生产能力的平衡）,41,生产能力与生产任务的平衡 产量平衡 时间平衡,时间（季度）,50000,42,二、综合生产计划的主要任务,综合生产计划的主要任务： 满足顾客需求（对综合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 。,用最小的成本，最大限度地满足需求,43,三、生产能力的基本运作策略,跟踪策略：在计划时间内调节生产率或人员水平，使产出跟踪需求。 优点： 库存投资小； 无订单积压； 缺点： 调整生产速率或人员水平要花费成本； 劳资关系疏远； 生产率和质量下降。,44,三、生产能力的基本运作策略,稳定策略：在计划期内保持生产速率和人员水平不变，使用调节库存或部分开工来适应需求。 优点：产出均衡，人员水平稳定。 产品质量稳定。 缺点：增加库存投资和管理费用。 混合策略：综合应用追踪策略和稳定策略。,45,1.改变劳动力数量。 2.忙时加班，闲时培训。 3.利用半时工。 4.利用库存调节。 5.转包。 6.改变“自制还是外购”政策,46,预测需求,预测需求,47,六、需求选择,销售量,时间（月）,1,12,12,1,滑雪机引擎,割草机引擎,产品混合,C,48,七、总体计划的制定程序 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,49,八、 制定总体计划的方法,综合计划的成本,综合计划评价标准,成本最低,50,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、图表法,51,8000,125,合计,平均需求64（台/天）,52,成本信息：,材料费用： 100元/台,缺货损失 5元/台,期初库存 400台，25的安全库存,成本信息,53,初步生产计划,54,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。,总费用：58007000160000172800,55,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。,总费用：1540948160000162488,(2)4,56,计划方案三：工人数按需求预测量最小的月份确定后，不再改变，而不足部分采用转包的方式委托生产。 (850台6月 5小时/台) (125天8小时/天）25人,总费用：60000100000160000,57,2、线性规划法,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,58,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。,59,模型: MIN = （2520 * W1 + 2400 * W2 + 2760 * W3 + 2520 * W4 + 2640 * W5 + 2640 * W6） + 450 * （H1 + H2+ H3 + H4 + H5 + H6） + 600 * （ L1 + L2 + L3 + L4+ L5 + L6 ） + 5 * （ I1 + I2 + I3 + I4 + I5 + 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,工资费用,招聘费用,解聘费用,库存费用,60,2、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。,61,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,LINGO,62,练习,某公司将预测的市场需求转化为生产需求，如表1所示。该产品每件的工时为20小时，工人每天工作8小时。招收一个工人的的费用为300元，裁剪一个工人的费用是200元，单位维持库存费用是6元/件月。,63,工业企业生产计划体系,细能力需求计划,长期计划,64,6.7 主生产计划的制定,一、 主生产计划(Master Production Scheduling) 综合计划分解的结果被称为主生产计划(MPS), 是要确定每一具体的最终产品在每一具体时间段内的生产数量。国内企业常称之为产品出产进度计划。,输出 现有库存 主生产计划 待分配库存,综合计划,65,二、主生产计划的编制,MPS的处理流程,综合计划,MPS方案,资源约束条件是否满足,批准MPS,MRP,是,66,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）。,67,1）、计算现有库存量(Projected on-hand Inventory) 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,68,2）、计算MPS计划出产的数量和时间 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。,该产品的生产批量为70个，由企业生产方针决定,69,注：MPS的生产批量为70件。,形成MPS:,70,3）、计算待分配库存量,计算思路是: 该周的MPS量减去从该周至下一期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。,71,工业企业生产计划体系,细能力需求计划,长期计划,72,三 粗生产能力计划,粗能力计划对关键工作中心进行能力和负荷平衡的分析，以确定关键工作中心的能力是否满足计划的要求，检验主生产计划是否可行。 粗能力计划的制定方法： 1）能力清单法 2）资源描述法 3）综合因子法,73,综合因子法： 例：有 两种产品X和Y，未来10周的主生产计划如下表1。两种产品的物料清单表如表2所示，两种产品的工艺路线和标准工时数据如表3所示，共有三个关键工作中心：甲、乙、丙。 表1: 产品X和Y的主生产计划,74,表2：产品X和Y的物料清单,表3：产品X和Y的工艺路线和工时数据,X的能力需求0.050.6+0.2+20.11.05h,Y的能力需求1.3+0.1+20.140.06251.85h,75,步骤1：根据产品X和Y的能力需求和主生产计划表计算未来10周的总能力需求。,1.0530X+1.8520Y68.5h,步骤2：根据历史比例，把每个时间周期所需总能力分配到各工作中心。假定分配到中心甲、乙、丙的百分比是：60，30，10，则第一周三个中心的能力需求为： 甲所需工时：68.56041.1（h） 乙所需工时：68.53020.55（h） 丙所需工时：68.5106.085（h）,76,各关键中心的能力需求计划表,步骤3：检验各工作中心是否具有相应生产能力,77,本章重点,1.需求预测的定性方法 2.需求预测的定量方法 3.生产能力的表达和计算。 4.生产计划的体系结构。 5.生产计划的制定。 6.主生产计划。 7.粗能力计划。,78,