第4章 能力及综合生产计划.ppt

按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片,第二層,第三層,第四層,第五層,*,Capacity Planning,Aggregate Planning,能力计划和综合生产计划,计划过程,短期计划,车间生产计划,人员安排,中期计划,销售计划、生产与预算计划,仓储计划、人员计划、合同,长期计划,企业目标,R&D、,设备更新及定位,三个月,两年,5年或更长,详细程度,资源计划,综合生产计划,（,Aggregate）,需求预测,Front end,Engine,Back end,主生产计划,（,MPS）,物料需求计划,（,MPS）,车间作业计划,（,PAC）,库存信息,能力需求计划,（,CRP）,物资供应计划,（,PM）,工业生产计划体系,时间能力计划,物料清单,BOM,工艺文件,总生产计划在整个生产计划中的地位,需求预测,订 单,综合生产计划,Aggregate Planning,产品决策,能力决策,可获的原材料,外部能力,主生产计划,生产能力度量,重要性,产出度量,：,如汽车厂年产100辆汽车,投入度量：可利用的设备台数,最大能力,正常能力,过大浪费,过小不能满足市场需要,生产能力定义及重要性,能力利用率=,实际能力,设计最大能力,100%,美国：,从19481990平均利用率为,82%,最高为91%(1960年经济景气时),最低为,72%,(1982年被日本超过时),能力利用率,确定需求与现有能力之差,制定候选的能力计划方案,评价每个方案（定性和定量），做出抉择,估计未来的能力需求,能力计划决策步骤,能力计划编制与管理技术,能力计划编制与管理技术,能力计划与技术,资源需求计划,粗能力计划,能力需求计划,输入/输出控制,相应的生产计划,综合生产计划,主生产计划,物料需求计划,车间作业管理,负责人,上层管理人员,上层管理人员,生产计划员,车间计划员,计划期,长期,中长期,中期,短期,生产能力的调节,（1）改变库存水平,（2）新聘，解聘来改变劳动力的数量,（3）超时或减时来改变生产率,（4）转包：更高的工资，失去顾客的可能,（5）聘用非工作日的工人：超市。餐馆,生产能力的调节,学习曲线,时间,生产成本,300,100,例：美国道格拉飞机公司,以劳动力为主明显（如高科技）复杂产品明显,k,n,=k,1,n,b,n-,生产的数量；,b-,经验指数,。,综合生产计划概述,综合生产计划的计划期为618个月,综合生产计划是主生产计划前制定的,主要目的：,明确生产率、劳动力人数和当前库存,的最优组合,描述：,在已知计划期内，每一时段,t,的需求预测,量为,Ft,以最小化生产计划期内的成本为目,标，确定时段,t=1,2,T,的产量,P，,库存量,It,劳动力水平,Wt,综合生产计划采取的策略,追逐策略,当订货变动时，雇佣或解雇工人，使产量与订货相一致。,稳定的劳动力水平变化的工作时间,通过柔性的工作计划或加班改变工作时间，进而改变产量,平准策略,可以用浮动的库存量、订单积压和减少销售来消化缺货与,剩余产品，保持稳定的劳动力数量与产出率。,相关成本,基本生产成本,是计划期内生产某一产品的固定与变动成本，包括直接与间接劳动力成本，正常与加班工资。,可变动的劳动力成本,典型成本是雇佣、培训与解雇人员的成本。,库存成本,主要组成部分使库存占用资金的成本。,延期交货成本,包括由延期交货引起的赶工生产成本、失去企业信誉和销售收入的损失。,综合生产计划技术及例子分析,下面以满足,CA&J,公司的要求为例，说明如何利用电子表格方法比较四种策略。最后讨论应用线性规划的更复杂的方法。,企业一般使用简单的试算法制定综合生产计划。试算法包括计算不同生产计划方案的成本，并从中选出最佳方案。电子表格软件会有助于这一计划过程。精确的方法如线性规划与仿真计划经常在电子表格软件中得到应用。,在研究备选生产计划之前，一般将预测需求量转换为生产需求量，生产需求量包括了安全库存。,应用举例,第一阶段月库存为400件。由于需求预测是有误差的，,CA&J,公司决定建立一个安全库存（缓冲库存）以减少缺货的可能性。本例中，安全库存为预测需求量的1/4。,现在我们为,CA&J,公司制定生产计划。用一张电子表格对不同方案进行分析，以确定总成本最低的方案。,1月2月3月4月5月6月总计,每月工作天数 221921212220125,安全库存月需求预测量的25%,应用举例：需求预测,需求与工作天数,预测需求 1800 1500 1100 900 1100 1600 8000,库存,期初库存 400件,招聘与培训成本 200.00$/人,库存成本1.50$/件,月,解聘费用 250.00$/人,正常人工成本（每天8小时）4.00$/小时,应用举例：费用,费用,材料成本100.00$/件,缺货损失5.00$/件,月,分包边际成本20.00$/件（分包费用-材料费用）,单位产品加工时间 5小时/件,加班人工成本（1.5倍正常人工费用）6.00$/小时,应用举例：生产需求,总生产计划需要数据,期初库存,需求预测量,安全库存（.25*需求预测量）,生产需求量（需求预测量+安全库存-期初库存）,期末库存（期初库存+生产需求量-需求预测量）,1月,2月,3月,4月,5月,6月,400,1800,450,1850,450,450,375,275,225,275,1500,1100,900,1100,1600,400,275,225,850,225,275,1150,1725,400,275,1000,275,375,1425,375,方案1,增、解聘工人,在需求量大时应多雇佣工人，在需求小时可以裁减工人。这种做法不一定永远可行，如对技术要求高的工种一般不能采取这种策略，因技术工人不是随时可以雇佣到的。另外，工人队伍不稳定也会引起产品质量下降和一系列的管理问题,应用举例：方案1、2,方案2,库存调节,在正常的工作时间内用固定人数的工人进行生产，以满足最小的预测需求量。就是通过库存来调节生产，而维持生产率和工人数量不变。当需求不足时，由于生产率不变，库存就会积累起来。当需求过大时，将利用库存来满足需求，库存就会减少。,计划3,外包,维持正常工人不变，需求不能满足部分采用外包解决，风险是：客户有可能被别人拿走,。,应用举例：方案3、4,计划4,加班加点,在正常工作时间内用固定人数的工人进行生产，满足所有预测需求量。加班完成其余生产需求量。该计划中工人人数难以确定。但其目标是使6月份的期末库存与安全库存尽可能接近。,应用举例：方案1算例,方案1 增、解聘的工人,1月 2月 3月 4月 5月 6月 总和,生产需求量（根据表）,所需生产时间,（生产需求量5小时/件）,每月工作天数,每人每月工时,（工作天数 8小时/天）,所需人数,（生产时间每人每月工时）,新增工人数,（假定期初工人数等于1月份的53人）,招聘费（新增工人数$200）,解聘人数,解聘费（解聘人数$250）,正常人工成本（所需生产,时间$4）,1850,9250,22,176,53,0,$0,0,$0,$37000,1425,7125,19,152,47,0,$0,6,$1500,$28500,1000,5000,21,168,30,0,$0,17,$4250,$20000,850,4250,21,168,25,0,$0,5,$1250,$17000,1150,5750,22,176,33,8,$1600,0,$0,$2300,1725,8625,20,160,54,21,$4200,0,$0,$34000,$5800,$7000,$160000,应用举例：库存算例,库存调节,期初库存,每月工作天数,可用生产时间,(工作天数8小时/天40人),实际生产量,（可用生产时间5小时/件）,需求预测量（根据表）,期末库存,（期初库存+实际产量-需求预测测量）,缺货损失（缺货件数$5）,安全库存（根据表）,（正数）多余库存,（期末库存-期初库存）,库存费用(多余库存$1.50）,正常人工成本（$4）,1月 2月 3月 4月 5月 6月 总和,400,22,7040,1408,1800,8,$0,450,0,$0,$28160,8,19,6080,1216,1500,-276,$1380,375,0,$0,$24320,-276,21,6720,1344,1100,-32,$160,275,0,$0,$26880,-32,21,6720,1344,900,412,$0,225,187,$281,$26880,412,22,7040,1408,1100,720,$0,275,445,$688,$28160,720,20,6400,1280,1600,400,$0,400,0,$0,$15600,$1540,$948,$160000,应用举例：分包算例,外包,生产需求量（根据表）,每月工作天数,可用生产时间,(工作天数8小时/天25人),实际生产量,（可用时间5小时/件）,分包件数,（生产需求量-实际产量）,分包成本（分包件数$20）,正常人工成本（所需生产时间$4）,1月 2月 3月 4月 5月 6月 总和,1850,22,4400,880,970,$19400,$17600,1425,19,3800,760,665,$13300,$15200,1000,21,4200,840,160,$3200,$16800,850,21,4200,840,10,$200,$16800,1150,22,4400,880,270,$5400,$17600,1725,20,4000,800,925,$18500,$16000,$160000,$160000,应用举例：加班算例,加班,期初库存,每月工作天数,可用生产时间,固定生产量（工人,38,人）,（可用生产时间5小时/件）,需求预测量（根据表）,加班前库存量,（期初库存+固定生产-需求预测量），近似整数,加班生产件数,加班成本（$,30/,件）,安全库存,（正数）多余库存,（加班前库存量-安全库存）,库存费用,正常人工成本,1月 2月 3月 4月 5月 6月 总和,400,22,6688,1338,1800,-62,62,$1860,450,0,$0,$26752,0,19,5776,1155,1500,-345,345,$10350,375,0,$0,$23104,0,21,6384,1277,1100,177,0,$0,275,177,$,266,$25536,177,21,6384,1277,900,554,0,$0,225,329,$494,$25536,554,22,6688,1338,1100,7,92,0,$0,275,517,$776,$26752,7,92,20,6080,1216,1600,408,0,$0,400,8,$12,$24320,$12210,$1,548,$15200,0,应用举例：4方案比较,四个计划方案的比较,新聘,解聘,多余库存,缺货,外包,加班,正常人工成本,成本,方案 1：,新聘和解聘,方案2,库存调节,方案3,外包,方案4,加班,5800,7000,0,0,0,0,160000,172800,0,0,948,1540,0,0,160000,162488,0,0,0,0,60000,0,100000,160000,0,0,1,548,0,0,12210,152000,165,758,数学方法,线性规划,一般模型,单纯型法 运输方法,线性规划法（,Linear Programming,LP,）,是采用线性规划模型来建立实际问题的数学模型，然后求问题最优解的一种广泛应用的最优化方法,目标函数：,约束条件：,非负限制：,线性规划例,例：,某厂生产,x1,和,x2,两种产品，需要的车间1、2的工时及成本如下表：,产品及限制,x1,x2,限制,车间,1,20,15,100,车间2,2,3,15,利润,25,30,最大化,目标函数：,max C=25x1+30 x2,约束条件：2,x1+15x2=100,2x1+3x2 0 x20,图解法,同学可用单纯形法试解,10,2 4 6 8 10,8,6,4,2,0,20,x1+15x2=100,2,x1+3x2=15,X1=2.5,x2=3.33,线性规划的一般表示,例,10-1:,某纸品厂要生产糕点盒，表,10-1,是今后,6,个月的市场需求的预测；生产成本如下：,库存费用：,5,元,/,月,/,件；,固定工人工资：,40,元,/,天；,加班工资：,7,元,/,小时；,转包成本：,10/,件；,解雇成本：,15/,件；每件加工工时：,1.6,小时,/,件。,变量设定,Wt-t,月劳动力数量；,Ht-t,月份开始时新雇用的工人数；,Lt-t,月份开始被解雇的工人数；,Pt-t,月份生产的产品数；,It-t,月末库存量；,St-t,月末缺货数；,Ct-t,月份外包的产品数；,Ot,-t,月份超时数。,各项费用计算结果,表,10-6,各决策变量的成本,Wt Ht Lt It Pt St Ct,Ot,800 1000 1500 5 10 5 10 7,固定工人每月工资：,5*8*20=800,新雇工人每月工资：,6.25*8*20=1000,解雇工人每月工资：,75*20=1500,目标函数,S,缺货数量；,C,外包数量；,Q,超时工时,约束条件,（常人班工人每天,5,件，加班每件,5,小时）,（本月生产量,+,上月库存加本月外包,=,本月需求,+,是月缺货加本库存,-,本月缺货）,（每一工人每月加班不超过,10,小时）,生产组织线性规划练习例,题意：,某厂生产柴油机，1、2、3、4月的订货分别为（台）：,3000，4500，3500，5000。,该厂正常生产能力为：3000台，成本每台为：5000元；,加班能力为：1500台，每台另加1500元；,库存：每台每月为：200元。,请写出目标函数和约束条件。,提示：,变量设置：,x,i,-i,月的正常产量；,y,i,-i,月的加班生产量；,z,i,-i,月的库存（第1月为库存）。,题 解:,变量设定：,x,i,-,每月正常的生产量；,y,i,-,每月加班的生产量；,z,i,-,各月的库存量。,i=1,2,3,4.Z,1,=0,目标函数：,min C=5000,x,i,+6500,y,i,+200,z,i,约束条件：,x,1,+y,1,-z,2,=3000;,x,2,+y,2,-,_,z,3,+z,2,=4500;,x,3,+y,3,+z,3,-z,4,=3500;,x,4,+y,4,+z,4,=5000;,0=x,i,=3000;0=,y,i,=0,4,方程相加等于4个月 订货量,