生产-库存计划研究--课程设计报告册.doc

西安工程大学机电学院
课 程 设 计 报 告
2007 级 工业工程 专业 01 班级
课程名称 企业生产—库存计划研究——课程设计
姓 名某 某 某 学 号 000000000
专 业 工业工程 指导老师
二О一一年一月三日
0

1课程设计简介
1.1课程设计案例:
德国NA公司是一家制造啤酒、饮料瓶盖的专业厂家，具有年产“王冠盖”15亿只的生产能力。产品的主要用户为国内啤酒、饮料著名品牌生产企业.该公司设备先进，人员素质、管理水平、产品质量、生产规模、专业化程度、企业信誉等方面在国内同行业中处于领先地位。
该公司在进行年度生产计划及其方案选择时有独到的做法。本案例介绍NA公司2008年度（分月）生产计划的制定及其分析。
1.2课程设计目标：
在保证交货期及交货数量的前提下，尽量使生产计划能够相对均衡，并使生产总成本最低。均衡生产有利于保证设备和人力资源的均衡负荷,提高设备利用率，有利于节省物料和能源的消耗，减少在制品占用，加速流动资金的周转，从而降低产品的生产成本，提高经济效益.
1.3课程设计方法：
合理均衡生产的基本出发点是协调好生产量P，库存量I和生产能力C.首先保证产品的交货期及交货数量，再按产销衔接的原则，尽量降低库存量和外协加工量,充分利用生产能力，使生产成本最低.
1。4已知数据：
正常生产能力：
v Pmax = 21天/月×23小时/天×设备平均效率80％ ×最高产量22万个/小时=8500（万个）
v Pmin = 21天/月×16小时/天×设备平均效率80％ ×最低产量15万个/小时=4032（万个）
v 当Pi>Pmax时:须加班，加班费成本为增加1元/万个（C1=1元/万个）
v 当Pi〈Pmin时：设备不能充分利用,每少生产1万件需增加0.5元的能源及人工成本，即设备不能充分利用造成的损失费(C2=0.5元/万个）
v 库存租金及管理费（C3）:现有库房储存能力为2000万件,超出时需向外租借(租金0。35元/万个+搬运费0.20元/万个） 。C3 =0。55元/万个
v 库存产品占用资金利息(C4）:C4 = 388.8 /万个× 1.08%= 4.20元/万个
v 外协加工费（C5）：当生产需求量超过计划产量时需联系外协加工.C5 = 36元/万个。
v 过去,NA公司历年都是采用年均衡生产计划，即将全年的生产任务平均分配到每个月。
2各方案下生产计划成本核算
2.1方案1成本核算:
表1：方案一年均衡生产计划方案
月份
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
合计
最大生产能力
10120
10120
10120
10120
10120
10120
10120
10120
10120
10120
10120
10120
121440
需求预测
3931
2916
6400
8759
8045
8887
10249
10997
9159
7550
6652
5155
88700
计划产量
7392
7392
7392
7392
7392
7392
7392
7392
7392
7392
7392
7392
88700
月初库存
0
3461
7937
8929
7562
6909
5414
2557
0
0
0
740
43509
正常生产能力
4032 ～ 8500
超产数量
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
设备未充分利用
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
外协加工量
0
0
0
0
0
0
0
1048
1767
158

2973
超库存量
0
1461
5937
6929
5562
4909
3414
557

28769
C1=∑超产量 ×1=0
C2=∑未利用量×0.5=0
C3=∑超库存量×0.55=15822.95
C4=∑月初库存×4。20=182737.8
C5=∑外协加工量×36=107028
C总=C1+C2+C3+C4+C5=305588。75
2。2方案2成本核算:
表2：方案二季度均衡生产计划方案
月份
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
合计
最大生产能力
10120
10120
10120
10120
10120
10120
10120
10120
10120
10120
10120
10120
121440
需求预测
3931
2916
6400
8759
8045
8887
10249
10997
9159
7550
6652
5155
88700
计划产量
4416
4416
4416
9876
9876
9876
10120
10120
10120
5155
5155
5155
88700
月初库存
0
485
1985
1
1118
2949
3938
3809
2932
3893
1498
1
22609
正常生产能力
4032 ～ 8500
超产数量
0
0
0
1376
1376
1376
1620
1620
1620
0
0
0
8988
设备未充分利用
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
外协加工量
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
超库存量
0
0
0
0
0
949
1938
1809
932
1893

7521
C1=∑超产量×1=8988
C2=∑未利用量×0.5=0
C3=∑超库存量×0.55=4136。55
C4=∑月初库存×4.20=94957。8
C5=∑外协加工量×36=0
C总=C1+C2+C3+C4+C5=108082.35
2。3方案3成本核算：
表3：方案三需求均衡生产计划方案
月份
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
合计
最大生产能力
10120
10120
10120
10120
10120
10120
10120
10120
10120
10120
10120
10120
121440
需求预测
3931
2916
6400
8759
8045
8887
10249
10997
9159
7550
6652
5155
88700
计划产量
3931
2916
6400
8759
8045
9893
10120
10120
9159
7550
6652
5155
88700
月初库存
0
0
0
0
0
1006
877
0
0
0
0
1
1883
正常生产能力
4032 ～ 8500
超产数量
0
0
0
259
1393
1620
1620
659
0
0
0
0
5551
设备未充分利用
101
1116
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1217
外协加工量
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
超库存量
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
C1=∑超产量×1=5551
C2=∑未利用量×0。5=608。5
C3=∑超库存量×0.55=0
C4=∑月初库存×4.20=7908。6
C5=∑外协加工量×36=0
C总=C1+C2+C3+C4+C5=14068。1
3综合评定生产计划
3.1基于满足销售需求方面
方案一：
图1 方案一生产预测关系图
图中： 红线代表需求预测 ； 蓝线代表最大生产能力; 黄线代表计划生产
方案一：由上图可知，1，2，3月份的预测需求f〈生产计划p，7，8月份的预测需求f 〉 最大生产能力，但是该方案的生产计划p一直保持不变，这就直接导致了1，2，3月的库存积压，7，8月的生产供不应求.由成本核算表知，7，8，9月的需求预测量比较大，使8，9，10月的生产计划量即使加上库存量，仍不能满足需求预测,不得不外协加工,库存和外协大大增加了成本。
方案二：
图中： 红线代表需求预测 ； 蓝线代表最大生产能力； 黄线代表计划生产
与方案一中一成不变的计划生产相比,方案二则是将其按季度划分，啤酒本身的需求就具有季节性，根据需求来决定生产,不仅减少了不必要的库存，更避免了在需求超出生产能力时采用成本昂贵的外协加工。用这种方法，在一定程度上缩减了成本。
方案三：
图中： 红线代表需求预测 ； 蓝线代表最大生产能力； 黄线代表计划生产
通过比较不难发现，方案三是方案二的加强版。它已经不在仅限于季节性产品（如啤酒）了，而是从每个季度详细到每个月,时刻关注供求关系，在保证销量的前提下，尽可能减少库存，进一步的压缩成本。
3.2 基于生产率保持平衡方面
在保证交货期及交货数量的前提下,尽量使生产计划能够相对均匀。均衡生产有利于保证设备和人力资源的均衡负荷，提高设备利用率，有利于节省物料和能源的消耗，减少在制品占用，加速流动资金的周转，从而降低产品的生产成本，提高经济效益。
方案一:由表1可知,方案一中每个月的计划生产量是固定的，生产率一直都处于平衡状态，这样每个月投入的人力资源和设备数量比较固定，省去了人力调动和资源调配所带来的一系列的额外投入和浪费.但是没有充分考虑到市场的供求因素，导致了库存和外协的增加。
方案二:由表2可知：该方案每个季度内每月的计划生产量是相等的,但纵观全年来看每个季度间的计划生产量浮动较大，在季度交替时，人力资源和设备的分配调动也比较大，这样会造成因调动人力和设备所带来的一些不必要的损失，与方案一相比能够考虑到预测需求，避免了外协加工,但库存仍旧很大。因此，该方案就生产率平衡方面不如方案一。
方案三：由表3可知：该方案的计划生产量每个月的都不同，并且在不同的季度内变化更大,生产率平衡最不稳定.这样不利于保证设备和人力资源的均衡分配,加重了多次调配设备和人力资源所造成的成本.但是就总成本来看，该方案没有昂贵的外协费用,库存也尽可能的降到了最低,是综合成本最低的方案。
小结：经上述对三个方案就生产率平衡方面的分析得出：方案一在生产率平衡方面做得最好，方案二次之,方案三最差.
3。3基于生产总成本方面
三个方案中组成总成本的五个部分：
C1为加班费
C2为设备不能充分利用造成的损失 C3库存租金及管理费
C4为库存产品占用资金利息
C5为外协加工费
C1---—C5单位成本排序:
C5=36元/万个
C4=4。2元/万个
C1=1元/万个
C3=0。55元/万个
C2=0。5元/万个
方案一:
在方案一中，单位成本最大
的C4和C5,所占的总成本比重
高达95%，这是直接导致其总成
本过高的原因。
外协加工费c5 图4 方案一成本构成图
库存产品占用资金利息c4
方案二：
该方案中,C5的费用为0，
C4的费用占其总成本的88％，即
库存产品占用资金利息所引起的
费用，在方案二的总成本中起决
定性作用. 图5 方案二成本构成图
库存产品占用资金利息c4
方案三:
方案三中，占总成本比重最
大的是：C4和C3，分别是57%和
39％.
由于7、8月份的需求大于
最大生产能力，不可避免地会在
之前加大产量,增加库存,保证 图6 方案三成本构成图
销售需求，从而引起c3和c4的增多也在情理之中。
小结:三个方案中，就成本大小而言，方案三 ＜方案二＜ 方案一
经过上面的分析可知，三个方案各有优缺点,要做出进一步的评价，我们要选择新的方法才行。首先我们想到运用我们所学的系统工程中关于系统综合评定的方法中选择一种进行评价三个方案的优劣性。
经过分析我终确定采用层次分析法来评价这三个方案理由如下:
在这里先说一下层次分析法的的适用范围及功能：层次分析法(The analytic hierarchy process）简称AHP,在20世纪70年代中期由美国运筹学家托马斯·塞蒂（T.L.Saaty）正式提出。它是一种定性和定量相结合的、系统化、层次化的分析方法。由于它在处理复杂的决策问题上的实用性和有效性，很快在世界范围得到重视。它的应用已遍及经济计划和管理、能源政策和分配、行为科学、军事指挥、运输、农业、教育、人才、医疗和环境等领域。
运用层次分析法有很多优点，其中最重要的一点就是简单明了.
层次分析法不仅适用于存在不确定性和主观信息的情况,还允许以合乎逻辑的方式运用经验、洞察力和直觉。　将问题包含的因素分层：最高层(解决问题的目的）；中间层（实现总目标而采取的各种措施、必须考虑的准则等.也可称策略层、约束层、准则层等)；最低层（用于解决问题的各种措施、方案等)。把各种所要考虑的因素放在适当的层次内.用层次结构图清晰地表达这些因素的关系。
下面就是我们组的具体做法：
首先，建立层次结构模型如下图
目标层A

准则层B

方案层I
合理均衡生产A
生产率保持平衡B1
满足销售需求B2
生产总成本B3
年均衡生产计划I1
季度均衡生产计划I2
需求均衡生产计划I3

图一 均衡生产问题的层次结构模型
其次，按上述分析关系，可知以下内容，便于我们构造对比矩阵
I1 生产率最平衡，满足销售需求程度较低，总成本最高；
I2 生产率较平衡，满足销售需求，总成本较高；
I3 生产率较平衡,满足销售需求，总成本最低
构造对比矩阵，计算相对权重及判断其一致性如下：
表一 A—B判断矩阵
A-B
B1
B2
B3
a
B1
1
1/3
2
0.230
B2
3
1
5
0。648
B3
1/2
1/5
1
0。122
max=3.0037 C。R=0.0032﹤0。1
表二B1—I判断矩阵
B1-I
I1
I2
I3
W1
I1
1
3
5
0.648
I2
1/3
1
2
0.230
I3
1/5
1/2
1
0.122
max=3。0037 C。R=0.0032﹤0.1
表三B2—I判断矩阵
B2-I
I1
I2
I3
W2
I1
1
1/3
1/3
0.140
I2
3
1
1
0.429
I3
3
1
1
0.429
max=3.0544 C。R=0.046﹤0。1
表四B3—I判断矩阵
B3—I
I1
I2
I3
W3
I1
1
1/3
1/7
0.081
I2
3
1
1/5
0.188
I3
7
5
1
0。731
max=3.065 C.R=0.056<0。1
表五 层次总排序
层次B
层次I
B1 B2 B3
组合权重
0.230 0。648 0。122
I1
I2
I3
0.648 0.142 0。081
0。230 0.429 0.188
0。122 0。429 0。731
0。251
0。354
0.395
再次，一次性检验，结果表明，4个判断矩阵均满足一致性要求。
最后计算组合权重，选择生产计划要实施的方案。其权重最大的,为0。395
由上述方法最终评定的结果为方案三的权重最大，故最优方案选择方案三.
3.5对三种方案的总评价:
采用目标打分法: 满分12分
备选方案：方案一（a1),方案二（a2），方案三（a3）
评价指标:满足销售需求（x1) 保持生产率平衡(x2)
总成本最低（x3)
计算权重：根据不同指标对生产计划的影响程度，划分其在决策中的要性大小.
表4 连环比率法计算权重wi
评价指标
暂定分
修正分
Wi
x1
3
3/2
1/2
x2
1/2
1/2
1/6
x3
/
1
1/3
为各个指标分配分数：
表5 分配分数
总分（12）
x1
x2
x3
Wi
1/2
1/6
1/3
分数分配
6
2
4
计算三个方案的分数：
表6 计算各方案得分
A\X
x1
x2
x3
合计
a1
3
2
1
6
a2
5
1。5
2
8.5
a3
6
1
4
11
得出分数最高的方案是最好的方案，即为方案三。
4个人工作描述及总结
1在本次课程设计过程中，我的工作任务是使用一种合适的方法综合评价各方案的优劣,通过科学评价来选择最优生产方案计划。
2、通过学期的课程设计，我们真正体会到什么是团队协作，真正的了解到团队合作的有利之处，真正感受到团队成员为了共同的目标联合在一起时的强大的力量。我们主要有以下心得体会：
（1) 要有探索求进精神，不要怕自己多做了，不要怕自己承担的任务有多重。多去做一点又不会吃多少亏，还能学到更多的东西。同学之间应团结互助，相互帮助，找到瓶颈，继而解决问题;
(2)自己责的任务，什么时候完成，都要有明确的说明。这一点我庆幸自己做的很好，从一开始我们就有合理的计划安排，接下来日程进度都只用按照自己的任务计划按部就班的执行下去，效率非常的高。工作时，要善于思考和创新，做到资源优化配置;
（3) 具体工作时，同学间应频繁交流，避免闭门造车.
（4） 当工作出现问题是，应仔细商讨，尽快找到问题的症结，决不应推卸责任，更不能埋怨；
参 考 文 献：
1、运筹学教材
2、大学生数学建模竞赛辅导。湖南：湖南教育出版
3、数学建模与案例分析.北京：海洋出版社,2000
4、系统工程与运筹学。北京：国防工业出版社,2003
5、 江道琪等。实用线性规划方法及其支持系统.北京:清华大学出版社，2006
6、胡云权。运筹学习题集.北京：清华大学出版社,2002
7、陈荣秋，马士华.生产与运作管理.北京：高等教育出版社，2005,12
8、张天学，张延欣，张福祥。系统工程学。成都：电子科技大学出版社，2004，8