第8章-综合生产计划.ppt

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,*,第八章 综合计划,综合计划的定义：指通过调整,生产率、劳动力水平、存货水平、超时工作,及其他可变控制变量，来决定满足预测需求的最好生产方式的计划。,综合计划的目标：按时完成能够有效使用组织资源的生产计划。或者是劳动力或者存货的波动最小，或者为了服务达到一定的,8,.1生产计划系统,生产计划系统,框架,综合生产计划（,aggregate production planning,）,被扩展为产销计划（,sale&operations planning,S$OP,）,需求管理,需求管理应当积极影响顾客需求的变化模式,主生产计划,(master production schedule,MPS),主生产计划是生产计划系统的核心,是生产制造系统与市场营销系统的界面。,物料需求计划,能力计划,只有不超出瓶颈环节生产能力约束的主生产计划才是可行的,生产控制,生产计划系统必须形成一个,“,闭环,”,生产计划系统,生产计划的三类对象,单个,品目,(Individual,items,),，可以是指单个产品、单个零件或单个原材料品种；是,生产计划的最细微、最基本的对象，也,是,MPS,、,MRP,和详细作业计划的,对象。,level 3,：,产品或零件,族,(,Families,),，具有相似特征和相似制造工艺的产品或零件,品目的组合；,level 2,：综合生产计划,Aggregate Planning,，主生产计划,MPS,的,对象。,产品,类,(,Types,),，又称为产品系列，归入产品,类,的产品属于不同的产品族，但都具有相似的需求特征和近似的单位工时定额；,level 1,：综合生产计划,Aggregate Planning,1.,综合生产计划,(S&OP),5.,主生产计划,7.,物料需求计划,9.,详细作业计划,11.,生产控制及反馈,8.,能力计划,10.,能力控制,6.,成品,装配计划,4.,订货合同,2.,需求管理,3.,分销计划,长期资源计划,长期,中期,短期,预测,生产计划,系统框架,MRP,工业生产计划体系,资源计划,综合生产计划,（合计）,需求预测,主生产计划,物料需求计划,车间作业计划,库存信息,能力需求计划,（,CRP,）,物资供应计划,（,PM,）,时间能力计划,物料清单,BOM,工艺文件,Harlen Meal,分层生产计划系统的决策顺序,工厂覆盖区域,和产品类的,年度预测,产品类、产品族和备件品目月度预测,工厂,/,产品,分配子系统,产品类综合,计划子系统,产品族和品目,作业计划,子系统,零件品目,作业计划,子系统,品目,作业计划,产品族和品目,轮番生产周期,子系统,产品和备件品目订单录入,库存控制,子系统,公司决策,工厂决策,车间决策,LRP,APP,MPS,MRP,综合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,能力计划编制与管理技术,能力计划编制与管理技术,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,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,计划范围,公司、厂级,厂、,车间,车间,车间,8,.2综合生产计划概述,综合生产计划的计划期为,6-18,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,劳动力水平,Wt,正常生产成本：,是计划期内生产某一产品的固定与变动成本；,加班成本：,加班工资；,改变生产率成本：,雇佣、培训与解雇人员的成本。,库存成本：,主要组成部分是库存占用资金的成本。,缺货成本：,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。,综合生产计划考虑的成本项目,生产计划的核心问题：生产能力与需求不均衡怎么办？,策略,1,：调整生产率,策略,2,：调节需求,调整供给（调整生产能力）,（,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。,需求的调节,方法,1,、提供价格诱导刺激需求,2,、高峰需求时期的延期交货,这种策略仅在顾客愿意等待且不减少其效用或不取消其订货条件下适用,3,、导入互补产品,设法使不同产品的需求,“,峰,”,和,“,谷,“,错开,综合生产计划采取的策略,1）追逐策略(Chase strategy)（实质是,改变生产率,）,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,2）平准策略(Level strategy),（实质是稳定生产率）,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,。,3)混合策略,采用两种或者两种以上的策略组合。,8,.3,综合生产计划的图解法,综合生产计划的主要任务,生产计划的恒等式：,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,(Make-to-stock),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,综合生产计划问题的规范表述：,对于计划期,T,的每个期间,t,，给出需求预测,F,t,，然后依次确定各个期间,t=1,2,T,的生产水平,P,t,，库存水平,I,t,，和雇工水平,W,t,，使整个计划期的相关成本最小化。,综合生产计划的图解法,累积生产要求,(,Cumulative requirement,),累积生产要求,=,最低限度期末库存水平,+,累积的顾客需求,图解法的步骤：,作出累积需求曲线,加上适当的安全库存，作出累积生产要求曲线,以初始库存为起点，作最低恒定生产率,(Minimum constant production rate plan),曲线，与累积生产要求曲线相切，然后检查其是否可行,选择介于最低恒定生产率曲线与累积生产要求曲线之间的更好的计划方案，使总成本水平尽可能低,图解法的,例子,生产计划图解法基础数据,累积生产要求,CR,t,综合生产计划的图解法示例,8,.4 综合生产计划的表上作业法,mm,表上作业法的例子,表上作业法例子的解答,企业一般使用简单的表上作业法制定综合生产计划，表上作业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。,下面以满足加州,&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。,第一阶段月库存为,400,件由于需求预测是有误差的，加,州,&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,。,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。,现在我们为加州,&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,22 19 21 21 22 20 125,安全库存月需求预测量的,25%,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,应用举例：费用,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$/,小时,费用,材料成本,100.00$/,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,期初库存,需求预测量,安全库存（,.25*,需求预测量）,总生产计划需要数据,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,应用举例：方案,1,、,2,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。,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。,应用举例：方案,3,、,4,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。,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。,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,方案2：库存调节,1,月,2,月,3,月,4,月,5,月,6,月 总和,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,）,400,22,7040,1408,1800,8,$0,4500,$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,人数的确定：六个月总需求所需的时间/（每个工人生产期内的总工作时间）,外包,1,月,2,月,3,月,4,月,5,月,6,月 总和,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,）,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,人数：最小月需求所需总时间/工人提供的总工作时间=840*6*5/125*8=25,加班算例,0,21,6384,1277,1100,177,0,$0,275,0,$0,$25536,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）,积压库存费用,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,$23104,177,21,6384,1277,900,554,0,$0,225,329,$494,$25536,554,22,6688,1338,1100,792,0,$0,275,517,$776,$26752,792,20,6080,1216,1600,408,0,$0,400,8,$12,$24320,$12210,$1282,$152000,按照计划期末库存接近于当月安全库存推算劳动力,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,总成本,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,5800,7000,0,0,0,0,160000,172800,0,0,948,1540,0,0,160000,162488,0,0,0,0,60000,0,100000,160000,0,0,1282,0,0,12210,152000,165492,8,.5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（线性规划,长时间唱片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：,综合生产计划的线性规划模型,1.,目标函数,2.,约束条件,3.,非负限制,其中,第,t,期期末产品系列,i,的库存水平,第,t,期内产品系列,i,的正常生产率,第,t,期内产品系列,i,的加班生产率,第,t,期内产品系列,i,的允许的最大加班比例,第 t 期内增加产品系列 i 的生产能力所需增雇的工人产出的增加,第,t,期内调整产品系列,i,的生产率的损失,第,t,期内产品系列,i,的预测需求量,第,j,个决策变量的成本系数,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：,20 x1+15x2,100,2x1+3x2,15,x10 x20,图解法,10,2 4 6 8 10,8,6,4,2,0,20 x1+15 x2,100,2x1+3 x2,15,X1=2.5,x2=3.33,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：,xi-i,月的正常产量；,yi-i,月的加班生产量；,zi-i,月的库存（第,1,月为库存）。,题解,:,变量设定：,xi-,每月正常的生产量；,yi-,每月加班的生产量；,zi-,各月的库存量。,i=1,2,3,4.Z1=0,目标函数：最小 C=5000 xi+6500 yi+200 zi,约束条件：,x1+y1+(z1-z2)=3000;,x2+y2+(z,2,-z3)=4500;,x3+y3+(z3-z4)=3500;,x4+y4+z4=5000;,0=0,4,方程相加等于,4,个月订货量,x1+y1=3000+(z2-z1);,x2+y2=4500+(z3-z2);,x3+y3=3500+(z4-z3);,x4+y4=5000-z4;,