MTS企业年度生产计划的制定.ppt

生产与运作管理 8 综合生产计划 (Aggregate Production Planning) 8.1 计划管理 8.2 综合计划策略 8.3 MTS企业年度生产计划的制定 8.4 MTO企业年度生产计划的制定 8.5 收入管理 1 生产与运作管理 8.1 计划管理 企业计划的层次 生产计划的层次 制定计划的一般步骤及滚动式计划方法 生产能力 2 生产与运作管理 企业计划的层次 计划的层次 战略层 战术层 作业层 3 生产与运作管理 不同层次计划的特点 战略层战术层作业层 计划期 计划的时 间单位 空间范围 详细程度 不确定性 管理层次 特点 长(5年) 粗(年) 企业、公 司 高度综合 高 企业高 层领导 涉及资源 获取 中（1年） 中（月、季 ） 工厂 综合 中 中层，部 门领导 资源利用 短(月、旬、周) 细（工作日、班次 、小时、分） 车间、工段、班组 详细 低 低层，车间领导 日常活动处理 4 生产与运作管理 生产计划的层次 生产计划是战术性计划，是企业在计划期内应完成的产品生产任 务和进度的计划。生产计划包括： 生产计划大纲(Aggregate Planning，综合计划)：以假定产品为计划对 象 产品出产计划(Master Production Schedule, MPS，一般译成主生产计 划)：以具体产品和工矿配件为计划对象 生产作业计划(Production Schedule)：产品出产计划的执行计划，指 挥企业内部生产活动的计划 大型加工装配式企业包括： 厂级生产作业计划 车间级生产作业计划 生产计划的层次及特征 5 生产与运作管理 Figure 8.1 Framework of Production Planning Activities Overview of Production Planning Activities Time Dimensions: nLong-range planning is done annually and focus on a planning horizon greater than one year; nMedium-range planning usually covers a period from 6 months to 18 months, with monthly or sometimes quarterly time increments; nShort-range planning covers a period from one day or less to six months, with weekly time increment usually. 6 生产与运作管理 生产计划的层次及特征 计划层执行层操作层 计划的形式及种类生产计 划大纲 产品交付计划 产品出产计 划 零部件（毛坯）投入出产计 划、原材料（外购件）需求 计划等 双日（周）生产作业计 划 、关键机床加工计划等 计划对象产品（假定产品、代表 产品、具体产品）、工 矿配件 零件（自制件、外购件、外 协件）、毛坯、原材料 工序 编制计划的基础数 据 企业政策、成品库存、 单位成本 产品结构、加工制造提前期 、零部件、原材料、毛坯库 存 加工路线、加工时间 、 在制品库存 计划编制部门经营计 划处（科）生产处 （科）车间计 划科（组） 计划期一年一月一季双日、周、分 计划的时间单 位季（细到月）旬、周、日工作日、小时、分 计划的空间范围全厂车间 及有关部门工段、班组、工作地 采用的优化方法举 例 线性规划、运输问题 算 法、搜索决策法则（SDR ）、线性决策法则（LDR ） MRP、批量算法各种作业排序方法 7 生产与运作管理 生产计划指标 品种 产量 质量 产值：货币表示的产量指标 商品产值：计划期内生产的可供销售的产品价值（资金周转 ） 总产值：货币表示的计划期内完成的工业生产活动总成果数 量 净产值：生产过程中新增价值 生产法计算：净产值 = 总产值 中间投入 收入法计算：净产值 = 固定资产折旧 + 劳动者报酬 + 生产税净额 + 利润 出产期 订货型（MTO）：交货期和产品价格 备货型（MTS） ：品种和数量 8 生产与运作管理 制定计划的一般步骤及滚动式计划方法 制定计划的一般步骤 确定 目标 评估 当前条件 预测未来 环境与条件 确定 计划方案 实施计划 评价结果 9 生产与运作管理 滚动式计划的编制 滚动式计划方法的优点 使计划的严肃性和应变性都得到保证 提高了计划的连续性 需要较大的工作量。但在电脑已经普及的今天，应该不是编制滚动 式计划的障碍 10 生产与运作管理 生产能力 生产能力是指企业的设施，在一定时期(年、季、月)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 对于流程式生产，生产能力是一个准确而清晰的概念 对于加工装配式生产，生产能力则是一个模糊的概念 大量生产，品种单一，可用具体产品数表示 大批生产，品种数少，可用代表产品数表示 多品种、中小批量生产，以假定产品(Pseudo-product)的产量来表示 生产能力有设计能力、查定能力和现实能力之分 设计能力：建厂或扩建后应该达到的最大年产量 查定能力：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 现实能力：计划年度实际可达到的生产能力，是编制生产计划的依据 国外将生产能力分成固定能力(Fixed capacity)和可调整能力(Adjustable capacity)两种 固定能力：固定资产所表示的能力，是生产能力的上限 可调整能力：以劳动力数量和每天工作时间和班次所表示的能力 11 生产与运作管理 代表产品与假定产品 代表产品是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 产 品 计划 年产量 单位产品 台时定额 折换成代表 产品C的产量 折换成假 定产品的 产量 A50202527 B100307582 C12540125136 D25805055 合 计 300275300 表83 代表产品和假定产品 12 生产与运作管理 例： 某车床组共有车床8台，每台车床全年有效工作时间为4650小时， 在车床组加工结构与工艺相似的四种产品A，B，C，D，根据总劳动量 最大的原则，选择B产品为代表产品。各产品的计划产量与台时定额如下 表所示 100755025 台时定额（台时/ 件） 100120200280计划产量（件） DCBA 产品名称 项目 13 生产与运作管理 720-合计 1032002100100D 1241801.575120C 207200150200B 289 744 1400.525280A =4 换算为具体产品表示的能力 以代表 产品表 示的能 力 换算为 代表产 品的产 量 换算系数台时定额计划产量 项目 产品名称 实际能生产的 数量 14 生产与运作管理 8.2 综合计划(Aggregate Planning)策略 Aggregate planning (AP): macro planning, addresses problem of deciding how many employees the firm should retain and, for a manufacturing firm, the quantity and the mix of products to be produced The aggregate planning methodology: demand is deterministic or known in advance. Aggregate planning methodology: translate demand forecast into blueprint for planning staffing and production level for a firm over a predetermined planning horizon Aggregate planning (AP) involves competing objectives. Make frequent and large changes in size of labor force-a chase strategy to react quickly to anticipated changes in demand-cost effective, but a poor long-term strategy Retain a stable workforce-results in larger buildups of inventory during period of low demand Develop a production plan for a firm to maximize profit over the planning horizon subject to constraints on capacity 15 生产与运作管理 生产大纲的制定 生产大纲的制定程序 Y 已得到的订单 期望的库存预测的需求 确定每段时间 的需求 确定每段时间 的能力 确定企业有关 政策 确定各种单位 费用 提出备选计划 计算费用 确定生产大纲 满意否？ N 16 生产与运作管理 正规的数学方法 如线性规划法 线性决策法则(Linear Decision Rule)等 非正规的方法 反复试验法(The Trial-and-Error Method) 制定生产大纲的方法 17 生产与运作管理 AP- Aggregate Units of Production AP describes aggregate units in the following situations: nIn terms of “average item-when the items produced are similar; nIn terms of weights (tons of steel), volume (gallons of gasoline), amount of work required (worker-years of programming time, and dollar value (value of inventory in dollars)-when many kinds of items are produced; Appropriate aggregating schema are determined by context of the particular planning problem and the level of the aggregation require. 18 生产与运作管理 AP- Aggregate Units of Production Example 8.1: Decide on aggregating schema for the manager of a plant that produces six models of washing machines to determine the workforce and production levels. 19 生产与运作管理 AP- Aggregate Units of Production One possibility is to define aggregate unit as one dollar of output- Unfortunately, it is impossible since the selling prices of the various models are not consistent with the number of worker-hours required to produce them. Since the percentages of the total number of sales for these six models have been fairly constant (32% ,21%, 17%, 14%, 10% and 6% for six models respectively), he decide to define the aggregate unit of production as a fictitious washing machine requiring .324.2+.21 4.9+.17 5.1+.14 5.2+.10 5.4+.06 5.8=4.856 hrs of labor time. 4.2/285=0.0147 WR/$ 5.4/525=0.008 WR/$ 20 生产与运作管理 从生产大纲到产品出产计划 生产大纲或综合计划不涉及具体产品，不能直接用于指挥生产活动。必须 将假定产品或代表产品转换成具体产品，将综合计划变成产品交付计划和产 品出产计划。 产品交付计划规定了要向顾客交付的产品的具体型号规格和交付时间， 产出产计划规定了要出产的产品的具体型号、规格和出产时间。产品出产计 划是物料需求计划(Material Requirements Planning，MRP)的主要输入。 通过MRP处理，对具体产品的需求就会变成对构成产品的零部件和原材料 的需求，使计划得以执行。 通过下例说明如何将综合计划变成产品交付计划。 21 生产与运作管理 例 经过反复试验法，得出某电视机厂一季度要提供的彩电的数量，如表7-8所示 。综合计划以假定产品为单位：1月份提供200台，2月份提供300台，3月份提供 400台；将其变成具体产品，就构成产品交付计划。具体产品合计数等于假定产品 数。 在每个月，将交付数量减去相应月份的成品库存加上相应月份顾客需要 提走的数量，便可计算出每个月需要产出的数量，由此就生成了产品出产计划。 22 生产与运作管理 处理非均匀需求的策略 市场需求的起伏和波动是绝对的，而企业的 生产能力又是相对稳定的，要解决这个矛盾 ，就要研究处理非均匀需求的策略。 处理非均匀需求可以通过市场营销的办法， 如变动价格、促销、推迟交货等；也可以通 过生产运作的办法，如加班加点、改变库存 等。 23 生产与运作管理 处理非均匀需求的策略：改变能力的办法 改变劳动力数量 任务重的时候多雇职工，反之少雇职工 非专业性工作可行，反之不可行 解雇职工会受到法律限制和工会、职工的反对 职工为最重要的竞争资源，而不是一种可变成本 利用库存调节 改变生产率 忙时加班加点，闲时培训 容易实行，稳定的职工队伍、增加职工收入 使人厌倦、降低工作效率和质量，引起安全事故 闲时培训 ，提高技能 利用半时职工 “钟点工” 转包 改变“自制还是外购”的决策 24 生产与运作管理 利用库存调节：通过改变库存水平来吸收需求波动 在制造业多采取利用库存调节生产的办法。市场需求如图中粗线所示，是波 动的，而生产能力在一定时期是确定不变的。如果从总量上讲，生产能力与 负荷是平衡的，为了使生产能力在一定时间满足任务的需要，可以利用库存 来调节生产。 0 t1 t2 t3 时间 需求 需求率 库存增加 库存减少 生产率 25 生产与运作管理 这种策略可以不必按最高生产负荷配备生产能力，节约 了固定资产投资，是处理非均匀需求的常用策略。 通过改变库存水平来适应市场的波动，会产生维持库存费；同时，库存 也破坏了生产的准时性，掩盖了管理问题。对纯劳务性生产，不能采用 这种策略。 0 t1 t2 t3 时间 需求 需求率 库存增加 库存减少 生产率 当生产率和需求率相等时( 在区间0-t1和 t3)，库存不 变 当需求小于能力时(在区间 t1-t2)，由于生产率不变， 库存量就会上升 当需求大于能力时(在区间 t2-t3)，将消耗库存来满足 需要，库存就会减少 26 生产与运作管理 转包(Subcontracting) 扩大了本企业的能力 可能影响交货期和质量问题，丧失部分控制权，而且会损失 一部分收益。 环境及企业自身条件决定了必须借用“他山之石” 改变“自制还是外购”的决策 如果能力不够，变某些自制产品或零部件为外购；如果能力 有富余，变某些外购产品或零部件为自制。前提是市场可以 提供所需的产品或零部件和本企业有能力制造原先确定为外 购的产品或零部件。 27 生产与运作管理 影响需求的策略：改变需求的办法 直接影响需求策略：通过改变价格转移需求 通过价格差别转移高峰需求：电话费 ，机票 ，过桥费 ，保龄球等 通过广告、促销、人员推销和降价等刺激需求 暂缓交货策略：推迟交货 有失售的损失和失去顾客的危险 反复试验法（ The Trial-and-Error Method） 从生产运作方面考虑，有三种纯策略来处理非均匀需求：改变库存 水平、改变职工的数量和改变生产率(Production rate)。三种纯策略可 以任意组合成无数混合策略。比如，可以将改变工人的数量与改变 库存水平结合起来。混合策略一般要比纯策略效果好。究竟采用什 么样的策略，一般要通过反复试验。 28 生产与运作管理 例：反复试验法 某公司将预测的市场需求转化为生产需求，如表7-4所示。该产品 每件需20小时加工，工人每天工作8小时。招收工人需广告费、考试费 和培养费，折合雇一个工人需300元，裁减一个工人需付解雇费200元 。假设生产中无废品和返工。为了应付需求波动，有1000件产品作为 安全库存。单位维持库存费为6 元/件.月。设每年的需求类型相同。因 此在计划年度开始时的工人数等于计划年度结束时的工人数。相应地 ，库存量也近似相等。现比较以下不同的策略下的费用。 29 生产与运作管理 预测的需要量 月 份 预计月生产 需求量 （件） 累计需 求量 （件） 每月正常工 作日数（天 ） 累计正常 工作日数（ 天） 4160016002121 5140030002243 6120042002265 7100052002186 81500620023109 92000870021130 1025001120021151 1125001370020171 1230001670020191 130001970020211 225002220019230 320002420022252 30 生产与运作管理 1、仅改变工人的数量 采取这种纯策略需假定随时可以雇到工人，这种策略可见表7-5， 总费用为200,000元。 维持1000件安全库存需1000612=72,000元。总费用 128,000+72,000 = 200,000 元。 31 生产与运作管理 2、仅改变库存水平 这种策略需允许晚交货。由于252天内需生产24200件产品，则平均每个工作日生 96.03件，需96.0320=1920.63小时，每天需工人920.638=240. 08人。取241人，则每天平均生产 241820=96.4件产品。仅改变库存水平的策略如表7-6所示。总费用为209,253元。 32 生产与运作管理 3、一种混合策略 混合策略可以多种多样。考虑到需求的变化，在 前一段时间采取相对低的均匀生产率，在后一段时间采取相对高 的均匀生产率。生产率的改变不是通过加班加点，而是通过变更 工人的数量。4月初需生产1600件，每天需生产76.19件。设前一 段时间采用每天80件的生产率，则每天需80208=200工人。生 产到8月底，累计109天生产了10980=8720件。在余下(252-109) 143天内。要生产 (24200-8720)15480件产品，平均每天生产 15480143=108.25件，需108.25208=270.6人，取271人。因此， 9月初要雇71人，每天可生产271820=108.4件产品。年末再裁减 71人。这种混合策略的总费用为179,275元 (表7-7)。 33 生产与运作管理 34 生产与运作管理 服务业的综合计划的特点 纯服务不能使用改变库存的策略，服务能力若得不到利用则会浪 费掉，如酒店、飞机 服务业的需求更难预计，有的必须提供及时服务，如救火和急诊 服务业的能力难以预计，与顾客直接接触，服务效率受到不同程 度的影响 从事服务业劳动力的柔性比制造业大，一专多能 顾客自我服务，如自助餐，是一种解决服务能力与需求平衡的办法 ； 在有些方面行不通，如理发、镶牙等服务活动。 35 生产与运作管理 8.3 MTS企业年度生产计划的制定 备货型生产企业编制生产计划的核心内容是确定品种 和产量 ，备货型生产无交货期设置问题 ，大批和中 批生产一般是备货型生产。 品种的确定 收入利润顺序法是将生产的多种产品按销售收入和 利润排序，并将其绘在收入利润图上 产量的确定 产品出产计划的编制 36 生产与运作管理 品种的确定：收入利润顺序分析法 销售收入高的产品，利润也 高，即产品在对角线上 处于左下角的产品：销售收入高 ，利润也大的产品，应该生产 处于右上角的产品：需要作进一 步分析。其中很重要的因素是产 品生命周期，还可能有其它因素 ，如质量不好，需提高产品质量 处于对角线上方的产品 利润比正常的少，是售价低了， 还是成本高了？ 处于对角线下方的产品 利润比正常的高，可能由于成本 低所致。可以考虑增加销售量， 以增加销售收入 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 销售收入排列次序 利 润 排 列 次 序 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 销售收入排列次序 赢 亏 排 列 次 序 10 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 销售收入排列次序 赢 亏 排 列 次 序 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 销售收入排列次序 赢 亏 排 列 次 序 37 生产与运作管理 产量的确定 品种确定之后，确定每个品种的产量，可以采用线性规划方法。利 用线性规划，可求得在一组资源约束下(生产能力、原材料、动力等) ，各种产品的产量，使利润最大。例如有n种产品品种，m种资源约束 ，可采用以下形式的线性规划来优化： Max Z（ri-Ci）xi 满足： aikxibk k=1,2,3,m xiUi xiLi,Li0 i=1,2,n 式中，xi 产品i的产量；bk 资源k的数量； aik 生产一个单位产品i需资源k的数量； Ui 产品i最大潜在销售量(通过预测得到)； Li 产品i的最小生产量；ri 产品i的单价； Ci 产品i的单位可变成本。 线性规划可用单纯形法求解。 38 生产与运作管理 产品出产计划的编制 大量大批生产企业：品种少，产量大，生产的重复程度高，典型 的备货型生产，其生产的直接目标是补充成品库存。采用改变库 存水平的策略 均匀分配方式适用于需求稳定，生产自动化程度较高的情况 均匀递增分配方式这种方式适用于需求逐步增加，企业生产率稳步提高 的情况 抛物线递增分配方式将全年产量按开始增长较快，以后逐渐缓慢的递增 方式安排各月任务 成批生产企业：品种较多，各种产品产量多少相差较大，不能采 用大量大批的方式安排生产 对于订有合同的产品，按合同规定的数量与交货期安排，以减少库存 对于产量大，季节性需求变动小的产品，按“细水长流”方式安排 对于产量小的产品，权衡库存费用与生产准备费用，确定投产批量，做到经 济合理 同一系列中不同规格的产品，当产量较少时，尽可能安排在同一时期内生产 ，以集中组织通用件的生产 39 生产与运作管理 8.4 MTO企业年度生产计划的制定 单件小批生产与大量大批生产低成本、高效率与高质量的特点不 同，以其产品的创新性与独特性，在市场中牢牢地站稳了脚跟。 其原因主要有三： 专用设备的生产 产品生命周期越来越短，新产品层出不穷在研究与试制阶段，只能 是单件小批生产方式 大型生产资料的生产，如大型船舶、电站锅炉、化工炼油设备、汽 车厂的流水线生产设备等 单件小批生产，由于订单到达具有随机性，产品往往又是一次性 需求，决定了生产大纲、作业计划的编制和接受订货决策息息相 关。 40 生产与运作管理 订货决策过程 41 生产与运作管理 订货决策 用户订货：订货的产品型号、规格、技术要求、数量、交货时间 Dc和价格Pc（最高可以接受的价格Pcmax和最迟的交货时间Dcmax ） 生产企业：根据顾客所订的产品和对产品性能的特殊要求以及市 场行情，运用报价系统(计算机和人工的) 给出一个正常价格P和 最低可接受的价格Pmin，也会根据现有任务情况，生产能力和生 产技术准备周期、产品制造周期，通过交货期设置系统(计算机或 人工的系统)设置一个正常条件下的交货期D和赶工情况下最早的 交货期Dmin 在品种、数量等其它条件都满足的情况下，当PcP和DcD时，订 货会接受 当PminPcmax或者Dmin Dcmax ，订货被拒绝 若不是这两种情况，需经双方协商解决：符合企业产品优化组合的 订单可能在较低价格下成交，不符合企业产品优化组合的订单可能 在较高价格下成交 42 生产与运作管理 品种、价格与交货期的确定：品种的确定 对于订单的处理，除了前面讲的即时选择的方法外，有时还可将一段 时间内接到的订单累积起来再作处理，这样做的好处是，可以对订单 进行优选 对于小批生产也可用线性规划方法确定生产的品种与数量。对于单件 生产，无所谓产量问题，可采用0-1型整数规划来确定要接受的品种 例：已接到A、B和C三种订货，其加工时间和可获利润如表7-10所示， 能力工时为40个时间单位，应该接受哪些品种最有利？这是一个0-1型 整数规划问题。决策变量取0，表示该品种不生产；取1，表示生产。 其数学模型为： Max 10Xa+13Xb+25Xc 满足:12Xa+Xb+Xc40 Xa,Xb,Xc=0或1 产品ABC 加工 时间 12825 利润101325 表8-5 产品的加工时间和利润 43 生产与运作管理 0-1型整数规划的解法十分复杂，对于n个品种，有2n种组合情况。 对于规模较大的实例，在正常的时间范围内是得不到最优解的。因 此，需要采用启发式算法。有一种启发式算法是按（利润/加工时间 ）的值从大到小排序，即优先考虑单位加工时间的利润最大的任务 。对本例： A ：10/12=0.83 B ：13/8=1.63 C ：25/25=1. 于是，得到优选顺序为BCA。选择B，余下能力工时为32； 再选择C，余下能力工时为7，不足以加工产品A。只能选择B和C， 结果获利38。 产品ABC 加工 时间 12825 利润101325 表8-5 产品的加工时间和利润 44 生产与运作管理 0-1型整数规划问题的一般形式为： Max pixi