复件+007制造运营计划.ppt

第七章,制造运营计划,OperationsManagement,（1）掌握生产计划构成体系及其各计划间的关系；理解滚动式计划方法及其优点；能够运用盈亏平衡分析法和线性规划法确定生产计划的产量指标；（2）理解主生产计划的三种编制策略；了解生产排序规则；（3）能够运用Johnson规则确定多种工件的加工顺序。,学习目标,主要内容,7.1运营计划概述7.2综合生产计划7.3主生产计划7.4生产作业计划7.5作业控制,案例：布拉福特制造公司生产计划,背景:如果你是一家生产布丁食品的制造工厂的运营经理，你的重要职责之一是为工厂制定生产计划。这个计划是每年预算的重要依据，它提供了来年的相关信息，如生产率、生产所需的劳动力及计划成品的库存水平等。你所在工厂的包装线上生产小盒的混合布丁，一条包装线有很多机器，它们呈链条状排列。包装线先把布丁进行混合，然后装进小包；这些小包被装入小的布丁包装盒，每当这些布丁包装盒达到48个时，就把它们集中堆放起来，最后160堆被放到一个货盘上。这些货盘放置在运输区域，然后被运送到四个分销中心。这些年来，包装线的技术日新月异，可在同一些相关的小炉子里生产出不同口味的布丁，而不需要花费不同口味之间的切换时间。工厂有15条这样的包装线，但目前只用上了10条，每条需要6个工人。该产品的需求按月波动。另外，还有一个季节的成分，每年的感恩节、圣诞节、复活节之前都是销售淡季。综合下来，在每年第一个季度的季末，公司都搞一个促销活动，给予大订单客户特别的优惠,案例：布拉福特制造公司生产计划,。这样生意一般会很好，公司一般也会得到销售上的增长。工厂把产品送到美国的四个大的分销仓库，卡车每天运货，运货的数量是根据仓库的目标存货水平而定的。这些目标是根据每个仓库的预期供应周数而定。目前的目标是供应2周。过去，公司的政策是生产量满足预期销售量，因为对成品的储存能力有限，生产能力是完全能够支持这个政策的。市场部门已经做出了明年的销售预测，这个预测是按每季销售配额制定的，这是一个激励销售人员的方法。销售主要面向美国的零售店，根据销售人员拿到的订单，布丁从分销仓库运往各零售店。你的直接任务就是制定来年的生产计划。问题：（1）您制定的生产计划包括哪些内容？包括哪些层次？（2）您在制订生产计划时会考虑哪些因素？您要做出那些决策？,案例：布拉福特制造公司生产计划,可能这些资料对您有帮助（1）目前有10条包装线按正常时间工作，每天需要6个工人。出于计划目的，每次正常启动后，包装线运行7.5个小时。当然，支付工人8小时的工资。可以考虑每天加班2小时，但这必须规划成每次加班至少持续一周，而且所有包装线都得加班。工人正常工资是20美元/小时，加班为30美元/小时。每条包装线的标准生产率为450套/小时。（2）市场部门对需求的预测如下:Q1-2000;Q2-2200;Q3-2500;Q4-2650;及Q1（下一年）-2200。这些数字都是以1000套为单位的，每个数字代表13周的预测。（3）管理部门已经通知生产部门维持足够仓库供应2周的生产量，这2周供应量应该建立在对未来销售的预测上。每季期未存货的目标水平:Q1-338；Q2-385；Q3-408；Q4-338。（4）根据会计估计，存货储存成本约为每套每年1美元。这意味着如果一套布丁存放一整年，存货成本就是1美元；如果存放一星期，,案例：布拉福特制造公司生产计划,成本就是1美元/52，即0.01923美元。成本是与存放时间成比例的。在Q1的时候有200000套存货（这是以1000套为单位的200倍）。（5）如果脱销，那么就要延期交货并推迟运输。延期交货的成本是2.40美元/每套，因为信誉丧失以及紧急运输。（6）人力资源小组估计雇佣并培训一个新的生产工人需要花费5000美元，解雇一个工人需要花费3000美元。如果不够？还需要哪些呢？,7.1运营计划概述,运营计划是在企业生产战略的指导下，根据需求预测和企业生产能力，对企业运营系统的产出品种、产出数量、产出速度、产出时间、劳动力和设备的配置等问题预先所进行考虑和安排。制造业称为生产计划，服务业称为服务计划,7.1运营计划概述,生产计划体系综合生产计划（Integratedproductionplanning，IPP）是根据企业的生产能力和需求预测，对企业未来较长一段时间内的产出内容、产出量、劳动力水平、库存投资等问题所做的大致性描述。计划对象：产品系列计划期：一般为1年或更长计划时间单位：月、双月或季度,7.1运营计划概述,生产计划体系主生产计划（masterproductionschedule,MPS）是确定企业各最终产品在每一具体时间段内的生产数量。计划对象：最终产品计划期：月或季度计划时间单位：周、旬或日,7.1运营计划概述,生产计划体系物料需求计划（materialrequirementplanning,MRP）是指根据主生产计划确定的最终产品的产品结构中各层次物品的从属和数量关系，以主生产计划中的最终产品完工时期为时间基准倒排形成的原材料、零部件的生产计划及采购计划。计划对象：相关物料计划期：和MPS一致计划时间单位：和MPS一致或更小,7.1运营计划概述,生产计划体系生产作业计划（Productionplan，PP）是生产作业计划是对各生产单位（车间、工段、班组等）甚至是个人在每一具体时期（旬、周、日、班、小时）内的生产任务做出详细规定，从而保证整个企业的主生产计划规定的生产任务能够按品种、质量、产量和期限完成。计划对象：工序计划期：月、旬、周、日计划时间单位：旬、周、日、班、小时,7.1运营计划概述,生产计划指标品种指标：品名、规格、型号产量指标：计划期应当生产的合格产品数量，实物指标表示产出期：完工时间质量指标：质量标准，一般用相对数表示产值指标：用货币表示的产出量水平,滚动计划法,滚动计划法,7.2综合生产计划的编制,备货型企业综合生产计划编制品种的确定：多品种情况下运用波士顿矩阵（BCG）法进行决策,7.2综合生产计划的编制,备货型企业综合生产计划编制产量的确定盈亏平衡分析法线性规划法,目标函数：maxP=(ti-ci)xi或者minC=cixiaikxibk,k=1,2,m约束条件：LixiUiLi0,i=1,2,nP-利润；ti-产品i的单价；ci-产品i的单位可变成本；xi-产品i的产量；aik-生产一个单位产品i需资源k的数量；bk-资源k的数量；Ui-产品i的最大潜在销售量；Li-产品i的最小生产量；C-成本。,7.2综合生产计划的编制,订货型企业综合生产计划编制接受订货决策-合同评估,7.2综合生产计划的编制,订货型企业综合生产计划编制品种的确定价格的确定市场定价法成本定价法交货期的确定准备周期+生产周期+发运周期,7.3主生产计划的编制,均衡策略对整个计划期内每一个期间的生产平均分配，使得生产在整个计划期内按稳定的生产率进行。,7.3主生产计划的编制,追踪策略按计划期内各个期间的实际需求安排生产。追踪策略的优点在于可以保持较低的期末库存水平，缺点是需要根据需求的变化而频繁地改变生产率。,7.3主生产计划的编制,批量策略依据事先确定的期量标准或事先确定的批量计算方法，将计划期内几个相邻期间的生产要求数量合批生产。,注：其中，批量规模为20个单位，当可用库存下降到10个单位或以下时，需要安排生产一个新的批量,7.4生产作业计划的编制,编制要求全面性协调性可行性经济性动态性作业排序确定工件在机床（工作地，服务台）上的加工（服务）顺序。,确定谁先谁后,作业排序,理解：注意两个顺序不同工件的加工工艺决定的在不同机器之间的加工先后顺序加工工艺顺序不同工件在同一台机器上的加工先后顺序-加工顺序（假设不同工件在每一台机器上的加工先后顺序相同）,作业排序,假设条件一个工件不能同时在几台不同的机器上加工；工件采取平行移动方式；连续加工，一个工件开始加工必须一直进行到完工，不得中途停止（工序间和工序内）；每到工序只在一台机器上完成；工件数、机器数、加工路线和工件在每工序（机器）的加工时间确定，工件在每工序（机器）的加工时间与加工顺序无关；每台机器同时只能加工一个工件。,作业排序,符号说明Ji为工件i，i=1,2,3，nMj为机器j，j=1,2,3，mpij为Ji工件在Mj机器上的加工时间，Ji的总加工时间为Pi，wij为Ji工件在Mj机器的等待加工时间或运输时间（延迟加工时间），Wi为Ji工件总延迟加工时间，ri为Ji的到达时间，指Ji从外部进入加工地（车间或机器），可以开始加工的最早时间di为Ji的完工期限Ci为Ji的完工时间：Cmax为最长完工时间，Cmax=maxCi（i=1,2,3，n）,作业排序,作业排序分类,作业排序,排序表示法（康威法Conway）,6/8/p/Fmax？10/5/G/Cmax？,作业排序,最长流程时间Fmax的计算n/m/p/Fmax问题，目标函数是最长流程时间（加工周期）最短因为：ri=0，所以：Fmax=Cmax设：n个工件的加工顺序为S=（S1、S2、S3、Sn），其中Si为排在i位加工的工件代号，Cksi表示工件Si在机器Mk上的完工时间，pksi表示工件Si在机器Mk上的加工时间。机器数：k=1，2，3，4，m；工件数：i=1，2，3，n递推计算公式：（1）C1si=C1（si-1）+psi1（Si工件在机器1的完工时间）（2）Cks1=C（k-1）1+ps1k（S1工件在机器k的完工时间）（3）Cksi=maxC（k-1）si，Ck（si-1）+psik其中：k=2，3，4，m；工件数：i=2，3，nFmax=ri+Cmsn当ri=0时，Fmax=Cmsn（最后加工工件n在最后机器m的完工时间）,作业排序,最长流程时间Fmax的计算例：有一个6/4/p/Fmax问题，其加工时间如表所示。当按顺序S=（6,1,5,2,4,3）加工时，求Fmax=？,加工时间矩阵（1,2,3,4,5,6）,机器（顺序由技术工艺要求决定）,工件加工先后顺序,作业排序,最长流程时间Fmax的计算,加工时间矩阵（6,1,5,2,4,3）,机器（顺序由技术工艺要求决定）,工件加工先后顺序,结论：工件加工先后顺序（排序）不同，Fmax也不同。,作业排序,n/2/F/Fmax问题的最优算法Johnson法则（S.M.Johnson，1954年）ai表示工件Ji在机器M1上的加工时间，bi表示工件Ji在机器M2上的加工时间，每个工件加工工艺线路相同：M1M2如果：min（ai，bj）min（aj，bi），则工件Ji排在Jj之前；如果min（ai，bj）=min（aj，bi），则工件Ji和Jj之间任意顺序。（i、j为两两比较的工件号）Johnson算法（1）从加工时间矩阵中找出最短加工时间（2）若最短加工时间出现在M1上，则对应的工件尽量往前排；若最短加工时间出现在M2上，则对应工件尽可能往后排。如最短加工时间有多个，则任选一个。（3）在加工时间矩阵中划去已排序的工件，剩余工件重复上述过程至所有工件完成排序。,作业排序,n/2/F/Fmax问题的最优算法Johnson改进算法（1）将所有aibi的工件按ai值不减的顺序排成一个加工顺序A。（2）将所有aibi的工件按bi值不增的顺序排成一个加工顺序B。（3）最优加工顺序：A+B,作业排序,n/mP/Fmax问题的启发式算法（近优解）Palmer法（D.S.Palmer，1965年）按斜度指标（li）排列工件加工顺序（1）计算工件斜度指标：（2）按各工件li不增的顺序排列工件。符号含义：m为机器数，pik为工件i在机器Mk上的加工时间。例：6/4/p/Fmax问题，其加工时间矩阵如下所示。求解最优顺序。,k=1,2，m,作业排序,1=-1.5p11-0.5p12+0.5p13+1.5p14=0.52=-1.5p21-0.5p22+0.5p23+1.5p24=1.53=-1.5p31-0.5p32+0.5p33+1.5p34=24=-1.5p41-0.5p42+0.5p43+1.5p44=25=-1.5p51-0.5p52+0.5p53+1.5p54=-16=-1.5p61-0.5p62+0.5p63+1.5p64=-1.5（4，3，2，1，5，6）或（3，4，2，1，5，6）分别计算近优排序的Fmax，选择Min（Fmax）的排序。,k=1,2，m,作业排序,n/mP/Fmax问题的启发式算法（近优解）CDS法（Campbell-Dudek-Smith）Johnson算法在一般n/mP/Fmax问题的应用（1）将m台机器转化成m-1个n/2/F/Fmax问题，形成的n/2/F/Fmax问题的加工时间为：,和,（2）用Johnson算法得出（m-1）个加工顺序，取其中最好结果。,作业排序,例：有一个6/4/p/Fmax问题，其加工时间矩阵如下所示。用CDS法求解最优顺序。,作业排序,（1）求解：得出两个机器工件加工时间组合方式：l=1时为（pi1，pi4）；l=2时为（pi1+pi2，pi3+pi4）；l=3时为（pi1+pi2+pi3，pi2+pi3+pi4）,和,作业排序,（2）用Johnson算法得出：l=1近优解为（4，2，3，1，5，6）；l=2近优解为（2，1，4，5，3，6）；l=3近优解为（1，4，2，3，5，6）（3）分别计算近优排序的Fmax，选择Min（Fmax）的排序。,作业排序,n/mP/Fmax问题的启发式算法（近优解）关键工件法（陈荣秋，马士华）（1）计算每个工件的总加工时间：（2）