生产运作管理需求预测与生产计划(PPT 82页).ppt

生产运作管理,中国科学技术大学管理学院杨锋博士副教授,Production&OperationsManagement(P/OM),Lesson6：需求预测与生产计划,联系方式通信：中国科学技术大学管理学院513室（230026）电话：0551-360618313855150443电邮：fengyang主页：,总目录,第一篇绪论POM基本概念、POM战略第二篇P/O系统设计产品开发与工艺选择、生产系统的选址与布局、劳动组织设计第三篇P/O系统运行与维护需求预测与生产计划、库存管理与MRP、质量管理、项目管理第四篇现代运作管理思想供应链管理、现代生产方式第五篇服务运作管理服务运作管理、收益管理,本章目录,第六章需求预测与生产计划需求预测生产计划,结构,什么是预测？,预测是对未来可能发生的情况的预计与推测凡事预则立，不预则废没有完全准确的预测预测是有科学根据的预测是组织制定计划的基础预测的种类科学预测技术预测经济预测需求预测社会预测,如门捷列夫按照元素周期表规律，预测了亚铝（镓）、亚硼（钪）、亚硅（锗）三种元素,如对新能源开发的预测,如GDP增长率、就业、物价、股市预测,主要是企业预测，又如黄金周、春运预测,人口、生活方式、环境预测；科幻电影,影响需求预测的因素,哪些产品的需求可以预测？成本与利润稳定、种类变化较少、生命周期较长、进入市场时间较长的实用型产品适合于高效供应链管理哪些产品的需求难以预测？低成本、高利润、高风险产品、种类变化较多、生命周期较短、进入市场时间较短的创新型产品对应于快速供应链管理,相关原则市场经济的各个因素之间存在着相互影响、相互制约的关系惯性原则应充分考虑各个事物之间发展的连续性类推原则建立在“分类”的思维高度，关注事物之间的关联性概率推断原则很多时候能大致预估一个事物发生的大致概率,预测原则,模块一：组织管理（1）立足战略管理（2）确立组织模式（3）建设科学团队（4）长期预测监控,预测模式,模块三：精确预测（1）选择预测方法（2）开展实际预测（3）提交预测结果（4）实时监控修正,模块二：趋势初判（1）明确预测目的（2）收集预测信息（3）趋势初步判断（4）获取初判结果,（1）立足战略管理立足企业战略规划，开展长期预测监控（2）确立组织模式a.监管制度b.工作程序c.预警机制d.反馈机制e.奖惩机制,预测模式：模块一：组织管理,（3）建设科学团队a.机构设置：临时项目组or常设机构？b.领导与分工：各部门领导均应包括在内，比如：销售部经理，技术部经理等等，并根据各自部门的特点负责不同的工作。c.专业人员：除各部门领导的加入外，还需要专业人员进行精确的预算。（4）长期预测监控a.探寻长期规律b.实时监控预警c.反馈预测成效d.修正预测方法,（1）明确预测目的a.具体预测工作的企业意图b.预测内容c.范围与跨度不同的预测目的会有不同的预测结果，比如：大型超市如果以市场占有率为目的预测下年度的市场发展趋势，它只关心明年市场的好与坏，是否有发展的空间，能否多开店面。而不关心具体盈利情况。（2）收集预测信息a.信息收集（来源、质量、认知偏差）b.信息整理（甄别、取舍、分类、推算、归纳）,预测模式：模块二：趋势初判,（3）趋势初步判断a.是否存在各行业的普遍规律？b.若无普遍规律，本企业有长期规律？（前提无关键影响因素改变）c.若无普遍规律和长期规律，是否有类似企业作为类比判断的依据？d.若无规律和类似企业作为判断依据，需回答以下问题作为判断依据：1）影响变化的关键因素是一个还是多个？分别是？如何影响？2）上述关键因素是否确实发生了改变？改变的方向如何？3）若多种影响因素改变，是否有叠加或抵消效应或等同效果？4）是否有新的影响因素引入？5）在一定的乐观和悲观系数下，作出的趋势判断分别是什么？,（4）获取初判结果a.乐观初判b.悲观初判c.趋势预测的区间不同的初判系数导致不同的预测结果，比如乐观初判，因为对未来比较乐观，可能得出的趋势初步判断就比较乐观，反之则相反，从而得到趋势预测的区间,（1）选择预测方法a.选择预测方法定性方法（头脑风暴法、德尔菲法、集体经验判断法、个人经验判断法）定量方法（统计方法、人工智能方法、数据挖掘方法等，推荐用统计方法）b.预测方法检验检验所选用的方法是否符合该预测，不同的方法有不同的预测偏好，不一定所有的方法都适合本次趋势预测c.预测方法修正,预测模式：模块三：精确预测,（2）开展实际预测基于趋势初判结论，利用有关科学方法开展实际预测（建议多种方法得到谱系结果）（3）提交预测结果提交谱系预测结果供决策者选用（4）实时监控修正根据实际情况变化，实时监控预测效果，修正预测方法和结果,预测中应当注意的问题,判断在预测中的作用选择预测方法依赖准确判断辨别预测信息依赖准确判断取舍预测结果依赖准确判断预测精度和成本预测的时间范围和更新频率稳定性和响应性,稳定性是抗拒随机干扰、反映稳定需求的能力，稳定性好的预测方法可消除随机干扰，适用于受随机因素影响较大的预测问题响应性是迅速反应需求变化的能力，响应性好的预测方法可及时跟上实际需求变化，适用于受随机因素影响较小的预测问题稳定性与响应性是矛盾的，能及时反映需求变化，也对随机因素反应敏感，因为区分变化来自实际需求还是随机因素很困难,时间范围增大，导致预测结果不准确预测精度增加，导致预测成本增加预测结果不准，须更新预测方法,预测方法的分类,德尔菲法（Delphi）,也叫专家调查法1940年代兰德公司首先使用依据系统的程序，采用匿名发表意见的方式（专家之间不得相互讨论，不发生横向联系，只与调查人员发生联系），通过多轮次调查专家对所提问题的看法，经过反复征询、归纳、修改，最后汇总成专家意见基本一致的看法，作为预测的结果。适用问题：与科学技术发展相关的问题；涉及到社会相互作用、人的价值观、政治变革、经济增长以及市场动态变化等问题。,德尔菲是古希腊地名。相传太阳神阿波罗(Apollo)在德尔菲杀死了一条巨蟒，成了德尔菲主人。阿波罗不仅年轻英俊，而且对未来有很高的预见能力。在德尔菲有座阿波罗神殿，是一个预卜未来的神谕之地，于是人们就借用此名，作为这种方法的名字。,德尔菲法的程序,挑选专家，一般20个左右第一轮函询，向专家邮寄预测目标的背景材料和问题，但不规定回答方式，专家自由回答，可索取更详细资料整理专家意见，提出分散、次要的事件，把相同问题、结果统一起来，用同一术语描述问题，再函寄给专家第二轮函询，向专家邮寄细化的问题，专家按照格式要求重新回答问题，并说明理由整理专家意见，统计每件细化问题的预测中位数，反馈给专家第三轮函询，向专家邮寄大问题，专家提出综合的预测结果若专家意见不一致，删除分散的意见，再重新函询，直至意见趋于一致,德尔菲法的特征：匿名性多次有控制的反馈结果的收敛性德尔菲法的优点：集思广益，准确性高结果简明易用避免专家会议的缺点德尔菲法的缺点：过程复杂，时间长预测没有客观标准与科学分析结果趋于一致,1、对权威的畏惧或崇拜2、随大流，不愿发表不同意见3、公开会议上不愿更改自己的意见,部门主管集体讨论法,JuryofExecutives由高级决策人员汇集销售、生产、采购、财务、研发等部门的主管开会讨论，与会人员充分讨论，提出预测值，然后由召集人按照平均或加权平均方法汇总各主管的意见，得到最终预测结果优点：简单，无需准备历史资料，汇集各主管的经验与判断缺点：结果缺乏严格的科学性；讨论人员互相影响；集体讨论的方式使得责任感缺乏；,用户调查法,对用户的各种形式的调查，综合意见得到预测结果优点：源于顾客期望的信息可较好反映市场需求可了解顾客的产品的看法，有利于改善产品促销与广告缺点：顾客期望不完全等于实际购买欲望顾客难以全面了解有关信息顾客不会通力合作,销售人员意见汇集法,销售人员作出的判断优点：预测结果可细化到各个销售区域销售人员的意见收到重视，有利于增加销售信心取样较多，预测结果具有稳定性缺点：销售人员具有主观偏见预测结果若作为未来销售目标，则结果容易低估预测若涉及紧俏商品，预测结果容易高估,时间序列的基本概念,时间序列是按照一定的时间间隔和事件发生的先后顺序排列起来的数据构成的序列趋势：整体趋势季节：季节变动，各年一致周期：长期变动，经济周期随机：无规则变动,时间序列分析中，不考虑周期因素和随机因素,简单移动平均法,Simplemovingaverage（SMA）举例：WTA排名规则,第i期的实际需求,移动平均的参考周期数,t+1期的需求预测,每周一次排名，排名之日前推54周，所有比赛对应积分之和,加权移动平均法,Weightedmovingaverage（WMA）举例：FIFA国家排名规则,第i期的实际需求,移动平均的参考周期数,t+1期的需求预测,第k个参考期的权重系数,一般而言，,因为越接近的数据，越有参考价值,每年一次排名，排名之日前推4年，所有比赛对应积分，兼顾区域、对手、比赛性质、时间等因素。12个月内的比赛，系数为1，12-24个月内的比赛，系数为0.524-36个月内的比赛，系数为0.3，36-48个月内的比赛，系数为0.2,一次指数平滑法,Singleexponentialsmoothing,一次指数平滑平均值,一次指数平滑预测值,t较大时，此部分接近为0，可忽略,此方法类似于加权移动平均，只是权重分别为（1-a）的指数,此列为本月销售预测量，第一年数据为预设,实际销量变化比较大，故参数alpha很小时，预测效果并不好,此列为本月销售预测量，第一年数据为预设,实际销量变化比较大，故参数alpha很大时，预测效果较好,对一次指数平滑法的评价,预测值依赖于平滑系数alpha的选择alpha越大，响应性越好；alpha越小，稳定性越好若实际需求变化有固定趋势，则该方法预测会滞后若需求变化有固定趋势，应改用二次指数平滑法若需求变化呈季节性波动，应改用三次指数平滑法,二次指数（趋势修正）平滑法,Doubleexponentialsmoothing（DES）,DES平均值,DES预测值,DES趋势变化值,实际需求和上期预测值的加权和,平均值变化值和上期趋势变化值的加权和,a=0.4,b=0.5,乘法分解模型：TF=TSCI加法分解模型：TF=T+S+C+ITF：总体趋势T：趋势成分S：季节变动C：周期变动I：不规律变动,趋势方程：通过线性回归，得到趋势方程总趋势Tt=a+bt季节系数：SIt=At/TtSI(春)=所有春季的SIt的均值下一年度，春季的需求预测值=TtSI(春)=（a+bt）SI(春),因果分析,需求不仅仅由时间决定，因此时间序列方法不是万能的因果模型，有助于考虑其他影响需求的因素回归模型经济计量模型投入产出模型,一元线性回归模型,线性相关系数,标准差,结构,生产运作计划系统的介绍,计划管理五项职能：计划、组织、指挥、协调、控制(Fayol,1916)按照Fayol的观点，上述五职能并不是并列关系。计划是管理的首要职能。PDCA循环(Deming环，DemingCycle)：计划是一个过程，包括策划(Plan)、执行(Do)、检查(Check)、处理(Action，包括调整与改进)。W.E.Deming，1950s,计划的分层,计划三层次长期的战略性计划：企业战略计划、生产运作战略中期的战术性计划：经营计划、生产运作总体计划通常时间跨度以年为单位年度生产经营计划短期的作业性计划：对生产运作计划的具体落实由执行部门负责编制正确安排日常生产运作活动的每一个细节，以有效实现生产运作目标如：主生产计划(MPS)、物料需求计划(MRP)、生产运作作业计划等,企业的不同计划及其相关关系,综合计划,具体作业计划,主生产计划,计划的层次划分,短期计划详细计划：机器负荷工作分配工作次序生产批量大小订单数目工作进度表,长期计划长期生产能力：选址布局产品设计工作系统设计,中期计划一般水平的：员工产量产成品库存转包合同待发货订单,长期,中期,短期,计划范围,现在2个月,计划的时间划分,公司战略和政策,综合需求预测,经济、市场竞争和政治条件,企业计划,生产计划,总进度计划,建立生产和生产能力战略,设立生产能力,建立明细产品进度计划,计划制定顺序,综合计划,生产作业计划,主生产计划=年度生产计划,企业各种计划之间的关系,综合计划,主生产计划,生产作业计划,箭头反映了相互依赖关系,以MPS为例：制定MPS必须在已有生产运作计划框架下，充分考虑需求、能力约束、物料需求以及装配进度等方面,生产计划系统的演变,传统计划：计划部门：企业/部门/车间计划依据：市场预测主要约束：生产能力(产能约束)计划跨度：年/季/月存在问题：库存增加、浪费严重、变动很大,现代计划(MRP/MRPII/ERP)：计划部门：企业统一计划计划依据：订单+市场预测主要约束：交货期计划跨度：年/季/月/周/日/时存在问题：对信息平台要求很高,传统计划的编制过程,经营目标,预测,企业综合计划,生产计划,销售计划,供应计划,财务计划,加工装配计划,车间作业计划,执行,设备计划,现代计划编制过程(MRP),资料来源：陈启申供需链管理与企业资源计划ERPP103,需求预测、潜在客户、订单合同,主生产计划MPSMasterProductionSchedule,库存信息（物料可用量）,产品信息（物料清单）（工艺路线）,物料需求计划MRPMaterialRequirementsPlanning,采购计划,生产计划,BOM表：BillofMaterial,所需主要信息和来源,制定综合计划所需信息及其来源,生产运作计划的内容,企业根据社会需求和自身条件而对计划期(通常为年度)生产运作目标进行合理安排。目标：明确规定计划期内应完成的产品品种、数量、质量指标以及生产运作进度(MPS)资源约束：在生产运作所需的各种资源(包括人、财、物等)间取得平衡，制定可行、合理的资源使用方案。核心内容MTS：P/O计划主要是确定产品品种和产量，不考虑交货期问题；MTO：企业只能按用户要求的品种、产量和质量进行生产运作，那么P/O计划主要是进行产品交货期和价格决策。,生产运作计划的内容,生产运作计划指标体系计划指标：反映企业在计划期内生产经营活动各侧面的规模和所要达到的目标与水平。P/O计划指标：制造业：产品品种(品名、型号、规格、种类数等)、质量(平均技术性能、产品等级、合格率、废品率、返修率等)、产量、产值、出产期以及人力、设备、费用水平等相关指标服务业：服务项目、服务规模、质量水平、经济效益等。,P/O总体计划,包括：总产量计划盈亏平衡分析法线性规划法生产进度计划图解法线性规划动态规划法,P/O总体计划总产量计划,盈亏平衡分析法企业基本目的：逐利不亏少亏盈亏平衡分析：企业最低生产多少产品才不至于亏损(纯利润为0)。寻找计划期内产量下限分水岭。利润(产量)=收入(产量)成本(产量)设q为产量，S为销售收入，C为总成本，F为固定成本，V为单位可变成本，P为产品单价。S(q)=PqC(q)=F+Vq利润为0S(q)=C(q)q*=F/(P-V)盈亏平衡点注：若考虑税收因素，如营业税，往往是以销售收入为依据的，令税率为a。则：(1-a)S(q)=C(q)q*=F/(PaP-V),P/O总体计划总产量计划,线性规划方法(LP,LinearProgramming)在有限资源能力约束和市场需求条件下，寻求使利润最大化的最优产量优点：寻优；可处理多品种问题xi:第i种产品的计划产量；aik:单位第i产品所需第k种资源量bk:第k种资源拥有量；Ui,Li:第i种产品的最高与最低需求量pi:第i种产品单价；ci:第i种产品单位成本,P/O总体计划总产量计划,说明：上述模型是最简化的模型，未考虑固定成本、缺货、生产能力等情况若产品不可任意分割，即xi为整数，那么上述问题就为整数规划(IP,IntegralProgramming)问题。当品种数很多时，问题规模很大，须考虑求解问题。试建立分别考虑以下因素的规划模型：1、固定成本因素2、允许缺货，缺货不补缺货罚成本3、考虑生产能力约束,P/O总体计划生产进度计划,在总产量计划安排以后，就要根据每月的需求预测量制订进度计划(ProductionScheduling)中文文献中的常见译法：生产排程、生产调度需求稳定进度计划相对简单按生产工作日平均需求带有季节性较为复杂生产方法有三种：正常生产、赶工生产、外包生产(最典型的如OEM)由于图解法属于试验性方法，难以寻求最优，在此略过。重点放在线性规划和动态规划方法,OEM是OriginalEquipmentManufacture(原始设备制造商)的缩写，它是指一种“代工生产”方式，伴随电子产业发展而在世界范围得到普遍使用的生产方式。生产商不直接生产产品，加工交由其它企业；或拥有品牌和标准，如Nike；或掌握技术负责设计和开发，如微软、IBM；或控制销售“渠道”，如：烟草公司，Wal-Mart，国美，苏宁。,示例：某自行车厂的综合计划,某自行车厂的主生产计划(24型）,例题：某公司生产各种油漆，油漆的需求是具有季节性的，通常第3季度是需求高峰。此公司现有库存250万加仑，所希望的期末库存为300万加仑。该公司每季度的最大加班能力为该季度的正常生产能力的20%。外协厂家在每一季度可提供的产品数量为200万加仑。,表一需求预测,表二成本数据,表三生产能力计划,处理非均匀需求,改变需求差别定价推迟交货,调整能力改变劳动力加班培训半时职工库存调节转包自制外购,追赶策略在计划时间范围内调节生产速率或人员水平，以适应需求。平衡策略在计划期内保持生产速率和人员水平不变，使用调节库存或部分开工来适应需求混合策略,三种制定策略,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。,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。,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1920.638=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。,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)。,服务业总体计划案例分析,服务业中的总体计划服务业产品具有不可存储性失去一种调节手段：使用库存来缓冲波动的需求计划思路：把提供服务的基本生产资源保存起来根据不同时期的需求，通过赶工或转包等方式来缓解生产能力瓶颈问题。,案例分析(续),某城市的市政工程队，它的作业内容就是负责城市的道路维修，包括修理路面