能力及综合生产计划讲座2

能力计划合计计划机械工程学院工业工程系能力计划和综合生产计划计划过程2001/2/21短期计划车间生产计划人员安排中期计划销售计划、生产与预算计划仓储计划、人员计划、合同长期计划企业目标R&D,设备更新及定位三个月两年5年或更长详细程度2001/2/21资源计划综合生产计划（合计）需求预测前面结束引擎后端主生产计划（议员(英国)）物料需求计划（议员(英国)）车间作业计划（政治行动委员会）库存信息能力需求计划（CRP）物资供应计划（PM）工业生产计划体系时间能力计划物料清单BOM工艺文件总生产计划在整个生产计划中的地位2001/2/21需求预测订单综合生产计划AggregatePlanning产品决策能力决策可获的原材料外部能力主生产计划生产能力度量重要性

产出度量：如汽车厂年产100辆汽车投入度量：可利用的设备台数最大能力正常能力过大浪费过小不能满足市场需要2001/2/21生产能力定义及重要性能力利用率=实际能力设计最大能力100%美国：从1948~1990平均利用率为82%

最高为91%(1960年经济景气时)最低为72%(1982年被日本超过时)2001/2/21能力利用率

确定需求与现有能力之差

制定候选的能力计划方案

评价每个方案（定性和定量），做出抉择

估计未来的能力需求2001/2/21能力计划决策步骤能力计划编制与管理技术2001/2/21能力计划编制与管理技术能力计划与技术资源需求计划粗能力计划能力需求计划输入/输出控制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生产能力的调节2001/2/21（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……。生产能力的调节2001/2/21学习曲线时间生产成本300100例：美国道格拉飞机公司以劳动力为主明显（如高科技）复杂产品明显kn=k1nbn---生产的数量；b----经验指数。综合生生产计计划概概述2001/2/21综合生生产计计划的的计划划期为为6~18个个月月综合生生产计计划是是主生生产计计划前前制定定的主要目目的：：明确确生产产率、、劳动动力人人数和和当前前库存存的最优优组合合描述：：在已已知计计划期期内，，每一一时段段t的需求求预测测量为Ft,以最小小化生生产计计划期期内的的成本本为目目标，确确定时时段t=1,2,……T的产量量P，，库存量量它,劳劳动力力水平平Wt综合生生产计计划采采取的的策略略2001/2/21追逐策策略当订货货变动动时，，雇佣佣或解解雇工工人，，使产产量与与订货货相一一致。。稳定的的劳动动力水水平———变变化的的工作作时间间通过柔柔性的的工作作计划划或加加班改改变工工作时时间，，进而而改变变产量量平准策策略可以用用浮动动的库库存量量、订订单积积压和和减少少销售售来消消化缺缺货与与剩余产产品，，保持持稳定定的劳劳动力力数量量与产产出率率。2001/2/21相关成成本基本生生产成成本———是是计划划期内内生产产某一一产品品的固固定与与变动动成本本，包包括直直接与与间接接劳动动力成成本，，正常常与加加班工工资。。可变动动的劳劳动力力成本本———典型型成本本是雇雇佣、、培训训与解解雇人人员的的成本本。库存成成本———主主要组组成部部分使使库存存占用用资金金的成成本。。延期交交货成成本———包包括由由延期期交货货引起起的赶赶工生生产成成本、、失去去企业业信誉誉和销销售收收入的的损失失。2001/2/21综合生生产计计划技技术及及例子子分析析下面以以满足足加州州&J公司的的要求求为例例，说说明如如何利利用电电子表表格方方法比比较四四种策策略最最后讨讨论应应用线线性规规划的的更复复杂的的方法法。。。企业一一般使使用简简单的的试算算法制制定综综合生生产计计划试试算法法包括括计算算不同同生产产计划划方案案的成成本，，并从从中选选出最最佳方方案。。电子子表格格软件件会有有助于于这一一计划划过程程。精精确的的方法法如线线性规规划与与仿真真计划划经常常在电电子表表格软软件中中得到到应用用。。。在研研究究备备选选生生产产计计划划之之前前，，一一般般将将预预测测需需求求量量转转换换为为生生产产需需求求量量，，生生产产需需求求量量包包括括了了安安全全库库存存。。2001/2/21应用用举举例例第一一阶阶段段月月库库存存为为400件件由由于于需需求求预预测测是是有有误误差差的的，，加加州州&J公司司决决定定建建立立一一个个安安全全库库存存（（缓缓冲冲库库存存））以以减减少少缺缺货货的的可可能能性性。。本本例例中中，，安安全全库库存存为为预预测测需需求求量量的的1/4。。。。现在我们们为加州州&J公司制定定生产计计划用一一张电子子表格对对不同方方案进行行分析，，以确定定总成本本最低的的方案。。。1月2月3月4月5月6月总总计每月工作作天数221921212220125安全库存存月月需求预预测量的的25%2001/2/21应用举例例：需求求预测需求与工工作天数数预测需求求180015001100900110016008000库存期初库存存400件件招聘与培培训成本本200.00$/人库存成本本1.50$/件·月月解聘费用用250.00$/人人正常人工工成本（（每天8小小时）4.00$/小小时2001/2/21应用举例例：费用用费用材料成本本100.00$/件件缺货损失失5.00$/件·月月分包边际际成本20.00$/件件（分包包费用-材料费费用）单位产品品加工时时间5小小时/件件加班人工工成本（（1.5倍倍正常人人工费用用）6.00$/小时2001/2/21应用举例例：生产产需求总生产计计划需要要数据期初库存存需求预测测量安全库存存（.25*需需求预预测量））生产需求求量（需需求预测测量+安安全库存存-期初初库存））期末库存存（期初初库存+生产需需求量-需求预预测量））1月2月3月4月5月6月4001800450185045045037527522527515001100900110016004002752258502252751150172540027510002753751425375方案1增、解解聘工人人——在在需求量量大时应应多雇佣佣工人，，在需求求小时可可以裁减减工人这这种做法法不一定定永远可可行，如如对技术术要求高高的工种种一般不不能采取取这种策策略，因因技术工工人不是是随时可可以雇佣佣到的。。另外，，工人队队伍不稳稳定也会会引起产产品质量量下降和和一系列列的管理理问题。。2001/2/21应用举例例：方案案1、、2方案2库存调调节———在正常常的工作作时间内内用固定定人数的的工人进进行生产产，以满满足最小小的预测测需求量量就是通通过库存存来调节节生产，，而维持持生产率率和工人人数量不不变。当当需求不不足时，，由于生生产率不不变，库库存就会会积累起起来。当当需求过过大时，，将利用用库存来来满足需需求，库库存就会会减少。。。计划3外包———维持持正常工工人不变变，需求求不能满满足部分分采用外外包解决决，风险险是：客客户有可可能被别别人拿走走。2001/2/21应用举例例：方案案3、、4计划4加班加加点———在正常常工作时时间内用用固定人人数的工工人进行行生产，，满足所所有预测测需求量量加班完完成其余余生产需需求量。。该计划划中工人人人数难难以确定定。但其其目标是是使6月份份的期末末库存与与安全库库存尽可可能接近近。。应用举例例：方案案1算算例2001/2/21方案1增、、解聘的的工人1月2月3月4月5月6月总总和和生产需求求量（根根据表））所需生产产时间（生产需需求量××5小小时/件）每月工作作天数每人每月月工时（工作天天数×8小小时/天天）所需人数数（生产时时间÷每每人每月月工时））新增工人人数（假定期期初工人人数等于于1月月份的的53人））招聘费（（新增工工人数××$200））解聘人数数解聘费（（解聘人人数×$250）正常人工工成本（（所需生生产时间×$4））1850925022176530$00$0$370001425712519152470$06$1500$285001000500021168300$017$4250$20000850425021168250$05$1250$170001150575022176338$16000$0$230017258625201605421$42000$0$34000$5800$7000$160000应用举例例：库存存算例2001/2/21库存调节节期初库存存每月工作作天数可用生产产时间(工作天天数×8小小时/天天×40人人)实际生产量（可用生产时时间÷5小小时/件））需求预测量（（根据表）期末库存（期初库存+实际产量-需求预测测测量）缺货损失（缺缺货件数×$5）安全库存（根根据表）（正数）多余余库存（期末库存-期初库存））库存费用(多多余库存×$1.50））正常人工成本本（×$4））1月2月月3月月4月5月6月总总和400227040140818008$04500$0$28160819608012161500-276$13803750$0$24320-27621672013441100-32$1602750$0$26880-322167201344900412$0225187$281$2688041222704014081100720$0275445$688$2816072020640012801600400$04000$0$15600$1540$948$160000应用举例：分分包算例2001/2/21外包生产需求量（（根据表）每月工作天数数可用生产时间间(工作天数××8小时时/天×25人)实际生产量（可用时间÷÷5小时时/件）分包件数（生产需求量量-实际产量量）分包成本（分分包件数×$20）正常人工成本本（所需生产产时间×$4）1月2月月3月月4月5月6月总总和1850224400880970$19400$176001425193800760665$13300$152001000214200840160$3200$1680085021420084010$200$168001150224400880270$5400$176001725204000800925$18500$16000$160000$160000应用举例：加加班算例2001/2/21加班期初库存每月工作天数数可用生产时间间固定生产量（（工人38人）（可用生产时时间÷5小小时/件））需求预测量（（根据表）加班前库存量量（期初库存+固定生产-需求预测量量），近似整整数加班生产件数数加班成本（$30/件件）安全库存（正数）多余余库存（加班前库存存量-安全库库存）库存费用正常人工成本本1月2月月3月月4月5月6月总总和40022668813381800-6262$18604500$0$26752019577611551500-345345$103503750$0$231040216384127711001770$0275177$266$2553617721638412779005540$0225329$494$25536554226688133811007920$0275517$776$26752792206080121616004080$04008$12$24320$12210$1548$152000应用举例：：4方方案比较2001/2/21四个计划方方案的比较较新聘解聘多余库存缺货外包加班正常人工成成本成本方案1：：新聘和解聘聘方案2库存调节方案3外包方案4加班5800700000001600001728000094815400016000016248800006000001000001600000015480012210152000165758数学方法2001/2/21线性规划一般模型—单纯型法法——运输方方法线性规划法法（线性规规划,长时时间唱片））是采用线线性规划模模型来建立立实际问题题的数学模模型，然后后求问题最最优解的一一种广泛应应用的最优优化方法目标函数：约束条件：非负限制：线性规划例例例：某厂生产x1和x2两种产品，，需要的车车间1,2的工工时及成本本如下表：：产品及限制

x1x2限制车间12015100车间22315利润2530最大化目标函数：：maxC=25x1+30x2约束条件：：2x1+15x2<=1002x1+3x2<=15x1>0x2>0图解法同同学学可用单纯纯形法试解解102468108642020x1+15x2<=1002x1+3x2<=15X1=2.5,x2=3.33线性规划的的一般表示示例10-1:某某纸品厂要要生产糕点点盒，表10-1是今后后6个个月的市场场需求的预预测；生产产成本如下下：库存费用：：5元元/月/件件；固定工人工工资：40元/天；加班工资：：7元元/小时；；转包成本：：10/件；解雇成本：：15/件；每每件件加工工时时：1.6小时时/件。变量设定Wt-----t月劳动力数数量；Ht-----t月份开始时时新雇用的的工人数；；LT在线末端-----t月份开始被被解雇的工工人数；Pt-----t月份生产的的产品数；；它-----t月末库存量量；圣-----t月末缺货数数；Ct-----t月份外包的的产品数；；Ot-----t月份超时数数。各项费用计计算结果表10-6各决决策变量的的成本WtHtLT在线末端它它Pt圣CtOt800100015005105107固定工人每每月工资：：5*8*20=800新雇工人每每月工资：：6.25*8*20=1000解雇工人每每月工资：：75*20=1500目标函数S——缺货数量；；C——外包数量；；Q——超时工时约束条件（常常人人班班工工人人每每天天5件件，，加加班班每每件件5小小时时））（本本月月生生产产量量+上上月月库库存存加加本本月月外外包包=本本月月需需求求+是是月月缺缺货货加加本本库库存存-本本月月缺缺货货））（每每一一工工人人每每月月加加班班不不超超过过10小小时时））生产产组组织织线线性性规规划划练练