生产作业计划与控制管理(ppt 62页).ppt

1、生产计划与控制Aggregate Planning & Scheduling,串讲3,计划管理是企业的首要职能，是由谁来制定和执行的？ 企业生产计划体系为何是分层的？各层间的关系和功能？根据自己的企业，如何制定？ 生产计划越精确越好吗？,要思考的问题,生产计划系统 综合生产计划 主生产计划 生产作业计划与控制,内容提要,生产计划系统,什么是生产计划 生产计划是企业的一项职能计划，它是企业为计划期预先拟定生产目标任务及实施方案的管理职能。 生产计划的三类对象 1、单个品目：单个产品，零件或原材料品种 2、产品或零件族：具有相似的特征或制造工艺的产品或零件品目的组合 3、产品系列/产品类：相同的需

2、求变化特征或相似的单位工时定额,从计划期的层次上，可把生产计划分为,从计划期的时间长短上，可把生产计划分为,Capacity Planning, Aggregate Scheduling, Master Schedule, and Short-Term Scheduling,Capacity Planning生产能力规划 1. Facility size 2. Equipment procurement,Aggregate Scheduling综合计划 1. Facility utilization 2. Personnel needs 3. Subcontracting,Master Sch

3、edule主生产计划 1. MRP 2. Disaggregation of master plan,Long-term,Intermediate-term,Short-term,Intermediate-term,Short-term Scheduling短期排程 1. Work center loading 2. Job sequencing,生产计划系统的特征,3）生产计划的指标体系,Aggregate Planning,品种指标,产量指标,质量指标,产值指标：商品产值、总产值、 净产值,出产期指标,综合计划的核心,综合生产计划Aggregate Planning,又称为中期生产计划或总

4、生产计划，年度计划 在许多制造装配型企业已经扩展为产销联合计划（产销计划）,一、综合计划的思路,生产能力选择,需求选择,吸纳需求波动,消除需求波动,修正供给的决策,修正需求的决策,生产能力,生产任务,？平衡,长期策略,中期策略,短期策略,保持一定弹性,较全日制工福利低,培训成本高,更换率高,质量下降,计划较难,二、满足非均匀需求的战略(Basic Strategy for Meeting Uneven Demand),1、追逐策略-均衡劳动力水平 2、稳定的劳动力水平-变化的工作时间 3、平准策略-浮动库存 4、转包策略,1、追逐策略CHASE STRATEGY,当订货变动时，雇佣或解雇工人，

5、使产量与定单相一致 实施的关键取决于是否有一批容易培训的，可供雇佣的工人。 产生雇佣、培训与解雇人员的成本,2、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加点改变工作时间，进而改变产量。 工人数量稳定 会产生加班工资,3、平准策略,利用浮动的库存水平、定单积压和减少销售来消化缺货与剩余产品，保持稳定的劳动力水平与产出率。 可能降低对顾客的服务水平、增加库存成本，会产生库存的陈旧。,案例：阿根廷鲍吉斯罗易斯公司的泳装生产计划,鲍吉斯罗易斯公司（Porges-Ruiz）是布宜诺斯艾利斯的一家泳装生产厂商。该公司制定了一项人事改革政策，从而不仅降低了成本，同时也增强了员工对顾客的责任

6、心。由于是一个很受季节影响的企业，该公司不得不在夏季的三个月将其产品的3/4销往海外。鲍吉斯罗易斯管理层还是像传统方式一样依靠聘用临时工、积聚存货来应付需求的大幅上升。但这种方式带来的问题很多。一方面，由于公司提前几个月就将泳装生产出来，其款式不能适应变化的需求情况；另一方面，在这繁忙的三个月，顾客的抱怨、产品的需求告急、时间安排变动及出口使得管理人员大为烦恼。,鲍吉斯罗易斯公司的解决办法是在维持工人的正常的每周42小时工作的报酬的同时，相应改变生产计划，从8月到11月中旬改为每周工作52小时（南美洲是夏季时北半球是冬季）。等到高峰期结束，到第二年4月每周工作30小时。在时间宽松的条件下，进行

7、款式设计和正常生产。,这种灵活的调度使该公司的生产占用资金降低了40%，同时使高峰期生产能力增加了一倍。由于产品质量得到保证，该公司获得了价格竞争优势，因而销路很广，扩大到巴西、智利和乌拉圭等。,三、制定总体计划的技术和方法,1、总体计划的制定程序 确定每个时期的需求 确定每个时期的能力(正常工作时间, 加班时间, 转包合同) 确定企业的库存策略 确定正常工作时间、加班时间、转包合同、库存维持费用、缺货等的单位成本(unit cost) 制定计划方案并进行成本计算 在可行的计划中, 选择最令人满意的。否则, 重新计算成本,在进行比较分析,2、制定总体计划的方法 线性规划 目标规划 线性决策准则

8、 模拟模型 试错法,例：某公司产品的需求量随季节不同而变化，现该公司准备编制今后六个月的生产计划。对今后六个月的需求预测及每月工作天数见下表，其它数据如下：产品的材料费用为100元/台，库存保管费为1.5元/台月, 缺货损失为5元/台/月, 如果想把产品转包一些出去, 则转包费用为20元/台, 招聘并培训一个工人的费用为200元/人, 解聘一个工人的费用为250元/人, 该产品的加工时间为5小时/台, 正常工作时间内的工时费用为4元/小时, 加班时间内的工时费用为6元/小时, 生产开始时的期初库存量为400台, 另外,由于预测的不确定性高, 另考虑有25%的安全库存。,初步生产计划,计划方案一

9、：仅改变工人人数、按制度工作时间生产，每个月的投产量等于初步生产计划中安排的出产数量。,计划方案二：工人人数不变(假定有40名工人)，仅改变库存水平。,主生产计划(Master Production Scheduling),年度生产计划进一步细分, 根据库存和可用人力工时, 具体确定产品出产的数量和出产期。总体计划分解的结果被称为主生产计划(MPS), 国内企业常称之为产品出产进度计划。 在制定总体计划时, 一般只考虑总的数量, 而不考虑现有库存量, 这是分解计划与总体计划的主要区别。 解决问题：确定企业生产的最终产品的出产时间和出产数量。即确定企业每一最终产品在每一具体时间段（周）的生产数量

10、。 主生产计划的时间单位：周，旬，月，季。 最终产品：企业最终完成的，要出厂的产品。 如：直接用于消费的消费品、其他企业零部件的产品。,对比例子：主生产计划与综合生产计划,三、MPS的处理流程 MPS的输入与输出 由上图可以看出, MPS的输入是期初库存、来自市场需求的预测、及用户的订单。输出主要有现有库存、出产数量与进度、待分配库存,1、计算现有库存量（POH）,现有库存：每期的需求被满足后手头仍有的、可利用的库存量。,It =It-1+Pt max( Ft ,Cot ),It ：t期末现有库存量,Pt ：t期生产量,Ft ：t期预计需求,COt ：t期顾客订货量,MPS的处理流程,2、决定

11、MPS的生产量和生产时间,生产量：计划期总生产量和每次批量,确定生产时间,原则：MPS的生产量和生产时间应保证现有库存量非负,3、计算待分配库存（ ATP ）,：营销部门可用来答应顾客在确切时间内供货的产品数量。用途：针对新订单，营销部门可据此决定是否签定新的供货合同。,第一周：期初库存本周-直到下一次到达为止的全部订货量,以后各周，只有有了量时才计算。,该周量-下一次到达为止的全部订货量,MPS的处理流程（续）,MPS的制定 例: 已知6, 7两个月的用户订货和需求预测的情况, 期初库存为64, 计算现有库存量。,计算现有库存(Projected on-hand Inventory) 现有库

12、存: 是指每周的需求被满足之后仍有的、可利用的库存量。 现有库存量=上期期末库存量- 本期需求量,计算MPS计划出产的数量和时间 当现有库存量出现负值时, 即作为需要安排新的产品生产的信号. 如上表所示, 在第3周出现-29, 意味着必须新投产产品才能满足需求, 于是转入计算MPS的数量与产出时间。见下表。,形成MPS:,收入管理,又称为收益管理：在不同时期，对有不同需求的顾客采取不同的产品或服务定价，以产生最大收入或收益的综合计划策略。 如何实施？ 需求预测-差别定价-优化资源配置，降低机会成本何风险,收入管理,实施者的特点：WHO？ 产品的价值易逝 需求变化大 生产或服务能力相对固定，短期

13、不易改变 市场可以根据顾客偏好进行细分 固定成本比较高，而变动成本较低,生产作业计划与控制,？从哪一项工作开始,100,150,120,90,120,115,85,112,180,一、生产作业计划的含义与目标 作业计划(Scheduling):作业计划是安排零部件（作业、活动）的出产数量、设备及人工使用、投入时间及出产时间。 排序，给出零部件在一台或一组设备上加工的先后顺序的工作。 但是，编制作业计划的主要工作之一就是要确定出最佳的作业顺序。,目标： 通过制定作业计划，可以使企业： 满足交货期要求 使在制品库存最小 使平均流程时间最小 提供准确的工件状态信息 提高机器/工人的时间利用率 减少调

14、整准备时间 使生产和人工成本最低,每件工作的平均完成时间,设备运行的时间百分比,系统的平均工作数量,平均延迟天数,成本与利润,排序问题的分类,按机器分类 单台机器的排序问题 多台机器的排序问题 单件作业排序问题(Job-Shop) 流水作业排序问题(Flow-Shop) 按工件到达车间的情况不同： 静态排序问题 动态排序问题 按参数的性质的不同： 确定型排序问题 随机型排序问题,排序问题的表示方法 排序问题常用四个符号来描述: n/m/A/B 其中, n-工件数； m-机器数； A-车间类型, F=流水型排序 P=排列排序 G=一般类型,即单件型排序 B-目标函数,二、生产作业计划的常用方法,

15、甘特图,工作中心排序,甘特图,2、工作中心的排序,N * 1 排序（单台机器排序问题）,1、含义：n个工件全部经由一台机器处理,2、单台机器排序问题的目标： 1) 平均流程时间最短：为n个零件经由一台机器的平均流程 时间最短,2）最大交货延期量最小,根据排序目标的不同，可以选择不同的排序规则， 有时又称为确定优先权(Priorities)。常用的优先规则：,求平均流程时间最短的排序问题,求平均流程时间最短的作业顺序，采用SPT原则。 按工件加工时间的长短，按不减的顺序从小到大安排各项作业。 例：一个车间有一台加工中心，现有5个工件需要该机器加工。相关的加工时间和要求完成时间（交货期）如下表所示

16、，求平均流程时间最短的作业顺序。,解：根据SPT原则，得出： J4 -J5 -J1 -J2 -J3 有关项目的计算：,发生延迟,发生延迟,J3,3.4 求最大延期量最小的排序问题,求最大延期量最小的作业顺序采用EDD原则。 EDD(Earliest Due Date): Jobs are sequenced in increasing order of their due dates. 例：借用上面的例子，求最大延期量最小的作业顺序。 解：根据EDD原则，得出： J3 -J5 -J4-J2 -J1,平均延迟=33/5=6.6,=18,进一步考虑：在最大延期量不变的情况下，如何使平均流程时间缩短

17、？如果想同时满足这两个目标，就是多目标排序。,两台机器排序问题的目标,两台机器排序的目标是使最大完成时间（总加工周期）Fmax最短。 Fmax的含义见如下的甘特图(Gantt Chart)。,多台机器排序的目标一般也是使最大完成时间（总加工周期） Fmax最短。,两台机器排序问题 n个工件都必须经过机器1和机器2的加工，即工艺路线是一致的。,两台机器排序问题的算法 实现两台机器排序的最大完成时间Fmax最短的目标，一优化算法就是著名的约翰逊法(Johnsons Law)。其具体求解过程如下例所示。 约翰逊法解决这种问题分为4个步骤： (1)列出所有工件在两台设备上的作业时间。 (2)找出作业时

18、间最小者。 (3)如果该最小值是在设备1上，将对应的工件排在前面，如果该最小值是在设备2上，则将对应的工件排在后面。 (4)排除已安排好的工件，在剩余的工件中重复步骤(2)和(3)，直到所有工件都安排完毕。,例：某一班组有A、B两台设备，要完成5个工件的加工任务。每个工件在设备上的加工时间如下表所示。求总加工周期最短的作业顺序。,解：由约翰逊法可知，表5-8中最小加工时间值是1个时间单位，它又是出现在设备1上，根据约翰逊法的规则，应将对应的工件4排在第一位，即得： J4 - * - * - * - * 去掉J4，在剩余的工件中再找最小值，不难看出，最小值是2个时间单位，它是出现在设备2上的，所

19、以应将对应的工件J1排在最后一位，即： J4 - * - * - * - J1 再去掉J1，在剩余的J2、J3、J5中重复上述步骤，求解过程为： J4 - * - * - J5 - J1 J4 - J2 - * - J5 - J1 J4 - J2 - J3- J5 - J1 当同时出现多个最小值时，可从中任选一个。最后得 J4 - J2 - J3- J5 - J1,(a) J1 - J2 - J3- J4 - J5,(b) J4 - J2 - J3- J5 - J1,可以看出，初始作业顺序的总加工周期是30，用约翰逊法排出的作业顺序总加工周期是26，显然后者的结果优于前者。,两台机器排序问题算法的扩展(Extension to Three Machines),一般情况下，当机器数为3台以上时，就很难找到最优解了。 但是，对于n个工件由三台机器流水作业时，在满足某些条件后可以采用Johnsons Law解决问题。 设：A、B、C为三台机器，如果工件在三台机器上的加工时间满足以下条件，则可以转化为两台机器的排序问题： min Ai=max Bi or min Ci = max Bi 定义：Ai = Ai+ Bi , Bi = Bi +Ci,例: 考虑以