机械工业(生产与运作管理)讲义生产计划

1、出版社：北京：机械工业出版社，出版社：北京：机械工业出版社，2009年年7月月编著者：陈志祥，李丽编著者：陈志祥，李丽本讲义由李丽老师制作，陈志祥教授审校本讲义由李丽老师制作，陈志祥教授审校 2008年是全球经济不景气的一年，特别是美国金融危机导致美国需求下降。据日本产经新闻报道，日本汽车制造公司正被迫重新评估在美国的生产计划，丰田等公司已相继决定减少2008年在美的汽车产量。 由于预计经济衰退将使北美商用车需求急速下降，日本最大的卡车制造商日野汽车公司决定关闭一家在美国加州的汽车工厂。 日野公司在北美原有3家卡车厂，由于目前市场销售已陷入低迷局面，为了削减过剩产能，日野决定将生产向两家工厂集

2、中，实现集约化经营。加州工厂的生产将于7月起停止，这将使日野在北美的生产能力从9500辆降至4500辆，削减幅度超过一半。 这是日本汽车制造商第一次关闭在北美的整车组装工厂。 （一）（一）生产类型及其生产计划的特点生产类型及其生产计划的特点 （二）（二）生产计划的层次结构生产计划的层次结构 （三）生产计划的信息集成生产计划的信息集成 （四）生产计划的有效性策略生产计划的有效性策略 （五）滚动式生产计划方法（五）滚动式生产计划方法 1. 备货型生产 2. 订货型生产 项目备货生产（MTS） 订货生产（MTO） 计划的主要输入 需求预测 订单 计划的稳定性 变化小 变化大 计划的主要决策变量 品种

3、、产量 品种、交货期、产量 交货期设置 准确、短（随时供货） 不准确、长（订货时确定） 计划周期 固定而且较长 变化而且短 计划修改 根据库存定期调整 根据订单随时调整 生产批量 根据经济批量模型而定 根据订单要求而定 生产大纲 详细 粗略 （二）（二）生产计划的层次结构生产计划的层次结构 （1）长期计划。 （2）中期的计划（3）短期计划。 长期计划长期计划中期计划中期计划短期计划短期计划经营预测经营预测经营计划经营计划综合生产计划综合生产计划出产进度计划出产进度计划物料需求计划物料需求计划作业计划作业计划生产作业生产作业中期能力计划中期能力计划采购计划采购计划产品需求产品需求预测（订预测（订

4、货）货）战略能力规划战略能力规划短期能力计划短期能力计划企业的目标、长远的发展规划生产生产计划计划原料供应信息原料供应信息资金信息资金信息燃料与动力燃料与动力需求信息需求信息内部生产能力内部生产能力库存信息库存信息工艺技术信息工艺技术信息外部协作能力外部协作能力 （1）掌握准确的计划信息）掌握准确的计划信息 （2）搞好生产计划的综合平衡）搞好生产计划的综合平衡（3）采用先进的计划方法与工具）采用先进的计划方法与工具 （4）提高生产计划执行的有效性）提高生产计划执行的有效性 （5）增加信息反馈）增加信息反馈 （1）滚动式计划的基本模式）滚动式计划的基本模式 滚动式计划的基本模式是把计划分为两个时

5、段进行编制：执行计划与预计计划。执行计划即当前正在执行的计划，是比较详细的计划，一般不可以再变动的。预计计划是未来的计划，一般比较粗，有调整的余地，当预计计划转为执行计划时，需要根据三个方面的信息进行调整：需求的变化、生产条件的变化、上一时段的计划的执行结果的差异分析。 滚动式生产计划需要确定两个时间单位：计划期与滚动期。图6-3为滚动式生产计划方法的示意图。 年度生产计划年度生产计划季滚动季滚动1234季度生产计划季度生产计划1232341234月度生产计划月度生产计划12342345月滚动月滚动周滚动周滚动季度预测季度预测生产条件生产条件上季差异上季差异月度预测月度预测生产条件生产条件上月

6、差异上月差异周预测周预测生产条件生产条件上周差异上周差异分季进度分季进度分月进度分月进度分周进分周进度度 1、生产计划具有远见性与严肃性。、生产计划具有远见性与严肃性。 2、 有利于提高生产计划的连续性与稳定性 3、提高生产计划的灵活性与指导性。 （一）品种决策（二）产量优化（三）出产进度安排 1. 订货型生产的品种决策订货型生产的品种决策2. 备货型生产的品种选择策略 l 用线性规划、整数规划等确定利润最大的订单组合；l 在所有订单中，按照某种标准确定订单的优先权，根据优先权选择满足生产能力的订单。 下面介绍0-1整数规划方法进行单件生产的品种选择。当企业面对多份订单需求，而生产能力不足以满

7、足所有的订单的生产要求时，可以采用0-1整数规划方法进行订单的选择。0-1整数规划的模型为： 目标函数： （6-1） 约束条件： （6-2）式中： 为第i产品的决策变量（取0为不接，1为接订单） 为i产品消耗j原料定额量，或j工序的工时定额。 为产品i的单位利润1 , 0iijiijxCxaiiixbzmaxixijaib321251230maxxxxz4025812321xxx应用范例应用范例6-3：某公司接到三份订单A,B,C，各订单的消耗的总工时和单位利润如表6-2所示，总可用生产能力为40，试确定应该接受哪个订单。表6-2 产品的加工时间与利润0-1整数规划问题的求解，在变量比较少的情

8、况下，求解比较简单，但是变量比较多的时候一般采用启发算法。本例最后的结果是：选择订单A和C，总利润是55。产品ABC加工时间利润12308122525, 0,321xxx根据上面的条件，这是一个0-1整数规划问题，其规划模型为：目标函数： 约束条件： 或或1 品种选择原则：品种选择原则： （1）优先选择需求增加率与利润增长率高的产品；）优先选择需求增加率与利润增长率高的产品；（2）优先选择有市场发展潜力的产品；（）优先选择有市场发展潜力的产品；（3）优先选择能）优先选择能树立企业品牌优势的产品；（树立企业品牌优势的产品；（4）优先选择国家扶持发展）优先选择国家扶持发展的产品。的产品。 品种选择

9、分析方法品种选择分析方法:（1）波士顿矩阵策略）波士顿矩阵策略 （2）GE公司矩阵（3）收入利润顺序法图6-4 波士顿矩阵分析图 问题类问题类瘦狗类瘦狗类明星类明星类金牛类金牛类相对市场占有率相对市场占有率销售增长率销售增长率行业平均增长率行业平均增长率GE矩阵法按照产品实力与行业吸引力把产品分为三大区域九类，如图6-5所示。 强强中中弱弱大大中中小小产品实力行业吸引力ACDB图6-5 GE矩阵法分析图收入大小顺序利润大小顺序 1 2 3 4 5 6654321ABCD图6-6 收入-利润顺序图 当生产的产品品种确定以后，生产计划的主要任务就是优化各种产品的计划生产数量，使企业的利润达到最大化

10、。 由于产量的优化涉及到人力、设备、材料、资金等多方面的因素与约束条件，因此产量的优化需要考虑多方面的约束，一般采用线性规划的方法。 niiixcMaxZ1nijiijbxa1mj, 2 , 10ixixicjbija产品产品P1P2P3P4P5P6可供应量可供应量原料原料1原料原料2原料原料3原料原料4222333232433431224512521500680400700单位利单位利润润183025212127根据以上的数据，可以建立线性规划模型；目标函数；627521421325230118xxxxxxMaxZ约束条件：06, 5, 4, 3, 2, 170061514233231340

11、062554133221680655443342312500625244322312xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx采用Excel求解得：x1=0,x2=121.8,x3=21.8,x4=0,x5=0,x6=45.5总利润为5427.2 1.非均衡需求处理策略2.不同生产方式的出产进度安排的策略选择3.出产进度安排的经验方法4.出产进度安排的线性规划模型法月份数量月份 月份数量数量均衡策略追赶策略混合策略1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11121 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11121 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1112需求量生产量（

12、1）大量大批生产的出产进度安排）大量大批生产的出产进度安排 （2）成批生产的出产进度安排）成批生产的出产进度安排（3）单件小批生产的出产进度安排）单件小批生产的出产进度安排 经验方法的基本步骤如下：（1）决定每个时期的需求量；（2）确定各时期的生产能力；（3）决定正常工作、超时工作以及需要转包的生产量；（4）确定正常用工成本、增员/减员成本、库存成本；（5）计算各方案的总成本，比较各种方案，选择成本最低方案。 线性规划模型法进行进度安排，是把其作为一个多周期多品种的生产计划问题来求解的。但是线性规划方法只能求解一般小规模的问题.另外, 线性规划法也存在一些缺陷,现实生产条件在模型中没有办法真实

13、反映,因此企业中能够应用线性规划做生产计划的还不多. （一）生产能力的定义（二）决定生产能力的要素（三）生产能力需求与计划 （1）设计能力 （2）正常能力 （3）最大能力 图6-8 决定生产能力的要素 产品特征产品特征生产组织方式生产组织方式设备与场地设备与场地人的因素人的因素管理因素管理因素生产资源生产资源生产生产能力能力1. 生产能力计划生产能力计划长期生产计划长期生产计划中期生产计划中期生产计划短期生产计划短期生产计划长期生产能力需求长期生产能力需求中期生产能力需求中期生产能力需求短期生产能力需求短期生产能力需求图6-9 生产计划与生产能力规划的对对应关系 规划层次目标与内容长期生产能力

14、规划（3-5年）中期生产能力规划（1-2年）短期生产能力规划（1-3个月）目标实现长远生产规划提高生产能力利用率充分挖掘生产能力设备厂房扩建与设备更新设备与技术更新改造提高设备利用强度人员人力资源发展计划职工培训与招聘临时加班临时招聘物资获取资源的计划落实订货计划原料与零件的发送（1）设备生产能力核算）设备生产能力核算（2）场地的生产能力）场地的生产能力 （3）劳动者的生产能力）劳动者的生产能力 t - 式中：M为设备组的生产能力（产品数量）， Fe为单台设备的有效工时数； S为设备台数。 上式t 的取值有三种情况，它表示当设备加工单一品种的产品时，设备的加工能力即用该产品的定额工时计算；如果

15、加工的是多品种，则选择产量最大的某产品为代表产品的定额工时来计算；加工产品很多时，采用假定产品定额工时计算，假定产品的定额工时为： （6-13）式中：Qi为i 产品的产量。tSFMe，为假定产品的单件工时，为代表产品的单件工时，为具体产品的单件工时jdtttniiniiijQQtt11/ )(表表6-10 产品产量与换算表产品产量与换算表产品名称计划产量单位产品工时定额换算系数折合产量以代表产品产计算的能力代表产品=/代表产品工时定额=*338A50200525B1003007575C125401125代表产品D2580250合计300275假设设备组有3台机床，两班制生产，每班8小时，每班1

16、5分钟休息时间，设备停修率5%。全年以306工作日计算， 首先计算设备组的年有效工作时间： （台时）以代表产品的能力： （件） 上面结果表面，计划总产量是300件，折合代表产品C的产量是275，以代表产品计算的能力是338件，能力足够。55.13517%)51 ()25. 08(230633384055.13517 式中：F为生产面积的有效利用时间；A为生产面积；为制造单位产品所需要的生产面积；t为单位产品的所需要的生产时间。taAFM （6-14）式中：F为计划期内每个工人的有效工作时间；D为作业组的工人数；t工人的平均工时定额。tDFM表表6-11 生产能力需求分析表生产能力需求分析表月份

17、 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12生产计划产量其中产品1（件） 产品n（件）能力需求量其中机器需求（台/时）人力需求（人）应用范例应用范例6-7某公司的生产工艺流程有四个工序，某月有四个产品的生产任务，产量计划、每种产品在各个工序的单件工时如表6-12所示。表中最后一行是各工序的生产负荷，并用直方图表示在图6-10。1瓶颈资源分析瓶颈资源分析2能力利用率分析能力利用率分析 表表6-12 能力需求分析表（能力需求分析表（XX月）月） 生产能力与生产计划的不平衡存在两种情况： （1）生产能力大于任务；（2）生产能力小于生产任务。 生产能力小于需求生产能力大于需求延长工作时间和增加班次增加人员与培训利用外部资源更新设备改进工艺维持库存搭配产品生产开发新产品减少人员减少班次与工作时间调整生产能力的策略 1. 服务业的生产计划特点服务业的生产计划特点 （1）追赶策略是服务业的首选策略。 （2）调节生产能力的主要手段是改变人力与场地。 （3）服务业使用短