CHAP-06 生产运作管理

1、第6章 总体(年度)生产方案 Aggregate Planning7/12/20221第1节 生产方案概论一、 生产方案的分类: 层次性、时间性层次性: 高层 战略性生产方案 组织 中层 战术性生产方案 基层 作业性生产方案 厂级生产方案产品级生产方案 对象 车间级生产方案零件级生产方案 班组级生产方案工序级生产方案时间性 长期生产方案 (35年) 中期生产方案 (1年左右) 短期生产方案 (月, 周, 日) 7/12/202221)、总体方案的特点 总体方案, 或称年度生产方案、综合方案, 一般是一个中期生产方案, 处理的对象以产品级为主. 总体方案是指导企业生产与其他活动安排的依据. 总体

2、方案以需求预测作为输入, 通过安排人力、物力、财力, 来满足用户的需求, 制定出经济合理的生产方案。二、总体生产方案7/12/202232)、生产方案指标体系 我国企业在制定总体方案(年度生产方案)时, 通常用一些指标来表示, 称为方案指标体系. 国外的总体方案主要反映产品的出产进度和数量, 而很少涉及产值。 这是与国内大局部企业的年度方案不同之处。 产品品种指标 产品产量指标 产品质量指标 产值指标: 商品产值、总产值、净产值 出产时间 二、总体生产方案7/12/202241)、生产能力的概念 生产能力, 是指企业的设备与设施(固定资产), 在一定时期内, 在先进合理的技术组织条件下, 所能

3、生产一定种类产品的最大数量。 这是国内常用的生产能力的概念。生产能力度量 (Measure of capacity)企业类型可用资源输出物汽车制造业人工时间,机器时间辆(台)/班钢铁公司高炉的尺寸吨/周石油化工炼油厂的规模加仑/天农业耕地面积吨/年餐馆桌子数进餐人数/天剧院座位数上演场数/周零售营业面积, 收款台营业额/天三、 生产能力7/12/20225 对于单一产品或效劳的企业,生产能力的大小就用该中产品或效劳来表示就可以了,但对多品种生产和效劳的情况, 就比较复杂. 为此,人们设计出了表示生产能力的方法。具体产品表示法、代表产品表示法、假定产品表示法、生产时间表示法(Availabili

4、ty of output)。具体产品表示法代表产品表示法假定产品表示法2 )、生产能力的表示(measures of capacity)7/12/20226代表产品表示法： 在结构与工艺相似的多品种的系列产品中,选择产量与劳动量乘积最大的产品作为代表产品,将其他产品按劳动量换算为用代表产品表示的数量。例：品种年计划产量（台）单位产品台时定额（小时）A5020B10030C12540D2580产品C为代表产品；A：50*（20/40)=25B: 100*(30/40)=75D: 25*(80/40)=507/12/20227假定产品表示法：品种年计划产量（台）单位产品台时定额（小时）A5020B

5、10030C12540D2580 假定产品是实际上并不 存在的产品,只是为了结构与工艺差异大的产品有一个统一的计量单位。例：产品C为代表产品；A：50*20/36.67=27B: 100*30/36.67=82C: 125*40/36.67=136D: 25*80/36.67=55假定产品台时定额：7/12/20228台时平衡产量平衡正常生产能力时间（季度）500001季度 2季度 3季度 4季度产量（台）450006500055000350003)、生产能力与生产任务的平衡7/12/20229第2节 制定总体生产方案的技术和方法 制定总体方案, 就是要找出一个可行的生产方案, 这个方案应该可

6、以根本平衡需求与供给之间的问题, 而且还应以最低的本钱完成生产任务.1、 总体方案处理范围 需求和生产能力的平衡(Demand and Capacity) 总体方案的作用之一, 就是平衡需求与生产能力。 如果需求量与企业所具有的生产能力相差悬殊, 管理人员必须作出增加或减少生产能力的决策。 另外一个重要方面, 即使供需根本平衡, 管理人员仍然会面临需求是否均匀的问题。7/12/2022102、总体生产方案的主要任务总体生产方案的主要任务： 满足顾客需求（对总体生产方案来说主要是预测的需求）维持期末库存的合理水平使总本钱尽量低（通过合理确定生产率水平和期末库存水平）尽量使生产率保持恒定 7/12

7、/202211总体生产方案的本钱工程 3、总体生产方案考虑的本钱工程资源 人力/生产率 设施与设备需求预测劳动力变化的政策 转包合同 加班 库存水平/变化 缺货成本 库存持有成本 缺货成本 招聘/解聘 加班费 库存变化 转包合同的费用7/12/202212 保持生产能力均匀的战略(Level capacity strategy) ,均衡安排出产进度。 追赶需求的战略(Chase demand strategy) ,变动安排出产进度。 混合战略,折衷安排方式。 库存需求4. 市场需求的波动性与生产稳定性的矛盾处理策略7/12/202213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

8、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、缺货等的单位本钱(unit cost)制定方案方案并进行本钱计算在可行的方案中, 选择最令人满意的。否则, 重新计算本钱,在进行比较分析5、总体方案的制定程序7/12/202214 线性规划 目标规划 线性决策准则 模拟模型 试错法6、制定总体方案的方法7/12/202215 1、品种确实定 2、产量确实定一、 MTS企业生产方案的制定7/12/202216 3、处理非均匀需求的策略改变需求的策略： A 通过价格改变价格转移需求 B 推迟交货调整能力的方法 A 改变劳动力的数量 B 忙时加班加点 C 利用半

9、时工人 D 利用库存调节 E 转包一、 MTS企业生产方案的制定7/12/202217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方案。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

10、不确定性高, 另考虑有25%的平安库存。 1180022215001931100214900215110022月份需求预测每月工作天数61600207/12/202218月份(1)期初库存(2)需求预测(3)安全库存 0.25(2)(4)计划产量(2)+(3)-(1)(5)期末库存(1)+(4)-(2)14001800450185045024501500375142537533751100275100027542759002258502255225110027511502756275160040017254008000初步生产方案 7/12/202219方案方案一：仅改变工人人数、按制度工作时

11、间生产,每个月的投产量等于初步生产方案中安排的出产数量。 月份(1)计划产量(2)所需生产时间(1) 5(3)每人每月工时(4)所需人数(2)(3)(5)新增工人(6)招聘费用(5)200(7)解聘工人(8)解聘费用(7)250(9)正常时间总费用(2)4118509250176530-3700021425712515247006150028500310005000168300017425020000485042501682500512501700051150575017633816000023000617258625160542142000034500580070001600007/12/2

12、02220方案方案二：工人人数不变(假定有40名工人),仅改变库存水平。 月份(1)期初库存(2)能力工时(3)实际产量(2)5(4)需求预测(5)期末库存(1)+(3)-(4)(6)缺货数(7)缺货费用(6)5(8)安全库存(9)超储(5)-(8)(10)库存费用(11)正常时间总费用14007040140818008 00450002816028608012161500-276276138037500243203-276672013441100-323216027500268804-326720134490041200225187281268805412704014081100720002

13、75445667281606720640012801600400004000 02560015409481600007/12/202221线性规划求解总体方案月份123456需求量（件）276033203970354031802900工作日数212023212222某产品的需求预测及月工作日单位人工-时间产量： 4件/人-天7/12/202222设：Cp单位产品费用; Cp=0 元/件Cw单位人工本钱; Cw=120 元/人-天CH招聘一个工人的费用; CH= 450元/人CL解聘一个工人的费用 ; CL= 600元/人CI维持单位产品一个周期的费用。 CI=5元/件.周期P产品产量W工人数H

14、招聘人数L解聘人数I库存量已知今后六个月的需求,求最优的总体方案。7/12/202223模型:MIN = 2520 * W1 + 2400 * W2 + 2760 * W3 + 2520 * W4 + 2640 * W5 + 2640 * W6 + 450 * H1 + 450 * H2 + 450 * H3 + 450 * H4 + 450 * H5 + 450 * H6 + 600 * L1 + 600 * L2 + 600 * L3 + 600 * L4 + 600 * L5 + 600 * L6 + 5 * I1 + 5 * I2 + 5 * I3 + 5 * I4 + 5 * I5

15、+ 5 * I6;约束条件：1、生产能力的约束; P1 = 84*W1; （84是1月份一个工人提供的生产量,下同） P2 = 80*W2; P3 = 92*W3; P4 = 84*W4; P5 = 88*W5; P6 = 88*W6;21*12021*47/12/2022242、人工能力的约束;W1 = 35 + H1 - L1;W2 = W1 + H2 - L2;W3 = W2 + H3 - L3;W4 = W3 + H4 - L4;W5 = W4 + H5 - L5;W6 = W5 + H6 - L6;3、库存平衡约束;I1 = + P1 - 2760;I2 =I1 + P2 - 332

16、0;I3 =I2 + P3 - 3970;I4 =I3 + P4 - 3540;I5 =I4 + P5 - 3180;I6 =I5 + P6 - 2900;4、非负条件的约束（此处略）将上述模型的数据,输入到优化软件中,即可得到最优解。7/12/202225最后求得的最优解月份 产量 库存量 招聘人数 解聘人数 需要工人数 1 2940.000 180.0000 35.00000 2 3232.857 92.85714 5.410714 40.41071 3 3877.143 1.732143 42.14286 4 3540.000 42.14286 5 3180.000 6.006494 3

17、6.13636 6 2900.000 3.181818 32.95455 总费用：600191.60元7/12/202226第3节 总体方案的分解-产品出产进度方案1、 总体方案分解的含义 所谓总体方案的分解, 就是把年度生产方案进一步细分, 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. 在制定总体方案时, 一般只考虑总的数量, 而不考虑现有库存量, 这是分解方案与总体方案的主要区别。主生产方案(Master Production Scheduling) 总体方案分解的结果被称为主生产方案(MPS), 国内企业常称之为产品出产进度方案。7/12/202227MPS将总体方案（年度

18、方案）进一步细化和落实 主生产方案（局部） 年度生产方案 时间栅格7/12/2022282、主生产方案的编制MPS的处理流程 MPS并不是把年度方案简单平均分配到各个时间周期（周次）里去,而是要根据具体情况进行再优化、重新编制主生产方案。7/12/202229输入 期初库存 预测 用户订单制定主计划 输出 现有库存 主生产计划 待分配库存 MPS的输入与输出 由上图可以看出, MPS的输入不完全就是年度方案,而是要考虑期初库存、来自市场需求的预测、及用户的订单等。 MPS输出主要有现有库存、出产数量与进度、待分配库存等。7/12/202230例: 根据6, 7两个月的用户订货和需求预测的情况,

19、 制定出主生产方案（已知期初库存为64）。期初库存JuneJuly 6412345678需求预测3030303040404040用户订货33201042现有库存量MPS待分配库存量7/12/202231期初库存JuneJuly 641(当前)2345678需求预测3030303040404040用户订货33201042现有库存量31=64-331=31-30-29=1-30MPS待分配库存量 现有库存: 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 1）、计算现有库存量(Projected on-hand Inventory)7/12/202232周次期初库存需求量净库存MPS现有库存12345