第四章需求管理与总体生产计划

第四章需求管理与总体(年度)计划1.1生产/运作管理的计划与控制系统(ProductionPlanningandControlSystem,PPC)生产/运作管理的主要工作之一，就是要把来自市场（用户）的需求，转换成企业组织制造资源的最优（最起码应是满意）的生产计划。因此，市场的需求是最优利用企业制造资源的前提之一，是企业任何运作的“驱动源”。为此，我们可先了解生产计划与控制系统的构成情况，看其与需求管理的关系。第一节需求管理(DemandManagement)生产运作管理的计划与控制系统构成InventorystatusdataBillofMaterial能力需求计划资源计划ResourcePlanning生产计划ProductionPlanning需求管理DemandManagement主生产计划MasterProductionScheduling详细物料需求计划DetailedMaterialsRequirementplanning时间分段的物料需求计划Time-phasedrequirementPlanning物料与能力计划MaterialandCapacityPlanning供应商系统VenderSystems车间生产系统Shop-floorsystems需求市场采购市场1.2需求管理的重要性SpeedtocomplianceLowerinventoryCross-dockingValue-addedservicesHighernumberofSKUsDirect-to-consumerConfigure-to-orderCustomer/retailersatisfactionOperationalproductivityTransportationefficiencyImprovedin-stockpositionsLowerinventoryFlexiblebusinesspracticesCustomerRequirementsSupplierRequirementsImperfect

Information需求管理（DemandManagement）A独立需求:FinishedGoodsB(4)C(2)D(2)E(1)D(3)F(2)相关需求:RawMaterials,Componentparts,Sub-assemblies,etc.独立需求:Whatafirmcandotomanageit.能够采取积极措施影响需求。也可能采取被动措施简单地响应需求。1.3需求管理(DemandManagement)的含义

需求管理的含义所谓需求管理,是对包括预测、接受定货决策、交货期设置、用户订货、服务、物流管理及其他与用户交往活动的总称.需求管理是将市场上（企业外部）的需求信息转化为企业生产系统所能接受的特定信息，是生产系统的计划与控制的出发点和依据。本章所讨论的需求管理,主要涉及一个企业日常的生产管理中，用户需求与企业生产活动之间的交互关系，目的是通过对需求的管理,最大限度地运用企业的能力满足用户需求。2.1需求管理的主要内容需求管理与生产计划（ProductionPlanning）需求管理的工作做好了,企业可以从中得到许多好处,尤其是与生产管理相关的问题，例如：·可以较好地使用和控制生产能力；·可以恰如其分地设置用户的交货期,得用户的信任；·可以改进物流的运输和库存,等等.第二节需求管理的内容和方法需求管理与主生产进度计划（MPS）需求管理与MPS之间的交往非常频繁、内容非常详细。对MTS、ATO和MTO三种类型，需求管理的内容也有很大不同。MTS是考虑库存的变化而不是根据与用户签定的销售合同，MPS的任务是通过补充消耗掉的库存来满足需求。ATO(Assembly-to-order)考虑短期内的订单，按订单的交货期下达装配生产计划。MTO很难通过预测获得需求信息。需求管理的任务之一，就是把每天的用户订单处理成MPS。不同生产类型企业的MPS时间栅栏(Timefence)需求栅栏计划栅栏Make-to-StockAssembly-to-OrderMake-to-Order用户订货冻结半固定(雪)可变动(水)当前时间企业能力预测订货2.2需需求管管理的方方法产品与零零部件需需求预测测MTS的的需求管管理ATO的的需求管管理MTO的的需求管管理第三节需需求求预测(DemandForecasting)3.1预预测测的概念念与分类类预测是对对未来事事件发展展的预计计与推测测。预测的种种类社会预测测、经济济预测、、技术预预测、企企业预测测(Businessforecasting)预测的作作用3.2预预测测方法·定性预预测方法法·定量预预测方法法：时间间序列预预测模型型；因果果关系预预测模型型定性预测测方法(qualitativemethod)基于主观观判断的的预测方方法.DelphimethodExecutiveOpinionsSalesForceCompositeCustomerSurveys3.3定定量量预测方方法(quantitativemethod)时间序列列预测模模型(Forecastingbasedontimeseriesdata)T时间间平均值趋势值季节值销售量时间序列列模型的的重点:趋势势值和季季节值选择预测测方法和和模型的的要求预测的响响应性指迅速反反映需求求变化的的能力，，适用于于受随机机因素影影响小的的预测问问题。预测的稳稳定性指抗拒随随机干扰扰，反应应稳定需需求的能能力。适适用于受受随机因因素影响响大的预预测问题题。1）、移移动平均均值(MovingAverage)简单移动动平均(SimpleMovingAverage)式中：i-----””Age”ofthedata,n----numberofperiodinmovingaverage,Ai----Actualvaluein“age””i.例子问题:计计算3周和和6周简简单移动动平均预预测的大大小?计算移动动平均预预测值:F4=(720+678+650)/3=682.67F7=(920+859+785+720+678+650)/6=768.67描点绘图图，可以以比较当当n=3,n=6时对对预测结结果的影影响对于简单单滑动平平均预测测方法，，关键是是选择移移动时间间区间的的大小，，即n的的大小。。n的大小小的选择择与预测测者要求求的适应应性有关关。如果果管理者者追求稳稳定性n的值应应该选择择大一些些，如果果管理着着的目标标是体现现响应性性，则应应选择小小一点的的n。2）、指指数平滑滑法(Exponentialsmoothing)一次指数数平滑法法Ft----第t期期的预测测值，Ft-1----第t-1期的的预测值值，At-1----第t-1期的的实际值值，----平滑指指数例如，，上期期预测测值可可卖出出42个产产品，，实际际卖出出40个，，取=0.10,则则下下一期期的预预测值值为：：问题：：根据据表中中的需需求数数据，，用一一次指指数平平滑法法，分分别计计算a=0.10和和a=0.60时时2-10的预预测值值?假设起起始点点：F1=D1计算结结果WeekDemand0.10.61820820.00820.002775820.00820.003680815.50820.004655801.95817.305750787.26808.096802783.53795.597798785.38788.358689786.64786.579775776.88786.6110776.69780.77与上面面的问问题的的类似似，预预测的的关键键是选选择的大小小。如如管理理者追追求稳稳定性性，的值应应该选选择小小一些些，如如果管管理着着的目目标是是体现现响应应性，，则应应选择择大一一点的的模型练习题题：如下表表所示示为某某医院院急救救室3个月月的实实际需需求数数据：：表为1-3月份实际需求数据月份实际需求123721816671若第一一个月月的初初始预预测值值SA1=706，平滑系系数ɑ=0.2试试计算算第2-4月的的一次次指数数平滑滑预测测值。。第四节节总体生生产计计划4.1生生产计计划的的分类类:层层次次性、、时间间性层次性性:高层战战略略性生生产计计划组织中层战战术术性生生产计计划基层作作业业性生生产计计划厂级生生产计计划—————产品品级生生产计计划对象车车间级级生产产计划划————零零件级级生产产计划划班组级级生产产计划划————工工序级级生产产计划划时间性性长期生生产计计划(3～5年)中期生生产计计划(1年左左右)短期生生产计计划(月月,周周,日日)4.2总总体体生产产计划划1)、、总体体计划划的特特点总体计计划,或或称年年度生生产计计划、、综合合计划划,一一般般是一一个中中期生生产计计划,处处理理的对对象以以产品品级为为主.总体计计划是是指导导企业业生产产与其其他活活动安安排的的依据据.总体计计划以以需求求预测测作为为输入入,通通过过安排排人力力、物物力、、财力力,来来满满足用用户的的需求求,制制定出出经济济合理理的生生产计计划。。2)、、生产产计划划指标标体系系我国企企业在在制定定总体体计划划(年年度生生产计计划)时,通通常用用一些些指标标来表表示,称称为计计划指指标体体系.国国外的的总体体计划划主要要反映映产品品的出出产进进度和和数量量,而而很很少涉涉及产产值。。这这是与与国内内大部部分企企业的的年度度计划划不同同之处处。产品品品种指指标产品产产量指指标产品质质量指指标产值指指标:商商品产产值、、总产产值、、净产产值出产时时间4.3生生产产能力力1)、、生生产产能力力的概概念生产能能力,是是指企企业的的设备备与设设施(固定定资产产),在在一定定时期期内,在在先进进合理理的技技术组组织条条件下下,所所能能生产产一定定种类类产品品的最最大数数量。。这是是国内内常用用的生生产能能力的的概念念。

生产能力度量(Measureofcapacity)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

2)、生生产能能力的的表示示(measuresofcapacity)对于单单一产产品或或服务务的企企业,生产产能力力的大大小就就用该该种产产品或或服务务来表表示就就可以以了,但对对多品品种生生产和和服务务的情情况,就就比较较复杂杂.为为此此,人人们设设计出出了表表示生生产能能力的的方法法。具具体产产品表表示法法、代代表产产品表表示法法、假假定产产品表表示法法、生生产时时间表表示法法。企业类型生产能力计量单位汽车制造厂辆炼油厂桶或吨发电厂千瓦时造纸厂吨航空公司客位数旅店客房数超级市场出口收银台数仓储服务公司平方米网球俱乐部网球场数百货公司平方米代表产产品表表示法法在结构构与工工艺相相似的的多品品种的的系列列产品品中，，选择择产量量与劳劳动量量乘积积最大大的产产品作作为代代表产产品，，将其其他产产品按按劳动动量换换算为为用代代表产产品表表示的的数量量。品种年计划产量（台）单位台时换算系数折合为代表产品产量A502020/40=0.550

0.5=25B1003030/40=0.751000.75=75C1254040/40=1125

1=125D258080/40=2252=50所以，，折合合成产产品C的产产量是是：（25+75+125+50）=275（（台））假定产产品表表示法法假定产产品是是实际际上并并不存存在的的产品品，只只是为为了结结构与与工艺艺差异异大的的产品品有一一个统统一的的计量量单位位，即即当产产品不不成系系列时时，必必须用用假定定产品品的方方法，，来表表示生生产能能力。。具体的的方法法是：：①计算算假定定产品品的单单位台台时tj)(=åiijtQt·i=1nåiQi=1nt表示假假定产产品的的工时时定额额，t表示产产品的的工时时定额额，Q表示产产品的的产量量。iiiij②将各各产品品的计计划产产量折折合为为假定定产品品产量量Qn表示第第n个产品品折合合的假假定产产品产产量。。③求出出各假假定产产品产产量之之和iitQ·jtnQ=åi=1n

QnCp=结论：：只要知知道各各种具具体产产品的的年产产量之之和，，就能能知道道假定定产品品的年年产量量。品种年计划产量（台）单位产品台时定额（小时）折换成假定产品的产量ABCD合计501001252530020304080278213650300例：2）设设备组组生产产能力力的计计算M———表示示设备备组的的生产产能力力Fe——某某设备备的有有效工工作时时间（（小时时/台台）S——某某设备备组设设备台台数（（台台）etSFM×=jt的取值为t，具体产品的单件工时t，代表产品的单件工时t，假定产品的单件工时d3)、、生生产能能力的的柔性性(CapacityFlexibility)(1)生产能能力的的柔性性：是是指生生产系系统具具有快快速增增加或或减少少生产产水平平、或或者快快速从从生产产一种种产品品转为为生产产另一一种产产品（（服务务）。。生产产能力力的柔柔性通通过柔柔性工工厂、、柔性性过程程、柔柔性工工人以以及利利用其其它工工厂能能力的的战略略来获获得。。(2)柔性工工厂(FlexiblePlant)：：工厂厂所具具有的的柔性性，其其极限限)是是实现现零转转换时时间(zero-changeover-time)(3)柔性过过程(FlexibleProcesses)：：即生生产(服务务)过过程所所具有有的柔柔性。。(4)柔柔性工工人(FlexibleWorkers)：：操操作者者所具具有的的可以以很快快地从从一种种任务务转向向另一一种任任务的的多技技能水水平。。4)、、生产产能力力与生生产任任务的的平衡衡台时平平衡产量平平衡正常生生产能能力时间（（季度度）500001季度度2季季度3季度度4季度度产量（（台））45000650005500035000第五节节制制定定总体体计划划的技技术和和方法法5.1总总体体计划的的目的制定总体体计划,就是是要找出出一个可可行的生生产计划划,这这个计划划应该可可以基本本平衡需需求与供供应之间间的问题题,而而且还应应以最低低的成本本完成生生产任务务.5.2总总体体计划处处理范围围需求和生生产能力力的平衡衡(DemandandCapacity)总体计划划的作用用之一,就是是平衡需需求与生生产能力力。如如果需求求量与企企业所具具有的生生产能力力相差悬悬殊,管管理人人员必须须作出增增加或减减少生产产能力的的决策。。另外一个个重要方方面,即即使供供需基本本平衡,管理理人员仍仍然会面面临需求求是否均均匀的问问题。制定总体体计划时时考虑的的输入要要素资源人力/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5.3满满足足非均匀匀需求的的战略(BasicStrategyforMeetingUnevenDemand)需求与生生产能力力选择管理人员员在制定定总体计计划时,具有有广泛的的可供选选择的处处理方案案,包包括改变变价格,促销销,加加班加点点,招招聘临时时工,转转包一一部分合合同,增增加或或减少工工作班次次,增增加或减减少库存存,留留待将来来交货的的订货,等等等。需求变化时间1、改变变需求的的方法（1）通通过价格格改变价价格转移移需求（2）推推迟交货货2、调整整能力的的方法（1）改改变劳动动力数量量（2）忙忙时加班班加点，，闲时培培训（3）利利用半时时工人（（钟点工工）（4）利利用库存存调节库存增加库存减少需求率生产率需求时间0t3t2t1通过改变库存水平来吸收需求波动（5）转转包（6）改改变“自自制还是是外购””决策保持生产产能力均均匀的战战略(Levelcapacitystrategy)，均衡安安排出产产进度。。追赶需求求的战略略(Chasedemandstrategy)，，变动动安排出出产进度度。混合战略略，折衷衷安排方方式。库存需求市场需求求的波动动性与生生产稳定定性的矛矛盾处理理策略5.4总总体计计划的制制定程序序确定每个个时期的的需求；；确定每个个时期的的能力(正常工工作时间间,加加班时间间,转转包合同同)；确定企业业的库存存策略；；确定正常常工作时时间、加加班时间间、转包包合同、、库存维维持费用用、缺货货等的单单位成本本(unitcost)；；制定计划划方案并并进行成成本计算算；在可行的的计划中中,选选择最令令人满意意的。否否则,重重新计计算成本本,在进进行比较较分析；；5.5制制定生产产计划考考虑的相相关成本本基本生产产成本生产某一一产品的的固定和和变动成成本，包包括直接接与间接接劳动成成本、正正常与加加班成本本等与生产能能力相关关的成本本主要是招招聘、解解聘工人人的成本本库存成本本产品库存存占用资资金的成成本、损损坏成本本、折旧旧等延期交货货成本这种成本本通常难难以估算算。包括括延期交交货引起起的赶工工成本、、机会损损失等。。产品出产进度度计划的编制制方法——““排除—实验验法”（cut-and-try）例：某公司产产品的需求量量随季节不同同而变化，现现该公司准备备编制今后六六个月的生产产计划。对今今后六个月的的需求预测及及每月工作天天数见下表，，其它数据如如下：产品的的材料费用为为100元/台，库存保保管费为1.5元/台··月,缺货货损失为5元元/台/月,如果想把把产品转包一一些出去,则则转包费用用为20元/台,招聘聘并培训一个个工人的费用用为200元元/人,解解聘一个工人人的费用为250元/人人,该产品品的加工时间间为5小时/台,正常常工作时间内内的工时费用用为4元/小小时,加班班时间内的工工时费用为6元/小时,生产开始始时的期初库库存量为400台,另另外,由于预预测的不确定定性高,另另考虑有25%的安全库库存。1180022215001931100214900215110022月份需求预测每月工作天数6160020解：首先，编编制一个考虑虑安全库存在在内的从需求求预测转换为生产安安排的初步计计划，如下表表所示：

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)1400180045018504502450150037514253753375110027510002754275900225850225522511002751150275627516004001725400

8000

初步生产计划划：计划方案一：：仅改变工人人人数、按制制度工作时间间生产，每个个月的投产量量等于初步生生产计划中安安排的出产数数量。

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---3700021425712515247006150028500310005000168300017425020000485042501682500512501700051150575017633816000023000617258625160542142000034500

5800

7000160000TC1=5800+7000+160000=172800（元元）计划方案二：：工人人数不不变(假定有有40名工人人)，仅改变变库存水平。。（8000台台×5小时／台台）÷（125天×8小小时／天）=40（人））

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1400704014081800800450002816028608012161500-276276138037500243203-276672013441100-323216027500268804-32672013449004120022518728126880541270401408110072000275445667281606720640012801600400004000025600

1540

948160000TC2=1540+948+160000=162488计划方案三:在正常工作作时间内按需需求预测量最最小的月份（（四月份）组组织生产，确确定出所用工工人人数后不不再改变；工工人人数：：（850台×5小时／台））÷（21天天×8小小时时／天））=25（（人人））TC3=60000+100000=160000

月份(1)计划产量(2)能力工时(3)实际产量（2）÷5(4)外包数量(5)外包费用（4）×2011850440088097019402142538007606651330031000420084016032004850420084010200511504400880270540061725400080092518500

（6））正常常时时间间总费费用用17600152001680016800176001600010000060000比较较总总成成本本：：TC1>TC2>TC3故方方案案三三最最优优。。但须须注注意意：：转转包包生生产产风风险险较较大大，，因因为为不不能能控控制制承承包包商商的的行行为为。。若若要要采采取取转转包包生生产产方方式式，，必必须须慎慎重重考考虑虑承承包包商商的的信信誉誉、、能能力力等等问问题题。。第6节节总总体体计计划划的的分分解解----产产品品出出产产进进度度计计划划6.1总总体体计计划划分分解解的的含含义义所谓谓总总体体计计划划的的分分解解,就就是是把把年年度度生生产产计计划划进进一一步步细细分分,根根据据库库存存和和可可用用人人力力工工时时,具具体体确确定定产产品品出出产产的的数数量量和和出出产产期期.在制制定定总总体体计计划划时时,一一般般只只考考虑虑总总的的数数量量,而而不不考考虑虑现现有有库库存存量量,这这是是分分解解计计划划与与总总体体计计划划的的主主要要区区别别。。6.2主主生生产产计计划划(MasterProductionScheduling)总体体计计划划分分解解的的结结果果被被称称为为主生生产产计计划划(MPS),国内内企企业业常常称称之之为为产品品出出产产进进度度计计划划。MPS将将总总体体计计划划（（年年度度计计划划））进进一一步步细细化化和和落落实实电视机第一年第二年第三年Q1Q2Q3Q4Q1Q2Q3Q4Q1Q2Q3Q4彩色800900100090085095010509509009501050950黑白40005000400030004000500040003000周次彩色12345678910111213141516101型101010121212121210101066666109型252525303030117型128型100100100黑白100200400400209型237型主生生产产计计划划（（部部分分分分解解））年度度生生产产计计划划时间间栅栅格格MPS的的处处理理流流程程但是是，，MPS并并不不是是把把年年度度计计划划简简单单平平均均分分配配到到各各个个时时间间周周期期（（周周次次））里里去去，，而而是是要要根根据据具具体体情情况况进进行行再再优优化化、、重重新新编编制制主主生生产产计计划划。。

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的的输输入入与与输输出出由上上图图可可以以看看出出,MPS的的输输入入不不完完全全就就是是年年度度计计划划，，而而是是要要考考虑虑期期初初库库存存、、来来自自市市场场需需求求的的预预测测、、及及用用户户的的订订单单等等。。MPS输输出出主主要要有有现现有有库库存存、、出出产产数数量量与与进进度度、、待待分分配配库库存存等等。。6.3MPS的的制制定定方方法法例:根根据据6,7两两个个月月的的用用户户订订货货和和需需求求预预测测的的情情况况,制制定定出出主主生生产产计计划划（（已已知知期期初初库库存存为为64））。。期初库存JuneJuly6412345678

需求预测3030303040404040

用户订货33201042

现有库存量

MPS

待分配库存量

期初库存JuneJuly6412345678

需求预测303030304040404