能力及综合生产计划讲座

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。综合生产产计划概概述2001/2/21综合生产产计划的的计划期期为6~18个月月综合生产产计划是是主生产产计划前前制定的的主要目目的：：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。。。在研究究备选选生产产计划划之前前，一一般将将预测测需求求量转转换为为生产产需求求量，，生产产需求求量包包括了了安全全库存存。2001/2/21应用举举例第一阶阶段月月库存存为400件件由由于需需求预预测是是有误误差的的，加加州&J公司决决定建建立一一个安安全库库存（（缓冲冲库存存）以以减少少缺货货的可可能性性。本本例中中，安安全库库存为为预测测需求求量的的1/4。。。现在我我们为为加州州&J公司制制定生生产计计划用用一张张电子子表格格对不不同方方案进进行分分析，，以确确定总总成本本最低低的方方案。。。1月月2月月3月月4月月5月月6月月总总计每月工工作天天数221921212220125安全库库存月月需需求预预测量量的25%2001/2/21应用举举例：：需求求预测测需求与与工作作天数数预测需需求180015001100900110016008000库存期初库库存400件件招聘与与培训训成本本200.00$/人库存成成本1.50$/件件·月月解聘费费用250.00$/人人正常人人工成成本（（每天天8小小时））4.00$/小小时2001/2/21应用举举例：：费用用费用材料成成本100.00$/件件缺货损损失5.00$/件件·月月分包边边际成成本20.00$/件（（分包包费用用-材材料费费用））单位产产品加加工时时间5小小时时/件件加班人人工成成本（（1.5倍倍正常常人工工费用用）6.00$/小时时2001/2/21应用举举例：：生产产需求求总生产产计划划需要要数据据期初库库存需求预预测量量安全库库存（（.25*需需求预预测量量）生产需需求量量（需需求预预测量量+安安全库库存-期初初库存存）期末库库存（（期初初库存存+生生产需需求量量-需需求预预测量量）1月月2月月3月月4月月5月月6月月4001800450185045045037527522527515001100900110016004002752258502252751150172540027510002753751425375方案1增增、解聘工工人——在在需求量大大时应多雇雇佣工人，，在需求小小时可以裁裁减工人这这种做法不不一定永远远可行，如如对技术要要求高的工工种一般不不能采取这这种策略，，因技术工工人不是随随时可以雇雇佣到的。。另外，工工人队伍不不稳定也会会引起产品品质量下降降和一系列列的管理问问题。2001/2/21应用举例：：方案1、2方案2库库存调节———在正常常的工作时时间内用固固定人数的的工人进行行生产，以以满足最小小的预测需需求量就是是通过库存存来调节生生产，而维维持生产率率和工人数数量不变。。当需求不不足时，由由于生产率率不变，库库存就会积积累起来。。当需求过过大时，将将利用库存存来满足需需求，库存存就会减少少。。计划3外外包——维维持正常工工人不变，，需求不能能满足部分分采用外包包解决，风风险是：客客户有可能能被别人拿拿走。2001/2/21应用举例：：方案3、4计划4加加班加点———在正常常工作时间间内用固定定人数的工工人进行生生产，满足足所有预测测需求量加加班完成其其余生产需需求量。该该计划中工工人人数难难以确定。。但其目标标是使6月份的的期末库存存与安全库库存尽可能能接近。。。应用举例：：方案1算例2001/2/21方案1增增、解聘聘的工人1月2月3月月4月月5月6月总总和生产需求量量（根据表表）所需生产时时间（生产需求求量×5小时/件）每月工作天天数每人每月工工时（工作天数数×8小小时/天天）所需人数（生产时间间÷每人每每月工时））新增工人数数（假定期初初工人数等等于1月月份的53人人）招聘费（新新增工人数数×$200）解聘人数解聘费（解解聘人数××$250）正常人工成成本（所需需生产时间×$4）1850925022176530$00$0$370001425712519152470$06$1500$285001000500021168300$017$4250$20000850425021168250$05$1250$170001150575022176338$16000$0$230017258625201605421$42000$0$34000$5800$7000$160000应用用举举例例：：库库存存算算例例2001/2/21库存存调调节节期初初库库存存每月月工工作作天天数数可用用生生产产时时间间(工工作作天天数数××8小小时时/天天××40人人)实际际生生产产量量（可可用用生生产产时时间间÷÷5小小时时/件件））需求求预预测测量量（（根根据据表表））期末末库库存存（期期初初库库存存+实实际际产产量量-需需求求预预测测测测量量））缺货货损损失失（（缺缺货货件件数数××$5））安全全库库存存（（根根据据表表））（正正数数））多多余余库库存存（期期末末库库存存-期期初初库库存存））库存存费费用用(多多余余库库存存××$1.50））正常常人人工工成成本本（（××$4））1月月2月月3月月4月月5月月6月月总总和和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应用用举举例例：：分分包包算算例例2001/2/21外包包生产产需需求求量量（（根根据据表表））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$1应用举举例：：4方方案比比较2001/2/21四个计计划方方案的的比较较新聘解聘多余库库存缺货外包加班正常人人工成成本成本方案1：：新聘和和解聘聘方案2库存调调节方案3外包方案4加班5800700000001600001728000094815400016000016248800006000001000001600000015480012210152000165758数学方方法2001/2/21线性规规划一般模模型—单纯纯型法法——运运输方方法线性规规划法法（线线性规规划,长时时间唱唱片））是采采用线线性规规划模模型来来建立立实际际问题题的数数学模模型，，然后后求问问题最最优解解的一一种广广泛应应用的的最优优化方方法目标函数：约束条件：非负限制：线性规规划例例例：某厂生生产x1和x2两种产产品，，需要要的车车间1,2的的工工时及及成本本如下下表：：产品及限制

x1x2限制车间12015100车间22315利润2530最大化目标函函数：：maxC=25x1+30x2约束条条件：：2x1+15x2<=1002x1+3x2<=15x1>0x2>0图解法法同同学学可用用单纯纯形法法试解解102468108642020x1+15x2<=1002x1+3x2<=15X1=2.5,x2=3.33线性规规划的的一般般表示示例10-1:某某纸品品厂要要生产产糕点点盒，，表10-1是是今后后6个个月的的市场场需求求的预预测；；生产产成本本如下下：库存费费用：：5元元/月月/件件；固定工工人工工资：：40元元/天；；加班工工资：：7元元/小小时；；转包成成本：：10/件；；解雇成成本：：15/件；；每每件件加工工工时时：1.6小小时时/件件。变量设设定Wt-----t月劳动动力数数量；；Ht-----t月份开开始时时新雇雇用的的工人人数；；LT在线末末端-----t月份开开始被被解雇雇的工工人数数；Pt-----t月份生生产的的产品品数；；它-----t月末库库存量量；圣-----t月末缺缺货数数；Ct-----t月份外外包的的产品品数；；Ot-----t月份超超时数数。各项费费用计计算结结果表10-6各各决决策变变量的的成本本WtHtLT在线末末端它它Pt圣CtOt800100015005105107固定工工人每每月工工资：：5*8*20=800新雇工工人每每月工工资：：6.25*8*20=1000