能力及综合生产计划

CapacityPlanningAggregatePlanning2001/2/21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（Aggregate）需求预测FrontendEngineBackend主生产计划（MPS）物料需求计划（MPS）车间作业计划（PAC）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。综合生生产计计划概概述2001/2/21综合生生产计计划的的计划划期为为6~18个月月综合生生产计计划是是主生生产计计划前前制定定的主要目目的：：明确生生产率率、劳劳动力力人数数和当当前库库存的最优优组合合描述：：在已知知计划划期内内，每每一时时段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It,劳动力力水平平Wt综合生生产计计划采采取的的策略略2001/2/212001/2/21相关成成本基本生生产成成本——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——典型成成本是是雇佣佣、培培训与与解雇雇人员员的成成本。。库存成成本——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CA&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。。最后后讨论论应用用线性性规划划的更更复杂杂的方方法。。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。。试算算法包包括计计算不不同生生产计计划方方案的的成本本，并并从中中选出出最佳佳方案案。电电子表表格软软件会会有助助于这这一计计划过过程。。精确确的方方法如如线性性规划划与仿仿真计计划经经常在在电子子表格格软件件中得得到应应用。。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。。由于于需求求预测测是有有误差差的，，CA&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CA&J公司制制定生生产计计划。。用一一张电电子表表格对对不同同方案案进行行分析析，以以确定定总成成本最最低的的方案案。1月2月月3月4月月5月6月月总总计每月工工作天天数221921212220125安全全库库存存月月需需求求预预测测量量的的25%2001/2/21应用用举举例例：：需需求求预预测测需求求与与工工作作天天数数预测测需需求求180015001100900110016008000库存存期初初库库存存400件件招聘聘与与培培训训成成本本200.00$/人人库存存成成本本1.50$/件件·月解聘聘费费用用250.00$/人人正常常人人工工成成本本（（每每天天8小小时时））4.00$/小小时时2001/2/21应用用举举例例：：费费用用费用用材料料成成本本100.00$/件件缺货货损损失失5.00$/件件·月分包包边边际际成成本本20.00$/件件（（分分包包费费用用-材材料料费费用用））单位位产产品品加加工工时时间间5小小时时/件件加班班人人工工成成本本（（1.5倍倍正正常常人人工工费费用用））6.00$/小小时时2001/2/21应用用举举例例：：生生产产需需求求总生生产产计计划划需需要要数数据据期初初库库存存需求求预预测测量量安全全库库存存（（.25*需需求求预预测测量量））生产产需需求求量量（（需需求求预预测测量量+安安全全库库存存-期期初初库库存存））期末末库库存存（（期期初初库库存存+生生产产需需求求量量-需需求求预预测测量量））1月月2月月3月月4月月5月月6月月4001800450185045045037527522527515001100900110016004002752258502252751150172540027510002753751425375方案案1增、、解解聘聘工工人人———在在需需求求量量大大时时应应多多雇雇佣佣工工人人，，在在需需求求小小时时可可以以裁裁减减工工人人。。这这种种做做法法不不一一定定永永远远可可行行，，如如对对技技术术要要求求高高的的工工种种一一般般不不能能采采取取这这种种策策略略，，因因技技术术工工人人不不是是随随时时可可以以雇雇佣佣到到的的。。另另外外，，工工人人队队伍伍不不稳稳定定也也会会引引起起产产品品质质量量下下降降和和一一系系列列的的管管理理问问题题2001/2/21应用用举举例例：：方方案案1、、2方案案2库存存调调节节———在正正常常的的工工作作时时间间内内用用固固定定人人数数的的工工人人进进行行生生产产，，以以满满足足最最小小的的预预测测需需求求量量。。就就是是通通过过库库存存来来调调节节生生产产，，而而维维持持生生产产率率和和工工人人数数量量不不变变。。当当需需求求不不足足时时，，由由于于生生产产率率不不变变，，库库存存就就会会积积累累起起来来。。当当需需求求过过大大时时，，将将利利用用库库存存来来满满足足需需求求，，库库存存就就会会减减少少。。计划划3外包包———维持持正正常常工工人人不不变变，，需需求求不不能能满满足足部部分分采采用用外外包包解解决决，，风风险险是是：：客客户户有有可可能能被被别别人人拿拿走走。2001/2/21应用用举举例例：：方方案案3、、4计划划4加班班加加点点———在正正常常工工作作时时间间内内用用固固定定人人数数的的工工人人进进行行生生产产，，满满足足所所有有预预测测需需求求量量。。加加班班完完成成其其余余生生产产需需求求量量。。该该计计划划中中工工人人人人数数难难以以确确定定。。但但其其目目标标是是使使6月月份份的的期期末末库库存存与与安安全全库库存存尽尽可可能能接接近近。。应用用举举例例：：方方案案1算算例例2001/2/21方案案1增增、、解解聘聘的的工工人人1月月2月月3月月4月月5月月6月月总总和和生产产需需求求量量（（根根据据表表））所需需生生产产时时间间（生生产产需需求求量量××5小小时时/件件））每月月工工作作天天数数每人人每每月月工工时时（工工作作天天数数××8小小时时/天天））所需需人人数数（生生产产时时间间÷÷每每人人每每月月工工时时））新增增工工人人数数（假假定定期期初初工工人人数数等等于于1月月份份的的53人人））招聘聘费费（（新新增增工工人人数数××$200））解聘聘人人数数解聘聘费费（（解解聘聘人人数数××$250））正常常人人工工成成本本（（所所需需生生产产时间间××$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(工作天天数×8小时/天×40人)实际生产产量（可用生生产时间间÷5小小时/件件）需求预测测量（根根据表））期末库存存（期初库库存+实实际产量量-需求求预测测测量）缺货损失失（缺货货件数××$5））安全库存存（根据据表）（正数））多余库库存（期末库库存-期期初库存存）库存费用用(多余余库存××$1.50））正常人工工成本（（×$4）1月2月月3月4月5月月6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应用举例例：分包包算例2001/2/21外包生产需求求量（根根据表））每月工作作天数可用生产产时间(工作天天数×8小时/天×25人)实际生产产量（可用时时间÷5小时/件）分包件数数（生产需需求量-实际产产量）分包成本本（分包包件数××$20）正常人工工成本（（所需生生产时间间×$4）1月2月月3月4月5月月6月总总和和1850224400880970$19400$176001425193800760665$13300$152001000214200840160$3200$1680085021420084010$200$168001150224400880270$5400$176001725204000800925$18500$16000$160000$160000应用举例例：加班班算例2001/2/21加班期初库存存每月工作作天数可用生产产时间固定生产产量（工工人38人）（可用生生产时间间÷5小小时/件件）需求预测测量（根根据表））加班前库库存量（期初库库存+固固定生产产-需求求预测量量），近近似整数数加班生产产件数加班成本本（$30/件）安全库存存（正数））多余库库存（加班前前库存量量-安全全库存））库存费用用正常人工工成本1月2月月3月4月5月月6月总总和和40022668813381800-6262$18604500$0$26752019577611551500-345345$103503750$0$231040216384127711001770$0275177$266$2553617721638412779005540$0225329$494$25536554226688133811007920$0275517$776$26752792206080121616004080$04008$12$24320$12210$1548$152000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—单单纯型型法——运运输输方法法线性规规划法法（LinearProgramming,LP）是采用用线性性规划划模型型来建建立实实际问问题的的数学学模型型，然然后求求问题题最优优解的的一种种广泛泛应用用的最最优化化方法法目标函数：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图解法法同学可可用单单纯形形法试试解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:某纸品品厂要要生产产糕点点盒，，表10-1是今后后6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/月/件；固定工工人工工资：：40元/天；加班工工资：：7元/小时；；转包成成本：：10/件；解雇成成本：：15/件；每每件加加工工工时：：1.6小时/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-----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；；It-----t月末库库存量量；St-----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各决策策变量量的成成本WtHtLtItPtStCtOt800100