《生产与运作管理》第六章综合计划与主生产计划

生产与运作管理综合计划与主生产计划6CHAPTER1生产运作管理模型输入待转化资源物料信息顾客输入转化资源设施员工顾客输入资源输出产品与服务改善计划与控制设计运作战略企业战略综合计划与主生产计划主要内容计划概论综合计划主生产计划能力计划计划层次战略计划长期（５年以上）战术计划营销计划目标市场竞争重点利润新产品财务计划资金筹集资金运用现金流预算作业计划短期（月、周、日、班）工程计划R&D产品设计工艺设计中期（１年）运作计划生产速率产品品种产品数量产品质量短期计划采购计划计划任务与责任高层长期计划（超过５年）R&D新产品计划资金运用设施选址/扩大运作经理中期计划（１年）销售计划生产计划与预算存货水平运作计划分析运作经理现场管理短期计划（月、日）工作分配订单处理工作排程责任计划任务三种生产计划综合生产计划Aggregate

Planning主生产计划计划MasterProductionSchedule,MPS物料需求计划MaterialsRequirementPlanning通常为1年3-18个月产品时间人员月具体产品生产数量相关需求生产计划时间计划内容综合生产计划(销售与运作计划）

（AggregatePlanning，S＆OP）对企业未来较长一段时间（一般为一年）资源和需求之间的平衡所作的概括性设想根据企业所拥有的生产能力和需求预测对企业未来较长时间内的产出内容、产出量、劳动力水平、库存控制等问题的决策性描述产品时间人员主生产计划（主生产排程）

（MasterProductionSchedule，MPS）要确定每一具体的最终产品在每一具体时间段内的生产数量时间段通常是以周为单位，在有些情况下，也可能是旬、日或月最终产品：主要指对于企业来说最终完成、要出厂的完成品，可以是直接用于消费的消费产品，也可以是作为其它企业的部件或配件。物料需求计划

（Materialrequirementplanning，MRP）分解MPS中的最终产品或项目，确定产品各级零部件制造或采购的数量、时间以及完工日期对这些物料的需求是相关的，不是独立的、随机的，不能应用独立需求库存控制方法。综合生产计划与主生产计划1,2001,500综合生产计划（扩音器的总生产量）10030075W扩音器450450500500150W扩音器100100100100240W扩音器主生产计划（每一型号扩音器的生产量）87654321周二月一月月份成本最小/利润最大满足顾客需求最小库存投资设施、设备的充分利用生产速率稳定化人员变动小综合计划的目标综合生产计划系统的环境综合计划竞争者行为原材料供应市场需求宏观经济环境生产组织活动库存水平现有劳动力水平现有能力外部能力（分包商）企业外部环境企业内部环境综合生产计划的输入与输出需求预测资源人员数量设备与设施外包加班存货水平成本基本生产成本延期交货成本存货持有成本雇佣/解雇成本加班成本外包成本计划的总成本各种计划指标产出存货人员雇佣外包计划预收订单综合计划关系图综合生产计划需求预测订单主生产计划MRP系统详细的作业排程外包存货可用原材料人力资源市场与需求研究与技术产品决策工艺计划与能力决策综合生产计划决策基本思路稳妥应变型调节能力（供给）运营主管的策略积极进取型刺激需求营销主管的策略稳妥应变型策略追赶策略（ChaseStrategy）调节生产速率和人员水平外包、加班、临时工平衡策略（LevelStrategy）不调节生产速率和人员水平调节库存、部分开工、拖欠订单、缺货混合策略（Mixedstrategy）调节库存、加班、人员小幅变动等结合使用综合生产计划策略平衡策略LevelStrategy追赶策略ChaseStrategy生产追随需求生产速率稳定混合策略（Mixedstrategy）追赶策略平衡策略需求生产需求生产速率速率图表法试算法（Trial&errorapproach）数学模型法运输模型（Transportationmethod）线性规划（LinearProgramming）相关系数模型（Managementcoefficientsmodel）模拟（Simulation）综合计划制定方法试算法案例－为CJ公司制定下6个月的生产计划成本期初存货：400件安全库存：月需求的25%现有员工：53人原料＄100/件库存持有成本＄1.50/件/月单位缺货成本＄5/件/月单位外包成本＄20/件（＄120外包成本减＄100所节省的物料成本）雇用及训练成本＄200/人解雇成本＄250/人人工小时5小时/件正常班成本＄4/小时加班成本＄6/小时需求与工作天月份一月二月三月四月五月六月总计需求预测1,8001,5001,1009001,1001,6008000件工作天221921212220125天试算法案例－－（1）一月二月三月四月五月六月期初存货400450375275225275需求预测1,8001,5001,1009001,1001,600安全库存

(0.25*需求预测)450375275225275400计划产量(需求预测

+安全库存

-期初存货)1,8501,4251,0008501,1501,725期末存货

(期初存货

+产量

-需求预测)450375275225275400把预测量转化成生产需求量预测通常是有误差的，为了更好地满足顾客的需求，经常建立安全库存计划产量=需求预测+安全库存－期初库存本例中安全库存为预测需求量的25%试算法案例－－（2）一月二月三月四月五月六月期初存货400450375275225275需求预测1,8001,5001,1009001,1001,600安全库存

(0.25*需求预测)450375275225275400计划产量(需求预测

+安全库存

-期初存货)1,8501,4251,0008501,1501,725期末存货

(期初存货

+产量

-需求预测)450375275225275400隐含假设：安全库存一直没有派上用处两者相等两者相等两者相等两者相等两者相等试算法案例－－（3）方案1：改变工人人数，每天固定工作8小时，使生产出来的产品数量恰好与产品需求一致。方案2：维持固定工人数，按未来6个月的平均需求进行生产。允许任务积压，即缺货可用下月生产量补足不允许任务积压，一旦缺货订货即被取消方案3：用固定的工人数在正常的时间内生产最小预测需求（4月），其他需求用分包的方式满足方案1：产量与订单相同

正常班每天工作8小时，但改变员工人数正常生产成本雇佣成本解雇成本无库存成本(因产量与订单相同，1月末起库存为0)无缺货成本无加班成本无外包成本试算法案例方案1：产量与订单相同

正常班每天工作8小时，但改变员工人数＊假设期初员工人数为第一个月的53名试算法案例一月二月三月四月五月六月总计计划产量1,8501,4251,0008501,1501,725所需人工小时数

(产量*5小时/件)9,2507,1255,0004,2505,7508,625每月工作天221921212220每月每人工作小时数（工作天*8小时/天）176152168168176160员工数（所需人工小时数

/每月每人工作小时数）534730253354新雇人员数*0000821雇用成本

(新雇人员数*$200)0000$1,600$4,200$5,800裁员数0617500裁员成本

(裁员数*$250)0$1,500$4,250$1,250$0$0$7,000直接人工成本

(所需人工小时数*$4)$37,00028,50020,00017,00023,00034,500160,000总成本$172,800方案2：人员数固定；以库存及缺货来调节

允许任务积压，即缺货可用下月生产量补足正常生产成本正常生产成本缺货成本库存成本第一月人员解雇或雇佣成本（考虑现有资源）库存不超过安全库存时，不计算库存成本固定工人数计算总生产需求量所需生产时间/单位工人总生产时间（8000件×5小时/件）/（125天×8小时/件）=40人试算法案例方案2：人员数固定；以库存及缺货来调节试算法案例方案2：人员数固定；以库存及缺货来调节

不允许任务积压，缺货即被取消订单正常生产成本缺货成本库存成本第一月人员解雇或雇佣成本（考虑现有资源）库存不超过安全库存时，不计算库存成本固定工人数计算总生产需求量所需生产时间/单位工人总生产时间（8000件×5小时/件）/（125天×8小时/件）=40人试算法案例方案2：人员数固定；以库存及缺货来调节员工人数为(8,000单位*5小时/单位)/(125工作天*8小时/天)=40人试算法案例方案3：产量固定为预测需求的最小量（4月份），

正常班固定员工人数，过量的需求由外包来处理员工人数=（850单位/月*6个月*5小时/单位）/（125工作天*8小时/工作天）=25人试算法案例三种方案的比较试算法案例运输表模型基本假设：每一单位计划期内正常生产能力、加班生产能力以及外协量均有一定限制；每一单位计划期的预测需求量是已知的；全部成本都与产量呈线性关系不允许生产任务积压基本模型计划方案计划期未用生产能力全部生产能力1234计划期期初库存0h

2h3hI01正常生产rr+hr+2hr+3hR1加班生产cc+hc+2hc+3hOT1外协ss+hs+2hs+3hS12正常生产rr+hr+2hR2加班生产cc+hc+2hOT2外协ss+hs+2hS23正常生产rr+hR3加班生产cc+hOT3外协ss+hS3需求D1D2D3D4+I4第一期正常生产满足第二期需求的单位产品成本第一期正常生产满足第一期需求的单位产品成本变量说明h:单位计划期内单位产品的库存成本r:单位产品的正常生产成本c:单位产品的加班生产成本s:单位产品的外协成本I0:第一期期初库存I4:第四期期末期望库存Rt:t期的正常生产能力OTt:t期的加班生产能力St:t期的外协生产能力Dt:t期的需求量运输表模型举例正常生产成本每件40元加班生产成本每件50元外协生产成本每件70元库存持有成本每件2元期初库存100单位要求在计划期3末预留库存150单位计划期123合计需求8001000600123正常生产能力700700700加班生产能力505050外协能力150150130运输表模型计划期1计划期2计划期３未用生产能力全部生产能力期初库存024100正常生产404244700加班50525450外协707274150正常生产X4042700加班X505250外协X7072150正常生产XX40700加班XX5050外协Xx70130总需求80010007502780计划期3计划期2

计划期11007005015070050150700501302780正常生产成本每件40元加班生产成本每件50元外协生产成本每件70元库存持有成本每件2元运输表模型计划期1计划期2计划期３未用生产能力全部生产能力期初库存024100正常生产404244700加班50525450外协707274150正常生产X4042700加班X505250外协X7072150正常生产XX40700加班XX5050外协Xx70130总需求8001000600+1502780计划期3计划期2

计划期110070050150700501507005013027801007007005050150501007005000000010000130230总成本＝700×40+50×52+50×72+700×40+50×50+150×70+700×40+50×50+150×2=10600综合计划（利用运输表制定的最后结果）计划期1计划期2计划期3合计期初库存1001000正常生产7007007002100加班505050150外协501500200需求8001000600期末库存1000150250总成本＝2100*40+150*50+200*70+250*2=10600综合计划中的三个基本变量Pt

第t期的生产数量It

第t期末的库存数量Dt

预测的第t期的需求数量总成本

两者的关系线性规划法例：设要为某一产品族制定一个综合计划，基本方针是不积压生产任务。每一工人每月可生产5000件产品，外协和加班都是可以选择的，但每月加班量不得超过正常工作量15％。设：

Dt：t月的需求(假定预先已知，不是变量)Wt：t月初可使用的工人人数

Ht：t月初聘用的工人人数

Lt；t月初解聘的工人人数

It：t月初的库存量

St：t月的外协生产量

Ot：t月的加班生产量

每月都可以得到下列的约束关系式：

Wt=Wt-1+Ht-Lt（人员的数量关系式）

It=It-1+5000Wt+Ot+St-Dt（库存量关系式）

Ot<0.15×（5000Wt）（加班量关系式）约束条件设：Cw；每个工人每月的正常工资

Ch：一个工人的聘用费用

Cl；一个工人的解聘费用

Ci：单件产品的月库存费用

Cs：单件产品的外协费用

Co：单件产品的加班生产费则成本最小的目标函数为：此问题可用LINDO软件求解

目标函数（成本最小，或利润最大）销售与运作计划的组织实施滚动计划周期大多数企业通过创建滚动计划周期来实现销售与运作计划的升级，确保与发展趋势相一致滚动计划周期要求企业每月或每季度对销售与运作计划进行升级滚动计划示意图上一期五年计划执行计划预订计划2007年2008年2009年2010年2011年计划修正因素差异分析客观条件变化企业战略调整新的五年计划执行计划预订计划2008年2009年2010年2011年2012年本年实际完成计划与实际差异实验先前练习以小组为单位预测实验中7－12周的需求根据预测结果，选择合适的方法制定实验中的综合计划方案主生产计划（MPS）要确定每一具体的最终产品在每一具体时间段内的生产数量。时间段通常是以周为单位，在有些情况下，也可能是旬、日或月。某自行车厂的MPS：单位10辆月1月2月3月周次123456789101112C型160160240240320320D型150150150150225225225225300300300300R型400400600600800800月产1，0001，5002，000主生产计划的制定程序已授权的综合生产计划MPS方案资源约束条件是否满足？批准下达MPS计划MRP粗能力计划（RCCP）YesNo制定MPS的基本模型计算现有库存量POH－－（1）决定MPS的生产量和生产时间－－（2）计算待分配库存－－（3）制定MPS的基本模型（1）计算现有库存量，ProjectedOn-HandInventory,

POH现有库存量=上一期的库存量一本期需求其中：本期需求＝“预计需求”与“顾客订货”两者中的最大者

制定MPS的基本模型（1）某单位想要为3型产品制订一个MPS。营销部预测，该产品4月份的需求为80个，5月份为160个。确定以周为单位的主生产计划制定MPS的基本模型（1）期初库存：4月5月45周次周次12345678需求预计2020202040404040顾客订货2315840000现有库存量MPS量现有库存＝来自上一期的存货量－本期需求3型产品的现有库存量45-23=22222-18生产批量：80制定MPS的基本模型（2）决定MPS的生产量和生产时间所制订的MPS的生产量和生产时间应保证现有库存量（POH）是非负的一旦POH有可能变负，就应通过MPS来使之补上，MPS生产时间的决定基准之一就在于此制定MPS的基本模型（1）期初库存：4月5月45周次周次12345678需求预计2020202040404040顾客订货2315840000现有库存量MPS量现有库存＝来自上一期的存货量－本期需求3型产品的现有库存量222-1880生产批量：80制定MPS的基本模型（2）周期初库存需求量是否缺货MPS量期末库存145-23否+0=2-20否+0=3-20是+=4-20否+0=5-40否+0=6-40是+=7-40否+0=8-40是+=3型产品MPS量的计算期末库存＝期初库存－需求量＋MPS量本期期初库存＝上期期末库存806280428042222224222262422422制定MPS的基本模型（2）期初库存：4月5月45周次周次12345678需求预计2020202040404040顾客订货2315840000现有库存量MPS量现有库存＝来自上一期的存货量－本期需求3型产品的MPS量一旦现有库存为负，需要加上一个MPS量222620080420204280422080-38-18-38生产批量：80制定MPS的基本模型（3）计算待分配库存Available-to-promiseinventory,ATP除已分配量外，可用来答应顾客在确切的时间内供货的产品数量未承诺的存货量，其可供承诺顾客之用ATP的计算只在第一周与以后有MPS量的各周进行ATP（第1周量）=期初库存+本周的MPS量-直至下一期（不包括该期）MPS量到达为止的全部订货量ATP（以后各周）：该周的MPS-该周至下一期MPS量到达为止的全部订货量制定MPS的基本模型（3）期初库存：4月5月45周次周次12345678需求预计2020202040404040顾客订货2315840000现有库存量MPS量ATP量3型产品的ATP量以后各周：MPS量-下一次MPS量到达前的全部订货量222620080420204280422080第一周：期初库存+本周MPS-下一次MPS量到达前的全部订货量ATP只对第一周和有MPS量的各周计算7688080生产批量：80制定MPS的基本模型（3）4月5月周次周次12345678ATP量76880803型的新订单订货量交货时间（周序号）是否接受152238532434154是7＞5是68＞38是68-38＞2468-38－24＜15第6周？否期初库存45生产批量804月5月周次周次12341234需求预测2020202040404040顾客订货232032438000现有库存量2225030-1030-1030MPS00800080080ATP268080注意：接受新订单后应重新计算顾客订货、现有库存量和ATP。制定MPS的基本模型（3）两个重要结论只要营销部门接受的订单数量未超过ATP量，且MPS量按时完成了生产，则决不会发生不按订单交货的情况。因为ATP量不是根据需求预测，而是根据实际订单数量来决定的。POH量是估计到了最坏情况的发生的，因为它是按照预计需求量和实际订货量之中的大数来计算的。如果POH出现了负值，计划人员就需要考虑改变MPS量，这与我们前面所述的MPS生产时间的决定基准是一致的。但在修改MPS计划之前，必须仔细分析这种情况出现的原因，以便正确地决定MPS的量。能力计划

（CapacityPlanning）粗能力计划(RCCP-Rough-CutCapacityPlanning）粗能力计划对应于主生产进度计划，用于核实MPS的可行性；它只证实MPS所需的一些主要资源和能力是否具备粗能力计划主要对关键工作中心的能力进行分析能力需求计划(CRP-CapacityRequirementPlanning)能力需求计划对应于物料需求计划，用于核实MRP是否可行，对每个加工中心的能力进行细致的计算，并与其可用能力进行比较，它对RCCP的不充分性予以补充粗生产能力计划综合因子法（MethodofOverallFactors）能力清单法（CapacityBill）资源描述法（ResourceProfiles）能力清单法案例（1）AB（1）C（2）D（4）E（1）F（1）计划周期1234MPS25252020关键工作中心3025201510额定能力(小时/周)3.02.05.514.05.5产品A的物料清单产品A的主生产计划关键资源的额定能力工作中心工作中心（WorkingCenter）是生产加工单元的统称。它是由一台或几台功能相同的设备，一个或多个工作人员，一个小组或一个工段，一个成组加工单元或一个装配场地等组成，甚至一个实际的车间也可作为一个工作中心工作中心定义定义示例示例在工厂中执行工序或作业的地点成为工作中心。在工厂中执行工序或作业的地点称为工作中心。工作中心类型

示例o单个工作中心

自动车床

17o工作中心组

车床厂o装配线

装配线

9o单个人

JohnDoeo班组

组

12工作中心类型

示例o单个工作中心

自动车床

17o工作中心组

车床厂o装配线

装配线

9o单个人JohnDoeo班组

组

12能力清单法案例（2）项目工序号关键工作中心单件加工时间(h)生产准备时间(h)平均批量单件准备时间(h)单件总时间(h)A10300.090.40200.02000.1100B10250.060.28400.00700.0670C10150.141.60800.02000.160020200.071.10800.01380.0838E10100.110.851000.00850.118520150.260.961000.00960.2696F10100.110.85800.01060.1206产品A的工艺路线及工时定额能力清单法案例（3）工作中心单件加工时间(h)单件生产准备时间(h)单件总时间（h）10152025300.220.540.140.060.090.01910.04960.02760.00700.02000.23910.58960.16760.06700.1100合计1.050.12331.1733项目计划周期关键工作中心123430252015102.751.684.1914.745.982.751.684.1914.745.982.201.343.3511.794.782.201.343.3511.794.78总工时29.3429.3423.4623.46产品A的能力清单产品A的能力需求计划能力清单法案例（4）项目计划周期关键工作中心能力分析123430需求负荷2.752.752.202.20总能力3.03.03.03.0能力超/欠0.250.250.800.80负荷率92%92%73%73%252015需求负荷14.7414.7411.7911.79总能力14.014.014.014.0能力超欠-0.74-0.74