综合生产计划

第4章综合生产计划主讲：赵林时间：2023.5第1页综合生产计划（AggregateProductionPlanning）Figure4.1FrameworkofProductionPlanningActivities第2页APP—基本概念：概述综合生产计划是生产制造活动前期工作，它属于公司一级管理层业务活动，主要内容包括计划期总产量计划与进度计划。计划期长度一般为一年，详细视生产特点而定，生产周期与需求波动周期较长者，计划其相对要长某些。反之，则短某些。该计划主要目标是合理利用公司生产资源。

第3页APP—基本概念：概述综合生产计划：将公司策略与生产能力转换为劳动力水平、库存量、产量等变量一种优化组合，使总成本最小。综合计划问题能够描述为：已知计划期内，每一时段t需求预测量为Ft，以最小化生产计划期内成本为目标，确定期段t=1,2,3…,T产量P，库存量It，劳动力水平Wt。第4页APP—基本概念：概述综合生产计划是针对产品群计划。主要目标：明确生产率、劳动力水平、目前库存和设备最优组合，确保在需要时能够得到有计划产品或服务。——合理利用公司生产资源。综合生产计划能够表述为：对公司将来较长一段时间（计划期）内生产资源和需求之间平衡所作构想，它要根据公司所拥有生产能力和需求预测对公司产出内容、生产速度、劳动力水平、库存投资等问题作概括性决策。第5页APP—基本概念：策略分析对于存在季节性需求或周期性需求产品，需求和生产能力往往不平衡，因此，能够通过两种方式管理：管理供应管理需求第6页APP—基本概念：策略分析供应管理策略：基本思绪是根据市场需求制定对应计划，即将预测市场需求视为给定条件，通过变化劳动力水平、生产时间或库存水平等来满足市场需求。1、追逐策略；2、稳定策略；3、外包策略；4、平准策略；第7页APP—基本概念：策略分析1、追逐策略是适时变化劳动力水平以适应需求变化一种策略。办法：当订货变动时，通过雇佣或解雇工人，使产量与订货相一致。条件：策略选择取决于劳动力成本。缺陷：经常变动员工数量，造成工人人心不稳；带来招聘、解聘或培训成本。第8页APP—基本概念：策略分析2、稳定策略保持劳动力水平稳定，通过适时地变化工作时间以适应需求变化一种策略。办法：通过柔性工作计划或加减班变化工作时间，以适应需求量变化。长处：劳动力人数相对稳定，无招聘/解聘或培训成本。缺陷：会产生诸如加班费等费用。第9页APP—基本概念：策略分析3、外包保持劳动力水平、生产时间稳定，将超出公司生产能力部分需求外包，间接提升公司生产能力。条件：解雇/雇佣成本高；加班成本很高；公司关键领域转移。缺陷：顾客流失4、平准策略利用调整库存、压缩订单积压和减少销售来消化缺货或剩下产品，保持稳定劳动力数量和产出率。以上策略综合应用。第10页APP—基本概念：策略分析需求管理策略：基本思绪是通过调整需求模式，影响、变化需求，调整对资源不平衡要求达成有效、低成本满足需求目标。1、导入互补产品：使产品需求“峰”“谷”错开，例如：生产拖拉机公司能够同步生产机动雪橇，从而确保发动机年内需求保持稳定。2、调整价格，刺激淡季需求：例如，羽绒服夏季促销；空调冬季促销。第11页APP—基本概念：策略分析对综合生产计划制定后要进行能力和负荷平衡分析工作。能力：主要是计算所有工作中心年所有生产能力。负荷：客户订单和需求预测得出生产负荷。第12页APP—基本概念：有关成本有关成本：基本生产成本：计划期内生产某一产品固定和变动成本，包括直接与间接劳动力成本，正常和加班工资。库存成本：库存占用资金等。延期交货成本与生产率有关变动成本：聘任或解雇员工成本外包成本人员和设备闲置成本兼职或临时工成本第13页4.2综合生产计划计算办法直观试算法易于理解掌握，最常用。定量数学办法线性规划办法、线性决策办法、搜索决策规则和目标规划办法。仿真办法第14页4.2.1直观试算法直观试算法直观试算法，又称“试误法”、“图表法”。面向复杂管理对象，人们很难找到优化办法来处理，于是通过直觉和经验得出一种办法。长处是简单直观，缺陷是往往只能取得局部最优解，无法取得全局最优解，计算成果往往只能采取一种单一策略。第15页4.2.1直观试算法基本步骤确定每一时段需求、安全库存量及期初库存水平；确定每一时段正常生产能力；确定加班、转包等生产能力；确定库存策略；计算劳动成本、库存成本、缺货成本、招聘和解聘成本、加班成本、外包成本等有关成本；初步设定几个可行方案；计算机每个方案总成本；寻找总成本最低方案。第16页4.2.1直观试算法例4-1CA&J公司要制定将来6个月产品群年度生产计划，已知6个月需求预测量、每个月实际工作天数等信息如表所示，每天正常工作时间为8h。请制定前6个月综合生产计划。第17页月份1月2月3月4月5月6月合计预测需求量/件180015001100900110016008000每个月工作天数221921212220125材料成本100.00元/件库存成本1.50元/件·月缺货损失5.00元/件·月外包成本（边际成本）20.00元/件招聘成本200.00元/人解聘成本250.00元/人单位产品加工时间5h/件正常人工成本（每天8h）4.00元/h加班人工成本6.00元/h期初库存400件安全库存/件月预测需求量25%第18页解：1、根据原始数据，计算每个月实际需求量（生产需求量）和每个月月末库存量。

实际需求量=预测需求量+安全库存量-期初库存量期末库存量=期初库存量+实际需求量-预测需求量月份1月2月3月4月5月6月期初库存量400需求预测量18001500110090011001600安全库存量实际需求量期末库存量45018504503751425375275100027522585022527511502754001725400450375275225225第19页2、初步设定4种策略（1）追逐策略：即满足需求量变化，以变化工人人数，每天工作时间8h。月份1月2月3月4月5月6月总和①实际需求量18501425100085011501725②所需生产时间(①×5h/件)③每个月工作天数221921212220④每人每个月工时(③×8h/d)⑤所需人数(②÷④)⑥招聘人数⑦招聘成本（⑥×200）⑧解聘人数⑨解聘成本（⑧×250）⑩正常人工成本（②×4）总成本

9250 71255000425057508625

176 152168168176160534730253354

0 000821

0000160042005800

0 6175000 150042501250007000

370002850020230170002300034500160000172800第20页2、初步设定4种策略（2）平准策略：即保持工人人数和工作时间不变，变动库存。 固定工人人数以计划期内平均每天所需人数计算：第21页2、初步设定4种策略（2）平准策略：即保持工人人数和工作时间不变，变动库存。月份1月2月3月4月5月6月总和①期初库存量400②每个月工作天数221921212220③可用生产时间④实际生产量⑤需求预测量⑥期末库存量⑦缺货成本⑧安全库存量⑨多出库存量⑩多出库存成本正常人工成本总成本70401408180080450002816015409481600001624888608012161500-27613803750024320-276672013441100-321602750026880-326720134490041202251872812688041270401408110072002754456672816072064001280160040004000025600第22页2、初步设定4种策略（3）外包策略：即将超出生产能力之外工作包出去，工人人数固定。生产能力能够用最小生产能力计算。 本题中，需求量最小是四月850，其他月份超出就用外包形式来满足，由最小预测量计算最少固定工人人数为：第23页2、初步设定4种策略（3）外包策略：月份1月2月3月4月5月6月总和①实际需求量18501425100085011501725②每个月工作天数221921212220③可用生产时间（②×8×25）④实际生产量⑤分包件数⑥分包成本⑦正常人工成本总成本

4400 38004200420044004000880 760840840880800

970665160102709251940013300320020054001850060000176001520016800168001760016000100000160000第24页2、初步设定4种策略（4）加班策略：即保持工人人数不变，通过加减班来变化能力。对于此策略，正常工人数很难计算。目标是使6月份期末库存量尽也许接近6月份安全库存量。通过进行反复试算，确定38人比较合适。第25页2、初步设定4种策略（4）加班策略：月份1月2月3月4月5月6月总和①期初库存量400②每个月工作天数221921212220③可用生产时间④固定生产量⑤需求预测量⑥加班前库存量⑦加班生产件数⑧加班成本⑨安全库存量⑩多出库存量库存费用正常人工成本总成本668813381800-6262186045000267521221012821520231654920577611551500-345345103503750023104063841277110017700275002553617763841277900554002253294942553655466881338110079200275517776267527926080121616004080040081224320第26页3、将4种策略进行比较成本策略1策略2策略3策略4正常人工成本160500160000100000152000加班人工成本00012210招聘成本5800000解聘成本7000000外包成本00600000库存成本094801281缺货成本0154000总成本173300162488160000165491第27页4、确定策略由成本比较表可知，策略3：外包策略总成本最小，故能够确定采取这种策略。在该策略中，将来6个月工人人数为25人，每个月安全库存和期末库存都能够确定。（——本题结束）第28页4.2.2综合生产计划数学办法1、线性规划办法线性规划能够应用于综合生产计划，其数学模型特点：目标函数：总成本最小。约束条件有：产品计划产量应不大于最高需求量；产品计划产量应高于最低需求量；多种资源限制：生产能力、人工能力、库存水平等；多种变量非负限制。第29页4.2.2综合生产计划数学办法例4-2生产计划问题。假设某厂计划生产甲、乙两种产品，现库存主要材料有A类3600kg，B类2000kg，C类3000kg。每件甲产品，需用材料A类9kg，B类4kg，C类3kg。每件乙产品，需用材料A类4kg，B类5kg，C类10kg。甲单位产品利润70元，乙单位产品利润120元。问如何安排生产，才能使该厂所获利润最大。第30页4.2.2综合生产计划数学办法解：设x1、x2分别为生产甲、乙产品件数，z为该厂所获总利润，则：第31页4.2.2综合生产计划数学办法例4-3对于某产品将来6个月需求预测量、每个月工作天数、成本如表所示。假设，产品单位生产成本为0，每天工作一种班次8h，单位产品生产时间为2天，期初人数为35人。求最优综合生产计划。月份1月2月3月4月5月6月预测需求量/件276033203970354031802900每个月工作天数212023212222单位产品生产成本CP=0.00元/件单位人工成本CW=120元/天·人招聘成本CH=450.00元/人解聘成本CL=250.00元/人库存成本CI=5.00元/件·周期单位产品加工时间2h/件期初人数35人第32页4.2.2综合生产计划数学办法解：建立线性规划数学模型时需要设定变量为： ①Pi（i=1,2,…,6）为每个月产品产量； ②Wi（i=1,2,…,6）为每个月工人数量； ③Hi（i=1,2,…,6）为每个月招聘人数； ④Li（i=1,2,…,6）为每个月解聘人数； ⑤Ii（i=1,2,…,6）为每个月库存量。 建立目标函数为：第33页4.2.2综合生产计划数学办法约束条件：①生产能力约束：②人工能力约束：第34页4.2.2综合生产计划数学办法约束条件：③库存平衡约束：④非负条件约束：第35页4.2.2综合生产计划数学办法2、运输办法综合计划应用运输办法假设条件:（1）每一计划期内，正常生产能力、加班生产能力和外包都有一定限制；（2）每一计划期内需要预测量为已知；（3）成本与产量之间关系是线性（一次）。

第36页计划期计划方案计划期未用生产能力可用生产能力1231正常CPCP+CICP+2CIPN1加班COCO+CICO+2CIPO1外包CWCW+CICW+2CIPW12正常CPCP+CIPN2加班COCO+CIPO2外包CWCW+CIPW23正常CPPN3加班COPO3外包CWPW3需求D1D2D3CI：单位产品每期库存成本CP：单位产品正常生产成本CO：单位产品加班生产成本CW：单位产品外包成本第37页4.2.2综合生产计划数学办法运输办法求解步骤：将成本、生产能力、需求数据填入表中；在第一列中寻找成本最低单元，并尽也许将生产任务分派给此单元，但不得超出该单元所在行生产能力和所在列需求；假如该列仍有未满足需求，反复第二步；在其后各单位计划期反复第二步、第三步。第38页4.2.2综合生产计划数学办法例：某DVD机生产厂家，生产DVD机需求预测、有关成本和生产能力数据如表所示，期初库存为500台，期末不留库存，任务不能延期。试做该厂家总生产计划。第39页4.2.2综合生产计划数学办法季度1234需求/台2000250015002500单位产品正常生产成本CP70元单位产品加班生产成本CO110元单位产品外包成本CW120元单位产品库存成本CI4元/季度季度生产能力1234正常生产/台150016007501600加班生产/台400400200400外包/台600600600600第40页计划期计划期未用生产能力可用生产能力1234期初库存5005001正常生产1500加班生产400外包6002正常生产1600加班生产400外包6003正常生产750加班生产200外包6004正常生产1600加班生产400外包600需求20002500150025009750150070747882110114118122120124128132707478110114