CHAP-06 生產(chǎn)運(yùn)作管理

1、第6章 總體(年度)生產(chǎn)方案 Aggregate Planning7/12/20221第1節(jié) 生產(chǎn)方案概論一、 生產(chǎn)方案的分類: 層次性、時(shí)間性層次性: 高層 戰(zhàn)略性生產(chǎn)方案 組織 中層 戰(zhàn)術(shù)性生產(chǎn)方案 基層 作業(yè)性生產(chǎn)方案 廠級生產(chǎn)方案產(chǎn)品級生產(chǎn)方案 對象 車間級生產(chǎn)方案零件級生產(chǎn)方案 班組級生產(chǎn)方案工序級生產(chǎn)方案時(shí)間性 長期生產(chǎn)方案 (35年) 中期生產(chǎn)方案 (1年左右) 短期生產(chǎn)方案 (月, 周, 日) 7/12/202221)、總體方案的特點(diǎn) 總體方案, 或稱年度生產(chǎn)方案、綜合方案, 一般是一個(gè)中期生產(chǎn)方案, 處理的對象以產(chǎn)品級為主. 總體方案是指導(dǎo)企業(yè)生產(chǎn)與其他活動安排的依據(jù). 總體

2、方案以需求預(yù)測作為輸入, 通過安排人力、物力、財(cái)力, 來滿足用戶的需求, 制定出經(jīng)濟(jì)合理的生產(chǎn)方案。二、總體生產(chǎn)方案7/12/202232)、生產(chǎn)方案指標(biāo)體系 我國企業(yè)在制定總體方案(年度生產(chǎn)方案)時(shí), 通常用一些指標(biāo)來表示, 稱為方案指標(biāo)體系. 國外的總體方案主要反映產(chǎn)品的出產(chǎn)進(jìn)度和數(shù)量, 而很少涉及產(chǎn)值。 這是與國內(nèi)大局部企業(yè)的年度方案不同之處。 產(chǎn)品品種指標(biāo) 產(chǎn)品產(chǎn)量指標(biāo) 產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo) 產(chǎn)值指標(biāo): 商品產(chǎn)值、總產(chǎn)值、凈產(chǎn)值 出產(chǎn)時(shí)間 二、總體生產(chǎn)方案7/12/202241)、生產(chǎn)能力的概念 生產(chǎn)能力, 是指企業(yè)的設(shè)備與設(shè)施(固定資產(chǎn)), 在一定時(shí)期內(nèi), 在先進(jìn)合理的技術(shù)組織條件下, 所能

3、生產(chǎn)一定種類產(chǎn)品的最大數(shù)量。 這是國內(nèi)常用的生產(chǎn)能力的概念。生產(chǎn)能力度量 (Measure of capacity)企業(yè)類型可用資源輸出物汽車制造業(yè)人工時(shí)間,機(jī)器時(shí)間輛(臺)/班鋼鐵公司高爐的尺寸噸/周石油化工煉油廠的規(guī)模加侖/天農(nóng)業(yè)耕地面積噸/年餐館桌子數(shù)進(jìn)餐人數(shù)/天劇院座位數(shù)上演場數(shù)/周零售營業(yè)面積, 收款臺營業(yè)額/天三、 生產(chǎn)能力7/12/20225 對于單一產(chǎn)品或效勞的企業(yè),生產(chǎn)能力的大小就用該中產(chǎn)品或效勞來表示就可以了,但對多品種生產(chǎn)和效勞的情況, 就比較復(fù)雜. 為此,人們設(shè)計(jì)出了表示生產(chǎn)能力的方法。具體產(chǎn)品表示法、代表產(chǎn)品表示法、假定產(chǎn)品表示法、生產(chǎn)時(shí)間表示法(Availabili

4、ty of output)。具體產(chǎn)品表示法代表產(chǎn)品表示法假定產(chǎn)品表示法2 )、生產(chǎn)能力的表示(measures of capacity)7/12/20226代表產(chǎn)品表示法： 在結(jié)構(gòu)與工藝相似的多品種的系列產(chǎn)品中,選擇產(chǎn)量與勞動量乘積最大的產(chǎn)品作為代表產(chǎn)品,將其他產(chǎn)品按勞動量換算為用代表產(chǎn)品表示的數(shù)量。例：品種年計(jì)劃產(chǎn)量（臺）單位產(chǎn)品臺時(shí)定額（小時(shí)）A5020B10030C12540D2580產(chǎn)品C為代表產(chǎn)品；A：50*（20/40)=25B: 100*(30/40)=75D: 25*(80/40)=507/12/20227假定產(chǎn)品表示法：品種年計(jì)劃產(chǎn)量（臺）單位產(chǎn)品臺時(shí)定額（小時(shí)）A5020B

5、10030C12540D2580 假定產(chǎn)品是實(shí)際上并不 存在的產(chǎn)品,只是為了結(jié)構(gòu)與工藝差異大的產(chǎn)品有一個(gè)統(tǒng)一的計(jì)量單位。例：產(chǎn)品C為代表產(chǎn)品；A：50*20/36.67=27B: 100*30/36.67=82C: 125*40/36.67=136D: 25*80/36.67=55假定產(chǎn)品臺時(shí)定額：7/12/20228臺時(shí)平衡產(chǎn)量平衡正常生產(chǎn)能力時(shí)間（季度）500001季度 2季度 3季度 4季度產(chǎn)量（臺）450006500055000350003)、生產(chǎn)能力與生產(chǎn)任務(wù)的平衡7/12/20229第2節(jié) 制定總體生產(chǎn)方案的技術(shù)和方法 制定總體方案, 就是要找出一個(gè)可行的生產(chǎn)方案, 這個(gè)方案應(yīng)該可

6、以根本平衡需求與供給之間的問題, 而且還應(yīng)以最低的本錢完成生產(chǎn)任務(wù).1、 總體方案處理范圍 需求和生產(chǎn)能力的平衡(Demand and Capacity) 總體方案的作用之一, 就是平衡需求與生產(chǎn)能力。 如果需求量與企業(yè)所具有的生產(chǎn)能力相差懸殊, 管理人員必須作出增加或減少生產(chǎn)能力的決策。 另外一個(gè)重要方面, 即使供需根本平衡, 管理人員仍然會面臨需求是否均勻的問題。7/12/2022102、總體生產(chǎn)方案的主要任務(wù)總體生產(chǎn)方案的主要任務(wù)： 滿足顧客需求（對總體生產(chǎn)方案來說主要是預(yù)測的需求）維持期末庫存的合理水平使總本錢盡量低（通過合理確定生產(chǎn)率水平和期末庫存水平）盡量使生產(chǎn)率保持恒定 7/12

7、/202211總體生產(chǎn)方案的本錢工程 3、總體生產(chǎn)方案考慮的本錢工程資源 人力/生產(chǎn)率 設(shè)施與設(shè)備需求預(yù)測勞動力變化的政策 轉(zhuǎn)包合同 加班 庫存水平/變化 缺貨成本 庫存持有成本 缺貨成本 招聘/解聘 加班費(fèi) 庫存變化 轉(zhuǎn)包合同的費(fèi)用7/12/202212 保持生產(chǎn)能力均勻的戰(zhàn)略(Level capacity strategy) ,均衡安排出產(chǎn)進(jìn)度。 追趕需求的戰(zhàn)略(Chase demand strategy) ,變動安排出產(chǎn)進(jìn)度。 混合戰(zhàn)略,折衷安排方式。 庫存需求4. 市場需求的波動性與生產(chǎn)穩(wěn)定性的矛盾處理策略7/12/202213確定每個(gè)時(shí)期的需求確定每個(gè)時(shí)期的能力(正常工作時(shí)間, 加班

8、時(shí)間, 轉(zhuǎn)包合同)確定企業(yè)的庫存策略確定正常工作時(shí)間、加班時(shí)間、轉(zhuǎn)包合同、庫存維持費(fèi)用、缺貨等的單位本錢(unit cost)制定方案方案并進(jìn)行本錢計(jì)算在可行的方案中, 選擇最令人滿意的。否則, 重新計(jì)算本錢,在進(jìn)行比較分析5、總體方案的制定程序7/12/202214 線性規(guī)劃 目標(biāo)規(guī)劃 線性決策準(zhǔn)則 模擬模型 試錯(cuò)法6、制定總體方案的方法7/12/202215 1、品種確實(shí)定 2、產(chǎn)量確實(shí)定一、 MTS企業(yè)生產(chǎn)方案的制定7/12/202216 3、處理非均勻需求的策略改變需求的策略： A 通過價(jià)格改變價(jià)格轉(zhuǎn)移需求 B 推遲交貨調(diào)整能力的方法 A 改變勞動力的數(shù)量 B 忙時(shí)加班加點(diǎn) C 利用半

9、時(shí)工人 D 利用庫存調(diào)節(jié) E 轉(zhuǎn)包一、 MTS企業(yè)生產(chǎn)方案的制定7/12/202217例：某公司產(chǎn)品的需求量隨季節(jié)不同而變化,現(xiàn)該公司準(zhǔn)備編制今后六個(gè)月的生產(chǎn)方案。對今后六個(gè)月的需求預(yù)測及每月工作天數(shù)見下表,其它數(shù)據(jù)如下：產(chǎn)品的材料費(fèi)用為100元/臺,庫存保管費(fèi)為1.5元/臺月, 缺貨損失為5元/臺/月, 如果想把產(chǎn)品轉(zhuǎn)包一些出去, 則轉(zhuǎn)包費(fèi)用為20元/臺, 招聘并培訓(xùn)一個(gè)工人的費(fèi)用為200元/人, 解聘一個(gè)工人的費(fèi)用為250元/人, 該產(chǎn)品的加工時(shí)間為5小時(shí)/臺, 正常工作時(shí)間內(nèi)的工時(shí)費(fèi)用為4元/小時(shí), 加班時(shí)間內(nèi)的工時(shí)費(fèi)用為6元/小時(shí), 生產(chǎn)開始時(shí)的期初庫存量為400臺, 另外,由于預(yù)測的

10、不確定性高, 另考慮有25%的平安庫存。 1180022215001931100214900215110022月份需求預(yù)測每月工作天數(shù)61600207/12/202218月份(1)期初庫存(2)需求預(yù)測(3)安全庫存 0.25(2)(4)計(jì)劃產(chǎn)量(2)+(3)-(1)(5)期末庫存(1)+(4)-(2)14001800450185045024501500375142537533751100275100027542759002258502255225110027511502756275160040017254008000初步生產(chǎn)方案 7/12/202219方案方案一：僅改變工人人數(shù)、按制度工作時(shí)

11、間生產(chǎn),每個(gè)月的投產(chǎn)量等于初步生產(chǎn)方案中安排的出產(chǎn)數(shù)量。 月份(1)計(jì)劃產(chǎn)量(2)所需生產(chǎn)時(shí)間(1) 5(3)每人每月工時(shí)(4)所需人數(shù)(2)(3)(5)新增工人(6)招聘費(fèi)用(5)200(7)解聘工人(8)解聘費(fèi)用(7)250(9)正常時(shí)間總費(fèi)用(2)4118509250176530-3700021425712515247006150028500310005000168300017425020000485042501682500512501700051150575017633816000023000617258625160542142000034500580070001600007/12/2

12、02220方案方案二：工人人數(shù)不變(假定有40名工人),僅改變庫存水平。 月份(1)期初庫存(2)能力工時(shí)(3)實(shí)際產(chǎn)量(2)5(4)需求預(yù)測(5)期末庫存(1)+(3)-(4)(6)缺貨數(shù)(7)缺貨費(fèi)用(6)5(8)安全庫存(9)超儲(5)-(8)(10)庫存費(fèi)用(11)正常時(shí)間總費(fèi)用14007040140818008 00450002816028608012161500-276276138037500243203-276672013441100-323216027500268804-326720134490041200225187281268805412704014081100720002

13、75445667281606720640012801600400004000 02560015409481600007/12/202221線性規(guī)劃求解總體方案月份123456需求量（件）276033203970354031802900工作日數(shù)212023212222某產(chǎn)品的需求預(yù)測及月工作日單位人工-時(shí)間產(chǎn)量： 4件/人-天7/12/202222設(shè)：Cp單位產(chǎn)品費(fèi)用; Cp=0 元/件Cw單位人工本錢; Cw=120 元/人-天CH招聘一個(gè)工人的費(fèi)用; CH= 450元/人CL解聘一個(gè)工人的費(fèi)用 ; CL= 600元/人CI維持單位產(chǎn)品一個(gè)周期的費(fèi)用。 CI=5元/件.周期P產(chǎn)品產(chǎn)量W工人數(shù)H

14、招聘人數(shù)L解聘人數(shù)I庫存量已知今后六個(gè)月的需求,求最優(yōu)的總體方案。7/12/202223模型:MIN = 2520 * W1 + 2400 * W2 + 2760 * W3 + 2520 * W4 + 2640 * W5 + 2640 * W6 + 450 * H1 + 450 * H2 + 450 * H3 + 450 * H4 + 450 * H5 + 450 * H6 + 600 * L1 + 600 * L2 + 600 * L3 + 600 * L4 + 600 * L5 + 600 * L6 + 5 * I1 + 5 * I2 + 5 * I3 + 5 * I4 + 5 * I5

15、+ 5 * I6;約束條件：1、生產(chǎn)能力的約束; P1 = 84*W1; （84是1月份一個(gè)工人提供的生產(chǎn)量,下同） P2 = 80*W2; P3 = 92*W3; P4 = 84*W4; P5 = 88*W5; P6 = 88*W6;21*12021*47/12/2022242、人工能力的約束;W1 = 35 + H1 - L1;W2 = W1 + H2 - L2;W3 = W2 + H3 - L3;W4 = W3 + H4 - L4;W5 = W4 + H5 - L5;W6 = W5 + H6 - L6;3、庫存平衡約束;I1 = + P1 - 2760;I2 =I1 + P2 - 332

16、0;I3 =I2 + P3 - 3970;I4 =I3 + P4 - 3540;I5 =I4 + P5 - 3180;I6 =I5 + P6 - 2900;4、非負(fù)條件的約束（此處略）將上述模型的數(shù)據(jù),輸入到優(yōu)化軟件中,即可得到最優(yōu)解。7/12/202225最后求得的最優(yōu)解月份 產(chǎn)量 庫存量 招聘人數(shù) 解聘人數(shù) 需要工人數(shù) 1 2940.000 180.0000 35.00000 2 3232.857 92.85714 5.410714 40.41071 3 3877.143 1.732143 42.14286 4 3540.000 42.14286 5 3180.000 6.006494 3

17、6.13636 6 2900.000 3.181818 32.95455 總費(fèi)用：600191.60元7/12/202226第3節(jié) 總體方案的分解-產(chǎn)品出產(chǎn)進(jìn)度方案1、 總體方案分解的含義 所謂總體方案的分解, 就是把年度生產(chǎn)方案進(jìn)一步細(xì)分, 根據(jù)庫存和可用人力工時(shí), 具體確定產(chǎn)品出產(chǎn)的數(shù)量和出產(chǎn)期. 在制定總體方案時(shí), 一般只考慮總的數(shù)量, 而不考慮現(xiàn)有庫存量, 這是分解方案與總體方案的主要區(qū)別。主生產(chǎn)方案(Master Production Scheduling) 總體方案分解的結(jié)果被稱為主生產(chǎn)方案(MPS), 國內(nèi)企業(yè)常稱之為產(chǎn)品出產(chǎn)進(jìn)度方案。7/12/202227MPS將總體方案（年度

18、方案）進(jìn)一步細(xì)化和落實(shí) 主生產(chǎn)方案（局部） 年度生產(chǎn)方案 時(shí)間柵格7/12/2022282、主生產(chǎn)方案的編制MPS的處理流程 MPS并不是把年度方案簡單平均分配到各個(gè)時(shí)間周期（周次）里去,而是要根據(jù)具體情況進(jìn)行再優(yōu)化、重新編制主生產(chǎn)方案。7/12/202229輸入 期初庫存 預(yù)測 用戶訂單制定主計(jì)劃 輸出 現(xiàn)有庫存 主生產(chǎn)計(jì)劃 待分配庫存 MPS的輸入與輸出 由上圖可以看出, MPS的輸入不完全就是年度方案,而是要考慮期初庫存、來自市場需求的預(yù)測、及用戶的訂單等。 MPS輸出主要有現(xiàn)有庫存、出產(chǎn)數(shù)量與進(jìn)度、待分配庫存等。7/12/202230例: 根據(jù)6, 7兩個(gè)月的用戶訂貨和需求預(yù)測的情況,

19、 制定出主生產(chǎn)方案（已知期初庫存為64）。期初庫存JuneJuly 6412345678需求預(yù)測3030303040404040用戶訂貨33201042現(xiàn)有庫存量MPS待分配庫存量7/12/202231期初庫存JuneJuly 641(當(dāng)前)2345678需求預(yù)測3030303040404040用戶訂貨33201042現(xiàn)有庫存量31=64-331=31-30-29=1-30MPS待分配庫存量 現(xiàn)有庫存: 是指每周的需求被滿足之后仍有的、可利用的庫存量。 現(xiàn)有庫存量=上期期末庫存量- 本期需求量 1）、計(jì)算現(xiàn)有庫存量(Projected on-hand Inventory)7/12/202232周次期初庫存需求量凈庫存MPS現(xiàn)有庫存12345