[精选]第4章能力及综合生产计划(1).pptx

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1、Capacity PlanningCapacity PlanningAggregate PlanningAggregate Planning2001/2/21德信诚培训教材德信诚培训教材能力方案和综合生产方案能力方案和综合生产方案方案过程方案过程2001/2/21短期方案车间生产方案人员安排中期方案销售方案、生产与预算方案仓储方案、人员方案、合同长期方案企业目标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资源方案综合生产方案Aggregate需求预测Front endEngineBack end主生产方案MPS物料需求方案MPS车间作业方案PAC库存信息能力需求方案CR

2、P物资供给方案PM工业生产方案体系工业生产方案体系时间能力方案物料清单BOM工艺文件总生产方案在整个生产方案中的地位总生产方案在整个生产方案中的地位总生产方案在整个生产方案中的地位总生产方案在整个生产方案中的地位2001/2/21需求预测 订 单综合生产计划 Aggregate Planning 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生产能力度量力度量重要性重要性 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%：从194

3、81990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 超过时2001/2/21能力利用率能力利用率 确定需求与现有能力之差 制定候选的能力方案方案 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能力方案决策步骤能力方案决策步骤能力方案编制与管理技术能力方案编制与管理技术2001/2/21能力方案编制与管理技术能力方案与技术资源需求方案粗能力方案能力需求方案输入/输出控制相应的生产方案综合生产方案主生产方案物料需求方案车间作业管理负责人上层管理人员上层管理人员生产方案员车间方案员方案期长期中长期中期短期生产能力的调节生产能力的调节2001

4、/2/211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学习曲线学习曲线时间生产成本300100例：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。综合生产方案概述综合生产方案概述2001/2/21 综合生产方案的方案期为618个月 综合生产方案是主生产方案前制定的 主要目的：明确生产率、劳动力人数和当前库存 的最优组合 描述：在方案期内，每一时段t的需求预测 量为Ft,以最小化生产方案期内的成本为目 标，确定时段t=1,2,T的

5、产量P，库存量 It,劳动力水平Wt综合生产方案采取的策略综合生产方案采取的策略2001/2/21 追逐策略 当订货变动时，雇佣或解雇工人，使产量与订货相一致。稳定的劳动力水平变化的工作时间 通过柔性的工作方案或加班改变工作时间，进而改变产量 平准策略 可以用浮动的库存量、订单积压和减少销售来消化缺货与 剩余产品，保持稳定的劳动力数量与产出率。2001/2/21相关成本相关成本基本生产成本是方案期内生产某一产品的固定与变动成本，包括直接与间接劳动力成本，正常与加班工资。可变动的劳动力成本典型成本是雇佣、培训与解雇人员的成本。库存成本主要组成局部使库存占用资金的成本。延期交货成本包括由延期交货引

6、起的赶工生产成本、失去企业信誉和销售收入的损失。2001/2/21综合生产方案技术及例子分析综合生产方案技术及例子分析下面以满足CA&J公司的要求为例，说明如何利用电子表格方法比较四种策略。最后讨论应用线性规划的更复杂的方法。企业一般使用简单的试算法制定综合生产方案。试算法包括计算不同生产方案方案的成本，并从中选出最正确方案。电子表格软件会有助于这一方案过程。精确的方法如线性规划与仿真方案经常在电子表格软件中得到应用。在研究备选生产方案之前，一般将预测需求量转换为生产需求量，生产需求量包括了安全库存。2001/2/21应用举例应用举例第一阶段月库存为400件。由于需求预测是有误差的，CA&J公

7、司决定建立一个安全库存缓冲库存以减少缺货的可能性。本例中，安全库存为预测需求量的1/4。现在我们为CA&J公司制定生产方案。用一张电子表格对不同方案进行分析，以确定总成本最低的方案。1月2月3月4月5月6月总计每月工作天数 221921212220125安全库存月需求预测量的25%2001/2/21应用举例：需求预测应用举例：需求预测需求与工作天数预测需求 1800 1500 1100 900 1100 1600 8000库存期初库存 400件招聘与培训成本 200.00$/人库存成本1.50$/件月解聘费用 250.00$/人正常人工成本每天8小时 4.00$/小时2001/2/21应用举例

8、：费用应用举例：费用费用材料成本100.00$/件缺货损失5.00$/件月分包边际成本20.00$/件分包费用-材料费用单位产品加工时间 5小时/件加班人工成本1.5倍正常人工费用 6.00$/小时2001/2/21应用举例：生产需求应用举例：生产需求总生产方案需要数据期初库存需求预测量安全库存.25*需求预测量生产需求量需求预测量+安全库存-期初库存期末库存期初库存+生产需求量-需求预测量1月2月3月4月5月6月400180045018504504503752752252751500 11009001100 16004002752258502252751150 172540027510002

9、753751425375q 方案1增、解聘工人在需求量大时应多雇佣工人，在需求小时可以裁减工人。这种做法不一定永远可行，如对技术要求高的工种一般不能采取这种策略，因技术工人不是随时可以雇佣到的。另外，工人队伍不稳定也会引起产品质量下降和一系列的管理问题2001/2/21应用举例：方案应用举例：方案1 1、2 2q方案2库存调节在正常的工作时间内用固定人数的工人进行生产，以满足最小的预测需求量。就是通过库存来调节生产，而维持生产率和工人数量不变。当需求缺乏时，由于生产率不变，库存就会积累起来。当需求过大时，将利用库存来满足需求，库存就会减少。q 方案3 外包 维持正常工人不变，需求不能满足局部采

10、用外包解决，风险是：客户有可能被别人拿走。2001/2/21应用举例：方案应用举例：方案3 3、4 4q 方案4加班加点 在正常工作时间内用固定人数的工人进行生产，满足所有预测需求量。加班完成其余生产需求量。该方案中工人人数难以确定。但其目标是使6月份的期末库存与安全库存尽可能接近。应用举例：方案应用举例：方案1 1算例算例2001/2/21方案1 增、解聘的工人1月 2月 3月 4月 5月 6月 总和生产需求量根据表所需生产时间生产需求量5小时/件每月工作天数每人每月工时工作天数 8小时/天所需人数生产时间每人每月工时新增工人数假定期初工人数等于1月份的53人招聘费新增工人数$200解聘人数

11、解聘费解聘人数$250正常人工成本所需生产时间$41850925022176530$00$0$370001425712519152470$06$1500$285001000500021168300$017$4250$20000850425021168250$05$1250$170001150575022176338$16000$0$230017258625201605421$42000$0$34000$5800$7000$160000应用举例：库存算例应用举例：库存算例2001/2/21库存调节期初库存每月工作天数可用生产时间工作天数8小时/天40人实际生产量可用生产时间5小时/件需求预测量根

12、据表期末库存期初库存+实际产量-需求预测测量缺货损失缺货件数$5安全库存根据表正数多余库存期末库存-期初库存库存费用多余库存$1.50正常人工成本$41月 2月 3月 4月 5月 6月 总和400227040140818008$04500$0$28160819608012161500-276$13803750$0$24320-27621672013441100-32$1602750$0$26880-322167201344900412$0225187$281$2688041222704014081100720$0275445$688$2816072020640012801600400$0400

13、0$0$15600$1540$948$160000应用举例：分包算例应用举例：分包算例2001/2/21外包生产需求量根据表每月工作天数可用生产时间工作天数8小时/天25人实际生产量可用时间5小时/件分包件数生产需求量-实际产量分包成本分包件数$20正常人工成本所需生产时间$41月 2月 3月 4月 5月 6月 总和1850224400880970$19400$176001425193800760665$13300$152001000214200840160$3200$1680085021420084010$200$168001150224400880270$5400$176001725204

14、000800925$18500$16000$160000$160000应用举例：加班算例应用举例：加班算例2001/2/21加班期初库存每月工作天数可用生产时间固定生产量工人38人可用生产时间5小时/件需求预测量根据表加班前库存量期初库存+固定生产-需求预测量，近似整数加班生产件数加班成本$30/件安全库存正数多余库存加班前库存量-安全库存库存费用正常人工成本1月 2月 3月 4月 5月 6月 总和40022668813381800-6262$18604500$0$26752019577611551500-345345$103503750$0$231040216384127711001770$

15、0275177$266$2553617721638412779005540$0225329$494$25536554226688133811007920$0275517$776$26752792206080121616004080$04008$12$24320$12210$1548$152000应用举例：应用举例：4 4方案比较方案比较2001/2/21四个方案方案的比较新聘解聘多余库存缺货外包加班正常人工成本成本方案 1：新聘和解聘方案2库存调节方案3外包方案4加班5800700000001600001728000094815400016000016248800006000001000001

16、600000015480012210152000165758数学方法数学方法2001/2/21 线性规划一般模型 单纯型法 运输方法线性规划法Linear Programming,LP是采用线性规划模型来建立实际问题的数学模型，然后求问题最优解的一种广泛应用的最优化方法目标函数：约束条件：非负限制：线性规划例例：例：某厂生产x1和x2两种产品，需要的车间1、2的工时及成本如下表：产品及限制产品及限制 x1x1 x2 x2 限制限制 车间车间 1 1 20 20 15 15 100 100 车间车间2 2 2 2 3 3 15 15 利润利润 25 25 30 30 最大化最大化目标函数：max

17、 C=25x1+30 x2 约束条件：2x1+15x2=100 2x1+3x2 0 x20 图解法 同学可用单纯形法试解1010 2 4 6 8 108642020 x1+15x2=1002x1+3x2=15X1=2.5,x2=3.33线性规划的一般表示例例10-1:10-1:某纸品厂要生产糕点盒，表10-1是今后6个月的市场需求的预测；生产成本如下：库存费用：5元/月/件；固定工人工资：40元/天；加班工资：7元/小时；转包成本：10/件；解雇成本：15/件；每件加工工时：1.6小时/件。变量设定bbWt-t月劳动力数量；bbHt-t月份开始时新雇用的工人数；bbLt-t月份开始被解雇的工人

18、数；bbPt-t月份生产的产品数；bbIt-t月末库存量；bbSt-t月末缺货数；bbCt-t月份外包的产品数；bbOt-t月份超时数。各项费用计算结果 表10-6 各决策变量的成本 Wt Ht Lt It Pt St Ct Ot800 1000 1500 5 10 5 10 7固定工人每月工资：固定工人每月工资：5*8*20=8005*8*20=800新雇工人每月工资：新雇工人每月工资：6.25*8*20=10006.25*8*20=1000解雇工人每月工资：解雇工人每月工资：75*20=150075*20=1500目标函数S缺货数量；C外包数量；Q超时工时约束条件常人班工人每天5件，加班每

19、件5小时本月生产量+上月库存加本月外包=本月需求+是月缺货加本库存-本月缺货每一工人每月加班不超过10小时生产组织线性规划练习例题意：题意：某厂生产柴油机，某厂生产柴油机，1 1、2 2、3 3、4 4月的订货分别为台：月的订货分别为台：3000 3000，45004500，35003500，50005000。该厂正常生产能力为：该厂正常生产能力为：30003000台，成本每台为：台，成本每台为：50005000元；元；加班能力为：加班能力为：15001500台，每台另加台，每台另加15001500元；元；库存：库存：每台每月为：每台每月为：200200元。元。请写出目标函数和约束条件。提示：变量设置：xi-i月的正常产量；yi-i 月的加班生产量；zi-i月的库存第1月为库存。题 解:变量设定：xi-每月正常的生产量；yi-每月加班的生产量；zi-各月的库存量。i=1,2,3,4.Z1=0 目标函数：min C=5000 xi+6500 yi+200 zi约束条件：x1+y1-z2=3000;x2+y2-_z3+z2=4500;x3+y3+z3-z4=3500;x4+y4+z4=5000;0=xi=3000;0=yi=04方程相加等于4个月 订货量