工業(yè)工程綜合生產(chǎn)計(jì)劃課件

1、Capacity PlanningAggregate Planning2001/2/21機(jī)械工程學(xué)院 工業(yè)工程系能力計(jì)劃和綜合生產(chǎn)計(jì)劃計(jì)劃過程2001/2/21短期計(jì)劃車間生產(chǎn)計(jì)劃人員安排中期計(jì)劃銷售計(jì)劃、生產(chǎn)與預(yù)算計(jì)劃倉儲(chǔ)計(jì)劃、人員計(jì)劃、合同長期計(jì)劃企業(yè)目標(biāo)R&D、設(shè)備更新及定位三個(gè)月兩年5年或更長詳細(xì)程度2001/2/21資源計(jì)劃綜合生產(chǎn)計(jì)劃（Aggregate）需求預(yù)測Front endEngineBack end主生產(chǎn)計(jì)劃（MPS）物料需求計(jì)劃（MPS）車間作業(yè)計(jì)劃（PAC）庫存信息能力需求計(jì)劃（CRP）物資供應(yīng)計(jì)劃（PM）工業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃體系時(shí)間能力計(jì)劃物料清單BOM工藝文件總生產(chǎn)計(jì)劃在

2、整個(gè)生產(chǎn)計(jì)劃中的地位2001/2/21需求預(yù)測 訂 單綜合生產(chǎn)計(jì)劃 Aggregate Planning 產(chǎn)品決策能力決策可獲的原材料外部能力主生產(chǎn)計(jì)劃生產(chǎn)能力度量重要性 產(chǎn)出度量：如汽車廠年產(chǎn)100輛汽車 投入度量：可利用的設(shè)備臺(tái)數(shù)最大能力正常能力 過大浪費(fèi) 過小不能滿足市場需要2001/2/21生產(chǎn)能力定義及重要性能力利用率=實(shí)際能力設(shè)計(jì)最大能力100%美國： 從19481990平均利用率為82% 最高為91% (1960年經(jīng)濟(jì)景氣時(shí)) 最低為72% (1982年被日本超過時(shí))2001/2/21能力利用率 確定需求與現(xiàn)有能力之差 制定候選的能力計(jì)劃方案 評價(jià)每個(gè)方案（定性和定量），做出抉擇

3、 估計(jì)未來的能力需求2001/2/21能力計(jì)劃決策步驟能力計(jì)劃編制與管理技術(shù)2001/2/21能力計(jì)劃編制與管理技術(shù)能力計(jì)劃與技術(shù)資源需求計(jì)劃粗能力計(jì)劃能力需求計(jì)劃輸入/輸出控制相應(yīng)的生產(chǎn)計(jì)劃綜合生產(chǎn)計(jì)劃主生產(chǎn)計(jì)劃物料需求計(jì)劃車間作業(yè)管理負(fù)責(zé)人上層管理人員上層管理人員生產(chǎn)計(jì)劃員車間計(jì)劃員計(jì)劃期長期中長期中期短期生產(chǎn)能力的調(diào)節(jié)2001/2/21（1）改變庫存水平（2）新聘，解聘來改變勞動(dòng)力的數(shù)量（3）超時(shí)或減時(shí)來改變生產(chǎn)率（4）轉(zhuǎn)包：更高的工資，失去顧客的可能（5）聘用非工作日的工人：超市。餐館生產(chǎn)能力的調(diào)節(jié)2001/2/21學(xué)習(xí)曲線時(shí)間生產(chǎn)成本300100例：美國道格拉飛機(jī)公司以勞動(dòng)力為主明顯

4、（如高科技）復(fù)雜產(chǎn)品明顯kn=k1nbn-生產(chǎn)的數(shù)量；b-經(jīng)驗(yàn)指數(shù)。綜合生產(chǎn)計(jì)劃概述2001/2/21 綜合生產(chǎn)計(jì)劃的計(jì)劃期為618個(gè)月 綜合生產(chǎn)計(jì)劃是主生產(chǎn)計(jì)劃前制定的 主要目的：明確生產(chǎn)率、勞動(dòng)力人數(shù)和當(dāng)前庫存 的最優(yōu)組合 描述：在已知計(jì)劃期內(nèi)，每一時(shí)段t的需求預(yù)測 量為Ft,以最小化生產(chǎn)計(jì)劃期內(nèi)的成本為目 標(biāo)，確定時(shí)段t=1,2,T的產(chǎn)量P，庫存量 It,勞動(dòng)力水平Wt綜合生產(chǎn)計(jì)劃采取的策略2001/2/21 追逐策略 當(dāng)訂貨變動(dòng)時(shí)，雇傭或解雇工人，使產(chǎn)量與訂貨相一致。 穩(wěn)定的勞動(dòng)力水平變化的工作時(shí)間 通過柔性的工作計(jì)劃或加班改變工作時(shí)間，進(jìn)而改變產(chǎn)量 平準(zhǔn)策略 可以用浮動(dòng)的庫存量、訂單

5、積壓和減少銷售來消化缺貨與 剩余產(chǎn)品，保持穩(wěn)定的勞動(dòng)力數(shù)量與產(chǎn)出率。2001/2/21相關(guān)成本基本生產(chǎn)成本是計(jì)劃期內(nèi)生產(chǎn)某一產(chǎn)品的固定與變動(dòng)成本，包括直接與間接勞動(dòng)力成本，正常與加班工資。 可變動(dòng)的勞動(dòng)力成本典型成本是雇傭、培訓(xùn)與解雇人員的成本。 庫存成本主要組成部分使庫存占用資金的成本。 延期交貨成本包括由延期交貨引起的趕工生產(chǎn)成本、失去企業(yè)信譽(yù)和銷售收入的損失。2001/2/21綜合生產(chǎn)計(jì)劃技術(shù)及例子分析下面以滿足CA&J公司的要求為例，說明如何利用電子表格方法比較四種策略。最后討論應(yīng)用線性規(guī)劃的更復(fù)雜的方法。企業(yè)一般使用簡單的試算法制定綜合生產(chǎn)計(jì)劃。試算法包括計(jì)算不同生產(chǎn)計(jì)劃方案的成本，

6、并從中選出最佳方案。電子表格軟件會(huì)有助于這一計(jì)劃過程。精確的方法如線性規(guī)劃與仿真計(jì)劃經(jīng)常在電子表格軟件中得到應(yīng)用。在研究備選生產(chǎn)計(jì)劃之前，一般將預(yù)測需求量轉(zhuǎn)換為生產(chǎn)需求量，生產(chǎn)需求量包括了安全庫存。2001/2/21應(yīng)用舉例第一階段月庫存為400件。由于需求預(yù)測是有誤差的，CA&J公司決定建立一個(gè)安全庫存（緩沖庫存）以減少缺貨的可能性。本例中，安全庫存為預(yù)測需求量的1/4?，F(xiàn)在我們?yōu)镃A&J公司制定生產(chǎn)計(jì)劃。用一張電子表格對不同方案進(jìn)行分析，以確定總成本最低的方案。1月2月3月4月5月6月總計(jì)每月工作天數(shù) 221921212220125安全庫存月需求預(yù)測量的25%2001/2/21應(yīng)用舉例：需

7、求預(yù)測需求與工作天數(shù)預(yù)測需求 1800 1500 1100 900 1100 1600 8000庫存期初庫存 400件招聘與培訓(xùn)成本 200.00$/人庫存成本1.50$/件月解聘費(fèi)用 250.00$/人正常人工成本（每天8小時(shí)） 4.00$/小時(shí)2001/2/21應(yīng)用舉例：費(fèi)用費(fèi)用材料成本100.00$/件缺貨損失5.00$/件月分包邊際成本20.00$/件（分包費(fèi)用-材料費(fèi)用）單位產(chǎn)品加工時(shí)間 5小時(shí)/件加班人工成本（1.5倍正常人工費(fèi)用） 6.00$/小時(shí)2001/2/21應(yīng)用舉例：生產(chǎn)需求總生產(chǎn)計(jì)劃需要數(shù)據(jù)期初庫存需求預(yù)測量安全庫存（.25*需求預(yù)測量）生產(chǎn)需求量（需求預(yù)測量+安全庫存

8、-期初庫存）期末庫存（期初庫存+生產(chǎn)需求量-需求預(yù)測量）1月2月3月4月5月6月4001800450185045045037527522527515001100900110016004002752258502252751150172540027510002753751425375 方案1增、解聘工人在需求量大時(shí)應(yīng)多雇傭工人，在需求小時(shí)可以裁減工人。這種做法不一定永遠(yuǎn)可行，如對技術(shù)要求高的工種一般不能采取這種策略，因技術(shù)工人不是隨時(shí)可以雇傭到的。另外，工人隊(duì)伍不穩(wěn)定也會(huì)引起產(chǎn)品質(zhì)量下降和一系列的管理問題2001/2/21應(yīng)用舉例：方案1、2方案2庫存調(diào)節(jié)在正常的工作時(shí)間內(nèi)用固定人數(shù)的工人進(jìn)行生產(chǎn)

9、，以滿足最小的預(yù)測需求量。就是通過庫存來調(diào)節(jié)生產(chǎn)，而維持生產(chǎn)率和工人數(shù)量不變。當(dāng)需求不足時(shí)，由于生產(chǎn)率不變，庫存就會(huì)積累起來。當(dāng)需求過大時(shí)，將利用庫存來滿足需求，庫存就會(huì)減少。 計(jì)劃3 外包 維持正常工人不變，需求不能滿足部分采用外包解決，風(fēng)險(xiǎn)是：客戶有可能被別人拿走。2001/2/21應(yīng)用舉例：方案3、4 計(jì)劃4加班加點(diǎn) 在正常工作時(shí)間內(nèi)用固定人數(shù)的工人進(jìn)行生產(chǎn)，滿足所有預(yù)測需求量。加班完成其余生產(chǎn)需求量。該計(jì)劃中工人人數(shù)難以確定。但其目標(biāo)是使6月份的期末庫存與安全庫存盡可能接近。應(yīng)用舉例：方案1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 總和生產(chǎn)需求量（

10、根據(jù)表）所需生產(chǎn)時(shí)間（生產(chǎn)需求量5小時(shí)/件）每月工作天數(shù)每人每月工時(shí)（工作天數(shù) 8小時(shí)/天）所需人數(shù)（生產(chǎn)時(shí)間每人每月工時(shí)）新增工人數(shù)（假定期初工人數(shù)等于1月份的53人）招聘費(fèi)（新增工人數(shù)$200）解聘人數(shù)解聘費(fèi)（解聘人數(shù)$250）正常人工成本（所需生產(chǎn)時(shí)間$4）1850925022176530$00$0$370001425712519152470$06$1500$285001000500021168300$017$4250$20000850425021168250$05$1250$170001150575022176338$16000$0$230017258625201605421$4200

11、0$0$34000$5800$7000$160000應(yīng)用舉例：庫存算例2001/2/21庫存調(diào)節(jié)期初庫存每月工作天數(shù)可用生產(chǎn)時(shí)間(工作天數(shù)8小時(shí)/天40人)實(shí)際生產(chǎn)量（可用生產(chǎn)時(shí)間5小時(shí)/件）需求預(yù)測量（根據(jù)表）期末庫存（期初庫存+實(shí)際產(chǎn)量-需求預(yù)測測量）缺貨損失（缺貨件數(shù)$5）安全庫存（根據(jù)表）（正數(shù)）多余庫存（期末庫存-期初庫存）庫存費(fèi)用(多余庫存$1.50）正常人工成本（$4）1月 2月 3月 4月 5月 6月 總和400227040140818008$04500$0$28160819608012161500-276$13803750$0$24320-27621672013441100-

12、32$1602750$0$26880-322167201344900412$0225187$281$2688041222704014081100720$0275445$688$2816072020640012801600400$04000$0$15600$1540$948$160000應(yīng)用舉例：分包算例2001/2/21外包生產(chǎn)需求量（根據(jù)表）每月工作天數(shù)可用生產(chǎn)時(shí)間(工作天數(shù)8小時(shí)/天25人)實(shí)際生產(chǎn)量（可用時(shí)間5小時(shí)/件）分包件數(shù)（生產(chǎn)需求量-實(shí)際產(chǎn)量）分包成本（分包件數(shù)$20）正常人工成本（所需生產(chǎn)時(shí)間$4）1月 2月 3月 4月 5月 6月 總和1850224400880970$194

13、00$176001425193800760665$13300$152001000214200840160$3200$1680085021420084010$200$168001150224400880270$5400$176001725204000800925$18500$16000$160000$160000應(yīng)用舉例：加班算例2001/2/21加班期初庫存每月工作天數(shù)可用生產(chǎn)時(shí)間固定生產(chǎn)量（工人38人）（可用生產(chǎn)時(shí)間5小時(shí)/件）需求預(yù)測量（根據(jù)表）加班前庫存量（期初庫存+固定生產(chǎn)-需求預(yù)測量），近似整數(shù)加班生產(chǎn)件數(shù)加班成本（$30/件）安全庫存（正數(shù)）多余庫存（加班前庫存量-安全庫存）庫存費(fèi)

14、用正常人工成本1月 2月 3月 4月 5月 6月 總和40022668813381800-6262$18604500$0$26752019577611551500-345345$103503750$0$231040216384127711001770$0275177$266$2553617721638412779005540$0225329$494$25536554226688133811007920$0275517$776$26752792206080121616004080$04008$12$24320$12210$1548$152000應(yīng)用舉例：4方案比較2001/2/21四個(gè)計(jì)劃方案的

15、比較新聘解聘多余庫存缺貨外包加班正常人工成本成本方案 1：新聘和解聘方案2庫存調(diào)節(jié)方案3外包方案4加班5800700000001600001728000094815400016000016248800006000001000001600000015480012210152000165758數(shù)學(xué)方法2001/2/21 線性規(guī)劃一般模型 單純型法 運(yùn)輸方法線性規(guī)劃法（Linear Programming, LP）是采用線性規(guī)劃模型來建立實(shí)際問題的數(shù)學(xué)模型，然后求問題最優(yōu)解的一種廣泛應(yīng)用的最優(yōu)化方法目標(biāo)函數(shù)：約束條件：非負(fù)限制：線性規(guī)劃例例：某廠生產(chǎn)x1和x2兩種產(chǎn)品，需要的車間1、2的工時(shí)及成本如

16、下表：產(chǎn)品及限制 x1 x2 限制 車間 1 20 15 100 車間2 2 3 15 利潤 25 30 最大化目標(biāo)函數(shù)： max C = 25x1+30 x2 約束條件： 2x1+15x2 = 100 2x1+3x2 0 x20 圖解法 同學(xué)可用單純形法試解10 2 4 6 8 10 8642020 x1+15x2 = 1002x1+3x2 =15X1=2.5,x2=3.33線性規(guī)劃的一般表示例10-1: 某紙品廠要生產(chǎn)糕點(diǎn)盒，表10-1是今后6個(gè)月的市場需求的預(yù)測；生產(chǎn)成本如下：庫存費(fèi)用：5元/月/件；固定工人工資：40元/天；加班工資：7元/小時(shí)； 轉(zhuǎn)包成本：10/件；解雇成本：15/件

17、； 每件加工工時(shí)：1.6小時(shí)/件。變量設(shè)定Wt - t月勞動(dòng)力數(shù)量；Ht - t月份開始時(shí)新雇用的工人數(shù)；Lt - t月份開始被解雇的工人數(shù)；Pt - t月份生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)；It - t月末庫存量；St - t月末缺貨數(shù)；Ct - t月份外包的產(chǎn)品數(shù)；Ot - t月份超時(shí)數(shù)。各項(xiàng)費(fèi)用計(jì)算結(jié)果 表10-6 各決策變量的成本 Wt Ht Lt It Pt St Ct Ot800 1000 1500 5 10 5 10 7固定工人每月工資：5*8*20=800新雇工人每月工資：6.25*8*20=1000解雇工人每月工資：75*20=1500目標(biāo)函數(shù)S缺貨數(shù)量；C外包數(shù)量；Q超時(shí)工時(shí)約束條件（常人班工人每天5件，加班每件5小時(shí)）（本月生產(chǎn)量+上月庫存加本月外包=本月需求+是月缺貨加本庫存-本月缺貨）（每一工人每月加班不超過10小時(shí)）生產(chǎn)組織線性規(guī)劃練習(xí)例題意：某廠生產(chǎn)柴油機(jī)，1、2、3、4月的訂貨分別為（臺(tái)）： 3000，4500，3500，5000。該廠正常生產(chǎn)能力為：3000臺(tái)，成本每臺(tái)為：5000元； 加班能力為：1500臺(tái)，每臺(tái)另加1500元； 庫存： 每臺(tái)每月為：200元。請寫出目標(biāo)函數(shù)和