工業(yè)工程培訓能力及綜合生產計劃

1、2001/2/21能力計劃和綜合生產計劃能力計劃和綜合生產計劃計劃過程計劃過程2001/2/21短期計劃車間生產計劃人員安排中期計劃銷售計劃、生產與預算計劃倉儲計劃、人員計劃、合同長期計劃企業(yè)目標R&D、設備更新及定位三個月兩年5年或更長詳細程度2001/2/21資源計劃綜合生產計劃（Aggregate）需求預測Front endEngineBack end主生產計劃（MPS）物料需求計劃（MPS）車間作業(yè)計劃（PAC）庫存信息能力需求計劃（CRP）物資供應計劃（PM）工業(yè)生產計劃體系工業(yè)生產計劃體系時間能力計劃物料清單BOM工藝文件總生產計劃在整個生產計劃中的地總生產計劃在整個生產計

2、劃中的地位位2001/2/21需求預測 訂 單綜合生產計劃 Aggregate Planning 產品決策能力決策可獲的原材料外部能力主生產計劃生產能生產能力度量力度量重要性重要性 產出度量：如汽車廠年產100輛汽車 投入度量：可利用的設備臺數最大能力正常能力 過大浪費 過小不能滿足市場需要2001/2/21生產能力定義及重要性生產能力定義及重要性能力利用率=實際能力設計最大能力100%美國： 2001/2/21能力利用率能力利用率 確定需求與現(xiàn)有能力之差 制定候選的能力計劃方案 評價每個方案（定性和定量），做出抉擇 估計未來的能力需求2001/2/21能力計劃決策步驟能力計劃決策步驟能力計劃

3、編制與管理技能力計劃編制與管理技術術2001/2/21能力計劃編制與管理技術能力計劃與技術資源需求計劃粗能力計劃能力需求計劃輸入/輸出控制相應的生產計劃綜合生產計劃主生產計劃物料需求計劃車間作業(yè)管理負責人上層管理人員上層管理人員生產計劃員車間計劃員計劃期長期中長期中期短期生產能力的調節(jié)生產能力的調節(jié)2001/2/21（1）改變庫存水平（2）新聘，解聘來改變勞動力的數量（3）超時或減時來改變生產率（4）轉包：更高的工資，失去顧客的可能（5）聘用非工作日的工人：超市。餐館生產能力的調節(jié)2001/2/21學習曲線學習曲線時間生產成本300100例：美國道格拉飛機公司以勞動力為主明顯（如高科技）復雜產

4、品明顯kn=k1nbn-生產的數量；b-經驗指數。綜合生產計劃概綜合生產計劃概述述2001/2/21 綜合生產計劃的計劃期為618個月 綜合生產計劃是主生產計劃前制定的 主要目的：明確生產率、勞動力人數和當前庫存 的最優(yōu)組合 描述：在已知計劃期內，每一時段t的需求預測 量為Ft,以最小化生產計劃期內的成本為目 標，確定時段t=1,2,T的產量P，庫存量 It,勞動力水平Wt綜合生產計劃采取的策略綜合生產計劃采取的策略2001/2/21 追逐策略 當訂貨變動時，雇傭或解雇工人，使產量與訂貨相一致。 穩(wěn)定的勞動力水平變化的工作時間 通過柔性的工作計劃或加班改變工作時間，進而改變產量 平準策略 可以

5、用浮動的庫存量、訂單積壓和減少銷售來消化缺貨與 剩余產品，保持穩(wěn)定的勞動力數量與產出率。2001/2/21相關成本相關成本基本生產成本是計劃期內生產某一產品的固定與變動成本，包括直接與間接勞動力成本，正常與加班工資。 可變動的勞動力成本典型成本是雇傭、培訓與解雇人員的成本。 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成本、失去企業(yè)信譽和銷售收入的損失。2001/2/21綜合生產計劃技術及例子分綜合生產計劃技術及例子分析析下面以滿足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。最后討論應用線性規(guī)劃的更復雜的方法。企業(yè)一般使用簡單的

6、試算法制定綜合生產計劃。試算法包括計算不同生產計劃方案的成本，并從中選出最佳方案。電子表格軟件會有助于這一計劃過程。精確的方法如線性規(guī)劃與仿真計劃經常在電子表格軟件中得到應用。在研究備選生產計劃之前，一般將預測需求量轉換為生產需求量，生產需求量包括了安全庫存。2001/2/21應用舉例應用舉例第一階段月庫存為400件。由于需求預測是有誤差的，CA&J公司決定建立一個安全庫存（緩沖庫存）以減少缺貨的可能性。本例中，安全庫存為預測需求量的1/4?，F(xiàn)在我們?yōu)镃A&J公司制定生產計劃。用一張電子表格對不同方案進行分析，以確定總成本最低的方案。1月2月3月4月5月6月總計每月工作天數 2

7、21921212220125安全庫存月需求預測量的25%2001/2/21應用舉例：需求預測應用舉例：需求預測需求與工作天數預測需求 1800 1500 1100 900 1100 1600 8000庫存期初庫存 400件招聘與培訓成本 200.00$/人庫存成本1.50$/件月解聘費用 250.00$/人正常人工成本（每天8小時） 4.00$/小時2001/2/21應用舉例：費用應用舉例：費用費用材料成本100.00$/件缺貨損失5.00$/件月分包邊際成本20.00$/件（分包費用-材料費用）單位產品加工時間 5小時/件加班人工成本（1.5倍正常人工費用） 6.00$/小時2001/2/2

8、1應用舉例：生產需求應用舉例：生產需求總生產計劃需要數據期初庫存需求預測量安全庫存（.25*需求預測量）生產需求量（需求預測量+安全庫存-期初庫存）期末庫存（期初庫存+生產需求量-需求預測量）1月2月3月4月5月6月4001800450185045045037527522527515001100900110016004002752258502252751150172540027510002753751425375q 方案1增、解聘工人在需求量大時應多雇傭工人，在需求小時可以裁減工人。這種做法不一定永遠可行，如對技術要求高的工種一般不能采取這種策略，因技術工人不是隨時可以雇傭到的。另外，工人隊伍

9、不穩(wěn)定也會引起產品質量下降和一系列的管理問題2001/2/21應用舉例：方案應用舉例：方案1 1、2 2q方案2庫存調節(jié)在正常的工作時間內用固定人數的工人進行生產，以滿足最小的預測需求量。就是通過庫存來調節(jié)生產，而維持生產率和工人數量不變。當需求不足時，由于生產率不變，庫存就會積累起來。當需求過大時，將利用庫存來滿足需求，庫存就會減少。q 計劃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，風險是：客戶有可能被別人拿走。2001/2/21應用舉例：方案應用舉例：方案3 3、4 4q 計劃4加班加點 在正常工作時間內用固定人數的工人進行生產，滿足所有預測需求量。加班完成其余生產需求量。

10、該計劃中工人人數難以確定。但其目標是使6月份的期末庫存與安全庫存盡可能接近。應用舉例：方案應用舉例：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 總和生產需求量（根據表）所需生產時間（生產需求量5小時/件）每月工作天數每人每月工時（工作天數 8小時/天）所需人數（生產時間每人每月工時）新增工人數（假定期初工人數等于1月份的53人）招聘費（新增工人數$200）解聘人數解聘費（解聘人數$250）正常人工成本（所需生產時間$4）1850925022176530$00$0$370001425712519152470$06$1500$28500100050

11、0021168300$017$4250$20000850425021168250$05$1250$170001150575022176338$16000$0$230017258625201605421$42000$0$34000$5800$7000$160000應用舉例：庫存算例應用舉例：庫存算例2001/2/21庫存調節(jié)期初庫存每月工作天數可用生產時間(工作天數8小時/天40人)實際生產量（可用生產時間5小時/件）需求預測量（根據表）期末庫存（期初庫存+實際產量-需求預測測量）缺貨損失（缺貨件數$5）安全庫存（根據表）（正數）多余庫存（期末庫存-期初庫存）庫存費用(多余庫存$1.50）正常人

12、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$24320-27621672013441100-32$1602750$0$26880-322167201344900412$0225187$281$2688041222704014081100720$0275445$688$2816072020640012801600400$04000$0$15600$1540$948$160000應用舉例：分包算例應用舉例：分包算例2001/2/21外包生產需求量（根據表）每月工作

13、天數可用生產時間(工作天數8小時/天25人)實際生產量（可用時間5小時/件）分包件數（生產需求量-實際產量）分包成本（分包件數$20）正常人工成本（所需生產時間$4）1月 2月 3月 4月 5月 6月 總和1850224400880970$19400$176001425193800760665$13300$152001000214200840160$3200$1680085021420084010$200$168001150224400880270$5400$176001725204000800925$18500$16000$160000$160000應用舉例：加班算例應用舉例：加班算例200

14、1/2/21加班期初庫存每月工作天數可用生產時間固定生產量（工人38人）（可用生產時間5小時/件）需求預測量（根據表）加班前庫存量（期初庫存+固定生產-需求預測量），近似整數加班生產件數加班成本（$30/件）安全庫存（正數）多余庫存（加班前庫存量-安全庫存）庫存費用正常人工成本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$0225

15、329$494$25536554226688133811007920$0275517$776$26752792206080121616004080$04008$12$24320$12210$1548$152000應用舉例：應用舉例：4 4方案比較方案比較2001/2/21四個計劃方案的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庫存調節(jié)方案3外包方案4加班5800700000001600001728000094815400016000016248800006000001000001600000015480012210152000165758數學方法數學方法2001

16、/2/21 線性規(guī)劃一般模型 單純型法 運輸方法線性規(guī)劃法（Linear Programming, LP）是采用線性規(guī)劃模型來建立實際問題的數學模型，然后求問題最優(yōu)解的一種廣泛應用的最優(yōu)化方法目標函數：約束條件：非負限制：njjjXCZ1minmibXanjjjij,.,2 , 1 ,1njXj,.,2 , 1 , 0線性規(guī)劃例例：某廠生產x1和x2兩種產品，需要的車間1、2的工時及成本如下表：目標函數： max C = 25x1+30 x2 約束條件： 2x1+15x2 = 100 2x1+3x2 0 x20 圖解法圖解法 同學可用單純形法試解10 2 4 6 8 10 8642020 x1

17、+15x2 = 1002x1+3x2 =15X1=2.5,x2=3.33線性規(guī)劃的一般表示例10-1: 某紙品廠要生產糕點盒，表10-1是今后6個月的市場需求的預測；生產成本如下：庫存費用：5元/月/件；固定工人工資：40元/天；加班工資：7元/小時； 轉包成本：10/件；解雇成本：15/件； 每件加工工時：1.6小時/件。變量設定 Wt - t月勞動力數量； Ht - t月份開始時新雇用的工人數； Lt - t月份開始被解雇的工人數； Pt - t月份生產的產品數； It - t月末庫存量； St - t月末缺貨數； Ct - t月份外包的產品數； Ot - t月份超時數。各項費用計算結果

18、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：固定工人每月工資：5 5* *8 8* *20=80020=800新雇工人每月工資：新雇工人每月工資：6.256.25* *8 8* *20=100020=1000解雇工人每月工資：解雇工人每月工資：7575* *20=150020=1500目標函數nintnininittttttotalPILHWMinC1111110515001000800nininitttOCS1117105S缺貨數量；C外包數量；Q超時工時約束條件)210(1ttttLHWW)

19、310(5/100tttOWP) 410(11tttttttSISDCPI)510(10ttWO（常人班工人每天5件，加班每件5小時）（本月生產量+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）生產組織線性規(guī)劃練習例生產組織線性規(guī)劃練習例題意：請寫出目標函數和約束條件。提示： 變量設置： xi -i月的正常產量； yi -i 月的加班生產量； zi -i月的庫存（第1月為庫存）。題 解:變量設定：xi -每月正常的生產量；yi -每月加班的生產量； zi -各月的庫存量。i= 1, 2, 3, 4. Z1=0 目標函數：min C=5000 xi+

20、6500 yi+200 zi約束條件：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個月 訂貨量2001/2/21相關成本相關成本基本生產成本是計劃期內生產某一產品的固定與變動成本，包括直接與間接勞動力成本，正常與加班工資。 可變動的勞動力成本典型成本是雇傭、培訓與解雇人員的成本。 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成本、失去企業(yè)信譽和銷售收入的損失。在研究備選生產計劃之前，一般將預測需求量轉換為生產需求量，生產需求

21、量包括了安全庫存。2001/2/21應用舉例應用舉例第一階段月庫存為400件。由于需求預測是有誤差的，CA&J公司決定建立一個安全庫存（緩沖庫存）以減少缺貨的可能性。本例中，安全庫存為預測需求量的1/4?，F(xiàn)在我們?yōu)镃A&J公司制定生產計劃。用一張電子表格對不同方案進行分析，以確定總成本最低的方案。1月2月3月4月5月6月總計每月工作天數 221921212220125安全庫存月需求預測量的25%2001/2/21應用舉例：需求預測應用舉例：需求預測需求與工作天數預測需求 1800 1500 1100 900 1100 1600 8000庫存期初庫存 400件應用舉例：庫存算例應用舉例：庫存算例2001/2/21庫存調節(jié)期初庫存每月工作天數可用生產時間(工作天數8小時/天40人)實際生產量（可用生產時間5小時/件）需求預測量（根據表）期末庫存（期初庫存+實際產量-需求預測測量）缺貨損失（缺貨件數$5）安