生產計劃
第七章 生產計劃
第一節(jié) 概述
第二節(jié) 處理非均勻需求的策略
第三節(jié) 生產大綱的制定
第四節(jié) 產品出產計劃的編制
第一節(jié) 概述
企業(yè)計劃的層次
生產計劃的層次
制定計劃的一般步驟及滾動式計劃方法
生產能力
一、企業(yè)計劃的層次
計劃的層次


戰(zhàn)略層

戰(zhàn)術層

作業(yè)層


企業(yè)計劃的層次（續(xù)）
不同層次計劃的特點
二、生產計劃的層次
生產計劃包括生產計劃大綱(Aggregate Planning，綜合計劃)、產品交付計劃(Master Schedule)和產品出產計劃(Master Production Schedule, MPS，一般譯成主生產計劃)，前者以假定產品為計劃對象，后兩者以具體產品和工礦配件為計劃對象。
生產計劃是戰(zhàn)術性計劃。生產作業(yè)計劃是生產計劃的執(zhí)行計劃，是指揮企業(yè)內部生產活動的計劃。
大型加工裝配式企業(yè) 包括：
廠級生產作業(yè)計劃
車間級生產作業(yè)計劃
生產計劃的層次及特征
生產計劃的層次（續(xù)）
生產計劃的層次及特征
三、制定計劃的一般步驟及滾動式計劃方法
制定計劃的一般步驟
滾動式計劃的編制方法

制定計劃的一般步驟及滾動式計劃方法（續(xù)）
滾動式計劃的編制方法如圖7-3所示
制定計劃的一般步驟及滾動式計劃方法（續(xù)）
滾動式計劃方法有以下優(yōu)點：
使計劃的嚴肅性和應變性都得到保證
提高了計劃的連續(xù)性
需要較大的工作量。但在電腦已經普及的今天，應該不是編制滾動式計劃的障礙。
四、生產能力
生產能力是指企業(yè)的設施，在一定時期(年、季、月)內，在先進合理的技術組織條件下所能生產一定種類產品的最大數量。
對于流程式生產，生產能力是一個準確而清晰的概念。
對于加工裝配式生產，生產能力則是一個模糊的概念。其中大量生產，品種單一，可用具體產品數表示;大批生產，品種數少，可用代表產品數表示;多品種、中小批量生產，則只能以假定產品(Pseudo-product)的產量來表示 。
生產能力（續(xù)）
生產能力有設計能力、查定能力和現實能力之分。
設計能力是建廠或擴建后應該達到的最大年產量；
查定能力是原設計能力已不能反映實際情況，重新調查核實的生產能力；
現實能力為計劃年度實際可達到的生產能力，是編制生產計劃的依據。
國外將生產能力分成固定能力(Fixed capacity)和可調整能力(Adjustable capacity)兩種，前者指固定資產所表示的能力，是生產能力的上限；后者是指以勞動力數量和每天工作時間和班次所表示的能力。

第二節(jié) 處理非均勻需求的策略
市場需求的起伏和波動是絕對的，而企業(yè)的生產能力又是相對穩(wěn)定的，要解決這個矛盾，就要研究處理非均勻需求的策略。
處理非均勻需求可以通過市場營銷的辦法，如變動價格、促銷、推遲交貨等；也可以通過生產運作的辦法，如加班加點、改變庫存等。
一、改變需求的辦法
1、通過改變價格轉移需求
通過價格差別轉移高峰需求，電話費 ，機票 ，過橋費 ，保齡球 等
2、推遲交貨
有失售的損失和失去顧客的危險
二、改變能力的辦法
1、改變勞動力數量
任務重的時候多雇職工，反之少雇職工
非專業(yè)性工作可行，反之不可行
解雇職工會受到法律限制和工會、職工的反對
職工為最重要的競爭資源，而不是一種可變成本
2、忙時加班加點，閑時培訓
容易實行，穩(wěn)定的職工隊伍、增加職工收入
使人厭倦、降低工作效率和質量，引起安全事故
閑時培訓 ，提高技能
3、利用半時職工
“鐘點工”

4、利用庫存調節(jié)
在制造業(yè)多采取利用庫存調節(jié)生產的辦法。如圖7-4所示，市場需求如圖中粗線所示，是波動的，而生產能力在一定時期是確定不變的。如果從總量上講，生產能力與負荷是平衡的，為了使生產能力在一定時間滿足任務的需要，可以利用庫存來調節(jié)生產。
需求 需求率


庫存減少
庫存增加 生產率


0 t1 t2 t3 時間
圖7-4 通過改變庫存水平來吸收需求波動
改變能力的辦法（續(xù)）
上圖中，當生產率和需求率相等時(在區(qū)間0-t1和 >t3)，庫存不變；當需求小于能力時(在區(qū)間t1-t2)，由于生產率不變，庫存量就會上升；當需求大于能力時(在區(qū)間t2-t3)，將消耗庫存來滿足需要，庫存就會減少。這種策略可以不必按最高生產負荷配備生產能力，節(jié)約了固定資產投資，是處理非均勻需求的常用策略。成品庫存的作用好比是水庫，可以蓄水和供水，既防旱又防澇，保證水位正常。但是，通過改變庫存水平來適應市場的波動，會產生維持庫存費；同時，庫存也破壞了生產的準時性，掩蓋了管理問題。對純勞務性生產，不能采用這種策略。

5、轉包(Subcontracting)
擴大了本企業(yè)的能力
可能影響交貨期和質量問題，喪失部分控制權，而且會損失一部分收益。
環(huán)境及企業(yè)自身條件決定了必須借用“他山之石”

6、改變“自制還是外購”的決策
如果能力不夠，變某些自制產品或零部件為外購；如果能力有富余，變某些外購產品或零部件為自制。前提是市場可以提供所需的產品或零部件和本企業(yè)有能力制造原先確定為外購的產品或零部件。
第三節(jié) 生產大綱的制定
生產大綱的制定過程
制定生產大綱的方法
服務業(yè)的綜合計劃的特點

一、生產大綱的制定
二、制定生產大綱的方法
正規(guī)的數學方法，如線性規(guī)劃法、線性決策法則(Linear Decision Rule)等
非正規(guī)的方法，如反復試驗法(The Trial-and-Error Method)

反復試驗法
從生產運作方面考慮，有三種純策略來處理非均勻需求：改變庫存水平、改變職工的數量和改變生產率(Production rate)。三種純策略可以任意組合成無數混合策略。比如，可以將改變工人的數量與改變庫存水平結合起來?；旌喜呗砸话阋燃儾呗孕Ч?。究竟采用什么樣的策略，一般要通過反復試驗。
以一個例子說明如何應用反復試驗法：

制定生產大綱的方法（續(xù)）
例 某公司將預測的市場需求轉化為生產需求，如表7-4所示。該產品每件需20小時加工，工人每天工作8小時。招收工人需廣告費、考試費和培養(yǎng)費，折合雇一個工人需300元，裁減一個工人需付解雇費200元。假設生產中無廢品和返工。為了應付需求波動，有1000件產品作為安全庫存。單位維持庫存費為6 元/件.月。設每年的需求類型相同。因此在計劃年度開始時的工人數等于計劃年度結束時的工人數。相應地，庫存量也近似相等?，F比較以下不同的策略下的費用。


1、僅改變工人的數量　采取這種純策略需假定隨時可以雇到工人，這
種策略可見表7-5，總費用為200,000元。
維持1000件安全庫存需1000×6×12=72,000元。
總費用 128,000+72,000 = 200,000 元。

2、僅改變庫存水平 這種策略需允許晚交貨。由于252天內需生產24200件產品，則平均每個工作日生96.03件，需96.03×20=1920.63小時，每天需工人1920.63÷8=240. 08人。取241人，則每天平均生產241×8÷20=96.4件產品。僅改變庫存水平的策略如表7-6所示?？傎M用為209,253元。


3、一種混合策略　混合策略可以多種多樣。考慮到需求的變化，在前一段時間采取相對低的均勻生產率，在后一段時間采取相對高的均勻生產率。生產率的改變不是通過加班加點，而是通過變更工人的數量。4月初需生產1600件，每天需生產76.19件。設前一段時間采用每天80件的生產率，則每天需80×20÷8=200工人。生產到8月底，累計109天生產了109×80=8720件。在余下(252-109)＝143天內。要生產 (24200-8720)＝15480件產品，平均每天生產15480÷143=108.25件，需108.25×20÷8=270.6人，取271人。因此，9月初要雇71人，每天可生產271×8÷20=108.4件產品。年末再裁減71人。這種混合策略的總費用為179,275元 (表7-7)。


三、服務業(yè)的綜合計劃的特點
純服務不能使用改變庫存的策略，服務能力若得不到利用則會浪費掉，如酒店、飛機 。
服務業(yè)的需求更難預計，有的必須提供及時服務，如救火和急診 。
服務業(yè)的能力難以預計，與顧客直接接觸，服務效率受到不同程度的影響。
從事服務業(yè)勞動力的柔性比制造業(yè)大，一專多能。
顧客自我服務，如自助餐，是一種解決服務能力與需求平衡的辦法；但在有些方面行不通，如理發(fā)、鑲牙等服務活動。

第四節(jié) 產品出產計劃的編制
從生產大綱到產品出產計劃
備貨型生產企業(yè)產品出產計劃的制定
MTO企業(yè)年度生產計劃的確定

一、從生產大綱到產品出產計劃
生產大綱或綜合計劃不涉及具體產品，不能直接用于指揮生產活動。必須將假定產品或代表產品轉換成具體產品，將綜合計劃變成產品交付計劃和產品出產計劃。
產品交付計劃規(guī)定了要向顧客交付的產品的具體型號規(guī)格和交付時間，產品出產計劃規(guī)定了要出產的產品的具體型號、規(guī)格和出產時間。產品出產計劃是物料需求計劃(Material Requirements Planning，MRP)的主要輸入。
通過MRP處理，對具體產品的需求就會變成對構成產品的零部件和原材料的需求，使計劃得以執(zhí)行。
通過下例說明如何將綜合計劃變成產品交付計劃。


例 經過反復試驗法，得出某電視機廠一季度要提供的彩電的數量，如表7-8所示。綜合計劃以假定產品為單位：1月份提供200臺，2月份提供300臺，3月份提供400臺；將其變成具體產品，就構成產品交付計劃。具體產品合計數等于假定產品數。
在每個月，將交付數量減去相應月份的成品庫存加上相應月份顧客需要提走的數量，便可計算出每個月需要產出的數量，由此就生成了產品出產計劃。

二、備貨型生產企業(yè)產品出產計劃的制定
備貨型生產企業(yè)編制生產計劃的核心內容是確定品種和產量 ，備貨型生產無交貨期設置問題 ，大批和中批生產一般是備貨型生產。
1、品種的確定
確定品種可以采取收入利潤順序法。收入利潤順序法是將生產的多種產品按銷售收入和利潤排序，并將其繪在收入利潤圖上，表7-9所示的8種產品的收入和利潤順序，可繪在圖7-6上。

利潤大小順序
8 F

7 G
D
6
5
E
4

3 H
B
2
A
1

C

1 2 3 4 5 6 7 8
收入大小順序
圖7-6 收入-利潤次序圖


銷售收入高，利潤也大的產品，即處于圖7-6左下角的產品，應該生產。相反，對于處于圖7-6右上角的產品，需要作進一步分析。其中很重要的因素是產品生命周期。除了考慮產品生命周期因素以外，還可能有其它因素，如質量不好，則需提高產品質量。
　　 一般來說，銷售收入高的產品，利潤也高，即產品應在對角線上，對于處于對角線上方的產品，如D和F，說明其利潤比正常的少，是售價低了，還是成本高了？需要考慮。反之，處于對角線下方的產品，如C和H，利潤比正常的高，可能由于成本低所致?？梢钥紤]增加銷售量，以增加銷售收入。


2、產量的確定
品種確定之后，確定每個品種的產量，可以采用線性規(guī)劃方法。利用線性規(guī)劃，可求得在一組資源約束下(生產能力、原材料、動力等)，各種產品的產量，使利潤最大。例如有n種產品品種，m種資源約束，可采用以下形式的線性規(guī)劃來優(yōu)化：
　　　　Max Z＝∑（ri-Ci）xi
滿足： ∑aikxi≤bk k=1,2,3,……,m
xi≤Ui xi≥Li,Li≥0 i=1,2,……,n
　　　 式中，xi ─ 產品i的產量；bk ─ 資源k的數量；
　　　　　　　aik─ 生產一個單位產品i需資源k的數量；
　　　　　　　 Ui ─ 產品i最大潛在銷售量(通過預測得到)；
　　　　 Li ─ 產品i的最小生產量；ri ─ 產品i的單價；
　　　　　　　 Ci ─ 產品i的單位可變成本。
　　線性規(guī)劃可用單純形法求解。
3、產品出產計劃的編制
不同的生產類型有不同的特點，在編制產品出產計劃的方法上也有一定差別。
1) 大量大批生產企業(yè), 品種少，產量大，生產的重復程度高，典型的備貨型生產，其生產的直接目標是補充成品庫存?？梢圆捎酶淖儙齑嫠降牟呗?。分配各季各月產量的方式：
①均勻分配方式。將全年計劃產量按平均日產量分配給各月。這種方式適用于需求穩(wěn)定，生產自動化程度較高的情況。
②均勻遞增分配方式。將全年計劃產量按勞動生產率每季(或每月)平均增長率，分配到各月生產。這種方式適用于需求逐步增加，企業(yè)生產率穩(wěn)步提高的情況。
③拋物線遞增分配方式。將全年產量按開始增長較快，以后逐漸緩慢的遞增方式安排各月任務。



2) 成批生產企業(yè),品種較多，各種產品產量多少相差較大，不能采用大量大批生產企業(yè)的方式安排生產。具體方法有：
①對于訂有合同的產品，要按合同規(guī)定的數量與交貨期安排，以減少庫存。
　　 ②對于產量大，季節(jié)性需求變動小的產品，可按“細水長流”方式安排。
③對于產量小的產品，要權衡庫存費用與生產準備費用，確定投產批量，做到經濟合理。
④同一系列中不同規(guī)格的產品，當產量較少時，盡可能安排在同一時期內生產，這樣可以集中組織通用件的生產。

　　
三、MTO企業(yè)年度生產計劃的確定
單件小批生產與大量大批生產低成本、高效率與高質量的特點不同，以其產品的創(chuàng)新性與獨特性，在市場中牢牢地站穩(wěn)了腳跟。其原因主要有三個 ：
①專用設備的生產
②產品生命周期越來越短，新產品層出不窮在研究與試制階段，只能是單件小批生產方式。
③大型生產資料的生產，如大型船舶、電站鍋爐、化工煉油設備、汽車廠的流水線生產設備等 。
單件小批生產，由于訂單到達具有隨機性，產品往往又是一次性需求，決定了生產大綱、作業(yè)計劃的編制和接受訂貨決策息息相關。



2、 品種、價格與交貨期的確定
1) 品種的確定
　　 對于訂單的處理，除了前面講的即時選擇的方法外，有時還可將一段時間內接到的訂單累積起來再作處理，這樣做的好處是，可以對訂單進行優(yōu)選。
　　 對于小批生產也可用線性規(guī)劃方法確定生產的品種與數量。對于單件生產，無所謂產量問題，可采用0-1型整數規(guī)劃來確定要接受的品種。例如，已接到A、B和C三種訂貨，其加工時間和可獲利潤如表7-10所示，能力工時為40個時間單位，應該接受哪些品種最有利？這是一個0-1型整數規(guī)劃問題。決策變量取0，表示該品種不生產；取1，表示生產。其數學模型為：
Max　10Xa+13Xb+25Xc
滿足:12Xa+Xb+Xc≤40
Xa,Xb,Xc=0或1

0-1型整數規(guī)劃的解法十分復雜，對于n個品種，有2n種組合情況。對于規(guī)模較大的實例，在正常的時間范圍內是得不到最優(yōu)解的。因此，需要采用啟發(fā)式算法。有一種啟發(fā)式算法是按（利潤/加工時間）的值從大到小排序，即優(yōu)先考慮單位加工時間的利潤最大的任務。對本例：
　　A ：10/12=0.83 B ：13/8=1.63 C ：25/25=1.
于是，得到優(yōu)選順序為B－C－A。選擇B，余下能力工時為32； 再選擇C，余下能力工時為7，不足以加工產品A。只能選擇B和C， 結果獲利38。

0-1型整數規(guī)劃問題的一般形式為：
Max ∑pixi
　　滿足　 ∑tijxi　 ≤ cj
　　　　　 xi＝ 0或1；
　　　　　 i＝1,2,…,m;j＝1,2,…,n.
式中，pi ─ 產品i的單位利潤；
　　　　　tij─ 單位產品i對資源j的需要量
　　　　　ci ─　j種資源可供量。
2) 價格的確定
成本導向法
以產品成本作為定價的基本依據，加上適當的利潤及應納稅金、得出產品價格的一種定價方法。這是從生產廠家的角度出發(fā)的定價法，其優(yōu)點是可以保證所發(fā)生的成本得到補償。但是，這種方法忽視了市場競爭與供求關系的影響，在供求基本平衡的條件下比較適用。
市場導向法
按市場行情定價，然后再推算成本應控制的范圍。按市場行情，主要是看具有同樣或類似功能產品的價格分布情況，然后再根據本企業(yè)產品的特點，確定顧客可以接受的價格。按此價格來控制成本，使成本不超過某一限度，并盡可能小。
單件小批生產的機械產品，一般采用成本導向定價法。首次生產的產品，往往采取類比的方法來定價。


3) 交貨期的確定
常用的交貨期設置方法 ：
(1) CON(Constant)：di=ri+k
式中,di─ 產品(工件)i的完工期限；
ri─ 產品(工件)i的到達時間或準備就緒時間
k─ 固定常量,對所有產品都一樣,經驗決定
　　CON法建立在所有產品從接受訂貨后的生產技術準
備與生產制造所花的時間都是一樣假設的基礎上。
顯然，這是一種比較粗略的處理方法。
(2) RAN(Random)：di=ri+ei
式中, ei─ 隨機數。其余符號同前。
RAN法是指交貨期是按顧客要求決定的，因而具有
隨機性。完全按顧客要求定交貨期的情況也較少。


(3) TWK(Total work content):di=ri+kpi
式中, k─ 系數,由經驗確定,一般取3～8;
pi─ 產品(工件)i的總工作量。其余符號同前
　 TWK法考慮了不同產品的工作量，在實際上用得較多
(4) SLK(Slack): di=ri+pi+k
式中,k ─ 固定常量。
SLK法與CON法不同之處是將產品的總工作量分離出來
體現了不同產品之間的差別。
(5) NOP(Number of operations):di=ri+kni
式中,ni─ 產品(工件)i的工序數。其余符號同前。
　 NOP法實際上是認為排隊時間是主要的。
對于單件小批量生產，由于產品的獨特性，生產
技術準備周期和制造周期也難以估計。因此，統(tǒng)計方
法一直是最廣泛使用的方法。


生產計劃