生产计划
第七章 生产计划
第一节 概述
第二节 处理非均匀需求的策略
第三节 生产大纲的制定
第四节 产品出产计划的编制
第一节 概述
企业计划的层次
生产计划的层次
制定计划的一般步骤及滚动式计划方法
生产能力
一、企业计划的层次
计划的层次


战略层

战术层

作业层


企业计划的层次（续）
不同层次计划的特点
二、生产计划的层次
生产计划包括生产计划大纲(Aggregate Planning，综合计划)、产品交付计划(Master Schedule)和产品出产计划(Master Production Schedule, MPS，一般译成主生产计划)，前者以假定产品为计划对象，后两者以具体产品和工矿配件为计划对象。
生产计划是战术性计划。生产作业计划是生产计划的执行计划，是指挥企业内部生产活动的计划。
大型加工装配式企业 包括：
厂级生产作业计划
车间级生产作业计划
生产计划的层次及特征
生产计划的层次（续）
生产计划的层次及特征
三、制定计划的一般步骤及滚动式计划方法
制定计划的一般步骤
滚动式计划的编制方法

制定计划的一般步骤及滚动式计划方法（续）
滚动式计划的编制方法如图7-3所示
制定计划的一般步骤及滚动式计划方法（续）
滚动式计划方法有以下优点：
使计划的严肃性和应变性都得到保证
提高了计划的连续性
需要较大的工作量。但在电脑已经普及的今天，应该不是编制滚动式计划的障碍。
四、生产能力
生产能力是指企业的设施，在一定时期(年、季、月)内，在先进合理的技术组织条件下所能生产一定种类产品的最大数量。
对于流程式生产，生产能力是一个准确而清晰的概念。
对于加工装配式生产，生产能力则是一个模糊的概念。其中大量生产，品种单一，可用具体产品数表示;大批生产，品种数少，可用代表产品数表示;多品种、中小批量生产，则只能以假定产品(Pseudo-product)的产量来表示 。
生产能力（续）
生产能力有设计能力、查定能力和现实能力之分。
设计能力是建厂或扩建后应该达到的最大年产量；
查定能力是原设计能力已不能反映实际情况，重新调查核实的生产能力；
现实能力为计划年度实际可达到的生产能力，是编制生产计划的依据。
国外将生产能力分成固定能力(Fixed capacity)和可调整能力(Adjustable capacity)两种，前者指固定资产所表示的能力，是生产能力的上限；后者是指以劳动力数量和每天工作时间和班次所表示的能力。

第二节 处理非均匀需求的策略
市场需求的起伏和波动是绝对的，而企业的生产能力又是相对稳定的，要解决这个矛盾，就要研究处理非均匀需求的策略。
处理非均匀需求可以通过市场营销的办法，如变动价格、促销、推迟交货等；也可以通过生产运作的办法，如加班加点、改变库存等。
一、改变需求的办法
1、通过改变价格转移需求
通过价格差别转移高峰需求，电话费 ，机票 ，过桥费 ，保龄球 等
2、推迟交货
有失售的损失和失去顾客的危险
二、改变能力的办法
1、改变劳动力数量
任务重的时候多雇职工，反之少雇职工
非专业性工作可行，反之不可行
解雇职工会受到法律限制和工会、职工的反对
职工为最重要的竞争资源，而不是一种可变成本
2、忙时加班加点，闲时培训
容易实行，稳定的职工队伍、增加职工收入
使人厌倦、降低工作效率和质量，引起安全事故
闲时培训 ，提高技能
3、利用半时职工
“钟点工”

4、利用库存调节
在制造业多采取利用库存调节生产的办法。如图7-4所示，市场需求如图中粗线所示，是波动的，而生产能力在一定时期是确定不变的。如果从总量上讲，生产能力与负荷是平衡的，为了使生产能力在一定时间满足任务的需要，可以利用库存来调节生产。
需求 需求率


库存减少
库存增加 生产率


0 t1 t2 t3 时间
图7-4 通过改变库存水平来吸收需求波动
改变能力的办法（续）
上图中，当生产率和需求率相等时(在区间0-t1和 >t3)，库存不变；当需求小于能力时(在区间t1-t2)，由于生产率不变，库存量就会上升；当需求大于能力时(在区间t2-t3)，将消耗库存来满足需要，库存就会减少。这种策略可以不必按最高生产负荷配备生产能力，节约了固定资产投资，是处理非均匀需求的常用策略。成品库存的作用好比是水库，可以蓄水和供水，既防旱又防涝，保证水位正常。但是，通过改变库存水平来适应市场的波动，会产生维持库存费；同时，库存也破坏了生产的准时性，掩盖了管理问题。对纯劳务性生产，不能采用这种策略。

5、转包(Subcontracting)
扩大了本企业的能力
可能影响交货期和质量问题，丧失部分控制权，而且会损失一部分收益。
环境及企业自身条件决定了必须借用“他山之石”

6、改变“自制还是外购”的决策
如果能力不够，变某些自制产品或零部件为外购；如果能力有富余，变某些外购产品或零部件为自制。前提是市场可以提供所需的产品或零部件和本企业有能力制造原先确定为外购的产品或零部件。
第三节 生产大纲的制定
生产大纲的制定过程
制定生产大纲的方法
服务业的综合计划的特点

一、生产大纲的制定
二、制定生产大纲的方法
正规的数学方法，如线性规划法、线性决策法则(Linear Decision Rule)等
非正规的方法，如反复试验法(The Trial-and-Error Method)

反复试验法
从生产运作方面考虑，有三种纯策略来处理非均匀需求：改变库存水平、改变职工的数量和改变生产率(Production rate)。三种纯策略可以任意组合成无数混合策略。比如，可以将改变工人的数量与改变库存水平结合起来。混合策略一般要比纯策略效果好。究竟采用什么样的策略，一般要通过反复试验。
以一个例子说明如何应用反复试验法：

制定生产大纲的方法（续）
例 某公司将预测的市场需求转化为生产需求，如表7-4所示。该产品每件需20小时加工，工人每天工作8小时。招收工人需广告费、考试费和培养费，折合雇一个工人需300元，裁减一个工人需付解雇费200元。假设生产中无废品和返工。为了应付需求波动，有1000件产品作为安全库存。单位维持库存费为6 元/件.月。设每年的需求类型相同。因此在计划年度开始时的工人数等于计划年度结束时的工人数。相应地，库存量也近似相等。现比较以下不同的策略下的费用。


1、仅改变工人的数量　采取这种纯策略需假定随时可以雇到工人，这
种策略可见表7-5，总费用为200,000元。
维持1000件安全库存需1000×6×12=72,000元。
总费用 128,000+72,000 = 200,000 元。

2、仅改变库存水平 这种策略需允许晚交货。由于252天内需生产24200件产品，则平均每个工作日生96.03件，需96.03×20=1920.63小时，每天需工人1920.63÷8=240. 08人。取241人，则每天平均生产241×8÷20=96.4件产品。仅改变库存水平的策略如表7-6所示。总费用为209,253元。


3、一种混合策略　混合策略可以多种多样。考虑到需求的变化，在前一段时间采取相对低的均匀生产率，在后一段时间采取相对高的均匀生产率。生产率的改变不是通过加班加点，而是通过变更工人的数量。4月初需生产1600件，每天需生产76.19件。设前一段时间采用每天80件的生产率，则每天需80×20÷8=200工人。生产到8月底，累计109天生产了109×80=8720件。在余下(252-109)＝143天内。要生产 (24200-8720)＝15480件产品，平均每天生产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，每天可生产271×8÷20=108.4件产品。年末再裁减71人。这种混合策略的总费用为179,275元 (表7-7)。


三、服务业的综合计划的特点
纯服务不能使用改变库存的策略，服务能力若得不到利用则会浪费掉，如酒店、飞机 。
服务业的需求更难预计，有的必须提供及时服务，如救火和急诊 。
服务业的能力难以预计，与顾客直接接触，服务效率受到不同程度的影响。
从事服务业劳动力的柔性比制造业大，一专多能。
顾客自我服务，如自助餐，是一种解决服务能力与需求平衡的办法；但在有些方面行不通，如理发、镶牙等服务活动。

第四节 产品出产计划的编制
从生产大纲到产品出产计划
备货型生产企业产品出产计划的制定
MTO企业年度生产计划的确定

一、从生产大纲到产品出产计划
生产大纲或综合计划不涉及具体产品，不能直接用于指挥生产活动。必须将假定产品或代表产品转换成具体产品，将综合计划变成产品交付计划和产品出产计划。
产品交付计划规定了要向顾客交付的产品的具体型号规格和交付时间，产品出产计划规定了要出产的产品的具体型号、规格和出产时间。产品出产计划是物料需求计划(Material Requirements Planning，MRP)的主要输入。
通过MRP处理，对具体产品的需求就会变成对构成产品的零部件和原材料的需求，使计划得以执行。
通过下例说明如何将综合计划变成产品交付计划。


例 经过反复试验法，得出某电视机厂一季度要提供的彩电的数量，如表7-8所示。综合计划以假定产品为单位：1月份提供200台，2月份提供300台，3月份提供400台；将其变成具体产品，就构成产品交付计划。具体产品合计数等于假定产品数。
在每个月，将交付数量减去相应月份的成品库存加上相应月份顾客需要提走的数量，便可计算出每个月需要产出的数量，由此就生成了产品出产计划。

二、备货型生产企业产品出产计划的制定
备货型生产企业编制生产计划的核心内容是确定品种和产量 ，备货型生产无交货期设置问题 ，大批和中批生产一般是备货型生产。
1、品种的确定
确定品种可以采取收入利润顺序法。收入利润顺序法是将生产的多种产品按销售收入和利润排序，并将其绘在收入利润图上，表7-9所示的8种产品的收入和利润顺序，可绘在图7-6上。

利润大小顺序
8 F

7 G
D
6
5
E
4

3 H
B
2
A
1

C

1 2 3 4 5 6 7 8
收入大小顺序
图7-6 收入-利润次序图


销售收入高，利润也大的产品，即处于图7-6左下角的产品，应该生产。相反，对于处于图7-6右上角的产品，需要作进一步分析。其中很重要的因素是产品生命周期。除了考虑产品生命周期因素以外，还可能有其它因素，如质量不好，则需提高产品质量。
　　 一般来说，销售收入高的产品，利润也高，即产品应在对角线上，对于处于对角线上方的产品，如D和F，说明其利润比正常的少，是售价低了，还是成本高了？需要考虑。反之，处于对角线下方的产品，如C和H，利润比正常的高，可能由于成本低所致。可以考虑增加销售量，以增加销售收入。


2、产量的确定
品种确定之后，确定每个品种的产量，可以采用线性规划方法。利用线性规划，可求得在一组资源约束下(生产能力、原材料、动力等)，各种产品的产量，使利润最大。例如有n种产品品种，m种资源约束，可采用以下形式的线性规划来优化：
　　　　Max Z＝∑（ri-Ci）xi
满足： ∑aikxi≤bk k=1,2,3,……,m
xi≤Ui xi≥Li,Li≥0 i=1,2,……,n
　　　 式中，xi ─ 产品i的产量；bk ─ 资源k的数量；
　　　　　　　aik─ 生产一个单位产品i需资源k的数量；
　　　　　　　 Ui ─ 产品i最大潜在销售量(通过预测得到)；
　　　　 Li ─ 产品i的最小生产量；ri ─ 产品i的单价；
　　　　　　　 Ci ─ 产品i的单位可变成本。
　　线性规划可用单纯形法求解。
3、产品出产计划的编制
不同的生产类型有不同的特点，在编制产品出产计划的方法上也有一定差别。
1) 大量大批生产企业, 品种少，产量大，生产的重复程度高，典型的备货型生产，其生产的直接目标是补充成品库存。可以采用改变库存水平的策略。分配各季各月产量的方式：
①均匀分配方式。将全年计划产量按平均日产量分配给各月。这种方式适用于需求稳定，生产自动化程度较高的情况。
②均匀递增分配方式。将全年计划产量按劳动生产率每季(或每月)平均增长率，分配到各月生产。这种方式适用于需求逐步增加，企业生产率稳步提高的情况。
③抛物线递增分配方式。将全年产量按开始增长较快，以后逐渐缓慢的递增方式安排各月任务。



2) 成批生产企业,品种较多，各种产品产量多少相差较大，不能采用大量大批生产企业的方式安排生产。具体方法有：
①对于订有合同的产品，要按合同规定的数量与交货期安排，以减少库存。
　　 ②对于产量大，季节性需求变动小的产品，可按“细水长流”方式安排。
③对于产量小的产品，要权衡库存费用与生产准备费用，确定投产批量，做到经济合理。
④同一系列中不同规格的产品，当产量较少时，尽可能安排在同一时期内生产，这样可以集中组织通用件的生产。

　　
三、MTO企业年度生产计划的确定
单件小批生产与大量大批生产低成本、高效率与高质量的特点不同，以其产品的创新性与独特性，在市场中牢牢地站稳了脚跟。其原因主要有三个 ：
①专用设备的生产
②产品生命周期越来越短，新产品层出不穷在研究与试制阶段，只能是单件小批生产方式。
③大型生产资料的生产，如大型船舶、电站锅炉、化工炼油设备、汽车厂的流水线生产设备等 。
单件小批生产，由于订单到达具有随机性，产品往往又是一次性需求，决定了生产大纲、作业计划的编制和接受订货决策息息相关。



2、 品种、价格与交货期的确定
1) 品种的确定
　　 对于订单的处理，除了前面讲的即时选择的方法外，有时还可将一段时间内接到的订单累积起来再作处理，这样做的好处是，可以对订单进行优选。
　　 对于小批生产也可用线性规划方法确定生产的品种与数量。对于单件生产，无所谓产量问题，可采用0-1型整数规划来确定要接受的品种。例如，已接到A、B和C三种订货，其加工时间和可获利润如表7-10所示，能力工时为40个时间单位，应该接受哪些品种最有利？这是一个0-1型整数规划问题。决策变量取0，表示该品种不生产；取1，表示生产。其数学模型为：
Max　10Xa+13Xb+25Xc
满足:12Xa+Xb+Xc≤40
Xa,Xb,Xc=0或1

0-1型整数规划的解法十分复杂，对于n个品种，有2n种组合情况。对于规模较大的实例，在正常的时间范围内是得不到最优解的。因此，需要采用启发式算法。有一种启发式算法是按（利润/加工时间）的值从大到小排序，即优先考虑单位加工时间的利润最大的任务。对本例：
　　A ：10/12=0.83 B ：13/8=1.63 C ：25/25=1.
于是，得到优选顺序为B－C－A。选择B，余下能力工时为32； 再选择C，余下能力工时为7，不足以加工产品A。只能选择B和C， 结果获利38。

0-1型整数规划问题的一般形式为：
Max ∑pixi
　　满足　 ∑tijxi　 ≤ cj
　　　　　 xi＝ 0或1；
　　　　　 i＝1,2,…,m;j＝1,2,…,n.
式中，pi ─ 产品i的单位利润；
　　　　　tij─ 单位产品i对资源j的需要量
　　　　　ci ─　j种资源可供量。
2) 价格的确定
成本导向法
以产品成本作为定价的基本依据，加上适当的利润及应纳税金、得出产品价格的一种定价方法。这是从生产厂家的角度出发的定价法，其优点是可以保证所发生的成本得到补偿。但是，这种方法忽视了市场竞争与供求关系的影响，在供求基本平衡的条件下比较适用。
市场导向法
按市场行情定价，然后再推算成本应控制的范围。按市场行情，主要是看具有同样或类似功能产品的价格分布情况，然后再根据本企业产品的特点，确定顾客可以接受的价格。按此价格来控制成本，使成本不超过某一限度，并尽可能小。
单件小批生产的机械产品，一般采用成本导向定价法。首次生产的产品，往往采取类比的方法来定价。


3) 交货期的确定
常用的交货期设置方法 ：
(1) CON(Constant)：di=ri+k
式中,di─ 产品(工件)i的完工期限；
ri─ 产品(工件)i的到达时间或准备就绪时间
k─ 固定常量,对所有产品都一样,经验决定
　　CON法建立在所有产品从接受订货后的生产技术准
备与生产制造所花的时间都是一样假设的基础上。
显然，这是一种比较粗略的处理方法。
(2) RAN(Random)：di=ri+ei
式中, ei─ 随机数。其余符号同前。
RAN法是指交货期是按顾客要求决定的，因而具有
随机性。完全按顾客要求定交货期的情况也较少。


(3) TWK(Total work content):di=ri+kpi
式中, k─ 系数,由经验确定,一般取3～8;
pi─ 产品(工件)i的总工作量。其余符号同前
　 TWK法考虑了不同产品的工作量，在实际上用得较多
(4) SLK(Slack): di=ri+pi+k
式中,k ─ 固定常量。
SLK法与CON法不同之处是将产品的总工作量分离出来
体现了不同产品之间的差别。
(5) NOP(Number of operations):di=ri+kni
式中,ni─ 产品(工件)i的工序数。其余符号同前。
　 NOP法实际上是认为排队时间是主要的。
对于单件小批量生产，由于产品的独特性，生产
技术准备周期和制造周期也难以估计。因此，统计方
法一直是最广泛使用的方法。


生产计划