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1、生产方案与控制AggregatePlanning&Scheduling串讲3生产方案系统什么是生产方案 生产方案是企业的一项职能方案，它是企业为方案期预先拟定生产目标任务及实施方案的管理职能。生产方案的三类对象 1、单个品目：单个产品，零件或原材料品种 2、产品或零件族：具有相似的特征或制造工艺的产品或零件品目的组合 3、产品系列/产品类：相同的需求变化特征或相似的单位工时定额v从方案期的从方案期的层次上，可把生上，可把生产产方案分方案分为为 战略层 战略层战术层 战术层作业层 作业层v从方案期的从方案期的时间长短时间长短上，可把生上，可把生产产方案分方案分为为长期计划中期计划短期计划Capa
2、city Planning,Aggregate Scheduling,Master Schedule,and Short-Term SchedulingCapacity Planning生产能力规划 1.Facility size 2.Equipment procurementAggregate Scheduling综合方案 1.Facility utilization 2.Personnel needs 3.SubcontractingMaster Schedule主生产方案 1.MRP 2.Disaggregation of master planLong-termIntermediate
3、-termShort-termIntermediate-termShort-term Scheduling短期排程 1.Work center loading 2.Job sequencing生产方案系统的特征3 生产方案的指标体系Aggregate Planning Aggregate Planning品种指标产量指标质量指标产值指标：商品产值、总产值、净产值出产期指标综合方案的核心平衡生产任务和生产能力生产能力市场需求企业自身生产任务平衡点综合生产方案Aggregate Planning又称为中期生产方案或总生产方案，年度方案在许多制造装配型企业已经扩展为产销联合方案产销方案一、综合方案的
4、思路生产能力选择 需求选择吸纳需求波动消除需求波动修正供给的决策修正需求的决策生产能力 生产任务？平衡库存需求？改变生产能力的策略生产规模的改变技术改造大型成套设备的引进长期策略？改变生产能力的策略中期策略新工装改变库存水平外包新聘或解聘员工？改变生产能力的策略短期策略超时或减时兼职员工保持一定弹性较全日制工福利低培训成本高更换率高质量下降方案较难降低废品原材料质量二、满足非均匀需求的战略Basic Strategy for Meeting Uneven Demand1、追逐策略-均衡劳动力水平 2、稳定的劳动力水平-变化的工作时间 3、平准策略-浮动库存 4、转包策略 1、追逐策略CHASE
5、STRATEGY 当订货变动时，雇佣或解雇工人，使产量与定单相一致 实施的关键取决于是否有一批容易培训的，可供雇佣的工人。产生雇佣、培训与解雇人员的成本2、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加点改变工作时间，进而改变产量。工人数量稳定 会产生加班工资3、平准策略 利用浮动的库存水平、定单积压和减少销售来消化缺货与剩余产品，保持稳定的劳动力水平与产出率。可能降低对顾客的效劳水平、增加库存成本，会产生库存的陈旧。案例：阿根廷案例：阿根廷鲍鲍吉斯吉斯罗罗易斯公司的泳装生易斯公司的泳装生产产方案方案鲍吉斯罗易斯公司Porges-Ruiz是布宜诺斯艾利斯的一家泳装生产厂商。该公司
6、制定了一项人事 政策，从而不仅降低了成本，同时也增强了员工对顾客的责任心。由于是一个很受季节影响的企业，该公司不得不在夏季的三个月将其产品的3/4销往海外。鲍吉斯罗易斯管理层还是像传统方式一样依靠聘用临时工、积聚存货来应付需求的大幅上升。但这种方式带来的问题很多。一方面，由于公司提前几个月就将泳装生产出来，其款式不能适应变化的需求情况；另一方面，在这繁忙的三个月，顾客的抱怨、产品的需求告急、时间安排变动及出口使得管理人员大为烦恼。鲍吉斯罗易斯公司的解决方法是在维持工人的正常的每周42小时工作的报酬的同时，相应改变生产方案，从8月到11月中旬改为每周工作52小时南美洲是夏季时北半球是冬季。等到顶
7、峰期结束，到第二年4月每周工作30小时。在时间宽松的条件下，进行款式设计和正常生产。这种灵活的调度使该公司的生产占用资金降低了40%，同时使顶峰期生产能力增加了一倍。由于产品质量得到保证，该公司获得了价格竞争优势，因而销路很广，扩大到巴西、智利和乌拉圭等。三、制定总体方案的技术和方法1、总体方案的制定程序确定每个时期的需求确定每个时期的能力正常工作时间,加班时间,转包合同确定企业的库存策略确定正常工作时间、加班时间、转包合同、库存维持费用、缺货等的单位成本unitcost 制定方案方案并进行成本计算在可行的方案中,选择最令人满意的。否则,重新计算成本,在进行比较分析2、制定总体方案的方法 线性
8、规划 目标规划 线性决策准则 模拟模型 试错法例：某公司产品的需求量随季节不同而变化，现该公司准备编制今后六个月的生产方案。对今后六个月的需求预测及每月工作天数见下表，其它数据如下：产品的材料费用为100元/台，库存保管费为1.5元/台月,缺货损失为5元/台/月,如果想把产品转包一些出去,则转包费用为20元/台,招聘并培训一个工人的费用为200元/人,解聘一个工人的费用为250元/人,该产品的加工时间为5小时/台,正常工作时间内的工时费用为4元/小时,加班时间内的工时费用为6元/小时,生产开始时的期初库存量为400台,另外,由于预测的不确定性高,另考虑有25%的平安库存。1 1800 222
9、1500 193 1100 214 900 215 1100 22月份 需求预测 每月工作天数6 1600 20月份(1)期初库存(2)需求预测(3)安全库存0.25(2)(4)计划产量(2)+(3)-(1)(5)期末库存(1)+(4)-(2)1 400 1800 450 1850 4502 450 1500 375 1425 3753 375 1100 275 1000 2754 275 900 225 850 2255 225 1100 275 1150 2756 275 1600 400 1725 400 8000 初步生产方案方案方案一：仅改变工人人数、按制度工作时间生产，每个月的投产
10、量等于初步生产方案中安排的出产数量。月份(1)计划产量(2)所需生产时间(1)5(3)每人每月工时(4)所需人数(2)(3)(5)新增工人(6)招聘费用(5)200(7)解聘工人(8)解聘费用(7)250(9)正常时间总费用(2)41 1850 9250 176 53 0-370002 1425 7125 152 47 0 0 6 1500 285003 1000 5000 168 30 0 0 17 4250 200004 850 4250 168 25 0 0 5 1250 170005 1150 5750 176 33 8 1600 0 0 230006 1725 8625 160 54
11、 21 4200 0 0 34500 58007000 160000方案方案二：工人人数不变假定有40名工人，仅改变库存水平。月份(1)期初库存(2)能力工时(3)实际产量(2)5(4)需求预测(5)期末库存(1)+(3)-(4)(6)缺货数(7)缺货费用(6)5(8)安全库存(9)超储(5)-(8)(10)库存费用(11)正常时间总费用1 400 7040 1408 1800 8 0 0 450 0 0 281602 8 6080 1216 1500-276 276 1380 375 0 0 243203-276 6720 1344 1100-32 32 160 275 0 0 268804
12、-32 6720 1344 900 412 0 0 225 187 281 268805 412 7040 1408 1100 720 0 0 275 445 667 281606 720 6400 1280 1600 400 0 0 400 0 0 25600 1540 948 160000主生产方案MasterProductionScheduling v年度生产方案进一步细分,根据库存和可用人力工时,具体确定产品出产的数量和出产期。总体方案分解的结果被称为主生产方案MPS,国内企业常称之为产品出产进度方案。v在制定总体方案时,一般只考虑总的数量,而不考虑现有库存量,这是分解方案与总体方案的
13、主要区别。v 解决问题：确定企业生产的最终产品的出产时间和出产数量。即确定企业每一最终产品在每一具体时间段周的生产数量。v 主生产方案的时间单位：周，旬，月，季。最终产品：企业最终完成的，要出厂的产品。如：直接用于消费的消费品、其他企业零部件的产品。比照例子：主生产方案与综合生产方案1 1 月 月 2 2 月 月 3 3 月 月24 24 型 型 10000 10000 15000 15000 20000 2000028 28 型 型 30000 30000 30000 30000 30000 30000总 总 工 工 时 时 68000 68000 68000 68000 75000 750
14、00三、MPS的处理流程 MPS的输入与输出 由上图可以看出,MPS的输入是期初库存、来自市场需求的预测、及用户的订单。输出主要有现有库存、出产数量与进度、待分配库存 输入期初库存预测用户订单制定主计划输出现有库存主生产计划待分配库存1、计算现有库存量POH 现有库存：每期的需求被满足后手头仍有的、可利用的库存量。It=It-1+Pt max Ft,Cot It：t期末现有库存量 Pt：t期生产量 Ft：t期预计需求 COt：t期顾客订货量 MPS的处理流程2、决定MPS的生产量和生产时间 生产量：方案期总生产量和每次批量确定生产时间 原则：MPS的生产量和生产时间应保证现有库存量非负 3、计
15、算待分配库存 ATP：营销部门可用来容许顾客在确切时间内供货的产品数量。用途：针对新订单，营销部门可据此决定是否签定新的供货合同。第一周：期初库存本周-直到下一次到达为止的全部订货量 以后各周，只有有了量时才计算。该周量-下一次到达为止的全部订货量 MPS的处理流程续MPS的制定例:6,7两个月的用户订货和需求预测的情况,期初库存为64,计算现有库存量。期初库存June July64 1 2 3 4 5 6 7 8需求预测30 30 30 30 40 40 40 40用户订货33 20 10 4 2 现有库存量 MPS 待分配库存量 期初库存June July64 1 2 3 4 5 6 7
16、8需求预测30 30 30 30 40 40 40 40用户订货33 20 10 4 2 现有库存量31 1-29 MPS 待分配库存量 计算现有库存Projectedon-handInventory现有库存:是指每周的需求被满足之后仍有的、可利用的库存量。现有库存量=上期期末库存量-本期需求量周次期初库存 需求量 净库存MPS现有库存12345678643114111411313330303040404040311-2911-291-39-9+70+70+70+70311=4111=411=31=61计算MPS方案出产的数量和时间当现有库存量出现负值时,即作为需要安排新的产品生产的信号.如上
17、表所示,在第3周出现-29,意味着必须新投产产品才能满足需求,于是转入计算MPS的数量与产出时间。见下表。期初库存June July64 1 2 3 4 5 6 7 8需求预测30 30 30 30 40 40 40 40用户订货33 20 10 4 20 0 0现有库存量31 1 41 11 41 1 31 61MPS 70 70 70 70待分配库存量ATP11 56 68 70 70形成MPS:收入管理 又称为收益管理：在不同时期，对有不同需求的顾客采取不同的产品或效劳定价，以产生最大收入或收益的综合方案策略。如何实施？需求预测-差异定价-优化资源配置，降低时机成本何风险收入管理实施者的
18、特点：实施者的特点：WHOWHO？1.产品的价值易逝2.需求变化大3.生产或效劳能力相对固定，短期不易改变4.市场可以根据顾客偏好进行细分5.固定成本比较高，而变动成本较低生产作业方案与控制？从哪一项工作开始100 1501209012011585112 180？一个好的排程能满足什么要求一、生产作业方案的含义与目标v作业方案Scheduling:作业方案是安排零部件作业、活动的出产数量、设备及人工使用、投入时间及出产时间。v排序，给出零部件在一台或一组设备上加工的先后顺序的工作。但是，编制作业方案的主要工作之一就是要确定出最正确的作业顺序。目标：通过制定作业方案，可以使企业：满足交货期要求
19、使在制品库存最小 使平均流程时间最小 提供准确的工件状态信息 提高机器/工人的时间利用率 减少调整准备时间 使生产和人工成本最低完成时间最短设备使用率最大化在制品库存量最小等待时间最少每件工作的平均完成时间设备运行的时间百分比系统的平均工作数量平均延迟天数？一个好的作业计划能满足什么要求？对于这些要求衡量的标准是什么成本与利润排序问题的分类 按机器分类 单台机器的排序问题 多台机器的排序问题 单件作业排序问题Job-Shop 流水作业排序问题Flow-Shop 按工件到达车间的情况不同：静态排序问题 动态排序问题 按参数的性质的不同：确定型排序问题 随机型排序问题排序问题的表示方法 排序问题常
20、用四个符号来描述:n/m/A/B其中,n-工件数；m-机器数；A-车间类型,F=流水型排序 P=排列排序 G=一般类型,即单件型排序 B-目标函数二、生产作业方案的常用方法v甘特图v工作中心排序甘特图Work Center M T W Th FSheet Metal Job A Job FMechanical Job D Job GElectrical Job B Job HPainting Job C Job E Job I2、工作中心的排序N*1排序单台机器排序问题1、含义：n个工件全部经由一台机器处理2、单台机器排序问题的目标：1平均流程时间最短：为n个零件经由一台机器的平均流程时间最短
21、2最大交货延期量最小先到先受服务FCFS最短操作时间SPT最早到期EDD最长操作时间LPT根据排序目标的不同，可以选择不同的排序规则，有时又称为确定优先权Priorities。常用的优先规则：求平均流程时间最短的排序问题 求平均流程时间最短的作业顺序，采用SPT原则。按工件加工时间的长短，按不减的顺序从小到大安排各项作业。例：一个车间有一台加工中心，现有5个工件需要该机器加工。相关的加工时间和要求完成时间交货期如下表所示，求平均流程时间最短的作业顺序。J1J2J3J4J5加工时间11 29 31 1 2交货期61 45 31 33 32解：根据SPT原则，得出：J4-J5-J1-J2-J3有关
22、工程的计算：发生延迟 发生延迟加工时间完成时间交货期 延迟J41 1 33 0J52 3 32 0J111 14 61 0J229 43 45 031 74 31 43J33.4求最大延期量最小的排序问题 求最大延期量最小的作业顺序采用EDD原则。EDD EarliestDueDate:Jobsaresequencedinincreasingorderoftheirduedates.例：借用上面的例子，求最大延期量最小的作业顺序。解：根据EDD原则，得出：J3-J5-J4-J2-J1加工时间 完成时间 交货期 延迟J331 31 31 0J52 33 32 1J41 34 33 1J229 6
23、3 45 18J111 74 61 13平均延迟=33/5=6.6=18进一步考虑：在最大延期量不变的情况下，如何使平均流程时间缩短？如果想同时满足这两个目标，就是多目标排序。两台机器排序问题的目标 两台机器排序的目标是使最大完成时间总加工周期Fmax最短。Fmax的含义见如下的甘特图GanttChart。多台机器排序的目标一般也是使最大完成时间总加工周期Fmax最短。Fmax 时间 机器AB在机器A上的作业时间总加工周期两台机器排序问题n个工件都必须经过机器1和机器2的加工，即工艺路线是一致的。两台机器排序问题的算法 实现两台机器排序的最大完成时间Fmax最短的目标，一优化算法就是著名的约翰
24、逊法JohnsonsLaw。其具体求解过程如下例所示。约翰逊法解决这种问题分为4个步骤：1 列出所有工件在两台设备上的作业时间。2 找出作业时间最小者。3 如果该最小值是在设备1上，将对应的工件排在前面，如果该最小值是在设备2上，则将对应的工件排在后面。4 排除已安排好的工件，在剩余的工件中重复步骤2 和3，直到所有工件都安排完毕。例：某一班组有A、B两台设备，要完成5个工件的加工任务。每个工件在设备上的加工时间如下表所示。求总加工周期最短的作业顺序。工件在两台设备上的加工时间工件编号J1J2J3J4J5设备A 36715设备B 28643解：由约翰逊法可知，表5-8中最小加工时间值是1个时间
25、单位，它又是出现在设备1上，根据约翰逊法的规则，应将对应的工件4排在第一位，即得：J4-*-*-*-*去掉J4，在剩余的工件中再找最小值，不难看出，最小值是2个时间单位，它是出现在设备2上的，所以应将对应的工件J1排在最后一位，即：J4-*-*-*-J1再去掉J1，在剩余的J2、J3、J5中重复上述步骤，求解过程为：J4-*-*-J5-J1J4-J2-*-J5-J1J4-J2-J3-J5-J1当同时出现多个最小值时，可从中任选一个。最后得J4-J2-J3-J5-J1aJ1-J2-J3-J4-J530AB26ABbJ4-J2-J3-J5-J1可以看出，初始作业顺序的总加工周期是30，用约翰逊法排
26、出的作业顺序总加工周期是26，显然后者的结果优于前者。两台机器排序问题算法的扩展ExtensiontoThreeMachines 一般情况下，当机器数为3台以上时，就很难找到最优解了。但是，对于n个工件由三台机器流水作业时，在满足某些条件后可以采用JohnsonsLaw解决问题。设：A、B、C为三台机器，如果工件在三台机器上的加工时间满足以下条件，则可以转化为两台机器的排序问题：minAi=maxBiorminCi=maxBi定义：Ai=Ai+Bi,Bi=Bi+Ci例:考虑以下问题.5个工件由3台机器加工,作业时间见下表.求:总加工周期最短的作业顺序.12345机器A 449138216275
27、32机器B 59619223330436机器C 81710296357421153解:检查上表,发现:minAi=4maxBi=6minCi=6因此,满足以上条件,建立两台机器的作业时间表:应用Johnson法则，得出：总加工周期为：12345机器A 9151099机器B 13168101514523机器A 44610515924832机器B 59313419630234机器C 81772411351045651三、生产作业控制 生产作业控制车间作业控制:应用来自车间的数据以及数据处理文件，来维护和传递有关车间工单和工作中心的状态信息的系统。生产控制的主要功能有：1、为每一个车间工单分配优先级
28、 2、维护在制品优先信息 3、将车间工单状态信息传递到办公室 4、为生产能力控制提供实际产出数据 5、根据工单和工位要求，为库存管理提供实际数据 6、提供效率、利用率、人力和设备生产率等数据生产作业控制工具 主要工具：甘特图GanttChart、输入/输出控制Input/OutputControl 派工单Dispatching、计算机辅助作业控制 甘特图-是一种按时间绘制任务的横道图，不仅用于协调已经方案好的活动，而且还用于方案的制定。对于独立部门都可用甘特图来帮助制定方案和跟踪作业。漏斗模型FunnelModel 将一个工作中心一台机器、一个班组、一个车间或者一个工厂看作是一个漏斗。作为“漏
29、斗的输入可以是上一道工序转来的任务，也可以是来自客户的定单；作为“漏斗的输出，可以是某道工序完成的任务，也可以是工厂制成的产品。漏斗中的液体表示累计的任务或在制品，液体的量表示在制品的量。如下图：提供对生产作业输入/输出控制的模型，主要规则是输入一个工作中心的工作永远不该超过该工作中心的输出。当输入超过输出时一定在该工作中心发生了积压，也使上游作业的提前期估计值增加，这时该工作中心出现阻塞，作业效率降低，而且使流向下游工作中心的工作流时断时续 9、静夜四无邻，荒居旧业贫。6月-236月-23Thursday,June1,2023 10、雨中黄叶树，灯下白头人。13:21:3913:21:391
30、3:216/1/20231:21:39PM 11、以我独沈久，愧君相见频。6月-2313:21:3913:21Jun-2301-Jun-23 12、故人江海别，几度隔山川。13:21:3913:21:3913:21Thursday,June1,2023 13、乍见翻疑梦，相悲各问年。6月-236月-2313:21:3913:21:39June1,2023 14、他乡生白发，旧国见青山。01 六月 20231:21:39 下午13:21:396月-23 15、比不了得就不比，得不到的就不要。六月 231:21 下午6月-2313:21June1,2023 16、行动出成果，工作出财富。2023/
31、6/1 13:21:3913:21:3901June2023 17、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。1:21:39 下午1:21 下午13:21:396月-23 9、没有失败，只有暂时停止成功！。6月-236月-23Thursday,June1,2023 10、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。13:21:3913:21:3913:216/1/20231:21:39PM 11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。6月-2313:21:3913:21Jun-2301-Jun-23 12、世间成事，不求其绝对圆满，留一份缺乏，可得无限完美。
32、13:21:3913:21:3913:21Thursday,June1,2023 13、不知香积寺，数里入云峰。6月-236月-2313:21:3913:21:39June1,2023 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。01 六月 20231:21:40 下午13:21:406月-23 15、楚塞三湘接，荆门九派通。六月 231:21 下午6月-2313:21June1,2023 16、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。2023/6/1 13:21:4013:21:4001June2023 17、空山新雨后，天气晚来秋。1:21:40 下午1:21 下午13:21:406月-
33、23 9、杨柳散和风，青山澹吾虑。6月-236月-23Thursday,June1,2023 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。13:21:4013:21:4013:216/1/20231:21:40PM 11、越是没有本领的就越加自命非凡。6月-2313:21:4013:21Jun-2301-Jun-23 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。13:21:4013:21:4013:21Thursday,June1,2023 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。6月-236月-2313:21:4013:21:40June1,2023 14、意志坚强的人能把世界放在手中
34、像泥块一样任意揉捏。01 六月 20231:21:40 下午13:21:406月-23 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。六月 231:21 下午6月-2313:21June1,2023 16、业余生活要有意义，不要越轨。2023/6/1 13:21:4013:21:4001June2023 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。1:21:40 下午1:21 下午13:21:406月-23MOMODA POWERPOINTLorem ipsum dolor sit amet,consectetur adipiscing elit.Fusce id urna blandit,eleifend nulla ac,fringilla purus.Nulla iaculis tempor felis ut cursus.感 谢 您 的 下 载 观 看专家告诉