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CapacityPlanningAggregatePlanning能力计划和综合生产计划伊索寓言：给猫挂个铃铛从前，在一座大房子里有一群老鼠。这些老鼠不断地遭到一只机灵的、非常勤奋的猫的攻击。于是这些老鼠召开了一次会议，讨论如何解决他们的问题。一个年轻聪明的老鼠站起来提出了下面的解决方案：“当这只猫出现时,如果我们能够昕到他的声音，我们就能够及时逃跑。所以，我建议在这只猫的脖子上挂个铃铛。”众老鼠对这个精彩的解决方案报以热烈的掌声。这时，一只上了年纪的老鼠背着手踱上讲台。他不紧不慢地说：“我倒只有一个问题，谁去给这只猫挂铃铛呢?”。这则寓言告诉我们，决策固然重要，但决策的最后目的是切实可行的执行与落实。“想想看，为什么从来没看过被老鼠挂上铃铛的猫？”案例：某公司产品有千种、客户也有数百个。想问大家两个问题：销售部在接单以后或者接单过程中，为了更好的满足客户，他对公司组织生产会有什么样的希望？作为一个制造部门或者生产部门，库房及采购这些部门对销售会提什么样的希望？市场部门希望：订单越多越好、工厂生产和组织要适应客户需要、能够任意查单、品种越多越好。制造部门希望：最好能满足最大生产能力、订单最好不要变化、品种少一点、批量越大越好生产效率高、涉及变更不要有。如何解决这个矛盾？屁股决定思想！库存无限大、制造时间无限小！质量、成本、交货期！缺少协调部门！案例分析：一位中层管理干部的苦恼我们是一家私营系统集成公司，老板自己做业务，叫我做“质量计划”方面的工作，做ISO9000和ISO14000以及计划管理，实则有责无权，又要我做绩效管理体系，负责员工考核，又是责外有责……员工反映说公司是一言堂，什么都是老板说了算；老板说是大家怠工，要我出方案。给我的印象是老板想在现有工资基础上要员工多干活！而员工则说要在现有工资基础上增加工资，再考核大家！我现正进退维谷，并且，计划作为基础的基础，却基本仍是空白，根本没有经营计划，年计划更是无影无踪，从来没做过！但从与老板不多的几次交流来看，觉得老板关心的不是计划，而是考核员工！盯着员工拼命干活！综合计划主生产计划物料需求计划车间生产计划综合计划主进度计划月或周计划日作业计划制造型服务型生产行业现状生产计划安排不合理，导致大量生产资源的闲置和浪费生产线之间的产品类型订单量分布不均匀，造成各别生产任务不平衡生产计划安排不合理，就会增加生产成本，高成本的产品导致在市场竞争中也处于劣势业务分析-编制生产计划影响因素库存平衡决策支持生产、运营成本营销预测销售数据基地产能MPS运算生产行业生产计划整体解决方案采购订单生产订单委外订单车间作业计划工艺路线能力参数物料需求计划/能力需求计划产能设置库存平衡主生产计划/粗能力计划销售预测销售订单决策层产品规划/市场分析资源清单决策参数可行可行执行层计划层可行生产行业生产计划解决方案框架决策支持营销预测集团MPS库存管理销售管理决策参数销售周期产能设置生产计划粗能力计划产品组能力计划验证外协单位生产基地MRP/MPSⅡ采购订单生产订单委外加工车间生产核心理念：集团管理在垂直方向建立起集团管控体系，共享集团资源，并从产品、产能、销售、成本、库存等各角度进行集团管控。集团公司营销中心计划办运营中心生产部生产基地1产品组产能经销商库存生产基地2生产基地3.........…①资源共享（生产/人力/设备…）②计划集中（主计划/需求/）③集团管控（编制/审核/分配…）产品组产能经销商库存产品组产能经销商库存运营成本运营成本运营成本计划过程短期计划车间生产计划人员安排中期计划销售计划、生产与预算计划仓储计划、人员计划、合同长期计划企业目标R&D、设备更新及定位三个月两年5年或更长详细程度资源计划综合生产计划（Aggregate）需求预测FrontendEngineBackend主生产计划（MPS）物料需求计划（MRP）车间作业计划（PAC）库存信息能力需求计划（CRP）物资供应计划（PM）工业生产计划体系时间能力计划物料清单BOM工艺文件在整个生产计划中的地位需求预测订单总生产计划AggregatePlanning产品决策能力决策可获的原材料外部能力主生产计划生产能力度量重要性产出度量：如汽车厂年产100辆汽车投入度量：可利用的设备台数最大能力正常能力过大浪费过小不能满足市场需要生产能力定义及重要性能力利用率=实际能力设计最大能力100%美国：从1948~1990平均利用率为82%最高为91%(1960年经济景气时)最低为72%(1982年被日本超过时)能力利用率确定需求与现有能力之差制定候选的能力计划方案评价每个方案（定性和定量），做出抉择估计未来的能力需求能力计划决策步骤能力计划编制与管理技术能力计划编制与管理技术能力计划与技术资源需求计划粗能力计划能力需求计划输入/输出控制相应的生产计划总生产计划主生产计划物料需求计划车间作业管理负责人上层管理人员上层管理人员生产计划员车间计划员计划期长期中长期中期短期生产能力的调节（1）改变库存水平（2）新聘，解聘来改变劳动力的数量（3）超时或减时来改变生产率（4）转包：更高的工资，失去顾客的可能（5）聘用非工作日的工人：超市。餐馆……生产能力的调节综合计划：组织企业一年左右的中期生产计划，“综合”的含义就是把企业的主要产品或服务归为一类，视为一种产品。综合生产计划是主生产计划前制定的主要目的：明确生产率、劳动力人数和当前库存的最优组合描述：在已知计划期内，每一时段t的需求预测量为Ft,以最小化生产计划期内的成本为目标，确定时段t=1,2,…T的产量P，库存量It,劳动力水平Wt生产计划系统所需投入生产计划竞争者行为外部能力（如分包商）当前生产能力现有原材料市场需求量经济状况生产中的活动库存量现有劳动力公司外部公司内部追逐策略当订货变动时，雇佣或解雇工人，使产量与订货相一致。稳定的劳动力水平——变化的工作时间通过柔性的工作计划或加班改变工作时间，进而改变产量。平准策略可以用浮动的库存量、订单积压和减少销售来消化缺货与剩余产品，保持稳定的劳动力数量与产出率。基本生产成本——是计划期内生产某一产品的固定与变动成本，包括直接与间接劳动力成本，正常与加班工资。可变动的劳动力成本——典型成本是雇佣、培训与解雇人员的成本。库存成本——主要组成部分使库存占用资金的成本。延期交货成本——包括由延期交货引起的赶工生产成本、失去企业信誉和销售收入的损失。综合生产计划技术及例子分析下面以满足CA&J公司的要求为例，说明如何利用电子表格方法比较四种策略。最后讨论应用线性规划的更复杂的方法。企业一般使用简单的试算法制定综合生产计划。试算法包括计算不同生产计划方案的成本，并从中选出最佳方案。电子表格软件会有助于这一计划过程。精确的方法如线性规划与仿真计划经常在电子表格软件中得到应用。应用试算法例：假设我们将为CA&J工资制定未来6个月的生产计划。已知信息如下：为了解决问题，我们可以不考虑材料成本，也可将100美圆的材料成本包括在所有的计算中。但如果每件产品都要花费100美圆。我们便仅考虑边际成本。由于分包费用为120美圆，但我们因此节约的原材料，所以分包的真正费用仅有20美圆。在研究备选生产计划之前，一般将预测需求量转换为生产需求量，生产需求量包括了安全库存。第一阶段月库存为400件。由于需求预测是有误差的，CA&J公司决定建立一个安全库存（缓冲库存）以减少缺货的可能性。本例中，安全库存为预测需求量的1/4。现在我们为CA&J公司制定生产计划。用一张电子表格对不同方案进行分析，以确定总成本最低的方案。1月2月3月4月5月6月总计每月工作天数221921212220125安全库存月需求预测量的25%应用举例：需求预测需求与工作天数预测量180015001100900110016008000库存期初库存400件招聘与培训成本200.00$/人库存成本1.50$/件·月解聘费用250.00$/人正常人工成本（每天8小时）4.00$/小时应用举例：费用费用材料成本100.00$/件缺货损失5.00$/件·月分包边际成本20.00$/件（分包费用-材料费用）单位产品加工时间5小时/件加班人工成本（1.5倍正常人工费用）6.00$/小时应用举例：生产需求总生产计划需要数据期初库存需求预测量安全库存（.25*需求预测量）生产需求量（需求预测量+安全库存-期初库存）期末库存（期初库存+生产需求量-需求预测量）1月2月3月4月5月6月4001800450185045045037527522527515001100900110016004002752258502252751150172540027510002753751425375方案1增、解聘工人——在需求量大时应多雇用工人，在需求小时可以裁减工人。这种做法不一定永远可行，如对技术要求高的工种一般不能采取这种策略，因技术工人不是随时可以雇佣到的。另外，工人队伍不稳定也会引起产品质量下降和一系列的管理问题。应用举例：方案1、2方案2库存调节——在正常的工作时间内用固定人数的工人进行生产，以满足最小的预测需求量。就是通过库存来调节生产，而维持生产率和工人数量不变。当需求不足时，由于生产率不变，库存就会积累起来。当需求过大时，将利用库存来满足需求，库存就会减少。计划3外包——维持正常工人不变，需求不能满足部分采用外包解决，风险是：客户有可能被别人拿走。应用举例：方案3、4计划4加班加点——在正常工作时间内用固定人数的工人进行生产，满足所有预测需求量。加班完成其余生产需求量。该计划中工人人数难以确定。但其目标是使6月份的期末库存与安全库存尽可能接近。平准化优点平准化生产方式是着眼与保持一个平准生产计划。平准生产计划指在一段时间内保持生产能力的平稳。它在一定程度上是我们提到的四种策略的综合。对于每段时期，它维持劳动力数量的稳定和低库存量，并依赖需求拉动生产的进行。平准生产有以下优点：1.可计划安排整个系统，使之达到库存与在制品量最小化2.因为在制品储备少，产品改进及时3.生产系统流程平稳4.从供应商处购买的物料能在需要时交付，而且事实上常常直接送至生产线。使用平准化技术应具备的条件产品应是可重复性(装配线形式)系统应具有剩余工作能力系统产出量在一段时间内（最好是一个月内）固定采购、营销、生产的协调性好维持库存的成本高设备成本低劳动力掌握多项技能编制综合计划的线性规划法决策变量：每一大类的数量分别是多少？目标函数：计划方案的总成本最低约束条件：订单约束、生产能力约束、原材料能源约束，库存水平约束等编制综合计划的方法数学方法线性规划一般模型—单纯型法—运输方法线性规划法（LinearProgramming,LP）是采用线性规划模型来建立实际问题的数学模型，然后求问题最优解的一种广泛应用的最优化方法目标函数：约束条件：非负限制：njjjXCZ1minmibXanjjjij,...,2,1,1njXj,...,2,1,0线性规划例某厂生产x1和x2两种产品，需要的车间1、2的工时及成本如下表：产品及限制x1x2限制原料12015100原料22315利润2530最大化目标函数：maxC=25x1+30x2约束条件：2x1+15x2=1002x1+3x2=15x10x20图解法同学可用单纯形法试解2468108642020x1+15x2=1002x1+3x2=15x1=2.5,x2=3.33-45-新兴科技公司计划生产4种产品（A、B、C、D）。这些产品分别由5个车间顺序加工而成。有关生产经营的数据见下表。B和D使用一种进口金属板，单耗分别为1平方米和0.6平方米，这种金属板每年的最大供应量为1000平方米。算例车间单位产品工时定额全年可用工时产品A产品B产品C产品D1车间0.631280002车间0.61.2---1.040003车间0.51.00.51.250004车间0.42.00.31.245005车间0.30.60.20.54000需求范围（件）4000-6000≤5001500-