第六章生产与运作计划.docx
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第六章生产与运作计划
第六章生产与运作计划
1．教学目的：
了解并掌握生产计划与与生产能力的确定方法，生产作业计划与期量标准制定。
2．教学方法：
课堂讲授、案例讨论
3．教学手段：
4．学时分配：
6学时
5．重点难点：
生产能力分析；生产作业计划与期量标准
6．作业布置：
7．辅导安排：
随堂
8．教学安排：
生产计划与能力分析；生产作业计划与期量标准
※生产运作计划是组织和控制企业生产运作活动的依据，是企业所有生产运作活动的基础。
生产计划系统高效运转的关键是提高每个职工计划工作的质量和效率，并不断改善信息的交流。
生产计划系统运作的主要障碍是市场的不确定性和变异性。
§1生产能力分析
一、生产能力的概念及影响因素
㈠概念：
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。
①大量生产，品种单一，可用具体产品数表示;
②大批生产，品种数少，可用代表产品数表示;
代表产品是结构与工艺有代表性，且产量与劳动量乘积最大的产品。
③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。
假定产品是按各种具体产品工作量比重构成的一种实际上不存在的产品。
例：
如表8—3所示。
现以产品c为代表产品，将各产品的计划年产量折算成代表产品产量；并计算假定产品。
产品
计划年产量
单位产品台时定额
折换成代表产品C的产量
折换成假定产品的产量
A
50
20
50×20/40=25
50×20/36.67=27
B
100
30
100×30/40=75
82
C
125
40
125
136
D
25
80
25×80/40=50
55
合计
300
275
300
t假=（50×20+100×30+125×40+25×80）÷300=36.67
㈡生产能力的种类
⑴设计能力是企业在基本建设时，设计任务书和技术文件中规定的生产能力。
这个生产能力要在企业建成后经过一段时间后，经过一段试生产，在正式生产趋于正常后才能实现。
⑵查定能力是原设计能力已不能反映实际情况，在新的假设条件下可能实现的能力，也不是真正现实的生产能力；
⑶现实能力为计划年度充分考虑了企业现有的和能够实现的各种措施后，实际可达到的生产能力，是编制生产计划的依据。
3影响生产能力的因素：
⑴固定资产数量（即生产中的设备数和生产面积数）
⑵设备有效工作时间
⑶固定资产生产率定额
二、生产能力的查定
从低层开始自下而上，先计算单台设备或班组（生产线）的能力，然后逐步计算各生产单位（车间、工厂）的能力。
设备组（流水线）生产能力的计算
1．理论生产能力的计算（理论生产能力是指不考虑停工等的损的情况下所达到的产出量，即生产系统在现有条件下可能达到的最大产出量。
）
M=F有效·S/t；M=F有效·S·p
式中M--设备组生产能力（台或件）
F有效--设备组计划期有效工作时间（小时）F组=F制（1-ε）
S---设备数
t---设备的时间定额（小时/件）
p—设备的产量定额（台、件、公斤/小时）
·对于按生产面积计算的生产能力，
M=A·p式中A--生产面积；
p--单位生产面积的平均产量。
·流水线的生产能力，按流水线的节拍（相邻两件相同制品出产自时间间隔）计算：
M=F有效/r式中r一流水线节拍。
2．标定生产能力的计算（标定生产能力是按实际出产效率计算的生产能力，它考虑设备故障、出现废品、返修等生产损失，因此通常比理论生产能力要少。
）
M标=M理·K1·K2·K3
式中K1—定额完成率；K2—工时利用率；K3—合格品率K3=1-废品率
例2：
（P107）某企业生产A、B、C三种产品，各产品在机加车间铣床组的计划台时分别为20、25、15台时，铣床组共有铣床25台，两班制生产，每班工作8小时，设备停修率为5%，计划产量分别为2000台、1000台、1200台，请核算一下该铣床组的生产能力并与计划相比较，做出评价。
解1：
代表产品法，如以A为代表产品，
①计算以代表产品A表示的铣床组生产能力为：
②计算代表产品表示的总产量
③计算设备符合系数
α∠1，说明铣床组的生产任务小于能力
④计算具体产品的生产能力。
（表示在现有的生产能力情况下，每种产品的最大生产能力）
解2：
假定产品法
①计算假定产品的台时定额
②计算以假定产品表示的设备组生产能力和负荷系数
③计算各种计划产品的最大生产能力
、车间生产能力的计算和确定
1．原则：
在各设备组生产能力的基础上经过综合平衡，确定出车间的生产能力。
2．综合平衡：
1）通常以主要设备组的生产能力作为综合平衡的依据。
主要设备组：
劳动量比重最大的，或贵重的无代用设备的设备组。
2）消除薄弱环节，利用富裕环节的能力来补偿薄弱环节
、企业生产能力的计算和确定
在各车间生产能力综合平衡的基础上确定出企业的生产能力。
通常以基本生产车间能力为基准。
三、生产能力与生产任务的平衡工作
1．进行生产任务与生产能力的比较：
⑴以实物为单位进行比较；⑵以台时为单位进行比较。
2．根据生产任务与生产能力的比较结果，采取相应的措施。
例3：
某企业车床组有16台车床，实行两班制生产，每班工作8小时，设备停歇率10%。
在车床组加工A、B、C、D四种产品，年计划产量分别为600，800，300，400。
计划台时定额分别为24，30，45，18。
问该车床组的生产能力与计划任务是否能平衡？
解法1：
用产品数比较。
以B为代表产品。
车床组的生产能力：
各种产品的计划产量折算为代表产品的产量分别为
480，800，450，240，合计为1970台。
设备负荷系数=1970/1927=1.02
设备负荷系数略大于1，即计划任务超过生产能力，为了完成任务，需要采取措施扩大生产能力或调整生产任务。
解法2：
用台时数比较。
计划指标=600×24＋800×30＋300×45＋400×18=59100（台时）
车床组生产能力=（365-104-10）×2×8×（1－10%）×16=57830.4（台时）
由于生产能力＜计划指标，需要采取措施扩大生产能力或者调整计划任务。
四、生产能力调节因素
从计划的观点看，可将这些因素按取得能力的时间长短，分为长期、中期和短期三类。
1．长期因素，作用时间≥一年
～包括：
建设新厂、扩建旧厂、购置安装大型成套设备、进行技术改造等。
～都能从根本上改变生产系统的状况，大幅度地提高生产能力，但同时也需要大量的资金投入。
属于战略性决策。
2．中期因素，半年≤作用时间＜一年
～如1）采用新的工艺装备、添置一些可随时买到的通用设备，
2）对设备进行小规模的改造或革新；
3）增加工人，
4）外托，
5）库存调节
～是在现有生产设施的基础上所做的局部扩充。
一般在年度生产计划的制定与实施中加以考虑。
属于中层管理的决策。
3．短期因素作用时间＜半年
如：
（1）加班加点；
（2）临时增加工人，增开班次；
（3）采取措施降低废品率；
（4）改善原材料质量；
（5）改善设备维修制度。
这能减少设备故障时间，提高设备利用率；
（6）采用适当的工资奖励制度，激发工人的劳动积极性；
（7）合理选择批量。
合理选择批量能减少不必要的设备调整时间，而提高设备利用率。
～是对现有生产设施利用的改善，都属于作业层的决策。
§2生产计划
一、生产计划系统的层次
战略层计划
战术层计划
作业层计划
计划期
长（≥5年）
中（一年）
短（月、旬、周）
计划的时间单位
粗（年）
中（月，季）
细（工作日、班次、小时、分）
空间范围
企业、公司
工厂
车间、工段、班组
详细程度
高度综合
综合
详细
不确定性
高
中
低
管理层次
企业高层领导
中层，部门领导
低层，车间领导
特点
涉及资源获取如：
产品发展方向，生产发展规模，新生产设备的建造
现有资源利用
日常活动处理
㈠长期生产计划
～属于战略计划。
主要任务是进行产品决策、生产能力决策以及确定竞争优势的决策。
㈡中期生产计划（生产计划大纲、年度生产计划）
～属于战术计划。
主要任务是1）根据产品市场预测和顾客订货的合同信息，规定企业在计划年度年的生产任务。
2）进行任务与生产能力的平衡。
综合计划又称为生产大纲，是对企业未来较长时间内资源和需求之间的平衡所作的概括性设想，是根据企业所拥有的生产能力和需求预测对企业未来较长一段时间内的产出、内容、产出量、劳动力水平、库存投资问题所做的大致性描述。
综合计划并不具体制定每一品种的生产数量、生产时间、每一车间、人员的具体工作任务，而是按照一定的方式对产品、时间和人员作出安排。
㈢短期生产计划（生产作业计划）
主要任务是依据用户的定单，合理安排生产活动中的每一个细节，使之紧密衔接，确保按用户要求的质量、数量和交货期交货。
1．主生产计划
主生产计划（MPS）要确定每一具体的最终产品在每一具体时间段内的生产数量，这里的具体时间段通常是周。
编制主生产计划应当注意：
（1）MPS所确定的生产量必须等于综合计划确定的生产总量；
（2）MPS中规定的生产数量可以是需求量，也可以是净需求量；（3）MPS中应当反映出顾客订货与企业需求预测的数量和时间需求等信息；（4）MPS的计划期一定要比最长的产品生产周期长，否则得到的零部件投入生产计划不可行；（5）MPS中决定生产批量和生产时间时，必须考虑资源的约束条件。
2．物料需求计划
～是在主生产计划确定以后，为保证生产计划所规定的最终产品所需的全部物料以及其它资源在需要的时候能供应上，也就是说，物料需求计划要解决的是与主生产计划规定的最终产品相关的物料的需求问题。
※对于流程型企业，由于生产连续进行，中期计划的作用非常关键；而对于制造装配型企业，由于生产能力的定义随产品结构的变化而变化，故短期作业计划的作用是重点。
二、年度生产计划
㈠年度生产计划的主要指标
年生产计划是对计划年度内的生产任务做出统筹安排，规定企业在计划期内生产的品种、质量、数量和进度等指标。
生产计划的主要指标有品种、产量、质量、产值和出产期。
1、品种指标
它是企业在计划期内生产的产品品名、型号、规格和种类数。
确定品种指标是编制生产计划的主要问题。
2、产量指标
它是企业在计划期内出产的合格产品的数量。
产量指标是企业进行供产销平衡和编制生产计划、组织日常生产的重要依据。
3、质量指标
它是企业在计划期内产品质量应达到的水平，常采用统计指标来衡量，如一等品率、废品率等。
4、产值指标
它是用货币表示的产量指标，能综合反映企业生产经营活动成果，以便于不同行业比较。
根据具体内容与作用不同，分为商品产值、总产值与净产值三种。
商品产值是企业在计划期内出产的可供销售的产品价值。
商品产值包括：
用本企业自备的原材料生产的成品和半成品的价值；用外单位来料加工的产品加工价值；工业劳务的价值。
只有完成商品产值指标，才能保证流动资金正常周转。
总产值是企业在计划期内完成的以货币计算的生产活动的总成果的数量。
包括：
商品产值；期末期初在制品价值的差额；订货者来料加工的材料价值。
总产值一般按不变价格计算。
净产值是企业在计划期内通过生产活动新创造的价值。
由于扣除了部门间重复计算，它能反映计划期内为社会提供的国民收入。
净产值的计算：
1）生产法：
净产值=总产值－物资消耗费用
2）分配法：
净产值=工资总额+福利基金+税金+利润+属于国民收入初次分配的其它支出。
5．出产期
它是为了保证按期交货确定的产品出产期限。
※对于MTO企业，确定交货期和产品价格是主要的决策；对MTS企业，主要是确定品种和产量。
㈡生产计划的编制步骤和滚动式计划
1．生产计划编制的原则——以销定产、以产促销的原则（包括品种、质量、数量、交货期、成本等的要求）。
这条原则实质上是以需定产，就是以市场的需求来安排生产。
2．生产计划编制步骤
⑴确定计划期内的市场需求
需求信息的来源：
用户的直接定单；市场需求预测；未来的库存计划。
⑵统筹安排，拟订初步计划方案（初步提出生产计划指标）
⑶综合平衡，确定生产计划指标
综合平衡的主要任务包括：
年度生产任务与生产能力的平衡；年度生产任务与物资的平衡；年度生产任务与劳动的平衡；年度生产任务与成本财务的平衡
综合平衡还包括：
生产与生产技术准备、生产与销售、数量与质量、整机与配件等方面的平衡。
⑷讨论修正、批准实施
3．滚动式计划
编制滚动式计划法可以用于编制灵活、有弹性的各种计划，使企业在适应市场需求的同时，保持生产的稳定和均衡。
滚动式计划有以下优点：
1、计划是动态型的，计划的应变性和严肃性均得到保证。
2、提高了计划的连续性。
缺点：
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
㈢、生产计划制定方法
生产计划的制定主要是产量指标和进行产品品种优化。
1．品种的确定
对于大量大批生产，品种数很少，而且既然是大量大批生产，所生产的产品品种一定是市场需求量很大的产品。
因此，没有品种选择问题。
对于多品种批量生产，则有品种选择问题，确定生产什么品种是十分重要的决策。
确定品种可以采取象限法和收入利润顺序法。
1象限法：
波士顿矩阵法。
按市场引力和企业实力两大因素对产品进行评价。
2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，进行分析。
表8种产品的收入和利润顺序
产品代号
A
B
C
D
E
F
G
H
销售收入
1
2
3
4
5
6
7
8
利润
2
3
1
6
5
8
7
4
上图中，左下角的产品，销售收入高，利润比较大，应生产；
右上角的产品，需要进一步分析采取相应对策。
其中很重要的是产品生命周期。
2．生产计划的图表法（运输表法）
图表法是一直直观、简单的也是应用较普遍的生产计划优化方法。
①生产计划主要考虑的成本项目。
1）正常生产成本
2）加班成本：
随加班时间和生产率增加而呈现指数曲线状急剧上升。
3）外协成本
4）库存成本：
包括订货成本和保存成本。
订货成本随批量的增加而减少；保存成本随批量的增加而增加。
②图表法的计算步骤
图表法的基本假设是：
每一单位计划期内正常生产能力、加班生产能力以及外协量均有一定限制；每一单位计划期的预测需求量是已知的；全部成本都与产量呈线性关系。
在这些假设之下，图表法可算出整个计划中每一单位计划期的最优生产计划。
检查方案是否可行的原则：
（1）未使用的能力不能为负数；
（2）每一行的生产任务总额（包括未使用的能力）应等于该行的总生产能力；
（3）每一列的生产任务总额等于该列的需求。
例5-1：
某冰箱厂，生产HL牌冰箱，期初库存为400台，所期望的期末库存为300台。
请用图表法来制定生产计划。
按照该厂的经营方针，不允许任务拖期和库存缺货。
已知：
表5-3a需求预测
季度
1
2
3
4
需求/台
1600
2400
3000
1500
表5-3b成本数据
单位产品的正常生产成本
80
单位产品的加班成本
130
单位产品的外协成本
140
单位产品的库存成本
4元/季度
表5-3c生产能力数据
季度
1
2
3
4
正常生产
1600
2000
2100
1800
加班生产
250
250
250
250
外协
500
500
500
500
解：
计算结果如图5-8所示
计划方案
计划期
未用生产能力/台
总生产
能力/台
单位
计划期
期初库存
0
4
8
12
0
400
400
1
正常生产
80
84
88
92
0
1600
1200
400
加班生产
130
134
138
142
0
250
250
外协
140
144
148
152
500
500
2
正常生产
×
80
84
88
0
2000
2000
加班生产
×
130
134
138
0
250
250
外协
×
140
144
148
500
500
3
正常生产
×
×
80
84
0
2100
2100
加班生产
×
×
130
134
0
250
250
外协
×
×
140
144
350
500
150
4
正常生产
×
×
×
80
0
1800
1800
加班生产
×
×
×
130
250
250
外协
×
×
×
140
500
500
需求/台
1600
2400
3000
1800
2100
10900
图表中的×表示一般不采用这种拖期的方案。
最终作出的生产计划如表5-4
表5-4HL牌冰箱生产计划
季度
正常生产
加班生产
外协
调节库存
1
1600
250
650
2
2000
250
500
3
2100
250
150
0
4
1800
300
根据图5-8，该计划的总成本是各单元生产任务乘以单元单位成本之和，即：
第一季度：
400×0＋1600×80＋250×138=162500元
第二季度：
193500元
第三季度：
221500元
第四季度：
144000元
总成本为：
721500元
3．生产计划的线性规划模型
图表法实际上是线性规划的一种特殊形式。
对于生产多种类型产品，具有多种约束条件的生产计划问题，有效的解决方法是采用线性规划模型，借助计算机求最优解。
线性规划是解决资源合理利用和资源合理调配的有效方法。
它涉及两个具体方面的问题：
一是市场需求已定，如何统筹安排、精心策划，用最少的资源丰富市场需求；二是资源数量已定，如何合理利用、合理调度，已取得最大利润。
1、线性规划模型的结构
定义：
线性规划是求一组变量的值，在满足一组约束条件下，求得目标函数的最优解。
组成：
（1）变量
（2）目标函数
（3）约束条件
（4）变量非负限制
2、生产计划的线性规划模型
解题步骤：
（1）确定变量
（2）描述目标函数
（3）描述约束条件
三、主生产计划（MPS）的制定
首先：
从年度生产计划开始，对年度生产计划分解和细化，做出产品出产进度安排。
产品出产进度安排需要解决的一个基本问题是：
如何处理非均匀需求。
其次：
在产品出产进度安排的基础上，确定每一个计划对象在每一具体时间段内的生产数量，做出初步的主生产计划。
然后：
初步主生产计划要与生产资源平衡协调后，才能批准下达。
㈠处理非均匀需求的策略
三种纯策略
1．利用库存调节
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，库存量就会上升。
当需求过大时，将消耗库存来满足需要，库存就会减少。
对纯劳务性生产，不能采用这种策略。
只能通过价格折扣等方式来转移需求，是负荷高峰比较平缓。
2．改变生产率
就是使生产率与需求率匹配。
需要多少就生产多少。
这是准时生产所采用的策略，它可以消除库存。
1）忙时加班加点，闲时培训
2）转包（Subcontracting）
3）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。
3．改变工人数量
1）任务重的时候多雇职工，反之少雇职工
·非专业性工作可行，对技术要求高的工种不可行
·解雇职工会受到法律限制和工会、职工的反对
·职工是最重要的竞争资源，而不是一种可变成本
2）利用半时职工“钟点工”
※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
例、某公司将预测的市场需求转化为生产需求，如表8-5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。
这里仅讲一种：
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1600件/21天=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
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