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生产与运作管理
Production & Operation Management
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第八章 综合生产计划
学习本章后,你将能够
了解:
收入管理
熟悉:
计划管理的一般概念
掌握:
综合计划策略
MTS和MTO生产企业年度计划的制定方法
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第八章 综合生产计划
计划管理的一般概念
综合计划策略
MTS企业年度生产计划的制定
MTO企业年度生产计划的制定
收入管理
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第一节 计划管理的一般概念
计划是管理的首要职能
计划的作用
计划是组织的前提
计划是指挥的依据
计划是协调的工具
计划是控制的标准
计划管理过程(PDCA)
编制计划(Plan)
执行计划 (Do)
检查计划完成情况 (Check)
改进 (Act)
Plan
Do
Check
Act
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一、企业计划的层次和职能计划之间的关系
(一)计划的层次
战略层
战术层
作业层
产品发展方向、生产发展规划、技术发展水平、新设备制造
现有资源条件下确定产品品种、产量、产值和利润
生产进度控制、人员班次安排、质量控制
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不同层次计划的特点
短(月、旬、周)
细(工作日、…分)
车间、工段、班组
详细
低
低层、车间领导
日常活动处理
中(一年)
中(月、季)
工厂
综合
中
部门领导
资源利用
长(≥5年)
粗(年)
企业、公司
高度综合
高
高层领导
资源获取
计 划 期
时间单位
空间范围
详细程度
不确定性
管理层次
特 点
作业层
战术层
战略层
从上表中可以看出,从战略层到作业层,计划期越来越短,计划的时间单位越来越细,覆盖空间越来越小,计划内容越来越详细,计划中的不确定性越来越小。
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(二)企业各种计划之间的关系
市场需求预测
用户订货
企业长远发展规划
经营计划
科学研究计划
销售计划
生产计划
品
种
质
量
计
划
新
产
品
开
发
计
划
职
工
福
利
计
划
职
工
培
训
计
划
物
资
供
应
计
划
劳
动
工
资
计
划
技
术
组
织
措
施
计
划
设
备
维
修
计
划
设
备
更
新
改
造
计
划
基
本
建
设
计
划
成本计划
财务计划
生产技术准备计划
技
术
发
展
计
划
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二、生产计划的层次与计划指标体系
(一)生产计划层次
●生产计划包括综合生产计划(Aggregate Planning)、产品出产计划(Master Production Schedule, MPS)和生产作业计划(Production Schedule),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生产作业计划包括:
厂级生产计划———产品级生产计划
车间级生产计划———零件级生产计划
班组级生产计划———工序级生产计划
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生产计划层次 (续)
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生产计划的层次及特征
计划层
执行层
操作层
计划的形式及种类
生产计划大纲、 产品出产计划
零部件(毛坯)投入出产计划、原材料(外购件)需求计划等
双日(或周)出产作业计划、关键机床加工计划等
计划对象
产品(假定产品、代表产品、具体产品)工矿
零件(自制件、外购件、外协件)毛坯、原材料
工序
编计划的基础数据
产品生产周期
产品结构、加工制造提 前期、零件、毛坯、原材 料库存
加工路线、加工时间、在制品库存
计划编制部门
经营计划处(科)
生产处(科)
车间计划科(组)
计划期
1年
1月~1季
双日、周、旬
时间单位
季(细到月)
旬、周、日
工作日、小时、分
空间范围
全厂
车间及有关部门
工段、班组、工作地
优化方法
线性规划等
MRP、批量算法
各种作业排序方法
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生产计划的指标体系
生产计划的主要指标有品种、产量、质量、产值和出产期
产品品种指标:生产什么 品名、规格、型号、种类数等
产品产量指标:生产多少
产品质量指标:一级品率、合格频率、废品率、返修率等
产值指标
商品产值、总产值、净产值
出产期
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生产计划的指标体系 (续)
产值指标
商品产值:
企业在计划期内出产的可供销售的产品价值
总产值:
企业在计划其内完成的以货币计算的生产活动总成果的数量。
净产值:
企业在计划期内通过生产活动新创造的价值。
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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
确定
目标
评 估
当前条件
预 测 未 来
环境与条件
确 定 计划方案
实施计划
评价结果
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滚动计划的编制方法
滚动计划方法的优点:
①使计划的严肃性和应变性都得到保证
②提高了计划的连续性
2009
2010
2011
2012
2013
2010
2011
2012
2013
2014
执行计划
预计计划
滚动期
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四、生产能力
定义
生产能力指企业的设施,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。
意义
生产运营能力的测定与分析是测定生产计划的基本依据之一;
生产运营能力的利用程度及效率的发挥是评价生产计划工作效率的主要标准之一,它决定着企业未来的经营成效。
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生产能力的分类
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。
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生产能力的影响因素
生产中的固定资产的数量
指企业在查定时期内所拥有的全部能够用于生产的机器设备。
固定资产的工作时间
指机器设备的全部有效工作时间内的全部利用时间。
制度工作时间
(全部日历日数-节假日数)×每日制度工作小时数
有效工作时间
全年工作天数×每天工作小时数×(1-设备停修率)
固定资产的生产效率
产量定额
台时定额
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生产能力的表示
大部分情况下,生产能力都可以用企业生产的产品或提供的服务所需设施来表示
企业类型
生产能力计量单位
汽车制造厂
炼油厂
发电厂
造纸厂
航空公司
旅店
超级市场
仓储服务公司
网球俱乐部
百货公司
辆
吨或桶
千瓦时
吨
客位数
客房数
出口收款台数
平方米
网球场数
平方米
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生产能力的表示 (续)
对于流程式生产,生产能力用出产的产品数量表示。
对于加工装配式生产,生产能力则是一个模糊的概念。不同的产品组合,表现出来的生产能力不一样。
大量生产,品种单一,可用具体产品数表示生产能力;
对于成批生产,品种数少,可用代表产品表示生产能力;
对于多品种生产,则只能以假定产品表示生产能力。
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代表产品
结构和工艺具有代表性,产量较大的产品。
M-----以代表产品为计量单位表示的生产能力
F------某产品计划年产量
S------某产品单位产品台时定额
T0-----代表产品单位产品台时定额
K-----换算系数
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例:设有A、B、C、D四种产品,其计划年产量和各产品的单位产品台时定额如下表,将各产品的计划年产量折算成代表产品产量。
产品
计划年产量
单位产品台时定额
换算系数
折换成代表产品C的产量
A
B
C
D
50
100
125
25
20
30
40
80
20/40=
30/40=
40/40=1
80/40=2
25
75
125
50
合计
300
275
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假定产品 (pseudo-product)
实际上并不存在的产品,只是为了结构与工艺差异大的产品有一个统一的计量单位而引入的一个概念。
假定产品的劳动量定额是各具体产品的劳动量定额的加权平均值(以计划产量为权系数)。
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计算步骤:
1、计算假定产品的台时定额:
----为具体产品的年计划产量
----为各种产品年产量总和
----第 i 种产品占产品总产量的比例
----为 i 产品在 j 机床加工的单位台时定额
2、将各产品的计划产量折合成假定产品的产量
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例:设有A、B、C、D四种产品,其计划年产量和各产品的单位产品台时定额如下表,将各产品的计划年产量折算成假定产品产量。
产品
计划年产量
单位产品台时定额
换算系数
折换成代表产品C的产量
A
B
C
D
50
100
125
25
20
30
40
80
20/
30/
40/
80/
27
82
136
55
合计
300
300
解: 计算假定产品的台时定额:
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生产能力与生产任务(负荷)的平衡
计算生产能力的目的是为了衡量生产计划的可行性,因此要进行生产能力与生产任务的平衡
生产能力与生产任务的平衡方式
产量平衡:
负荷:计划产量
能力=设备年有效工作小时数 /单位产品台时定额
设备年有效工作小时数=全年工作日数×每天工作小时数×(1-设备停修率)
时间平衡
负荷 = 计划产量×单位产品台时定额
能力 = 设备年有效工作小时数
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生产能力与生产任务(负荷)的平衡 (续)
1
2
3
4
1
40 000
50 000
60 000
51 250
52 000
55 000
57 500
40 000
40 000
正常能力产量
产量
季度
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生产能力与生产任务(负荷)的平衡 (续)
将 j 设备年有效工作小时数与 j 设备生产任务台时数比较,可知能力是否够。
※注意:
①由于需求不均匀,即使总量上平衡,但某段时间内负荷仍可能超过能力。
②无论作业计划安排得如何好,机床的空闲是不可避免
多品种生产条件下,可用代表产品数或假定产品数进行比较,由于计算比较复杂,用台时数计算更方便。
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生产能力与生产任务(负荷)的平衡 (续)
生产能力与生产任务平衡包括三个方面内容:
将生产任务与生产能力进行比较
根据比较的结果采取措施
计算生产能力利用指标
能力与负荷的平衡:
当负荷<生产能力时,应设法利用富裕的生产能力,避免浪费。
当负荷>生产能力时,应采取措施:扩大生产能力、加班加点、转包、调整任务。
调整能力和负荷使其差额尽可能小。
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第二节 综合计划策略
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。
处理非均匀需求的策略
改变库存水平
改变生产速率
改变工人数量
混合策略
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处理非均匀需求的策略
改变库存水平:通过库存调节生产,维持稳定的生产率。
优点:
将内部生产与外部需求隔开,维持内部生产的均衡;
利于充分利用设备和人力;
利于产品质量的稳定;
利于生产管理;
缺点:
库存量大,资金占用多
破坏了生产的准时性
不适合纯劳务性生产
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处理非均匀需求的策略 (续)
通过改变库存水平来吸收需求波动
生产率
库存增加
库存减少
需求
时间
需求率
0
t1
t2
t3
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处理非均匀需求的策略 (续)
改变生产率:
根据需求的变化改变生产率,需要多少就生产多少,这是JIT的策略。
方法:
加班加点
增减劳动人数
转包外购
改变“自制还是外购”的决策
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处理非均匀需求的策略 (续)
改变生产率 (续):
优点:
市场适应性好;
库存费用较低。
缺点:
生产不均衡;
不利于产品质量的稳定;
要经常调整设备和人力。
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处理非均匀需求的策略 (续)
改变劳动力数量:
实际上是改变生产率。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
利用半时职工
“钟点工”
混合策略:
既考虑需求的变动性,又考虑生产过程的稳定性。
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影响需求的策略
直接影响需求的策略
广告、促销、人员推销、降价、折扣
暂缓交货(back ordering)策略
可能造成销售机会的丧失
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反复试验法(The Trial-and-Error Method)
又叫“试错法”
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
改变生产率(Production rate)
三种纯策略组合成混合策略。
以一个例子说明如何应用反复试验法:
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反复试验法(The Trial-and-Error Method)
例:某公司将预测的市场需求转化为生产需求,如下表所示。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、考试费和培费,折合雇一个工人需300元,裁减一个工人需养付解雇费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。
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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=件,需×20÷8=人,取271人。因此,9月初要雇71人,每天可生产271×8÷20=件产品。年末再裁减71人。这种混合策略的总费用为179,275元
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第三节 MTS企业
年度生产计划的制定
品种与产量的确定
品种的确定:收入利润顺序法和波士顿象限法(略)
收入利润顺序法
1 确定产品销售收入和利润顺序,填制产品的收入和利润顺序表
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
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2 绘制收入、利润图
处在左下角的产品应该生产;
处在右上角的产品需作进一步分析;(考虑产品寿命周期)
对角线上的产品,属于正常产品;
对角线下方的产品,利润比正常的高,考虑增加销量;
对角线上方的产品,利润比正常的少,需考虑售价和成本。
1 2 3 4 5 6 7 8
收 入 顺 序
C
A
B
H
E
D
G
F
8 7 6 5 4 3 2 1
利 润 顺 序
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品种与产量的确定 (续)
产量的确定
m种资源,n种产品品种,求利润最大的产量
线性规划法
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产品出产计划的编制
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,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。
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12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
计划期 (分月)
平均日产量
④
③
②
①
①平均分配 ②分期递增 ③小幅度连续增长 ④抛物线递增
生产稳定情况下的几种产量分配形式示意图
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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
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第四节 MTO企业
年度生产计划的制定
MTO企业要按用户订单的要求(产品规格、质量、性能、价格、交货期等)进行生产。
多为单件小批生产、多品种中小批量生产。
编制生产计划大纲:
是指导性的,根据用户订单和预测数据编制
产品出产计划:
根据订单数据编制
对MTO企业,接受订货决策是其主要内容
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。
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一、接受订货决策
要决定:接不接、接什么、接多少、何时交货。
要考虑的因素:能否生产用户提出的产品、生产能力够不够、交货期能否满足、价格是否可以接受。
用户订货一般包括订货的产品型号、规格、技术要求、数量、交货时间Dc和价格Pc。在顾客心里可能还有一个最高可以接受的价格Pcmax和最迟的交货时间Dcmax。超过此限,顾客将另寻生产厂家。
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接受订货决策 (续)
对于生产企业来说,它会根据顾客所订的产品和对产品性能的特殊要求以及市场行情,运用它的报价系统(计算机和人工的) 给出一个正常价格P和最低可接受的价格Pmin,也会根据现有任务情况,生产能力和生产技术准备周期、产品制造周期,通过交货期设置系统(计算机或人工的系统)设置一个正常条件下的交货期D和赶工情况下最早的交货期Dmin。
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订单处理
比较价格
报价系统
Pc≥P
比较交货期
交货期设置系统
Dc≥D
产品生产计划
接受订货
Pmin>Pcmax
Dmin>Dcmax
N
Y
N
Y
拒绝
协商
Y
Y
N
N
订单:Pc,Dc,Pcmax,Dcmax
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二、 品种、价格与交货期的确定
一 品种的确定 (0-1型整数规划)
[例] 已接到A、B、C三种订货,其加工时间和可获利润如表,能力工时为40单位,应接受那种产品比较有利?
产品
A B C
加工时间
利 润
12 8 25
10 13 25
决策变量1,生产该产品,决策变量0,不生产该产品,
MaxZ=10Xa+13Xb+25Xc
条件:
12Xa+8Xb+25Xc≤40
Xa,Xb,Xc=0或1
启发式算法:按(利润/加工时间)的大小生产
A: 10/12= B:13/8=
C: 25/25=1
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品种、价格与交货期的确定 (续)
二 价格的确定
1 成本导向法 (P=C+R)
以产品成本作为定价的基本依据,加上适当的利润和应纳税金,得出产品价格的一种定价方法。
2 市场导向法(C=P-R)
按市场行情定价,然后再推算出成本应控制的范围的一种方法。
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品种、价格与交货期的确定 (续)
式中, ─ 产品(工件)i的完工期限
─ 产品(工件)i的到达时间或准备就绪时间
─ 固定常量,对所有产品都一样,经验决定
三 交货期的确定
常用的交货期设置方法 :
1、 CON(Constant):
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交货期的确定
2、 RAN(Random):
式中, ─ 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。
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交货期的确定(续)
式中, ─ 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。
3、 TWK(Total work content):
式中, ─ 系数,由经验确定,一般取3~8;
─ 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):
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交货期的确定(续)
式中, ─ 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。
5、 NOP(Number of operations):
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第五节 收入管理
收入管理(revenue management),最初叫收益管理(yield management)
经济学需求曲线,消费者剩余
主要领域:航空公司、酒店
现已形成完善的系统
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产品品种:产品品名、型号、规格、品种数
产品产量:计划期内出产合格产品的数量
产品质量:各种产品应达到的质量标准
产值:以价格形式表示的产量指标。
总产值
商品产值
净产值
出产期:为保证按期交货确定的产品出产期限
确定目标:产值、产量、质量、交货期等;
评估当前条件:设备设施、劳动力、生产率、内部政策(聘用与解聘、加班、兼职、转包等)、成本等。
预测未来的环境条件:未来需求及其影响因素
确定计划方案
实施计划评价结果
(1)设计能力 是指工业企业基本建设时,设计任务书与设计文件中所规定的生产能力。它是企业新建、改建和扩建后应该达到的最大年产量。
(2)查定能力 是指企业生产了一段时间以后,重新调查核定的生产能力。企业的产品方向、固定资产、协作关系、资源条件、劳动状况等方面发生了重大变化,在这种新的条件下可能实现的最大生产能力。
(3)计划能力 是指企业在年度内依据现有的生产技术组织条件,实际能够达到的生产能力。它是以现有生产条件,并考虑到在年度内能够实现的各种技术的、组织的措施的效果来确定的。
实际工作中,常要将各产品的计划产量换算为代表产品的产量。
当产品结构、工艺、产量差别大时,以假定产品计算生产能力的方法,假定产品是按照各种具体产品工作量比重构成的一种实际上并不存在的产品。
当生产能力满足不了计划人物的要求时,应采取一定的措施扩大生产能力;
当生产能力大于计划任务时,则应设法利用生产能力。
取最小的设备生产能力(台数)作为生产线或企业的生产能力,将其与计划年产量比较
1 .通过改变库存水平来适应市场的波动,会产生维持库存费
2.库存也破坏了生产的准时性,掩盖了管理问题。
3.对纯劳务性生产,不能采用这种策略。
当生产率和需求率相等时(在区间0-t1和 >t3),库存不变
②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;
③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。
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 忙时使人厌倦、降低工作效率和质量,引起安全事故
闲时培训 ,提高技能
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”
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。
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。
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。
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
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件,需×20=小时,每天需工人÷8=240. 08人。取241人,则每天平均生产241×8÷20=件产品。仅改变库存水平的策略如表8-6所示。总费用为209,253元。
单一品种大量大批生产不存在品种选择问题
多品种批量生产的品种确定方法有:收入利润顺序法和波士顿象限法
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。
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
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。