第九章 生产管理的优化

（一）大量流水生产作业计划 基本无机和基本有机及一些石油化工生产属于 这种生产类型，是以流水线方式大批量生产单一品 种。在制定这类生产作业计划时，主要是依据流水 线的正常生产能力和节奏，把生产任务直接分配给 各车间。如果生产任务大于或小于正常生产能力， 可通过调节流水线生产的节奏，或通过改变流水线 生产的有效工作时间，在一定的生产能力弹性范围 内，满足生产任务的要求。 对于各品种混合流水线生产，因不同品种大批 量轮番连续生产，所以还需合理安排各种产品的投 产顺序。
（3）按加工路线的特征分类 多台装置按这类方式可分为流水型排序 和非流水（间歇）型排序。前者是指M批不同 的物料经N个生产单元，且所有不同批次物料 的工艺顺序完全相同，因而排序的总方案数 为M！。后者即非流水型排序是指M批不同的 物料经N个生产过程，但各批次物料的工艺顺 序不完全相同，而排序的总方案多达（M！） N个，比前者的排序方案数大得多。
三、制定生产计划的优化方法
制定优化生产计划的方法有 多种，但较常用的有图表法与 线形规划法两种。
（一）图表法 这种图表法亦称为运输表法。这种方法 的基本思想是：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已知；全 部成本都与产量呈线性关系。从而，图表法 可给出整个计划内每一单位计划期的最优生 产计划。一般可用手算和图表方式进行，但 当所涉及的问题较多时，需借助于计算机技 术来实现。
第二节 生产作业计划及优化
一、生产作业计划概述 （一）生产作业计划的基本含义 在生产计划确定后，企业为便于组织实 施，还需编制生产作业计划。生产作业计划 是生产计划的继续和具体化，是生产计划的 具体实施计划，其实质是要解决如何按照时 间顺序，将有限的人力、物力和财力资源分 配给不同的工作任务或生产任务，使预定的 生产计划目标最优化。

生产计划是企业经营计划的重要组成部 分，是企业对生产任务作出的统筹安排。生 产计划是根据国家和市场的需求，以及企业 自身的技术、设备、人力、物资、动力等资 源能力情况，合理地安排计划期内应当生产 的产品品种、产量和生产进度，充分适时满 足社会和用户的需要。
（二）生产计划的主要目标 生产计划的主要目标怎样尽量发挥企业的生产能 力，充分利用生产资源，生产适销的产品，满足市场 和用户的需求，同时使生产负荷尽可能均衡稳定，控 制库存的水平，并最终使生产总成本尽可能低。这些 目标可概括如表9-1所示。 表9-1 生产计划的目标
（二）生产作业计划的基本任务 （1）落实生产计划 把企业生产计划的各项指标具 体地分配到各车间、工段、班组等，制定出他们在 各月、周、日等周期内的具体任务，以及实现该任 务的方案，从而保证按数量、质量、品种、成本和 期限完成企业的生产计划任务。 （2）合理组织生产过程 一般来说，产品的生产过 程都由物质流、信息流和资金流所构成。生产作业 计划的任务之一就是要将生产过程中的物质流、信 息流和资金流合理组织协调起来，以最小的投入获 得最大的产出。
三、作业排序及评价
（一）作业排序的基本概念 1．作业计划与作业排序 作业计划与作业排序一般不是同意语。排序只 确定物料在生产过程中的各单元操作顺序，而作业 计划还包括确定各单元操作处理物料的开始时间和 完成时间，后者的内容包括前者的内容。在编制生 产作业计划的实际工作中，关键是要解决物料在各 生产单元的最可能投料和出料时间。因此，在大多 数情况下当物料的处理顺序及时间确定后，作业计 划也就确定了。所以，可将编制作业计划与排序两 个术语不予区别。本章即是这样处理。
（二）积极进取型 用前面稳妥应变型方法处理季节性需求 或波动较大需求时，往往不得不付出较高的 成本。而积极进取型则通过调节需求模式， 影响、改变需求，调节对资源的不平衡要求， 来达到有效地、低成本地满足需求的目的。 企业内部不同部门的人员，倾向于采用 不同的方法来考虑生产计划的编制。这需要 将两类方法有机结合，才可能使综合计划达 到较优或最优。

用图表法解决这类问题，需应用如图9-2 所示的格式。表中的每一行表示一个计划方 案，该表中有4个计划方案。例如，第1行表 示期初库存，可以满足4个单位计划期内任一 期的需求；第2行则是第1期内正常工作时间 的生产量，也可用以满足4个单位计划期内任 一期的需求。



表中的列表示一个计划所包含的计划期， 以及尚未使用的生产能力和总生产能力。表中 每一格右上方框表示单位产品的相应成本，包 括生产成本和库存成本。表中大的×符号表示 生产任务不得积压。一般来说，当期生产并当 期销售，是成本最低的方案。但由于生产能力 的限制，不一定总能实现。 第1期的期初库存费用为零，因为它是前 一个计划期如上一年决策方案的函数，又在本 计划期内考虑。 这种方法可分为允许生产任务积压和不允许积 压两种情况。
二、化工生产企业生产作业计划的制定
制定生产作业计划的目的是具体落实生 产计划，保证年度或季、月生产作业计划的 实现。一般可将生产企业的生产作业计划分 为两级，即车间生产计划和班组生产作业计 划。本书主要介绍车间生产作业计划的制定。 车间生产作业计划应根据不同的生产类型 来制定。由于生产类型不同，生产组织方式 不同，生产作业计划的制定方法也不相同。
第一节 生产计划的优化
一、生产计划的概念 （一）生产计划的地位及作用 在现代企业中，生产经营活动是社会化大 生产。企业内部分工精细，协作严密，任何 一部份都不能离开其他部分而单独运行。尤 其是生产运作管理活动，它需要调配多种资 源，在需要的时候，按所需的量，提供所需 的产品。所以，生产计划是生产运作管理中 的一个重要部分，它与其他计划的相互关系 如图9-1所示。

排序作业可有几种不同的分类方式。 （1）按排序的对象分类 （2）按使用生产装置的种类和数量分类 （3）按加工路线的特征分类 （4）按目标函数的性质分类 （5）按加工处理对象到达车间的情况分类
（1）按排序的对象分类 可分为劳动力作业排序和生产作业排序。前者 主要是确定人员何时工作，后者主要是把不同的待 处理物料安排到相应的生产单元，或安排不同的人 做不同的工作。在化工生产企业，生产排序占主要 地位。 （2）按使用生产装置的种类和数量分类 这种分类可分为单台装置或一个生产单元装置 的排序和多台装置或多个生产单元的排序。前者是 若干种不同物料在一个生产单元如反应釜中处理的 排序，后者则是指若干不同物料在几个生产单元如 预处理单元、反应单元、分离提纯单元及成品包装 单元的排序。
成本最小/利润最大 最大限度地满足顾客要求 最小的库存费用 生产速率的稳定性 人员水平变动最小 设施、设备的充分利用

表9-1中目标之间既有一致性，又存在某 种相悖的特性。例如，最大限度地提供顾客 服务，则要求按时、迅速交货，但这常需通 过增大库存来达到。这样又与最小库存费用 的目标相悖。又如，当产品需求随季节变化 时，很难做到均衡生产和保持人员稳定。诸 如此类的问题不少，说明这六个目标之间的 相悖性。所以，在制定生产计划时，需权衡 上述这些目标因素，作适当的折中，并同时 考虑一些定性的因素。
（3）实现均衡生产 其基本含义是生产过程的各个 环节做到有节奏的工作，依据计划规定它的数量、 质量、品种和交货期的要求，均衡地生产产品。这 样有利于充分发挥企业的生产能力，有效利用生产 资源，改进企业的经营管理，降低成本，提高效益。 （4）提高经济效益 产品的成本和质量在很大程度 上决定产品的经济效益，而产品的成本和质量是在 生产过程中形成。作业计划的重要内容就是要严格 保证产品质量达到规定的标准，使生产过程中的各 种消耗降低，最大限度地降低生产成本，从而求得 最佳的经济效益。
（4）按目标函数的性质分类 按这种分类，可划分多种类型。例如，对 单台（套）设备的排序，目标是使误期或延 期生产的产品数最少和目标是使平均生产时 间最短，它们实质是两种不同的排序。此外， 还可划分为单目标排序和多目标排序等。
（5）按加工处理对象到达车间的情况分类 按要加工处理对象到达车间的情况不同， 可以分为静态排序和动态排序两种。在静态 排序情况下，所有要加工处理的对象都已到 达，可以一次性对它们进行排序。在动态排 序情况下，要加工处理的对象是陆续到达， 需随时安排它们的处理顺序。 从上述讨论可见，依据排序对象、生产 装置、加工路线、目标函数和处理对象情况 以及其他因素的差别，可形成多种多样的排 序问题及相应的排序方法。
成本计划
财务计划
二、生产计划的决策
在实现上述有相悖关系的目标过程中， 首先需提出一些初步的可选方案，进行比较 和增和考虑，再作决策。在生产计划决策时， 可采用两种基本的决策方法。 （一）稳妥应变型 （二）积极进取型
（一）稳妥应变型 这类方法的基本作法，是根据市场需求 制定相应的计划，即把预测的市场需求作为 给定条件，通过改变人员水平、加班、安排 休假、改变库存水平、外协等方式，来适应 市场变化。
（二）排序方案的评价标准 从前述已知，对于M批不同的处理对象， 每一批要经N台（套）装置加工处理，则可能 的排序方案将相当多。但由于工艺上的限制 及其他约束条件，有些排序方案是不可行的。 但仍有多个或不少可选择的方案。选择不同 的方案会得到不同的结果。为选择出合理、 优化的方案，需对方案进行评价，这应当依 据一定的评价标准。





下面将分别介绍一些作业排序方案评价常用的标准。 （1）加工对象流程时间 是指从加工对象可以开始加工至完 工的时间，这包括加工对象在各生产装置或生产单元之间转 移的时间、等待时间、加工时间以及由于设备故障等问题造 成 可以用比预定完工时间延迟了的时间来表示，也 可以用未按预定时间完工的产品数占总产品数的百分数来表 示。 （4）在制品库存（WIP） 当加工对象从一个装置移向下一 个装置时，因故被推迟移到下一个装置进行处理或放置于中 转库中，都可视为在制品库存。在制品库存可用产品数量、 货币价值或可供应的周数等来表示。 （5）总库存 是指计划入库量与现有库存量的总库存量。 （6）设备利用率 以一台（套）装置的有效生产时间占总工 作时间的百分比表示。