第八章 供应链综合计划 (《供应链管理》PPT课件)

5
75
4.30 4.37
15
红番茄工具公司
• 加权平均法
– 每件综合产品单位的材料成本为 =(15×0.10)+(7×0.25)+(9×0.20) +(12×0.10)+(9×0.20)+(9×0.20)+(13×0.15) =10美元
• 同样方法
– 每件综合产品单位的收益为40美元 – 单位净生产时间为4小时
利用规划求解建立综合计划电子数 据表
利用规划求解建立综合计划电子数 据表
利用规划求解建立综合计划电子数 据表
• 设置目标单元格:C22 • 等于:最小值 • 可变单元格:B5:I10 • 约束如下:
➢ B5:C10=integer{雇用和解雇的员工数量为整数} ➢ B5:I10≥0{所有决策变量为非负数} ➢ F10≥500{第6期期末的库存至少为500} ➢ G10=0{第6期期末的缺货等于0} ➢ M5:M10=0{Wt-Wt-1-Ht+Lt=0,t=1,2,…,6} ➢ N5:N10≥0{40Wt+Ot/4-Pt≥0,t=1,2,…,6}
中可能发生的一些问题,尤其是改变劳动力数量导致的 问题 • 减少了库存水平,同时降低了生产设备的平均利用率 • 适用于库存成本相对较高,而设备产能成本相对较低的 情况
均衡策略
• 稳定的设备产能和劳动力数量,以使产出 均衡
• 产品短缺和过剩导致库存水平随时间改 变
• 积累大量的库存,顾客的订单可能被延迟 • 适用于库存和延期交货成本相对较低的
库存水平
F5:F10
It=MAX(It-1+Pt+Ct-Dt-St- =MAX(F4+I5+H5-G4-
1,0)
J5,0)
F6:F10
缺货量
G5:G10
St=MAX(0,St-1+Dt-It-1- =MAX(0,J5+G4-I5-H5-
Pt-Ct)
F4)
G6:G10
利用规划求解建立综合计划电子数 据表
成本 10美元/单位 2美元/单位/月 5美元/单位/月 300美元/人 500美元/人 4小时/单位 4美元/小时 6美元/小时 30美元/单位
红番茄工具公司 决策变量
• 定义如下:
Wt=t月的员工数量,t=1,2,…,6 Ht=t月初雇用的员工数量,t=1,2,…,6 Lt=t月初解雇的员工数量,t=1,2,…,6 Pt=t月生产的产品数量,t=1,2,…,6 It=t月末库存水平,t=1,2,…,6 St=t月末缺货或延期交货量,t=1,2,…,6 Ct=t月的转包数量,t=1,2,…,6 Ot=t月的加班工时,t=1,2,…,6
需求 Dt
1600 3000 3200 3800 2200 2200
建立基本的综合计划电子数据表
输出
员工数量 生产数量
单元格
D5:D10 I5:I10
与输入的关系 第5行中的公式
Wt=Wt-1+Ht-Lt
=D4+B5-C5
Pt=40×Wt+Ot/4
=40*D5+(E5/4)
复制到
D6:D10 I6:I10
满足需求,从而丧失销售机会,导致利润损失； 也可能导致过量的库存和产能,使得成本增加
综合产品单位的确定
• 按照一定的方式来确定计划中的综合 产品单位
• 选择综合产品单位、确定产能和生产 时间时需要特别关注瓶颈环节
• 调整准备和维护
红番茄工具公司
产品系列
材料成本 (美元/件)
收入 (美元/件)
调整准备 时间
• 安全产能 – 使用加班 – 长期拥有富余劳动力 – 使用转包生产 – 从一个开放市场或现货市场购买产能或产品
粗略主生产计划的制定
• 综合计划的细化和分解
系列产 品
调整准 备时间
(小时/ 批)
平均批 量
A
8
50
B
6
150
C
8
100
D
10
50
E
6
100
F
5
75
单位产品 生产时间
(小时)
5.60 3.00 3.80 4.80 3.60 4.30
Lt
0
员工 数量 Wt
80
加班 时间
Ot
0
库存 水平
It
1000
缺货 量 St
0
1
0
35
45
0
1200
0
2
0
0
45
0
0
0
3
42
0
87
0
280
0
4
0
0
88
0
0
0
5
0
27
61
0
240
0
6
0
0
61
0
500
0
转包 数量
Ct
0
0
0
0
0
0
20
总产 量 Pt
1800 1800 3480 35200 2440 2440
(小时/批)
平均批量
单位产品 生产 时间
(小时)
单位产品 净生产 时间 (小时)
占销售量 的
百分比
A
15
54
8
50
5.60 5.76
10
B
7
30
6
150
3.00 3.04
25
C
9
39
8
100
3.80 3.88
20
D
12
49
10
50
4.80 5.00
10
E
9
36
6
100
3.60 3.66
20
F
13
48
8 – 19
红番茄工具公司
• 计划期总成本=422660(美元)
时期t
0 1 2 3 4 5 6
雇用 数量
Ht 0
0
0
0
0
0
0
解雇 数量
Lt 0
16
0
0
0
0
0
员工 数量 Wt
80
64
64
64
64
64
64
加班 时间
Ot 0
0
0
0
0
0
0
库存 水平
It 1000
1960
1520
880
0
140
500
缺货 量 St 0
660
0
转包 数量
Ct
0
0
0
140
0
0
0
总产 量 Pt
2560 2560 2560 2560 2560 2560
需求 Dt
1000 3000 3800 4800 2000 1400
红番茄工具公司
• 雇用和解雇成本为每人50美元 • 综合计划的总成本为412770 美元
时期t
0
雇用 数量
Ht
0
解雇 数量
生产批量
256 640 512 256 512 384
调整准 备次数
调整准 备
时间 (小时)
5
40
4
24
5
40
5
50
5
30
5
25
生产时间 (小时)
1,433.6 1,920.0 1,945.6 1,228.8 1,843.2 1,651.2
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综合计划策略
• 在产能成本、库存成本和延期交货成本之间进 行权衡
• 追赶策略
– 将产能作为杠杆
• 劳动力或产能的时间柔性策略
– 将利用率作为杠杆
• 均衡策略
– 将库存作为杠杆
• 混合策略,将以上三种方法结合使用
追赶策略
• 当需求水平发生变化时,通过调整设备产能或者雇 用/解雇劳动力,生产水平就能够与需求保持同步
红番茄工具公司 目标函数
• 使计划期内的总成本最小化
6
6
6
6
Minå640Wt + å6Ot + å300Ht + å500Lt
t=1
t=1
t=1
t=1
6
6
6
6
+å2It + å5St + å10Pt + å30Ct
t=1
t=1
t=1
t=1
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• 根据计划期内每个时期的需求预测,确定各个 时期适当的生产水平、库存水平、产能(自制 和外包)水平以及延迟交货量(未满足的需求),以 使该计划期内企业利润最大化
– 确定计划的计划期（通常为3-18个月） – 确定计划期内的计划时间单位(比如周、月或季度),
通常综合计划采用月或季度作为计划时间单位 – 确定制定综合计划和作出决策(综合计划将为这些
8 – 18
红番茄工具公司 约束条件
t=1,2,…,6
1. 员工数量、雇用和解雇员工数量的约束条件
W t
=W
t
–1+
H t
–
L t
2. 产能约束
P £ 40W + Ot
t
t4
3. 库存余额约束
I t
–1
+
P t
+C t
=
D t
+
S t
–1
+
I t
–
S t
4. 加班时间约束
O £ 10W
t
t
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P5 =-E5+10*D5
公式 复制到 (8.2) M6∶M10 (8.3) N6∶N10 (8.4) O6∶O10 (8.5) P6∶P10
利用规划求解建立综合计划电子数 据表
利用规划求解建立综合计划电子数 据表
综合计划中的预测误差
• 为了提高综合计划的质量,在计算过程中必须考虑 预测误差
• 安全库存 – 持有更多的库存
• 因为短时间内改变设备产能和劳动力数量是有难度 的,所以实现这种同步会困难重重
• 当改变设备产能和劳动力数量的成本比较高时,实 施这种策略的花费较大,并且会对员工的士气造成 不良影响
• 适用于库存成本较高,而改变设备产能和劳动力数 量成本较低的情况
劳动力或产能的时间柔性策略
• 存在过剩设备产能 • 劳动力数量固定不变,而工作小时数却随时间而变化 • 利用不同的加班加点量和灵活的计划 • 需要劳动力安排具有一定的灵活性,但避免了追赶策略
情况
红番茄工具公司的综合计划
• 红番茄工具公司 • 红番茄工具公司的需求预测
月份 1 2 3 4 5 6
需求预测 1600 3000 320成本项目 原材料成本
库存成本 缺货或延期交货的边际成本
雇用或培训员工的成本 解雇员工的成本 需要的劳动时间 正常工作的成本 加班的成本 转包的成本
决策提供建议)所需的关键信息
综合计划者需要了解的信息
• 计划期(计划期的时间跨度为T个周期)内每个周期t 的需求预测值Ft
• 生产成本 – 正常人工成本(美元/小时)和加班人工成本(美元 /小时) – 转包生产成本(美元/小时或美元/件) – 产能变更成本,具体包括招聘或解聘工人的成本 (美元/工人)和增加或减少设备产能的成本(美元 /机器)
综合计划者需要了解的信息
• 单位产品需要的劳动力工时/机器台时 • 库存持有成本(美元/件/期) • 缺货或延期交货的成本(美元/件/期) • 约束
– 包括:加班、解雇、可用资本、缺货和延期 交货、供应商引起
综合计划作出的决定
• 正常时间、加班时间和转包的生产量 • 持有库存 • 缺货或延期交付的数量 • 雇用/解雇劳动力数量 • 机器产能的增加/减少 • 较差的综合计划可能导致可用库存和产能不能
0
0
0
220
0
0
转包 数量
Ct 0
0
0
0
140
0
0
总产 量 Pt
2560 2560 2560 2560 2560 2560
需求 Dt
1600 3000 3200 3800 2200 2200
红番茄工具公司
• 更高季节性波动的需求预测
月份 1 2 3 4 5 6
需求预测 1000 3000 3800 4800 2000 1400
综合计划在供应链中的作用
• 确定如下一些特定时间范围内的运作参数
– 生产速率
–转包
– 劳动力
– 延期交货
– 加班量
– 现有库存
– 设备产能水平
• 在供应链中尽可能大的范围内使参与各方共
同拟定综合计划是十分重要的
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8–3
综合计划的有关问题
红番茄工具公司
• 新需求所需的成本为433080美元
时期t
0 1 2 3 4 5 6
雇用 数量
Ht
0
0
0
0
0
0
0
解雇 数量
Lt
0
16
0
0
0
0
0
员工 数量 Wt
80
64
64
64
64
64
64
加班 时间
Ot
0
0
0
0
0
0
0
库存 水平
It
1000
2560
2120
880
0
0
500
缺货 量 St
0
0
0
0
1220
第八章 供应链综合计划
综合计划在供应链中的作用
• 在真实的世界里,产能需要成本,提前期通常很长,所 以企业在完全了解需求之前,必须很好地制定关于产 能水平、生产水平、外包和促销的决策
• 综合计划:
– 企业通过它决定在一段特定时间范围内产能、产量、转 包、库存水平、缺货甚至定价等问题
– 目标就是满足需求并使利润最大化 – 决定一个工厂在给定月份的总产量水平 – 考3-18个月这样中等时间范围的决策问题的有效工具
➢ O5:O10=0{It−1-St−1+Pt+Ct-Dt-It+St=0,t=1,2,…,6}
➢ P5:P10≥0{10Wt-Ot≥0,t=1,2,…,6}
利用规划求解建立综合计划电子数 据表
单元格
单元格操作函数
M5 =D5-D4-B5+C5
N5 =40*D5+E5/4-I5
O5 =F4-G4+I5+H5-J5-F5+G5
8 – 33
信息技术在综合计划中的作用
• 在编制综合计划的过程中要考虑大 量数据(使得非线性问题难以计算)
• 具备用线性函数近似非线性函数的 能力
• 在有新的数据输入需修改计划时能 确保计划一定程度的稳定性
• 表中包括如下决策变量:
Wt=t月的员工数量,t=1,2,…,6 Ht=t月初雇用的员工数量,t=1,2,…,6 Lt=t月初解雇的员工数量,t=1,2,…,6 Pt=t月生产的产品数量,t=1,2,…,6 It=t月末库存水平,t=1,2,…,6 St=t月末缺货量,t=1,2,…,6 Ct=t月的转包数量,t=1,2,…,6 Ot=t月的加班工时,t=1,2,…,6