采用动态规划软件仿真生产计划案例

《生产运作管理》实验报告

院系：机械工程学院

专业：工业工程班级： 1102 学生姓名：学号：

实验指导老师：刘明伟

完成日期： 2014年6月8日

目录

第一部分：案例概述......................................................... . (3)

一、红番茄工具公司的综合计划 (3)

二、讨论题......................................................... (4)

第二部分：案例分析......................................................... . (4)

一、确定决策变量......................................................... (4)

二、定义目标函数......................................................... (4)

三、约束条件......................................................... .. (5)

四、利用EXCEL进行综合计划 (5)

五、利用WinQSB进行综合计划 (7)

六、评估决策......................................................... . (8)

七、结论.........................................................

(9)

第三部分：实验心得......................................................... (9)

第一部分：案例概述

一、红番茄工具公司的综合计划

红番茄工具公司是墨西哥的一个拥有设备制造园艺设施的小工厂，它的产品通过零售商在美国出售。红番茄公司的运营主要把购买的原材料装配成为多功能的园艺工具，因为生产线需要有限的设备和空间，所以红番茄公司的产能主要由员工数量决定。

红番茄工具公司的产品需求季节性很强，需求旺季是在春天人们种植自家花园时，该公司决定使用综合计划来克服需求季节性变动的障碍，同时实现利润最大化。红番茄公司应对季节性需求的方法有在旺季增加员工数量，签订转包合同，在淡季建立库存，将延期交货订单登记人册，以后再将产品送给客户。为了通过综合计划挑选出最好的方法，红番茄公司的供应链副总裁把建立需求预测作为第一项任务，尽管红番茄公司可以独立预测需求，但与公司的供应商合作能够产生更准确的预测结果。公司的预测结果，如表1-01所示。

表1-01 红番茄工具公司的需求预测

红番茄公司以每件40美元的价格将工具出售给零售商，企业在1月建立的工具库存为

1 000件，企业有80名员工，计划每月工作20天，每个工人在正常工作时间每小时赚4美元，每天工作8小时，其他为加班时间。正如前面提到的，产能主要是由员工总的劳动时间决定的，机器产能不约束生产。根据劳动法规定，被雇佣者每月不允许加班10个小时以上，各种成本如表1-02所示。

表1-02 红番茄工具公司的成本

现在红番茄公司没有转包、库存和延期交货方面的约束，所有缺货都被积累起来，由下一个月生产出来的产品来满足。供应链管理者的目标就是制定一个最理想的综合计划，使6月底没有缺货并至少有500单位库存量。

最佳的综合计划使公司在6个月的计划范围内能够取得最大利润，现在假定红番茄公司要求高水准的客户服务，并且满足所有需求，即使这可能会导致延期。所以计划期内收入是固定的，成本最小化也就等同于利润最大化。在很多情况下，企业可能会选择不满足某些需求，或在综合计划的基础上确定不同的价格，在这类情况下，成本最小化不等同于利润最大化。

二、讨论题

1.应该如何确定红番茄工具公司综合计划的决策变量和目标函数

2.如何计算正常工作时间的劳动力成本、加班时间的劳动力成本、雇佣和解雇的成本、持

有库存的成本、缺货的成本、转包的成本及原材料的成本

3.有哪些约束条件它们是如何确定的

4.计划期的单位产品在库存中的平均停留时间是多少

5.试确定一个满足各项约束的使总成本最小的综合计划。

第二部分：案例分析

一、确定决策变量

1.Wt=t月的员工数量，t=1，…，6

2.Ht=t月初雇佣的员工数量，t=1，…，6

3.Lt=t月初解雇的员工数量，t=1，…，6

4.Pt=t月生产的产品数量，t=1，…，6

5.It=t月结束时的库存水平，t=1，…，6

6.St=t月结束时的缺货或延期交货量，t=1，…，6

7.Ct=t月的转包数量，t=1，…，6

8.Ot=t月的加班工时，t=1，…，6

9.Dt=t月的需求预测，单位：件

二、定义目标函数

目标函数是使计划期内的总成本最小化(等同于需求都被满足而实现利润最大化)。成本由下面几部分组成：

1.正常工作时间的劳动力成本；

2.加班时间的劳动力成本；

3.雇佣和解雇的成本；

4.持有库存的成本；

5.缺货的成本；

6.转包的成本；

7.原材料的成本。

各成本计算公式如下：

①正常工作时间的劳动力成=∑640Wt

②加班时间的劳动力成本=∑6Ot

③雇佣和解雇的成本=∑300Ht+∑500 Lt

④库存和缺货的成本=∑2It+∑5St

⑤原材料和转包的成本=∑10 Pt+∑30Ct

所有成本的和，目标函数计算公式为：

MIN TC=∑640Wt+∑6Ot+∑300Ht+∑500 Lt+∑2It+∑5St+∑10Pt+∑30Ct

三、约束条件

1.员工数量、雇佣和解雇员工数量的约束条件。

初始的员工数量为Wt=Wt-1+Ht-Lt t=1,2,…,6

初始的员工数量为W0=80。

2.产能约束。Pt≤40Wt+Ot/4 t=1,2,…,6

3.库存平衡约束。It-1+Pt+Ct=Dt+St-1+It-St t=1,2,…,6

起始的库存量为I0=1000，最终的库存水平至少要有500单位(即I6≥500)，最初并没有延期交付量(即S0=0)。

4.加班约束。 Ot≤10Wt， t=1,2,…,6

除此之外，每个变量必须都是非负的，在第6期末不能有产品延期交付量(即S6=0)

四、利用EXCEL进行综合计划（方法一）

首先要建立一个包含所有决策变量的工作表，初期将所有的决策变量都设为0。

第二步就是构建一个包含公式的所有约束条件的工作表。

第三步是构建一个包含目标函数的单元格.