许亚元综合计划.ppt

供应链的综合计划 许亚元学习目标学习目标n了解综合计划在供应链活动中的重要性n描述制定综合计划需要的信息n公司可以通过综合计划制定的决策n解释管理者在制定综合计划时要权衡的问题n使用Excel工具构造并解决基本的综合计划问题一、综合计划在供应链中的作用二、综合计划有关问题三、综合计划策略四、利用线性规划制定综合计划五、使用Excel进行综合计划六、综合计划的预测误差七、实施综合计划的实践 主要内容主要内容n综合计划（综合计划（aggregate planning)aggregate planning)的制定过程的制定过程： 公司通过它决定一定时期内(通常3-18个月)的生产能力、生产安排、转包生产、库存水平、出清库存以及定价等问题n综合计划的目标综合计划的目标：： 满足需求并使利润最大化 总而言之，在计划每个时期的给定需求预测下，决定每期的生产水平、库存水平和产能（内部的和外包的）水平，以使企业利润最大化 案例案例——了解供应链综合计划的重要性了解供应链综合计划的重要性 一个优质纸业制造商怎样通过综合计划实现利润最大化，很多类型的造纸厂都面临季节性需求，需求从顾客到印刷厂到分销商到制造商不断波动。

许多纸业面临春季的需求高峰，因为要印刷年报；在秋季也是需求高峰，因为要印刷新车广告因为造纸厂的产能十分昂贵，所以建设一个能满足春秋旺季需求的工厂的成本过于昂贵在供应链的另一端，优质纸业通常需要特殊的添加剂和涂料，这些材料经常供应不足造纸厂必须应对这些约束，围绕它们使利润最大化为了解决这些问题，工厂需要利用综合计划决定它们在淡季的生产和库存水平：在淡季建立库存以满足旺季超过产能的需求这样，综合计划就使得工厂和供应链都能实现利润最大化 制定合理的综合计划，需要考虑的运营参数制定合理的综合计划，需要考虑的运营参数：：n生产速率：单位时间（如每月或每周）完成的产品数量n劳动力：生产需要的员工数量或产能数量n加班量：计划加班时间的量n机器产能水平：生产需要的机器产能的单位数量n转包：在计划期内的转包生产能力n延期交货需求：当期没有满足而转移至未来期交付的需求n现有库存：计划期内各个时期的库存持有水平一、综合计划在供应链中的作用二、综合计划有关问题三、综合计划策略四、利用线性规划制定综合计划五、使用Excel进行综合计划六、综合计划的预测误差七、实施综合计划的实践 主要内容主要内容 综合计划者需要如下信息：综合计划者需要如下信息：n计划时期内T个时期的每个时期t的需求预测Ftn生产成本n正常时间的劳动力成本（美元／小时）和加班时间的劳动力成本（美元／小时）n转包生产成本(美元/小时或美元/单位)n产能变更成本（美元/工人或美元/机器）n单位产品所需的劳动力工时或机器台时n库存持有成本（美元/单位/周期）n缺货或延期交货成本（美元/单位/周期）n约束条件：加班时间限制、解雇限制、可利用资金限制、缺货和延期交货的限制等 公司可以通过综合计划制定下列决策：公司可以通过综合计划制定下列决策：n正常时间、加班时间和转包生产时间的生产量：用来确定员工数量和供应购买水平n持有库存：确定仓库容量和运营资本的需要量n缺货或延期交付的数量：用来确定顾客服务水平n雇用或解雇的工人数量：用来处理可能遇到的劳资纠纷n机器产能的增加或减少：确定是否需要购买新的生产设备或闲置设备一、综合计划在供应链中的作用二、综合计划有关问题三、综合计划策略四、利用线性规划制定综合计划五、使用Excel进行综合计划六、综合计划的预测误差七、实施综合计划的实践 主要内容主要内容 计划者要进行的基本权衡有如下几个：计划者要进行的基本权衡有如下几个：n产能（正常时间、加班时间和转包时间）n库存n延期交货导致的晚交货／失售损失 三种不同的综合计划策略三种不同的综合计划策略n追逐策略——将产能作为杠杆n劳动力或产能的时间柔性策略——将利用率作为杠杆n平稳策略——将库存作为杠杆。

综合计划框架综合计划框架•追逐策略追逐策略策略策略•劳动力或劳动力或产能的时产能的时间柔性策间柔性策略略•产能产能杠杆杠杆•利用率利用率（人力资（人力资源、机器源、机器等）等）•库存成本库存成本较高，改较高，改变产能和变产能和机器水平机器水平成本较低成本较低的情况的情况适用情况适用情况•生产速率生产速率•劳动力劳动力•加班量加班量•产能水平产能水平•转包转包•延期交货需求延期交货需求•现有库存现有库存内容内容问题•平稳策略平稳策略 •库存库存•库存和延库存和延期交货成期交货成本相对较本相对较低的情况低的情况•正常时间、加正常时间、加班时间和转包班时间和转包时间的生产量时间的生产量•持有库存持有库存•缺货或延期交缺货或延期交付的数量付的数量•劳动力数量劳动力数量•机器产能增机器产能增减•决定一定决定一定时期内理时期内理想的产能、想的产能、生产、转生产、转包、库存包、库存水平、缺水平、缺货（服务货（服务水平）、水平）、定价等定价等定定义一、综合计划在供应链中的作用二、综合计划有关问题三、综合计划策略四、利用线性规划制定综合计划五、使用Excel进行综合计划六、综合计划的预测误差七、实施综合计划的实践 主要内容主要内容 以以““西红柿工具西红柿工具““Red Tomato ToolsRed Tomato Tools””公司说公司说明线性规划模型方法的应用明线性规划模型方法的应用n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n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  红番茄公司的需求预测红番茄公司的需求预测月份月份需求预测需求预测116002300033200438005220062200 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。

红番茄公司的成本红番茄公司的成本成本项目成本项目成本成本原材料成本10美元／单位库存成本2美元／单位／月缺货或延期交货的边际成本5美元/单位／月雇佣或培训员工的成本300美元/人解雇员工的成本500美元/人需要的劳动时间4小时/单位正常工作成本4美元/时加班成本6美元/时转包成本30美元/单位n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n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1 1、确定决策变量、确定决策变量nWt=t月的员工数量，t=1，…，6nHt=t月初雇佣的员工数量，t=1，…，6nLt=t月初解雇的员工数量，t=1，…，6nPt=t月生产的产品数量，t=1，…，6nIt=t月结束时的库存水平，t=1，…，6nSt=t月结束时的缺货或延期交货量，t=1，…，6nCt=t月的转包数量，t=1，…，6nOt=t月的加班工时，t=1，…，62 2、定义目标函数、定义目标函数n目标函数是使计划期内的总成本最小化（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 n所有成本的和，计算公式为： ∑640Wt+∑6Ot+∑300Ht+∑500Lt+∑2It+∑5St+∑10Pt+∑30Ct（1）员工数量、雇佣和解雇员工数量的约束条件： Wt=Wt-1+Ht-Lt t=1,…,6 初始的员工数量为W0=80。

2）产能约束：Pt≤40Wt+Ot/4 t=1,…,6（3）库存平衡约束：It-1+Pt+Ct=Dt+St-1+It-St t=1,…,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=04）加班约束： Ot≤10Wt， t=1,…,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=O3 3、约束条件、约束条件 MIN TC =MIN TC =   t=1t=16 6 { {640W640Wt t + +300H300Ht t + +500L500Lt t + + 6O 6Ot t + + 2I2It t + + 5S5St t + + 30C30Ct t + + 10P10Pt t } }I It- t-1 1 + + P Pt t + + C Ct t = = D Dt t + + S St t-1-1 + + I It t - - S St tI I0 0=1000=1000, S, S0 0=0=0, S, S6 6=0=0 I I6 6  500, 500, WW0 0 = 80 = 80 WWt t = = W Wt t- -1 1 + + H Ht t – – L Lt t P Pt t   4040WWt t + + O Ot t/4 for /4 for t t=1, 2, …, 6=1, 2, …, 6O Ot t   1010WWt t forfor t= t=1, 2, …,61, 2, …,6时期时期雇佣数雇佣数量量H Ht t解雇数解雇数量量L Lt t员工数员工数量量W Wt t加班时加班时间间O Ot t库存库存I It t库存缺库存缺货货 S St t转包转包C Ct t总产总产量量P Pt t000800100000101565019830025832006501567002583300650950002583400650026702583500650117002583600650500002583红番茄公司综合计划红番茄公司综合计划n如果我们假定t期的平均库存量为最初和最终库存的平均值，即(It-1+It)/2，则计划期内的平均库存：n nLittleLittle’’s law :s law :平均周转时间= =平均库存平均库存/ /生产能生产能力力 由综合计划计算出：n综合计划的总成本=422275n计划期的收入=40*16000=640000n平均季节性库存=895n平均流程时间=0.34（月） 进一步比较分析n（教材例8-1）若需求的季节性波动变大，则综合计划的结果显示：库存和产品延期增加；总成本、平均季节性库存和平均流程时间增加。

n（教材例8-2）若库存的持有成本增加，综合计划的结果显示：库存量减少；总成本增加；平均季节性库存和平均流程时间减少一、综合计划在供应链中的作用二、综合计划有关问题三、综合计划策略四、利用线性规划制定综合计划五、使用Excel进行综合计划六、综合计划的预测误差七、实施综合计划的实践 主要内容主要内容 通常采用安全库存和安全产能来解决总体计划误差问题n安全库存：为满足高出预测值的那部分需求所保有的库存；n安全生产能力：为了满足高出预测值的那部分需求所必备的生产能力 注：这两种方法可以为公司得预测误差提供一个缓冲，具体的方法有很多（例如使用加班作为安全产能的一种形式、雇佣额外的劳动力作为安全产能的一种形式、使用转包生产作为安全产能的一种形式、修建更多的仓库，持有更多的库存，作为安全库存的一种形式、从开放市场或现货市场购买产能或产品，作为安全产能的一种形式）一、综合计划在供应链中的作用二、综合计划有关问题三、综合计划策略四、利用线性规划制定综合计划五、使用Excel进行综合计划六、综合计划的预测误差七、实施综合计划的实践 主要内容主要内容 当确保综合计划实施时，需要考虑以下重要因素：当确保综合计划实施时，需要考虑以下重要因素：n超越公司范围思考整个供应链n由于预测经常会出错，所以要使计划具有弹性。

安全库存、安全生产能力、对综合计划输入信息（变量）进行灵敏度分析）n当新数据产生的时候，重新制订综合计划n在设施利用率提高时利用总体计划当设备的利用率很高的时候，公司按照订单来安排生产就会导致生产能力不足的问题，不能及时的赶出所有的订购产品，因而就必须制订总体计划来有效的安排生产，从而获得最大的利润。