生产管理Charpt生产计划与需求管理

第五讲：第五讲：需求预测与综合计划需求预测与综合计划一、需求预测一、需求预测二、综合计划二、综合计划例：上海交通大学在闽行建新校址的依据是什么？一个啤酒厂打算新增一条生产线，其依据又是什么？明天超市打算减少上班工作人员数量，其依据又是什么？1 1、问题的提出、问题的提出一、需求预测一、需求预测2 2、预测种类、预测种类(1)、按预测时间、按预测时间(2)、按主客观因素、按主客观因素(3)、按预测类型、按预测类型3 3、需求预测的意义、需求预测的意义预测是为下一步计划做准备预测是为下一步计划做准备预测是制定营销、生产预测是制定营销、生产 和库存、采购、人力资和库存、采购、人力资源等计划的基础。源等计划的基础。预测对生产运作产生影响，所以，它是生产运预测对生产运作产生影响，所以，它是生产运作管理的一个组成部分。作管理的一个组成部分。4 4、需求预测的主要步骤、需求预测的主要步骤确定预测目标；确定影响产品需求的因素及其重要性；收集资料；选择预测方法与模型；计算、预测；对预测结果进行综合分析，得出结论；将预测结果应用于生产计划工作中；将预测结果应用于生产计划工作中；根据实际情况，对预测结果进行监控。5 5、需求预测的衡量标准、需求预测的衡量标准反应稳定需求的能反应稳定需求的能力力反应需求变化的能反应需求变化的能力力定性预测方法定性预测方法qualitative method定量预测方法定量预测方法quantitative method 德尔菲法德尔菲法 部门主管集体讨论法部门主管集体讨论法 销售人员意见汇总法销售人员意见汇总法 顾客期望法顾客期望法 时间序列预测模型时间序列预测模型 时间序列平滑模型时间序列平滑模型 简单移动平均简单移动平均 加权移动平均加权移动平均 一次指数平滑一次指数平滑 时间序列分解模型时间序列分解模型 乘法模型乘法模型 加法模型加法模型 因果模型因果模型6 6、需求预测方法需求预测方法需要说明的是，为使预测更符合实际，经验、判断和数学模型都起一定的作用，但没有哪一种方法一直都能奏效。7 7、定量预测方法定量预测方法用数学模型表示需求与各种变量之间的关系。前提：变量与需求的关系今后仍然保持不变。常用的有：时间序列时间序列：用过去的需求和时间的关系来预测未用过去的需求和时间的关系来预测未来的需求。来的需求。因果模型：因果模型：用过去的资料揭示变量和需求的关系，用过去的资料揭示变量和需求的关系，进而预测未来的需求。进而预测未来的需求。(1)、时间序列模型、时间序列模型时间序列时间序列（Time Series）：）：按一定的时间间隔和事件发生的先后顺序将所收集的数据排列起来所得到的序列。表表 1 1 时间序列时间序列 月份月份 实际销量实际销量(百台百台)1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 1010 1111 1212 20.0020.00 21.0021.00 23.0023.00 24.0024.00 25.0025.00 27.0027.00 26.0026.00 25.0025.00 26.0026.00 28.0028.00 27.0027.00 29.0029.00 时间序列的构成时间序列的构成：趋势成分：趋势成分：随时间的推移而表现出的一种倾向随时间的推移而表现出的一种倾向（上升、下降、平稳）。（上升、下降、平稳）。季节成分：季节成分：特定周期时间里有规则的波动。如：特定周期时间里有规则的波动。如：每天有二次交通高峰；每天有二次交通高峰；每周周末，影院的客流量较大；每周周末，影院的客流量较大；某些产品的季节性需求变化等。某些产品的季节性需求变化等。周期成分：周期成分：较长时间里（一般为数十年）有规较长时间里（一般为数十年）有规则的波动。则的波动。随机成分：随机成分：没有规则的上下波动。没有规则的上下波动。时间序列模型时间序列模型(Forecasting based on time series data)：时间序列平滑模型：通过多个数据的平均来时间序列平滑模型：通过多个数据的平均来消除和减少随机成分消除和减少随机成分(干扰干扰)。常用的有。常用的有简单移简单移动平均、加权移动平均、一次指数平滑动平均、加权移动平均、一次指数平滑。时间序列分解模型。时间序列分解模型。1)、简单移动平均、简单移动平均(Simple Moving Average)SMAt+1=(Xt+Xt-1+Xt-N+1)/N 预测值预测值=(=(前前N次实测值的平均值次实测值的平均值)表表 1 1 简单移动平均法预测简单移动平均法预测 月份月份 实际销量实际销量(百台百台)n=3(n=3(百台百台)n=4(n=4(百台百台)1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 1010 1111 1212 20.0020.00 21.0021.00 23.0023.00 24.0024.00 25.0025.00 27.0027.00 26.0026.00 25.0025.00 26.0026.00 28.0028.00 27.0027.00 29.0029.00 21.3321.33 22.6722.67 24.0024.00 25.3325.33 26.0026.00 26.0026.00 25.6725.67 26.3326.33 27.0027.00 21.7521.75 23.3323.33 24.7524.75 25.5025.50 25.7525.75 26.0026.00 26.2526.25 26.5026.50 对于简单滑动平均预测方法，关键是选择对于简单滑动平均预测方法，关键是选择移动时间区间的大小，即移动时间区间的大小，即N的大小。的大小。结果：结果：N越大、预测值越平滑，对干扰的灵越大、预测值越平滑，对干扰的灵敏性越低，预测值的响应性也就越小。敏性越低，预测值的响应性也就越小。N的大小的选择与预测者要求的适应性有关。的大小的选择与预测者要求的适应性有关。如果管理者追求稳定性，如果管理者追求稳定性，N的值应该选择大的值应该选择大一些，如果管理者的目标是体现响应性，则一些，如果管理者的目标是体现响应性，则应选择小一点的应选择小一点的N。2)、加权移动平均、加权移动平均(Weighted Moving Average)WMAt+1=(t Xt+t-1 Xt-1+t-N+1 Xt-N+1)/N预测值预测值=(=(前前N N次实测值的加权平均值次实测值的加权平均值)t t、t-1 t-1、t-N+1 t-N+1称为加权因子，且称为加权因子，且（t+t-1+t-N+1）/N=1n为了强调最近数据的影响，突出其作用，取为了强调最近数据的影响，突出其作用，取 3=1.5、2=1、1=0.5，得到加权移动平均结果，得到加权移动平均结果结果：预测值的响应性较好，其结果结果：预测值的响应性较好，其结果与与 和和N的取值有关。的取值有关。3)、一次指数平滑、一次指数平滑(Single Exponential Smoothing)SAt =SAt-1+(Xt-1-SAt-1)或者，或者，SAt =Xt-1 +(1-+(1-)SAt-1预测值预测值=(上次实测值上次实测值)+()+(1-)上次预测值上次预测值 称为平滑常数，（称为平滑常数，（0 0 1 1）表表 3 3 某某公公司司的的月月销销售售额额一一次次指指数数平平滑滑预预测测表表(=0 0.7 7)月月份份 实实际际销销售售额额 (千千元元)上上月月实实际际销销售售额额(千千元元)上上月月预预测测销销售售额额(千千元元)(1 1-)上上月月预预测测销销售售额额(千千元元)本本月月平平滑滑预预测测销销售售额额(千千元元)1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 1 10 0 1 11 1 1 12 2 1 10 0.0 00 0 1 12 2.0 00 0 1 13 3.0 00 0 1 16 6.0 00 0 1 19 9.0 00 0 2 23 3.0 00 0 2 26 6.0 00 0 3 30 0.0 00 0 2 28 8.0 00 0 1 18 8.0 00 0 1 16 6.0 00 0 1 14 4.0 00 0 7 7.0 00 0 8 8.4 40 0 9 9.1 10 0 1 11 1.2 20 0 1 13 3.3 30 0 1 16 6.1 10 0 1 18 8.2 20 0 2 21 1.0 00 0 1 19 9.6 60 0 1 12 2.6 60 0 1 11 1.2 20 0 1 11 1.0 00 0 1 10 0.3 30 0 1 11 1.4 49 9 1 12 2.5 55 5 1 14 4.9 97 7 1 17 7.7 79 9 2 21 1.4 44 4 2 24 4.6 63 3 2 28 8.3 39 9 2 28 8.1 12 2 2 21 1.0 04 4 3 3.3 30 0 3 3.0 09 9 3 3.4 45 5 3 3.7 77 7 4 4.4 49 9 5 5.3 34 4 6 6.4 43 3 7 7.3 39 9 8 8.5 52 2 8 8.4 44 4 6 6.3 31 1 1 11 1.0 00 0 1 10 0.3 30 0 1 11 1.4 49 9 1 12 2.5 55 5 1 14 4.9 97 7 1 17 7.7 79 9 2 21 1.4 44 4 2 24 4.6 63 3 2 28 8.3 39 9 2 28 8.1 12 2 2 21 1.0 04 4 1 17 7.5 51 1 预测的关键是选择预测的关键是选择 的大小。的大小。结果：一次指数平滑预测值依赖于平滑常结果：一次指数平滑预测值依赖于平滑常数数 的选择，一般来言，的选择，一般来言，越大，预测值的越大，预测值的响应性越大，响应性越大，选得小些，则稳定性较大。选得小些，则稳定性较大。如果管理者追求稳定性，如果管理者追求稳定性，的值应该选择的值应该选择小一些，如果管理者的目标是体现响应性，小一些，如果管理者的目标是体现响应性，则应选择大一点的则应选择大一点的。4)、时间序列分解模型、时间序列分解模型(Time Series Decomposition)对各成分进行单独预测，再按一定的组合对各成分进行单独预测，再按一定的组合规则综合处理，得出最终的预测结果。规则综合处理，得出最终的预测结果。乘法模型乘法模型 TF=TSCI加法模型加法模型 TF=T+S+C+I主要讨论主要讨论线性季节模型线性季节模型线性变化趋势与季节性变化趋势共同作用的结果。线性变化趋势与季节性变化趋势共同作用的结果。预测值预测值=趋势预测值趋势预测值季节系数季节系数过过去去三三年年快快餐餐销销售售记记录录季季度度 季季度度序序号号 t t销销售售量量 A At t夏夏秋秋冬冬春春夏夏秋秋冬冬春春夏夏秋秋冬冬春春1 12 23 34 45 56 67 78 89 91 10 01 11 11 12 21 11 1,8 80 00 01 10 0,4 40 04 48 8,9 92 25 51 10 0,6 60 00 01 12 2,2 28 85 51 11 1,0 00 09 99 9,2 21 13 31 11 1,2 28 86 61 13 3,3 35 50 01 11 1,2 27 70 01 10 0,2 26 66 61 12 2,1 13 38 8求趋势直线方程求趋势直线方程：y=a+b ty y为趋势预测值，为趋势预测值，t t为季节序号，为季节序号，a a、b b为常数。为常数。可用作图法或最小二乘法求出可用作图法或最小二乘法求出a a、b b。季节季节序号t销售量At夏111800秋210404冬38925春410600夏512285秋611009冬79213春811286夏913350秋1011270冬1110266春1212138例：旅游点快餐销售例：旅游点快餐销售T(t)=10000+167 t计算季节系数计算季节系数：各周期内相应实际值与趋势值的比值的平均值。各周期内相应实际值与趋势值的比值的平均值。SI(SI(夏夏)=(1.16+1.13+1.16)/3=1.15)=(1.16+1.13+1.16)/3=1.15SI(SI(秋秋)=1.00)=1.00SI(SI(冬冬)=0.85)=0.85SI(SI(春春)=1.00)=1.00计算预测值：计算预测值：预测值预测值=趋势预测值趋势预测值季节系数季节系数n未 来 一 年 的 夏 秋 冬 春 各 季 对 应 的未 来 一 年 的 夏 秋 冬 春 各 季 对 应 的 t t 值 分 别 为值 分 别 为13,14,15,16,13,14,15,16,预测销售量分别为预测销售量分别为:夏季:(10,000+16713)1.15=13,997 (份)秋季:(10,000+16714)1.00=12,338 (份)冬季:(10,000+16715)0.85=10,629 (份)春季:(10,000+16716)1.00=12,672 (份)二、综合生产计划二、综合生产计划1 1、计划管理、计划管理(1)、计划、计划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(2)、计划管理过程（、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）2 2、综合计划、综合计划(1)、时间性、时间性产品发展方向，生产发展规模，技术发展水平现有资源条件下确定产品品种，产量，员工，产成品库存等生产进度控制，人员班次安排，质量控制战略层战略层战术层战术层作业层作业层不不同同层层次次计计划划的的特特点点战战略略层层计计划划战战术术层层计计划划作作业业层层计计划划计计划划期期计计划划时时间间单单位位空空间间范范围围详详细细程程度度不不确确定定性性管管理理层层次次特特点点长长(5年年)粗粗(年年)企企业业、公公司司高高度度综综合合高高高高层层领领导导资资源源获获取取中中(一一年年)中中(月月、季季)工工厂厂综综合合中中中中层层领领导导资资源源利利用用短短(月月、旬旬、周周)细细(日日、班班次次、小小时时、分分)车车间间、工工段段、班班组组详详细细低低低低层层，车车间间领领导导日日常常活活动动处处理理经营预测企业规划产品和市场计划资源计划财务计划产品需求预测生产计划大纲粗能力需求计划主生产计划能力需求计划物料需求计划物料供应计划车间作业计划最终装配计划长期计划中期计划短期计划(2)、总结构、总结构工业企业生产计划体系年生产计划、总生产计划流程计划流程计划生产能力计划生产能力计划年生产计划年生产计划主生产计划主生产计划原材料需求计划原材料需求计划作业计划作业计划周劳动力与客户安排周劳动力与客户安排日劳动力与客户安排日劳动力与客户安排长期长期中期中期短期短期制造业制造业服务业服务业(3)、年生产计划、年生产计划(4)、年生产计划特征、年生产计划特征规定全年的总任务；规定全年的总任务；计划指标：品种、质量、产量、产值计划指标：品种、质量、产量、产值；是一个中期生产计划是一个中期生产计划,处理的对象以产品级为主。它处理的对象以产品级为主。它属于战术层计划；属于战术层计划；是指导企业生产与其他活动安排的依据。是指导企业生产与其他活动安排的依据。年年计计划划一季度一季度二季度二季度三季度三季度四季度四季度短纤短纤22，30014，47020，28021，150长纤长纤1，0609601，0901，170不同类型生产计划的度量不同类型生产计划的度量流程式生产：生产计划可较准确地描述加工装配式生产：生产计划是模糊的大量生产：具体产品表示大批生产：代表产品表示多品种、中小批生产：假定产品表示代表产品结构和工艺具有代表性，产量较大的产品。假定产品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）。代代表表产产品品和和假假定定产产品品 产产品品 计计划划年年产产量量 单单位位产产品品 台台时时定定额额 折折换换成成代代表表 产产品品C的的产产量量 折折换换成成假假定定 产产品品的的产产量量 A B C D 50 100 125 25 20 30 40 80 25 75 125 50 27 82 136 55 合合计计 300 275 300 36.672512510050802540125301002050假定产品的台时定额2767.362050)(假定产品A(5)、年生产计划分解、年生产计划分解年生产计划分解年生产计划分解生产作业计划生产作业计划如何分解？如何分解？年生产计划分解年生产计划分解按时间按时间把年、季等较长期任务分解到月、把年、季等较长期任务分解到月、旬、周、日、轮班、小时。旬、周、日、轮班、小时。(a)、按时间分解、按时间分解年年计计划划一季度一季度二季度二季度三季度三季度四季度四季度短纤短纤22,30014,47020,28021,150长纤长纤1,0609601,0901,170 主主生生产产计计划划 月123456789101112短纤维1.331002800 3100 2000 2100 2000 3000 3000 2900 3000 2900 31001.64500045000400004000040000400001.7043000220002170033800410004050季产季产22,30014,47020,28021,150长纤维50020000190002100022007623020023019020019023023021025023025016720000190002100022000季产季产1,0609601,0901,170某涤纶厂的年生产计划和主生产计划：某涤纶厂的年生产计划和主生产计划：年生产计划分解年生产计划分解按空间按空间把全厂任务分解到各车间、工段、班组、个人。把全厂任务分解到各车间、工段、班组、个人。(b)、按空间分解、按空间分解厂级生产计划厂级生产计划车间级生产计划车间级生产计划班组级生产计划班组级生产计划产品级生产计划产品级生产计划零件级生产计划零件级生产计划工序级生产计划工序级生产计划产品级计划产品级计划 品种品种 产量产量 出产日期出产日期 质量质量 零件级计划零件级计划 零件零件 制造车间制造车间 产量产量 投入时间投入时间 出产时间出产时间 质量质量 工工序序级级计计划划 零零件件 班班组组 工工序序 产产量量 投投入入时时间间 出出产产时时间间 质质量量 年生产计划分解年生产计划分解按计划单位按计划单位把整台产品分解到部件、组件、零件、毛坯和工序。把整台产品分解到部件、组件、零件、毛坯和工序。(c)、按计划单位、按计划单位3 3、综合计划的编制、综合计划的编制使计划期内资源成本最小化使计划期内资源成本最小化综合计划编制原则综合计划编制原则 产品产品A的年度生产计划安排，期初库存为的年度生产计划安排，期初库存为400 1月2月3月4月5月6月需求预测18001500110090011001600安全库存450375275225275400工作天数221921212220生产数量18501425100085011501725所需工人数534730253354新增工人821解聘人数61754 4、综合计划要素、综合计划要素生产率、劳动力水平和存货量生产率、劳动力水平和存货量总生产计划要素总生产计划要素问题描述：在已知计划期内，每一段时间问题描述：在已知计划期内，每一段时间t的需求预测为的需求预测为F(t),以生产计划期内成本以生产计划期内成本最小化为目的，确定时段最小化为目的，确定时段t=1,2,T的产的产量量P(t)，存货量，存货量I(t)和劳动力水平和劳动力水平W(t).5 5、综合计划影响因素、综合计划影响因素成本成本影响因素影响因素库存持有成本库存持有成本缺货成本缺货成本招聘招聘/解聘解聘加班费加班费库存变化库存变化转包合同的费用转包合同的费用6 6、策略、策略综合计划编制策略综合计划编制策略库存水平改变库存水平改变工人数量增减工人数量增减工作班次改变工作班次改变转包转包库存水平改变库存水平改变优点优点：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：缺点：库存量大，资金占用多。生产率改变生产率改变优点优点：市场适应性好；库存费用较低。缺点：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。混合策略：混合策略：既考虑需求的变动性，又考虑生产过程的稳定性。n例题：例题：某公司将预测的市场需求转化为生产需求，如表1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、考试费和培养费，折合雇一个工人需300元，裁减一个工人需付解雇费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。(1)月份月份(2)预计月生产需预计月生产需求量求量(件件)(3)累计需求量累计需求量(件件)(4)每月正常工作每月正常工作日数日数（天）（天）(5)累计正常工作累计正常工作日数日数（天）（天）41,6001,600 21 21 5 1,400 3,000 2243 61,2004,200 22 6571,0005,20021868 1,500 6,200231099 2,0008,70021 130102,50011,20021151112,50013,70020 171 12 3,000 16,700 201911 3,000 19,700202112 2,50022,2001923032,000 24,20022252表表2 仅改变工人数量的策略仅改变工人数量的策略表表3 仅改变库存水平的策略仅改变库存水平的策略 (1)月份月份 (2)累计生累计生 产天数产天数 (3)累计产量累计产量 (2)96.4 (4)累计生累计生产需求产需求 (5)月末库存月末库存 (3)-(4)+1000 (6)维持库存费维持库存费 6(月初库存量月初库存量+月末库存量月末库存量)/2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 21 43 65 86 109 130 151 171 191 211 230 252 2,024 4,145 6,266 8,290 10,508 12,532 14,556 16,484 18,412 20,340 22,172 24,293 1,600 3,000 4,200 5,200 6,200 8,700 11,200 13,700 16,700 19,700 22,200 24,200 1,424 2,145 3,066 4,090 4,808 4,832 4,356 3,784 2,712 1,640 972 1,093 7,272 10,707 15,633 21,468 26,694 28,920 27,564 24,420 19,488 13,056 7,836 6,195 252天内生产天内生产24200件，则平均每个工作日生产件，则平均每个工作日生产96.03件，需件，需96.03*20=1920.63小时，每天需工人小时，每天需工人1920.63/8=240.08人，取人，取241人，人，则每天平均生产则每天平均生产241*8/20=96.4件件表表 4 一一种种混混合合策策略略(1)月月 份份 (2)累累计计生生产产 天天数数 (3)生生产产率率 (4)累累计计产产量量 (5)累累计计 需需求求(6)月月末末库库存存(4)-(5)+1000 (7)维维持持库库存存费费 (8)变变更更工工人人数数费费用用 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 21 43 65 86 109 130 151 171 191 211 230 252 80 80 80 80 80 108.4 108.4 108.4 108.4 108.4 108.4 108.4 1,680 3,440 5,200 6,880 8,720 10,996 13,273 15,441 17,609 19,777 21,836 24,221 1,600 3,000 4,200 5,200 6,200 8,700 11,200 13,700 16,700 19,700 22,200 24,200 1,080 1,440 2,000 2,680 3,020 3,296 3,073 2,741 1,909 1,077 636 1,021 6,240 7,560 10,320 14,040 17,100 18,948 19,107 17,442 13,950 8,958 5,139 4,971 71 300=21,300 71 200=14,200 4月初需生产月初需生产1600件，每天需生产件，每天需生产76.19件。设前一段采用件。设前一段采用80件件/天的生产率，则每天需要天的生产率，则每天需要80*20/8=200个工人。个工人。生产到生产到8月底，累计月底，累计109天生产了天生产了109*80=8720件。在余下的（件。在余下的（252-109）=143天内，要生天内，要生产（产（24200-8720）=15480件，平均每天件，平均每天15480/143=108.25件，需件，需108.25*20/8=270.6人，取人，取271人。每天可生产人。每天可生产271*8/20=108.4件。件。