1.图解法
给出一个企业的生产计划资料。总产量为全年100000件,需求具有季节性。夏季需求量大,9月份最高,达到13000件,冬季需求低,3月份只有3000件,波动幅度达到4.33倍(13000/3000)。考虑到每月的生产工作日,由于7月份有2周的设备停产检修计划,7月份的平均日需求量达到917件,为最高,而3月份的平均日需求量只有143件,两者的比率为917/143=6.41。每月中每个生产工作日的需求量,它是一根波动很大的曲线,给企业排进度计划带来较大的困难。
再假定企业正常的生产能力为每天500件,每天最大加班能力为100件。用加班时间生产的产品,每件成本增加10元。
此外,还可以将任务外发加工,假设能力没有限制,但每加工一个产品的费用,比正常生产的多15元。平均库存费用为每件每年40元。假定每100个工人的生产能力是每天35件,每招收一名工人的培训费用为230元。排计划时每月的保险库存必须保证。
计划1:采用最方便的计划方法,用全年的总生产工作日242天去除全年总需求量,得到每天平均生产413件的生产计划,小于每天500件的正常生产能力。这计划方案的优点是生产能力稳定不变,制造成本最低。图81中,一根水平的实线代表计划1,它的日产能力为413件,全年保持不变。但是,从图上明显可见,1~5月份产量远大于需求量,这5个月中每月都有库存量,称之为季节性库存。从6月份开始,为满足需求,每月要动用库存补偿生产的不足,直到年底库存全部用完。经计算,计划1因为有较大的季节性库存量,需要多花费384000元。
计划2:由于计划1的库存费用很高,所以设想使每天的产量接近需求量,以节省库存费用,这可以通过调整劳动力的方法来实现。生产计划2的出产进度在图中用一根实折线表示。前6个月,产量保持在每天272件的水平上,在2,3,4月内均有少量库存。6月下旬开始提高产量,日产750件左右,到8月份将日产量调整到630件左右。这两个月的日产量都超过500件,除了用足企业的加班能力,还外发了部分加工任务。到10月份又把能力调整到正常生产能力以内。这个计划的好处是季节性库存减少了,每年只需46000元库存费,比计划1大大改进。但是由于劳动力的大幅度调整,支付的劳动力周转费用是很高的,经计算全年共需164300元。此外,由于采取了加班措施,支付加班费60000元,还有外加工原因,又多支出60000元。计划2多增加成本330300元,但比计划1还是有所改进。
计划3:计划1和计划2走了两个极端,一个多用了库存,另一个劳动力调整幅度过大。计划3考虑使劳动力相对稳定一些,避免外发加工,在计划1和计划2之间找一条折中的途径,在图中也是以一根实折线表示。前4个月日产量为272件,5月份提高到350件左右,6月份再大幅度提高到550件的水平,维持了4个月以后,到10月份调低,11月份提高,12月份再调低到400件。
这个方案库存费用大于计划2,劳动力周转费用与计划2正好一样多,加班费低于计划2,外发加工费全部节省了,总增加成本数为308120元,是3个计划中成本最低的一个。
不论计划2还是计划3都涉及劳动力的大幅调整。如果这些工人需要具有相当高的技术,那么一般是不易找到的,企业也不能随意招聘和解雇技术工人,因而这种做法可能是行不通的。一般的思路应该是寻找劳动力调整幅度较小的生产资源组合方案。图解法的优点是简单直观,但一般是不可能找到最优解,它只能在几次试探性的计算以后找出一个比较理想的计划。
此例主要说明在既定的需求条件下,由于不同的进度计划使用生产要素的效率不同,导致生产费用不相等,所以计划人员有必要寻求一个成本较低的进度计划。
2.试凑法
该企业的正常生产能力为500件/日,加班能力为100件/日,外委加工无限制。正常生产成本为100元/件,加班生产成本为110元/件,外委加工成本为120元/件,平均库存费用为10元/月件。
其中,月净需求是根据需求预测和保险库存计算得到的,即:
月净需求=本月需求预测-本月保险库存+下月保险库存。合计产能为正常产能与加班产能之和,这里作为计算是否利用外委加工之用。
可见,如果只利用正常生产能力,7,8,9和11月份将出现产能不足,如果利用正常生产能力和加班生产能力,9和11月份将出现产能不足。那么,如何组织生产才能使成本较低呢?
不难想象,可以有很多种方法组织生产,但比较典型的有3种:跟踪需求,综合利用正常生产、加班生产和外委加工调节生产能力;每天均衡生产,避免外委加工,利用正常生产、加班和库存调节生产能力;根据需求变化规律分段均衡生产,避免外委加工,利用正常生产、加班和库存调节生产能力。下面,就这3种典型的生产组织方式,分别进行生产计划和成本计算。
(1)通过加班和外委加工调节生产能力,每月接近需求量组织生产。生产能力利用情况如表86所示。
组织生产时,因为正常生产的成本最低,所以首先利用正常生产能力。如果正常生产能力不足,再依次考虑利用加班生产能力和外委加工能力。根据表86,可以很容易地计算出这种组织生产方式的成本。如表87所示。
其中,正常生产成本=100×正常生产量,加班生产成本=110×加班生产量,外委加工成本=120×外委加工量。总成本=正常生产成本+加班生产成本+外委加工成本=9380000+583000+108000=10071000(元)。另外,需要指出的是,这里不包括安全库存的库存成本。
(2)每天均衡生产,避免外委加工,利用正常生产、加班和库存调节生产能力。此时,每天的平均产量为:总需求/工作天数。
根据表85可得,每天的平均产量=100000/252=396.825,即以397件/天组织生产,最后再进行调整,调整量为:100000-397×252=44件。计算结果如表88所示。
其中,生产成本=100×实际产量,库存成本=10×(期初库存+期末库存)/2。年初的期初库存为上年末的期末库存,这里假设年初和年末的库存状态相同。总成本=生产成本+库存成本=10000000+1083420=11083420元。
(3)分段均衡生产。如果将年末与年初闭合,可以看出,从12月份到6月份的需求比较低,而从7到11月份的需求较高,于是我们设想将生产分成两段,分别实现均衡生产。从12月份到6月份的总需求为41500,工作天数为146,平均日产量为284件;从7到11月份的总需求为58500件,工作天数为106天,平均日产量为552件。组织生产时应优先利用正常产能,然后利用加班产能。
3.线性规划法
用线性规划模型作进度计划也需要假定生产成本等有关变量之间的关系是线性的。设想一个最简单的生产系统,产品可以用代表产品计量;有3种生产方法,第1种为正常班次时间生产,第2种为加班时间生产,第3种为外发加工;产品可在计划期长度内储存;不允许缺货。
第三节 关于总体计划的讨论
一、关于优化方法的讨论
运筹学从第二次世界大战结束后,被广泛地用于经济活动的资源优化配置。据文献介绍,在美国的大企业中,几乎没有不使用优化方法的,使用频度最高的是线性规划,其次是计算机模拟方法和网络计划技术。毫无疑问,优化方法是能够带来效益的。但是,目前我国企业界使用优化方法排计划或作其他决策的却很少见,据分析有以下几方面原因。
1.数学模型过于理想化与实际问题过于复杂之间的矛盾
从上面几个简单的例子中可以体会到,设备资源仅仅考虑总机时在产品之间的简单分配,而不考虑实际生产中的工艺排序问题,约束方程基本上处理成线性的。如果对于某个特定生产系统,这样处理与现实相近,方法是可行的。反之,则不可行。因此,在建立数学模型时,有必要对研究对象作仔细的分析,分析模型是否能够代表实际事物。然而,由于企业的资源约束条件很多,除设备以外,还有原材料、能源、资金、劳动力等,寻找各种产品消耗资源的规律就成为一件十分困难的事情。
2.企业基础管理薄弱
优化模型所需要的大量数据多是反映企业经济活动的基础数据,如产品的机器加工工时定额、操作人员的劳动定额、产品的物料消耗定额、能源消耗定额以及与各种消耗有关的价值计算。只要企业重视基础管理工作,获得这些数据并不困难。但是目前大多数企业基础管理落后,劳动定额和物料定额管理不严,定额标准与实际消耗误差较大。对于多数企业,要么数据难以得到,要么数据不准,不能反映真实情况。
3.企业所面临的环境复杂多变
与环境复杂多变相比,决策者更多地习惯于凭个人的经验决策,而不用数学模型。我们并不否定经验在企业经营活动中的重要性,但人的大脑只适于处理整体上的简单的少变量的模糊的数量概念。对企业经营活动作大范围的深入细致的数量分析,必须借助于数学模型和电子计算机才能完成。
基于上述观点,我们认为对于优化技术应该采取现实的和实用的态度。从理论上讲,在企业经营活动中,客观上存在着最优解。但由于问题的复杂性,所建立的数学模型不可能完全代表真实系统,模型的最优解未必就是最优的计划。真实系统的最优解难求,也许为了获得最优解所花费的资源代价是十分昂贵的,反而得不偿失。因此,美国的着名管理学者西蒙提出了“满意准则”的观点。不刻意追求最优解,只要满意就行。如果在实际应用时,能够突出重点,抓住关键因素,构造简单模型,也能取得较好的效果。
二、总体计划的实施问题
由于总体计划是以抽象产品或代表产品为计划单位的,它又是在需求信息不完备的条件下做出的,所以它不能用于具体的生产活动安排,但它可以作为企业制定月度生产计划、作业计划、劳动力计划、物料计划的指南。排月度生产计划等其他计划时,企业需要更详细的需求信息,如客户订单,分品种的市场需求预测等资料。不过,只要做总体计划的有关资料是基本可靠的,那么不会影响排下一层次的计划。
一般而言,随着时间的推移会发现实际情况与总体计划总是不一致的,尤其在计划实施的前期出现这种情况时,需要对计划进行修改。有时调整的幅度是很大的。例如,我国某摩托车大厂,出自发展战略考虑,年初制订的年总产量计划为70万辆摩托车,力争100万辆。这年该厂的发动机制造能力与整车总装能力已达到100万。全厂以该计划为指南订各方面的计划,执行才几个月,发现市场情况与预期的相差很大,立即进行调整,上半年过去后,市场情况基本明朗,最后将总产量计划定在50万辆,实际的产量略高于50万辆。如果不作调整,仍按原计划做生产资源安排,损失肯定很大。
总体计划实施过程中,另一个十分重要的问题是各职能部门的协调。书本上论述管理活动,都是分门别类的静态的,而现实中的生产系统是整体的动态的。总体计划的实施会影响企业许多部门的行为。如物资供应部门必须根据计划订物资采购计划,外协作部门要与协作厂安排外协件加工计划,人事部门要制定劳动力调配计划。可见,它会引起企业内部许许多多的决策活动。如果总体计划变动过大,对全企业的管理活动冲击很大,是不利的。因此如何制订一个可靠的总体计划是一件很重要的事情。
复习思考题
1.总体计划有哪些特点?它起什么作用?
2.总体计划包括哪些内容?
3.用线性规划模型制订总产量计划要注意哪些约束条件?
4.总产量计划确定以后,企业利润是否也确定了?
5.用图解法排生产计划比较适宜于哪类企业?为什么?
6.在实际工作中应该如何对待优化方法?
7.总体计划在实施中要注意哪些问题?