1、图中矩形框表示作计划、作决策；圆角矩形框表示计划的结果；椭圆形框表示已知的信息或限制。企业在进行生产计划时首先面对的是市场需求，受到营销参数的影响，对市场需求进行预测，根据市场需求预测的结果制定设备的生产能力计划和劳动力能力的计划，得到能力计划和人力资源计划，对能力计划和人力资源计划进行综合得到综合计划，之后需要确定主生产计划（MPS），然后进行排程，得到排程计划，最后是进行现场控制，如果发现实际和计划存在差异，需要对计划进行调整。如果问题不大，可以在先后次序和进度安排上进行调整，如果问题比较严重，则需要对之前的计划进行全面的调整。从图5-2中可以看出生产计划与控制的层次可以分为战略层计划、战
2、术层计划和控制层计划三个层次。每个层次的计划有不同的特点，决策的内容也不相同，如表5-1所示。考虑到生产运作管理的内容，战略层的主要内容就是工艺技术、设施选址、工厂控制策略和质量保证策略等，战术层的主要内容是MPS，控制层的主要内容是排程问题。从表中可以看出，从战略层到控制层。计划期越来越短计划的时间越来越细，覆盖的空间范围越来越小，计划内容越来越详细，计划中的不确定性越来越小。图5-2 计划与控制的层次系统表5-1 基于时间范围的中期生产计划时间范围计划期计划的时间单位空间范围详细程度不确定性典型决策长期（战略层）1年- 10年 粗（年）企业高度综合高财务决策营销战略产品设计工艺技术决策能力
3、决策设施选址供应商的契约人力资源发展规划工厂控制策略质量保证策略中期（战术层）1周-1年中（月、季度）工厂综合中工作安排员工任务分配预防性维护销售促销采购决策短期（控制层）1小时-1周细（工作日、班次、小时）车间、工段、班组详细低物流控制工人分配机器设置决策过程控制质量条例决策紧急情况设备维修5.1.2 中期生产计划中期生产计划又叫综合生产计划、总体计划、生产计划大纲，是对企业未来较长一段时间内资源和需求之间的平衡所作的概括性设想，是根据企业所拥有的生产能力和需求预测对企业未来较长一段时间内的产出内容、产出量、劳动力水平、库存等问题所作的决策性描述。中期生产计划问题可以描述为：在已知计划期内，
4、每一时间段t的需求预测量为Dt；以最小化生产计划期内的成本为目标，确定时间短t=1,2,T的产量Pt、库存量It和劳动力水平Wt。计划的对象是产品类（产品系列），产品类是具有相同/相似的需求特性的一类产品。其计划期一般是1-2年，计划的特点是根据市场需求预测制定，决策变量主要有生产率、人力规模和库存水平。中期生产计划的目标是要充分利用生产能力，满足预测的需求，生产率均衡稳定，控制库存，降低成本。生产计划对不同类型的企业的作用不同。由于处理流程型企业的生产计划一般是面向库存、基于预测，具有生产设备昂贵、生产连续、能力可核定、备货生产等特点，因此中期生产计划的作用就比较关键；而制造装配型企业的能力
5、难核定，一般采用订货生产的生产方式，因此中期生产计划只能起到指导作用。构成中期生产计划的环境因素有内部和外部因素，如图5-3所示。一般来说，外部环境是在生产计划人员直接控制之外的，但在一些企业中，可能可以管理产品的需求，需求管理有两种方法：1）定价与促销；2）补偿性产品。通过市场营销与生产的紧密结合，促销活动与降价能够在需求发展缓慢的时期刺激需求。相反，当需求强劲时，促销活动可以减少，价格也可以上涨，从而使公司有能力提供的产品与服务的收益最大化。补偿性产品适用于存在较大周期性需求波动的企业。图5-3 生产计划系统所需投入企业的内部因素在可控性方面存在着差异。当前生产能力在短期内通常不会变化；工
6、会协议经常限制着对劳动力的调配；生产能力不能总是增长；高层管理可能限制库存占用资金等。但是，在管理这些因素时总存在着灵活性，生产计划人员可以采用一种生产计划战略或几种生产计划战略的组合。生产计划战略主要有三种，需要均衡劳动力水平、工作时间、库存和积压的订单。1）追赶战略。当订货变动时，雇用或解雇工人，使产量与订货相一致。当订货量增加时，这种方法的成败取决于是否有一批容易培训的、可供雇用的工人。工人动机的影响是很明显的，当积压的订单数量减少时，工人便会降低生产速度，因为他们害怕一旦现有订货全部完成，他们就面临失业。2）稳定的劳动力水平变化的工作时间战略。通过柔性的工作计划或加班改变工作时间，进而
7、改变产量。通过改变工作时间，可是产量与订货相匹配。这种策略中的工人数量稳定，而且避免了追赶战略中雇佣与解聘工人付出的感情与有形的成本。3）平稳战略。用浮动的库存、订单的积压和减少销售来消化缺货与剩余产品，保持稳定的劳动力水平与产出率。雇员会从稳定的工作时间中受益，而它可能会造成对顾客的服务水平的降低、库存成本的增加。另一个问题是可能会导致库存产品过时，而不得不废弃。只采用一种战略时称为单一战略，用两种或两种以上的战略组合时称为混合战略。在实际中，企业更广泛应用的是混合策略。5.1.2.1 中期生产计划的制定技术中期生产计划的制定技术有很多种，主要有三个方面，一是总产量计划的技术，二是生产进度计
8、划的技术，三是服务业的中期生产计划。一. 总产量计划总产量计划的制定技术主要有盈亏平衡点法和线性规划法两种方法。1）盈亏平衡点法企业的基本目的是赢利，至少要做到不亏损，作为经营者必须要知道，自己的企业最低限度生产多少产品才不会亏损，这就是盈亏平衡分析的基本目的。利润是销售收入与企业总成本之差，收入与成本都是产量的函数。设q为产量，S为销售收入，C为总成本，三者均为变量。另设F为企业的固定成本，V为单位产品的可变成本，P为产品单价，则有如下公式：， 令S=C，即销售收入等于总成本，如不计税收，企业利润为零，盈亏平衡。此时的产量成为盈亏平衡点，设以Q*表示，可由下式求得：盈亏平衡分析法把十分复杂的
9、企业经济活动作了理想化的处理，突出了主要矛盾，使问题变得非常简单明了。虽然理想化的东西脱离了现实，但由于它抓住了事物的本质，用于作总产量计划，粗略地估计利润数量还是十分有用的。对于多品种企业来说，问题显得复杂一些，如何使用盈亏平衡分析，要作技术性处理。如果每个品种的生产系统基本独立，那么只要把企业管理费合理地分摊到每个品种，就可以对每个品种分别作盈亏平衡分析。要注意的是，企业管理费分摊到每个品种的份额随产量而变，所以分摊的方法一定要科学合理。2）线性规划法线性规划是运筹学的一个最重要的分支，理论上最完善，实际应用得最广泛。在总体计划中，用线性规划模型解决问题的思路是，在有限的生产资源和市场需求
10、条件约束下，求利润最大的总产量计划。该方法的最大优点是可以处理多品种问题。数学模型表述如下：Subject to：式中，xi：i产品的计划产量；aik：每生产一个i产品所需k种资源的数量；bk：第k种资源的拥有量；Ui：i产品的最高需求量；Li：i产品的最低需求量；pi：i产品的单价；ci：i产品的单位成本。实际运用线性规划模型进行总生产计划时需要注意的一些问题如下：1 线性规划模型考虑的因素可能不全面，实际中有些情况没有被考虑到，这就使得线性规划模型过于理想化；2 实际运用线性规划模型时，虽然一些因素或约束条件被考虑到了，但是由于这些因素或约束条件不易量化或求得（如进行总生产计划常需考虑到的
11、能源单耗就不易求得）时，线性规划模型的运用和有效性因而受到了一定的限制；3 对一些基础管理不善的企业而言，模型中的单位产品资源消耗系数a很难得到；4 目标函数中的产为成本系数c实际上是个变量，它随计划的数量结构和品种结构而变。这些问题给机械行业应用线性规划模型带来许多困难，如处理不好，求得的结果的可靠性会很低。线性规划模型用在原材料单一、生产过程稳定不变、分解型生产类型的企业是十分有效的，如石油化工企业等。对于产品结构简单、工艺路线短、或者零件加工企业，有较大的应用价值。需要注意的是，对于机电类企业用线性规划模型只适用于作年度的总生产计划，而不宜用来做月度计划。这主要与工件在设备上的排序有关，
12、计划期太短，很难安排过来。二. 生产进度计划生产进度计划的制定方法和技术主要有图解法、试算法、表上作业法、线性规划法和动态规划法几种。1）图解法企业的计划人员通过直觉和经验得出一种进度计划，将这种计划用图解的形式表示出来，并将这种方法应用于管理实践，取得经验，对计划进一步改进，再用于实践如此反复。虽然不一定能得到最优解，但是一定可以得到可行的且令人满意的结果，而且简单直观。2）表上作业法又称为运输表法。这种方法的基本假设是：每一单位计划期内正常生产能力、加班生产能力以及外协量均有一定限制；每一单位计划期的预测需求量是已知的；全部成本都与产量呈线性关系。在这些假设之下，表上作业法可给出整个计划内
13、每一单位计划期的最优生产计划。当问题的规模较大时，可以利用计算机软件来求解。这种方法可以分别考虑两种情况：允许生产任务积压和不允许积压。这里介绍不允许任务积压情况下的计算方法。首先需要画出一张表格，可以表示出每一单位计划期的生产能力计划、需求量、初始库存量以及可能发生的成本。表5-2是一个包括4个单位计划期的图表法模型的表格。表5-2 图表法模型计划方案1 2 3 4未用 全部生产能力 生产能力单位期初库存h2h3hI01正常生产rr+hr+2hr+3hR1加班生产cc+hc+2hc+3hOT1外协ss+hs+2hs+3hS12R2OT2S33R3OT34R4OT4S4需求D1D2D3D4+I
14、4 h：单位计划期内单位产品的库存成本 I4：所期望的第4期期末库存 r：单位产品的正常生产成本 Rt：t期的正常生产能力 c：单位产品的加班生产成本 OTt：t期的加班生产能力 s：单位产品的外协成本 St：t期的外协生产能力 I0：第1期期初库存 Dt：t期的需求量下面对该表中的一些元素作一些解释。首先，每一行表示一个计划方案，例如，第一行表示期初库存，它可以用来满足4个单位计划期内任一期的需求。第二行是第一期内正常工作时间的生产量，它也可以用来满足4个单位计划期内任一期的需求。再下来的两行是该期加班生产量和外协量，以下类推。其次，列表示一个计划所覆盖的计划期，此外还有尚未使用的生产能力和
15、总生产能力。第三，表中每一个单元格的右上角表示单位产品的相应成本，包括生产成本和库存成本。例如，在第一单位计划期，正常时间的生产成本是r，如果在第1计划期生产出来的产品准备第2期再销售，成本为r+h，因为又发生了一个月的库存成本。第1期生产的产品如第3期销售，成本为r+2h，依此类推。空的单元格表示生产任务不得积压（即不能在后几期生产前几期的需求产品）。很明显，成本最低的方案是当期生产当期销售。但是，由于生产能力的限制，这一点并不是总可以做到的。最后，第一期的期初库存费用为零是因为它是前一个计划期决策方案的函数，又在本计划期内考虑。由于不允许任务积压，利用该表手算可求得最优解，具体步骤如下：1
16、 将总生产能力列的生产能力数字放到“未用生产能力”一列；2 在第l列（即第1单位计划期）寻找成本最低的单元；3 尽可能将生产任务分配到该单元，但不得超出该单元所在行的未使用生产能力和该所在列的需求；4 在该行的未使用生产能力中减掉所占用的部分，（注意剩余的未使用生产能力绝不可能是负数，如果负数是无法避免的，说明在该生产能力的约束条件下无可行解，必须增加生产能力），如果该列仍然有需求尚未满足，则重复步骤-，直至需求全部满足；5 在其后的各单位计划期重复步骤-，注意在完成一列后再继续下一列（不要几列同时考虑）。使用这种方法时应时刻记住一个原则：一行内各单元记入量的总和应等于该行的总生产能力，而一列
17、内各单元记入的总和应等于该列的需求。遵循这条原则才能保证总生产能力未被超过和全部需求得以满足。3）线性规划法上面讨论的图表法实际上是线性规划法的一种特殊形式。在给定的目标函数和一系列线性约束条件下，建立制定生产计划的线性规划模型可求出最优生产计划方案。这样的线性规划模型可处理有大量变量和约束条件的问题，并不仅限于图表法只以能力计划为约束条件，它可以决定最优库存水平、任务积压量、外协量、生产量（正常）、加班生产所需的临时聘用和解聘等多个问题。这种模型的主要局限性在于，各个变量之间的全部关系都必须是线性的，决策变量的最优值可能不是整数。假定一个简单的生产系统，有三种生产方法：正常生产、加班生产和外
18、协，产品可存储，但是不允许缺货。则该生产系统的进度计划模型可以表示为：s.t 其中： xijk表示第j期中使用第i种生产方式的产品在第k期的销售量；cijk表示第j期中使用第i种生产方式在第k期的产品的单位成本，包括制造和库存成本； pij表示第j期中第i种生产方式的生产能力； Dk表示第k期的需求量。4）动态规划法动态规划是运筹学的一个分枝，它特别适用于多阶段决策问题。而在制定生产计划时，会遇到多阶段决策的问题，可以通过动态规划的方法进行求解。为了方便阐述，假定一个企业的生产规则：工厂的固定的生产能力为P；各个月份的需求量为Dt；每月初要对设备做一次调整，此时会发生调整费用，调整成本为A，如
19、当月不生产，则不发生这笔费用；生产量为X，单位产品变动成本为V，存储量为I，单位产品的库存成本为c。在以上条件下，求生产成本最小的进度计划动态规划模型可以表示为：时间为阶段变量，以月为阶段，每月产量X为决策变量，每月库存量I为状态变量，则成本函数为：它是关于X和I的函数。状态方程为：模型的递推公式为：约束条件为： 在实际的生产运作管理中，直接运用上面介绍的技术和方法是无法制定出综合生产计划的，这些技术和方法只能起到辅助的作用，在某些问题或问题的局部帮助计划人员认识问题、解决问题，很多时候需要计划制定人员的直觉和经验。三. 服务业的中期生产计划由于服务业不能利用库存缓冲波动的需求，因此编制计划的
20、基本思路是把提供服务产品的最基本的生产资料保存起来，然后根据不同时期的需求，通过加班、转包等方式来平衡生产能力与需求之间的矛盾。图解法往往是服务业的中期生产计划的最有效的方法，具体的方法可参见本章结尾部分的案例。5.1.2.2 预测在企业的生产运作中，预测是做出生产能力、营销、生产和库存、人力资源、采购等预算和计划的基础，能够使管理人员提前为未来做出打算以便制定相应的计划，所以，预测在计划的制定过程中起着非常重要的作用。在企业的中期生产计划中，预测的基本问题是为计划的编制预报顾客的需求。一. 预测的规律1. 预测极少准确无误；2. 预测总是动态的、变化的；不但预测的方法是变化的，预测的结果也是
21、变化的，没有个固定的最优的预测方法。3. 预测的时间跨度越长，预测的偏差越大。能够对需求变化迅速做出反应、柔性大的企业只需进行短期预测，在与那些反应慢而必须进行长期预测的企业竞争时获得利润更多。二. 预测的步骤1. 明确预测目的；2. 确定一个预测跨度；3. 选择预测方法；4. 收集并分析相应的数据；5. 进行预测；6. 对预测的过程进行监控。三. 预测的方法预测大致有两种方法：定性预测和定量预测。1. 定性预测定性预测方法主要是根据人的主观判断来做出预测，常常无法对这些主观判断进行精确的数学描述。主要有德尔菲法、类比法、集体讨论法、市场调研法等。1） 集体讨论法集体讨论法又称为小组共识法。这
22、种方法是由来自企业内部不同级别的管理者和职员在公开的会议上针对某一需要预测的问题进行自由交流、集体讨论。这种方法的原理是充分利用集体的智慧。这种面对面的集体讨论法存在一个很明显的问题：企业内级别较低的职员可能会被高层管理者的意见所左右。当运用这种方法进行预测从而所做的决策的层次较高时，如引进一条心的流水线、考虑战略性产品决策如产品的新市场区域等，参加集体讨论的人员基本上是企业高层管理人员，这时一般用“高层决策”这一名称来代替“集体讨论法”。2） 类比法类比法可用于很多产品类型互补产品、替代产品等竞争性产品或随收入而变的产品等等。这种方法使用现有的产品的相关情况（如市场需求量等）来类比与其相关的
23、其它一些产品的相关情况（如市场需求量等）。3） 市场调研法市场调研法主要用于产品研究、开发新产品、了解顾客对现有产品的好恶、了解特定层次的顾客偏好哪些竞争性商品等等。这种方法不仅有助于形成预测，而且还有助于改进产品设计和策划新产品。企业运用这种方法进行预测时，通常要聘请第三方专业市场调研公司来进行这类预测。这种方法主要包含两大步骤：数据收集与数据分析。第一步是数据收集，这即是我们常说的市场调查。数据收集的方法主要有问卷调查和上门访谈两种。收集到了相应的数据后，下一步就是要整理这些数据，利用这些数据建立相关的模型进行预测并进行误差分析，这就是数据分析。最后，根据分析与预测结果，提出市场调研报告。
24、4） 德尔菲法在运用集体讨论法时，常出现的一个问题是职位较高的人的意见或看法往往比职位较低的人的意见更受重视。更坏的情况是，职位较低的人经常因害怕而不敢表达自己真实的观点。德尔菲法则避免了出现这些情况。德尔菲法是由兰德（Rand）公司于20世纪50年代首创的。德尔菲法隐藏了参与预测的成员的身份，使每个人的重要性都相同。其操作的过程是：有组织者设计调查问卷并发放给每个与会代表，各个代表的意见经汇总后以匿名方式与新一轮问卷一起反馈给全组的每个代表。德尔菲法的具体步骤如下：1 选择参与的专家。专家组成员应包括具有不同知识背景的人。2 通过问卷调查（或者电子邮件）从各个参与预测的专家处获得预测信息（包
25、括对预测所假设的前提和限制）。3 汇总调查结果，附加适当的新问题后重新发给所有专家。4 再次汇总，提炼预测结果和条件，再次形成新问题。5 如有必要，重复步骤4，将最终结果发给所有专家。经过上述三轮预测，德尔菲法通常能得到满意的结果。该方法所需的时间取决于专家组成员数目、进行预测所需的工作量，以及各个专家的反馈速度。2. 定量预测定量预测方法是涉及历史数据的收集或者相关数学模型的建立，利用建立的数学模型通过自变量进行预测，主要有时间序列模型和因果模型。时间序列分析力求以历史数据为基础预测未来。时间序列模型包括很多模型，常见的有朴素法、移动平均法、指数平滑法等。各模型的复杂程度是不相同的。企业选用
26、哪一种预测模型取决于：预测的时间范围、能否获得相关数据、所需的预测精度、预测预算的规模、合格的预测人员，此外还需考虑其它一些问题，如企业的柔性程度（企业对变化的快速反应能力越强，预测模型所需的精度就越低）和不良预测所带来的后果。1） 朴素法朴素法是最简单的预测方法。朴素法是假定下一期的需求与最近一期需求相同，事实证明，对某些产品线而言，朴素法（naiveapproach）是效益费用比最高的预测模型。朴素法是其它一些更复杂的时间序列分析方法的出发点。2） 移动平均法移动平均法是用一组最近的实际数据值来预测未来一期或几期内企业产品的需求量、企业生产量等的一种常用方法。移动平均法适用于即期预测，当产品需求既不快速增长也不快速下降，且不存在季节性因素时，移动平均法能有效地消除预测中的随机波动的有效的方法。移动平均法根据预测时使用的各元素的权重不同，分为简单移动平均和加权移动平均。 简单移动平均法简单移动平均的
