任务五 供应链的综合计划

任务五综合计划供给管理产能管理•劳动力的时间柔性•使用季节性劳动力•使用转包合同•双重设施——专用设施和柔性设施的使用•在生产过程的设计中融入产品柔性库存管理•多样产品使用通用零部件•为高需求产品或可预测需求产品建立库存一．综合计划在供应链中的应用二．综合计划参数三．综合计划策略四．综合计划的有关问题五．利用线性规划制定综合计划六．综合案例综合计划在供应链中的应用•综合计划是这样一个过程：公司通过它决定在一定时期内理想的产能、生产、转包、库存水平、缺货甚至定价等问题。•综合计划的目标就是满足需求并使利润最大化。•综合计划的特点:是供应链管理的一部分,需要考虑整条供应链的各部分信息。•合作预测由多个供应链企业共同制定，是综合计划的主要输入。•企业的生产计划决定了对供应商的需求，也导致了顾客的供应约束。很多综合计划的约束因素都来自企业外部的供应链伙伴。案例——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。一．综合计划在供应链中的应用二．综合计划参数三．综合计划策略四．综合计划的有关问题五．利用线性规划制定综合计划六．综合案例综合计划参数综合计划者的主要目标就是识别在特定时期下的以下运作参数：•生产速率：单位时间（如每月或每周）完成的产品数量。•劳动力：生产需要的员工数量或产能数量。•加班量：计划加班时间的量。•机器产能水平：生产需要的机器产能的单位数量。•转包：在计划期内的转包生产能力。•延期交货需求：当期没有满足而转移至未来期交付的需求。•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应用二．综合计划参数三．综合计划策略四．综合计划的有关问题五．利用线性规划制定综合计划六．综合案例综合计划策略计划者要进行的基本权衡有如下几个：₪产能（正常时间、加班时间和转包时间）；₪库存；₪延期交货导致的晚交货／失售损失。综合计划策略计划者要进行的基本权衡有如下几个：•1、追逐策略——将产能作为杠杆。•2．劳动力或产能的时间柔性策略——将利用率作为杠杆。•3．平稳策略——将库存作为杠杆。一．综合计划在供应链中的应用二．综合计划参数三．综合计划策略四．综合计划的有关问题五．利用线性规划制定综合计划六．综合案例综合计划的有关问题综合计划者需要如下信息：￡计划期内T个时期的每个时期t的需求预测Ft￡生产成本￡正常时间的劳动力成本（元／小时）和加班时间的劳动力成本（元／小时）￡转包生产成本（元／小时或元／单位）￡产能变更成本；特定地指，雇佣或解雇工人的成本（元／工人）和增加或减少机器产能的成本（元／机器）￡单位产品需要的劳动力工时／机器台时￡库存持有成本（元／单位／周期）￡缺货或延期交货的成本（元／单位／周期）￡约束–加班的限制–解雇的限制–可用资本的限制–缺货和延期交货的限制–从供应商到企业的约束综合计划的有关问题使用这些信息，公司可以通过综合计划制定下列决策：正常时间、加班时间和转包时间的生产量：用来确定员工数量和供应商购买水平。持有库存：确定仓库容量和运营资本的需要量。缺货或延期交付的数量：用来确定顾客服务水平。雇佣／解雇劳动力数量：用来处理可能遇到的劳资纠纷。机器产能的增加减少：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应用二．综合计划参数三．综合计划策略四．综合计划的有关问题五．利用线性规划制定综合计划六．综合案例利用线性规划制定综合计划•综合计划的目标就是满足需求并实现利润最大化，每一个公司在努力满足顾客需求的过程中，都会受到一定的约束，如设备产能或劳动力的约束。当面临各种约束时，帮助企业在一系列约束条件下实现利润最大化的一个高效工具就是线性规划。线性规划能够找到既满足约束又创造高利润的方法。线性规划的特征：•第一，每个问题都有一组未知变量（x1，x2…..xn），这些未知变量的一组定值就表示一个具体方案，通常要求这些未知变量取值是非负的。我们称这些未知变量为决策变量。•第二，存在一定的限制条件（称为约束条件），这些限制条件都可以用一组线性等式或线性不等式来表达。•第三，都有一个目标要求，并且这个目标要求可以表示为一组未知变量的线性函数（称为目标函数）。按研究的实际问题而要求目标函数实现最大化和最小化。•线性规划问题可用数学语言描述如下：max（或min）z=c1x1+c2x2+….+cnxn（1）a11x1+a12x2+…a1nxn≤（=，≥）b1a21x1+a22x2+…a2nxn≤（=，≥）b2……am1x1+am2x2+…amnxn≤（=，≥）bm（2）x1，x2，….xn≥0（3）这就是线性规划的数学模型，方程（1）为目标函数，（2）为约束条件，（3）为非负条件。s.t一．综合计划在供应链中的应用二．综合计划参数三．综合计划策略四．综合计划的有关问题五．利用线性规划制定综合计划六．综合案例案例•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。红番茄公司的需求预测月份需求预测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1000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。红番茄公司的成本成本项目成本原材料成本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•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。•Wt=t月的员工数量，t=1，…，6•Ht=t月初雇佣的员工数量，t=1，…，6•Lt=t月初解雇的员工数量，t=1，…，6•Pt=t月生产的产品数量，t=1，…，6•It=t月结束时的库存水平，t=1，…，6•St=t月结束时的缺货或延期交货量，t=1，…，6•Ct=t月的转包数量，t=1，…，6•Ot=t月的加班工时，t=1，…，61、确定决策变量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：•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；•原材料的成本。2、定义目标函数（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+∑500Lt（4）库存和缺货的成本=∑2It+∑5St（5）原材料和转包的成本=∑10Pt+∑30Ct•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。初始的员工数量为Wt=Wt-1+Ht-Ltt=1,…,6初始的员工数量为W0=80。（2）产能约束。Pt≤40Wt+Ot/4t=1,…,6（3）库存平衡约束。It-1+Pt+Ct=Dt+St-1+It-Stt=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=0)。（4）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=O)3、约束条件利用EXCEL进行综合计划•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.•第四步是使用规划求解参数。线性规划模型：设置目标单元格：C22等于：选择“最小值”可变单元格：B5：I10约束：B5：I10≥0｛所有决策变量为非负数｝F10≥500｛第6期末的库存至少为500｝Gl0=0｛第6期末的缺货等于0｝M5：M10=0｛Wt-Wt-1-Ht+Lt=0，t=1,…,6｝N5：N10≥0｛40Wt+Ot/4-Pt≥0，t=1,…,6｝O5：O10=0｛It-1+Pt+Ct-Dt-St-1-It+St=0，t=1,…,6｝P5：P10≥0｛10Wt-Ot≥0，t=1,…,6｝