生产计划与控制实验指导书.doc

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《生产计划与控制》实验进度安排

适用专业：

工业工程

实验学时：

10学时

序号

名称

内容

时间

所用仪器及软件

需求预测

采用不同的定量预测模型进行市场需求预测

2学时

计算机，office软件

生产能力测定及平衡

分别采用代表产品法和假定产品法进行设备组生产能力测定，并根据测定结果进行综合平衡

2学时

计算机，office软件

库存的ABC分析与控制

采用ABC分类法对存货单元进行ABC分类，并针对A类货物分别采用不同的定量订货模型进行库存控制。

2学时

计算机，

office软件

流水车间作业计划排序及仿真

N种零件单台设备的作业排序。

N种零件两台设备的作业排序。

N种零件多台设备的作业排序。

采用flexsim进行仿真。

4学时

计算机，

office软件

Flexsim软件

实验一需求预测（2学时）

1实验目的

需求是企业经营活动的核心工作，随着大量生产和大量销售时代的结束，如何准确把握市场需求、及时保质保量地满足顾客的需求，已成企业争夺市场的关键。

本实验通过对模拟市场需求数据的分析，建立需求预测模型，从而预测未来需求的数据，使同学们能深入理解和掌握定量预测方法在实际中的应用。

2实验器材

计算机，office软件

3实验原理

产品需求管理的市场预测方法主要有需求定性预测和定量预测两大类。

定性预测是一种主观预测法，主要运用经验，根据过去的资料，由各种层次的人员对未来市场需求的估计。

可能涉及数据，不使用复杂的计算公式，个人习惯和偏好对预测结果影响较大。

主要方法：

ü一般预测

ü市场调研

ü小组共识法

ü历史类比

ü专家评估法（德尔菲法）。

定量预测是通过使用历史数据或因素变量来建立数学模型而进行预测工作的。

定量预测方法主要有简单移动平均法、加权移动平均法、指数平滑法、线性回归分析法、时间序列分解法和因果预测等，这些方法可归为以下两类：

ü时间序列预测方法。

它是假定将来是过去的函数，即用市场需求的历史统计数据，预测需求的未来发展和变化。

正常情况下，由于市场需求一般具有随时间连续变化的特征，故时间序列预测法通常能收到较好的效果。

ü因果预测方法。

它根据事物之间的因果关系来预测事物的发展和变化。

如商品房销售预测的因果模型可包括广告预算、竞争对手的价格、家庭平均收入水平等因素。

4实验内容

某公司大型机械产品2010年各月销售量记录见表1所示。

（1）取n=3和n=4，试用简单移动平均法建立预测模型，并预测2010年各月的销售量。

答：

相关公式：

Ft+1=Wt×Dt+Wt-1×Dt-1+Wt-2×Dt-2+……Wt-（n-1）×Dt-（n-1）

其中Wt+Wt-1+Wt-2+……Wt-（n-1）=1且Wt>Wt-1>Wt-2>……>Wt-（n-1）

WtWt-1Wt-2Wt-（n-1）为第t，t-1,t-2……t-（n-1）期市价销量对应的权数

F4=D3×W3+D2×W2+D1×W1=230×0.4+210×0.3+200×0.3=215

F5=D4×W4+D3×W3+D2×W2=240×0.4+230×0.3+210×0.3=228

F6=D5×W5+D4×W4+D3×W3=250×0.4+240×0.3+230×0.3=241

F7=D6×W6+D5×W5+D4×W4=270×0.4+250×0.3+240×0.3=255

F8=D7×W7+D6×W6+D5×W5=260×0.4+270×0.3+250×0.3=260

F9=D8×W8+D7×W7+D6×W6=250×0.4+260×0.3+270×0.3=259

F10=D9×W9+D8×W8+D7×W7=260×0.4+250×0.3+260×0.3=257

F11=D10×W10+D9×W9+D8×W8=280×0.4+260×0.3+250×0.3=265

F12=D11×W11+D10×W10+D9×W9=270×0.4+280×0.3+260×0.3=270

表1某公司大型机械产品2010年各月销售量记录

月份

实际销售量（台）

200

210

230

240

250

270

260

250

260

280

270

290

（4）采用因果关系预测法预测位于卡彭塔里亚市的地毯商城在2015年房产销售45，2020年房产销售60的情况下，2015年和2020年地毯销售数量。

保存的历年地毯销售记录和该地区历年来批准的新建房屋数据见表2。

要求采用最小二乘法求解。

答：

首先明确自变量和因变量，这里自变量为新房屋面积，用表示，因变量为地毯销售面积，用y表示，预测的线形模型为y=kx+c，这里用最小二乘法求解，建立表格

384

576

216

324

160

256

209

361

494

676

816

1156

1148

1681

1350

2025

900

1296

912

1444

640

1024

X=29.9

Y=19

∑XY=7229

∑X2=10819

K=（7229-11×29.9×19）/（10819-11×29.9×29.9）=0.995

C=19-0.995×29.9=-10.75

则y=0.995×x-10.75

2015年y=0.995×45-10.75=34.025

2012年y=0.995×60-10.75=58.95

表2地毯销售记录和该地区历年来批准的新建房屋数据

年份

新房屋（千平方米）X

地毯销量（千平方米）Y

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

5思考题

（1）在简单移动平均法中，预测值的稳定性和响应性同简单移动平均所选的时段长n是否有关？

答：

无关

（2）在加权移动平均法中，权重值的选取对预测的稳定性和响应性是否有关？

答：

有关

6实验报告

（1）实验报告按照以下内容完成。

l实验目的

l试验所采用的原理和公式

l按照试验内容详细计算试验结果，并对试验结果进行分析。

（2）试验报告采用A4纸打印或书写，左侧装订。

实验二生产能力测定及平衡（2学时）

1实验目的

生产能力测定是指企业、车间和工段或小组在一定时间内的生产能力进行计算和确定的过程。

其目的在于摸清企业现有生产能力的大小，为改善技术、改善组织以及克服生产中的薄弱环节而提供依据，以便挖掘潜力和提高生产能力，完成或超额完成任务。

本实验以设备组为生产单位，通过对各设备组生产能力的测定和平衡，使同学们能深入理解生产能力测定和生产能力平衡的方法。

2实验器材

计算机，office软件

3实验原理

生产能力的计算方法因各生产环节的生产类型不同而异。

在大量生产条件下，流水线、自动线往往按产品原则组织生产，生产能力往往根据工厂生产大纲的需要预先规定的，它根据生产大纲计算流水线的节拍，然后根据节拍计算设备需要量和负荷，这就决定了按流水线组织大量生产的企业，其生产能力的核算要按每条流水线进行。

在成批生产和单件小批生产条件下，各个生产环节的生产能力通常按设备组来计算的。

构成设备组的基本条件是，它们在生产上具有的互换性，也就是设备组中的任何设备在大体相同的时间内，可以完成分配给该设备组加工的工艺工序中的任何相同工序，并能够达到规定的质量标准。

不同机床设备有着不同的分组标志，如金属切削机床一般按机床的用途分组，车床组，铣床组……，生产能力的计算应从基层开始自下而上来进行。

即先计算各设备组的生产能力，然后进行综合平衡后得到某车间的生产能力，以此类推，根据各车间的生产能力的综合平衡计算企业的生产能力。

各设备组生产能力的计算通常以实物指标作为计量单位进行。

常见的实物计量单位有：

具体产品、代表产品、假定产品。

由于企业生产产品特点不同，计算生产能力将采用不同的计量单位。

（1）具体产品法

在产品品种单一的大量生产企业中，计算设备组生产能力时的生产率定额用该具体产品的时间定额或生产该产品的产量定额。

设备组（车间或企业）生产能力以该具体产品的产量表示。

（2）代表产品法

在多品种生产的企业中，在结构、工艺和劳动量构成相似的产品中选出代表产品，以生产代表产品的时间定额和产量定额来计算设备组的生产能力。

代表产品一般选代表企业专业方向、在结构工艺方面相似的产品，总劳动量（即产量与单位劳动量乘积）最大的产品。

代表产品与具体产品之间通过换算系数换算。

换算系数为具体产品与代表产品的时间定额的比。

（3）假定产品

在产品品种数较多，各种产品的结构、工艺和劳动量构成差别较大的情况下，不能用代表产品来计算生产力，此时，可用假定产品作为计量单位。

假定产品是由各种产品按其总劳动量比重构成的一种假想产品。

假定产品的时间定额是通过各具体产品的时间定额和相应劳动量比重计算得到。

加工车间的生产能力可以在计算完设备组生产能力的基础上加以确定。

由于各设备组的生产能力一般是不相等的，因此，在确定车间的生产能力时，要进行综合平衡工作。

综合平衡的依据是主要设备组（即完成劳动量比重最大或贵重而无代用设备的设备组）的生产能力。

生产能力不足的设备组为薄弱环节，要制定消除薄弱环节的措施，应尽可能利用富裕环节的能力来补偿薄弱环节，或采用加班加点，有条件的话也可采用增加设备的方式来消除薄弱环节，从而提高整个加工车间的生产能力。

4实验内容

某机械加工车间生产A、B、C、D四种产品，其计划产量分别为100，80，150和170台。

（1）各种产品在机械加工车间车床组的计划台时定额分别为200，250，100和50台时，车床组共有车床15台，两班制，每班8小时，设备停修率10%。

（每周按六天工作计算，去掉节假日，全年有效工作日为306天）

答：

代表产品法：

ABCD产品的总劳动量

TtA=100×200=20000

TtB=80×250=20000

TtC=150×100=15000

TtD=170×50=8500

AB产品劳动量为最大，随机选择A为代表产品。

计算以C为代表产品表示的生产能力

306×2×8×（1-0.1）×15/200=331件

计算各具体产品的生产能力

产品

名称

计划产量Q

单位产品台时定额t

换算系数K

换算为代表产品数量Q0i

各种产品占全部产品比重

代表产品表示的年生产能力M

各具体产品的生产能力M

标号

①

②

③

④=①×③

⑤=④/635

⑥

⑦=⑥×⑤÷③

100

200

2.0

200

0.315

331

250

2.5

200

0.315

150

100

1.0

150

0.236

170

0.5

0.134

合计

635

假定产品法：

产品名称

计划产量

台时定额

换算系数

总劳动量

总劳动量比重

假定产品台时定额

以假定产品表示的生产能力

换算为具体产品表示的能力

（1）

（2）

（3）

（7）=

（3）/（6）

（4）=

（2）×（3）

（5）=（4）/∑（4）

（6）=∑（3）×（5）

（8）=

SFe/（6）

（9）=（8）×（5）/（7）

100

200

1.162

20000

0.315

172.05

384

104

250

1.453

20000

0.315

150

100

0.581

15000

0.236

156

170

0.291

8500

0.134

177

合计

63500

Fe单台设备年有效工作时间，S设备组的设备数量。

Fe=306×2×8×（1-0.1）=4406.4

（2）各种产品在机械加工车间铣床组的计划台时定额分别为100，80，75和40台时，铣床组共有铣床10台，一班制，每班8小时，设备停修率10%。

（每周按六天工作计算，去掉节假日，全年有效工作日为306天）

答：

代表产品法：

ABCD产品的总劳动量

TtA=100×100=10000

TtB=80×80=6400

TtC=150×75=11250

TtD=170×40=6800

C产品劳动量为最大，随机选择C为代表产品。

计算以C为代表产品表示的生产能力

306×2×8×（1-0.1）×10/75=588件

计算各具体产品的生产能力

产品

名称

计划产量Q

单位产品台时定额t

换算系数K

换算为代表产品数量Q0i

各种产品占全部产品比重

代表产品表示的年生产能力M

各具体产品的生产能力M

标号

①

②

③

④=①×③

⑤=④/344.5

⑥

⑦=⑥×⑤÷③

100

1.0

100

0.29

588

171

0.8

0.186

137

150

0.75

112.5

0.327

257

170

0.4

0.197

290

合计

344.5

假定产品法：

产品名称

计划产量

台时定额

换算系数

总劳动量

总劳动量比重

假定产品台时定额

以假定产品表示的生产能力

换算为具体产品表示的能力

（1）

（2）

（3）

（7）=

（3）/（6）

（4）=

（2）×（3）

（5）=（4）/∑（4）

（6）=∑（3）×（5）

（8）=

SFe/（6）

（9）=（8）×（5）/（7）

100

1.31

10000

0.29

76.285

578

128

1.04

6400

0.186

103

150

0.98

11250

0.327

193

170

0.52

6800

0.197

219

合计

34450

Fe单台设备年有效工作时间，S设备组的设备数量。

Fe=306×2×8×（1-0.1）=4406.4

实验要求：

（1）采用代表产品法分别计算车床组和铣床组的生产能力，并根据计算结果进行综合平衡，确定机械加工车间的生产能力。

（2）采用假定产品法分别计算车床组和铣床组的生产能力，并根据计算结果进行综合平衡，确定机械加工车间的生产能力。

5思考题

（1）某企业生产能力是如何测定的？

答：

一是直接参与生产的固定资产数量（包括机器设备、生产面积等）或者劳动力数量（在机械化生产的企业，其生产能力取决于生产性的固定资产的数量，劳动力一般应是相应配套的）。

二是有效工作时间。

它等于全年制度工作天数乘以每日工作班次，再乘以每班小时数，扣除停工时间后的工作时间总数。

三是生产效率。

（2）各设备组之间生产能力是如何进行平衡的，可采用哪些方法进行综合平衡？

答：

（1）平均分配

（2）分期均匀递增（3）小幅度连续增长

（3）各车间之间生产能力是如何进行平衡的，可采用哪些方法进行综合平衡？

答：

（一）科学地确定产品的产量

（二）产品生产进度安排（三）品种搭配

6实验报告

（1）实验报告按照以下内容完成。

l实验目的

l试验所采用的原理和公式

l按照试验内容详细计算试验结果，并对试验结果进行分析。

（2）试验报告采用A4纸打印或书写，左侧装订。

实验三库存的ABC分析与控制（2学时）

1实验目的

库存控制又称为库存量控制。

它是根据生产和销售的需要，按照经济合理的原则，对企业库存物料的储备数量进行调节、控制的一种活动。

库存控制称为市场需求与企业生产之间的调节器。

本实验通过对存货单元进行ABC分类，并针对A类产品采用不同库存控制模型进行控制，加深同学们对企业生产运作过程中库存控制策略的理解。

2实验器材

计算机，office软件

3实验原理

库存控制的目的就是要确定适当的存贮策略，计划、组织、协调和控制物料，以适时适量为各部门提供所需物料，保证在不影响生产的情况下，使库存量尽可能地低，以减少库存资金，提高资金周转率，使总的运作成本保持最低。

按库存中占用的空间比例或数量比例，以及占用的成本比例之间的关系，通过定性和定量的分析，将库存分为ABC三类，针对不同类型库存采用不同的控制策略。

（1）A类库存：

将存货单元累计20%，但是成本却占总成本的80%的物料划分为A类库存。

（2）B类库存：

将存货单元累计在20%~50%，成本占总成本15%的物料划分为B类库存。

（3）C类库存：

将存货单元在50%~100%，成本占总成本5%的物料划分为C类库存。

ABC代表不同的分类且其重要性递减。

对库存进行分类的目的是按利用价值对存货单元加以区别对待，采用不同的库存控制策略分别进行控制。

lA类物料：

应对此类物料进行严格跟踪，精确地计算订货点和订货量，并且经常进行维护。

lB类物料：

实施正常控制，只有特殊情况下才赋予较高的优先权，可按经济批量订货。

lC类物料：

尽可能简单的控制，可通过半年或一年一次的盘点来补充大量的库存，给予最低的作业优先权控制。

库存的ABC分析实施程序：

1）确认库存中每一物料的年度使用量;

2）将每一物料的年度使用量和物料的单位成本相乘，计算每一物料的年度使用金额;

3）将所有物料的年度使用金额求和，得到全年度库存总金额;

4）将每一物料的年度使用金额分别除以全年度库存总金额，计算出每一物料的总计年度使用金额百分比;

5）将物料根据年度使用金额百分比由大至小排序;

6）检查年度使用量分布，并根据年度使用量百分比将物料加以分类。

库存控制模型主要包括定量订货模型（也称经济订购批量EOQ）和定期订货模型。

定量订货模型和定期订货模型运行流程见图1。

（a）定量订货系统流程（b）定期订货系统流程

图1定量订货模型和定期订货模型运行流程

定量订货模型主要利用数学方法求得在一定时期内存储成本和订购成本总和为最低时的最佳订购批量，从而使库存总成本最低。

定量订货模型又根据需求和提前期的变化、一批订货不能瞬时到达、数量折扣等现实状况，可变型为边使用边到达的订货模型、非确定性定量订货模型、数量折扣订货模型。

4实验内容

（1）某仓库有12种

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