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1、生产计划与控制课程设计一、企业简介：1、企业概况：河北恒盛泵业股份有限公司（泊头市齿轮泵总厂），始建于一九七三年，中国第一台输油齿轮泵诞生地，齿轮泵行业标准制定单位。是以开发各种容积泵为主的国家二级企业；原机械工业部定点专业生产厂；中国石化总公司设备资源市场成员厂；中国泵业集团骨干企业之一；河北省高新技术企业；河北省名牌产品企业；国内齿轮泵行业龙头企业。 恒盛泵业主导五大系类螺杆泵,齿轮泵,柱塞泵,凸轮转子泵,离心泵产品有20余个系列，1200余个规格型号，多种产品取得国内首创专利，达到国际先进水平。恒盛泵业占地面积9万平方米，建筑面积5.2万平方米，拥有主要机械设备286台（套），其中加工中
2、心、数控设备等高、精、大26台（套），资产总额9244万元，是国家二级计量单位。该企业生产产品主要以工艺导向型方式组织生产，生产方式为成批生产。2、 产品介绍：螺杆泵是利用螺杆的回转来吸排液体的。中间螺杆为主动螺杆，由原动机带动回转，两边的螺杆为从动螺杆，随主动螺杆作反向旋转。主、从动螺杆的螺纹均为双头螺纹。企业主要生产的三螺杆泵有：SN系列三螺杆泵,SM系列三螺杆泵,3G型三螺杆泵,SPF系列三螺杆泵。示意图如下： 3、 产品结构组成三螺杆泵主要由泵体、法兰盘、衬套、主杆、从杆、轴套、阀体、阀杆等组成。经过毛坯、机械加工、装配三个环节组成成品。其中自制件有：泵体、法兰盘、衬套、主杆、从杆、轴
3、套、阀体、阀杆。外购件有：螺钉、螺栓等小零件。企业所生产的产品的品种较多，产品的结构及工艺有较好的相似性，因而可以组织成批生产，各品种的产量不大，在同一计划期内，有多种产品在各个生产单位内成批轮番生产。4、 车间简介该企业生产三螺杆泵的主要车间为毛坯车间、加工车间、装配车间，毛坯车间主要对衬套和主杆的毛坯材料进行热处理，然后进入加工车间加工。毛坯车间有热处理炉20台。加工车间的主要设备组为普通车床组80台；钻床组30台；铣床组30台；磨床组20台；镗床组70台；数控铣床组40台。装配车间主要用来成品出产，把加工车间加工好的经检验合格的零部件和部分外购件装配起来组成成品并入库销售。5、工作日安排
4、每月的有效工作日为4周，每周6天，每天工作八小时。6、原始资料经调查分析，现得到如下与生产有关的资料。 资料1三螺杆泵的结构组成（产品结构相同，零件具体形状不同）产品外壳主体阀法兰盘泵体衬套主杆从杆轴套阀体阀杆 零件名称法兰盘泵体衬套主杆从杆轴套阀体阀杆单台件数21112111资料2螺杆泵工艺程序图阀杆坯料 阀体坯料 套筒坯料 从杆坯料 主杆坯料 衬套坯料 法兰盘坯料 泵体毛坯料11111111 热处理 车 车 车 开坯 调制 车 粗车 22222122攻螺纹 攻螺纹 粗细螺纹2 磨孔 开坯 粗车 钻 精车 333331333 精细螺纹 钳工 钻孔 检验 车 精车 检验 钻孔44444 钻深空
5、 粗镗侧孔4 检验 钳工 调直 粗铣5555 磨外圆 半精镗三孔5 检验 粗车 精铣66 粗铣螺纹 精镗三孔616 检验 检验7 精铣螺纹 钻攻螺纹788 调直 检验9 铣槽10 检验 引入螺母螺栓等其他外购件 装配 检验 入库二、需求预测1、方法的选取：需求预测是对企业开发与设计产品的市场需求数量进行预测，它是制定生产计划的前提条件。它分为定性预测方法和定量预测方法两种，而定量预测又包含简单平均法、移动平均法、加权移动平均法、指数平滑法、因果分析法五种方法。移动平均法是对历史数据按顺序逐点分段移动平均，以反映产品需求的长期变化趋势。简单平均法没有考虑不规则的、季节性的变化，所以这种方法预测结
6、果误差较大。加权移动平均法是对时间序列中各期数据加权后再进行平均的预测方法。因果分析法是将需求作为因变量，将影响因素作为自变量，通过对影响需求的有关因素变化情况的统计计算与分析，来对需求进行预测。指数平滑法是在移动平均法基础上发展起来的一种时间序列分析预测法，它是通过计算指数平滑值，配合一定的时间序列预测模型对现象的未来进行预测。针对产品企业生产产品的特点，这里选用指数平滑法。因为简单平均法是对时间数列的过去数据一个不漏地全部加以同等利用；移动平均法则不考虑较远期的数据，并在加权移动平均法中给予近期资料更大的权重；而指数平滑法则兼容了简单平均法和移动平均法所长，不舍弃过去的数据，但是仅给予逐渐
7、减弱的影响程度，即随着数据的远离，赋予逐渐收敛为零的权数。综上所述故选用指数平滑法对本产品2012年的销售量进行预测。二次指数平滑法相关公式如下： 根据经验判断法，产品每年的销售量时间序列有波动，但长期趋势变化不大，可选稍大的值，以使预测模型灵敏度高些，故分别取0.1、0.3、0.5分别验证，并进行误差分析，以选择较准确的2、需求预测及误差分析表一：SN型螺杆泵的需求预测：项目年份销售量（台）预测值预测值预测值200257000570005700057000570005700057000200363000576005706058800575406000058500200470000588405
8、723858200621605892660600650006175063000200572000601565752960620651126078166780685006512571500200685000626405804063074710786387071298767507093775250200788000651765875467751761546755681375823757665688375200888000674585962472311797087120188439851878092193813200991000698126064376163830957477091860880938
9、450793719201092000720316178280000857677806994990900468727795266201195000743286303783419885368120996764925238990095586根据表一对不同值的预测值进行误差分析，以确定较准确的值，相关误差参数的计算公式如下：平均相对误差（MD）：平均绝对误差（MAD）：平均平方误差（MSE）：平均绝对百分比误差（MAPE）：追踪信号（）：根据以上计算公式得到不同平滑系数下的误差值如下表 系数 误差指数平滑系数平均相对误差（MD）149323611561平均绝对误差（MAD）1493250152151平
10、均平方误差（MSE）2379820714502882324579689平均绝对百分比误（MAPE）1766.232.73追踪信号（）85.762.08根据上表可知在时的误差值均小于和时，故当算得的预测值较准确，更接近真实境况。由三个产品的销售变化规律得出三个产品的订货量变化趋势基本相似，故不必在进行误差分析，取相同的进行需求预测。 根据公式计算得：= 95146 =2623预测方程为： =+=95146+2623=97769 （台）取近似，所以2012年SN型螺杆泵的需求量为100000台。表二：SM型螺杆泵的需求预测：项目年份 销售量（台）20024500045000450002003500
11、00455004505020045200046150451602005550004703545347200660000483314564520076300049798460612008610005091846546200962000520264709420106500053323477172011700005499148445根据公式计算得：=61537 =6546预测方程为： =+=61537+6546=68083 （台）取近似，所以2012年产品二的需求量为70000台。表三：3G型螺杆泵的需求预测：项目年份 销售量（台）2002520005000050000200354000504005
12、004020045500050860501222005550005127450237200660000521465042820076500053431507282008640005448851104200964000554395153820106300056195520032011650005707652511根据公式计算得：= 61641，=4565，预测方程为： =+=61641+4565=66206（台）取近似，所以2012年3G型螺杆泵的需求量为67000台。 三、生产能力的测定1、确定企业的专业方向生产能力指企业的固定资产，在一定时期内和在一定的技术组织条件下，经过综合平衡后所能生产
13、的一定种类产品最大可能的量。由于该企业生产多种产品，而且各产品在结构、工艺和劳动量构成相似，因此选择的代表产品，它能代表企业的专业方向，且该产品总劳动量为最大（产量和单位劳动量乘积）。故选SN型的螺杆泵的生产来进行企业生产能力测定。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例，即：Ki=Ti/To式中 Ki产品i的换算系数；Tii产品时间定额（台时） To代表产品时间定额（台时）。2、设备组生产能力的计算 设备组中的各个设备具有以下特点：在生产上具有互换性，即设备组中的各个设备都可以完成分配给该设备组的任务，并能达到规定的质量标准。设备组生产能力计算公式
14、为：M=Fe S/T式中 ：M设备组的年生产能力；Fe单台设备年有效工作时间（h）；S设备组内设备数； T单台产品的台时定额（台时/件）。(1)毛坯车间热处理炉（20台），台时定额为：SN型：0.8台时/件 SM型：0.8台时/件 3G型：0.8台时/件该企业的单台设备年有效工作时间Fe =热处理炉组：M =57600因为热处理炉每次能同时处理50件，故年生产能力为：5760050=1152000（台）(2)加工车间 普通车床组（80台）： M = 263315 产品计划产量与台时定额表产品名称 SNSM3G计划产量（件）1000007000067000台时定额（台时/件）0.70.650.8
15、换算系数：K1=1；K2=0.93； K3=1.1代表产品换算为具体产品的计算过程表项目产品名称计划产量台时定额换算系数换算为代表产品的产量以代表产品表示的能力换算为具体产品表示的能力= X（ / ）X 1/SN型1000000.71100000263315110265SM型700000.60.9365100771863G型670000.81.17370073878合计238800普通车床组负荷系数为238800/263315=91%钻床组（30台）：M = 345600（件）产品计划产量与台时定额表产品名称 SNSM3G计划产量（件）1000007000067000台时定额（台时/件）0.2
16、0.130.28换算系数：K1=1； K2=0.65 ; K3=1.4代表产品换算为具体产品的计算过程表项目产品计划产量台时定额换算系数换算为代表产品的产量以代表产品表示的能力换算为具体产品表示的能力= X（ / ）X 1/SN1000000.21100000345600144421SM700000.130.65455001010943G670000.281.49380096762合计239300钻床组负荷系数为239300/345600=69.2%铣床组（30台）：M =288000（件）产品计划产量与台时定额表产品名称 SNSM3G计划产量（件）1000007000067000台时定额（台
17、时/件）0.240.220.27换算系数：K1=1； K2=0.92 ; K3=1.125代表产品换算为具体产品的计算过程表项目产品计划产量台时定额换算系数换算为代表产品的产量以代表产品表示的能力换算为具体产品表示的能力= X（ / ）X 1/SN1000000.241100000288000120112SM700000.220.9264400840783G670000.271.1257537580475合计239775铣床组负荷系数为239775/288000=83.21%磨床组（20台）：M =307200（件）产品计划产量与台时定额表产品名称 SNSM3G计划产量（件）100000700
18、0067000台时定额（台时/件）0.150.120.17换算系数：K1=1； K2=0.8 ; K3=1.33代表产品换算为具体产品的计算过程表项目产品计划产量台时定额换算系数换算为代表产品的产量以代表产品表示的能力换算为具体产品表示的能力= X（ / ）X 1/SN1000000.151100000307200125331SM700000.120.856000877323G670000.171.338911083977合计245110磨床组负荷系数为245110/307200=79.79%镗床组（70台）：M =256000（件）产品计划产量与台时定额表产品名称 SNSM3G计划产量（件）
19、1000007000067000台时定额（台时/件）0.630.680.7换算系数：K1=1； K2=1.08; K3=1.11代表产品换算为具体产品的计算过程表项目产品计划产量台时定额换算系数换算为代表产品的产量以代表产品表示的能力换算为具体产品表示的能力= X（ / ）X 1/SN1000000.631100000256000102687SM700000.681.0875600718813G670000.71.117370068180合计249300镗床组负荷系数为249300/256000=97.38%数控铣床组（40台）：M =263314（件）产品计划产量与台时定额表产品名称 SNS
20、M3G计划产量（件）1000007000067000台时定额（台时/件）0.350.340.4换算系数：K1=1； K2=0.97 ; K3=1.14代表产品换算为具体产品的计算过程表项目产品计划产量台时定额换算系数换算为代表产品的产量以代表产品表示的能力换算为具体产品表示的能力= X（ / ）X 1/SN1000000.351100000263314107791SM700000.340.9767900754543G670000.41.147638072220合计244280数控铣床组负荷系数为24480/263314=92.77%综上所述：加工车间的年生产能力为256000件。3、装配车间由
21、于三种产品的构成一样，只是零部件形状差异，因此装配工时SN型：0.2台时/件，SM型：0.2台时/件，3G型：0.2台时/件由人工装配完成，批量为800。四、综合生产计划编制和优化 综合生产计划又称为生产大纲，是根据市场需求预测和企业所拥有的生产资源，对企业计划期内的出产内容、出产数量以及为保证产品的出产所需的劳动力水平、库存等措施所做的决策性描述。1、确定计划期生产产品的市场需求根据需求预测可知2012年对SN型产品需求约为100000台，对SM型产品需求约为70000台，对3G型产品需求约为67000台。期初库存量为SN型：400台，SM型：250台，3G型：280台。2、分析外部约束条件
22、和企业内部的生产条件（1）外部约束条件：原材料、电力外购件 （2）企业生产的内部生产条件：毛坯车间资料：热处理炉（20台）Fe=8X24X12=2304小时（每月4周，每周6天，每天8小时）加工车间各设备组的资料如下：普通车床组（80台）加工产品台时定额为： SN型：0.7小时/台，SM型：0.6小时/台，3G型：0.8小时/台。 钻床组（30台）加工产品的台时定额为： SN型：0.2小时/台，SM型：0.13小时/台，3G型：0.28时/台。 铣床组（30台）加工产品的台时定额为： SN型：0.24小时/台，SM型：0.22小时/台，3G：0.27小时/台。 磨床组（20台）加工产品的台时定
23、额为：SN型：0.15小时/台，SM型：0.12小时/台，3G：0.17小时/台。 镗床组（70台）加工产品的台时定额为：SN型：0.63小时/台，SM型：0.68小时/台，3G：0.7小时/台。数控铣床组（40台）加工产品的台时定额为：SN型：0.35小时/台，SM型：0.34小时/台，3G：0.4小时/台。 Fe=8X24X12=2304小时（每月4周，每周6天，每天8小时） 装配车间资料：成品由人工装配完成，其台时定额SN型：0.2台时/件，SM型：0.2台时/件，3G型 ：0.2台时/件。结合资料以及生产能力的测定得：企业生产这三种产品的年最大生产能力不超过256000台，SN型产品年
24、最大生产能力为105000台，SM型产品月最大生产能力为71000台，3G型产品月最大生产能力为80000台。SN型产品的利润为210元/台，SM型产品的利润为195元/台，3G型产品的利润为200元/台。3、拟定生产指标方案优化工作（1）确定生产的产品品种根据用户的订货合同以及对产品的销售预测分析确定产品品种有：SN、SM、3G型螺杆泵。（2）生产计划中规定的产品产量指标：通过需求预测知2012年产品的需求量（台）为：SN型：100000台，SM型：70000台，3G: 67000台。（3）进行方案优化确定各种产品产量的优化方案的方法较多，常用的有本量利分析法、线性规划等数学方法。在这里经过
25、综合考虑采用线性规划方法来进行优化工作。线性规划法是研究如何将有限的人力、物力、设备、资金等资源进行最优计划和分配的理论和方法。应用线性规划法确定产品产量指标，是在有限的生产资源和市场需求条件约束下求利润最大的生产计划。根据企业内外部约束条件以及市场需求条件得：采用线性规划模型确定综合生产计划中的产品产量的数学模型为：目标函数： Max P=210X1+200X2+190X3约束条件： 0.7X1+0.6X2+0.8X3=230480 0.2X1+0.13X2+0.28X3=230430 0.24X1+0.22X2+0.27X3=230430 0.15X1+0.12X2+0.17X3=2304
26、20 0.63X1+0.68X2+0.7X3=230470 0.35X1+0.34X2+0.4X3=230440X1+X2+X3=2560000=X1=105000 0=X2=710000=X3=80000经线性规划优化后，运用Excel计算如下表：由预测可知2012年需求预测为SN型：100000台，SM型：70000台，3G型：67000台。为了满足批量要求，同时在企业生产能力内，经过以上方案优化工作，综合平衡考虑，可预定生产SN产品10000台，预定生产SM产品70000台，预定生产3G产品67000台综上所述螺杆泵2012年的综合生产计划如下表： 项目类型SN产品SM产品3G产品需求量
27、（台）1000007000067000计划数（台）100000700006700012年生产（台）1000007000067000库存量400250280五、主生产计划编制根据前面计算可知2012年的综合生产计划如下表：月份项目1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月SN型900088509200900085008500800073507550735084008300SM型6000585074006400600066005250520055005050545053003G型500059506400600055006400550054505300500050005500根据综合生产
28、计划确定1月份的主生产计划如下表： 月份项目1月周次1234SN型产量（件）2250225022502250SM型产量（件）15001500150015003G型产量（件）1250125012501250月产量（件）200001、计算现有库存量现有库存量是指每周需求被满足之后剩余的可利用的库存量，其计算公式为：式中：t周末的现有库存量； t-1周末的现有库存量；t周的主生产计划产量；t周的预计需求；t周准备发货的顾客订货量。2、确定主生产计划的生产量和生产时间主生产计划的生产量和生产时间应保证现有库存量是非负的，一旦现有库存量在某周有可能为负值，应立即通过当期的主生产计划来补上，这是确定主生产
29、计划的生产量和生产时间的基准之一，具体的确定方法是：当本期期初库存量与本期订货量之差大于0，则本期主生产计划量为0；否则，本期主生产计划为生产批量的整数倍，具体是一批还是若干批，要根据两者的差额来确定。（批量为800件）。3、 计算待分配库存待分配库存是指销售部门在确切的时间内可供货的产品数量。待分配库存的计算分以下两种情况：一是，第一期的待分配库存量等于期初现有库存量加本期的主生产计划量减去直至主生产计划产量到达前（不包括该期）各期的全部订货量；二是，以后各期只有主生产计划产量时才存在待分配库存量，计算方法是该期的主生产计划量减去从该期至下一主生产计划量到期前（不包括该期）各期的全部订货量。
30、本方案选用第一种方法。根据以上计算得出主生产计划各期待分配库存量如下三个表：SN型主生产计划各期待分配库存量 月份项目1月周次1234需求预计（件）2250225022502250订货量（件）2500200025000现有库存量（件）400510028503505300主生产计划量（件）7200007200待分配库存量（件）2007200SM型主生产计划各期待分配库存量 月份项目1月周次1234需求预计（件）1500150015001500订货量（件）1000200001500现有库存量（件）25035501550503350主生产计划量（件）480004800待分配库存量（件）2050350
31、03G型主生产计划各期待分配库存量 月份项目1月周次1234需求预计（件）1250125012501250订货量（件）1500150000现有库存量（件）28027801280302780主生产计划量（件）4000004000待分配库存量（件）10004000六、物料需求计划编制 1、MRP的计算项目通过查找资料可知MRP的计算项目如下：总需求量或毛需求量：表示对物料在周期预计需求量。由主生产计划或根据该物料的直接母项计算汇总而得。计划到货量：表示已订购或已生产，预计在计划周期内到货入库的物料数量。可用库存量：表示在满足本期总需求量后，剩余的可供下一个周期使用的库存量。计算公式如下：可用库存量
32、：表示可用库存量不够满足当期需求量时，其短缺部分就转化为净需求量。计算公式如下：计划订货量：一般净需求量就是生产批量，但考虑生产的经济性及其他生产条件约束，需要按批量规则转换成生产批量。计划投入量：表示投入生产或提出采购的数量，其数量与计划投入量相同，但时间需要与计划投入量的时间反推一个提前期，即：，式中L表示订货提前期。2、MRP的计划因子计划期与提前期：计划期是指相邻两次MRP计算的时间间隔，它是由若干个称为计划周期的小时间段组成。计划周期的长度反映了MRP的细致程度，并与整个计算工作量成反比，一般取其为一周。提前期：提前期关系到生产指令或采购订单的下达时间点的确定，一般可分为外购件提前期
33、和自制件提前期。批量规则：批量即生产量或采购量的大小。根据产品的生产特点和消耗时间确定装配车间的提前期为2周，加工车间的提前期为1周。3、外购件企业外购件有螺钉和螺栓，其中单件产品需要8个螺钉和8个螺栓且三种产品的所需的规格相同。且采用固定批量法螺钉的批量为129000件（每箱3000件），螺栓的批量为130000件（每箱2000件），当净需求量大于时则按箱增加订货量。预订提前期为2周，外购件各期具体数量如下表： 周期项目1234螺钉净需求量12800000128000螺栓净需求量12800000128000用固定批量法计算如下表（129000）（期初库存量1000）： 周期项目1234螺钉净
34、需求量12700000128000FOQ=129000（43箱）12900000129000可用库存量Hj(t)2000200020003000 用固定批量法计算如下表(FOQ=130000)（期初库存量1000）： 周期项目1234螺栓净需求量12700000128000FOQ=130000（65箱）13000000130000可用库存量Hj(t)30003000300050004、MRP计划表编制由主生产计划知SN,SM,3G三种型号的产品1月份均有两期，且每期主生产计划都相同，故选一期编制MRP计划表。因为外壳、主体、阀、法兰盘、泵体、衬套的生产量和时间基本上能给予保证的物料，并且物料的
35、价值较高，不允许过多地生产或保存，故选用直接批量法。主杆、从杆、轴套所需的物料价格较高，且经常处于继续需求的物料，故也宜采用直接批量法。采用直接批量法可使库存储备成本可以减至最低。因为阀体、阀杆的体积比较大加工比较费时，且原材料的费用较高，故选用固定批量法。固定批量的大小则根据直观分析和经济判断而决定的。根据资料1，可得螺杆泵结构树如下图：A B C D 2E F G H 2K L M N （1）SN型产品MRP计划表：SN型产品的12年一月份库存量如下表物料项目批量规则期初可用库存量提前期SN型螺杆泵（A）直接批量3502外壳（B）直接批量3501主体（C）直接批量3501阀（D）直接批量3501法兰盘（E）直接批量3001泵体（F）直接批量3501衬套（G）直接批量3501主杆（H）直接批量3501从杆（K）直接批量7001轴套（L）直接批量3501阀体（M）固定批量8003501阀杆（N）固定批量8003501型螺杆泵6月份第3周期MRP计划表项目12月份1月份41234A 总需求量7200可用库存量350350350350350 净需求量6850 计划交货量6850 计划投入量6850B 总需求量6850可用库存量350