Производственный и операционный менеджмент
..pdfПусть торговые потери от отсутствия запаса равны $100, и текущие затраты хранения запаса составляют $25 ед./мес. Оцени те следующие два плана на базе изменяющихся затрат.
План А. — Производство с постоянной скоростью (равной минимальной потребности) в 1000 единиц в месяц и субконтракт с дополнительными затратами в $60 за каждую единицу.
План В. — Изменять численность рабочей силы от текущего уровня производства в 1300 единиц в месяц. Дополнительные затраты приема равны $3000 на 100 дополнительных единиц. Затраты увольнения $6000 на каждые 100 сокращаемых единиц выпуска.
Ответ 8.6: план А — $168 000; план В — $54 000.
Задача 8.7
Операционный менеджер (см. задачу 8.6) рассмотрел еще две смешанные стратегии. Используя информацию задачи 12.6, срав ним планы С и D с рассмотренными выше и сделаем рекомен дации.
План С. — Сохранять рабочую силу постоянно на уровне 1300 единиц в месяц. На оставшуюся часть до удовлетворения спроса — субконтракт. Положим, что от мартовских продаж оста лось 300 единиц, которые перешли на апрель.
План D. — Сохранять рабочую силу постоянно на уровне про изводства 1300 единиц в месяц. Допустить сверхурочную работу в 20% с вознаграждением $40 за единицу. Исходить из того, что складские площади допускают хранить не более 180 единиц из месяца в месяц. Это означает, что каждый раз, когда запасы достигают 180 единиц, завод вынужден, прекратив работу, проста ивать. Время простоя на единицу продукции составляет $60 за трат. Любые дополнительные потребности покрываются субкон трактом с затратой в $60 за дополнительную единицу.
Ответ 8.7: план С — $92 000; план D — $82 300, пред полагая, что начальный запас равен 0.
Задача 8.8.ПК
Рассмотрим следующую проблему агрегатного планирования, плановый период — квартал:
|
Основное |
Сверхурочное |
Субподряд |
|
время |
время |
|
|
|
||
Производственная мощность ед./мес. |
1000 |
200 |
150 |
Затраты производства единицы, $ |
5 |
7 |
8 |
Начальные запасы отсутствуют, и прогноз потребности состав ляет 1250 ед. в каждом месяце. Затраты хранения готовой продук ции — $1 за единицу в течение месяца. Найти решение этой задачи агрегатного планирования.
Ответ 8.8: $20 400.
Задача 8.9.ПК
Фирма комплексно рассматривает и анализирует поставки, спрос, затраты и величину запасов.
Период
1
2
3
Доступные формы организации поставок
|
|
|
Прогноз |
в основное |
в сверхурочное |
по |
спроса |
время |
время |
субконтракту |
|
30 |
10 |
5 |
40 |
35 |
12 |
5 |
50 |
30 |
10 |
5 |
40 |
Начальный запас, ед. |
|
|
20 |
Затраты на единицу в основное время, $ |
|
100 |
|
Затраты на единицу в сверхурочное время, $ |
150 |
||
Затраты на единицу по субконтракту, $ |
|
200 |
|
Затраты хранения единицы в месяц, $ |
|
4 |
Составьте производственный план, минимизирующий затраты.
Ответ 8.9: $11 790.
Задача 8/10.ПК
Период производственного планирования и выпуска 512К RAM-элементов для CDM — персональных компьютеров состав ляет четыре месяца. Сведения о затратах следующие:
Затраты на элемент в основное время, $ |
70 |
Затраты на элемент в сверхурочное время, $ |
110 |
Затраты на элемент по субконтракту, $ |
120 |
Затраты на хранение элемента в месяц, $ |
4 |
Мощность и спрос на RAM-элементы в каждые следующие друг за другом месяцы:
Спрос, мощность по видам |
|
Период |
|
||
месяц 1 |
месяц 2 |
месяц 3 * |
месяц 4 |
||
|
|||||
Спрос |
2000 |
2500 |
1500 |
2100 |
|
Мощность: |
|
|
|
|
|
основное время |
1500 |
1600 |
750 |
1600 |
|
сверхурочное время |
400 |
400 |
200 |
400 |
|
субконтракт |
600 |
600 |
600 |
600 |
Примечание. * Фабрика закрыта на две отпускные недели.
CDM предполагает войти в плановый период производства с 500 RAM-элементами в виде запаса. Резервирование производства не допускается. Составьте производственный план, минимизи рующий затраты.
Ответ 8.10: $627 100.
Задача 8.11.ПК
Фирма-производитель медицинских изделий разрабатывает четырехмесячный агрегатный план. Спрос и мощность (в издели ях) следующие:
Спрос, мощность по |
Месяц 1 |
Месяц 2 |
Месяц 3 |
Месяц 4 |
|
видам |
|||||
|
|
|
|
||
Мощность: |
235 |
255 |
290 |
300 |
|
основное время |
|||||
сверхурочное время |
20 |
24 |
26 |
24 |
|
субконтракт |
12 |
15 |
15 |
17 |
|
Спрос |
255 |
294 |
321 |
301 |
Затраты производства каждой единицы диализа в основное время — $985, в сверхурочное время — $1310 и по субконтрак ту — $1500. Текущие затраты хранения единицы в месяц — $100. Не должно быть ни начальных, ни конечных запасов на скла де. Составьте производственный план, минимизирующий за траты.
Задача 8.12.ПК
Литейный завод производит металлические отливки в соответ ствии с трехмесячным планом по мощности. Средние трудозатра ты — $100 за час основной смены и $140 за сверхурочный (О.Т.) час. Текущие затраты хранения запасов составляют $4 за произве денный в течение часа объем отливок. Имеется запас отливок, соответствующий 50 часам основной работы, оставшийся с марта. В следующие три месяца спрос и мощность (в трудочасах) пред ставлены в таблице.
|
Мощность |
|
|
Месяц |
Основные рабочие |
|
Спрос |
|
О.Т. рабочие часы |
|
|
|
часы |
|
|
Апрель |
2880 |
355 |
3000 |
Май |
2780 |
315 |
2750 |
Июнь |
2760 |
305 |
2950 |
Разработайте агрегатный план на трехмесячный период.
Ответ 8.12: $874 320.
Задача 8.13.ПК
Кормопроизводящий завод готовит свой шестимесячный агре гатный план, основываясь на прогнозе спроса на 50-килограм мовые мешки корма для скота: январь — 1000 мешков, февраль — 1200, март — 1250, апрель — 1450, май — 1400 и июнь — 1400. Планы производства кормов начинаются в новом году при отсут ствии запасов, переходящих с прошлого года. Планируется, что мощность (за основные часы работы) по производству мешков с кормом будет постоянной и равной 800 мешкам до конца апреля, далее возрастет до 1100 мешков в месяц, и затем увеличение завершится к 1 мая. Сверхурочное время увеличивает мощность на 300 мешков в месяц до периода возрастания, в течение кото рого оно увеличивает мощность на 400 мешков в месяц. Дружест венный конкурент готов помочь встретить спрос, но он настаива ет на постоянном контракте и может поставить только всего 500 мешков за весь шестимесячный период.
Далее приведена информация о затратах.
Затраты на мешок в течение основного времени (до 30 апреля), $ |
12 |
Затраты на мешок в течение основного времени (после 1 мая), $ |
11 |
Затраты на мешок в течение сверхурочного времени (за весь период), $ |
16 |
Затраты на мешок, купленный на стороне, $ |
18.50 |
Затраты хранения за мешок в месяц, $ |
1 |
Разработайте шестимесячный план производства кормов.
Ответ 8.13: $100 750.
Задача 8.14.ПК
Химическая компания производит и распаковывает по бутыл кам ртуть. Основываясь на данных спроса, поставок, затрат и запасах, распределите производственные мощности так, чтобы встретить спрос с минимальными затратами. Численность работа ющих предполагается постоянной, и никакого резервирования не допускается.
|
Мощность по поставкам, ед. |
|
||
Период |
Основное |
Сверхурочное |
Субконтракт |
Спрос, ед. |
|
|
|||
|
время |
время |
|
|
|
|
|
||
1 |
25 |
5 |
6 |
32 |
2 |
28 |
4 |
6 |
32 |
3 |
30 |
8 |
6 |
40 |
4 |
29 |
6 |
7 |
40 |
Информация о затратах имеет следующий вид:
Начальные запасы, ед. |
4 |
Допустимые конечные запасы, ед. |
3 |
Затраты на единицу в основное время, $ |
2000 |
Затраты на единицу в сверхурочное время, $ |
2475 |
Затраты на единицу по субконтракту, $ |
3200 |
Затраты хранения единицы за период, $ |
200 |
Ответ 8.14: $308 125.
Задача 8.15.ПК
Используя следующую информацию, составьте план, соответ ствующий минимальным затратам.
|
|
|
Периоды: |
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Спрос |
150 |
160 |
130 |
200 |
210 |
Мощность: |
|
|
|
|
|
основная |
150 |
150 |
150 |
150 |
150 |
сверхурочная |
20 |
20 |
10 |
10 |
10 |
Субподряд возможен на 100 единиц в течение всех пяти меся цев. Начальный запас — 0 единиц. Рекомендованный запас в конце периода равен 20 единицам.
Затраты на единицу в основное время, $ |
100 |
Затраты на единицу в сверхурочное время, $ |
125 |
Затраты на единицу по субконтракту, $ |
135 |
Затраты хранения единицы за период, $ |
3 |
Резервирование производства не предусмотрено (не допус кается).
Ответ 8.15: $88 150.
Задача 8.16.ПК
Владелец фабрики чистящего оборудования разрабатывает восьмимесячный агрегатный план. Мощность и спрос прогнози руются ниже.
Источники |
Январь |
Февраль |
Март |
Апрель |
Май |
Июнь |
Июль |
Август |
|
мощности |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Труд: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
основное время |
235 |
255 |
290 |
300 |
300 |
290 |
300 |
290 |
|
сверхурочное |
20 |
24 |
26 |
24 |
30 |
28 |
30 |
30 |
|
время |
12 |
16 |
15 |
17 |
17 |
19 |
19 |
20 |
|
Субконтракт |
|||||||||
Спрос |
255 |
294 |
321 |
301 |
330 |
320 |
345 |
340 |
Затраты на единицу чистящего оборудования за основное вре мя соствляют $1000, за сверхурочное время — $1300 и по субкон тракту — $1500. Текущие затраты хранения — $100 за единицу в месяц. В начале и в конце периода запасы на складе отсутствуют, резервирование производства из периода в период (сверхпроиз водство) не допускается.
а) Представьте производственный план, минимизирующий затраты при точном соответствии спросу из месяца в месяц и допускающий изменение численности рабочих. Каковы затраты, соответствующие такому плану?
б) В результате улучшения планирования основное рабочее время может быть установлено в объеме, обеспечивающем произ водство 275 единиц каждый месяц. Изменит ли этот шаг произ водственные затраты?
в) Если стоимость сверхурочного времени увеличить с $1300 до $1400, изменится ли в какой-то мере ваш ответ? Что случится, если эти затраты упадут до $1200?
Ответ 8.16: а) $2 591 000; б) да, $2 558 100;
в) если стоимость сверхурочного времени поднять на $100 до $1400/ед., затраты воз растут по сравнению с п. «а» до $2 610 100. Производственный план останется тем же, что и в п. «а».
8.4. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ И РЕШЕНИЯ
Задача 8.1 -ДОП
Рассмотрим следующий пример со средним спросом в 100 единиц.
Месяц |
Предполагаемый |
Средний спрос |
Отклонения |
Отклонения |
|
спрос |
(производство) |
производства |
запасов |
||
|
|||||
Январь |
100 |
100 |
0 |
0 |
|
Февраль |
96 |
100 |
4 |
4 |
|
Март |
94 |
100 |
6 |
10 |
|
Апрель |
97 |
100 |
3 |
13 |
|
Май |
99 |
100 |
1 |
14 |
|
Июнь |
101 |
100 |
-1 |
13 |
|
Июль |
103 |
100 |
- 3 |
10 |
|
Август |
104 |
100 |
- 4 |
6 |
|
Сентябрь |
103 |
100 |
- 3 |
3 |
|
Октябрь |
102 |
100 |
- 2 |
1 |
|
Ноябрь |
101 |
100 |
-1 |
0 |
|
Декабрь |
100 |
100 |
0 |
0 |
Колонка «Отклонения производства» есть разница между ко лонкой «Средний спрос (производство)» и колонкой «Предпола гаемый спрос». Колонка «Отклонения запасов» есть накапливае мая сумма текущих отклонений производства.
Если не отмечается сильного тренда возрастания или паде ния спроса (производства), то простейшей версией графического представления ситуации является определение среднего значения спроса в пределах одного цикла и использование этого значения в качестве предписанного объема производства. Такой подход является оправданным только лишь в случае, если в одной части цикла идет накопление продуктов производства, а в другой — расходование. Очень часто циклы носят сезонный характер с протяженностью в один год.
В описываемом примере, как и в следующем примере, нет производства, использующего страховой запас. Такой запас мо жет быть полезен, когда прогнозируемый спрос занижен, или когда потенциально возможны перебои в производственном про цессе.
Задача 8.2.ДОП
Рассмотрим более сложный случай. Предположим, что накоп ленный объем производства равен 102. В таблице приведены цифры исходя из объема производства 101.
|
|
Объем производства 102 |
Объем производства 101 |
||
Месяц |
Спрос |
Отклонения |
Отклонения |
Отклонения |
Отклонения |
|
|
||||
|
|
производства |
запасов |
производства |
запасов |
Апрель |
97 |
+ 5 |
+ 5 |
+ 4 |
+ 4 |
Май |
99 |
+ 3 |
+ 8 |
+ 2 |
+ 6 |
Июнь |
101 |
+ 1 |
+ 9 |
+ 0 |
+ 6 |
Июль |
103 |
-1 |
+ 8 |
- 2 |
+ 4 |
Август |
104 |
- 2 |
+ 6 |
- 3 |
+ 1 |
Сентябрь |
103 |
-1 |
+ 5 |
- 2 |
-1 |
Октябрь |
102 |
0 |
+ 5 |
-1 |
- 2 |
Ноябрь |
101 |
+ 1 |
+ 6 |
0 |
- 2 |
Декабрь |
100 |
+ 2 |
+ 8 |
+ 1 |
-1 |
Мы видим, что стратегия производства производить 102 еди ницы приводит к перманентному перенакоплению запасов (что требует финансовых средств и связано с затратами хранения). Стратегия производить 101 единицу в месяц не всегда достаточна. С сентября по декабрь может возникнуть нехватка. Однако в этом случае удовлетворительное решение может быть достигнуто путем
незначительного замедления отгрузки продукции, с тем чтобы избежать недоброжелательности потребителей.
Если мы хотим избежать любой нехватки запасов, тогда необ ходимо минимизировать отклонения запасов вообще. С этой це лью можно воспользоваться следующей стратегией: произвести 102 единицы в сентябре и октябре, 101 — в ноябре и 100 — в декабре. В любом случае мы могли бы затем оценить калькуляции обоих планов и посмотреть, который из них соответствует мень шим общим затратам.
Задача 8.5.ДОП
Сформулируйте следующую задачу как транспортную задачу ЛП и найдите решение, соответствующее минимуму затрат.
Исходные характеристики |
|
Период |
|
|
|
|
|
|
февраль |
март |
апрель |
Спрос |
55 |
70 |
75 |
Мощность: |
|
50 |
50 |
основное время |
50 |
||
сверхурочное время |
5 |
5 |
5 |
субконтракт |
12 |
12 |
10 |
Начальная величина запаса |
10 |
— |
— |
Затраты: |
|
$60 за единицу |
|
основное время |
|
|
|
сверхурочное время |
|
$80 за единицу |
|
субконтракт |
|
$90 за единицу |
|
Текущие затраты хранения |
|
$1 за единицу в месяц |
|
Затраты резервирования |
|
$3 за единицу в месяц |
Решение транспортной задачи методом линейного программиро
вания с таблицей:
Обеспечение в |
Период 1 |
Период 2 |
Период 3 |
Фиктивная |
Суммарная |
|
доступная |
||||||
|
периоде |
|
|
|
мощность |
мощность |
Начальный запас |
0 |
1 |
2 |
0 |
10 |
|
(задел) |
10 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Основное |
60 |
61 |
62 |
0 |
50 |
|
время |
45 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
5 |
Сверхурочное |
80 |
81 |
82 |
0 |
|
X |
время |
|
5 |
|
|
5 |
CL |
|
|
|
|||
С |
Субподряд |
90 |
91 |
92 |
0 |
12 |
|
|
|
3 |
|
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Суммарная |
Обеспечение в |
Период 1 |
Период 2 |
Период 3 |
Фиктивная |
'доступная |
|
|
периоде |
|
|
|
мощность |
мощность |
|
Основное |
63 |
60 |
61 |
0 |
50 |
|
время |
|
50 |
|
|
|
5 |
Сверхурочное |
83 |
[80 |
81 |
0 |
5 |
S |
время |
|
5 |
|
|
|
CL |
|
|
|
|
||
<D |
Субподряд |
93 |
90 |
91 |
0 |
|
CZ |
12 |
|||||
|
|
|
2 |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Основное |
66 |
63 |
60 |
0 |
50 |
|
время |
|
|
50 |
|
|
ct |
Сверхурочное |
86 |
83 |
80 |
0 |
5 |
s |
время |
|
|
5 |
|
|
Q . |
|
|
|
|
||
Q) |
Субподряд |
96 |
93 |
90 |
0 |
|
c |
10 |
|||||
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Суммарный спрос |
55 |
70 |
75 |
9 |
209 |
Г л а в а 9
УПРАВЛЕНИЕ ЗАПАСАМИ И ТЕХНИКА
УПРАВЛЕНИЯ «ТОЧНО ВОВРЕМЯ»
Запасы — это одна из очень больших статей расходов многих компаний и составляет до 40% ежегодно инвестируемого капита ла. Поэтому операционные менеджеры знают, что хорошее управ ление запасами является решающим условием повышения эффек тивности всего производства.
Запасы — это сохраняемые ресурсы, которые используются, для того чтобы удовлетворить текущие потребности или потреб ности будущего периода. Исходные материалы, заготовки, заделы на рабочих местах и законченные изделия — это все примеры запасов. В различных организациях запасы имеют свою вещест венную форму и свою систему планирования и управления ими. В банках — это наличность. В госпиталях — лекарственные пре параты и запасы крови и т. д. Все производящие и обслуживаю щие учреждения имеют дело с планированием запасов и управле нием ими. Главным вопросом является, как много заказывать в запас и когда осуществлять заказы.
Все модели планирования запасов могут быть решены с помо щью АВ:РОМ «Модуль запасов».
Обозначения и статистические модели независимого спроса
Q — количество единиц в заказе
EOQ — экономически оптимальная величина заказа (Q*) D — годовой спрос в единицах
ROP — точка заказа
S — затраты переналадки или заказа на каждый день Я — затраты хранения на единицу в год в Долларах В — затраты на резервирование единицы в год
b — оставшиеся единицы сверх резервируемого количества Ь* — оптимальное количество единиц сверх резервируемого
р — объем дневного производства (дневная производительность) d — величина дневного спроса
t — продолжительность производственного процесса в днях Тс — общие затраты = затраты заказа + затраты хранения +
+стоимость продукции
Р— цена
/ — годовые затраты хранения в виде процентов от цены а — вероятность МР — маржинальный доход
ML — маржинальные потери т — средний спрос
t — стандартное отклонение
с— средний спрос +страховой запас SS — страховой запас
Z — стандартная величина под нормальной кривой
Модели запасов
EOQ:
EOQ модели производственного процесса:
EOQ с затратами резервирования:
Оптимальное количество единиц сверх резервируемого: