Đề tài Hệ thống hoạch định sản xuất: hoạch định tổng hợp (aggregate planning) và lịch trình sản xuất chính (master production scheduling)

HỆ THỐNG HOẠCH ĐỊNH SẢN XUẤT: HOẠCH ĐỊNH TỔNG HỢP (Aggregate Planning) VÀ LỊCH TRÌNH SẢN XUẤT CHÍNH (Master Production Scheduling) Thứ bậc Hoạch định Sản xuất Lịch trình Sản xuất Chính Hệ thống hoạch định và kiểm soát sản xuất Hệ thống “chứa-dẫn” Pond Draining Systems Hoạch định tổng hợp Hệ thống đẩy Push Systems Hệ thống kéo Pull Systems Hệ thống tập trung giải quyết thắt nút Focusing on Bottlenecks Hoạch định công suất dài hạn Tầm Dài hạn (năm) Tầm trung hạn (6-18 tháng) Tầm ngắn hạn (tuần) Tầm rất ngắn (giờ -ngày) Hoạch định công suất dài hạn Hoạch định công suất dài hạn là hoạt động cần thiết để phát triển kế hoạch về máy móc thiết bị, công nghệ, quan hệ với nhà cung cấp. Hoạch định công suất là điểm khởi đầu bắt buộc để hoạch định trung hạn và ngắn hạn. Dự báo công suất trong dài hạn Căn cứ vào thời gian sống của yếu tố đầu vào (ví dụ: máy móc thiết bị có thể sử dụng từ 10-30 năm) Nhận biết sự tác động của chu kỳ sống sản phẩm tới công suất sản xuất Tiên đoán sự phát triển công nghệ Tiên đoán hành động của đối thủ cạnh tranh HOẠCH ĐỊNH TỔNG HỢP ho¹ch ®Þnh tæng hîp Ho¹ch ®Þnh tæng hîp lµ qu¸ tr×nh lËp kÕ ho¹ch sö dông c¸c nguån lùc mét c¸ch hîp lý vµo qu¸ tr×nh s¶n xuÊt ra c¸c s¶n phÈm hoÆc dÞch vô ®¶m b¶o cùc tiÓu ho¸ toµn bé chi phÝ cã liªn quan ®Õn ch­¬ng tr×nh s¶n xuÊt ®­îc lËp néi dung cña ho¹ch ®Þnh tæng hîp Dù b¸o nhu cÇu s¶n phÈm; LËp c¸c ph­¬ng ¸n ch­¬ng tr×nh s¶n xuÊt theo thêi gian nh»m tho¶ m·n nhu cÇu ®· dù b¸o; X¸c ®Þnh c¸c chi phÝ liªn quan ®Õn c¸c ph­¬ng ¸n s¶n xuÊt; Lùa chän ph­¬ng ¸n tèi ­u. tµi liÖu c¬ së cho ho¹ch ®Þnh tæng hîp Nhu cÇu thÞ tr­êng, c¸c ®¬n ®Æt hµng, N¨ng lùc s¶n xuÊt hiÖn t¹i, Tån kho s¶n phÈm hiÖn t¹i vµ møc tån kho mong muèn cuèi mçi kú s¶n xuÊt, Lùc l­îng lao ®éng, kh¶ n¨ng lµm thªm giê vµ c¸c chi phÝ liªn quan, C¸c hîp ®ång phô thuª gia c«ng bªn ngoµi. C¸c chÝnh s¸ch huy ®éng nguån lùc Thay ®æi møc dù tr÷ thµnh phÈm Thay ®æi lùc l­îng lao ®éng Tæ chøc lµm thªm giê hoÆc gi¶m giê lµm viÖc Hîp ®ång gia c«ng Chñ ®éng t¸c ®éng tíi cÇu, san b»ng biÕn ®éng KÕt hîp s¶n xuÊt nhiÒu s¶n phÈm ®èi mïa Vì sao phải xây dựng kế hoạch sản xuất tổng thể Đảm bảo máy móc thiết bị được đủ tải, giảm thiểu việc thiếu tải hoặc quá tải Đảm bảo công suất sản xuất thỏa mãn đầy đủ nhu cầu khách hàng Có thể ứng phó được với những thay đổi bắt buộc hoặc thay đổi có tính hệ thống của hệ thống sản xuất sao cho có thể đáp ứng được cả mức nhu cầu cao nhất và mức nhu cầu thấp nhất của khách hàng Làm ra được nhiều đầu ra nhất từ những nguồn lực sẵn có Nhu cầu tổng thể Là tổng nhu cầu cho mọi loại sản phẩm của doanh nghiệp. Doanh nghiệp phải xác định tổng nhu cầu theo một đơn vị đo lường thống nhất để phục vụ cho việc lên kế hoạch của doanh nghiệp ở cấp độ quản lý cao nhất Khi các dạng sản phẩm làm ra gần giống nhau, một đơn vị sản phẩm có thể được xác đinh bằng mức “trung bình quy đổi” của các dạng sản phẩm giống nhau đó. Khi các dạng sản phẩm làm ra khác nhau, việc xác định đơn vị đo lường thống nhất cần xác định qua sự quy đổi về một đơn vị tổng quát chung: ví dụ, theo khối lượng, theo thể tích, theo giờ công lao động, giờ chạy máy, hoặc giá trị bằng tiền. Các yếu tố đầu vào của một Kế hoạch Tổng hợp Kết quả dự báo về nhu cầu tổng thể cho một khoảng thời gian nhất định (thường là 3-18 tháng) Các phương án khác nhau có thể được sử dụng để điều chỉnh công suất sản xuất trong ngắn hạn hoặc trung hạn, và với những phương án này thì mức độ chi phí, ảnh hưởng của nó đến công suất là như thế nào Ví dụ: chi phí tồn kho, các đơn hàng chịu, thuê hoặc sa thải công nhân, làm thêm giờ... Tình trạng hiện tại của hệ thống sản xuất: đội ngũ lao động, mức tồn kho, năng lực sản xuất Các chính sách của doanh nghiệp có thể liên quan đến thay đổi năng lực lao động (thuê mướn/sa thải, làm thêm giờ) hợp đồng phụ/thuê ngoài sử dụng tồn kho đơn hàng chịu tác động đến cầu sản phẩm hỗn hợp theo mùa Các yếu tố đầu vào của một Kế hoạch Tổng hợp Đầu ra Một kế hoạch sản xuất: tập hợp các quyết định tổng thể cho mỗi giai đoạn của kỳ kế hoạch về: mức độ huy động lao động mức tồn kho tốc độ sản xuất Tổng các chi phí nếu kế hoạch sản xuất được thực hiện như đã đề ra Các lựa chọn điều chỉnh công suất trung hạn Hợp đồng phụ Thay đổi lượng lao động Mức độ huy động công nhân Hàng tồn kho Thay đổi lượng lao động Thuê hoặc sa thải lao động chính thức Thuê hoặc sa thải lao động bán thời gian Thuê hoặc sa thải lao động hợp đồng Mức độ huy động lao động Làm thêm giờ Khắc phục thời gian nhàn rỗi Giảm giờ làm Các lựa chọn điều chỉnh công suất trung hạn Thay đổi mức tồn kho Tồn kho thành phẩm Thực hiện đơn hàng chịu Hợp đồng phụ/thuê ngoài Các lựa chọn điều chỉnh công suất trung hạn Các phương pháp hoạch định tổng hợp Phương pháp không chính tắc hay phưong pháp thử và so sánh (Informal or Trial-and-Error Approach) Phương pháp toán (Mathematically Optimal Approaches) Phương pháp quy hoạch tuyến tính (bài toán vận tải) (Linear Programing) Phương pháp tìm kiếm quyết định (Computer Search) Phương pháp tự tìm tòi (Heuristics) Các phương pháp không chính tắc Sản xuất theo nhu cầu (Matching Demand) Cân đối công suất (Level Capacity) Cân đối bằng cách điều chỉnh tồn kho Cân đối bằng điều chỉnh hàng chờ Cân đối bằng điều chỉnh làm thêm giờ hoặc hợp đồng phụ Phương pháp hỗn hợp: Tập hợp của hai hay nhiều các phương pháp trên Phương pháp sản xuất theo nhu cầu Công suất sản xuất của mỗi giai đoạn thay đổi theo mức nhu cầu tổng hợp đã được dự báo tương ứng với giai đoạn đó Sự thay đổi về công suất trong mỗi giai đoạn đạt được là do thay đổi lượng lao động Tồn kho thành phẩm để ở mức thấp nhất Chi phí cho lao động và chi phí cho nguyên liệu có xu hướng sẽ tăng lên do có sự thay đổi thường xuyên Ảnh hưởng đến thái độ của người lao động Công suất sản xuất được xác đinh theo dự báo của tổng nhu cầu Tính toán về lực lượng lao động sử dụng trên cơ sở thông tin có được trong quá trình sản xuất Chi phí chủ yếu cho phương án này là chi phí do việc thay đổi lực lượng lao động theo từng gia đoạn Phương án sản xuất theo nhu cầu Phương pháp cân bằng công suất Công suất sản xuất được giữ ổn định trong cả kỳ kế hoạch. Lực lượng lao động được giữ ổn định Những khác biệt giữa công suất ổn định và nhu cầu thay đổi được bù đắp thông qua hàng tồn kho để lại, làm thêm giờ, thuê lao động bán thời gian, hợp đồng phụ, hợp đồng để lại. Lựa chọn phương pháp Hai yếu tố quan trọng ảnh hưởng tới quyết định lựa chọn phương pháp hoạch định tổng hợp là - Chi phí - Chính sách của công ty Những người làm công tác hoạch định tổng hợp phải chọn lựa phương pháp hoạch định để cân đối giữa khả năng sản xuất và nhu cầu thị trường với ràng buộc là chi phí sản xuất phải nhỏ nhất đồng thời phù hợp với chính sách công ty đặt ra Quá trình hoạch đinh tổng hợp 1. Dự báo doanh số tổng thể có thể bán được của mỗi loại sản phẩm dịch vụ trong mỗi giai đoạn của kỳ kế hoạch (thường là từ 6-18 tháng) theo tuần, tháng, hay quý. 2. Tổng hợp tất cả các kế hoạch của từng sản phẩm riêng lẻ trên một bản kế hoạch nhu cầu tổng hợp. 3. Chuyển nhu cầu tổng hợp cho mỗi giai đoạn thành yêu cầu sản xuất và xác định các nguồn lực cần sử dụng (lao động, nguyên liệu, máy móc thiết bị, v..v.) 4. Phát triển các kế hoạch lựa chọn nguồn lực để phục vụ cho việc thỏa mãn các nhu cầu và chi phí cho mỗi lựa chọn. 5. Chọn kế hoạch tốt nhất để thỏa mãn nhu cầu và phù hợp nhất với mục tiêu của công ty. Quá trình hoạch đinh tổng hợp Ví dụ Nhu cầu tổng hợp Tháng 1 2 3 4 5 6 900 700 800 1200 1500 1100 Số ngày SX 22 18 21 21 22 20 Tồn kho đầu kỳ và cuối kỳ = 0 Các chi phí: Lưu kho: $5/1 đơn vị/tháng Hợp đồng phụ: $10/1 đơn vị Trả lương thường: $ 5/giờ ($40/ngày) Trả lương ngoài giờ: $7/giờ Số giờ sx 1 đơn vị: 1.6 giờ Chi phí khi mức sx tăng (thuê mướn, huấn luyện): $10/đơn vị Chi phí khi mức sx giảm (sa thải): $15/đơn vị Phương án 1 Duy trì kế hoạch sản xuất trong 6 tháng ổn định, SỬ DỤNG MỨC TỒN KHO ĐỂ ĐIỀU CHỈNH Nhu cầu trung bình một ngày = 6200/124 = 50đv Phương án 1 Số đơn vị sản phẩm 1 công nhân làm được trong 1 ngày: 8 giờ/ 1.6 giờ = 5 đơn vị Số công nhân cần để sản xuất 50 đơn vị 1 ngày: 50 đơn vị/5 đơn vị = 10 công nhân Chi phí cho phương án lựa chọn: - Chi phí cho lao động = 10 cn x $40 x 124 ngày= $49’600 - Chi phí cho tồn kho = 1850 x $5 = $9’250 Tổng chi phí = $58’850 Phương án 2 Duy trì kế hoạch sản xuất ở mức tối thiểu. Tất cả mức thiếu hụt được thỏa mãn bằng hợp đồng phụ Số lượng lao động tối thiểu cần thiết: 38 đơn vị/5 đơn vị = 7.6 công nhân => 8 công nhân Chi phí cho phương án lựa chọn: - Chi phí cho lao động = 8 cn x $40 x 124 ngày = $39’680 Chi phí cho tồn kho = 80 x $5 = $ 400 Chi phí cho hợp đồng phụ = 1240 x 10 = $12’400 Tổng chi phí = $52’480 Phương án 2 Phương án 3 Duy trì kế hoạch sản xuất ở mức tối thiểu. Tất cả mức thiếu hụt được thỏa mãn bằng lao động làm thêm giờ. (*)Không sử dụng dự trữ (thừa năng lực sẽ cho lao động nghĩ việc tạm thời) Số lượng công nhân tối thiểu cần thiết: 38 đơn vị/5 đơn vị = 7.6 công nhân => 8 công nhân Phương án 3 Chi phí cho phương án lựa chọn: - Chi phí cho lao động = 8 cn x $40 x 124 ngày = $39’680 - Chi phí cho làm thêm giờ =1300 x 1.6giờ x $7/h= $14’560 Tổng chi phí = $54’240 Phương án 4 Điều chỉnh theo mức biến động của nhu cầu bằng cách thuê mướn và sa thải khi cần KẾT QUẢ SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN Phương án 1: TỔNG CHI PHÍ = $58’850 Phương án 2: TỔNG CHI PHÍ = $52’480 Phương án 3: TỔNG CHI PHÍ = $54’240 Phương án 4: TỔNG CHI PHÍ = $66’600 Phương pháp Cân bằng tối ưu Giúp Cân bằng giữa cung và cầu trên cơ sở huy động tổng hợp các nguồn lực, các khả năng khác nhau với mục tiêu cực tiểu hóa chi phí Nguyên tắc thực hiện: Tạo ra sự cân đối giữa cung và cầu trong từng giai đoạn, sử dụng các nguồn lực rẻ nhất trước cho đến khi không thể mới sử dụng các nguồn lực đắt tiền hơn. Khó khăn thực hiện: nếu thời gian hoạch định dài thì việc sử dụng bảng biểu là phức tạp, dễ nhầm lẫn. Lúc đó có thể dụng bài toán vận tải (bài toán quy hoạch tuyến tính) với sự trợ giúp của máy tính để giải. Ví dụ: Một doanh nghiệp sản xuất xác định được các số liệu về nhu cầu trên thị trường và các phương án cung ứng cho theo bảng sau: Phương pháp Cân bằng tối ưu Các thông tin liên quan: Tồn kho đầu kỳ là 250 (nghìn sản phẩm) Tồn kho bắt buộc cuối năm là 300 (nghìn sản phẩm) Chi phí lao động chính thức là $1/sp Chi phí lao động làm thêm giờ là $1.5/sp Chi phí thuê ngoài là $1.9/sp Chi phí lưu kho là $0.3/sp Điều kiện là thêm giờ tối đa trong 1 quý không vượt quá 20% công suất tối đa Thuê ngoài tối đa chỉ được 200 nghìn sản phẩm/quý và còn thừa sẽ đưa vào lưu kho Không được phép thiếu hàng. Phương pháp Cân bằng tối ưu Tổng công suất tối đa: 250 + 2100 + 420 + 800 = 3570 Tổng nhu cầu: 3000 + 300 = 3300 Dư công suất : 3570 – 300 = 270 Phương pháp Cân bằng tối ưu 50 450 400 750 150 200 90 90 200 20 450 90 110 90 180 270 Tổng chi phí cho phương án: Quý 1: 250 (0) + 50 (1) = $ 50 Quý 2: 400(1.3) + 450(1) = $ 970 Quý 3: 90(2.1) + 20(2.5) + 90(1.8) + 200(2.2) + + 750 (1) +150(1.5) + 200(1.9) = $2196 -Quý 4: 450(1) + 90(1.5) + 110(1.9) = $ 794 Tổng chi phí: = $4010 Lịch trình sản xuất chính (Master Production Scheduling) Mở đầu Lịch trình sản xuất chính (MPS) là một kế hoạch để sản xuất cụ thể, nó cho biết bao nhiêu lượng hàng hóa được sản xuất và khi nào thì được sản xuất xong. Khác với hoạch định tổng hợp, lịch trình sản xuất chính chi tiết hơn. Nó chi tiết đến từng loại sản phầm và khi đuợc lập kế hoạch thì kế hoạch cho từng tuần một Mục tiêu của MPS Xác đinh số lượng và thời gian để sản xuất một sản phẩm trong một khoảng thời gian ngắn hạn Kế hoạch cho các sản phẩm hoặc bộ phận sẽ được đảm bảo hoàn thành đúng theo yêu cầu của khách hàng Giảm sự quá tải hoặc thiếu tải đổi với các yếu tố sản xuất nhằm đảm bảo huy động tối đa nguồn lực sản xuất một cách hiệu quả nhất, tránh lãng phí và giảm thiểu chi phí sản xuất. Quy tắc trong MPS không đổi +/- 5% thay đổi +/- 10% thay đổi +/- 20% thay đổi Frozen Firm Full Open 1-2 tuần 2-4 tuần 4-6 tuần 6+ tuần Giới hạn thời gian Giới hạn Thời gian Quy tắc lập lịch chính: Không được thay đổi yêu cầu sản xuất trong giới hạn “frozen” Không được vượt quá mức phần trăm thay đổi ở mỗi giới hạn khi thay đổi yêu cầu sản xuất Cố gắng sử dụng tải càng nhiều càng tốt Không được nhận các đơn hàng vượt quá nhu cầu công suất của hệ thống. Phát triển một Lịch trình MPS Các thông tin đầu vào sử dụng Các đặt hàng của khách hàng (chất lượng, ngày giao hàng) Các dự báo (chất lượng, ngày hoàn thành) Tình trạng tồn kho Công suất sản xuất (tỷ lệ đầu ra) Người lập lịch biểu sẽ đặt các yêu cầu ở thời điểm sản xuất sớm nhất trong lịch trình sản xuất có thể để làm ra được sản phẩm. Người lập lịch trình cần phải: dự báo tổng lượng nhu cầu cho các sản phẩm từ tất cả các yêu cầu, dự báo quyết định công suất cho mỗi đơn vị/dây chuyền sản xuất thông tin cho khách hàng về thời gian hẹn giao hàng tính toán cụ thể cho việc thực hiện MPS Khi các yêu cầu sản xuất đã được đưa vào MPS, mức độ làm việc của mỗi bộ phận sản xuất sẽ được kiểm tra khả năng sản xuất. Phát triển một Lịch trình MPS Ví dụ Một công ty sản xuất 3 loại SP khác nhau là A, B, C theo nguyên tắc sản xuất đưa vào kho. Nhu cầu cho 3 loại sp đó trong 8 tuần như sau: Mức tồn kho an toàn, mức nhỏ nhất cho một lô sản xuất, và lượng tồn kho đầu kỳ là Xây dựng lịch trình sản xuất chính cho 8 tuần. Giả thiết là công suất sản xuất là đảm bảo Giả sử rằng ở bộ phận lắp ráp cuối cùng, công suất làm việc sẵn có là 12,000 giờ/tuần. Mỗi sản phẩm A mất 0.88 giờ cho việc lắp ráp cuối cùng, và mỗi sản phẩm B và C mất tương ứng là 0.66 giờ và 1.08 giờ. Tính toán số giờ lao động cần thiết trong kế hoạch MPS cho 3 sản phẩm . Số giờ cần thiết cho mỗi tuần để lắp ráp 3 sản phẩm là ít hơn năng lực sẵn có (12,000 giờ) => kế hoạch khả thi. Tuy nhiên trong kế hoạch MPS này các tuần 4, 6, 7 và 8 sẽ thiếu tải nhiều Kh«ng Rµ so¸t l¹i N¨ng lùc s¶n xuÊt KÕ ho¹ch ho¸ n¨ng lùc KiÓm tra tÝnh kh¶ thi kÕ ho¹ch KÕ ho¹ch s¶n xuÊt TÝnh nhu cÇu Dù b¸o b¸n hµng hoÆc ®¬n ®Æt hµng T¸c ®éng ®Õn n¨ng lùc s¶n xuÊt hoÆc ®Õn phô t¶i Kh«ng Cã Cã kÕ ho¹ch ho¸ n¨ng lùc VÝ dô nhu cÇu s¶n phÈm C¸ basa cña C«ng ty FFC (Freshwater Fish Company) 6 th¸ng ®Çu n¨m 2002 cho trong b¶ng sau ®©y: Nhu cÇu trung b×nh cña mét ngµy lµ = 620 tÊn/124 ngµy = 5,0 tÊn/ngµy Ph­¬ng ph¸p so s¸nh c¸c ph­¬ng ¸n kh¶ thi nhu cÇu trung b×nh c¸c th¸NG Chi phÝ b¶o qu¶n : 185 tÊn x 35USD = 6.475 USD - Chi phÝ nh©n c«ng: + Chi phÝ tiÒn l­¬ng: 100 c«ng nh©n x 4USD/ngµy x 124 ngµy = 49.600USD + Chi phÝ tuyÓn dông lao ®éng t¹m thêi: 10 c«ng nh©n x 50USD = 500 USD Tæng chi phÝ lµ: 6.475USD + 49.600USD + 500USD = 56.575 USD. Ph­¬ng ¸n ch­¬ng tr×nh s¶n xuÊt 1 Hîp ®ång thuª ngoµi lµ 41+ 20 =61 tÊn s¶n phÈm - Chi phÝ tiÒn l­¬ng lµ 90CN x 4 USD x 124 ngµy = 44.640 USD Chi phÝ thuª gia c«ng lµ 61 tÊn x 100 USD = 6.100 USD Chi phÝ tån kho lµ 73,5 tÊn-th¸ng x 35USD = 2.572,5 USD Tæng chi phÝ lµ 44.640 + 6.100 + 2.572,5 = 53.312,5 USD Ph­¬ng ¸n ch­¬ng tr×nh s¶n xuÊt 2 Ph­¬ng ¸n 3: Tæng sè chi phÝ nh©n c«ng lµ 11.666 x 4USD = 46.664 USD Chi phÝ tuyÓn dông lµ 50 l­ît x 50 USD = 2.500 USD Chi phÝ sa th¶i 26 ng­êi x 150 USD = 3.900 USD ThiÖt h¹i thiÕu viÖc lµm lµ (8x22+12x18 +14x21) x 2USD= 1.372 USD Tæng chi phÝ lµ 46.664 + 2.500+ 3.900+ 1.372 = 54.436 USD Ph­¬ng ph¸p tèi ­u côc bé: 700x40+50x52+50x72+700x40+50x50+150x70+700x40+50x50 = 105.700USD