生产计划与控制设计说明书样本.doc

本科课程设计说明书

生产计划和控制设计

教 学 院：
机电工程学院
系 别：
工业工程系
学生学号：
11440308
学生姓名：
王德超
专业班级：
工程1103
指导老师：
潘晓明
职 称：
讲　师
起止日期：
.06.18～.06.31

吉 林 化 工 学 院
Jilin Institute of Chemical Technolo

目录
1、企业介绍 2
1.1企业自然情况及设备 2
1.2产品介绍 3
2、需求估计分析 5
2.1需求估计 5
2.2 误差分析 8
3、生产能力测定 9
3.1轴承生产过程 9
3.2生产能力测定 14
4、综合生产计划编制 19
5、主生产计划编制 26
6、物料需求计划 31
7、生产作业计划编制 34
7.1生产期量标正确实定 34
7.2计算各车间投入和产出应达成累计编号数 39
8、生产作业排序 41
9、课程设计体会 43
参考文件 45

1、企业介绍
1.1企业自然情况及设备
哈尔滨轴承集团企业是全国520家关键企业，1950年建厂，占地面积170余万平方米，生产建筑面积30余万平方米，拥有生产设备4600余台，年生产能力8000万套，可成系列生产九大类型、多种精度等级6000余个规格和品种轴承。关键为汽车、机车车辆、电机电器、工程机械、机床等行业和企业配套服务。企业优势产品有铁路轴承、精密机床主轴轴承、直线轴承等。哈尔滨轴承集团企业拥有专业化成品和配件分厂20多个，成品分厂是根据轴承产品类型和领域划分，其中有：小型球轴承分厂、电机轴承分厂、小型圆锥轴承分厂、铁路轴承分厂、精密轴承分厂、汽车轴承分厂等。配件分厂有滚子分厂、钢球分厂、车制保持架分厂、冲压保持架分厂等。本设计中所研究是小型圆锥轴承分厂。
小型圆锥轴承分厂是哈尔滨轴承集团企业基础生产单位之一，有效生产面积为3330平方米。该分厂现有职员220余人，设有3个职能室6个生产工段。现有多刀半自动车床、多大全自动车床、液压仿型车床和一般车床、手动磨床、半自动磨床、全自动磨床等设备145台。
企业组织结构图：
董事长
总经理
销售副总
生产副总
财务副总
项目部
质检部
生产部
营销部
生产部
采购部
新产品开发开发部
财务部
行政部

1.2产品介绍
小型圆锥轴承分厂关键生产两大类60余种，加工等级P0-P5级公制、英制及非标准小型圆锥滚子轴承和部分向心短圆柱滚子轴承，月平均产量在18万套左右，月产值270万元左右，是多品种、批量生产，设备含有一定通用性分厂。两种轴承图所表示：

2、需求估计分析
2.1需求估计
估计是依据反应估计对象过去和现在相关信息，经过科学方法和逻辑推理，对事物未来发展趋势和水平作出推测和判定，需求估计是估计未来一定时期对某产品需求数量和发展趋势、企业该产品市场拥有率等。需求估计能够帮助大家认识产品市场需求发展趋势和规律，是企业经营决议前提。需求估计方法分为定性估计法和定量估计法，定性估计方法关键靠教授知识、经验和综合分析判定能力，来估计其发展改变趋势和水平非数量化方法；定量估计方法是利用数学手段以数量形式正确揭示事物发展改变趋势或水平估计方法，其中包含简单平均法、移动平均法、指数平滑法、因果分析法等。
经过对分厂最近几年产销量进行分析，选择定量分析中平均移动法来估计销量。移动平均法是用一组最近实际数据值来估计未来一期或几期内企业产品需求量、企业产能等一个常见方法。移动平均法适适用于即期估计。是一个简单平滑估计技术，它基础思想是：依据时间序列资料、逐项推移，依次计算包含一定项数序时平均值，以反应长久趋势方法。当产品需求既不快速增加也不快速下降，且不存在季节性原因时，移动平均法很适用。该厂1996年到年销量以下表一所表示，用趋势移动平均法建立需求估计模型，并估计企业轴承销售量。

表一
序号
年份
年销量（万套）
一次移动平均
二次移动平均
1
1996
110
—
—
2
1997
114
—
—
3
1998
119
—
—
4
1999
120
—
—
5

125
117.6
—
6

128
121.2
—
7

134
125.2
—
8

153
132
—
9

147
137.4
126.68
10

165
145.4
132.24
11

173
154.4
138.88
12

180
163.6
146.56
13

198
172.6
154.68
14

195
182.2
163.64
15

209
191
172.76
16

215
199.4
181.76

（1） 一次移动平均法 是对产品需求历史数据点分段移动平均方法。其计算公式：

式中 为第t周期一次移动平均数； 为第t周期观察值；N为移动平均项数。

（2） 当初间序列没有显著趋势变动时，使用一次移动平均就能
正确地反应实际情况，直接用第t周期一次移动平均数就可估计第t+1周期之值。但当初间序列出现线性变动趋势时，用一次移动平均数来估计就会出现滞后偏差。所以，需要进行修正，修正方法是在一次移动平均基础上再做二次移动平均，利用移动平均滞后偏差规律找出曲线发展方向和发展趋势，然后才建立直线趋势估计模型。
  设一次移动平均数为 ，则二次移动平均数 计算公式为：其计算公式：

估计模型为 ：
    式中t为目前时期数；T为由目前时期数t到估计期时期数，即t以后模型外推时间； 为第t+T期估计值； 为线性方程所表示直线截距，即现在数据水平； 为线性方程所表示直线斜率，即估计对象随T变动趋势。依据移动平均值可得 和 计算公式为：

依据公式解得：
=217.88 =8.84
估计值为：
Y=217.88+8.84 x 1=226.72≈227(万件)

2.2 误差分析
对市场需求进行估计时，影响其未来发展改变原因很多，而且很多原因是随机性。假如在统计资料不全情况下估计时，为了简化估计运算舍去了部分次要原因，估计结果绝大多数和未来实际情况有一定误差。所以，要对需求估计模型计算结果进行误差分析。在实际估计时，存在一定误差是许可，但误差太大，估计结果可靠性就很差，甚至失去了实际意义。这时就要对需求估计结果进行修正，分析误差产生原因等。针对存在问题采取方法加以改善修正，使需求估计结果更符合实际，这么需求估计结果才能作为企业生产决议和安排生产计划依据。
依据对销量进行估计，建立下表：

表二
年份
一次平均移动值
二次平均移动值
at
bt
估计值（Fi）
实际值(Ai)

145.6
132.4
158.8
6.6

165

155
139.12
170.88
7.94
165.4
174

164.6
147
182.2
8.8
178.82
182

173.2
155.2
191.2
9
191
198

182.8
164.24
201.36
9.28
200.2
195

191.8
173.48
210.12
9.16
210.64
210

200.2
182.52
217.88
8.84
219.28
216

226.72

1）平均绝对误差（MAD）
MAD=(∑︱Ai-Fi︱)/n , 其中Ai为第i期实际值，Fi为第i期估计值。
由表得MAD= 4.65
2）平均绝对偏差（MSE）
MSE=[∑(Ai-Fi)²] /n =28.55
3)平均估计误差（MFE）
MFE==[∑(Ai-Fi)] /n=1.61
4）平均绝对百分差（MAPE）
MAPE=[100 X ∑(Ai-Fi)/ Ai]/n =2.45
追踪信号TS=[∑(Ai-Fi)] / MAD = 2.08 ∈[-3,3]所以估计数据符合实际。

3、生产能力测定
3.1轴承生产过程
轴承是一个机械零件。通常见来支承轴，保持轴正确位置并承受由轴传来力。按摩擦性质，可分为滑动轴承和滚动轴承。按受力方向，可分为向心轴承，推力轴承和向心推力轴承。图示为球轴承基础结构：

1、轴承基础结构：以滑动轴承为基础发展起来滚动轴承，其工作原理是以滚动 摩擦替换滑动摩擦，通常由两个套圈，一组滚动体和一个保持架所组成通用性很强、标准化、系列化程度很高机械基础件。因为多种机械有着不一样工作条件，对滚动轴承在负荷能力、结构和使用性能等方面全部提出了多种不一样要求。为此，滚动轴承需有多种多样结构。不过，最基础结构是由内圈、外圈、滚动体（钢球、滚子）和保持架所组成。

内圈和轴、外圈和轴承座孔装配在一起。当内圈或外圈为旋转套圈时采取是紧配合，不是旋转套圈时采取是过分配合。

滚动体是滚动轴承关键零件，当内外圈相对转动时，滚动体在内外圈滚道之间滚动。滚动体形状、大小和数量直接影响轴承负荷能力和使用性能。
保持架能够使滚动体均匀分布、引导滚动体旋转及改善轴承内部润滑性能。

2、轴承加工过程：
1） 套圈加工过程：轴承内圈和外圈加工依原材料或毛坯形式不一样而有所不一样，其中车加工前工序可分为三种，整个加工过程为：棒料或管料——车加工——如处理——磨加工——精研或抛光——零件终检——防锈——入库。

2） 钢球加工过程：钢球加工一样依原材料状态不一样而有所不一样，其中锉削或光球前工序，可分为三种，热处理前工序，又可分为二种，整个加工过程为：棒料或线材冷冲——锉削、粗磨、软磨或光球——热处理——硬磨——精磨——精研或研磨——终检分组——防锈、包装——入库。

3） 滚子加工过程：滚子加工依原材料不一样而有所不一样，其中热处理前工序可分为两种，整个加工过程为：棒料车加工或线材冷镦后串环带及软磨——热处理——串软点——粗磨外径——粗磨端面——终磨端面——细磨外径——终磨外径——终检分组——防锈、包装——入库。

4） 保持架加工过程：保持架加工过程依设计结构及原材料不一样，可分为下述两类：①板料——剪切——冲裁——冲压成形——正形及精加工——酸洗或喷丸或串光——终检——防锈、包装——入库。②实体保持架加工过程：实体保持架加工，依原材料或毛坯不一样而有所不一样，其中车加工前可分为四种毛坯形式，整个加工过程为：棒料、管料、锻件、铸件——车内径、外径、端面、倒角——钻孔——酸洗——终检——防锈、包装——入库。

3、滚动轴承装配过程：滚动轴承零件如内圈、外圈、滚动体和保持架等，经检 验合格后，进入装配车间进行装配，其过程以下：零件退磁、清洗——内、外滚道尺寸分组选别——合套——检验游隙——铆合保持架——终检——退磁、清洗——防锈、包装——入成品库。
圆锥滚子轴承加工工艺图以下：

3.2生产能力测定
生产能力是指企业固定资产，在一定时期内和在一定技术组织条件下，经过综合平衡后所能生产一定种类产品最大可能量。
此分厂关键产品有圆锥轴承30204、30205、30206、30207四种型号。在多品种生产企业中，在结构、工艺和劳动量组成相同产品中选出代表产品，以生产代表产品时间定额和产量定额来计算生产能力。代表产品通常选代表企业专业方向、在结构工艺方面相同产品，总劳动量（即产量和单位劳动量乘积）最大产品。
设备组生产能力计算公式为：
M=FeS/T
其中M为设备组年生产能力；Fe为单台设备年有效工作时间；S为设备组内设备数；T为单位产品台时定额。
代表产品和具体产品之间经过换算系数换算。换算系数为具体产品和代表产品时间定额百分比，公式表示为：
Ki=Ti/T0
式中Ki 为产品i换算系数 ； Ti为i产品时间定额（台时）； T0 为代表产品时间定额。
换算为代表产品产量=计划产量X换算系数
换算为具体产品表示能力=代表产品表示能力X换算为代表产品产量/∑换算为代表产品产量/换算系数

3.2.1装配车间生产能力测定
各产品计划产量和台时定额见下表三统计出设备组有5组设备，每组设备整年有效工作时间为2300小时。
以30205为代表产品表示设备组生产能力为：
M=FeS/T=2300×5/40=287.5(万件)约等于288
表三 装配车间产品计划产量和台时定额表
产品名称
30204
30205
30206
30207
计划产量（万件）
50
60
74
42
台时定额时/万件
35
40
30
50

表四 装配车间代表产品换算为具体产品计算过程表
产品型号
计划产量（万件）
台时定额（时/万件）
换算系数
换算为代表产品产量（万件）
以代表产品表示生产能力
换算为具体产品生产能力
30204
50
35
0.9
45

288
66
30205
60
40
1
60
79
30206
74
30
0.8
59
97
30207
42
50
1.3
55
56
累计

219

因为表中产品计划产量均在换算为具体产品生产能力范围之内，所以能够按计划产量安排生产。装配车间生产能力为288万件。
3.2.2 加工车间生产能力测定
加工车间分为车削和磨削两个工段，工段生产能力测定以下：
表五 车削工段计划产量和台时定额
产品名称
30204
30205
30206
30207
计划产量（万件）
50
60
74
42
台时定额时/万件
55
52
43
48

设备组有5台设备，以30206为代表产品表示设备组生产能力为：
M=FeS/T=2300×5/43=267(万件)

表六 车削工段代表产品换算为具体产品计算过程表
产品型号
计划产量（万件）
台时定额（时/万件）
换算系数
换算为代表产品产量（万件）
以代表产品表示生产能力
换算为具体产品生产能力
30204
50
55
1.3
65

267
52
30205
60
52
1.2
72
62
30206
74
43
1
74
77
30207
42
48
1.1
46
43
累计

257

因为表中产品计划产量均在换算为具体产品生产能力范围之内，所以能够按计划产量安排生产。车削工段生产能力为267万件
磨削工段生产能力测定以下：
表七 磨削工段计划产量和台时定额
产品名称
30204
30205
30206
30207
计划产量（万件）
50
60
74
42
台时定额时/万件
46
50
44
60

设备组有5台设备，以30206为代表产品表示设备组生产能力为：
M=FeS/T=2300×5/44=262(万件)

表八 磨削工段代表产品换算为具体产品计算过程表
产品型号
计划产量（万件）
台时定额（时/万件）
换算系数
换算为代表产品产量（万件）
以代表产品表示生产能力
换算为具体产品生产能力
30204
50
46
1
50

262
53
30205
60
50
1.1
66
63
30206
74
44
1
74
78
30207
42
60
1.4
59
44
累计

249

因为表中产品计划产量均在换算为具体产品生产能力范围之内，所以能够按计划产量安排生产。磨削工段生产能力为262万件
综上，车削工段生产能力大于磨削工段生产能力，全部加工车间生产能力为262万件。
3.2.3毛坯车间生产能力测定
各产品计划产量和台时定额见下表，统计出设备组有6组设备，每组设备整年有效工作时间为2300小时。
以30205为代表产品表示设备组生产能力为：
M=FeS/T=2300×5/35=328(万件)

表九 毛坯车间产品计划产量和台时定额表
产品名称
30204
30205
30206
30207
计划产量（万件）
50
60
74
42
台时定额时/万件
40
35
28
45

表十 毛坯车间代表产品换算为具体产品计算过程表
产品型号
计划产量（万件）
台时定额（时/万件）
换算系数
换算为代表产品产量（万件）
以代表产品表示生产能力
换算为具体产品生产能力
30204
50
40
1.1
55

328
72
30205
60
35
1
60
86
30206
74
28
0.8
59
106
30207
42
45
1.3
55
61
累计

229

因为表中产品计划产量均在换算为具体产品生产能力范围之内，所以能够按计划产量安排生产。毛坯车间生产能力为328万件。
由以上计算，可得各车间生产能力图所表示：
表十一
车间
装配车间
加工车间
毛坯车间
生产能力
288
车削工段
磨削工段
328
267
262

所以，企业年生产能力可确定为262万件。

4、综合生产计划编制
综合生产计划是依据市场需求估计和企业所拥有生产资源，对企业计划期内出产内容、出产数量和为确保产品出产所需劳动力水平、库存等方法所作决议性描述。
首先，依据需求估计分析知道需求量为227万件，再依据该厂月产量等信息可大致确定轴承制造厂1-12月圆锥滚子轴承市场需求估计总量为：18万件、16万件、20万件、16万件、24万件、18万件、19万件、21万件、20万件、18万件、19万件、18万件。累计227万件，一月初库存为零。该厂在三种不一样生产方法下生产能力和对应单位制造成本如表十二所表示，单位储存成本为800。
表十二
生产方法
生产能力
单位制造成本（元）
①正班生产
18
30000
②加班生产（可多生产）
3
31000
③分包生产（可多生产）
5
3

综合生产计划优化方法有线性计划单纯形法、运输表法、动态计划法、模拟仿真法、试算法、搜索决议计划等，在这里使用运输表法，由表五可知，该厂有三种生产方法，第一个为正常班次时间生产，第二种为加班时间生产，第三种为分包生产；产品可在计划期长度内储存，不许可缺货。
优化过程以下，第一步，列出成本表（即表十三），表中第一行月份为需求时间，和其对应需求量列在最终一行；表中第一列月份为生产时间，每个月全部有三种生产方法，和其对应生产能力列在最终一列；表中间部分成本数值为制造成本和储存成本两部分之和，表中空白部分表示不可能发生事件。

表十三 运输成本表
月份
生产方法
一月
二月
三月
四月
五月
六月
七月
八月
九月
十月
十一月
十二月
生产能力
一月
①正班生产
30000
30800
31600
32400
33200
34000
34800
35600
36400
37200
38000
38800
18
②加班生产
31000
31800
32600
33400
34200
35000
35800
36600
37400
38200
39000
39800
3
③分包生产
3
32800
33600
34400
35200
36000
36800
37600
38400
39200
40000
40800
5
二月
①正班生产

30000
30800
31600
32400
33200
34000
34800
35600
36400
37200
38000
18
②加班生产

31000
31800
32600
33400
34200
35000
35800
36600
37400
38200
39000
3
③分包生产

3
32800
33600
34400
35200
36000
36800
37600
38400
39200
40000
5
三月
①正班生产

30000
30800
31600
32400
33200
34000
34800
35600
36400
37200
18
②加班生产

31000
31800
32600
33400
34200
35000
35800
36600
37400
38200
3
③分包生产

3
32800
33600
34400
35200
36000
36800
37600
38400
39200
5
四月
①正班生产

30000
30800
31600
32400
33200
34000
34800
35600
36400
18
②加班生产

31000
31800
32600
33400
34200
35000
35800
36600
37400
3
③分包生产

3
32800
33600
34400
35200
36000
36800
37600
38400
5
五月
①正班生产

30000
30800
31600
32400
33200
34000
34800
35600
18
②加班生产

31000
31800
32600
33400
34200
35000
35800
36600
3
③分包生产

3
32800
33600
34400
35200
36000
36800
37600
5
六月
①正班生产

30000
30800
31600
32400
33200
34000
34800
18
②加班生产

31000
31800
32600
33400
34200
35000
35800
3
③分包生产

3
32800
33600
34400
35200
36000
36800
5
七月
①正班生产

30000
30800
31600
32400
33200
34000
18
②加班生产

31000
31800
32600
33400
34200
35000
3
③分包生产

3
32800
33600
34400
35200
36000
5
八月
①正班生产

30000
30800
31600
32400
33200
18
②加班生产

31000
31800
32600
33400
34200
3
③分包生产

3
32800
33600
34400
35200
5
九月
①正班生产

30000
30800
31600
32400
18
②加班生产

31000
31800
32600
33400
3
③分包生产

3
32800
33600
34400
5
十月
①正班生产

30000
30800
31600
18
②加班生产

31000
31800
32600
3
③分包生产

3
32800
33600
5
十一月
①正班生产

30000
30800
18
②加班生产

31000
31800
3
③分包生产

3
32800
5
十二月
①正班生产

30000
18
②加班生产

31000
3
③分包生产

3
5
需求量

18
16
20
16
24
18
19
21
20
18
19
18

用表上作业法进行求解，计算结果如表十四所表示

表十四 单位：万件
月份
生产方法
一月
二月
三月
四月
五月
六月
七月
八月
九月
十月
十一月
十二月
生产能力
计划数
一月
①正班生产
18

18
18
②加班生产

3

③分包生产

5

二月
①正班生产

16
2

18
18
②加班生产

3

③分包生产

5

三月
①正班生产

18

18
18
②加班生产

3

③分包生产

5

四月
①正班生产

16
2

18
18
②加班生产

1

3
1
③分包生产

5

五月
①正班生产

18

18
18
②加班生产

3

3
3
③分包生产

5

六月
①正班生产

18

18
18
②加班生产

3

③分包生产

5

七月
①正班生产

18

18
18
②加班生产

1

3
1
③分包生产

5

八月
①正班生产

18

18
18
②加班生产

3

3
3
③分包生产

5

九月
①正班生产

18

18
18
②加班生产

2

3
2
③分包生产

5

十月
①正班生产

18

18
18
②加班生产

3

③分包生产

5

十一月
①正班生产

18

18
18
②加班生产

1

3
1
③分包生产

5

十二月
①正班生产

18
18
18
②加班生产

3

③分包生产

5

需求量

18
16
20
16
24
18
19
21
20
18
19
18

综上，得各月生产计划如表八所表示：

表十五 综合生产计划表 单位：万件

总计
一月
二月
三月
四月
五月
六月
七月
八月
九月
十月
十一月
十二月
需求量
227
18
16
20
16
24
18
19
21
20
18
19
18
计划数
227
18
18
18
19
21
18
19
21
20
18
19
18
正班生产

18
18
18
18
18
18
18
18
18
18
18
18
加班生产

1
3

1
3
2

1

分包生产

库存数

2

3

5、主生产计划编制
主生产计划要确定每一个体最终产品在每一具体时间内生产数量。综累计划是企业对未来较长时间内企业不一样产品系列所作概括性安排，它不是一个用来具体操作实施计划；二主生产计划是把综合生产计划具体化为可操作实施计划。主生产计划内容包含对综累计划分解和细化，主生产计划和生产能力之间平衡。主生产计划制订是一个反复试行过程。最终主生产计划需要得到决议机构同意，然后作为物料需求计划输入条件。
1. 计算现有库存量
现有库存量是指每七天需求被满足以后剩下可利用库存量，其计算公式为：
It=It-1+Pt-max{Dt,MOt}
式中 It—t周末现有库存量，It-1---t-1周末现有库存量；Pt—t周主生产计划生产量；Dt—t周估计需求；MOt—t周准备发货用户订货量。
2. 待分配库存
待分配库存是指销售部门在确定时间内可供取得产品数量。待分配库存计算方法有两种情况：一是，第一期待分配库存量等于期初现有库存量加本期主生产计划量到道歉各期全部订货量；二是，以后各期只有主生产计划量时才存在待分配库存量，计算方法是该期主生产计划量减去从该期至下一主生产计划量到期前各期全部订货量。
为该厂两种关键产品即30205和30206型号圆锥滚子轴承做主生产计划，初库存量为0.生产批量为4万件，需求估计和用户订货量以下表：
圆锥滚子轴承30205主生产计划
表十六

一月
二月
周次
1
2
3
4
5
6
7
8
需求估计（件）
10000
10000
10000
10000
10000
10000
10000
10000
订货量（件）
0
0
10000
10000
0
15000
0
0
现有库存量（件）
30000
0
10000
0
0
5000
35000
25000
主生产计划量（件）
40000
0
0
0
40000
0
40000
0
待分配库存量（件）
0

5000

30000

三月
四月
周次
9
10
11
12
13
14
15
16
需求估计（件）
15000
15000
15000
15000
10000
10000
10000
10000
订货量（件）
10000
0
10000
0
0
10000
10000
10000
现有库存量（件）
10000
30000
15000
0
30000
0
10000
0
主生产计划量（件）
0
40000
0
0
40000
0
0
0
待分配库存量（件）

10000

10000

五月
六月
周次
17
18
19
20
21
22
23
24
需求估计（件）
15000
15000
15000
15000
10000
10000
10000
10000
订货量（件）
0
0
0
0
10000
10000
10000
0
现有库存量（件）
0
5000
30000
10000
0
30000
0
10000
主生产计划量（件）
40000
0
40000
0
0
40000
0
0
待分配库存量（件）
0

10000

0

七月
八月
周次
25
26
27
28
29
30
31
32
需求估计（件）
10000
10000
10000
10000
0
0
0
0
订货量（件）
0
0
10000
10000
10000
0
0
0
现有库存量（件）
0
0
10000
0
0
0
0
0
主生产计划量（件）
0
40000
0
0
40000
0
40000
0
待分配库存量（件）

0

10000

40000

九月
十月
周次
33
34
35
36
37
38
39
40
需求估计（件）
15000
15000
15000
15000
10000
10000
10000
10000
订货量（件）
10000
0
10000
10000
0
0
0
10000
现有库存量（件）
25000
5000
30000
15000
5000
35000
15000
5000
主生产计划量（件）
40000
0
40000
0
0
40000
0
0
待分配库存量（件）
10000

0

10000

十一月
十二月
周次
41
42
43
44
45
46
47
48
需求估计（件）
15000
15000
150