Đồ án Ứng dụng thuật toán quy hoạch động vào lập kế hoạch sản xuất cho công ty xi măng Hà Giang năm 2007

CHƯƠNG 4: GIẢI PHÁP LẬP KẾ HOẠCH SẢN XUẤT NĂM 2007 - Giải pháp nhằm giảm chi phí sản xuất năm 2007 cho công ty xi măng Hà Giang là Lập kế hoạch sản xuất cho năm 2007 theo của mô hình bài toán Lập kế hoạch sản xuất mà thuật toán của phương pháp lập kế hoạch này là dựa trên nguyên lý Quy hoạch động. Nội dung chính của chương 4 gồm những phần sau: + Đưa ra công cụ hỗ trợ Lập kế hoạch sản xuất: chương trình giải bài toán lập kế hoạch trên máy vi tính. + Căn cứ để đề ra giải pháp Lập kế hoạch sản xuất mới là dựa trên năng lực thực tại của công ty thì sẽ giảm được chi phí sản xuất – lưu kho nếu áp dụng giải pháp này vào công ty trong những năm vừa qua + Nội dung giải pháp: Lập kế hoạch sản xuất cho công ty năm 2007 theo phương pháp mới + Kết quả của kế hoạch sản xuất vừa lập được: Tính toán lượng chi phí sản xuất lưu kho tiết kiệm được khi áp dụng kế hoạch sản xuất mới IV.1. CÔNG CỤ HỖ TRỢ THỰC HIỆN GIẢI PHÁP - CHƯƠNG TRÌNH GIẢI BÀI TOÁN LẬP KẾ HOẠCH SẢN XUẤT - Việc tính toán bài toán lập kế hoạch sản xuất đã nêu ở chương 1 là tương đối phức tạp dễ tính toán sai và tốn thời gian khi tính toán thủ công. Số ô cần thực hiện tính toán trong mỗi bước là F = TKmax 2. Khi lượng tồn kho mặc định là 2 theo ví dụ ở trên, số ô cần thực hiện tính toán trong mỗi bước là F = 22 = 4, nhưng khi tính toán cho bài toán thực tế với lượng tồn kho tối đa lên đến 66 (Số tồn kho tối đa thực tế tại công ty xi măng Hà Giang) thì số ô cần thực hiện tính toán lên đến F = 662 = 4.356, khi đó việc tính toán là vô cùng khó khăn, và cực kỳ dễ nhầm lẫn nếu không muốn nói là không thể thực hiện được khi tính toán thủ công. Chính vì vậy, em đã xây dựng 1 chương trình giải tự động bài toán đó trên máy vi tính. Chương trình được viết trên nền ngôn ngữ lập trình Visual Basic. Thuật giải của chương trình giống như thuật giải đã nêu trong chương 1với giao diện được thiết kế đơn giản, dễ sử dụng, tính toán nhanh. Thay vì việc tính toán thủ công phức tạp khi sử dụng phần mềm chỉ cần nhập các dữ liệu đầu vào, ấn nút và đợi sau vài giây chương trình sẽ tự động tính toán và hiển thị kết quả là 1 kế hoạch sản xuất tối ưu với các thông số đầu vào đã nhập. Chương trình đã được sự kiểm định chất lượng, độ tin cậy và tính chính xác bởi thầy giáo giảng dạy môn học Logistics: Vũ Đinh Nghiêm Hùng + Giao diện chương trình: HÌNH 4.1: GIAO DIỆN PHẦN MỀM GIẢI BÀI TOÁN LẬP KHSX - Cách thức sử dụng phần mềm: ta lấy ví dụ bài toán lập kế hoạch sản xuất ở chương 1. + Đầu tiên là nhập các tham số: Nhập các tham số (đơn vị tính chi phí, số kỳ tính toán, số mức giá và mức tồn kho tối đa) vào các ô trống. Mức tồn kho tối đa nếu chọn là mặc định thì mức tồn kho tối đa sẽ được tính theo công thức sau: TĐKimax = min {KNmax, NCmax} Trong đó: *) TĐKimax là lượng tồn kho tối đa đầu kỳ thứ i *) KNmax là khả năng tồn kho tối đa, được tính bằng tổng khả năng sản xuất của các kỳ trước kỳ i trừ đi tổng tiêu thụ (hay nhu cầu) của các kỳ trước kỳ i. *) NCmax là tổng nhu cầu tồn kho tối đa, được tính bằng tổng nhu cầu của các kỳ sau kỳ i cộng với nhu cầu kỳ i. HÌNH 4.2: GIAO DIỆN NHẬP THAM SỐ PHẦN MỀM GIẢI BÀI TOÁN LẬP KHSX + Bước tiếp theo là nhập các số liệu đầu vào của bài toán: Các mức giá thành, khả năng sản xuất các kỳ, nhu cầu các kỳ, chi phí lưu kho và chi phí vận hành hệ thống. HÌNH 4.1: GIAO DIỆN NHẬP SỐ LIỆU PHẦN MỀM GIẢI BÀI TOÁN LẬP KHSX + Sau khi nhập xong các dữ liệu đầu vào ta Click chuột vào nút “Thực hiện tính toán”, chương trình sẽ tự động tính toán trong vài giây và nút “In kết quả” sáng lên cho biết chương trình đã tính toán xong. Click vào nút “In kết quả” chương trình sẽ hiển thị kết quả tính toán: HÌNH 4.3: GIAO DIỆN IN KẾT QUẢ PHẦN MỀM GIẢI BÀI TOÁN LẬP KHSX IV.2. CĂN CỨ ĐỂ ĐƯA RA GIẢI PHÁP - Phương pháp lập kế hoạch theo mô hình bài toán Lập kế hoạch sản xuất tốt hơn so với phương pháp lập kế hoạch hiện tại của công ty trong những năm gần đây. Nếu áp dụng phương pháp lập kế hoạch mới này vào tình hình thực tế của công ty trong những năm gần đây sẽ giảm được đáng kể tổng chi phí sản xuất – lưu kho của công ty. - Để việc tính toán đơn giản và có ý nghĩa hơn ta sẽ gộp 50 tấn xi măng thành 1 Block (đơn vị tính sản lượng) vì 2 lý do sau: + Năng suất thực tế của 1 ca sản xuất của công ty là 50 tấn xi măng, như vậy trong 1 tháng quyết định sản xuất thêm hay bớt 1 Block tức là quyết định sẽ hoạt động thêm hay nghỉ 1 ca. Còn nếu quyết định sản xuất thêm hay bớt 1 tấn xi măng thì hầu như vô nghĩa vì như công ty chỉ phải hoạt động trong khoảng chưa đầy 10 phút đã sản xuất được 1 tấn xi măng. + Gộp vào 1 Block như vậy khi tính toán, lượng tồn kho sẽ tính theo đơn vị Block làm cho việc tính toán đơn giản hơn vì số phép tính sẽ giảm đi rất nhiều. - Sức chứa của kho dự trữ thành phẩm của công ty là 5.000 tấn, như vậy lượng tồn kho tối đa sẽ là TKmax = 5.000/50 = 100 Block - Chi phí lưu kho tính theo Block: Ck = 9.112 x 50 = 455.600 đồng/Block - Năng lực sản xuất hàng tháng của công ty tính theo Block sẽ là: BẢNG 4.1: NĂNG LỰC SẢN XUẤT CỦA CÔNG TY XI MĂNG HÀ GIANG NĂNG LỰC THEO TẤN NĂNG LỰC THEO BLOCK MỨC GIÁ THÀNH (Đồng/tấn) NĂNG SUẤT TỐI ĐA (Tấn/tháng) MỨC GIÁ THÀNH (Đồng/Block) NĂNG SUẤT TỐI ĐA (Block/tháng) Z1 = 436.920 3.033,0 Z1 = 21.846.000 60 Z2 = 481.040 1.474,2 Z2 = 24.052.000 30 - Xác định nhu cầu thực tế về xi măng của công ty trong 3 năm vừa qua tính theo Block: Trong bài toán lập kế hoạch sản xuất đã nêu ở chương 1 không có lượng tồn kho đầu năm và lượng tồn kho cuối năm bằng 0. Để xử lý số liệu về nhu cầu hàng tháng nhập vào cho phần mềm giải bài toán Lập kế hoạch sản xuất tính toán ta cộng thêm vào nhu cầu tháng 12 lượng tồn kho thực tế cuối mỗi năm và ở nhu cầu thực tế tháng 1 ta trừ đi lượng tồn kho thực tế đầu năm, sau đó trong tổng chi phí phần mềm tính toán được ta cộng thêm chi phí lưu kho của lượng tồn kho đầu năm. BẢNG 4.2: NHU CẦU XI MĂNG THỰC TẾ 3 NĂM GẦN ĐÂY Đơn vị tính: Block (50 tấn) THÁNG NHU CẦU NĂM 2004 NĂM 2005 NĂM 2006 1 47 1 6 2 61 57 57 3 75 66 66 4 72 68 65 5 72 65 67 6 57 47 49 7 56 46 48 8 54 48 48 9 75 55 58 10 80 69 68 11 77 70 72 12 144 132 85 TỔNG 870 724 689 - Nhập số liệu thực tế của từng năm vào phần mềm, sau khi phần mềm tính toán ra kết quả, căn cứ vào các kết quả đó ta lập được bảng kế hoạch sản xuất và chi phí tối ưu cho từng năm như sau: BẢNG 4.3: KẾT QUẢ TÍNH TOÁN CHI PHÍ VÀ KẾ HOẠCH SẢN XUẤT TỐI ƯU CHO 3 NĂM GẦN ĐÂY Đơn vị tính: Block (75 tấn) THÁNG SẢN XUẤT 2004 SẢN XUẤT 2005 SẢN XUẤT 2006 THEO BLOCK THEO TẤN THEO BLOCK THEO TẤN THEO BLOCK THEO TẤN 1 60 3.000 17 850 21 1050 2 60 3.000 60 3.000 60 3000 3 63 3.150 60 3.000 60 3000 4 72 3.600 60 3.000 60 3000 5 72 3.600 60 3.000 60 3000 6 60 3.000 47 2.350 49 2450 7 60 3.000 60 3.000 54 2700 8 63 3.150 60 3.000 60 3000 9 90 4.500 60 3.000 60 3000 10 90 4.500 60 3.000 60 3000 11 90 4.500 90 4.500 60 3000 12 90 4.500 90 4.500 85 4250 CHI PHÍ TỐI ƯU 19.563.829.340đ 16.199.038.915đ 15.320.298.915đ - So sánh chi phí tối ưu vừa tính được với tổng chi phí sản xuất – lưu kho thực tế của các năm vừa qua ta tính được mức giảm chi phí của từng năm: BẢNG 4.4: PHÂN TÍCH LỢI ÍCH KHI ÁP DỤNG GIẢI PHÁP LẬP KẾ HOẠCH SẢN XUẤT MỚI CHO THỰC TẾ 3 NĂM GẦN ĐÂY NĂM CHI PHÍ SẢN XUẤT TRƯỚC KHI ÁP DỤNG GIẢI PHÁP CHI PHÍ SẢN XUẤT SAU KHI ÁP DỤNG GIẢI PHÁP CHI PHÍ TIẾT KIỆM ĐƯỢC NHỜ ÁP DỤNG GIẢI PHÁP TUYỆT ĐỐI TƯƠNG ĐỐI 2004 19.746.020.035 19.563.829.340 182.190.695 0,92% 2005 16.663.011.313 16.199.038.915 463.972.398 2,78% 2006 15.400.909.770 15.320.298.915 80.610.855 0,52% IV.3. NỘI DUNG GIẢI PHÁP: LẬP KẾ HOẠCH SẢN XUẤT NĂM 2007 CHO CÔNG TY THEO MÔ HÌNH BÀI TOÁN LẬP KẾ HOẠCH SẢN XUẤT: - Phương pháp lập kế hoạch sản xuất theo tháng mà công ty đang áp dụng là dựa trên dự báo nhu cầu về xi măng của công ty trong năm tới công ty sẽ xác định được sản lượng sản xuất năm tới đúng bằng số dự báo về nhu cầu. Sản lượng kế hoạch trong năm kế hoạch sẽ được phân bổ đều cho 12 tháng, đây chính là 1 trong những nguyên nhân dẫn đến sự tồn kho rất nhiều trong những năm vừa qua. - Dự báo nhu cầu chi tiết theo từng tháng bằng phương pháp chỉ số mùa vụ, dựa trên số liệu về sản lượng tiêu thụ theo tháng của 3 năm gần đây và số liệu về dự báo nhu cầu trong năm 2007 do phòng Kế hoạch cung cấp. BẢNG 4.5: BẢNG XÁC ĐỊNH CHỈ SỐ MÙA VỤ THÁNG NHU CẦU THỰC NHU CẦU BÌNH QUÂN THÁNG NHU CẦU BÌNH QUÂN THÁNG GIẢN ĐƠN CHỈ SỐ MÙA VỤ NĂM 2004 NĂM 2005 NĂM 2006 1 3.476,35 3.390,95 3.417,60 3.428,30 3.181,86 1,07745 2 3.064,65 2.857,05 2.869,90 2.930,53 3.181,86 0,92101 3 3.749,80 3.309,55 3.280,55 3.446,63 3.181,86 1,08321 4 3.616,15 3.379,75 3.238,05 3.411,32 3.181,86 1,07211 5 3.596,05 3.251,30 3.339,95 3.395,77 3.181,86 1,06723 6 2.865,50 2.338,75 2.441,95 2.548,73 3.181,86 0,80102 7 2.790,05 2.307,85 2.397,90 2.498,60 3.181,86 0,78526 8 2.705,15 2.408,10 2.393,85 2.502,37 3.181,86 0,78645 9 3.747,90 2.742,30 2.900,45 3.130,22 3.181,86 0,98377 10 3.981,25 3.457,25 3.401,85 3.613,45 3.181,86 1,13564 11 3.873,05 3.495,85 3.587,80 3.652,23 3.181,86 1,14783 12 3.819,15 3.459,55 3.593,95 3.624,22 3.181,86 1,13902 TỔNG NHU CẦU BÌNH QUÂN 38.182,37 - Từ chỉ số mùa vụ trên kết hợp với nhu cầu dự báo trong năm 2007 do phòng Kế hoạch dự báo được là: 40.000 tấn, ta xác định được nhu cầu dự báo theo tháng của năm 2007: BẢNG 4.6: NHU CẦU XI MĂNG DỰ BÁO THEO THÁNG NĂM 2007 THÁNG NHU CẦU BÌNH QUÂN THÁNG GIẢN ĐƠN CHỈ SỐ MÙA VỤ NHU CẦU DỰ BÁO NĂM 2007 THEO TẤN THEO BLOCK 1 3.333,33 1,07745 3.591,50 72,00 2 3.333,33 0,92101 3.070,04 61,00 3 3.333,33 1,08321 3.610,71 72,00 4 3.333,33 1,07211 3.573,71 72,00 5 3.333,33 1,06723 3.557,42 71,00 6 3.333,33 0,80102 2.670,06 53,00 7 3.333,33 0,78526 2.617,54 52,00 8 3.333,33 0,78645 2.621,49 52,00 9 3.333,33 0,98377 3.279,23 66,00 10 3.333,33 1,13564 3.785,46 76,00 11 3.333,33 1,14783 3.826,09 77,00 12 3.333,33 1,13902 3.796,74 76,00 TỔNG 40.000,00 40.000,00 800,00 - Sản lượng tồn khô đầu năm 2007 là: 631.8 tấn. Vì vậy phần chi phí lưu kho cần cộng thêm vào chi phí tối ưu sau khi chương trình tính toán xong là: Ck = 631.8 x 9112 = 5.756.962đ. - Tổng hợp lại ta xác định được các dữ liệu đầu vào cho chương trình tính toán kế hoạch sản xuất năm 2007 và nhập vào máy tính để chương tính toán: HÌNH 4.4: NHẬP THAM SỐ KẾ HOẠCH SẢN XUẤT NĂM 2007 HÌNH 4.5: NHẬP DỮ LIỆU ĐẦU VÀO KẾ HOẠCH SẢN XUẤT NĂM 2007 HÌNH 4.6: KẾT QUẢ SAU KHI CHẠY CHƯƠNG TRÌNH - KHSX NĂM 2007 - Cuối cùng ta xây dựng được kế hoạch sản xuất cho năm 2007 như sau: BẢNG 4.7: KẾ HOẠCH SẢN XUẤT NĂM 2007 THÁNG KẾ HOẠCH SẢN XUẤT GHI CHÚ THEO BLOCK (50 TẤN) THEO TẤN 1 60 3000 TỒN KHO ĐẦU NĂM: 631,8 TẤN 2 60 3000 3 72 3600 4 72 3600 5 71 3550 6 59 2950 7 60 3000 8 60 3000 9 60 3000 10 60 3000 11 77 3850 12 76 3800 TỔNG CHI PHÍ SẢN XUẤT - LƯU KHO: 17.511.386.962 ĐỒNG IV.4. PHÂN TÍCH KẾT QUẢ CỦA GIẢI PHÁP - Để thấy được lợi ích của giải pháp lập kế hoạch sản xuất mới mang lại, trước tiên ta tính toán chi phí sản xuất kế hoạch cho năm 2007 với cách lập kế hoạch sản xuất cũ mà công ty đang áp dụng: BẢNG 4.8: BẢNG XÁC ĐỊNH CHI PHÍ SẢN XUẤT KẾ HOẠCH NĂM 2007 KHI CHƯA ÁP DỤNG GIẢI PHÁP THÁNG KẾ HOẠCH SẢN XUẤT (TẤN) DỰ BÁO TIÊUTHỤ (TẤN) TỒNKHO ĐẦU KỲ (TẤN) CHI PHÍ SẢN XUẤT (ĐỒNG) CHI PHÍ LƯU KHO (ĐỒNG) TỔNG CHI PHÍ (ĐỒNG) 1 3.333,33 3.591,50 631,80 1.480.979.707 5.756.962 1.486.736.668 2 3.333,33 3.070,04 373,63 1.480.979.707 3.404.540 1.484.384.246 3 3.333,33 3.610,71 636,93 1.480.979.707 5.803.683 1.486.783.389 4 3.333,33 3.573,71 359,55 1.480.979.707 3.276.255 1.484.255.962 5 3.333,33 3.557,42 119,18 1.480.979.707 1.085.952 1.482.065.659 6 3.333,33 2.670,06 0,00 1.480.979.707 0 1.480.979.707 7 3.333,33 2.617,54 663,27 1.480.979.707 6.043.717 1.487.023.424 8 3.333,33 2.621,49 1.379,06 1.480.979.707 12.565.995 1.493.545.702 9 3.333,33 3.279,23 2.090,90 1.480.979.707 19.052.318 1.500.032.025 10 3.333,33 3.785,46 2.145,01 1.480.979.707 19.545.330 1.500.525.037 11 3.333,33 3.826,09 1.692,88 1.480.979.707 15.425.510 1.496.405.216 12 3.333,33 3.796,74 1.200,12 1.480.979.707 10.935.472 1.491.915.179 TỔNG CHI PHÍ 17.771.756.480 102.895.735 17.874.652.215 BẢNG 4.8: PHÂN TÍCH LỢI ÍCH KHI ÁP DỤNG GIẢI PHÁP LẬP KẾ HOẠCH SẢN XUẤT MỚI CHO NĂM 2007 ĐƠN VỊ TÍNH: ĐỒNG NĂM CHI PHÍ TRƯỚC KHI ÁP DỤNG GIẢI PHÁP CHI PHÍ SAU KHI ÁP DỤNG GIẢI PHÁP CHI PHÍ TIẾT KIỆM ĐƯỢC NHỜ ÁP DỤNG GIẢI PHÁP SỐ TUYỆT ĐỐI SỐ TƯƠNG ĐỐI 2007 17.874.652.215 17.511.386.962 363.265.253 2,03% - Như vậy, ta thấy rõ lợi ích mà giải pháp lập kế hoạch mới mang lại và sự cần thiết phải áp dụng giải pháp này càng sớm càng tốt. - Giải pháp này còn có thể áp dụng cho kế hoạch sản xuất của từng quý (trong trường hợp nhu cầu trong năm có sự biến động mạnh do các yếu tố khách quan), khi đó ta chỉ việc thay đổi tham số số kỳ tính toán n = 3.