Production and Operations,Management,廣東技術(shù)師范學(xué)院管理學(xué)院,主 講 人：易建華 Mobile 教 材：生產(chǎn)與運(yùn)營管理（第二版） 黃衛(wèi)偉編著 中國人民大學(xué)出版社,主要參考資料,（美）Roger G.Schroeder 運(yùn)作管理4 Edition 北京大學(xué)出版社 （美）Richard B.Chase 生產(chǎn)與運(yùn)作管理9 Edition 機(jī)械工業(yè)出版社 （中）劉麗文生產(chǎn)運(yùn)作管理1 Edition 清華大學(xué)出版社 （中）陳榮秋、馬士華編著 生產(chǎn)與運(yùn)作管理 第二版 高等教育出版社,目錄,生產(chǎn)與運(yùn)營戰(zhàn)略 生產(chǎn)與運(yùn)營系統(tǒng)設(shè)計 過程選擇與工作研究 綜合生產(chǎn)計劃 主生產(chǎn)計劃 物料需求計劃 作業(yè)排序與生產(chǎn)控制 庫存控制 準(zhǔn)時生產(chǎn)方式 供應(yīng)鏈管理 項(xiàng)目管理 質(zhì)量管理,2.生產(chǎn)與運(yùn)營系統(tǒng)設(shè)計 2.1 生產(chǎn)能力決策 2.2 服務(wù)能力規(guī)劃 2.3 選址決策 2.4 設(shè)備布置 2.5 流水線的組織和平面布置,生產(chǎn)與運(yùn)營系統(tǒng)設(shè)計的基本問題 生產(chǎn)什么? 生產(chǎn)多少？ 在哪兒生產(chǎn)？ 以什么方式生產(chǎn)？,1,2,財務(wù)部門,生產(chǎn)部門,采購部門,銷售部門,3,供應(yīng)商,顧客,成品倉庫,原材料,商品,原材料,產(chǎn)品,生產(chǎn)車間2,半成品,原料倉庫,生產(chǎn)車間1,2.1 生產(chǎn)能力決策,生產(chǎn)能力（Capacity）的概念 生產(chǎn)能力是一個系統(tǒng)在特定時間內(nèi)可能達(dá)到的一定種類和一定質(zhì)量的產(chǎn)品或服務(wù)的最大數(shù)量。 制造業(yè)生產(chǎn)能力決定取決于生產(chǎn)性固定資產(chǎn)及其技術(shù)組織條件。 服務(wù)業(yè)生產(chǎn)能力決定取決于設(shè)施和設(shè)備外，還取決于人力的大小。 生產(chǎn)能力不足 丟失商業(yè)機(jī)會 成本居高不下 生產(chǎn)能力過剩 資源浪費(fèi),生產(chǎn)能力規(guī)劃,生產(chǎn)能力的規(guī)劃面臨的主要問題 根據(jù)市場需求還是根據(jù)市場競爭的需要來規(guī)劃生產(chǎn)能力？,理論和現(xiàn)實(shí)的回答,理論層面：邁克爾波特的競爭戰(zhàn)略理論以及所有的公司戰(zhàn)略理論都主張企業(yè)做大；市場營銷的定位理論也支持企業(yè)追求行業(yè)領(lǐng)先地位。 實(shí)踐層面：企業(yè)也往往是根據(jù)市場的潛在容量而不是當(dāng)前需求超前規(guī)劃生產(chǎn)能力。 結(jié)果：導(dǎo)致嚴(yán)重的供過于求，大量企業(yè)倒閉、破產(chǎn)，過剩的生產(chǎn)能力被重組、兼并，壓縮，供求達(dá)到新的平衡。 結(jié)論：需求決定供給。經(jīng)濟(jì)的起落是客觀存在的，企業(yè)要成功不在于經(jīng)濟(jì)高漲時期的發(fā)展?fàn)顩r，而在于經(jīng)濟(jì)蕭條時期抵抗風(fēng)險能力的強(qiáng)弱。,啟示：按競爭力而不是規(guī)模規(guī)劃生產(chǎn)能力,在產(chǎn)業(yè)成長階段，抓住機(jī)會擴(kuò)大產(chǎn)能； 在產(chǎn)業(yè)趨于成熟時，總體產(chǎn)能遠(yuǎn)大于潛在需求時，應(yīng)謹(jǐn)慎對待擴(kuò)大產(chǎn)能； 當(dāng)企業(yè)生產(chǎn)能力達(dá)到產(chǎn)業(yè)公認(rèn)的經(jīng)濟(jì)規(guī)模后，要盡量通過外協(xié)、外包來進(jìn)一步擴(kuò)大產(chǎn)能；不能一味增加自身的產(chǎn)能，以保持生產(chǎn)能力的柔性，提高企業(yè)抵抗風(fēng)險的能力。企業(yè)的目標(biāo)應(yīng)當(dāng)是做最好的企業(yè)而不是最大的企業(yè)，生產(chǎn)能力規(guī)劃應(yīng)著眼于競爭力而不是簡單的規(guī)模導(dǎo)向，規(guī)模必須服從于競爭力，最好的企業(yè)最終會成為最大的企業(yè)。,如何判斷合理經(jīng)濟(jì)規(guī)模？,應(yīng)用邊際效益的基本原理,規(guī)模經(jīng)濟(jì)(Economies of Scale) 隨著工廠的規(guī)模和產(chǎn)量的增長，單位產(chǎn)出平均成本趨向下降 “現(xiàn)代化的大量生產(chǎn)與現(xiàn)代化的大量分配以及現(xiàn)代化的運(yùn)輸和通訊一樣，其經(jīng)濟(jì)性主要是來自速度，而非規(guī)模。生產(chǎn)率的提高和單位成本的降低（通?？偸前阉韧谝?guī)模的經(jīng)濟(jì)性），主要是來自通過能力在數(shù)量上和速度上的增加，而不是由于工廠或設(shè)備在規(guī)模上的擴(kuò)大?！?-小艾爾弗雷德 D 錢德勒：看得見的手 范圍經(jīng)濟(jì)性 (Economies of Scope)與戰(zhàn)略柔性 以比單獨(dú)生產(chǎn)成本更低的方式生產(chǎn)多種產(chǎn)品的組合。 它可能是采取提高系統(tǒng)柔性的途徑；也可能是采取延伸主導(dǎo)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈的模式。 大規(guī)模定制試圖實(shí)現(xiàn)二者的結(jié)合,學(xué)習(xí)曲線（經(jīng)驗(yàn)曲線 Experience Curve) 個人學(xué)習(xí) 組織學(xué)習(xí) 繪制學(xué)習(xí)曲線,產(chǎn)品單位數(shù),生產(chǎn)第 x單位產(chǎn)品所需的直接工時,生產(chǎn)第一件產(chǎn)品所需的直接工時,學(xué)習(xí)率,學(xué)習(xí)率,學(xué)習(xí)率：指產(chǎn)量單位加倍時，直接工時或成本下降的幅度（應(yīng)該理解為當(dāng)產(chǎn)量單位加倍時，直接工時或成本是原來的百分比）。 學(xué)習(xí)率越高，則規(guī)模效益越不明顯 學(xué)習(xí)率越低，則規(guī)模效益越明顯 單位成本,學(xué)習(xí)曲線的對數(shù)形式,對方程y(x)=kxn兩邊求對數(shù)， 則lny(x)=lnk+nlnx 令y(x)=lny(x)； x=lnx； kk=lnk 化為線性方程y(x)=k+nx 用最小二乘法求k和n的值，然后查反對數(shù)表求k的值，則最后可以確定方程 y(x)=kxn 下面介紹課本P46頁例題的解題過程。,將有關(guān)數(shù)據(jù)代入最小二乘法的運(yùn)算公式,n= (11xy - xy )/( 11x2- (x )2 =（11589.14 -74.0488.81）/（11539.99-74.042） = - 94.95 / 457.97 = - 2.0733 k=(y - nx )/ 11 = （88.81+2.073374.04）/11 = 22.02883 因?yàn)閗= lnk，查反對數(shù)表得 k=12900 所求方程為: y(x)=12900x- 2.0733,關(guān)于經(jīng)濟(jì)規(guī)模區(qū)和最優(yōu)規(guī)模,成本（/KW） S1 S2 規(guī)模（MVE）,經(jīng)濟(jì)規(guī)模區(qū)和最優(yōu)規(guī)模的決定,例題:某項(xiàng)目所生產(chǎn)的產(chǎn)品的總固定成本為10萬元，單位變動成本為1000元，產(chǎn)品銷售收入為21000Q1/2（Q為產(chǎn)量），試確定該產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)規(guī)模區(qū)和最優(yōu)規(guī)模。,例題解答,產(chǎn)品銷售收入 B=PQ=2100Q1/2 總成本 C=Cf+Cv=100000+1000Q 利潤 M=21000Q1/2-1000Q-100000 求盈虧平衡點(diǎn)： 令M=0 ，有：Q2 -214Q+10000=0 得Q1 =53; Q2 =188 故該產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)規(guī)模為 53，188 令以Q為變量的M的一階導(dǎo)數(shù)為0，求得M的極值為110，因?yàn)橐訯為變量的M的二階導(dǎo)數(shù)小于0，故該極值為M的極大值。,增加生產(chǎn)能力應(yīng)考慮的因素,保持系統(tǒng)各部分的均衡 增加產(chǎn)能的頻率 利用外部資源 如何消除瓶頸 (Bottleneck)環(huán)節(jié) 最大限度利用瓶頸環(huán)節(jié)生產(chǎn)能力原則 外包 (Outsourcing ) 當(dāng)面臨需要從多個方案中進(jìn)行抉擇時，可以使用決策樹的方法。,決策樹方法 考慮資金的時間價值 NPV法和內(nèi)含報酬率法 (Internal Rate of Return, IRR ),年金折現(xiàn),終值折現(xiàn),2.2 服務(wù)能力規(guī)劃,服務(wù)能力對時間和地點(diǎn)的依賴性 時間 - 服務(wù)不能儲存起來供以后之用 地點(diǎn) - 服務(wù)場所必須靠近顧客，單一場所的服務(wù)能力不可能很大 能力利用率和服務(wù)質(zhì)量 - 經(jīng)驗(yàn)表明，服務(wù)能力一般利用到最大能力的70%為宜,通過多場所的方式擴(kuò)張服務(wù)能力,特許經(jīng)營 創(chuàng)業(yè)階段 特許經(jīng)營階段 大多數(shù)試圖既增加新業(yè)務(wù)，又向外擴(kuò)展的企業(yè)都?xì)w于失敗 服務(wù)成長矩陣 成長階段 成熟階段,2.3 選址策略,Location Planning and Analysis 第一節(jié) 設(shè)施選址的基本問題和影響因素 第二節(jié) 設(shè)施選址的方法,Need for Location Decisions,Marketing Strategy Growth Depletion of Resources Cost of Doing Business,Nature（要素） of Location Decisions,Importance Long term commitment（約束）/costs Objectives Profit potential 潛在利潤 Options Expand existing facilities（設(shè)施） Add new facilities Move,Service and Number of Facilities,Number of Facilities,Response Time,Logistics（后勤） and Facility Costs,Response Time,Number of Facilities,Total Logistics Costs,Percent Service Level Within Promised Time,Transportation,Cost Build-up as a function of facilities,Cost of Operations,Number of Facilities,Inventory,Facilities,Total Costs,Labor,Nature of Location Decisions,Importance Long term commitment/costs Objectives Profit potential 潛在利潤 Options Expand existing facilities Add new facilities Move,A Framework for Global Site Location,PHASE I Supply Chain Strategy,PHASE II Regional Facility Configuration,PHASE III Desirable Sites,PHASE IV Location Choices,Competitive STRATEGY,INTERNAL CONSTRAINTS,PRODUCTION TECHNOLOGIES,COMPETITIVE ENVIRONMENT,PRODUCTION METHODS,FACTOR COSTS,GLOBAL COMPETITION,TARIFFS AND TAX INCENTIVES,REGIONAL DEMAND,POLITICAL, EXCHANGE RATE AND DEMAND RISK,AVAILABLE INFRASTRUCTURE,LOGISTICS COSTS,Location Decision Sequence,一、設(shè)施選址的基本問題,設(shè)施選址包括兩個方面的問題： 第一、選位，即選擇什么地區(qū)（區(qū)域）設(shè)置設(shè)施。 第二、定址。地區(qū)選定后，具體選擇在該地區(qū)的什么位置。 具體決策時，實(shí)際要考慮的是四種選擇： 擴(kuò)展現(xiàn)有的工廠、增加新地點(diǎn)、放棄現(xiàn)有地點(diǎn)、保持原有狀態(tài)。,Location Decision Factors,Regional Factors,Site-related Factors,Multiple Plant Strategies,Community Considerations,Influencing Factors,Strategic Technological Macroeconomic Political Infrastructure 基礎(chǔ)設(shè)施 Competitive Logistics and facility costs,二、 影響選址的因素,（一）選擇建廠地區(qū)的基本要求 1、接近市場 2、接近原材料產(chǎn)地 3、水、電、氣等基礎(chǔ)設(shè)施完備 4、氣候條件能滿足生產(chǎn)技術(shù)要求,（二）選擇建廠城鎮(zhèn)的基本要求,1、當(dāng)?shù)爻擎?zhèn)建設(shè)規(guī)劃允許 2、勞動力市場：勞動力的成本和可得性 3、當(dāng)?shù)厣顥l件較好 4、當(dāng)?shù)毓べY水平較低,（三）選擇建廠用地的基本要求,1、地質(zhì)條件適于建廠 2、有可靠的水源保證 3、有足夠的用地面積和擴(kuò)展余地 4、靠近水陸交通要道 5、有利于三廢（水、電、氣）處理,三、 單設(shè)施選址的方法,、生產(chǎn)成本比較分析法（成本、利潤、產(chǎn)量定址分析） 假設(shè)： （1）當(dāng)產(chǎn)出在一定范圍內(nèi)，固定成本不變。 （2）可變成本與一定范圍內(nèi)的產(chǎn)出成正比。 （3）所需的產(chǎn)出水平可以近似估計。 （4）一般只包括一種產(chǎn)品。,Evaluating Locations,Cost-volume Analysis Determine fixed and variable costs Plot total costs Determine lowest total costs,2.3 選址決策,選址決策的影響因素 產(chǎn)品銷售條件 提供服務(wù)條件 交通條件 勞動力供給條件 資源供給的條件 基礎(chǔ)設(shè)施條件 地價及稅收條件 環(huán)保政策條件 政治文化條件 擴(kuò)展條件 選址決策的評價方法 加權(quán)平均法 線性規(guī)劃法,2019/9/27,Copyright: SysCon,47,有某種物資需要調(diào)運(yùn)，已知有M個地方可以供應(yīng)這種物資(簡稱產(chǎn)地)，有N個地方需要這種物資(簡稱銷地)；又知這M個產(chǎn)地的可供應(yīng)量和N個銷地的可銷售量，還知道從任一產(chǎn)地到任一銷地運(yùn)輸?shù)膯挝贿\(yùn)價。 求運(yùn)輸方案，要求使總的運(yùn)費(fèi)支出為最小。,線形規(guī)劃運(yùn)輸問題,2019/9/27,Copyright: SysCon,48,S1,S2,Sm,D1,D2,D3,Dn,產(chǎn)量,單位運(yùn)價,銷地,A1,A2,Am,B1,B2,B3,Bn,a11,a12,a13,a1n, ,a21,a22,a23,a2n,am1,am2,am3,amn,運(yùn)輸問題的網(wǎng)絡(luò)圖描述,銷量,產(chǎn)地, , , ,線性規(guī)劃求解運(yùn)輸問題,目標(biāo)函數(shù)： MinZ = f(x) （運(yùn)輸總費(fèi)用函數(shù)） 產(chǎn)量約束 約束條件： 銷量約束 非負(fù)約束 利用線性規(guī)劃模型求解得最優(yōu)運(yùn)輸方案。,運(yùn)輸問題的表格表示：,表上作業(yè)法求解運(yùn)輸問題,S1,S2,S3,D1,D2,D3,D4,求解步驟： 1、建立運(yùn)輸問題的表格表示（供求平衡）。 2、求初始解，常用方法如下： （1）最小元素法； （2）西北角法； （3）Vogels法。 3、檢驗(yàn)與調(diào)整，常用方法如下： （1）閉回路法； （2）位勢法。 4、確定最優(yōu)解,例1：甲、乙、丙三城市所需工業(yè)用煤由A、B兩個煤礦供應(yīng)，現(xiàn)已知某時期內(nèi)的煤的產(chǎn)量、各城市的銷量（單位：萬噸）以及單位運(yùn)價（萬元/萬噸）如下圖，求總運(yùn)費(fèi)最小的運(yùn)輸方案。,供求平衡運(yùn)輸問題,城市甲,城市乙,城市丙,煤礦A,煤礦B,最優(yōu)運(yùn)輸方案 MinZ15015250181702128016 14800（萬元）,用表上作業(yè)法求解例1如下圖：,例2：在例1中假設(shè)由于政府整治污染，三個城市的工業(yè)用煤銷量有不同程度的下降，新的產(chǎn)量、銷量及單位運(yùn)價如下圖，求總運(yùn)費(fèi)最優(yōu)的運(yùn)輸方案。,供應(yīng)量需求量運(yùn)輸問題,分析：產(chǎn)量850銷量810，供應(yīng)量需求量運(yùn)輸問題 思路：增加需求量，化為供求平衡運(yùn)輸問題,意義：新建倉庫就地儲存，單位運(yùn)價為0，新建倉庫放在那里？,城市甲,城市乙,城市丙,煤礦A,煤礦B,新建倉庫,最優(yōu)解 MinZ15015+250181402127016400 14010 意義：新建倉庫應(yīng)建在B地，容量為40萬噸。,城市甲,城市乙,城市丙,煤礦A,煤礦B,新建倉庫,用表上作業(yè)法求解例2如下圖：,例3：在例1中假設(shè)由于政府大力建設(shè)工業(yè)，三個城市的工業(yè)用煤銷量有不同程度的上升，新的產(chǎn)量、銷量及單位運(yùn)價如下圖，求總運(yùn)費(fèi)最優(yōu)的運(yùn)輸方案。,供應(yīng)量需求量運(yùn)輸問題,分析：產(chǎn)量850銷量920，供應(yīng)量需求量運(yùn)輸問題 思路：增加供應(yīng)量，化為供求平衡運(yùn)輸問題,意義：新建產(chǎn)地增加供應(yīng)，單位運(yùn)價為M（無窮大正數(shù)）， 新建產(chǎn)地放在那里？,城市甲,城市乙,城市丙,煤礦A,煤礦B,新建產(chǎn)地,最優(yōu)解 MinZ22015+18018100213501670M 14240 意義：新建產(chǎn)地應(yīng)該建在城市乙，產(chǎn)量應(yīng)該為70萬噸。,城市甲,城市乙,城市丙,煤礦A,煤礦B,新建產(chǎn)地,用表上作業(yè)法求解例2如下圖：,供應(yīng)量需求量時 思路：增加需求量，將問題化為供求平衡的運(yùn)輸問題 意義：新建倉庫就地儲存多余的供應(yīng)量，其余滿足供求平衡。,供應(yīng)量需求量時 思路：增加供應(yīng)量，將問題化為供求平衡的運(yùn)輸問題 意義：新建工廠補(bǔ)充缺少的需求量，其余滿足供求平衡。,運(yùn)輸問題小結(jié),供應(yīng)量需求量時 思路：表上作業(yè)法求解供求平衡運(yùn)輸問題的最優(yōu)運(yùn)輸方案。 意義：滿足供求平衡時，且總運(yùn)費(fèi)最小的運(yùn)輸方案。,2.4 設(shè)備布置,設(shè)備布置類型及原則 幾個相關(guān)概念：工作中心；工序 工藝布置 ( Process layout ) 將相近的設(shè)備或功能單元布置在一起 產(chǎn)品布置 （Product layout ) 設(shè)備和工序按產(chǎn)品加工的相繼步驟安排 成組單元布置 ( Group technology, cellular layout ) 按照產(chǎn)品或零件形狀和加工工藝的相似性分組，將不同種類的設(shè)備布置在一個單元內(nèi)，完成一族相似零件的加工 定位布置 ( Fixed-position layout ) 產(chǎn)品不動，加工設(shè)備圍繞產(chǎn)品移動,工藝布置問題的復(fù)雜性 n! 個備擇方案 從至表法 編制從至表 移動次數(shù)匯總表 分析和改進(jìn)初始 的從至表,規(guī)則： 1、選擇典型零件，制定工藝路線，確定所用設(shè)備 2、制定設(shè)備布置的初始方案；統(tǒng)計出設(shè)備之間的移動距離； 3、確定出零件在設(shè)備之間的移動次數(shù)和單位運(yùn)量成本； 4、用實(shí)驗(yàn)法確定出最滿意的布置方案。,鋸床 磨床 沖床 鉆床 車床 插床,磨床,沖床,鉆床,車床,插床,鋸床,217 418 61 42 180,52 190 61 10,95 16 20,41 68,50,216,400 114,16 421 62,126 71 100 315,42 95 83 114 390,2.4.1設(shè)備間月平均移動次數(shù)矩陣,鋸床 磨床 沖床 鉆床 車床 插床,磨床,沖床,鉆床,車床,插床,鋸床,0.15 0.15 0.16 0.15 0.16,0.16 0.15 0.15 0.15,0.15 0.15 0.16,0.15 0.16,0.15,0.18,2.4.2單位距離運(yùn)輸成本矩陣,0.15 0.15,0.18 0.15 0.15,0.15 0.17 0.16 0.20,0.15 0.15 0.16 0.15 0.15,鋸床 磨床 沖床 鉆床 車床 插床,磨床,沖床,鉆床,車床,插床,鋸床,32.6 62.7 9.8 6.3 28.8,8.3 28.5 9.2 1.5,14.3 2.4 3.2,6.2 10.9,7.5,38.9,2.4.3單位距離每月運(yùn)輸成本（元）,60.0 17.1,2.9 63.3 9.3,18.9 12.1 16.0 63.0,6.3 14.3 13.3 17.1 58.5,鋸床 磨床 沖床 鉆床 車床 插床,磨床,沖床,鉆床,車床,插床,鋸床,71.5 12