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1、运作管理Operation Management,第四章 资源计划和控制,4.1 运作计划与控制的目标和活动（OPC） 4.2 测定生产能力并计算系统效率 4.3 需求与生产能力管理策略 4.4 运作系统的加载、排序与排程,4.1 运作计划与控制的目标和活动（OPC）,一、运作计划与控制（operation planning and control，OPC）,1、定义： 计划为实现公司目标制定要遵循的指导方针和行为，并确定完成时间的一种工作过程。 控制将结果与目标比较，如果需要则采取修正行为的一种工作过程。,明茨伯格：行动计划系统 绩效控制系统,运作计划与控制中的主要步骤,4.2 测定生产能力
2、并计算系统效率,一、系统生产能力,1、定义一家机构以要求的时间、要求的数量为客户提供他们想要的货物或服务本领的一种衡量。,生产能力包含效率的概念。,与生产能力有关的其他四个重要概念是： 利用率（utilization） 生产量（production） 生产率（productivity） 效率（efficiency）,利用率实际使用的能力与总生产能力的比例,实际生产能力,可用生产能力,100%,例题：一家生产单一产品的小制造厂有三台机器，每台能在一天8小时内生产1200单位的产品。,生产能力：1200 3 = 3600 单位/天 1200 8 3 = 450 单位/小时,利用率：（8+7+6）（
3、83） 100% = 21/24 100% = 87.5%,如果三台机器，一台使用8小时，一台7小时，一台6小时。实际产量是3000单位。,实际产出的单位数： 3000 / 21 = 143 单位/机器工时,选择度量单位：产出的单位数量/使用的机器时间,效率是实际产量与可能产量的比值：,效率： 3000 / 3600 100% = 83%,思考：所在企业的生产能力是怎样衡量的？,4.3 需求与能力管理策略,一、战略性的能力计划,1、需求变化的原因： 季节 时尚潮流 环境 ,平滑（smoothing）既是长期也是短期生产能力计划的重要方面。,2、长期生产能力决策的重要意义,（1）生产能力有效地限
4、制了可能的产出率； （2）生产单元的成本越高，运作那一单元的成本就越高。生产能力不足会限制生产，因而降低潜在收益；而生产能力过剩可能会大幅度提高管理成本，对收益存在同样的负面影响。 （3）一旦长期的生产能力决策开始执行，主要成本就难以改变。,避免长期生产能力投资的方法,分包生产； 外部采购； 合伙、共有及合资； 联盟； 合并或纵向或横向整合。,扩大或平滑生产能力的方法：,增加预防维护来降低停机时间； 对员工采用激励制度来提高生产率； 提高机械化或自动化水平； 采取分包生产或外部采购的运作方式； 改变产品组合或服务组合； 采用加班或倒班的工作方式； 增加产品产量； 消除瓶颈； 改进设计来减少运作
5、。,4.4 运作系统的加载、排序与排程,一、排程,1、定义在组织的资源使用上的时间安排，它是所有组织内都会发生的活动。,2、高产量系统中的排程,装配线与连续型生产系统共同特征：产品品种少 在制品数量低,连续型除了转换产品，几乎不存在排程。,装配线生产线平衡,装配线平衡,目的：确保组成装配线的每个顺次的加工中心的生产能力是基本相似的，以便使生产线以最低停工时间和最少“瓶颈”获得想要的产量。瓶颈装配线中任何延误产品流动的工作中心。,举例：,任务表,前导图,A,C,D,E,B,F,（1）周期时间在工作继续进行前允许执行指定任务的最大时间。,最小周期时间 = 最长任务时间 最大周期时间 = 所有任务时
6、间总和,上述例子中 Tmin = 2.08 （分钟） Tmax = 8.32 （分钟）,问：如何获得（实现）最小周期时间Tmin？,OC（产出能力）OT / CT OT：日工作时间或运作时间 CT：周期时间,上述例题中：假设一个工作日有8小时或480分钟，可能的最大产出与最小产出是多少？ OC max = 480 / 2.08 = 230.8 单位 OCmin = 480 / 8.33 = 57.7 单位,（2）根据预计产量（想要的产量）计算周期时间,CT OT / D D：想要的产量,例题中如果想要的产量是200（每天），则周期时间是多少？ CT = 480 / 200 = 2.4 （分钟）
7、或144秒,（3）计算工作中心（工位）数,Nm D t / OT Nm：工作中心的理论数目 D：想要的产量 t：任务时间的总和 OT：运作时间/工作中心,例题中工作中心最小数目： Nm = 200 8.32 /480 = 3.47 （个） 取整：4个工作中心,（4）根据最小工作中心数，如何最大效率平衡生产线？,平衡方法： 一、按照紧随其后的任务顺序指派下一项任务。 二、按照最大位置权重的顺序指派任务每项任务时间的总和与所有后续权重的时间。,调度表,（5）平衡延迟（balancing delay 停工时间百分比）,平衡延迟 =,例题中 平衡延迟： 76 /(4144) 100% = 13.2%,
8、每周期的停工时间,中心数目周期时间,100%,（6）效率：100% - 平衡延迟,例题中 效率： 100% - 13.2 = 86.8%,3、中等产量系统中的排程（成批排程 batch scheduling）,批量，寻找最佳周期使设置成本和库存成本最小化。,批次增大，设置成本增加，库存成本降低,经济生产批量（Economic production quantity，EPQ）计算公式：,Q =,Q：最小批量； D：年需求量； Co：设置成本； P：年生产能力； Ch：库存持有成本（以占生产成本的百分数表示） Cp：生产成本。,=,例题：一家公司生产的产品有长期需求。总的年需求是15750单位，生
9、产成本是16.50元，12%的库存持有成本。设置成本是150元。产品的年生产能力为37500。计算最佳批量。,Q =,=,= 2028（单位）,假设例题中，工厂每年工作250天，那么日产量是150个产品。每个（批次）生产运行的时间是多少？,2028/150 = 13.52 （天）,4、低产量系统中的排程,加载将工作指派到工作中心。工作中心可以是一个人、一台机器、一组机器或一整家工厂,有限制加载（finite loading）要考虑工作中心有限的生产能力；无限制加载（infinite loading）不用考虑生产能力的限制。,有限制加载,无限制加载,1,2,3,4,1,2,3,4,250,200
10、,150,100,50,0,250,200,150,100,50,0,300,加载基础小时数、重量或吞吐量,加载基础小时数、重量或吞吐量,生产能力,生产能力,工作中心,工作中心,加载包括排程和排序排程为特定的任务指定开始和结束时间的工作过程。排序确定任务进行的顺序。,向前排程（forwarding scheduling）从“现在”开始，在每个涉及的运作中安排每一项任务。在有限制加载中，有可能会出现停工时间，因为只有前一个工作中心完成了它的工作，后面的工作中心才能开始。,后向排程（backwarding scheduling）从估测的完工日期（“那时”）开始，在整个要求的运作中从后往前安排。一般
11、情况：前向排程与有限制加载有关， 后向排程与无限制加载有关。,作业计划的倒排与顺排方式 无限能力计划与有限能力计划,订单完,工日期,订单开,始日期,排队,时间,作业开,始日期,作业准,备时间,作业,时间,作业完,工日期,搬运,时间,下一个,作业,车间,日历,倒排方式,订单完,工日期,订单开,始日期,排队,时间,作业开,始日期,作业准,备时间,作业,时间,作业完,工日期,搬运,时间,下一个,作业,车间,日历,顺排方式,甘特图（Gantt chart）最初由亨利甘特于1917年设计而成，该图为描述一个时间框架中资源实际的或计划的使用提供了视觉工具。,负荷分布图（load chart）展示了一组机器
12、、人员或部门的加载量和停工时间。,流程图（Flow chart）展示出进行中的指令或任务以及它们是否在按排程表进行。,开始运作,结束运作,预定的运作时间,实际进展,甘特流程图,甘特图的优点和不足,排序：次序将利用特定的优先规则来决定,优先规则,局部性的 基于单一工作中心有关的信息 FCFS SPT DD,整体性的 基于多个工作中心有关的信息 CR S/O,FCFS 先到先得（先到先服务）( First-come， first-served )任务的处理根据任务到达工作中心或机器的次序进行。 SPT 最短处理时间（shortest processing time）任务的提供根据任务在工作中心或机
13、器上所花费的时间来进行最短任务优先。 DD 到期日（due date）任务的处理根据任务要完工的的日期进行最早的优先。 CR 关键比（critical ratio）任务的处理根据到期日与处理时间的最小比率来进行。 S/O 每个运作的时间余量（stock per operation）任务的处理根据平均富裕时间（完成日期前的时间还可用于处理的时间）来进行。计算S/O的方法就是用富裕时间除以包含正在进行的所有未完成的运作数。,优先规则有效性的评估指标：,（1）工作流程时间（job flow time）（2）竣工时间（3）工作延误（job lateness）（4）工作跨度（makespan）（5）在制
14、品（WIP）清单（6）利用率（utilization） 利用率 =,生产性工作时间,全部可用工作时间,100%,举例：在10个工作中心进行6项待处理的任务，使用FCFS、SPT、DD和CR表明任务的次序，假设工作任务按显示的顺序接收。计算平均流程时间、工作延误以及10个工作中心的在制品。,任务时间表,解决方案1：FCFS1、FCFS的顺序是：1-2-3-4-5-62、工效指标,工效指标表,平均流程时间= 154 / 6 26 （天）,平均工作延误= 70 / 6 = 11.6 （天）,工作跨度是 52天,平均在制品= 154 / 52 3,解决方案2：SPT1、最短处理时间排序：1-3-5-2
15、-4-62、工效指标,工效指标表,平均流程时间= 138 / 6 = 23 （天）,平均工作延误= 52 / 6 = 8.66 （天）,工作跨度是 52天,平均在制品= 138 / 52 = 2.65 3,第四章A 练习：,1、运作计划与控制有哪些步骤？ 2、经营中最重要的计划和控制安排是什么？ 3、反映生产能力的指标有哪些？并举些实例。 4、假设某企业有4台机器，每台机器每周能生产500单位产品，每周5个工作日，每个工作日为8小时，试确定该企业的生产能力。 如果四台机器每天分别运作8、7、6、6小时。计算生产利用率。 该企业实际产量为每天300单位。生产率是多少？效率是多少? 5、阐述引起需
16、求变化的原因。,6、长期战略性生产能力计划的重要意义。 7、避免长期生产能力投资的方法有哪些？ 8、列举扩大或平滑战术上或运作上的生产能力的一些方法。 9、甘特图的优点和不足？ 10、排程优先规则有效性的五个绩效指标是什么？ 11、已知CY公司內某一产品，每年需求为20,000，每年250工作天，每天生产量为100，单位生产成本50元，每年每单位持有成本为10元，每次生产设置成本为20元，求： （1）经济生产批量 （2）每年应生产批次数,12、下表是在某工作中心等待加工的6项作业的加工时间（包含换产时间）与预定日期，假设工作的到达顺序与表中顺序相符 。根据以下规则来决定其作业顺序：FCFSSPTDDCRS/O，并对它们分别进行评价。,13、根据以下前导图计算： （1）最大和最小运作周期 （2）可能的产量范围 （3）想得到的产量，周期是多少？ （4）最小
