運營能力規(guī)劃教學(xué)課件

1、 第4章 運營能力規(guī)劃 一、運營能力規(guī)劃的重要性二、運營能力的定義與度量三、規(guī)劃運營能力的步驟四、排隊論在規(guī)劃中的應(yīng)用1一、運營能力規(guī)劃的重要性二、運營能力的定義與度量三、規(guī)劃運營能力的步驟四、排隊論在規(guī)劃中的應(yīng)用 運營能力規(guī)劃就是對企業(yè)的規(guī)模(盤子)做出決策，對任何一個組織都至關(guān)重要。體現(xiàn)在：（一）運營能力事關(guān)長遠(yuǎn) （二）運營能力決定著初始投資與運營成本 （三）運營能力影響組織的競爭力 （四）運營能力影響到組織的日常運營管理 2（一）運營能力的涵義組織接收、持有、容納或給付的能力。 運營能力的表示方式依企業(yè)類型的不同而不同，可以是最大原料加工量、最大產(chǎn)量(產(chǎn)值)、最大運輸量、最大庫存量、最大

2、床位數(shù)，最大就餐人數(shù)，等等。 一、運營能力規(guī)劃的重要性二、運營能力的定義與度量三、規(guī)劃運營能力的步驟四、排隊論在規(guī)劃中的應(yīng)用3一、運營能力規(guī)劃的重要性二、運營能力的定義與度量三、規(guī)劃運營能力的步驟四、排隊論在規(guī)劃中的應(yīng)用4（二）運營能力的度量設(shè)計能力建廠或擴建后運營系統(tǒng)理論上達到的最大能力。實際中，設(shè)計方案中確定的能力即為設(shè)計能力。有效能力在理想運營條件下能達到的能力，即交工驗收后查定的能力。理想條件包括原料、動力正常供應(yīng)，設(shè)備正常維修，工作制度和人員出勤等。有效能力總是小于設(shè)計能力。 為測評運營系統(tǒng)的利用率和效率，引入利用率和效率兩個概念。舉例說明：一、運營能力規(guī)劃的重要性二、運營能力的定義

3、與度量三、規(guī)劃運營能力的步驟四、排隊論在規(guī)劃中的應(yīng)用5（三）有效能力的決定因素體現(xiàn)在七個方面：1.廠址與設(shè)施 5.運營管理2.產(chǎn)品和服務(wù) 6.供應(yīng)鏈因素 3.工藝水平和質(zhì)量 7.外部因素 4.人力因素 一、運營能力規(guī)劃的重要性二、運營能力的定義與度量三、規(guī)劃運營能力的步驟四、排隊論在規(guī)劃中的應(yīng)用6(一)估算所需運營能力（計算所需設(shè)備臺數(shù)） 舉例：一、運營能力規(guī)劃的重要性二、運營能力的定義與度量三、規(guī)劃運營能力的步驟四、排隊論在規(guī)劃中的應(yīng)用7每臺設(shè)備能夠提供的時間？制度工作時間 F制= (F歷F節(jié)) f = (365 52元旦五一國慶春節(jié).）8 （15.5）有效工作時間F效= F制(1) f工作

4、制度設(shè)備停修率%一、運營能力規(guī)劃的重要性二、運營能力的定義與度量三、規(guī)劃運營能力的步驟四、排隊論在規(guī)劃中的應(yīng)用81. 生產(chǎn)能力的計算（1）流水線生產(chǎn)能力的計算CT節(jié)拍S設(shè)備數(shù)t產(chǎn)品單件加工時間(2)生產(chǎn)單一產(chǎn)品設(shè)備組生產(chǎn)能力(3)多品種下設(shè)備組生產(chǎn)能力的計算一、運營能力規(guī)劃的重要性二、運營能力的定義與度量三、規(guī)劃運營能力的步驟四、排隊論在規(guī)劃中的應(yīng)用9(3)多品種下設(shè)備組生產(chǎn)能力的計算代表產(chǎn)品 在多品種生產(chǎn)時，在結(jié)構(gòu)、工藝和勞動量構(gòu)成相似的產(chǎn)品中，能代表企業(yè)專業(yè)方向，一般勞動量乘積最大、結(jié)構(gòu)工藝復(fù)雜的產(chǎn)品。 假定產(chǎn)品產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、工藝不相似，多品種生產(chǎn)的企業(yè)，將各種產(chǎn)品按其產(chǎn)量比重構(gòu)成的一種假想產(chǎn)

5、品。一、運營能力規(guī)劃的重要性二、運營能力的定義與度量三、規(guī)劃運營能力的步驟四、排隊論在規(guī)劃中的應(yīng)用10 步驟：將各種產(chǎn)品按其產(chǎn)量比重構(gòu)成一種假定產(chǎn)品假定產(chǎn)品的時間定額i 產(chǎn)品的時間定額 i 產(chǎn)品的產(chǎn)量比重產(chǎn)品品種數(shù) i 產(chǎn)品換算系數(shù) i 產(chǎn)品產(chǎn)量換算為假定產(chǎn)品產(chǎn)量 一、運營能力規(guī)劃的重要性二、運營能力的定義與度量三、規(guī)劃運營能力的步驟四、排隊論在規(guī)劃中的應(yīng)用11產(chǎn)品名稱計劃產(chǎn)量（臺）單位產(chǎn)品臺時定額（臺時/臺）換算系數(shù) K換算為代表產(chǎn)品的產(chǎn)量（臺）換算后各種產(chǎn)品占的比重（）以代表產(chǎn)品表示的生產(chǎn)能力（臺）換算為具體產(chǎn)品單位的生產(chǎn)能力（臺） / 1/ A1200100.56000.14440612

6、34B800301.512000.28822C200020120000.4652027D400251.255000.12423合計440043001.0046062.代表產(chǎn)品舉例12產(chǎn)品名稱計劃產(chǎn)量（臺）各種產(chǎn)品占產(chǎn)量總數(shù)比重（%）單位產(chǎn)品臺時定額（臺時/臺）假定產(chǎn)品臺時定額以假定產(chǎn)品為單位的生產(chǎn)能力（臺）銑床組各種計劃產(chǎn)品的生產(chǎn)能力（臺）換算系數(shù)Ki假定產(chǎn)品計劃產(chǎn)量Qi假=/=（）=/150=A1000.25200150（470015）/150=470117B800.2027094C1600.40100188D600.154071合計4001.00-4703.假定產(chǎn)品舉例13(二)核算現(xiàn)有運

7、營能力與所需能力之間的差距平衡？過剩？不足？(三)調(diào)整運營能力根據(jù)差距，采取超前、滯后或折中策略，對運營能力做出調(diào)整，并給出候選方案。(四)評價運營能力方案需要進行定性與定量分析。方法有：盈虧平衡分析法、回收期法、現(xiàn)值法、內(nèi)含報酬率法等。(五)方案實施 (六)測評實施效果一、運營能力規(guī)劃的重要性二、運營能力的定義與度量三、規(guī)劃運營能力的步驟四、排隊論在規(guī)劃中的應(yīng)用14 盈虧平衡分析方法簡介通過分析產(chǎn)量一成本一利潤之間的關(guān)系，確定盈利時的最小產(chǎn)量，即盈虧平衡點(break even point，BEP)。 1.將成本分為固定成本（F）與可變成本（V）。固定成本不隨產(chǎn)量而變動，包括管理費用，租金，

8、財產(chǎn)稅、固定資產(chǎn)折舊、部分修理費等。 可變成本隨產(chǎn)量而變動，包括原料、包裝物和直接人工等。單位可變成本以v來表示。 一、運營能力規(guī)劃的重要性二、運營能力的定義與度量三、規(guī)劃運營能力的步驟四、排隊論在規(guī)劃中的應(yīng)用152.前提條件僅涉及一種產(chǎn)品生產(chǎn)的產(chǎn)品全部銷售出去單位可變成本是不變的單位價格保持不變，設(shè)為P單位價格大于單位可變成本 一、運營能力規(guī)劃的重要性二、運營能力的定義與度量三、規(guī)劃運營能力的步驟四、排隊論在規(guī)劃中的應(yīng)用16CI收入 R成本 C利潤 MRC=F+XVOxa產(chǎn)銷量XFXV贏利區(qū)虧損區(qū)一、運營能力規(guī)劃的重要性二、運營能力的定義與度量三、規(guī)劃運營能力的步驟四、排隊論在規(guī)劃中的應(yīng)用1

9、7 PX = F+ XV （1） X*為保本點產(chǎn)銷量 （2）M為利潤目標(biāo)一、運營能力規(guī)劃的重要性二、運營能力的定義與度量三、規(guī)劃運營能力的步驟四、排隊論在規(guī)劃中的應(yīng)用18例：富臨公司有年產(chǎn)XA-微波爐8000的生產(chǎn)能力,據(jù)市場預(yù)測資料,銷路很好,產(chǎn)品訂價500元,全年銷售7000臺不成問題。單位可變成本300元，全年固定成本60萬元。問：(1)產(chǎn)銷多少臺才能保本? (2)時值3季度末,已實現(xiàn)銷售量5800臺,現(xiàn)有一商家前來訂貨1000臺,要求價格上給予優(yōu)惠,對方只出價每臺400元。問可否接受訂貨？一、運營能力規(guī)劃的重要性二、運營能力的定義與度量三、規(guī)劃運營能力的步驟四、排隊論在規(guī)劃中的應(yīng)用19

10、解： （1）X=600000(500300)=3000(臺) (2)可以接受訂貨。 因為生產(chǎn)能力有剩余；保本后,不需再補償固定成本,只要有邊際利潤就該接受訂貨。(再作其他情況分析)一、運營能力規(guī)劃的重要性二、運營能力的定義與度量三、規(guī)劃運營能力的步驟四、排隊論在規(guī)劃中的應(yīng)用20經(jīng)營安全率（銷售量X*）銷售量經(jīng)營安全率30%2530%1525%1015%10%經(jīng)營安全狀況安全較安全不太好要警惕危險一、運營能力規(guī)劃的重要性二、運營能力的定義與度量三、規(guī)劃運營能力的步驟四、排隊論在規(guī)劃中的應(yīng)用21 排隊論基本思想是1910年丹麥電話工程師A.K.愛爾朗在解決自動電話設(shè)計問題時形成的，當(dāng)時稱為話務(wù)理論

11、。 排隊論（或隨機服務(wù)系統(tǒng)理論）, 是通過對服務(wù)對象到來及服務(wù)時間的統(tǒng)計研究，得到等待時間、排隊長度、忙期長短等的統(tǒng)計規(guī)律，以對服務(wù)系統(tǒng)作最優(yōu)設(shè)計和最優(yōu)控制，使服務(wù)系統(tǒng)最經(jīng)濟的滿足服務(wù)對象的需要。一、運營能力規(guī)劃的重要性二、運營能力的定義與度量三、規(guī)劃運營能力的步驟四、排隊論在規(guī)劃中的應(yīng)用22（一）排隊系統(tǒng)的構(gòu)成一、運營能力規(guī)劃的重要性二、運營能力的定義與度量三、規(guī)劃運營能力的步驟四、排隊論在規(guī)劃中的應(yīng)用1. 顧客源2. 到達特性3. 排隊規(guī)則4. 服務(wù)機構(gòu)231.顧客源到達服務(wù)系統(tǒng)的顧客源分為有限總體和無限總體兩類。 有限總體顧客數(shù)量是有限的，其增減會影響到對其他顧客提供服務(wù)。 無限總體顧客

12、數(shù)量足夠大，其增減不會顯著影響為其他顧客提供服務(wù)。2.到達特性多數(shù)情況下，顧客到達是隨機的。最常見的隨機分布是泊松分布。一、運營能力規(guī)劃的重要性二、運營能力的定義與度量三、規(guī)劃運營能力的步驟四、排隊論在規(guī)劃中的應(yīng)用24 顧客隨機一個(批)個(批)來到排隊系統(tǒng)一、運營能力規(guī)劃的重要性二、運營能力的定義與度量三、規(guī)劃運營能力的步驟四、排隊論在規(guī)劃中的應(yīng)用25 泊松分布設(shè)隨機變量X 所有可能取值為0，1，2，而取各個值的概率為: k =0，1，2 其中 0是常數(shù)，則稱X 服從參數(shù)為 的泊松分布 其均值為 方差為 一、運營能力規(guī)劃的重要性二、運營能力的定義與度量三、規(guī)劃運營能力的步驟四、排隊論在規(guī)劃中

13、的應(yīng)用26例: 有易碎物品500件,由甲地運往乙地,根據(jù)以往統(tǒng)計資料,在運輸過程中易碎物品按泊松流發(fā)生破碎,其破損率為0.002,現(xiàn)求：1.破碎3件物品的概率；2.破碎少于3件的概率和多于3件的概率；3.至少有一件破損的概率。 一、運營能力規(guī)劃的重要性二、運營能力的定義與度量三、規(guī)劃運營能力的步驟四、排隊論在規(guī)劃中的應(yīng)用27解: =0.002500=1 1破碎3件物品的概率為: 2.破碎物品少于3件的概率:一、運營能力規(guī)劃的重要性二、運營能力的定義與度量三、規(guī)劃運營能力的步驟四、排隊論在規(guī)劃中的應(yīng)用28破碎物品多于3件的概率為:3.至少有一件破碎的概率為：一、運營能力規(guī)劃的重要性二、運營能力的

14、定義與度量三、規(guī)劃運營能力的步驟四、排隊論在規(guī)劃中的應(yīng)用29泊松分布滿足三個條件：平衡性。即在長度為 t 的時段內(nèi)，恰好到達 k 個顧客的概率僅與時段長度有關(guān)，而與時段起點無關(guān)。 無后效性。即在任意幾個不相交的時間區(qū)間內(nèi)，各自到達的顧客數(shù)是相互獨立的；即以前到達的顧客對以后顧客到來沒有影響。單個性。即在充分小的時段內(nèi)最多到達一個顧客。 一、運營能力規(guī)劃的重要性二、運營能力的定義與度量三、規(guī)劃運營能力的步驟四、排隊論在規(guī)劃中的應(yīng)用30 以上三條性質(zhì)，簡化了分析計算。實踐中，顧客的到達是否符合或接近以上三條性質(zhì)呢? 例1：到達機修車間維修的機器： 第一，因為每臺機器在各個時刻處的狀態(tài)大致一樣，因此

15、，在相等時間區(qū)間內(nèi)各臺機器損壞的概率大致相同，即要求維修的機器的流具有平衡性；一、運營能力規(guī)劃的重要性二、運營能力的定義與度量三、規(guī)劃運營能力的步驟四、排隊論在規(guī)劃中的應(yīng)用31 第二，一臺機器的故障不會引起別的機器的故障，對同一臺機器來講，這段時間內(nèi)的損壞次數(shù)不影響到以后的損壞次數(shù)多少，這表明具有無后效性； 第三，每臺機器損壞概率很小，在足夠小的時間區(qū)間內(nèi)同時發(fā)生兩臺或兩臺以上機器損壞的概率幾乎為零，符合單個性。一、運營能力規(guī)劃的重要性二、運營能力的定義與度量三、規(guī)劃運營能力的步驟四、排隊論在規(guī)劃中的應(yīng)用32 對到達機修車間要維修的機器數(shù)可以認(rèn)為最簡單的流。 例2 自動電話呼喚流可以近似看作最

16、簡單流 ：因為每天呼喚流呈周期性變化，但可分時段考慮；通話內(nèi)容有聯(lián)系，如一個緊急通知。根據(jù)巴爾姆-辛欽極限定理，大量相互獨立的小強度流的總和近似于一個最簡單流。 大量研究也表明，將電話呼叫作最簡單流處理，得到的分析結(jié)果是正確的。一、運營能力規(guī)劃的重要性二、運營能力的定義與度量三、規(guī)劃運營能力的步驟四、排隊論在規(guī)劃中的應(yīng)用33 3.排隊規(guī)則 迄今為止，人們提出了100多個優(yōu)先法則，常用的：(1)先到先服務(wù)(first come first served，F(xiàn)CFS)法則。 (2)最短作業(yè)時間(shortest processing time，SFT)法則。(3)交貨期最早(earliest due

17、 date，EDD)法則。 (4)剩余作業(yè)時間最短(1east workremaining，LWKR)法則。 (5)剩余作業(yè)數(shù)最多(most operationsremaining，MOPNR)法則。 (6)臨界比最小(smallestcriticalratio，SCR)法則。 一、運營能力規(guī)劃的重要性二、運營能力的定義與度量三、規(guī)劃運營能力的步驟四、排隊論在規(guī)劃中的應(yīng)用34 4.服務(wù)機構(gòu)描述服務(wù)機構(gòu)特征的主要指標(biāo)是服務(wù)時間分布。一般地，對每個顧客的服務(wù)時間是相互獨立的，概率分布是負(fù)指數(shù)分布。 一、運營能力規(guī)劃的重要性二、運營能力的定義與度量三、規(guī)劃運營能力的步驟四、排隊論在規(guī)劃中的應(yīng)用35指

18、數(shù)分布若隨機變量t 的概率密度函數(shù)其中 0為常數(shù),其分布函數(shù)F(t)為：均值為 方差為 一、運營能力規(guī)劃的重要性二、運營能力的定義與度量三、規(guī)劃運營能力的步驟四、排隊論在規(guī)劃中的應(yīng)用36 對每位顧客平均服務(wù)時間：一、運營能力規(guī)劃的重要性二、運營能力的定義與度量三、規(guī)劃運營能力的步驟四、排隊論在規(guī)劃中的應(yīng)用37 分單服務(wù)員（臺）和多服務(wù)員（臺）服務(wù)，形成不同隊列、不同形式的排隊服務(wù)機構(gòu)一、運營能力規(guī)劃的重要性二、運營能力的定義與度量三、規(guī)劃運營能力的步驟四、排隊論在規(guī)劃中的應(yīng)用38（二）最基本的排隊模型泊松到達、負(fù)指數(shù)服務(wù)時間、一個服務(wù)機構(gòu)、系統(tǒng)容量無限、顧客源無限、先到先服務(wù)排隊準(zhǔn)則。表示為：

19、 M/M/1:/FCFS 常用符號 ：X/Y/Z:A/B/C一、運營能力規(guī)劃的重要性二、運營能力的定義與度量三、規(guī)劃運營能力的步驟四、排隊論在規(guī)劃中的應(yīng)用式中：X顧客相繼到達間隔時間分布 （M泊松分布） Y服務(wù)時間分布（ M負(fù)指數(shù)分布）Z并列的服務(wù)臺數(shù)39A 排隊系統(tǒng)的最大容量B 顧客源數(shù)量 C排隊規(guī)則如 M/M/1:/FCFS,即為顧客到達為泊松過程，服務(wù)時間為負(fù)指數(shù)分布，單臺，無限容量，無限源，先到先服務(wù)的排隊系統(tǒng)模型。一、運營能力規(guī)劃的重要性二、運營能力的定義與度量三、規(guī)劃運營能力的步驟四、排隊論在規(guī)劃中的應(yīng)用40系統(tǒng)容量有限制模型M/M/1:N/FCFS顧客源有限模型M/M/1/M/F

20、CFS系統(tǒng)容量有限制模型M/D/1:N/FCFS（D確定型分布; G 一般隨機分布）系統(tǒng)容量有限制多服務(wù)臺模型 M/M/C/N/FCFS顧客源為有限的多服務(wù)臺模型 M/M/C/M/FCFS一、運營能力規(guī)劃的重要性二、運營能力的定義與度量三、規(guī)劃運營能力的步驟四、排隊論在規(guī)劃中的應(yīng)用41一、運營能力規(guī)劃的重要性二、運營能力的定義與度量三、規(guī)劃運營能力的步驟四、排隊論在規(guī)劃中的應(yīng)用符號及涵義42系統(tǒng)指標(biāo): Ls隊長系統(tǒng)中的顧客數(shù)，期望值記Ls；Lq排隊長系統(tǒng)中排隊等待服務(wù)的顧客數(shù)， 期望值記作Lq 系統(tǒng)中顧客 數(shù)在隊列中等待服務(wù)的顧客數(shù)正被服務(wù)的顧客數(shù)+=一般情形，Ls(或Lq)越大，說明服務(wù)效率

21、越低。一、運營能力規(guī)劃的重要性二、運營能力的定義與度量三、規(guī)劃運營能力的步驟四、排隊論在規(guī)劃中的應(yīng)用43Ws逗留時間一個顧客在系統(tǒng)中的停留時 間，期望值記作Ws；Wq等待時間一個顧客在系統(tǒng)中排隊等待 的時間，期望值記作Wq；等待時間服務(wù)時間+逗留時間=一、運營能力規(guī)劃的重要性二、運營能力的定義與度量三、規(guī)劃運營能力的步驟四、排隊論在規(guī)劃中的應(yīng)用44排隊長和隊長一、運營能力規(guī)劃的重要性二、運營能力的定義與度量三、規(guī)劃運營能力的步驟四、排隊論在規(guī)劃中的應(yīng)用45等待時間和逗留時間一、運營能力規(guī)劃的重要性二、運營能力的定義與度量三、規(guī)劃運營能力的步驟四、排隊論在規(guī)劃中的應(yīng)用46服務(wù)系統(tǒng)利用率一、運營能

22、力規(guī)劃的重要性二、運營能力的定義與度量三、規(guī)劃運營能力的步驟四、排隊論在規(guī)劃中的應(yīng)用47例： 某醫(yī)院手術(shù)室根據(jù)病人來就診和完成手術(shù)的時間記錄，任意抽查100個工作小時，每小時來就診的病人數(shù)n的出現(xiàn)次數(shù)如表1。又任意抽查了100個完成手術(shù)的病歷，所用時間v(小時)出現(xiàn)的次數(shù)如表2。計算手術(shù)室的各項指標(biāo)。一、運營能力規(guī)劃的重要性二、運營能力的定義與度量三、規(guī)劃運營能力的步驟四、排隊論在規(guī)劃中的應(yīng)用48到達的病人數(shù) n出現(xiàn)次數(shù) fn010128229316410566以上1合 計100 完成手術(shù)時間 v (小時)出現(xiàn)次數(shù)fv0.00.2380.20.4250.40.6170.60.890.81.06

23、1.01.251.2以上0合 計100表1表249 確定參數(shù): 每小時病人平均到達率 2.1(人/小時) 每次手術(shù)平均時間 0.4(小時/人)每小時完成手術(shù)人數(shù)(平均服務(wù)率) 1/0.42.5(人/小時)反映強度說明手術(shù)室有84時間繁忙，有16時間空閑。一、運營能力規(guī)劃的重要性二、運營能力的定義與度量三、規(guī)劃運營能力的步驟四、排隊論在規(guī)劃中的應(yīng)用50在病房中病人數(shù) 排隊等待病人數(shù)病人在病房中逗留時間病人排隊等待時間一、運營能力規(guī)劃的重要性二、運營能力的定義與度量三、規(guī)劃運營能力的步驟四、排隊論在規(guī)劃中的應(yīng)用51 例：M/M/1:1/FCFS 一條電話線，平均每分鐘有0.8次呼叫，即 =0.8次

24、/分，如果每次通話時間平均需要1.5分鐘，則 =1/1.5=0.667次/分。求該條電話線每小時能接通多少次電話，又有多少次因呼叫不通而掛斷？ 解：由題意知， =0.8/分， =0.667次/分一、運營能力規(guī)劃的重要性二、運營能力的定義與度量三、規(guī)劃運營能力的步驟四、排隊論在規(guī)劃中的應(yīng)用52一、運營能力規(guī)劃的重要性二、運營能力的定義與度量三、規(guī)劃運營能力的步驟四、排隊論在規(guī)劃中的應(yīng)用所以：53 說明系統(tǒng)處于無顧客狀態(tài)的概率為45.5%（或可以接通電話的概率為45.5%）。因每分鐘平均呼叫0.8次，故每分鐘可以接通的次數(shù)為：0.80.455=0.364(次) 每小時能接通的次數(shù)為：600.364=22(次) 又電話線損失概率為：一、運營能力規(guī)劃的重要性二、運營能力的定義與度量三、規(guī)劃運營能力的步驟四、排隊論在規(guī)劃中的應(yīng)用54 故，每分鐘不能接通的次數(shù)為: 0.80.545=0.436(次) 每小時不能接通的次數(shù)為: 600.