进阶理论

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探讨运营管理的理论以及数学运算,如统计学、微积分等数学模型的生产实践应用。

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6西格玛管理DMAIC

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DMAIC是商业领域广泛应用的结构化问题解决工具或者方法,是6西格玛5个改善阶段英文名称首字母的缩写:定义Define-测量Measure-分析Analyze-改善Improve-控制Control。该工具引导团队有逻辑地分析问题的根原因,获得最好的生产实践或行动方案。其鼓励“圈内”创造性思维,也就是不脱离现有的基本流程,产品或服务。如果需要重新设计流程(不包括改造),产品或服务,请参照DMEDI(6西格玛精益设计)。

 

定义Define

 

测量Measure

 

分析Analyze

 

改善Improve

 

控制Control

建立制度

 

流程细节

 

决定关键要素

 

潜在措施

 

预防风险

确立目标

 

识别关键要素

 

识别潜在根原因

 

最好实践

 

SOP

客户反馈

 

运作指标

 

减少罗列潜在根原因

 

改善流程

 

过程控制

财务收益

 

数据计划

 

分析根原因影响

 

先导实施

 

实施措施与测量

流程范畴

 

测量系统分析

 

根原因与关键指标关联

 

目标实现分析

 

识别机会

沟通计划

 

数据搜集

 

根原因排序

 

推广计划

 

经验教训

团队建设

 

过程能力

 

 

 

 

 

技能矩阵

建立计划

 

 

 

 

 

 

 

 

总结交付

 

总结交付

 

总结交付

 

总结交付

 

总结交付

        实施DMAIC一般有两种方式:

  • 项目团队方式

黑带全职

小组成员兼职(需要完成日常工作)。

小组成员必须参与项目的每一个阶段。

持续时间一般为1-4个月。

  • Kaizen方式

1-2周快速分析DMAIC5个阶段。

由团队领导与黑带组成的子组进行定义Define,有时测量Measure的准备工作。

接下来的工作由其他团队成员进行,这些成员为临时抽调的全职成员。

        实施DMAIC的两个前提:

  1. 问题比较复杂:需要涉及不同层次的人员分析与解决。
  2. 风险系数比较高:可能会影响到现有的流程、客户、产品或服务。

人类的天性是跳跃思维,快速得出往往是不恰当的结论,如果你确实认为原因很简单,那你可以省略DMAIC的几个步骤,不过你先得思考以下几个问题:

  1. 有没有数据支撑你的结论;
  2. 我是怎么知道问题的答案的;
  3. 这个结论或措施有什么不好的因素。

如果以上的思考结果是否定的,我们就得慎重决策是否跳步DMAIC。

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基本经济订货批量模型

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假设某种原料以某种速度消耗,单位年持有成本为H,单批次订货量为Q,年度总需求量为D,单批次订货成本为S,则总的成本TC=Q/2*H+D/Q*S(因为库存初始值为Q,单次库存消耗为0时再次订货,所以平均库存为Q/2)。为求最小TC,采用微积分dTC/dQ趋近于零时的Q值,则H/2+DS/Q/Q=0 Q=SQRT(2DS/H) 则为基本经济订货量。年度订货次数为D/Q;订货周期为运营天数*Q/D。如果多量订货存在折扣,则总的成本TC=Q/2*H+D/Q*S+PD,其中P为单位原料价格。

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线性规划与价值链管理

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线性规划Linear programming的目的在于将措施与目标以线性的方式表现出来,将措施或生产实践的有效性量化,比如世界级的措施有效性一般用Pearson系数来表示为0.8;生产利润用出场价格减去生产成本;生产成本等于生产要素成本总和等。措施有效性重在衡量生产效率;一旦能够衡量成本与价值,就等于引入了价值链管理,尽管是初步与原始的。

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经济生产库存

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生产库存为I=nP-nU,其中P为单位生产速度,U为单位交货或者分销速度,Q0=np,为生产规模,一般最经济生产规模用Q0进行表示。最省生产成本TC=持有成本+生产成本=(I/2)*H+(D/Q0)S, 其中H为年度持有成本,D为年度预测分销量,Q0为生产规模,S为单次生产成本,如CIP或检验成本等。 根据Q0/I=(np)/(n(P-U))计算出Q0=SQRT(2DS/H)*SQRT(P/(P-U)); 循环时间=Q0/U; 生产时间=Q0/p; 最大库存水平为I=Q0(P-U)/P,平均库存水平为I/2.

假设某单位某产品每年发货量D为48000吨,每天生产量P为800吨,每天发货量200吨,每吨产品的持有成本H为1年1美元,单次生产运营成本S为45美元,工厂每年运营240天,确定1,最经济生产规模Q0;2,年持有与生产成本最小值;3,最经济运营规模的循环时间;4,运营时间。

解答:

1, 最经济生产规模Q0=SQRT(2DS/H)*SQRT(P/(P-U))=SQRT(2*48000*45/1)*SQRT(800/(800-200))=2400吨;

2, TC=持有成本+生产成本=(I/2)H+(D/Q0)S

I=Q0(P-U)/P=2400(800-200)/800=1800吨;TC=1800/2*1+48000/2400*45=1800美元;

3, 最经济运营规模的循环时间:Q0/U=2400/200=12天

4, 运营或者生产时间:Q0/P=2400/800=3天。

 

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运营决策之约束优化模型constrained optimization model

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约束优化模型constrained optimization model将运营决策以数学模型进行表现,从而计算最有决策(decision)或方案(solution)。需要定义三个方面,首先是决策变量Decision variables,比如维保费用,人工费用等;目标函数Objective function,即表述目标产能或利润的计算公式;约束constraints代表一系列的条件限制,比如不得超预算等。

假设某单位为追求最大生产力Productivity确保市场需求,有两种设备类型:M产能为5吨/小时;Y产能为3吨/小时;而使用M设备的维保因子为2,Y设备为3,年度预算不得超过24,000小时;设备人员费用为:M3,Y1.5,年度预算不得超过18,000小时;试决策该两台设备的生产方案。

第一步首先选择决策变量,影响最终决策的因素为两台设备M与Y,所以讲M与Y设定为决策变量;

第二步建立目标函数: 首先是产能OEE,表示为5M+3Y,再者为维保花费,表示为2M+3Y,最后是人员花费,表示为3M+1.5Y。

第三步约束表述:首先是产能OEE最大化,即5M+3Y趋近于无穷大,也就是M需要无穷大,其为第一决策因素; 维保与人员费用为第二决策因素:维保预算不超预算,即2M+3Y<=24,000;人员目标函数为3M+1.5Y<=18,000。

第四步明确决策变量约束:经运算得出:第一决策因素:M=OO; 第二决策因素:M<=3,000, Y<=6000

第五步明确决策:M=500,Y=100; 年度产能计算为:5M+3Y=5*3000+3*6000=33000吨/年

(由于第一决策因素或变量为产能,而产能由小时决定,所以第二决策变量的费用需要转化为小时数,该例子为了简化计算,直接将维保或人工费用转化为小时数;如果有费用约束,如人工,则由小时人工费转化总人工费用为约束小时数)。

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