工程管理专业系统工程与运筹学课程设计1.docx
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工程管理专业系统工程与运筹学课程设计1
学号
系统工程与运筹学课程设计
设计说明书
值班安排问题研究
生产调运问题研究
ERP系统实施风险的综合分析与评价
起止日期：
2013年6月6日至2013年6月8日
学生姓名
班级
成绩
指导教师
经济与管理学院
2013年6月27日
目录
Ⅰ研究报告2
课程设计题目
（一）：
值班安排问题研究2
1问题的提出2
2问题分析2
3基本假设与符号说明2
3.1基本假设2
3.2符号说明3
4模型的建立及求解结果3
4.1模型的建立3
4.2模型求解的结果3
5模型评价4
课程设计题目
（二）：
生产调运问题研究4
1问题的提出4
2问题分析5
3基本假设与符号说明6
3.1基本假设6
3.2符号说明6
4模型的建立及求解结果6
4.1模型的建立6
4.2模型求解的结果7
5模型评价11
课程设计题目（三）：
ERP系统实施风险的综合分析与评价11
1问题的提出11
1.1软件风险11
1.2实施风险12
3系统评价13
3.1评价方法的选择13
3.2评价步骤及结果13
4系统决策15
参考文献17
Ⅱ工作报告18
附件一：
第一题值班安排问题19
附件二：
第二题生产调运问题研究21
Ⅰ研究报告
课程设计题目
（一）：
值班安排问题研究
1问题的提出
东方大学计算机实验室聘用4名大学生（代号1，2，3，4）和2名研究生（代号5，6）值班答疑。
已知每人从周一至周五每天最多可安排的值班时间及每人每小时的报酬如表9.1所示。
表9.1
学生代号
报酬
（元/h）
每天最多可安排的值班时间（h）
周一
周二
周三
周四
周五
1
10.0
6
0
6
0
7
2
10.0
0
6
0
6
0
3
9.9
4
8
3
0
5
4
9.8
5
5
6
0
4
5
10.8
3
0
4
8
0
6
11.3
0
6
0
6
3
该实验室开放时间为上午8：
00至晚上10：
00，开放时间内须有且仅须一名学生值班，规定大学生每周值班不少于8小时，研究生每周不少于7小时，每名学生每周值班不超过3次，每次值班不少于2小时，每天安排值班的学生不超过3人，且其中必须有一名研究生。
试为该实验室安排一张人员的值班表，使总支付的报酬为最少。
2问题分析
学校在安排值班计划考虑的是在完成值班时间的前提下，要求总支付报酬最小。
本题就是求最低报酬。
3基本假设与符号说明
3.1基本假设
每个学生都会在要求的时间段值班，且不会请假，不会相互冲突。
3.2符号说明
设：
xij为学生i在周j值班时间，aij代表学生i在周j最多值班时间，ci代表学生i的报酬。
4模型的建立及求解结果、
4.1模型的建立
4.2模型求解的结果
由上可解得最优值为716.1元，最优的时间值班时间安排为：
每天的值班时间表
学生周一周二周三周四周五
160607
202060
307005
450600
530280
605002
5模型评价
此模型解决了在特定的值班时间和支付报酬的前提下，合理的安排学生值班。
从模型求解结果中看出学校在达到总支付的报酬为最少且完成值班任务的合理安排。
课程设计题目
（二）：
生产调运问题研究
1问题的提出
某建筑公司有四个建筑工地地准备开工，该公司有两个金属构件生产车间，有三个仓库，内存三种规格钢材，一种规格塑钢门窗（成套使用）。
仓库的钢材品种及拥有量见表2.1，构件车间生产的构件品种及工时消耗、单位材料消耗和生产成本见表2.2、表2.3、表2.4，各项目构件和钢材需求量见表2.5，由构件车间向各项目和由仓库向各项目运送物资的单位运费见表2.6。
试建立并求解模型，编制各车间的产品生产计划、由构件车间向各项目和由仓库向各项目、各车间的物资调运计划，使总成本为最小。
表2.1仓库的钢材品种、塑钢拥有量
甲仓库
乙仓库
丙仓库
A型钢材（吨）
6000
3000
4000
B型钢材（吨）
2000
3000
2000
C型钢材（吨）
3000
5000
5000
塑钢门窗（套）
200
300
100
表2.2单位构件材料消耗量单位：
吨/件
A型钢材（吨）
B型钢材（吨）
C型钢材（吨）
钢梁
15
10
20
钢架
20
10
15
表2.3车间构件生产工时消耗表
钢梁（小时/件）
钢架（小时/件）
工时拥有量（小时）
一车间
100
200
25000
二车间
200
100
70000
表2.4车间生产成本表单位：
元/件
钢梁
钢架
一车间
6000
8000
二车间
6500
7300
表2.5各项目钢梁、钢架、钢材、塑钢门窗需求量表
钢梁（件）
钢架（件）
A型钢材（吨）
B型钢材（吨）
C型钢材（吨）
塑钢门窗（套）
项目1
50
100
100
70
20
100
项目2
30
60
50
80
10
120
项目3
100
200
30
90
100
80
项目4
50
80
70
60
70
200
合计
230
440
250
300
200
400
表2.6单位物资运价表单位：
元/吨.公里元/套.公里元/件.公里
一车间
二车间
项目1
项目2
项目3
项目4
一车间
--
--
100
150
80
70
二车间
--
--
50
60
80
90
甲仓库
40
80
40
20
30
50
乙仓库
100
20
60
40
80
100
丙仓库
80
40
50
60
70
80
2问题分析
通过对该题目的仔细研究，我们发现该问题的目的是建立车间生产计划的最优模型以及车间向项目地运输物资的最优模型，总体使得所有的成本之和最低，从而达到经济效益最大化。
同时需要考虑的问题有：
（1）由于在生产钢梁和钢架过程中甲乙丙仓库拥有的A、B、C、D型钢材以及塑料门窗是有限的，那么在生产钢梁和钢架时，要最大限度的使用仓库中材料。
（2）考虑到两仓库到车间和车间到项目地运价不同，需要对材料A、B、C、D型钢材以及钢梁钢架和塑钢门窗的运输进行最优分配。
（3）两个车间在生产钢架和钢梁的总工时是有限制的，并且成产相同产品的成本是不同的，所以进行各个车间成产量的分配，使得在时间的限制下，生产成本最低。
（4）各个项目地对刚梁钢架及ABCD型钢材、塑钢门窗的需求量是不同的，因此我们必须使得在满足各个需求同时，进行运量的最优分配，使得运费最低。
总体说来，该问题就是在满足项目地对物料需求的基础上，由车间进行生产并运输，仓库提供所需的原材料，使得生产成本最低和运费最低的问题。
3基本假设与符号说明
3.1基本假设
1.假设生产出的钢梁、钢架不需要存储，直接可以运送到目的地；
2.假设钢梁、钢架在生产过程中没有损失；
3.在运送过程中原料或钢梁、钢架不会损坏；
4.钢梁和钢架可以连续不断的生产，不受员工、时间、天气等因素的影响；
5.忽略运送时间。
3.2符号说明
设yij：
表示第i车间加工第j种产品（i=1，2分别表示第一、二车间；j=1，2分别表示加工的产品是钢梁、钢架），设xmn：
表示第m个地方运往第n个项目（m=1、2、3、4：
分别表示一车间、二车间、甲仓库、乙仓库；n=1、2、3、4、5，分别表示第1、2、3、4、5个项目）。
设C表示该公司的总费用，bef表示从第e个仓库运往第f个车间（e=1、2，分别表示甲、乙仓库；f=1、2，分别表示一、二车间）。
（57y11+60y12）为一车间加工钢梁、钢架所需钢材的总量；（57y21+60y22）为二车间加工钢梁、钢架所需钢材的总量。
4模型的建立及求解结果
4.1模型的建立
根据表1、2、5可建立约束条件一：
12（y11+y21）+15（y12+y22）+330≤17000
15（y11+y21）+20（y12+y22）+310≤12000
S1.t.10（y11+y21）+10（y12+y22）+340≤13000
20（y11+y21）+15（y12+y22）+260≤11000
yij≥0
根据表3建立约束条件二：
100y11+180y12≤28000
S2.t.200y21+100y22≤73000
y11+y21+y12+y22=610
目标函数确定为：
C1=60x11+80x12+150x13+80x14+70x15
C2=30x21+50x22+60x23+80x24+90x25
C3=30x31+40x32+20x33+30x34+50x35
C4=25x41+60x42+40x43+80x44+100x45
C6=40b11+80b12+100b21+20b22
目标函数C5：
C5=600y11+700y12+650y21+730y22+40（57y11+60y12）+20（57y21+60y22）
所以目标函数C为：
4.2模型求解的结果
不考虑车间的用时的限制性条件
塑钢门窗、钢材运往各项目费用C3、C4的求解
经过对表4、5的分析，得出最佳运输门窗方案是：
由甲仓库向项目4、5运输门窗，乙仓库向项目1运输门窗，项目2、3由甲、乙仓库合理调配后运输。
通过讨论后其分配结果如表4—1所示：
表4—1仓库向项目运输门窗数量表（单位：
套）
12345总计
甲仓库
090016050300
乙仓库
805012000250
甲仓库向各项目运输的运费：
C3=10900（元）
乙仓库向各项目运输的运费：
C4=9800（元）
当甲仓库向项目1、2、3、4运输四种钢材，乙仓库向项目5运输四种钢材时，该公司运输各项目所需原钢材花费的费用最少，具体运输情况，如表4—2所示：
表4—2甲仓库向各项目运输四种钢材数量表（单位：
吨）
12345总计
甲仓库
02302502902009700
乙仓库
2700000270
C3=C‘3+32900=43800（元）
C4=C’4+6750=26550（元）
运输钢梁费C1和钢架费C2及车间损耗成本C5的求解
若一车间向项目4、5运输钢梁与钢架，二车间向项目1、2、3运输钢梁与钢架，此时由于运输钢梁、钢架所花费的费用最优，并且可以确定各车间生产元件的数量如表4—3所示：
表4—3车间向各项目运输钢梁、钢架数量表（单位：
件）
12345总计
一车间
000130100230
二车间
909020000380
根据表4—3可得：
X1=（x11、x12、x13、x14、x15）=（0，0，0，130，100）；
X2=（x21，x22，x23，x24，x25）=（90，90，200，0，0）。
所以C1=60x11+80x12+150x13+80x14+70x15=17400（元）
C2=30x21+50x22+60x23+80x24+90x25=19200（元）
C5=415000（元）
若先由乙仓库向二车间运输四种钢材，不足的再有甲仓库向二车间运输，一车间全部由甲仓库运输，如表4—4所示：
表4—4仓库向车间运输钢材数量表（单位：
吨）
一车间二车间总计
甲仓库
13530340016930
乙仓库
01886018860
根据4—4可得：
B=（b11、b12、b21、b22）=（13530，3400，0，18860）。
所以C6=1190400（元）
总费C用的求解
=1685800（元）
考虑车间的用时的限制性条件
求解仓库向项目运输费用C3,C4的过程方法同4.1.1
即C3=43800（元）
C4=26550（元）
运输钢梁、钢架的费用C5的求解：
一、二车间有时间限定，先考虑求yij。
根据表5、表3得表4—5。
表4—5各车间加工元件表（单位：
件）
钢梁钢架
一车间
90105
二车间
180235
解得C5=416050（元）
向项目运输钢梁、钢架费用C1、C2求解。
根据4.2.2中所求yij值并结合表4可确定xmn的值
表4—6各车间向各项目运输表（单位：
件）
x11x12x13x14x15
件数
00095100
x21x22x23x24x25
件数
9090200350
所以得C1=14600（元）C2=22000（元）
向车间运输四种钢材的费用求解
设：
A表示四种产品在各仓库及车间的量
a1—甲仓库四种钢材的量
a2—乙仓库四种钢材的量
a3——一车间对四种钢材的需求量
a4——二车间对四种钢材的需求量
a5—甲仓库向二车间的运输数量
a6—乙仓库向一车间的运输数量
a1=（9770,7770,3730,4760）
a2=（6900,3920,8930,5980）
a3=（2715,3525,2000,3475）
a4=（5685,7400,4150,7125）
已知甲仓库运往一车间便宜，由甲仓库为一车间提供原材料后，甲仓库的剩余量:
a1—a3=（7055，4245，1730,1285），各分量都为正值，说明为一车间提供钢材后，四种钢材都有剩余，所以a6=（0,0,0,0）。
此时满足一车间的需求。
已知乙仓库运往二车间的运费便宜，由乙仓库为一车间提供原材料后，乙仓库的剩余量:
a2—a4=（1215,-3480,4780,-1145），各分量不全为正，说明乙仓库中B型和D型钢材不足，需从甲仓库中调运。
由此可知：
a5=（0,3480,0,1145），甲仓库向二车间提供材料后的剩余量（a1—a3）—a5=（7055,765,1730,240），各分量都为正，满足二车间的需求。
B=（b11、b12、b21、b22）=（11415，4625，0，24360）
C6=40b11+80b12+100b21+20b22=1179300（元）
4.2．5总费用C的求解
=1702300（元）
5模型评价
此模型解决了在特定的资源限制下，合理的安排各种构件厂的生产和运输方案。
从模型求解结果中看出公司在达到成本最低且售价最高的同时存在着加工问题，建议该公司在今后的发展中如果想获得更高的收益，则需合理配置资源，提高资源利用率，在解决原材料剩余问题的同时，积极开发和采用新的生产技术，降低产品单位生产成本，提高各构件厂的生产能力，扩大生产规模，从而使利润实现最大化。
课程设计题目（三）：
ERP系统实施风险的综合分析与评价
1问题的提出
目前离散型制造企业的ERP的实施主要存在两大类的风险一类是外部风险。
包括经济风险、政治风险、社会风险、法律法规及不可抗拒风险。
另一类是企业内部风险，主要包括软件风险、实施风险、管理风险等。
这里主要针对
1．1软件风险
软件风险主要涉及到四个方面：
软件选型、软件功能、软件二次开发和软件商等四方面的风险。
1.1.1软件选型风险
企业在ERP软件选型中，必须清晰地定义自己的需求和期望，一定要从软件功能与企业需求的满足程度、系统的集成性、软件的成熟性和稳定性、对中文界而、数据的支持程度、软件商的技术支持能力、软件价格等几方面对软件进行评估，从而确定适用自己的软件。
软件选择的主要风险是企业没有定义好自己的需求也没有恰当地评估要选择的ERP系统。
当选择的ERP系统与企业的功能需求不能匹配时，风险也就产生了。
1.1.2软件功能风险
ERP系统涉及到的不仅是企业的进销存、财务管理等，它的核心是生产制造部分。
国外ERP软件如SAP、ORACLE、IFS等在一些发达国家已经历了一个较长的开发和使用阶段，因而软件的功能风险较小。
而国内ERP软件一般都是从财务核算软件发展而来的，在符合我国会计制度上占有一定优势，但财务数据加上分析、生产计划和制造管理、分销物流管理及集成化等方面多是处于开发和试运行中，相对而言功能风险较大。
1.1.3二次开发的风险
由于企业都具有自身的生产运作特色，如果企业在软件选型时没有定义好自己的需求也没有恰当地评估要选择的ERP系统。
当选择的ERP系统与企业的功能需求不能匹配时企业可能需要对ERP软件进行二次开发，此时便产生了二次开发的风险，因为二次开发会增加系统维护的难度，降低系统的稳定性，二次开发的量与ERP实施风险成正比。
在ERP的实施过程中，应该尽量减少ERP软件的二次开发。
1.1.4软件商选择的风险
由于企业往往对各种ERP系统软件的特点及适用性了解不足、缺乏科学有效的ERP实施方法和手段，在实施ERP过程中，请软件商协助实施是必不可少的。
因为ERP系统不是简单的软件使用，而是要通过软件来规范运作管理流程，是组织结构和管理方式进行大夫模的变革，因此需要借助管理专家。
但现在，我国的软件管理咨询机构不健全，软件商水平也参差不齐，这样实施企业要承担很大的风险，有时还会贻误风险管理时机从而放大了风险。
1.2实施风险
1.2.1实施顾问及企业实施人员风险
由于ERP系统的复杂性，在实施过程中涉及的部门很多，需要有效地协调部门间的工作、统筹安排跨部门的实施人员，团队精神将是非常重要的问题。
通常企业会将ERP系统实施交给软件商和本企业的IT部门进行，这些做法都将增加系统实施的风险。
如果实施顾问不具有丰富的系统实施和企业流程管理经验，很难按照企业的实际需要进行ERP系统实施。
这样不利于推动和控制整个项目的进展，降低了ERP系统实施的成功率，增加了实施周期，增加了实施风险，无法最终实现企业自身持续改善的目的。
1.2.2实施成本与实施进度风险
ERP系统的实施成本通常包括硬件费用、软件培训费用、实施咨询费用及维护费用等。
国外ERP系统一般实施咨询费用与软件购置费是1：
1的比例，后期每年维护费是软件购置费的15-22%且不得间断。
而国内软件的实施咨询费用所占软件购置费的10%-30%。
企业要根据实际需要正确选择软件、购置硬件，否则会加重企业资金方便的负担，制约企业的发展。
实施进度与实施成本是密切相连的，在许多ERP系统的实施中，软件商往往按照服务天数提供服务并收取费用，通常ERP系统实施至正式上线需要4个月，甚至更长时间，所以严格按照预计的时间表实施ERP系统是至关重要的。
有的企业在ERP实施过程没有按时按量地完成实施计划，使预期完成目标一拖再拖，延误系统上线时间，服务期超出原定天数，服务费用增加，带来损失或额外支出，从而产生了成本风险，严重时还会造成系统半途而废。
1.2.3实施质量风险
有的企业ERP实施失败的原因是强调“快速”而忽视质量。
如果在实施过程中一味追求按进度计划完成任务，未对实施效果进阶段性质量评估，未分析系统的实施是否达到了期望值。
致使各部门的问题得不到解决，从而导致实施及使用人员士气低落，效率低下，结果是上了一个软件系统，但没有实现管理功能。
1.2.4项目人力资源的风险
人力资源是ERP项目实施过程中最为关键的资源。
保证合适的人，以足够的精力参与到项目中来，是项目成功实施的基本保证。
应对顾问及关键用户进行评估，否则不适用的人、不稳定的人，将直接导致系统实施失败。
2问题分析
因为以上分析内部风险是可控制的风险，因此ERP系统实施成功与否的关键是分析确定不同内部风险对ERP实施的影响的重大程度，明确是ERP实施过程中最重要的权重因素。
在此采用分级模糊综合评价模型，将模糊因素数量化，通过建立模糊评价矩阵定量化对评价对象进行评价。
3系统评价
3.1评价方法的选择
引入AHP层次分析法建立ERP系统实施风险评估模型，对ERP实施过程中的风险进行评估，应用AHP算法找出影响实施成功的关键风险因素。
AHP是一种定型和定量相结合的、系统的层次化的分析方法。
它把一个复杂的的问题分解成组成因素，然后用两两比较的方法确定决策方案各因素的相对重要性。
这种方法的特点是在对复杂的决策问题的本质、影响因素及其内在关系等进行深入分析的基础上，利用较少的定量信息使决策的思维过程数学化，从而为多目标、多属性或无结构特性的复杂决策问题提供简便的决策方法。
3.2评价步骤及结果
3.2.1建立评价指标和评价模型
图1ERP风险层次结构图
根据建立评价指标体系的原则，结合ERP软件的特点，建立层次分析结构，如图1所示。
通过综合分析各项风险对ERP系统成功实施的影响程度，将评价指标分为两级，建立了ERP风险模糊综合评价模型，详见图2。
图2风险模糊综合评价模型
3.2.2构造判断矩阵
任何系统分析都以一定的信息为基础。
AHP的信息基础主要是人们对每一层次各因素的相对重要性给出的判断，这些判断用数值表示出来，写成矩阵形式就是判断矩阵。
判断矩阵是AHP工作的出发点。
构造判断矩阵是AHP的关键。
判断矩阵表示针对上一层次某因素而言，本层次与之有关的各因素之间的相对重要性。
假定A层中因素AK与下一层中因素B1，B2，…,Bn,则我们构造的判断矩阵如图3所示。
其中，bij是对于AK而言，Bi对于的相对Bj重要性的数值表示，通常bij取1，2，3，…,9及它们的倒数，其含义为：
bij=1，表示Bi
与Bj一样重要；bij=3表示Bi比Bj重要一点；bij=5，表示Bi比Bj重要；bij=7表示Bi比Bj重要得多；bij=9表示Bi比Bj极端重要得多；bij=1显然，任何矩阵都应满足bii=1,bij=1/bji（i,j=1,2,...,n），因此，对于n阶判断矩阵，我们仅需对n（n-）/2个矩阵元素给出数值。
根据图2所示的评价模型，请有关专家及企业管理人员、技术人员等组成了评价小组，对风险进行打分。
评分采用了1-9标度方法。
其中比较时的评价尺度为1,3,5,7,9,分别表示同等重要、比较重要、重要、很重要、非常重要；2,4,6,8是上述相邻判断的中间值。
借助层次分析法程序，对判断矩阵中数据的一致性进行了检验，将通过检验的数据进行相对重要程度计算，得到最终各指标的综合得要度。
表3九级评分权重
A
B1
B2
B
C11
C12
C13
C14
C21
C22
C23
C24
评分小计
权重
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