化工流程企业运营计划管理一体化优化研究

论文摘要

石油和化学工业是典型的流程企业,也是国家重要的基础工业,是我国国民经济的重要组成部分。入世后,石化企业的经营环境更为复杂,竞争日趋激烈,转变与趋势相符的现代运营管理思路,建立现代运营管理理念,引进现代运营管理决策机制,提高核心竞争力已经成为企业最迫切的要求和机遇所在。而管理信息化、决策智能化成为新时代石化企业提高运营管理竞争力的重要途径。流程企业运营管理的发展和计划管理是密不可分的,从MRP、MRPⅡ、JIT等到ERP,均是从企业的计划作为出发点进行改造的,由此可见,计划管理在企业运营管理中的地位。石化流程企业的计划是有层次性的,整个计划体系存在内在的平衡机制和递阶控制机制,如何基于计划体系的这种内在的平衡机制和递阶控制机制进行计划的一体化优化管理,并能进行决策支持,是企业计划管理部门急需解决的问题。从国内外目前的研究现状不难发现,多年来的研究重点是针对石油化工企业计划的优化工作,其原因是石油化工企业一般均以石油炼制作为“前导”,整个石油化工生产流程具有“模块式”特点,从而其生产系统的结构清晰规范,因此便于分析研究。然而对于石化工业中另一重要的组成“化学工业”而言,由于化学工业产品众多,生产流程多样化,不具备石油化工这种比较规范的“模块式”特点。因此,针对化学工业(简称化工企业)这方面的研究往往是针对具体个案。尽管人们已经意识到生产计划与企业的销售计划、采购计划、库存等是紧密联系的,也因此研究了针对具体个案的生产计划优化,然而从理论到实践均缺乏对运营管理计划一体化优化的研究。深究其原因,主要是化工流程企业生产过程多样化的特殊性导致缺乏相应的模型体系支持优化。因此,本论文将重点针对化工流程企业,对企业运营计划一体化优化技术体系进行了研究,深入研究了具有递阶控制性的一体化优化模型系列并给出了模型的求解,对支持流程企业一体化优化管理的智能决策支持系统进行了分析和设计,并给出了系统原型。第一章对国内外石化流程企业的运营管理现状和发展、化工流程企业运营管理计划及运营管理计划研究存在的问题进行了概述,简要介绍了论文选题的行业背景、理论背景和实践背景。第二章系统地回顾了边际理论与最优化理论、投入产出技术与预测技术、数据仓库、决策支持系统以及专家系统等相关理论知识和技术的发展与现状,以及这些理论与技术在化工流程企业中的应用情况。由于流程企业非常强调物料平衡和热量平衡,因此投入产出模型是研究建立流程企业运营计划优化模型系列的基础,而销售市场预测结果是进行计划优化的基准,因此,论文在第三章对流程企业投入产出分析及销售市场预测进行了颇为深入的研究。第四章是本论文的核心。针对流程企业研究了其运营计划管理一体化优化模型的体系结构,从产品销售市场预测、销售结构和销售计划优化、生产计划优化、采购计划优化最终到一体化计划优化评价,通过评价结果,可以反过来指导计划优化,形成了一个递阶控制的模型体系。围绕模型体系,深入研究并建立了具有创新性、实用的模型系列和模型求解方法和各种计划的生成方法。本章的研究结果,为研究支持运营计划管理一体化优化的DSS打下了坚实的基础。研究运营计划管理一体优化的目的是提高企业适应市场变化的能力、企业的竞争力,从而提高企业的效益,当然,这和管理者的决策分不开的,因此,也可以说研究的目的是为管理者的决策服务。如何有效地把研究的成果用于决策呢?论文第五章针对这个问题进行了支持流程企业运营计划管理一体化优化的DSS的研究。首先进行了运营计划管理一体化优化DSS总体架构的研究,围绕总体架构分别研究了决策支持数据仓库的建立、DSS运行系统功能模型、“人机对话总控界面”的设计等。在DSS的运行过程中,还涉及模型方法库和知识库的调用,如何适应决策流程选择的动态性,有效调用“决策支持数据库”、“模型方法库”和“知识库”中相关的“DS表”、“模型(方法)”和“知识”就十分重要。因此,论文在本章的最后一部分对“模型库、知识库管理系统”的构建进行了研究。第三章～第五章的研究是针对流程企业运营计划一体化优化管理的“共性”进行的。研究的成果是否真正有理论价值和应用价值,还需经过实践的检验。因此,论文的第六章结合一具体的化工流程企业,并针对该公司的特点,将这些研究成果有效地应用到该DSS系统的总体设计中。通过个性化研究,简化和改进了“模型库、知识库管理系统”,提高DSS的运行效率。应用研究的内容能否真正对DSS的总体设计提供理论和技术的支持,本章的最后通过研制系统核心的软件原型并通过软件原型的运行,对这一支持的有效性进行了检验。论文第七章对整个博士论文的研究作了一个总结,分析了论文研究的不足和以后的继续研究方向,从供应链管理的视角对后续研究作了一个展望。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 论文的研究背景
• 1.1.1 行业背景
• 1.1.2 理论背景
• 1.1.3 实践背景
• 1.2 论文研究的目的与研究意义
• 1.3 论文研究的体系结构与研究方法
• 1.3.1 体系结构
• 1.3.2 各章主要研究内容
• 1.3.3 研究方法
• 2 相关理论研究回顾
• 2.1 边际理论与最优化理论
• 2.1.1 边际理论
• 2.1.2 最优化理论
• 2.2 投入产出分析与预测技术
• 2.2.1 投入产出分析
• 2.2.2 预测技术
• 2.3 数据仓库技术、专家系统与决策支持系统
• 2.3.1 数据仓库技术
• 2.3.2 决策支持系统与专家系统
• 2.4 本章小结
• 3 化工流程企业投入产出分析及市场预测的研究
• 3.1 化工流程企业投入产出分析的研究
• 3.1.1 基于列昂捷夫方法工业企业投入产出分析的原理及分析
• 3.1.2 递阶生产系统示例分析
• 3.1.3 递阶生产系统基于递推算法的投入产出分析
• 3.1.4 化工流程企业生产系统投入分析研究的深化
• 3.1.5 基于投入产出模型化工流程企业产品单位效益的分析
• 3.2 化工流程企业市场预测模型的研究
• 3.2.1 化工流程企业市场预测模型的分析与选择
• 3.2.2 基于移动平均时间序列化工流程企业市场预测模型的研究
• 3.3 本章小结
• 4 化工流程企业运营计划一体化优化模型的研究
• 4.1 运营计划一体化优化管理优化模型的体系结构
• 4.2 销售结构优化模型的研究
• 4.2.1 基于线性规划（LP）描述的销售结构优化模型
• 4.2.2 适度融入“情境知识”销售结构优化模型的研究
• 4.2.3 销售结构优化灵敏度分析
• 4.3 销售计划优化模型及销售计划的生成
• 4.3.1 模型的建立与求解
• 4.3.2 销售计划的生成
• 4.4 生产计划优化模型及生产计划的生成
• 4.4.1 生产计划优化基础数据
• 4.4.2 几个关键数据的计算
• 4.4.3 不动用库存中间产品物料平衡模型的研究
• 4.4.4 生产计划优化模型的构建
• 4.4.5 生产计划的生成
• 4.5 采购计划优化模型及采购计划的生成
• 4.5.1 基础数据准备
• 4.5.2 采购计划的优化模型
• 4.5.3 采购计划的生成
• 4.6 运营计划一体化优化管理评价模型的研究
• 4.6.1 实施结果对比效益评价基本模型
• 4.6.2 基于“互供关系”实施结果对比效益评价模型
• 4.7 本章小结
• 5 支持化工流程企业运营计划一体化优化管理的DSS
• 5.1 运营计划一体化管理DSS总体架构的研究
• 5.1.1 总体架构的设计
• 5.1.2 关于总体架构的初步分析
• 5.2 决策支持数据库“主题”的构建
• 5.2.1 “主题”构建的原则
• 5.2.2 基于多元组“主题”“形式化”的描述
• 5.3 DSS运行系统功能模型的研究
• 5.3.1 DSS运行模块总体功能模型
• 5.3.2 各分系统功能模型
• 5.4 “人机对话总控界面”的设计
• 5.4.1 人机对话总控界面“流程决策表”输入界面的设计
• 5.4.2 二级流程决策表的汇总及分析
• i管理系统的设计'>5.5 M_i管理系统的设计
• i管理系统的总体功能模型'>5.5.1 M_i管理系统的总体功能模型
• 5.5.2 目录索引表的构建
• i关联表的构建'>5.5.3 M_i关联表的构建
• i调用指令的生成'>5.5.4 M_i调用指令的生成
• 5.6 本章小结
• 6 基于DSS运营计划一体化优化管理在G公司的初步应用研究
• 6.1 应用研究的总体思路
• 6.2 模型的体系结构调整
• 6.2.1 系统功能模型体系结构的调整
• 6.2.2 优化管理模型体系结构的调整
• 6.2.3 效益评价模型体系结构的调整
• 6.3 模型算法的“个性化”与“实用化”研究
• 6.3.1 直接消耗系数出现“变量”时“模型—算法～体化”算法的研究
• 6.3.2 生产系统出现回流环节时完全消耗系数修正的研究
• 6.3.3 双价格体系下“价值系数”修正的研究
• 6.3.4 效益评价模型中“分摊系数”优化求解算法的“实用化”研究
• 6.3.5 组合预测模型中权值优化方法的“实用化”研究
• 6.3.6 二次回归预测模型回归系数求解的“实用化”研究
• 6.3.7 指数平滑预测指数优化算法的“实用化”研究
• 6.4 DSS系统设计中几个重要组成的“适应性”处理
• 6.4.1 模型库与知识库的“适应性”处理
• 6.4.2 人机对话总控界面功能的“适应性”处理
• 6.4.3 功能模型的“适应性”处理
• i（i=1，2，3）管理系统的简化和改进'>6.4.4 M_i（i=1，2，3）管理系统的简化和改进
• 6.5 销售结构优化模型的有效性检验
• 6.5.1 基础数据描述
• 6.5.2 有效性检验
• 6.5.3 检验结果的进一步分析
• 6.6 本章小结
• 7 总结和展望
• 7.1 论文的创新点
• 7.2 研究展望
• 参考文献
• 附录1 预测时段为年度的市场预测模型的研究
• 附录2 决策支持数据库的生成
• 附录3 实体（分厂）系统使用者的“流程决策表”
• 附录4 针对实体系统功能模型的调整
• 攻读博士学位期间主要科研成果
• 致谢