【生产管理】生产管理实践教学系列课程：啤酒游戏等等
教学实验是生产计划与控制课程体系中的重要组成部分, 是培养学生动脑能力、提高综合素质的实践性教学环节。
啤酒游戏实验
1.实验目的
（1）通过该游戏使学生们认识到时间滞延、资讯不足对产销系统的影响；
（2）通过该游戏使学生们认识供应链牛鞭效应。
2.实验任务
这个实验是一个生产和配销单一品牌啤酒的系统。参加游戏的人,各自扮演不同的角色。他们唯一的目标,就是使利润最大。这四个主要角色是零售商，批发商，分销商，和生产厂家。
3.实验内容与步骤
3.1实验内容：
每个团队由四个角色组成：零售商，批发商，分销商，和生产厂家，每个角色由3个同学一起扮演。在每个模拟周中，顾客向零售商直接买啤酒，零售商向批发商订货，批发商向销售商订货，销售商向工厂订货，工厂购买原材料生产啤酒。在每个环节中，都需要一周的运输时间（可以认为工厂买原材料和生产啤酒共需要一周时间）。两个角色之间都有一个盒子，里面的硬币代表的是运输途中的啤酒。在游戏过程中，不同角色之间的沟通是通过订货卡片来进行的，每个角色只能得到自己直接客户的订单信息。例如，销售商的直接客户为批发商，他的供应商为工厂。
3.2实验步骤
对每个角色来说，
1）接订单。首先接受客户下订单，把客户的需求记录在案。
2）检查库存能否满足客户的需求，如果能，则按订货数把硬币放在你和客户之间的盒子中，并记录剩余库存；如果不能满足，则把库存中的硬币放在你和客户之间的盒子中，并记录Backlog，即你缺了多少货。注意：不可能同时出现库存和缺货的。如果没有库存和缺货，则记录为0。
3）根据你对客户未来需求的预测，你要向你的供应商订货。在下订单之前，检查一下你和供应商之间的盒子里是否有硬币，有的话，可以把这些硬币放在你自己的库存中，即你上周定的货已经送到你仓库中了。然后根据对客户的需求预测和自己库存情况下订单。
初始状态：每个角色手头都有库存：12瓶啤酒，即12个硬币。在最初的三周，每个角色面临的需求和自己的订货数都是4瓶啤酒。在这三周中，大家要学会如何记录库存。在此期间，交流和沟通是允许的。从第4周开始，最终消费者顾客的需求开始变动。每个角色要根据自己客户的历史需求进行预测，下订单。
_________Order Card Week Order 0 0 1
2
3
4
5
6
7
8
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Local Information Card for ___________ Week Demand Inventory Backlog 0 0 12 0 1
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25 4. 实验注意事项及思考题
牛鞭效应是供应链环境下非常显著的一个特点， 由于时间滞延、资讯不足，不同层次的角色受其影响是不同的。
用Excel Solver解生产计划问题
1.实验目的
（1）通过复习生产计划的基础知识，掌握生产计划的制定方法以及将生产计划转化为线性规划的方法；
（2）学习Excel中的Solver，掌握生产计划的一种求解方法；
2.实验任务
（1）熟练掌握生产计划的模型建立；
（2）将生产计划模型转化为线性规划模型
（3）求解生产计划；
3.实验内容与步骤
3.1实验内容： 将下列生产问题转化为线性规划问题并求解： Sidneyville制造家庭用和商业用家具。Office部门生产两种办公桌，拉盖型和普通型。在Medrord和Oregon的工厂中使用指定的木材制作。这种木材被裁成厚度均为1英寸的木板。因此，使用平方英尺对木材进行测量。一个拉盖式书桌需要10平方英尺松木，4平方英尺雪松，15平方英尺枫木。一个普通型的书桌需要的木材分别是20、16和10 平方英尺的木材。每销售一个书桌可以产生115美元或者90美元的利润。现在公司有200平方英尺松木、128平方英尺雪松和220平方英尺枫木。他们已经接受了这两种书桌的订货并且想得到最大的利润。他们应该如何组织生产。
3.2实验步骤
1）将问题转化为线性规划问题。该问题是一个明显的线性规划问题根据线性规划的方法，将以上问题转化为线性规划问题。在此中注意明确的和隐含的约束。
2）将线性规划的目标函数和约束转化为矩阵形式
3）将矩阵输入到Excel
4）调用Solver求解：工具菜单-选择Solver，调用出Solover—〉出现Slover对话框。
5）设置目标单元格
6）指定是最大问题还是最小问题
7）告诉Excel约束的数学定义在那里。
8）设置属性
9）点击“Solver”按钮得到答案
10）将解转化为问题答案。
4.实验注意事项及思考题
（1）建立正确的模型，是求解的关键，所以应该根据具体的生产计划和要求，合理制定约束和目标方程；
（2）可以根据实际的情况，对目标方程和约束进行调整，缩减解的范围；
（3）Solver是一个插件，请确认是不是已经安装了该插件
5.实验报告
5.1实验报告要求
·完整描述该问题的约束以及目标方程
·体现每一个计算步骤和结果
·对解进行说明
5.2问题与解决方案
在实验中难免会遇到一些问题，此时同学们可以通过以下几种方式来解决： ?
·使用Excel的Help文档；
·学会充分利用网络资源，自己上网上搜索相关资料来解决；
·和其他同学讨论解决问题；
以上的问题解决方案主要是想提高同学们自己解决问题的能力，如果自己实在找不到解决方案，可以将问题列入实验报告或反应给实验指导老师来帮助解决。
5.3实验心得体会和建议
将在该实验中的任何心得体会和建议写入实验报告，来逐步优化Solver的实验，并且对于以后的使用者提供必要的参考帮助。 用Excel Solver解供应链问题
1.实验目的
（1）通过复习供应链问题和运输问题的基础知识，掌握运输问题和供应链问题的关系，以及运输问题化为线性规划的方法；
（2）复习 Excel 中的 Solver ，掌握运输问题的的线性规划解法；
2.实验任务
（1）熟练掌握运输问题的模型建立；
（2）将运输问题模型转化为线性规划模型
（3）求解运输问题；
3.实验 内容与步骤
3.1实验内容：
运输问题是一个比较经典的问题，可以被看作供应链问题的原型。 求解下列运输问题： Pear磁盘驱动器公司生产个人电脑上面使用的几种容量的硬盘。在1999年，Pear生产容量为2到16g的硬盘驱动器，尺寸为3.5英寸。最受环境的产品是8GB的磁盘，销售给几个计算机制造商。Pear在三个工厂生产这些驱动器，工厂坐落在Sunnyvale，California；Dublin，Ireland；和Bangkok，Thailand。每隔一定时间，这三个工厂生产的产品被运送到四个仓库，分别位于Texas的Amarillo，NewJersey的Teaneck，Illinois的Chicago和South Dakota的Sioux Falls。下个月开始，这四个仓库需要接受如下比例的8GB硬盘的产品。
仓库接受产品的百分比
Amarillo
Teaneck
Chicago
Sioux Falls31
30
18
21
下个月开始，这些工厂的产量（千个 /单位） 工厂产量（单位）
Sunnyvale
Dublin
Bangkok45
120
95
这三个工厂的总产量是 260个单位，所以运输到每个仓库的数目应该是（取舍到最近的单位） 仓库运输的产品数量（千个）
Amarillo
Teaneck
Chicago
Sioux Falls80
78
47
55
因为工厂和配送中心的运输成本可能比较低， Pear确定了每个工厂和仓库之间的运输路线。这考虑到不可预见的问题，比如工厂的被迫停工，没有预见的区域需求的波动，或者运输过程中恶劣的天气情况等。运输100个单元产品的成单位成本如下： TO
F
R
O
M AmarilloTeaneckChicagoSioux Falls
Sunnyvale Dublin Bangkok250
1280
1550420
990
1420380
1440
1660280
1520
1730
目标是确定一个最小运输成本的路线
3.2实验步骤
1）定义变量
2）定义目标函数
3）定义约束条件
4）写出线性规划问题
5）使用Excel Solver解该问题（解题方法参见实验1）
6）将解转化为问题答案。
4.实验注意事项及思考题
（1）运输问题是供应链问题的原型问题，对该问题的研究可以进一步了解供应链问题
（2）建立正确的模型，是求解的关键，所以应该根据具体的运输问题，合理制定约束和目标方程；
（3） Solver 是一个插件，请确认是不是已经安装了该插件
5.实验报告
5.1实验报告要求
·完整描述该问题的约束以及目标方程
·体现每一个计算步骤和结果
·对解进行说明
5.2 问题与解决方案
在实验中难免会遇到一些问题，此时同学们可以通过以下几种方式来解决：
·使用 Excel的Help文档；
·学会充分利用网络资源，自己上网上搜索相关资料来解决；
·和其他同学讨论解决问题；
以上的问题解决方案主要是想提高同学们自己解决问题的能力，如果自己实在找不到解决方案，可以将问题列入实验报告或反应给实验指导老师来帮助解决。
5.3 实验心得体会和建议
将在该实验中的任何心得体会和建议写入实验报告，来逐步优化 Solver的实验，并且对于以后的使用者提供必要的参考帮助。 项目管理问题的线性规划方法
1.实验目的
（1）通过复习项目管理和关键路径法的基础知识，掌握项目管理的内容，关键路径法的线性规划解法；
（2）复习 Excel 中的 Solver 或者其他解线性规划问题的工具，掌握关键路径法的线性规划解法；
2.实验任务
（1）熟练掌握网络图的绘制
（2）掌握关键路径法转化为线性规划模型
（3）求解关键路径法转换的线性规划问题问题；
3.实验内容与步骤
3.1实验内容：
求解下列项目进度问题： North和Bonner是两个计算机顾问，他们打算进行一个合作项目，这个项目涉及到个人电脑的中比较小的商业软件包的开发。这个程序涉及工程市场特定的一些科学计算。他们将项目分成9个任务。
第一个任务是进行一个市场调查，以确定潜在客户的需求以及什么特性可以使软件变得更加有吸引力。这个阶段结束之后，就可以开始程序的开发。这个程序可以分成两个大的范畴，图形和源代码。因为系统是交互式并且图标驱动的，首要的任务就是确定和设计图标。图标设计好之后，他们可以继续进行第二部分的图形开发设计输入输出界面。这些包括系统中需要的各种菜单和报表生成器。
这个项目的第二部分就是进行科学计算模块的编码。第一步就是设计一个系统的详细流程图。完成之后，程序员可以开始模块的编制工作。这里有四个模块。模块 1和2可以在流程图完成之后马上开始，模块2需要第一个模块的部分，所以模块3在模块1完成之后才可以进行。模块4的编程只有在模块1和2完成之后才可以进行。一旦项目的图形部分和模块完成，系统这两个单独的模块需要被集成在一起，然后进行系统测试和调试。
North拿到了项目的一些资金，但是这些需要在25周内完成程序并且可以投放到市场。为了确定是不是可行，两个程序员将项目分为九个独立的任务并且估计每个任务需要的时间。任务列表，时间需求，前后关系如下：
任务需求时间（周）前项任务
A.完成市场调查
B.设计图形图表
C.开发流程图
D.设计输入输出界面
E.模块 1编码
F.模块 2编码
G.模块 3编码
H.模块 4编码
I.整合系统，调试程序3
4
2
6
5
3
7
5
8—
A
A
B，C
C
C
E
E，F
D，G，H
虽然以上总的时间需要 43周，但是有些任务可以并行，所以用的时间可以少于43周。
使用项目管理和关键路径的方法，试算该项目是不是可以在 25周内完成。
3.2实验步骤
1）画出网络图
2）定义变量，即节点i的最早开始时间，需要的时间
3）定义目标函数
4）定义约束条件
5）写出线性规划问题
6）使用线性规划的方法求解（可以使用Excel Solver，也可以使用其余线性规划的解法）
7）将解转化为问题答案
4.实验注意事项及思考题
（1）项目管理问题中，关键路径法是一种常用的方法，利用线性规划求解中等规模的问题是一种常用的解法。
（2）建立正确的模型，是求解的关键，所以应该根据具体的问题，合理制定约束和目标方程；
（3）如果采用 Excel 解该问题，请确认是不是已经安装了 Solver 插件
（4）也可以采用其余的线性规划的解题软件，比如 Lindo 等软件
5.实验报告
5.1 实验报告要求
·完整描述该问题的约束以及目标方程
·体现每一个计算步骤和结果
·对解进行说明
5.2 问题 与解决方案
在实验中难免会遇到一些问题，此时同学们可以通过以下几种方式来解决：
·使用软件的 Help文档；
·学会充分利用网络资源，自己上网上搜索相关资料来解决；
·和其他同学讨论解决问题；
以上的问题解决方案主要是想提高同学们自己解决问题的能力，如果自己实在找不到解决方案，可以将问题列入实验报告或反应给实验指导老师来帮助解决。
5.3 实验心得体会和建议
将在该实验中的任何心得体会和建议写入实验报告，来逐步优化该实验，并且对于以后的使用者提供必要的参考帮助。
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