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文檔簡介

生產(chǎn)與運作管理研究領域介紹

IntroductiontoResearchAreason

ProductionandOperationsManagement電話mail:zshua@中國科技大學商學院工業(yè)工程與運作管理實驗室生產(chǎn)與運作管理研究領域介紹

Introductionto1Outline企業(yè)目標及其實現(xiàn)生產(chǎn)與運作管理研究領域廣義與狹義生產(chǎn)/運作系統(tǒng)計劃與控制的層次系統(tǒng)混流固定比例流水線排產(chǎn)模型與應用HFC1061制動系統(tǒng)試驗設計與分析Outline2每一個企業(yè)經(jīng)營者日夜都在想:我的企業(yè)怎樣才能賺錢?企業(yè)目標每一個企業(yè)經(jīng)營者日夜都在想:我的企業(yè)怎樣才能賺錢?企業(yè)目標3企業(yè)目標的衡量指標凈利潤(NetProfite,簡稱NP)即一個企業(yè)賺多少錢的絕對量。一般來說,凈利潤越高的企業(yè),其效益越好投資報酬率(ReturnonInvestment,簡稱ROI)表示一定時期的收益與投資的比。當兩個企業(yè)投資不同時,單靠凈利潤是無法比較他們效益的好壞的現(xiàn)金流量(CashFlow,簡稱CF)表示短期內(nèi)收入和支出的錢。沒有一定的現(xiàn)金流量,企業(yè)也就無法生存下去

企業(yè)目標的衡量指標凈利潤(NetProfite,簡稱NP)4實現(xiàn)企業(yè)目標的三條途徑增加產(chǎn)銷率指有效產(chǎn)出減少庫存包括原材料庫存、成品庫存、在制品庫存和廢棄庫存降低費用指各種投資和成本實現(xiàn)企業(yè)目標的三條途徑增加產(chǎn)銷率5企業(yè)目標、財務指標和運作指標關系企業(yè)目標財務指標運作指標企業(yè)目標、財務指標和運作指標關系企業(yè)目標財務指標運作指標6Outline企業(yè)目標及其實現(xiàn)生產(chǎn)與運作管理研究領域廣義與狹義生產(chǎn)/運作系統(tǒng)計劃與控制的層次系統(tǒng)混流固定比例流水線排產(chǎn)模型與應用HFC1061制動系統(tǒng)試驗設計與分析Outline企業(yè)目標及其實現(xiàn)7生產(chǎn)與運作管理研究領域目標:改善運作績效方法:與如何看待生產(chǎn)運作對象有關!OperationsManagement柔性THFlexibility質(zhì)量TH、EQuality響應速度TH、I、ESpeed價格/成本E、THPrice/cost生產(chǎn)與運作管理研究領域目標:改善運作績效Operations8Outline企業(yè)目標及其實現(xiàn)生產(chǎn)與運作管理研究領域廣義與狹義生產(chǎn)/運作系統(tǒng)計劃與控制的層次系統(tǒng)混流固定比例流水線排產(chǎn)模型與應用HFC1061制動系統(tǒng)試驗設計與分析Outline9

生產(chǎn)/運作系統(tǒng)是由人和機器構(gòu)成的、能將一定輸入轉(zhuǎn)化為特定輸出的有機整體。

廣義的生產(chǎn)/運作系統(tǒng)

指由供應商、制造商、分銷商、物流服務商組成的系統(tǒng)

狹義的生產(chǎn)/運作系統(tǒng)

指企業(yè)內(nèi)部的生產(chǎn)/運作系統(tǒng)生產(chǎn)/運作系統(tǒng)(Production/OperationsSystems) 生產(chǎn)/運作系統(tǒng)是由人和機器構(gòu)成的、能將一定輸入轉(zhuǎn)10廣義的生產(chǎn)/運作系統(tǒng)企業(yè)結(jié)構(gòu)與績效管理(文化、組織、競爭力,等等)集成結(jié)構(gòu)(供應商關系、用戶關系、工作流、界面、中間件和軟件管理等等)主要基礎結(jié)構(gòu)(物流服務、信息網(wǎng)絡與服務器等等)E-采購與戰(zhàn)略資源產(chǎn)品和服務設計

產(chǎn)品制造

CRM

售后服務與技術(shù)支持

實現(xiàn)/電子實現(xiàn)(eFulfillment)需求和供應計劃信件傳真電話EDIWEB面對面用戶用戶的用戶B2BB2C用戶渠道信件傳真電話EDIWEB面對面供應商的供應商供應商供應商關系供應商關系B2B供應商渠道B2B用戶關系用戶關系廣義的生產(chǎn)/運作系統(tǒng)企業(yè)結(jié)構(gòu)與績效管理(文化、組織、競爭力,11廣義系統(tǒng)關注的問題產(chǎn)銷率主要取決于其本身的生產(chǎn)能力和下游企業(yè)(客戶企業(yè))的需求生產(chǎn)能力取決于狹義系統(tǒng)的管理客戶企業(yè)的需求取決于最終消費者的需求、制造商與客戶企業(yè)的契約與配合庫存主要指供應鏈各級企業(yè)間的產(chǎn)成品與原材料庫存費用指用戶渠道、信息溝通和企業(yè)協(xié)作方面的成本廣義系統(tǒng)關注的問題產(chǎn)銷率12狹義的生產(chǎn)/運作系統(tǒng)在制品庫存生產(chǎn)車間原材料庫存產(chǎn)成品庫存供應商用戶采購預測長期生產(chǎn)能力計劃生產(chǎn)計劃短期物料需求計劃作業(yè)計劃生產(chǎn)系統(tǒng)庫存管理成本和質(zhì)量控制狹義的生產(chǎn)/運作系統(tǒng)在制品庫存生產(chǎn)車間原材料產(chǎn)成品供應商用戶13狹義的生產(chǎn)/運作系統(tǒng)一般地,生產(chǎn)/運作系統(tǒng)有五個要素(5P’s):人(People)人力資源管理(計劃、選拔、培訓、績效考評、激勵等)廠房(Plant)工廠/能力設計,工廠布置,現(xiàn)場管理物料(Parts)庫存管理,供應商/采購管理,內(nèi)部物流管理過程(Process)質(zhì)量管理,新產(chǎn)品/工藝研究與開發(fā)計劃與控制(PlanningandControl)生產(chǎn)計劃決策與控制狹義的生產(chǎn)/運作系統(tǒng)一般地,生產(chǎn)/運作系統(tǒng)有五個要素(5P’14Outline企業(yè)目標及其實現(xiàn)生產(chǎn)與運作管理研究領域廣義與狹義生產(chǎn)/運作系統(tǒng)計劃與控制的層次系統(tǒng)混流固定比例流水線排產(chǎn)模型與應用HFC1061制動系統(tǒng)試驗設計與分析Outline15計劃與控制的層次系統(tǒng)PersonnelPlanFORECASTINGCAPACITY/FACILITYPLANNINGWORKFORCEPLANNINGMarketingParametersProduct/ProcessParametersLaborPoliciesCapacityPlanAGGREGATEPLANNINGAggregatePlanStrategyWorkScheduleWIP/QUOTASETTINGDEMANDMANAGEMENTSEQUENCING&SCHEDULINGCustomerDemandsMasterProductionScheduleSHOPFLOORCONTROLWIPPositionTacticsREAL-TIMESIMULATIONPRODUCTIONTRACKINGWorkForecastControl計劃與控制的層次系統(tǒng)PersonnelFORECASTING16AggregatingPlanningbyTimeHorizonAggregatingPlanningbyTimeH17ForecastingBasicProblem:predictdemandforplanningpurposes.LawsofForecasting:1.Forecastsarealwayswrong!2.Forecastsalwayschange!3.Thefurtherintothefuture,thelessreliabletheforecastwillbe!ForecastingTools:Qualitative:DelphiAnalogiesManyothersQuantitative:Causalmodels(e.g.,regressionmodels)TimeseriesmodelsForecastingBasicProblem:pred18Capacity/FacilityPlanningBasicProblem:howmuchandwhatkindofphysicalequipmentisneededtosupportproductiongoals?Issues:BasicCapacityCalculations:stand-alonecapacitiesandcongestioneffects(e.g.,blocking)CapacityStrategy:leadorfollowdemandMake-or-Buy:vendoring,long-termidentityFlexibility:withregardtoproduct,volume,mixSpeed:scalability,learningcurvesCapacity/FacilityPlanningBasi19Traditionalvs.ModernViewofCapacityTraditional:choosecapacitytomeetdemandonlycycletimenotanissueProblem:findmincostcapacityfeasibleconfigurationModern:congestion(CT)increaseswithutilizationCTandresponsivenessaretiedtocapacitydecisionsProblem: (a)findbestconfigurationgivenfixedbudget (b)minimizecosttoattainperformancespecsUtilizationCycleTimeProductionFeasibleProductionInfeasible100%constantleadtimeUtilizationCycleTime100%Traditionalvs.ModernViewof20WorkforcePlanningBasicProblem:howmuchandwhatkindoflaborisneededtosupportproductiongoals?Issues:BasicStaffingCalculations:standardlaborhoursadjustedforworkeravailability.WorkingEnvironment:stability,morale,

learning.Flexibility/Agility:abilityofworkforceto

supportplant'sabilitytorespondtoshort

andlongtermshifts.Quality:proceduresareonlyasgood

asthepeoplewhocarrythemout.WorkforcePlanningBasicProble21WorkforcePlanningProblem:

determinemostprofitableproductionandhiring/firingpolicyoverplanninghorizon.MotivationforStudy:hiring/firingvs.overtimevs.InventoryBuildtradeoffiterativenatureofoptimizationmodeling.Inputs:demandforecast(assumesingleproductforsimplicity)unithourdatalaborcontentdatacapacityconstraintshiring/firingcostsovertimecostsholdingcostsunitprofitWorkforcePlanningProblem:de22AggregatePlanningBasicProblem:generatealong-termproductionplanthatestablishesaroughproductmix,anticipatesbottlenecks,andisconsistentwithcapacityandworkforceplans.Issues:Aggregation:productfamiliesandtimeperiodsmustbesetappropriatelyfortheenvironment.Coordination:APisthelinkbetweenthehighlevelfunctionsofforecasting/capacityplanningandintermediatelevelfunctionsofquotasettingandscheduling.AnticipatingExecution:APisvirtuallyalwaysdonedeterministically,whileproductioniscarriedoutinastochasticenvironment.LinearProgramming:isapowerfultoolwell-suitedtoAPandotheroptimizationproblems.AggregatePlanningBasicProble23AggregatePlanningConclusionsNosingleAPmodelisrightforeverysituationSimplicitypromotesunderstandingLinearprogrammingisausefulAPtoolRobustnessmattersmorethanprecisionFormulation

andSolutionarenotseparateactivities.AggregatePlanningConclusions24QuotaSettingBasicProblem:settargetproductionquotaforpullsystemIssues:Largerquotasyield

Benefits:

Increasedthroughput.Increasedutilization.Lowerunitlaborhour.Lowerallocationofoverhead.Costs:

Moreovertime.HigherWIPlevels.Moreexpediting.Increaseddifficultiesinqualitycontrol.QuotaSettingBasicProblem:se25GoalsofProductionSchedulingHighCustomerService:on-timedeliveryLowInventoryLevels:WIPandFGIHighUtilization:ofmachinesINVENTORYUTILIZATIONSERVICEGoalsofProductionScheduling26MeetingDueDates–MeasuresServiceLevel:Usedtypicallyinmaketoordersystems.Fractionoforderswhicharefilledonorbeforetheirduedates.FillRate:Usedtypicallyinmaketostocksystems.Fractionofdemandsmetfromstock.Lateness:Usedinshopfloorcontrol.Differencebetweenorderduedateandcompletiondate.Averagelatenesshaslittlemeaning.Bettermeasureislatenessvariance.Tardiness:Usedinshopfloorcontrol.Isequaltothelatenessofajobifitislateandzero,otherwise.Averagetardinessismeaningfulbutunintuitive.MeetingDueDates–MeasuresSe27WhatisShopFloorControl?Definition:ShopFloorControl(SFC)istheprocessbywhichdecisionsdirectlyaffectingtheflowofmaterialthroughthefactoryaremade.Functions:WIPTrackingThroughputTrackingStatusMonitoringWorkForecastingCapacityFeedbackQualityControlMaterialFlowControlWhatisShopFloorControl?Def28ShopFloorControlConclusionGeneral:SFCismorethanmaterialflowcontrol(WIPtracking,QC,statusmonitoring,…)goodSFCrequiresplanning(workforcepolicies,bottlenecks,management,…)CONWIP:simplestartingpointreducesvariabilityduetoWIPfluctuationsmanymodificationspossible(kanban,pull-from-bottleneck)StatisticalThroughputControl(STC);toolforOTplanning/predictionintuitivegraphicaldisplayLongRangeTracking:feedbackforotherplanning/controlmodulesexponentialsmoothingapproachShopFloorControlConclusionG29Outline企業(yè)目標及其實現(xiàn)生產(chǎn)與運作管理研究領域廣義與狹義生產(chǎn)/運作系統(tǒng)計劃與控制的層次系統(tǒng)混流固定比例流水線排產(chǎn)模型與應用HFC1061制動系統(tǒng)試驗設計與分析Outline30混流固定比例流水線排產(chǎn)模型與應用排產(chǎn)計劃是企業(yè)根據(jù)需求、庫存與企業(yè)的生產(chǎn)能力,為滿足市場需求制定生產(chǎn)線在規(guī)定的時間內(nèi)出產(chǎn)的產(chǎn)品品種、數(shù)量,主要是針對產(chǎn)品的生產(chǎn)進度做出安排排產(chǎn)計劃的目標是考慮夾具調(diào)整對生產(chǎn)能力影響的前提下使單臺產(chǎn)品平均成本最低企業(yè)的制造成本可分為兩類,即固定成本與變動成本。企業(yè)內(nèi)部控制的還有庫存成本。單臺產(chǎn)品平均成本=(制造成本+庫存成本+缺貨成本)/實際產(chǎn)品產(chǎn)量混流固定比例流水線排產(chǎn)模型與應用排產(chǎn)計劃是企業(yè)根據(jù)需求、庫存31固定比例產(chǎn)出流水線特征與其組織特點ABAA預裝總裝……工裝、夾具比例配備固定比例產(chǎn)出流水線特征與其組織特點ABAA預裝總裝……工裝、32固定比例流水線在多生產(chǎn)線情況下的生產(chǎn)組織特點:生產(chǎn)線的設計配備不同,規(guī)模經(jīng)濟性不同,各條生產(chǎn)線單付夾具的產(chǎn)出能力不同,制造成本中的固定成本和變動成本不同生產(chǎn)線的夾具配備數(shù)量不同,生產(chǎn)線的產(chǎn)出能力不同,產(chǎn)出能力與夾具數(shù)成正比生產(chǎn)線的產(chǎn)品安排受到夾具數(shù)量限制,安排同時生產(chǎn)的產(chǎn)品品種數(shù)量不得超過夾具配置的數(shù)量生產(chǎn)線的加班時間受到班次時間限制,同時還應考慮設備的負荷承受能力,在選擇加班時還要考慮加班成本為方便生產(chǎn)組織,盡量將相同產(chǎn)品安排在同一生產(chǎn)線上生產(chǎn)同一付夾具在一個時間點上只能生產(chǎn)一種產(chǎn)品為減少產(chǎn)品更換的成本,應盡量減少更換產(chǎn)品帶來的損失固定比例產(chǎn)出流水線特征與其組織特點固定比例流水線在多生產(chǎn)線情況下的生產(chǎn)組織特點:固定比例產(chǎn)出流33企業(yè)經(jīng)驗排產(chǎn)方式企業(yè)在安排生產(chǎn)時,一般都通過EXECL電子表格進行計算,選擇比較合理的排產(chǎn)方法。具體的計算方法如下根據(jù)產(chǎn)品的期初庫存和當期需求,計算出最少生產(chǎn)量;計算需要生產(chǎn)的總量與生產(chǎn)能力比較,看是否需要加班,如果要加班,計算出加班時間;按照期初夾具安排和確定的時間計算出生產(chǎn)能力;比較最小生產(chǎn)能力與期初夾具的生產(chǎn)能力之間差異按照計劃期計算出每天差異數(shù)根據(jù)每天差異數(shù),確定需要變更的夾具數(shù)企業(yè)經(jīng)驗排產(chǎn)方式企業(yè)在安排生產(chǎn)時,一般都34企業(yè)經(jīng)驗排產(chǎn)方式(續(xù))根據(jù)混流生產(chǎn)線的前提條件,調(diào)整變更的夾具數(shù)需求在期末兌現(xiàn),生產(chǎn)應盡量滿足需求的實現(xiàn)(當不計成本時,缺貨應視同庫存的增加)在能力允許的前提下盡量不調(diào)整夾具;調(diào)整夾具時,只影響被調(diào)整的夾具產(chǎn)量,其余夾具不受影響生產(chǎn)線雙班生產(chǎn),正常工作時間16小時,工作期間夾具均衡產(chǎn)出生產(chǎn)線單付夾具調(diào)整時間相同,均為H小時;生產(chǎn)線非柔性時,每付夾具在周期內(nèi)只允許調(diào)整一次,而且調(diào)整必須在期初進行生產(chǎn)周期內(nèi)每條生產(chǎn)線至少保持每天16小時正常工作時間如生產(chǎn)能力容許,盡量不加班;如果存在加班,單條生產(chǎn)線每天加班時間不能超過4小時且為整數(shù)企業(yè)經(jīng)驗排產(chǎn)方式(續(xù))根據(jù)混流生產(chǎn)線的前提條件,調(diào)整變更的夾35企業(yè)經(jīng)驗排產(chǎn)方式(續(xù))根據(jù)變更的夾具數(shù)計算調(diào)整夾具影響的生產(chǎn)產(chǎn)量;按照夾具生產(chǎn)能力和調(diào)整影響的產(chǎn)量計算實際的產(chǎn)量;用實際的產(chǎn)出量與需要生產(chǎn)的產(chǎn)出量比較,如果出現(xiàn)生產(chǎn)不足,則調(diào)整生產(chǎn)線夾具安排,如果仍然不能滿足要求,則安排生產(chǎn)線加班,直至滿足需求為止;安排生產(chǎn)夾具數(shù)、加班時間,通知生產(chǎn)線生產(chǎn);計算期末庫存結(jié)果企業(yè)經(jīng)驗排產(chǎn)方式(續(xù))根據(jù)變更的夾具數(shù)計算調(diào)整夾具影響的生產(chǎn)36企業(yè)經(jīng)驗排產(chǎn)方式的主要困難根據(jù)經(jīng)驗安排生產(chǎn)時,很難綜合考慮調(diào)整夾具成本、庫存成本、制造成本、缺貨成本等之間的成本關系,導致安排的生產(chǎn)計劃不能達到優(yōu)化的目的當產(chǎn)品品種多,生產(chǎn)線數(shù)量大時,僅平衡各種產(chǎn)品的產(chǎn)需平衡已經(jīng)是很大的工作量,企業(yè)無法顧及成本問題經(jīng)驗排產(chǎn)方式與安排生產(chǎn)人員的經(jīng)驗和素質(zhì)有關,不同的人員得到的生產(chǎn)安排合理程度不同企業(yè)經(jīng)驗排產(chǎn)方式的主要困難根據(jù)經(jīng)驗安排生產(chǎn)時,很難綜合考慮調(diào)37混流固定比例流水線排產(chǎn)模型產(chǎn)品i的參數(shù)生產(chǎn)線j的參數(shù)Di,:需求量

Ii0:期初庫存

Ii:期末庫存

Pi:本期產(chǎn)品產(chǎn)量

Yi:本期可能的缺貨

Ki:單臺庫存成本

Bi:單臺缺貨成本

Aij0期初第i種產(chǎn)品的夾具數(shù)Sj單付夾具每日產(chǎn)量Mj生產(chǎn)線夾具調(diào)整數(shù)Tj生產(chǎn)周期內(nèi)總加班時間C1j生產(chǎn)線的固定成本C2j生產(chǎn)線的單臺變動成本C3j每小時加班成本C4j單付夾具調(diào)整成本決策變量xij各生產(chǎn)線分品種在生產(chǎn)周期內(nèi)產(chǎn)量混流固定比例流水線排產(chǎn)模型產(chǎn)品i的參數(shù)生產(chǎn)線j的參數(shù)Di,:38混流固定比例流水線排產(chǎn)模型(續(xù))s.t.混流固定比例流水線排產(chǎn)模型(續(xù))s.t.39應用實例—產(chǎn)品數(shù)據(jù)P1P2P3P4P5P6P7P8P9P10P11P12和Di61004200450063001120290012306509504802500180032730Ii01100180022508501260560540420850158033085012390Ki1.8102.12.01.61.8Bi450475425450500525500625550575400450應用實例—產(chǎn)品數(shù)據(jù)P1P2P3P4P5P6P7P8P9P1040應用實例—生產(chǎn)線數(shù)據(jù)生產(chǎn)線A*j0SjC1jC2jC3jC4jL1109816000036.958.3770L2119617900036.858.1700L31010030200038.461.5380L469029900037.962.1400L559411500032.552.7900應用實例—生產(chǎn)線數(shù)據(jù)生產(chǎn)線A*j0SjC1jC2jC3jC441應用實例—期初夾具Aij0P1P2P3P4P5P6P7P8P9P10P11P12和L16410L26511L344210L4516L5235和610954210002342應用實例—期初夾具Aij0P1P2P3P4P5P6P7P8P42遺傳算法計算結(jié)果—初始運行參數(shù)設定遺傳算法計算結(jié)果—初始運行參數(shù)設定43遺傳算法計算結(jié)果—計算結(jié)果1

遺傳算法計算結(jié)果—計算結(jié)果144遺傳算法計算結(jié)果—計算結(jié)果2遺傳算法計算結(jié)果—計算結(jié)果245遺傳算法計算結(jié)果—計算結(jié)果3

遺傳算法計算結(jié)果—計算結(jié)果346經(jīng)驗法/模型法夾具安排對比AijP1P2P3P4P5P6P7P8P9P10P11P12和L18/62/20/10/110/10L22/59/50/111/11L30/10/34/41/01/04/210/10L44/10/32/10/16/6L50/11/01/23/25/5和8/84/74/49/90/04/42/21/11/11/05/43/242經(jīng)驗法/模型法夾具安排對比AijP1P2P3P4P5P6P747模型結(jié)果與差別分析造成數(shù)據(jù)差別的主要原因在于模型安排生產(chǎn)時采用了更少的夾具調(diào)整,企業(yè)安排生產(chǎn)時調(diào)整了16付夾具,模型安排僅調(diào)整了13付夾具模型安排生產(chǎn)的產(chǎn)量比企業(yè)安排生產(chǎn)的產(chǎn)量高出159臺企業(yè)安排生產(chǎn)與模型安排生產(chǎn)的結(jié)果上單臺成本差別0.29元,模型檢驗結(jié)果表明模型的生產(chǎn)安排更具備科學性,合理性模型結(jié)果與差別分析造成數(shù)據(jù)差別的主要原因在于模型安排生產(chǎn)時采48模型結(jié)果與差別分析(續(xù))造成安排生產(chǎn)安排的不同,主要原因是:經(jīng)驗法在安排生產(chǎn)時,首先考慮滿足市場需求,其次再考慮盡量在低成本下生產(chǎn)。在生產(chǎn)線數(shù)據(jù)較少時,經(jīng)驗法與模型法的差別小;但當產(chǎn)品、產(chǎn)品線復雜,各種成本數(shù)據(jù)都比較多時(生產(chǎn)線超過3條,產(chǎn)品種類超過10種),依靠經(jīng)驗法難以滿足企業(yè)追求低成本運作的需要。模型法在考慮夾具調(diào)整的影響和滿足市場需求的條件下追求企業(yè)的首要目標—平均單臺成本最低。通過遺傳算法的不斷迭代,不斷追求更好的生產(chǎn)安排方式,以求得成本的不斷降低。所以說,在技術(shù)落后的年代,通過企業(yè)長期的生產(chǎn)管理人員經(jīng)驗安排生產(chǎn)是相對合理的,但隨著技術(shù)的進步,利用先進的技術(shù)手段才能更好的滿足生產(chǎn)管理的目標,追求企業(yè)效益的不斷優(yōu)化。模型結(jié)果與差別分析(續(xù))造成安排生產(chǎn)安排的不同,主要原因是:49Outline企業(yè)目標及其實現(xiàn)生產(chǎn)與運作管理研究領域廣義與狹義生產(chǎn)/運作系統(tǒng)計劃與控制的層次系統(tǒng)混流固定比例流水線排產(chǎn)模型與應用HFC1061制動系統(tǒng)試驗設計與分析Outline50HFC1061制動系統(tǒng)試驗設計與分析產(chǎn)品存在缺陷市場上目前還出現(xiàn)制動跑偏、制動匹配等問題傳統(tǒng)的試驗方法根據(jù)經(jīng)驗確定可能的影響因素擬訂幾個試探性的試驗根據(jù)試驗結(jié)果的比較找到較好的參數(shù)根據(jù)經(jīng)驗和已有的結(jié)果重新擬訂試驗重復上述過程直到找到滿意的參數(shù)為止HFC1061制動系統(tǒng)試驗設計與分析產(chǎn)品存在缺陷51HFC1061制動系統(tǒng)試驗設計與分析

傳統(tǒng)試驗方法的問題難以找到最優(yōu)的參數(shù)找到滿意參數(shù)后不能理解和清楚說明導致滿意的原因,心里沒底時間效率低下,試驗的過程可能很長資源利用的效率低下,導致資源的浪費歷史試驗數(shù)據(jù)無法得到有效利用HFC1061制動系統(tǒng)試驗設計與分析傳統(tǒng)試驗方法52HFC1061制動系統(tǒng)試驗設計與分析

正交試驗設計方法的步驟制動系統(tǒng)影響因素及其位級規(guī)范化

設計試驗方案進行試驗獲得試驗數(shù)據(jù)試驗數(shù)據(jù)分析可能的補充試驗HFC1061制動系統(tǒng)試驗設計與分析正交試驗設53制動系統(tǒng)影響因素及其位級規(guī)范化影響因素位級影響因素位位級輪鋼內(nèi)徑28.58mm蹄片半金屬石棉31.75mm總泵形式柱塞管徑大小6.00mm活塞4.76mm分泵內(nèi)徑30.16mm管路布置形式前部分開中間分開28.58mm31.75mm制動系統(tǒng)影響因素及其位級規(guī)范化影響因素位級影響因素位位級輪鋼54

不考慮交互作用的試驗方案不考慮交互作用的試驗方案55考慮交互作用的試驗方案考慮交互作用的試驗方案56實驗數(shù)據(jù)實驗數(shù)據(jù)57正交數(shù)據(jù)分析第14—18號試驗是按照正交表來進行的。我們首先對這幾個符合正交特性的實驗數(shù)據(jù)進行分析正交數(shù)據(jù)分析第14—18號試驗是按照正交表來進行的。我們首先58非正交數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)整理首先去掉肯定存在質(zhì)量問題的不合格數(shù)據(jù)接著合并試驗配置相同的試驗,取重復試驗中結(jié)果最佳的那次試驗以消除質(zhì)量差異。這樣項目小組在去掉第一、二、四、七、十、十二號試驗數(shù)據(jù),對第九、十一、十三、十七號重復試驗取第十三號,對第八、十八號重復試驗取第十八號試驗后得到一張新的試驗數(shù)據(jù)表格,得到的數(shù)據(jù)如表11所示。這樣處理的數(shù)據(jù)只是減少了部件的質(zhì)量問題和部件間質(zhì)量差異對數(shù)據(jù)分析的影響,并沒有完全消除這些對數(shù)據(jù)分析不利的影響非正交數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)整理59非正交數(shù)據(jù)分析(續(xù))非正交數(shù)據(jù)分析(續(xù))60結(jié)論通過比較可以得到最佳位級組合為:總泵(φ31.75mm)+分泵(φ30.16mm)+蹄片(半金屬)+總泵形式(柱塞)+管路(φ6+4mm)結(jié)論61結(jié)束語實驗設計與分析是一個門嚴肅的科學,它為試驗人員在眾多的因素和位級中選取最佳因素位級組合提供了一套科學的方法,極大的提高了試驗效率,也使得人們對試驗結(jié)果的判斷能夠基于客觀的標準。在實際中,運用該方法還必須和具體科學相結(jié)合,使該方法的效力得以最大限度的發(fā)揮。結(jié)束語實驗設計與分析是一個門嚴肅的科學,它為試驗人員在眾多的62生產(chǎn)與運作管理研究領域介紹

IntroductiontoResearchAreason

ProductionandOperationsManagement電話mail:zshua@中國科技大學商學院工業(yè)工程與運作管理實驗室生產(chǎn)與運作管理研究領域介紹

Introductionto63Outline企業(yè)目標及其實現(xiàn)生產(chǎn)與運作管理研究領域廣義與狹義生產(chǎn)/運作系統(tǒng)計劃與控制的層次系統(tǒng)混流固定比例流水線排產(chǎn)模型與應用HFC1061制動系統(tǒng)試驗設計與分析Outline64每一個企業(yè)經(jīng)營者日夜都在想:我的企業(yè)怎樣才能賺錢?企業(yè)目標每一個企業(yè)經(jīng)營者日夜都在想:我的企業(yè)怎樣才能賺錢?企業(yè)目標65企業(yè)目標的衡量指標凈利潤(NetProfite,簡稱NP)即一個企業(yè)賺多少錢的絕對量。一般來說,凈利潤越高的企業(yè),其效益越好投資報酬率(ReturnonInvestment,簡稱ROI)表示一定時期的收益與投資的比。當兩個企業(yè)投資不同時,單靠凈利潤是無法比較他們效益的好壞的現(xiàn)金流量(CashFlow,簡稱CF)表示短期內(nèi)收入和支出的錢。沒有一定的現(xiàn)金流量,企業(yè)也就無法生存下去

企業(yè)目標的衡量指標凈利潤(NetProfite,簡稱NP)66實現(xiàn)企業(yè)目標的三條途徑增加產(chǎn)銷率指有效產(chǎn)出減少庫存包括原材料庫存、成品庫存、在制品庫存和廢棄庫存降低費用指各種投資和成本實現(xiàn)企業(yè)目標的三條途徑增加產(chǎn)銷率67企業(yè)目標、財務指標和運作指標關系企業(yè)目標財務指標運作指標企業(yè)目標、財務指標和運作指標關系企業(yè)目標財務指標運作指標68Outline企業(yè)目標及其實現(xiàn)生產(chǎn)與運作管理研究領域廣義與狹義生產(chǎn)/運作系統(tǒng)計劃與控制的層次系統(tǒng)混流固定比例流水線排產(chǎn)模型與應用HFC1061制動系統(tǒng)試驗設計與分析Outline企業(yè)目標及其實現(xiàn)69生產(chǎn)與運作管理研究領域目標:改善運作績效方法:與如何看待生產(chǎn)運作對象有關!OperationsManagement柔性THFlexibility質(zhì)量TH、EQuality響應速度TH、I、ESpeed價格/成本E、THPrice/cost生產(chǎn)與運作管理研究領域目標:改善運作績效Operations70Outline企業(yè)目標及其實現(xiàn)生產(chǎn)與運作管理研究領域廣義與狹義生產(chǎn)/運作系統(tǒng)計劃與控制的層次系統(tǒng)混流固定比例流水線排產(chǎn)模型與應用HFC1061制動系統(tǒng)試驗設計與分析Outline71

生產(chǎn)/運作系統(tǒng)是由人和機器構(gòu)成的、能將一定輸入轉(zhuǎn)化為特定輸出的有機整體。

廣義的生產(chǎn)/運作系統(tǒng)

指由供應商、制造商、分銷商、物流服務商組成的系統(tǒng)

狹義的生產(chǎn)/運作系統(tǒng)

指企業(yè)內(nèi)部的生產(chǎn)/運作系統(tǒng)生產(chǎn)/運作系統(tǒng)(Production/OperationsSystems) 生產(chǎn)/運作系統(tǒng)是由人和機器構(gòu)成的、能將一定輸入轉(zhuǎn)72廣義的生產(chǎn)/運作系統(tǒng)企業(yè)結(jié)構(gòu)與績效管理(文化、組織、競爭力,等等)集成結(jié)構(gòu)(供應商關系、用戶關系、工作流、界面、中間件和軟件管理等等)主要基礎結(jié)構(gòu)(物流服務、信息網(wǎng)絡與服務器等等)E-采購與戰(zhàn)略資源產(chǎn)品和服務設計

產(chǎn)品制造

CRM

售后服務與技術(shù)支持

實現(xiàn)/電子實現(xiàn)(eFulfillment)需求和供應計劃信件傳真電話EDIWEB面對面用戶用戶的用戶B2BB2C用戶渠道信件傳真電話EDIWEB面對面供應商的供應商供應商供應商關系供應商關系B2B供應商渠道B2B用戶關系用戶關系廣義的生產(chǎn)/運作系統(tǒng)企業(yè)結(jié)構(gòu)與績效管理(文化、組織、競爭力,73廣義系統(tǒng)關注的問題產(chǎn)銷率主要取決于其本身的生產(chǎn)能力和下游企業(yè)(客戶企業(yè))的需求生產(chǎn)能力取決于狹義系統(tǒng)的管理客戶企業(yè)的需求取決于最終消費者的需求、制造商與客戶企業(yè)的契約與配合庫存主要指供應鏈各級企業(yè)間的產(chǎn)成品與原材料庫存費用指用戶渠道、信息溝通和企業(yè)協(xié)作方面的成本廣義系統(tǒng)關注的問題產(chǎn)銷率74狹義的生產(chǎn)/運作系統(tǒng)在制品庫存生產(chǎn)車間原材料庫存產(chǎn)成品庫存供應商用戶采購預測長期生產(chǎn)能力計劃生產(chǎn)計劃短期物料需求計劃作業(yè)計劃生產(chǎn)系統(tǒng)庫存管理成本和質(zhì)量控制狹義的生產(chǎn)/運作系統(tǒng)在制品庫存生產(chǎn)車間原材料產(chǎn)成品供應商用戶75狹義的生產(chǎn)/運作系統(tǒng)一般地,生產(chǎn)/運作系統(tǒng)有五個要素(5P’s):人(People)人力資源管理(計劃、選拔、培訓、績效考評、激勵等)廠房(Plant)工廠/能力設計,工廠布置,現(xiàn)場管理物料(Parts)庫存管理,供應商/采購管理,內(nèi)部物流管理過程(Process)質(zhì)量管理,新產(chǎn)品/工藝研究與開發(fā)計劃與控制(PlanningandControl)生產(chǎn)計劃決策與控制狹義的生產(chǎn)/運作系統(tǒng)一般地,生產(chǎn)/運作系統(tǒng)有五個要素(5P’76Outline企業(yè)目標及其實現(xiàn)生產(chǎn)與運作管理研究領域廣義與狹義生產(chǎn)/運作系統(tǒng)計劃與控制的層次系統(tǒng)混流固定比例流水線排產(chǎn)模型與應用HFC1061制動系統(tǒng)試驗設計與分析Outline77計劃與控制的層次系統(tǒng)PersonnelPlanFORECASTINGCAPACITY/FACILITYPLANNINGWORKFORCEPLANNINGMarketingParametersProduct/ProcessParametersLaborPoliciesCapacityPlanAGGREGATEPLANNINGAggregatePlanStrategyWorkScheduleWIP/QUOTASETTINGDEMANDMANAGEMENTSEQUENCING&SCHEDULINGCustomerDemandsMasterProductionScheduleSHOPFLOORCONTROLWIPPositionTacticsREAL-TIMESIMULATIONPRODUCTIONTRACKINGWorkForecastControl計劃與控制的層次系統(tǒng)PersonnelFORECASTING78AggregatingPlanningbyTimeHorizonAggregatingPlanningbyTimeH79ForecastingBasicProblem:predictdemandforplanningpurposes.LawsofForecasting:1.Forecastsarealwayswrong!2.Forecastsalwayschange!3.Thefurtherintothefuture,thelessreliabletheforecastwillbe!ForecastingTools:Qualitative:DelphiAnalogiesManyothersQuantitative:Causalmodels(e.g.,regressionmodels)TimeseriesmodelsForecastingBasicProblem:pred80Capacity/FacilityPlanningBasicProblem:howmuchandwhatkindofphysicalequipmentisneededtosupportproductiongoals?Issues:BasicCapacityCalculations:stand-alonecapacitiesandcongestioneffects(e.g.,blocking)CapacityStrategy:leadorfollowdemandMake-or-Buy:vendoring,long-termidentityFlexibility:withregardtoproduct,volume,mixSpeed:scalability,learningcurvesCapacity/FacilityPlanningBasi81Traditionalvs.ModernViewofCapacityTraditional:choosecapacitytomeetdemandonlycycletimenotanissueProblem:findmincostcapacityfeasibleconfigurationModern:congestion(CT)increaseswithutilizationCTandresponsivenessaretiedtocapacitydecisionsProblem: (a)findbestconfigurationgivenfixedbudget (b)minimizecosttoattainperformancespecsUtilizationCycleTimeProductionFeasibleProductionInfeasible100%constantleadtimeUtilizationCycleTime100%Traditionalvs.ModernViewof82WorkforcePlanningBasicProblem:howmuchandwhatkindoflaborisneededtosupportproductiongoals?Issues:BasicStaffingCalculations:standardlaborhoursadjustedforworkeravailability.WorkingEnvironment:stability,morale,

learning.Flexibility/Agility:abilityofworkforceto

supportplant'sabilitytorespondtoshort

andlongtermshifts.Quality:proceduresareonlyasgood

asthepeoplewhocarrythemout.WorkforcePlanningBasicProble83WorkforcePlanningProblem:

determinemostprofitableproductionandhiring/firingpolicyoverplanninghorizon.MotivationforStudy:hiring/firingvs.overtimevs.InventoryBuildtradeoffiterativenatureofoptimizationmodeling.Inputs:demandforecast(assumesingleproductforsimplicity)unithourdatalaborcontentdatacapacityconstraintshiring/firingcostsovertimecostsholdingcostsunitprofitWorkforcePlanningProblem:de84AggregatePlanningBasicProblem:generatealong-termproductionplanthatestablishesaroughproductmix,anticipatesbottlenecks,andisconsistentwithcapacityandworkforceplans.Issues:Aggregation:productfamiliesandtimeperiodsmustbesetappropriatelyfortheenvironment.Coordination:APisthelinkbetweenthehighlevelfunctionsofforecasting/capacityplanningandintermediatelevelfunctionsofquotasettingandscheduling.AnticipatingExecution:APisvirtuallyalwaysdonedeterministically,whileproductioniscarriedoutinastochasticenvironment.LinearProgramming:isapowerfultoolwell-suitedtoAPandotheroptimizationproblems.AggregatePlanningBasicProble85AggregatePlanningConclusionsNosingleAPmodelisrightforeverysituationSimplicitypromotesunderstandingLinearprogrammingisausefulAPtoolRobustnessmattersmorethanprecisionFormulation

andSolutionarenotseparateactivities.AggregatePlanningConclusions86QuotaSettingBasicProblem:settargetproductionquotaforpullsystemIssues:Largerquotasyield

Benefits:

Increasedthroughput.Increasedutilization.Lowerunitlaborhour.Lowerallocationofoverhead.Costs:

Moreovertime.HigherWIPlevels.Moreexpediting.Increaseddifficultiesinqualitycontrol.QuotaSettingBasicProblem:se87GoalsofProductionSchedulingHighCustomerService:on-timedeliveryLowInventoryLevels:WIPandFGIHighUtilization:ofmachinesINVENTORYUTILIZATIONSERVICEGoalsofProductionScheduling88MeetingDueDates–MeasuresServiceLevel:Usedtypicallyinmaketoordersystems.Fractionoforderswhicharefilledonorbeforetheirduedates.FillRate:Usedtypicallyinmaketostocksystems.Fractionofdemandsmetfromstock.Lateness:Usedinshopfloorcontrol.Differencebetweenorderduedateandcompletiondate.Averagelatenesshaslittlemeaning.Bettermeasureislatenessvariance.Tardiness:Usedinshopfloorcontrol.Isequaltothelatenessofajobifitislateandzero,otherwise.Averagetardinessismeaningfulbutunintuitive.MeetingDueDates–MeasuresSe89WhatisShopFloorControl?Definition:ShopFloorControl(SFC)istheprocessbywhichdecisionsdirectlyaffectingtheflowofmaterialthroughthefactoryaremade.Functions:WIPTrackingThroughputTrackingStatusMonitoringWorkForecastingCapacityFeedbackQualityControlMaterialFlowControlWhatisShopFloorControl?Def90ShopFloorControlConclusionGeneral:SFCismorethanmaterialflowcontrol(WIPtracking,QC,statusmonitoring,…)goodSFCrequiresplanning(workforcepolicies,bottlenecks,management,…)CONWIP:simplestartingpointreducesvariabilityduetoWIPfluctuationsmanymodificationspossible(kanban,pull-from-bottleneck)StatisticalThroughputControl(STC);toolforOTplanning/predictionintuitivegraphicaldisplayLongRangeTracking:feedbackforotherplanning/controlmodulesexponentialsmoothingapproachShopFloorControlConclusionG91Outline企業(yè)目標及其實現(xiàn)生產(chǎn)與運作管理研究領域廣義與狹義生產(chǎn)/運作系統(tǒng)計劃與控制的層次系統(tǒng)混流固定比例流水線排產(chǎn)模型與應用HFC1061制動系統(tǒng)試驗設計與分析Outline92混流固定比例流水線排產(chǎn)模型與應用排產(chǎn)計劃是企業(yè)根據(jù)需求、庫存與企業(yè)的生產(chǎn)能力,為滿足市場需求制定生產(chǎn)線在規(guī)定的時間內(nèi)出產(chǎn)的產(chǎn)品品種、數(shù)量,主要是針對產(chǎn)品的生產(chǎn)進度做出安排排產(chǎn)計劃的目標是考慮夾具調(diào)整對生產(chǎn)能力影響的前提下使單臺產(chǎn)品平均成本最低企業(yè)的制造成本可分為兩類,即固定成本與變動成本。企業(yè)內(nèi)部控制的還有庫存成本。單臺產(chǎn)品平均成本=(制造成本+庫存成本+缺貨成本)/實際產(chǎn)品產(chǎn)量混流固定比例流水線排產(chǎn)模型與應用排產(chǎn)計劃是企業(yè)根據(jù)需求、庫存93固定比例產(chǎn)出流水線特征與其組織特點ABAA預裝總裝……工裝、夾具比例配備固定比例產(chǎn)出流水線特征與其組織特點ABAA預裝總裝……工裝、94固定比例流水線在多生產(chǎn)線情況下的生產(chǎn)組織特點:生產(chǎn)線的設計配備不同,規(guī)模經(jīng)濟性不同,各條生產(chǎn)線單付夾具的產(chǎn)出能力不同,制造成本中的固定成本和變動成本不同生產(chǎn)線的夾具配備數(shù)量不同,生產(chǎn)線的產(chǎn)出能力不同,產(chǎn)出能力與夾具數(shù)成正比生產(chǎn)線的產(chǎn)品安排受到夾具數(shù)量限制,安排同時生產(chǎn)的產(chǎn)品品種數(shù)量不得超過夾具配置的數(shù)量生產(chǎn)線的加班時間受到班次時間限制,同時還應考慮設備的負荷承受能力,在選擇加班時還要考慮加班成本為方便生產(chǎn)組織,盡量將相同產(chǎn)品安排在同一生產(chǎn)線上生產(chǎn)同一付夾具在一個時間點上只能生產(chǎn)一種產(chǎn)品為減少產(chǎn)品更換的成本,應盡量減少更換產(chǎn)品帶來的損失固定比例產(chǎn)出流水線特征與其組織特點固定比例流水線在多生產(chǎn)線情況下的生產(chǎn)組織特點:固定比例產(chǎn)出流95企業(yè)經(jīng)驗排產(chǎn)方式企業(yè)在安排生產(chǎn)時,一般都通過EXECL電子表格進行計算,選擇比較合理的排產(chǎn)方法。具體的計算方法如下根據(jù)產(chǎn)品的期初庫存和當期需求,計算出最少生產(chǎn)量;計算需要生產(chǎn)的總量與生產(chǎn)能力比較,看是否需要加班,如果要加班,計算出加班時間;按照期初夾具安排和確定的時間計算出生產(chǎn)能力;比較最小生產(chǎn)能力與期初夾具的生產(chǎn)能力之間差異按照計劃期計算出每天差異數(shù)根據(jù)每天差異數(shù),確定需要變更的夾具數(shù)企業(yè)經(jīng)驗排產(chǎn)方式企業(yè)在安排生產(chǎn)時,一般都96企業(yè)經(jīng)驗排產(chǎn)方式(續(xù))根據(jù)混流生產(chǎn)線的前提條件,調(diào)整變更的夾具數(shù)需求在期末兌現(xiàn),生產(chǎn)應盡量滿足需求的實現(xiàn)(當不計成本時,缺貨應視同庫存的增加)在能力允許的前提下盡量不調(diào)整夾具;調(diào)整夾具時,只影響被調(diào)整的夾具產(chǎn)量,其余夾具不受影響生產(chǎn)線雙班生產(chǎn),正常工作時間16小時,工作期間夾具均衡產(chǎn)出生產(chǎn)線單付夾具調(diào)整時間相同,均為H小時;生產(chǎn)線非柔性時,每付夾具在周期內(nèi)只允許調(diào)整一次,而且調(diào)整必須在期初進行生產(chǎn)周期內(nèi)每條生產(chǎn)線至少保持每天16小時正常工作時間如生產(chǎn)能力容許,盡量不加班;如果存在加班,單條生產(chǎn)線每天加班時間不能超過4小時且為整數(shù)企業(yè)經(jīng)驗排產(chǎn)方式(續(xù))根據(jù)混流生產(chǎn)線的前提條件,調(diào)整變更的夾97企業(yè)經(jīng)驗排產(chǎn)方式(續(xù))根據(jù)變更的夾具數(shù)計算調(diào)整夾具影響的生產(chǎn)產(chǎn)量;按照夾具生產(chǎn)能力和調(diào)整影響的產(chǎn)量計算實際的產(chǎn)量;用實際的產(chǎn)出量與需要生產(chǎn)的產(chǎn)出量比較,如果出現(xiàn)生產(chǎn)不足,則調(diào)整生產(chǎn)線夾具安排,如果仍然不能滿足要求,則安排生產(chǎn)線加班,直至滿足需求為止;安排生產(chǎn)夾具數(shù)、加班時間,通知生產(chǎn)線生產(chǎn);計算期末庫存結(jié)果企業(yè)經(jīng)驗排產(chǎn)方式(續(xù))根據(jù)變更的夾具數(shù)計算調(diào)整夾具影響的生產(chǎn)98企業(yè)經(jīng)驗排產(chǎn)方式的主要困難根據(jù)經(jīng)驗安排生產(chǎn)時,很難綜合考慮調(diào)整夾具成本、庫存成本、制造成本、缺貨成本等之間的成本關系,導致安排的生產(chǎn)計劃不能達到優(yōu)化的目的當產(chǎn)品品種多,生產(chǎn)線數(shù)量大時,僅平衡各種產(chǎn)品的產(chǎn)需平衡已經(jīng)是很大的工作量,企業(yè)無法顧及成本問題經(jīng)驗排產(chǎn)方式與安排生產(chǎn)人員的經(jīng)驗和素質(zhì)有關,不同的人員得到的生產(chǎn)安排合理程度不同企業(yè)經(jīng)驗排產(chǎn)方式的主要困難根據(jù)經(jīng)驗安排生產(chǎn)時,很難綜合考慮調(diào)99混流固定比例流水線排產(chǎn)模型產(chǎn)品i的參數(shù)生產(chǎn)線j的參數(shù)Di,:需求量

Ii0:期初庫存

Ii:期末庫存

Pi:本期產(chǎn)品產(chǎn)量

Yi:本期可能的缺貨

Ki:單臺庫存成本

Bi:單臺缺貨成本

Aij0期初第i種產(chǎn)品的夾具數(shù)Sj單付夾具每日產(chǎn)量Mj生產(chǎn)線夾具調(diào)整數(shù)Tj生產(chǎn)周期內(nèi)總加班時間C1j生產(chǎn)線的固定成本C2j生產(chǎn)線的單臺變動成本C3j每小時加班成本C4j單付夾具調(diào)整成本決策變量xij各生產(chǎn)線分品種在生產(chǎn)周期內(nèi)產(chǎn)量混流固定比例流水線排產(chǎn)模型產(chǎn)品i的參數(shù)生產(chǎn)線j的參數(shù)Di,:100混流固定比例流水線排產(chǎn)模型(續(xù))s.t.混流固定比例流水線排產(chǎn)模型(續(xù))s.t.101應用實例—產(chǎn)品數(shù)據(jù)P1P2P3P4P5P6P7P8P9P10P11P12和Di61004200450063001120290012306509504802500180032730Ii01100180022508501260560540420850158033085012390Ki1.8102.12.01.61.8Bi450475425450500525500625550575400450應用實例—產(chǎn)品數(shù)據(jù)P1P2P3P4P5P6P7P8P9P10102應用實例—生產(chǎn)線數(shù)據(jù)生產(chǎn)線A*j0SjC1jC2jC3jC4jL1109816000036.958.3770L2119617900036.858.1700L31010030200038.461.5380L4690299

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