T公司的企业运营计划优化的研究

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摘要

市场是瞬息万变的，如何对市场的变化做出快速的反应，如何在激烈的竞争

中立于不败之地，如何选择原油，突出成本和效益，对市场变化做出敏捷、灵活

的决策对于油脂化工企业等大宗原料加工化工企业变得尤为重要。

运营计划主要包括销售计划、生产计划和采购计划。生产计划及其排产系统

在大宗原料加工化工企业的经营管理和计划调度等各个层次的集成和优化过程中

起着主导作用。

本论文将对 T公司油脂化工流程企业运营管理计划优化进行研究，并在此基

础上研究与运营计划优化相关的运营发展策略。

本文先分别从销售计划中的市场预测优化和生产计划优化两方面进行运营计

划优化。针对 T公司，引用实际数据，运用流程优化和基于时间序列预测方法进

行市场预测优化。在市场需求预测优化的前提下，结合生产流程，运用运筹学线

性规划方法，以 T公司脂肪酸工厂为例，应用线性规划模型，求解得出生产运营

计划优化方案。然后在此基础上提出并阐明要实现 T公司企业运营计划的优化，

必须构建在考虑整个市场和需求变化情况下进行的销售计划优化、生产计划优化

和采购计划优化及其一体化优化管理体系。最后结合工厂的实际情况，根据 T公

司运营计划优化工作中存在的问题，分析并提出了 T公司运营发展策略和改进措

施，从供应链管理的视角对后续研究作了一个展望，并介绍商务智能系统架构的

设想，以期有效地把研究的成果用于决策。

关键词：化工流程运营计划预测线性规划优化

ABSTRACT

Marketing vary very fast. It is very important how to respond quickly to market

changes， how to keep the invincible position in the fierce competition， how to select

the crude oil， stress the cost and benefit， how to do the keen and flexible

decision-making bulk raw materials processing chemical enterprises.

Operating plan， including marketing plans， production plans and procurement

plans. Production planning and scheduling system plays a dominant role in the process

of integration and optimization of operation management and planning control for bulk

raw materials processing chemical enterprises.

The thesis will study the optimization of operation plan for T oleo chemical

process company， and on this basis， study the operation development strategy and

business intelligence system related to the optimization of operation plan.

At first, the thesis optimize the operation plan separately from the sales forecast

optimization of market plan and production planning optimization. Optimize the sales

forecast by management process optimization and prediction method based on time

series according to the actual data of T Company. On the premise of sales forecast

optimization, conclude the operation planning optimization scheme after built the

operation plan optimization model of T company fatty acid plant combining linear

programming method of operations research and production process. Then proposed

and illuminated the following viewpoint: for the sake of achieving optimization goal of

operation plan of T company，integration optimization management system must be

established ， which include sales plan optimization， production planning and

scheduling optimization and procurement planning optimization considering the

changes of whole market and demand. Finally combining with the actual situation of T

company ， put forward the development strategy of T company operation and

improvement measures according to the existing problems in the optimization of T

company operation plan. Look forward to the continued studies from supply chain

management point of view. Introduce the idea of structure of business intelligence

system in order to effectively put the research results for decision.

Key Words：Chemical Process，Operation Plan，Forecast，Linear

Programming，Optimizes

中文摘要

ABSTRACT

第一章绪论 ...................................................... 1

1.1 运营管理计划优化的研究背景 .................................. 1

1.1.1 油脂化学工业经营的外部环境 ............................ 1

1.1.2 国内外运营管理发展趋势 ................................ 1

1.1.3 企业发展的迫切性 ...................................... 2

1.2 运营管理计划优化目前的国内外研究现状 ........................ 3

1.2.1 油脂化工企业运营管理计划优化研究现状 .................. 3

1.2.2 油脂化工企业运营管理计划优化研究目前存在的问题 ....... 10

1.3 论文研究目的和意义 ......................................... 12

1.4 论文的研究思路、方法和基本框架 ............................. 13

第二章企业运营计划优化管理的基本理论 ............................. 16

2.1 预测技术 ................................................... 16

2.1.1 预测理论的历史发展 ................................... 16

2.1.2 预测理论内容的概述 ................................... 16

2.1.2 预测理论在国内外的应用案例 ........................... 28

2.2 最优化理论 ................................................. 28

2.2.1 最优化理论的历史发展过程 ............................. 28

2.2.2 最优化理论内容概述 ................................... 29

2.2.3 最优化理论在我国流程企业中的应用 ..................... 32

第三章 T 公司市场需求预测与实现 .................................... 33

3.1 T 公司概况 .................................................. 33

3.2 T 公司化工流程企业市场预测的现状和分析 ...................... 33

3.2.1 T 公司化工流程企业市场预测的现状 ...................... 33

3.2.2 T 公司市场预测不准确原因分析 .......................... 34

3.3 T 公司市场预测过程管理优化 .................................. 35

3.3.1 预测流程的建立 ....................................... 35

3.3.2 预测过程管理 ......................................... 36

3.4 T 公司化工流程企业市场预测模型的分析与选择 .................. 38

3.4.1 销售预测的基本方法的选择 ............................. 38

3.4.2 T 公司化工产品销售量时间序列特征分析和判断 ............ 38

3.4.3 基于移动平均时间序列 T 公司市场预测模型的应用 ......... 41

3.5 本章小结 .................................................... 50

第四章 T 公司企业生产经营计划优化模型应用 .......................... 52

4.1 生产经营计划系统优化过程 ................................... 52

4.2 系统优化模型建立步骤 ....................................... 53

4.2.1 系统确定 .............................................. 53

4.2.2 数据收集，参数确定 ................................... 54

4.2.3 约束条件确定 .......................................... 54

4.2.4 目标函数确定 .......................................... 54

4.3 建立模型应用部分 ........................................... 55

4.3.1 系统确立 ............................................. 55

4.3.2 系统优化模型应用的建立 ............................... 59

4.4 运行系统模型 LP 优解的讨论 ................................. 67

4.4.1 模型求解 ............................................. 67

4.4.2 优解讨论 ............................................. 68

4.5 运行系统的灵敏度分析 ....................................... 70

4.5.1 灵敏度分析的作用 ..................................... 70

4.5.2 模型优化的对 T 公司运营计划的指导作用 ................. 71

4.6 本章小结 ................................................... 72

第五章 T 公司运营计划优化与发展策略研究 ............................ 73

5.1 T 公司运营现状分析 .......................................... 73

5.1.1 T 公司油脂化工的竞争实力现状分析 ...................... 73

5.1.2 T 公司油脂化工的优势和劣势 ............................ 75

5.1.3 T 公司运营发展的竞争策略 .............................. 75

5.2 T 公司运营计划一体化优化模型体系构建 ........................ 77

5.2.1 T 公司运营计划与控制存在的问题 ........................ 77

5.2.2 T 公司运营计划一体化优化模型体系构建 .................. 78

5.2.3 基于供应链管理的现代企业运营管理优化原则 ............. 82

5.3 T 公司化工企业运营管理优化策略 .............................. 83

5.3.1 加强运营管理的组织策划 ............................... 83

5.3.2 选择合适的产销策略 ................................... 84

5.3.3 加强运营计划的生产控制力度 ........................... 84

5.3.4 加强设备资产管理 ..................................... 85

5.3.5 加强能源管理 ......................................... 86

5.4 本章小结 ................................................... 86

第六章结论 ..................................................... 87

6.1 总结 ....................................................... 87

6.2 展望 ....................................................... 87

附录 .............................................................. 89

参考文献 ........................................................... 92

在读期间公开发表的论文和承担科研项目及取得成果 ..................... 96

致谢 ............................................................. 97

第一章绪论

1.1 运营管理计划优化的研究背景

1.1.1 油脂化学工业经营的外部环境

流程工业是指通过混合、分离、成型等物理过程或化学反应使原材料增值的

行业，其生产过程一般是连续的或成批的，需要严格的过程控制和安全性措施，

主要包括化工、制药、食品、材料、冶金、电力等行业[1]，是我国国民经济的重要

组成部分。油脂化学工业企业一般是属于流程企业，油脂化工在国民经济中占有

重要地位：油脂化工为我们的日常生活提供各种油脂产品以提高生活质量；以油

脂为原料生产表面活性剂、油漆、涂料等多种化学品；能够提取油料中的功能性

成分（多烯酸、磷脂、谷维素等等）以提高健康水平；以油脂为原料生产生物质

燃料，可以缓解能源危机。随着油脂化工加速规模化发展，油脂化工在经济和社

会发展中的地位也越来越重要，油脂化工将成为国家重要的基础工业。未来五十

年，是我国经济和社会发展极为重要的时期。世界经济融合日益紧密，产业链分

工进一步扩展，新科技应用发展十分迅猛，同时国际竞争也日趋激烈。油脂化工

的市场空间将随着我国新一轮的产业经济结构转型和西部大开发战略实施得到进

一步的发展。

同时也应该看到，自我国加入 WTO 组织以来，我国油脂化工企业的经营环境

已经发生了根本性的变化。伴随着经济和市场全球化的趋势，油脂化学工业快速

发展，国内和国际资本大量涌入油脂化工行业。特别是近年来，西方跨国公司迫

于其国内常规油化产品的市场需求趋于饱和的压力，正在积极开拓亚洲市场，通

过直接在中国投资建厂或吸收兼并，抢占市场份额。国内油化市场的国际化的进

程明显加快，市场竞争主体越来越多、规模越来越大，营销方式越来越多样化，

来自跨国公司和周边国家的竞争明显加剧，市场竞争越来越激烈。近年来油脂化

工企业竞争已进入完全竞争局面。油脂化工企业的经营环境也比如入世前更为复

杂：大宗原料价格波动剧烈，市场需求多变而且不稳定，产品价格也是频繁波动。

1.1.2 国内外运营管理发展趋势

企业运营从局部改善向着系统优化转变是生产运营管理模式的发展趋势。这

也是企业实现经营目标和获得竞争优势的难点和重点。

面对油脂化工行业严峻的竞争形势，为了在激烈竞争中生存并可持续发展，

油脂化工企业必须与时俱进，调整战略模式，将运营思路转变到与经济发展趋势

T公司的企业运营计划优化的研究

相符的现代运营管理思路上，建立现代运营管理新理念，引进现代运营管理科学

定量决策机制，从根本上提高企业核心竞争力。

具体而言，目前油脂化工企业运营管理的当务之急是系统性地降低运营成本、

提高生产运营效率和增强运营决策的科学性。只有预先做好全局性的战略规划和

经营计划（包括财务利润规划、生产系统规划），有效控制财务成本，能够在多变

的环境中快速做出科学的定量决策，才能使油脂化工企业在激烈的竞争环境中生

存，并且领先一步，从而进一步实现规范、快速、持续的发展。管理信息化、决

策科学智能化将成为油化企业提高运营决策管理能力和核心竞争力的重要途径。

1.1.3 企业发展的迫切性

流程企业运营管理的发展和计划管理是密不可分的，计划管理在企业运营管

理中起着驱动和推动作用，处于“导航”的地位。从 MRP、MRPII、JIT 等到 ERP

的业务流程再造均是从计划管理作为出发点进行企业运营管理改造的。化工流程

企业计划是具有内在递阶控制和平衡机制的多层次的计划体系。目前油脂化工流

程型企业管理受市场影响越来越大，计划的适应性问题愈来愈突出。把握计划体

系的内在逻辑，对运营计划进行一体化管理，加强定量决策支持是企业管理部门

迫切需要解决的问题。

目前油脂工业主要分为油脂精炼和油脂化学工业两部分。油脂精炼起步较早，

发展也较成熟。油脂精炼部分的植物油精炼以物理过程为主，整个生产流程配置

模块化，生产系统结构清晰规范，便于分析研究。因此，多年来油脂精炼企业计

划的重点是倾向于采购和销售计划。然而对于油脂工业中另一重要组成“化学工

业”而言，由于油脂化工企业化学工业产品繁多，作为流程型企业，其生产流程

连续，规模较大，生产过程不可能像油脂精炼那样简单地模块化操作，所以生产

流程配置必然是复杂多样化。由于油脂化工的规模化发展时间并不长，相比较重

化工流程企业而言，国内外目前的对油脂化工流程优化的研究几乎是空白，油脂

化工的经营计划仍停留在经验阶段。

由于油脂化工企业目前处于完全竞争状态，而且传统的油脂化工市场已经进

入买方市场，还没有企业能够完全处于垄断地位，企业竞争十分激烈，导致企业

短期行为比较严重，不少油脂化工企业的销售计划、采购计划形同虚设，盲目性

和随意性很大。T公司在经历了数次市场跌宕起伏的过程后，已经开始意识到企业

的生产计划与销售计划、采购计划、库存等是紧密联系的、相辅相成的。但是缺

乏完整的运营管理计划一体化优化管理思路和理念。因此，本论文将重点针对 T

公司，运用所学知识理论，对其油脂化工流程企业运营计划优化管理进行研究。

第一章绪论

为了能够制定一个科学的企业生产运营规划（包括大宗原料品种、价格、数量，

产品品种组合、价格、数量，生产系统的生产计划的统筹优化，以及供应链营销），

将深入讨论市场销售系统的销售预测问题，对生产规划与控制系统建立数学模型，

以求得最大的产出投入比，并且利润最大；并将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展望。

面对激烈的竞争、动荡的市场、低薄的利润、苛刻的产品和环保问题，管理

决策者需要对市场的变化做出快速反应，以快速优化产品结构来消化企业减利因

素，以此来挖潜增效。因此 T公司迫切需要通过运营优化管理来改变盲人摸象的

局面、降低成本、获取利润，求得生存和发展。

1.2 运营管理计划优化目前的国内外研究现状

1.2.1 油脂化工企业运营管理计划优化研究现状

1．油脂化工企业运营管理的特点

企业的运营管理能力直接关系到企业绩效。Johannenssen 等（1999）认为，运

营管理是一套涵盖从生产制造到市场营销、从上游供应商到下游客户等一系列过

程的完整的计划方案管理。这个计划方案将产品制造、供应商关系和客户的关系、

组织结构和资源共享密切联系起来，目的是通过整体组织的高效运行，充分挖掘

和利用企业内部和外部资源以及相互之间的协作关系，向客户提供高质量的产品

和服务，实现企业价值和创造竞争优势[2, 3]。施罗德等（2008）认为对提供产品和

服务的系统进行设计、运行、评价、控制及改进就是运营管理。运营己经被定义

为转换系统，通过这个系统把输入的能源、原料、劳动、资金和信息等转换为输

出的产品和服务[4]。虽然运营管理思想始于 20 世纪 10 年代，但是在最近 20 年才

得到充分发展，目前美国是世界上在该领域研究最活跃、发展最快的国家。运营

管理在过去主要是研究传统制造业，因此也称为生产管理；后来这一概念已经拓

展到了对制造业、服务业和网络企业的研究，称为“生产与运营管理”或“运营

管理”；目前已经从传统的企业生产职能向企业营销职能渗透和融合，出现了一大

批运营与营销界面问题的研究成果。

制造企业包括离散型和流程型两大类。离散型生产是指完全按照装配方式生

产加工的过程将先原材料加工成零件，再经部件和总体组装成为成品，如机床、

汽车等。流程型生产是指完全按顺序连续地将原材料加工成最终产品。如石化、

冶金、造纸等。油脂化工企业属于流程型生产模式，获取效益的首要保证是实现

生产的“安全、稳定、长周期、满负荷、优质”运行。总的说来，油脂化工企业

和其它流程企业的运营管理一样，具有如下特点：① 大批量连续生产；② 原料

T公司的企业运营计划优化的研究

广泛、工艺多样、产品品种繁多；③ 所有的投入／产出量必须经过事先的平衡处

理；④ 具有“网状”结构的企业物流过程；⑤ 整个生产过程弹性大，需要严密

的过程监控；⑥ 产品质量的控制要求从全过程的角度考虑；⑦ 采用技术系数法

来实现装置的成本核算；⑧ 管理上强调指挥的统一性和层级性。

由此可见，油脂化工流程企业的复杂工艺特点，决定了其企业管理具有问题

复杂、关联因素多、过程层次多、多目标、控制严格、讲求时效的特点。这些特

点也对油脂化工企业运营管理提出了更高的要求。我国油脂化工企业的运营管理

刚刚起步，企业在运营管理过程中必然会遇到很多亟待解决的问题，特别是核心

的运营计划优化管理。

2．油脂化工企业运营管理计划优化研究现状

计划管理是运营管理的核心部分。只有通过周密详尽的策划安排，企业运营

才能有序、有效。同时，计划管理对整个企业的生产运营活动能起到统筹和平衡

的作用，能够将客户需求和企业预测分解为企业内部运营的具体工作任务，并提

供各种可行性方案。因此可以说计划管理是企业各项管理的源头。

油脂化工流程企业是计划推动型制造业，计划管理不但是其运营管理的核心

更是其运营管理的难点[5]。由于化工流程企业具有“安全、稳定、长周期、满负荷、

优质”运行的管理特点，所以流程企业片面地完全按照订单驱动方式组织生产有

时是不经济的，有时是不具可操作性的。计划管理必须站在全局的高度，周密地

考虑问题。必须综合考量市场、原料、生产能力、设备利用率、能源、物流、人

力资源等因素。销售计划、生产计划和物料采购计划基本决定了企业的投入产出

平衡，因此企业运营管理对计划的制定、跟踪和控制都提出了很高的要求。计划

的优化也日益受到管理者的关注。

1) 计划优化的研究

目前国内外化工企业生产运营计划的制定和优化方法虽然不成理论体系，但

是基本可以归纳为经验方法、传统 LP 方法、基于流程模拟的这几种方法。

（1）经验方法

第一种是目前用的最多的是经验方法。计划人员根据自己对生产历史数据的

认识，结合化工生产装置的实际运行现状，接受上级的行政指令，考虑大宗原料

采购、销售等部门的意见，依靠自己的经验制定出生产运营计划。

一般情况下，此方法接近化工厂实际，现实可行，一般的化工企业据此计划

可以运转起来。但是这种方法经验性特征强，不同的人编制结果常常相差很大，

数据准确性差，而且编制费时、实时性差，可能延误决策。特别是当出现市场和

装置条件变化较大时将无从下手，如原料品种、产成品或生产工艺流程变更等。

第一章绪论

另外由于还受到人的主观因素（如学识认知、洞察判断能力、决策能力和管理水

平等）的直接影响，基本上没有做到运营计划的优化。在当今市场瞬息万变的情

况下，依靠以往经验方法制定运营计划已经无法满足现代企业生产运营的要求，

特别是对于有着复杂工艺过程的大型化工厂。

（2）传统 LP 方法

由于生产运营计划在企业管理中的重要性，近年来，生产运营计划优化已逐

步受到国内专家学者的高度重视。由于流程化工企业的生产具有比例性和叠加性，

基本符合线性规划模型，因此线性规划在国内外流程化工企业管理中得到了广泛

的应用。多数专家学者运用传统线性规划（LP）等基于数学的优化方法来研究生

产计划。传统 LP 方法是计划优化制定和优化的第二种方法。

成孟金（2001）等为了寻求最佳生产经营计划，讨论了如何运用线性规划解

决石化企业中产品结构优化问题，通过资源合理配置使石化企业获取最大利润[6]。

历小军（2002）等将化工生产方案、调度和装置操作优化三个层次结合起来，

提出了基于智能体的三层计划优化框架[7]。

许本忠和田国明（2002）等将线性规划和投入产出分析结合起来研究了石化

流程企业的生产计划优化，同时认为该优化模型的局限性在于还未全面考虑一些

动态因素影响，需要进一步的开发和完善以全面提升企业的计划管理水平[8]。

高峻（2005）等将投入产出分析与模糊相关机会目标规划结合起来，建立了

用于流程企业生产计划的模糊优化模型，并使用基于神经元网络、遗传算法和模

糊模拟的混合智能算法进行求解[9]。

乔佩利（2006）等综合考虑了经济效益、物料和能量消耗、设备利用等多目

标优化，建立了用于流程企业生产计划的模糊数学模型。采用该模型制定和优化

生产计划时更现实和灵活[10]。

在国外，使用 LP 软件编制生产计划已有 30 多年历史，获得了巨大的经济效

益。国外最成熟的是 PIMS （Process lndustry Modeling System）软件，全世界约

40％、美国和美洲约 70％的炼油企业使用 PIMS[11]。PIMS 是专为石油化工企业做

经济规划的软件包，它可以解决炼油厂规划中的可行性研究和经济分析、原油品

种选择、年度计划及预算的编制和优化、中长期计划制定以及物流优化。但是因

为它的建模过程相对复杂，需要不同专业人员的参与和帮助才能建立正确的优化

模型。为了提升企业生产管理水平，中国石化股份有限公司于 2001 年与美国 Aspen

Tech 公司合作，在 20 家企业中推广应用了炼油 PIMS 优化技术。

在国内，80 年代初一些大型炼油厂就开始尝试采用 LP 软件进行生产计划优

化，目前已经积累了较丰富的使用经验，并取得了较大的经济效益。LP 方法大大

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摘要市场是瞬息万变的，如何对市场的变化做出快速的反应，如何在激烈的竞争中立于不败之地，如何选择原油，突出成本和效益，对市场变化做出敏捷、灵活的决策对于油脂化工企业等大宗原料加工化工企业变得尤为重要。运营计划主要包括销售计划、生产计划和采购计划。生产计划及其排产系统在大宗原料加工化工企业的经营管理和计划调度等各个层次的集成和优化过程中起着主导作用。本论文将对T公司油脂化工流程企业运营管理计划优化进行研究，并在此基础上研究与运营计划优化相关的运营发展策略。本文先分别从销售计划中的市场预测优化和生产计划优化两方面进行运营计划优化。针对T公司，引用实际数据，运用流程优化和基于时间序列预测方法进行市场预...

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