【正文】 第一章 緒 論 1 第 1 章 緒 論 選題 背景及 研究 意義 選題 背景 GSK 公司是一家汽車座椅 、門板、遮陽板、立柱等汽車內(nèi)飾 研發(fā)生產(chǎn)公司，主要為國內(nèi) 外 多家汽車廠商提供不同功能、型號、檔次的汽車座椅 、門板、遮陽板、立柱等汽車內(nèi)飾 。 公司 下屬 20 多 家生產(chǎn)子公司，一家研發(fā) 子 公司， 其中 20 多 家生產(chǎn)子公司分布在全國各地，而且他們所具備的生產(chǎn)能力各不相同，各個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng) 各自為政， 應(yīng) 對大量多樣化的訂單卻沒有統(tǒng)一的處理機(jī)制，而是隨機(jī)分配 、 不分地域甚至惡性競爭。一方面，一部分 生產(chǎn) 子公司因產(chǎn)能過剩而導(dǎo)致產(chǎn)能浪費(fèi)；另一方面，一部分 生產(chǎn) 子公司則因產(chǎn)能不足而超負(fù)荷運(yùn)行，從而導(dǎo)致不能及時(shí)交貨或者不能保證產(chǎn)品品質(zhì)。 各個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的 工廠 仍 延續(xù)著傳統(tǒng)的大批量生產(chǎn)方式，并且這種生產(chǎn)思維方式根深蒂固 ，雖然引進(jìn)一些 先進(jìn) 的生產(chǎn) 管理 工具，例如 5S 管理 、可視化管理、看板系統(tǒng)等，但是并沒有以此作為引進(jìn) 先進(jìn) 生產(chǎn)方式的蹺板，而只是將這些系統(tǒng) 性工具作為單純的工具 結(jié)合大量生產(chǎn)方式進(jìn)行 使用 ， 并 沒有發(fā)揮其真正的價(jià)值，當(dāng)然也 就 不具備針對客戶多樣化需求的 生產(chǎn) 柔性 ，整體的生產(chǎn)效率低下 。 對于該 類 公司來說，產(chǎn)能分配的合理與否不僅決定了各個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的利益而且決定了 公司 的整體利益。本文根 據(jù)實(shí)際情況，提出 采用 禁忌搜索算法 ， 建立模型 進(jìn)行產(chǎn)能分配，使得產(chǎn)能得到合理分配，并且將分配好的產(chǎn)能作為各個(gè)工廠進(jìn)行 及時(shí)生產(chǎn)的動(dòng)力源，從而拉動(dòng)其生產(chǎn)。通過 轉(zhuǎn)變 思想 和 生產(chǎn)方式以及 引進(jìn) 系統(tǒng)性生產(chǎn)管理 工具，可以提高各生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)能力， 降低各個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)成本以及縮短其交貨期， 即更好的滿足客戶多樣化 、 小批量 的需求 ，最終提高各生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)效率 。 研究 意義 本論文 區(qū)別于 傳統(tǒng)的生產(chǎn)能力 分配 的 研究 ， 不僅研究生產(chǎn)系統(tǒng)自身的生產(chǎn)能力，并且通過生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變來提高其生產(chǎn)能力；而且從 統(tǒng)籌 多生產(chǎn)系統(tǒng)的高度， 在訂 燕山大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 單分配時(shí) 考慮生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)能力，分配其力所能及的訂單。所以本論文所研究的內(nèi)容 不局限于單個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的產(chǎn)能分析 。首先對于多生產(chǎn)系統(tǒng)的產(chǎn)能分配，通過 引進(jìn)禁忌搜索算法這種最優(yōu)組合算法，進(jìn)行多生產(chǎn)系統(tǒng)的產(chǎn)能與訂單的最優(yōu)組合，禁忌搜索算法的初始解的優(yōu)劣決定了最優(yōu)解的優(yōu)劣，所以筆者又應(yīng)用指派問題建立模型，并且應(yīng)用匈牙利算法進(jìn)行求解，從而得到較優(yōu)的初始解。 然后針對生產(chǎn)系統(tǒng)本身，根據(jù)以上分配方式得到 的分配結(jié)果， 將該分配結(jié)果作為 轉(zhuǎn)變 生產(chǎn)方式實(shí)現(xiàn)拉動(dòng)生產(chǎn)的動(dòng)力源頭，從而實(shí)現(xiàn)按照客戶的需求拉動(dòng)生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行生產(chǎn)，最終使得各個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)能夠達(dá)到 滿足客戶多樣化、少批量、短周期的要求。 從兩個(gè)方面對生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行研究，對于公司來說，可以同時(shí)內(nèi)外兼修，不僅提高了單個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)能力、生產(chǎn)效率，而且提高了整個(gè)集團(tuán)的 整體實(shí)力、競爭力 。 對于 公司 下 屬 的多生產(chǎn)系統(tǒng)來說， 長期 獲得 高于或者低于產(chǎn)能 的 訂單 都將 對 生產(chǎn)系統(tǒng) 產(chǎn)生極為不利的影響。 一方面， 當(dāng) 生產(chǎn)系統(tǒng)的 生產(chǎn)能力 總是高于需求訂單時(shí) ，說明該生產(chǎn)系統(tǒng)的營銷能力不足；該生產(chǎn)系統(tǒng)的 固定資產(chǎn) 投入 了 多于實(shí)際 的 需求 ，即投資戰(zhàn)略有問題 ； 相應(yīng)的為了 進(jìn)行 全面生產(chǎn)維護(hù) ， 需要聘請 更 多的 工作 人員 。 另一方面， 當(dāng)生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)能力總是低于需求訂 單時(shí) ， 在生產(chǎn)過程中就會(huì)出現(xiàn)超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)致 品質(zhì)不良， 員工長期加班而降低員工士氣， 企業(yè)無法 快速滿足 客戶 多樣化的 需求。這在當(dāng)前 瞬息萬變的 市場環(huán)境 ,毫無疑問 將 極 大 的 削弱企業(yè)的市場競爭力。 可以得出結(jié)論，產(chǎn)能分配結(jié)果的優(yōu)劣不僅影響各生產(chǎn)系統(tǒng)的利益，而且會(huì)影響到整個(gè)公司的整體利益。而 產(chǎn)能分配之后， 生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變 對于各個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)應(yīng)對多樣化 、少批量 需求有著至關(guān)重要的影響，并且可以獲得提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、縮短交貨期等諸多優(yōu)勢。 本 文 研究內(nèi)容 將為 GSK 公司根據(jù)客戶多樣化需求、不定量需求、交貨周期短等諸多疑難問題提 供一種合理的產(chǎn)能分配 方式 及 先進(jìn)的 生產(chǎn)方式 ，將有效提升企業(yè)的訂單反應(yīng)處理能力，提高企業(yè)的 生產(chǎn)效率及 競爭力，對于同類中小企業(yè)及其他 類似公司均具有參考價(jià)值。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國外研究現(xiàn)狀 （ 1） 產(chǎn)能規(guī)劃 第一章 緒 論 3 對于多個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的 產(chǎn)能分配機(jī)制的研究起源于 Hwang 和 Valeriano 對煙堿市場的觀察 ， 在考察過程中 他們發(fā)現(xiàn)在該市場上供應(yīng)商是按照銷售歷史和市場位置進(jìn)行產(chǎn)能分配的 ，也就是說在產(chǎn)能分配過程中有兩個(gè)參考指標(biāo)決定產(chǎn)能的配比：一個(gè)是該生產(chǎn)系統(tǒng)的歷史銷售數(shù)據(jù)，即多銷多得，少銷少得；另一個(gè)則是該生產(chǎn)系統(tǒng) 的市場位置，這個(gè)方面限于行業(yè)的特殊性 。此后 ， 學(xué)者們從不同角度對產(chǎn)能分配問題進(jìn)行了研究 ， 并提出相應(yīng)的分配機(jī)制 [1]； Cachon 和 Larivie 根據(jù)訂貨時(shí)零售商夸大自己的需求以獲得更多的分配額度 ，從而影響供應(yīng)鏈效率的現(xiàn)象 ， 鑒于此， 提出了線性的和按比例的產(chǎn)能分配機(jī)制 ， 具體是指：在產(chǎn)能分配過程中，根據(jù)實(shí)際銷售量按照相關(guān)比例進(jìn)行分配， 以保證零售商按照真實(shí)需求進(jìn)行訂貨 ，而不是只是從自身利益考慮盡可能多的得到配比 [2]；Hazra 等 則 對電子市場中的產(chǎn)能分配問題進(jìn)行了研究 ， 研究指出 供應(yīng)商的價(jià)格 和 產(chǎn)能函數(shù)以及購買者在不同 的零售商之間購買產(chǎn)品 的情況下獲得 成本 最小化 的方法[3]； Korpel 提 出了供應(yīng)商根據(jù)顧客的戰(zhàn)略重要性和有關(guān)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行產(chǎn)能分配的分配機(jī)制，即從戰(zhàn)略的高度進(jìn)行顧客的劃分及選擇，并且將重點(diǎn)放在這種選擇分析的區(qū)分識別和規(guī)避上，以此為基礎(chǔ)而研究出相應(yīng)的產(chǎn)能分配機(jī)制 [4]； Haynsworth 和 Price及 Ha 則研究主要 針對不同等級顧客的有限產(chǎn)能分配問題，在產(chǎn)能分配之前，首先根據(jù)對客戶的分析將客戶分為不同的等級，然后針對這些不同等級的客戶分配相應(yīng)的產(chǎn)能的一種產(chǎn)能分配機(jī)制 [5]； Balakrishman 等 則對時(shí)裝業(yè)中兩 等級產(chǎn)品的生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行研究 ， 提出了在隨機(jī)需求下的單周期啟發(fā)式產(chǎn)能分配流程 [6]； Barut 和 Sridharan 在此基礎(chǔ)上探討了短周期多產(chǎn)品模型。 Barut 和 Sridharan 將動(dòng)態(tài)產(chǎn)能分配過程應(yīng)用到模型中，并對比了在不同場景下啟發(fā)式方法與先來先服務(wù)方法績效 [7]。 （ 2） 生產(chǎn)方式 單件生產(chǎn)方式是一種生產(chǎn)制造業(yè)伊始就已經(jīng) 存在 的生產(chǎn)方式，一直延續(xù)至今。它是生產(chǎn)系統(tǒng)根據(jù)客戶 特定 需求，由熟練的操作工人通過使用簡單并且通用的生產(chǎn)工具來進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造。 它的基本特征包括：組織結(jié)構(gòu)分散，通常以家庭式商鋪形式存在； 對于作業(yè)員要求高，并且技術(shù)水平良莠不齊，也沒有一個(gè)定量的衡量標(biāo)準(zhǔn)，作業(yè)時(shí)間長，并且作業(yè)成本高；生產(chǎn)產(chǎn)量很低，由于每一個(gè)產(chǎn)品只是由一個(gè)員工完成所有的作業(yè)工序，所以生產(chǎn)周期長；生產(chǎn)穩(wěn)定性差，產(chǎn)品品質(zhì)不穩(wěn) 燕山大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 定。 隨著整個(gè)制造業(yè)的發(fā)展，大量的市場需求，顯然這種方式 已經(jīng) 不能滿足，所以除了個(gè)別特殊行業(yè)，已經(jīng)基本上消失了的一種生產(chǎn)方式。 大量生產(chǎn)方式源于 20 世紀(jì)初的美國福特汽車公司，當(dāng)時(shí)的福特創(chuàng)造了歷史的第一條汽車生產(chǎn)流水線，實(shí)現(xiàn)了通過大量生產(chǎn)方式來降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率的目的。并且這種生產(chǎn)方式一直沿用至今，而今仍然有許 多企業(yè)以大量生產(chǎn)方式進(jìn)行生產(chǎn)管理。 精益生產(chǎn) 方式 源于日本豐田公司的 豐田 生產(chǎn)方式 (TPS — Toyota Production System)， 精益生產(chǎn)方式這一概念 首先 由美國麻省理工學(xué)院的專家教授提出來的，他們 通過 對豐田公司的生產(chǎn)方式進(jìn)行大量 實(shí)地考察 研究， 并且 總結(jié)、 歸納 而得。世人 對這一生產(chǎn)方式 給予 了 充分 肯定， 并且 認(rèn)為它是與現(xiàn)代制造 系統(tǒng) 相適應(yīng)的新型生產(chǎn)管理方式。 美國麻省理工學(xué)院的 Jame 和 Daniel 教授 (1990)在《改變世界的機(jī)器》一書分析認(rèn)為：日本經(jīng)濟(jì) 之所以能夠 快速恢復(fù)、崛起以及 快速發(fā)展 歸功 于他們 首 創(chuàng) 的精益生產(chǎn)方式，精益生產(chǎn)不僅對制造業(yè)甚至對人類社會(huì)產(chǎn)生巨大的影響 。 從 此 以后，世界各地的專家、學(xué)者以及 工程技術(shù)人員開始 研究應(yīng)用 精益生產(chǎn)，展開了 前所未有的 對精益生產(chǎn)機(jī)理和結(jié)構(gòu)的研究和探討 [8]。 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 （ 1） 產(chǎn)能規(guī)劃 陶星等 的研究 通過算例驗(yàn)證了 DCAP 機(jī)制在高等級需求超過自身保護(hù)產(chǎn)能條件下是低效的 [9]； 路健等 的 研究 是在 供應(yīng)鏈環(huán)境下 ,對 產(chǎn)能優(yōu)化配置問題 進(jìn)行研究 ,在研究時(shí)運(yùn)用了 混合粒子群算法 來分析產(chǎn)能優(yōu)化分配 [10]； 郭永輝等 的 研究 則從戰(zhàn)略的高度，對供應(yīng) 鏈的 產(chǎn)能規(guī)劃 如何 決策 進(jìn)行了 研究 ，并且給出應(yīng)用思路 [11]； 董紹輝等 的 研究 則基于安全多方計(jì)算對 供應(yīng)鏈產(chǎn)能分配機(jī)制 進(jìn)行探討研究，并且從理論角度設(shè)定出相應(yīng)的分配機(jī)制 [12]； 楊挺等 的 研究 則 基于有向加權(quán)網(wǎng)絡(luò) ，對于多品種、少批量生產(chǎn)模式的 混流生產(chǎn)線 進(jìn)行研究，尋找最合適的 產(chǎn)能規(guī)劃方法 [13]；陶星 ，王其文等研究的 訂單驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)系統(tǒng)中的收益管理 —— 對動(dòng)態(tài)產(chǎn)能分配機(jī)制改進(jìn) [14]； 耿娜等 的研究則 對用于晶圓制造產(chǎn)能規(guī)劃優(yōu)化決策的改進(jìn)隨機(jī)規(guī)劃方法進(jìn)行了研究 [15]； 譚勇等對空調(diào)企業(yè)庫存管理與產(chǎn)能分配模型的實(shí)證進(jìn)行了研究 [16]； 郭永第一章 緒 論 5 輝對基于瓶頸思想的供應(yīng)鏈多階多廠產(chǎn)能規(guī)劃 [17]； 鄧小華等對基于模具企業(yè)需求預(yù)測的設(shè)備規(guī)劃進(jìn)行了研究 [18]。 （ 2） 生產(chǎn)方式 同國外的發(fā)展模式類似，國內(nèi)的發(fā)展歷程同樣經(jīng)歷了單件生產(chǎn)方式，以及隨著福特的大量生產(chǎn)方式開始風(fēng)靡世界各地時(shí)，引進(jìn)并且采用了這種生產(chǎn)方式在我國的大多大中型生產(chǎn)制造類企業(yè)，一直延續(xù)至今，在此發(fā)展過程中，也曾取得了驕人的成績并且也取得了巨大的進(jìn)步，而且這種大量生產(chǎn)方式的思想 已經(jīng) 根植于大多數(shù)制造業(yè)從業(yè)者的頭腦中。隨著市場的不斷變化，客戶需求的多樣化，大量生產(chǎn)方式已經(jīng)不能完全勝任制造 業(yè)生產(chǎn)的主流 生產(chǎn)方式。 20世紀(jì) 90年代 一汽 率先認(rèn)識到 TPS的優(yōu)勢并且最早 推行 TPS，并且 于 1994 年TPS 的權(quán)威學(xué)者 —— 門田安弘博士 應(yīng) 一汽車集團(tuán) 的 邀請 ，親自 來一汽進(jìn)行參觀指導(dǎo)，田安弘博士 給一汽集團(tuán) 的領(lǐng)導(dǎo)及員工們 講授 TPS 以及汽車制造中成本管理和成本改善方面的內(nèi)容 ，使得一汽集團(tuán)真正認(rèn)識到豐田生產(chǎn)方式對于企業(yè)的意義。 2021 年， 顧新建，曹韻紅 等研究對比了 大批量定制生產(chǎn)與精益生產(chǎn)方式 ，并且指出了精益生產(chǎn)方式較大量生產(chǎn)方式的諸多優(yōu)勢 [19]； 2021 年， 王頻教授 研究 提出 了精益生產(chǎn)的房屋結(jié)構(gòu) 的新概念，分 為 精益生產(chǎn) 是房屋結(jié)構(gòu)的屋頂 ； 而 準(zhǔn)時(shí)化生產(chǎn)、柔性自動(dòng)化生產(chǎn)、 全面質(zhì)量管理和專業(yè)化協(xié)作生產(chǎn) 則分別為房屋結(jié)構(gòu)的支柱 ；并行工程和小組工作方式 則是房屋結(jié)構(gòu)的地基部分 。 2021 年， 劉石蘭等學(xué)者 研究作為企業(yè)，在推行精益生產(chǎn)方式的 過程中， 不僅要求持有精益思想的領(lǐng)導(dǎo)者而且要求擁有相應(yīng)的 組織體系 與之配合 ， 擁有精益思想的組織 是 高效實(shí)施精益生產(chǎn)方式 的重要保障，并在此基礎(chǔ)上提出了精益 生產(chǎn)方式體系中 的企業(yè)組織變革模型 ； 2021 年， 車建國，何楨，孔祥芬 等 對于 多品種 、 小批量 的精益生產(chǎn)方式 的 適應(yīng)性 進(jìn)行了 分析 [20]； 2021 年， 曾麗君， 于喜展 等研究了 精益生產(chǎn)方式及其應(yīng)用 [21]。 2021 年， 張弛和張永嘉 等 合著 的 《精益六西格瑪 精益生產(chǎn)與六西格瑪?shù)耐昝勒稀?一 書中 ，介紹了精益 六西格瑪可以 同時(shí) 改善企業(yè) 運(yùn)營的 速度、成本和質(zhì)量，這就 意味著 生產(chǎn) 企業(yè)可以 以更高的效率 地生產(chǎn)出 讓 顧客滿意的產(chǎn) 品， 并且 總結(jié)出 將精益生產(chǎn)與六西格瑪 進(jìn)行結(jié)合的模型 [22]； 2021 年， 楊建宏和殷衛(wèi)民等 合著《精益生產(chǎn)實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用》書中從精益生產(chǎn)方式的 5 個(gè)原則出發(fā)，介紹了精益生產(chǎn)方式的實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用程序 [23]。 2021 年， 齊二石、霍艷芳提出“全生命周期精益設(shè)計(jì)”的概念，是指將精益的 燕山大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 思想應(yīng) 用到 生產(chǎn)系統(tǒng)的初始階段 — 設(shè)計(jì)階段， 在產(chǎn)品 設(shè)計(jì)階段就 對 企業(yè)將來運(yùn)作中可能出現(xiàn)的問題 進(jìn)行規(guī)避。這一研究成果 可以從根本 上消除企業(yè) 在日后實(shí)際生產(chǎn) 當(dāng)中的浪費(fèi)， 也就避免了企業(yè)在出現(xiàn)問題后才進(jìn)行改善而產(chǎn)生的浪費(fèi) [24]。 2021 年， 張偉 等研究了 精益生產(chǎn)在多品種小批量生產(chǎn)方式中的應(yīng)用 [25]。 研究 的主要 內(nèi)容及 方法 研究的主要內(nèi)容 本文 的 主要研究內(nèi)容是 GSK 公司下屬的多生產(chǎn)系統(tǒng)在面對客戶多樣化、不定量、更新周期短的需求情況下的產(chǎn)能分配，以及根據(jù)分配后的各生產(chǎn)系統(tǒng)對應(yīng)的產(chǎn)能 ， 通過 轉(zhuǎn)變 生產(chǎn)方式 來 提高各個(gè)生產(chǎn) 系統(tǒng)生產(chǎn)效率 。 首先，將 GSK 公司下屬的各生產(chǎn)系統(tǒng)作為調(diào)查研究對象，對各個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)現(xiàn)有的生產(chǎn)能力、成本控制能力、交貨能力等產(chǎn)能狀況及其分配狀況進(jìn)行深入的了解，并且分析其現(xiàn)有狀況存在的問題，以及針對問題的改善方向的研究。 其次，對各個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的 工廠布局、管理 、生產(chǎn)效率 等 生產(chǎn) 現(xiàn)狀 進(jìn)行了解，并且分析其現(xiàn)有的生產(chǎn)方式 所 存在的弊病