【正文】 ......................... 41 附錄 A ................................................................... 42 附錄 B ................................................................... 49 1 1 緒論 研究背景及意義 隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，企業(yè)的生產(chǎn)方式也在逐漸改變，多數(shù)向以市場(chǎng)為中心的訂單型生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變。使基于總成本最小化的運(yùn)輸批量與加工批量，從而瓶頸資源放大。討論了基于 TOC 的訂單排序問題，針對(duì) 企業(yè) 具體情況， 運(yùn)用所學(xué)理論方法 構(gòu)建一個(gè)適用的模型算例 ，為企業(yè)提高生產(chǎn)效率，節(jié)省成本。針對(duì)本公司目前所面臨的情況來看，海量的訂單而生產(chǎn)能力 有限，最終產(chǎn)品在收到訂單后才能確定，企業(yè)接到訂單后才能依照客戶需要進(jìn)行原材料采購(gòu)和組織生產(chǎn)，因此，需求的不確定性對(duì)企業(yè)的計(jì)劃和控制提出了很高的要求。 在新的條件下，從新的角度，應(yīng)用新的方法研究、借鑒、發(fā)展制約因素理論，探討基于 TOC 的訂單型企業(yè)訂單排序方法，不僅具有重要的理論價(jià)值，而且具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。 Goldratt(1986)在 Apics 第二十三屆國(guó)際年會(huì)上提交了一篇關(guān)于 OPT 的論文“Optimized Production Timetable: A Revolutionary Program For Industry”； Apics 對(duì) TOC的有效性和重要性給予充分肯定，于 1995 年成立了專門的研究小組 Cmsig，以舉行國(guó)際性年會(huì)和出版刊物的形式，進(jìn)行 TOC 思想及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的交流。 HansPeter， Wiendahl 利用 “漏斗模型 ”理論來確定瓶頸工序：將生產(chǎn)過程中的每一 3 道工序都比喻成一個(gè) “漏斗 ”，將整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)用一個(gè)個(gè)相連的漏斗來表示。在 “生產(chǎn)研究跨世紀(jì)課題 :管理與技術(shù)緊密結(jié)合 ”中說明了 TOC 管理能夠充分利用管理人員的智慧，靠抓住關(guān)鍵因素進(jìn)行系統(tǒng)管理，并不斷在新的層次上加強(qiáng)管理和技術(shù)的結(jié)合，事半功倍地提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益；在 “制約因素管理的理論體系及特色 ”一文中，論述了 TOC 的兩大來源，并介紹了其理論體系，總結(jié)了三大特色：把中國(guó)的傳統(tǒng)文化中的整體思維特色和西方定量分析方法有機(jī)結(jié)合、決定事物全貌的思想適用于各行各業(yè)的管理、使企業(yè)系統(tǒng)可以在平穩(wěn)的環(huán)境中實(shí)現(xiàn)整體優(yōu)化 [7][8][9]。并提出了協(xié)同生產(chǎn)的十一條原則。 闡樹林，劉贛，曾建民在 “基于 OPT 的生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) ”中論述了建立生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃與控制系統(tǒng)模型的基本方法，結(jié)合我國(guó)企業(yè)的實(shí)際情況，在分析現(xiàn)行系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，建立了車間作業(yè)管理的功能模型和信息模型，以最優(yōu)生產(chǎn)技術(shù)的基本原理為基礎(chǔ)，對(duì)現(xiàn)代制造系統(tǒng)生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃與控制 系統(tǒng)的編制方法進(jìn)行了探討和開發(fā)應(yīng)用。 郭永輝，錢省三在 “基于鼓 緩沖器 繩子理論的整合式生產(chǎn)作業(yè)控制系統(tǒng)研究 ”中指出現(xiàn)有的鼓 緩沖器 繩子理論存在 3 方面不足：首先，緩沖區(qū)大小憑經(jīng)驗(yàn)估計(jì)，當(dāng)生產(chǎn)環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，容易造成瓶頸生產(chǎn)安排、訂單投料安排與實(shí)際生產(chǎn)脫節(jié)；其次，側(cè)重于對(duì)瓶頸生產(chǎn)的安排和投料安排，對(duì)生產(chǎn)作業(yè)控制僅以先進(jìn)先出法則或最早交貨期法則 6 為調(diào)度策略，無法保證制定的作業(yè)規(guī)劃與實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)控制相一致；再則，鼓 緩沖器 繩子理論所強(qiáng)調(diào)的系統(tǒng)績(jī)效指標(biāo)存在沖突。 盧引娣、黃衛(wèi)來、蔡建湖在 “基于 TOC 的分銷系統(tǒng)訂單排序法則 ”中基于 TOC，用全局的觀點(diǎn)分析分銷系統(tǒng)環(huán)境下的多訂單排序問題，綜合考慮分銷系統(tǒng)倉(cāng)庫容量，上游生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)能力，特別是瓶頸能力的限制，還有訂單對(duì)財(cái)務(wù)的影響 3 個(gè)因素，提出基于 TOC 分銷系統(tǒng)訂單排序法則 。最早在理論上進(jìn)行研究的是以色列物理學(xué)家 Goldratt 博士。 TOC 通過生產(chǎn)改善 “五步法 ”來持續(xù)改進(jìn)系統(tǒng)。 原理 3：為提高系統(tǒng)的產(chǎn)出貢獻(xiàn)，應(yīng)設(shè)置緩沖保護(hù)瓶頸環(huán)節(jié) 。 因?yàn)榉瞧款i資源上除了生產(chǎn)時(shí)間（加工時(shí)間和調(diào)整準(zhǔn)備時(shí)間）之外，還有閑置時(shí)間。因此瓶頸就相應(yīng)地控制了庫存。同一種工件在瓶頸資源和非瓶頸資源上加工時(shí)可以采用不同的加工批量，在不同的工序間傳送時(shí)可以采用不同的轉(zhuǎn)運(yùn)批量，其大小根據(jù)實(shí) 際需要?jiǎng)討B(tài)決定。 （ 2） B 元素 “緩沖器 (Buffer)” “緩沖器 ”又稱 “緩沖 ”。 JIT 系統(tǒng)產(chǎn)生于 1973 年，它是由豐田英二和大野耐一在日本豐田汽車公司首先采用的系統(tǒng)，又稱為看板生產(chǎn)或精益生產(chǎn)。 JIT 排產(chǎn)方法分析 JIT 采取 “拉式 ”的倒排法來編制生產(chǎn)計(jì)劃，可以最大程度地保證企業(yè)能夠準(zhǔn)時(shí)供貨，具體的作法是：將生產(chǎn)計(jì)劃下達(dá)到最后一個(gè)工序，根據(jù)訂單的要求確定出 最后這道工序的最晚計(jì)劃結(jié)束時(shí)間，根據(jù)最后工序的加工時(shí)間和準(zhǔn)備時(shí)間，向前倒推，得出本工序的計(jì)劃開工時(shí)間，也就是前一道工序的計(jì)劃結(jié)束時(shí)間；如此計(jì)算，直到該任務(wù)的第一道工序安排完畢，得到車間任務(wù)的計(jì)劃最晚開工時(shí)間。各工序間密切協(xié)作，加快了現(xiàn)場(chǎng)問題的反饋，以利于生產(chǎn)的及時(shí)改善。同時(shí)設(shè)置各級(jí)庫存，對(duì)庫存施行明細(xì)化，準(zhǔn)確化管理。 （ 1） 生產(chǎn)規(guī)劃 生產(chǎn)規(guī)劃主要是確定企業(yè)的長(zhǎng)期戰(zhàn)略目標(biāo)和策略、協(xié)調(diào)市場(chǎng)需求與企業(yè)制造能力間的差距，充分考慮市場(chǎng)預(yù)測(cè)、資源需求、生產(chǎn)能力和庫存水平等信息，規(guī)定企業(yè)各類產(chǎn)品在計(jì)劃期內(nèi)的各年月份的產(chǎn)量及匯總量。 （ 3） 物料清單與物料需求計(jì)劃 物料需求計(jì)劃 MRP 是對(duì)主生產(chǎn)計(jì)劃 MPS 的展開與細(xì)化。車間作業(yè)管理是完成 MRPⅡ 系統(tǒng)生產(chǎn)閉環(huán)控制的重要環(huán)節(jié)。隨著市場(chǎng)的發(fā)展，企業(yè)面臨的市場(chǎng)需求更加多樣化 ,而產(chǎn)生的多樣化則為企業(yè)進(jìn)一步增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力提出了挑戰(zhàn)。企業(yè)間迫切需要一套中間管理指標(biāo)，把日常管理決策與企業(yè)整體目標(biāo)聯(lián)系起來。因此 TOC 中的這些指標(biāo)是編制作業(yè)計(jì)劃產(chǎn)生的結(jié)果，而不是事先的固定輸入。 MRPⅡ 思想的提出比其計(jì)算機(jī)應(yīng)用提早約 20 年。 追求盡善盡美，消滅一切浪費(fèi)。 原材料庫存 原材料庫存數(shù)量與投放速度由 “繩子 ”來控制，與約束環(huán)節(jié)的 “鼓點(diǎn) ”相協(xié)調(diào)。 控制一定的提前期，保證安全生產(chǎn)，事先設(shè)定。 采用看板管理方式，按照有限能力計(jì)劃，逐道工序地倒序傳遞生產(chǎn)中的取貨指令和生產(chǎn)指令，各級(jí)生產(chǎn)單位依據(jù)所需滿足物料的上級(jí)需求組織生產(chǎn)。緩沖器的大小由觀察與實(shí)驗(yàn)確定，再通過實(shí)踐，進(jìn)行必要的調(diào)整。 的零件沒有質(zhì)量問題，一級(jí)級(jí)控制直至最后成品。成功實(shí)施 JIT 需要很長(zhǎng)時(shí)間，其中包括產(chǎn)品和工藝流程的重新設(shè)計(jì)、員工技能培訓(xùn)等。而市場(chǎng)需求的不確定性也使得 BOM、 MPS 等得不到及時(shí)更新，數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確還會(huì)嚴(yán)重影響系統(tǒng)性能。 （ 4）計(jì)劃與控制相分離 MRPⅡ 通過事后反饋進(jìn)行生產(chǎn)控制，其控制存在滯后。 TOC 應(yīng)用領(lǐng)域 TOC 有一個(gè)精彩的類比：營(yíng)銷和打鴨子。 TOC可望構(gòu)成幫助廣大中小企業(yè)應(yīng)對(duì)環(huán)境挑戰(zhàn)的新型生產(chǎn)運(yùn)作控制手段，共同致力于對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)產(chǎn)出能力、生產(chǎn)周期、在制品水平和設(shè)備負(fù)荷率等多個(gè)績(jī)效參數(shù)進(jìn)行有效的評(píng)估和控制。 25 4 TOC 在大連世福機(jī)械裝備有限公司的應(yīng)用 企業(yè)背景 大連世福機(jī)械裝備制造有限公司成 立于 2021 年。 瓶頸識(shí)別與放大 瓶頸識(shí)別 DBR 排產(chǎn)方法不同于傳統(tǒng)的排產(chǎn)， TOC 認(rèn)為系統(tǒng)的產(chǎn)出是受到瓶頸資源產(chǎn)出的限制。 （ 2） Sridharan 將擁有最多在制品的加工中心作為系統(tǒng)瓶頸。緩沖區(qū)設(shè)置太長(zhǎng)，在非瓶頸設(shè)備已加工完的工件不能及時(shí)進(jìn)入瓶頸設(shè)備加工，等待時(shí)間延長(zhǎng)，導(dǎo)致生產(chǎn)周期時(shí)間長(zhǎng)，存貨增加；緩沖區(qū)太短，在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)，工件無法完成在非瓶頸設(shè)備上的加工，導(dǎo)致瓶頸設(shè)備因缺貨而等待，造成系統(tǒng)產(chǎn)出降低。 一般來說，緩沖區(qū)大小多憑經(jīng)驗(yàn)確定，再利用緩沖管理在實(shí)際生產(chǎn)中來調(diào)整大小。加工批量是設(shè)備經(jīng)過一次調(diào)整準(zhǔn)備所生產(chǎn)的同一品種的產(chǎn)品數(shù)量，每個(gè)品種的加工批量完成以后，生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)備需要經(jīng)過換模等調(diào)整準(zhǔn)備才可以切換到下一個(gè)品種的產(chǎn)品生產(chǎn)。在 MRPⅡ 中，批量是作為預(yù)先設(shè)置的參數(shù)來制定生產(chǎn)計(jì)劃的，且運(yùn)輸批量、加工批量是相等的，而這是相當(dāng)不合理的，因?yàn)榕渴俏锪髌胶獾慕Y(jié)果。 在緩沖時(shí)間長(zhǎng)度的設(shè)定面， Ronen 將時(shí)間緩沖設(shè)置在瓶頸設(shè)備之前，并根據(jù)經(jīng)驗(yàn)將其設(shè)定為目前流程時(shí)間總和的 1/4，而流程時(shí)間可由設(shè)備加工時(shí)間總和得到；Schragenheim根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際生產(chǎn)前置時(shí)間的分配，認(rèn)為緩沖區(qū)大小約為瓶頸資源的前置時(shí)間的三倍。 和傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式不同， DBR 系統(tǒng)中的緩沖區(qū)是以在制品的加工和調(diào)整準(zhǔn)備時(shí)間 27 (setup time)總和再加上一定的松馳時(shí)間來表示緩沖的長(zhǎng)度，而不是以在制品的數(shù)量來表示。 DBR 的生產(chǎn)排程是建立在系統(tǒng)的瓶頸資源上的，其他的非瓶頸資源與瓶頸資源同步，因此需要首先確定系統(tǒng)的瓶頸所在。 企業(yè)現(xiàn)狀分析：本公司面臨海量訂單，而生產(chǎn)能力有限的情況，未解決這樣的問題，TOC 在這里得到了充分的利用，通過尋求瓶頸資源，以瓶頸資源為排產(chǎn)著重點(diǎn) ，做出最優(yōu)生產(chǎn)計(jì)劃排產(chǎn)，解決當(dāng)前問題。 TOC 在企業(yè)中還可以作為尋求瓶頸資源的方法，使得運(yùn)輸成本最小，擴(kuò)大瓶頸資源，同時(shí)圍繞放大后的瓶頸資源利用層次分析法合理安排作業(yè)計(jì)劃。算例顯示該算法得出的結(jié)果和整數(shù)規(guī)劃得出的結(jié)果是一致的。通常必須在很短的時(shí)間以后重新修訂精確度 ”。在 MPS、 MRP 的編制過程中并沒有考慮不同零件在產(chǎn)品中的重要程度，使得所有零部件不分主次地競(jìng)爭(zhēng)有限的生產(chǎn)能力與資源，當(dāng)能力不足時(shí)，不可避免地會(huì)出現(xiàn)一些關(guān)鍵件生產(chǎn)不出來， 而生產(chǎn)了許多非關(guān)鍵件，無法裝配出所要的產(chǎn)品，也無法通過采用外協(xié)、外購(gòu)等方法彌補(bǔ)，結(jié)果導(dǎo)致在制品庫存大量增加。 22 MRPⅡ的優(yōu)勢(shì)和不足 MRPII 的優(yōu)勢(shì)在于其中長(zhǎng)期計(jì)劃能力，注重 前期規(guī)劃，用盡可能周密的計(jì)劃集中安排各環(huán)節(jié)的人、財(cái)、物等資源以及生產(chǎn)加工，以應(yīng)對(duì)生產(chǎn)的波動(dòng)。在生產(chǎn)中不確定因素時(shí)有發(fā)生，過少的庫存會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)的波動(dòng)。系統(tǒng)可以設(shè)置某在每道生產(chǎn)工序中控制質(zhì)量，進(jìn)入下一道工序 時(shí)要確保上一道送來 21 一方面，當(dāng) “質(zhì)量管理 ”因素成為一個(gè)無形約束時(shí)，通過“五大核心步驟 ”與 TP 的一系列工具來找到突破點(diǎn)?？傮w能力的平衡一般作為一個(gè)長(zhǎng)期的規(guī)劃問題來處理。 20 表 TOC與 MRPⅡ、 JIT管理手段的比較 比較項(xiàng)目 TOC MRPⅡ JIT 計(jì)劃展開方式 先安排約束環(huán)節(jié)上關(guān)鍵件的生產(chǎn)進(jìn)度計(jì)劃，以約束環(huán)節(jié)為基準(zhǔn)，把約束環(huán)節(jié)之前、之間、之后的工序分別按拉動(dòng)、工藝順序、推動(dòng)的方式排定，并進(jìn)行一定優(yōu)化，然后再編制非關(guān)鍵件的作業(yè)計(jì)劃。 提前期 TOC 的提前期是批量、優(yōu)先權(quán)等多種因素的函數(shù)，是編制生產(chǎn)計(jì)劃產(chǎn)生的結(jié)果。 控制少量庫存，保證連續(xù)生產(chǎn)。 18 表 TOC與 MRPⅡ、 JIT運(yùn)用準(zhǔn)則比較 比較項(xiàng)目 TOC MRPⅡ JIT 追求目標(biāo) 企業(yè)目標(biāo)是在現(xiàn)在和將來賺到更多的錢，由增加有效產(chǎn)出、降低庫存、降低運(yùn)行費(fèi)來實(shí)現(xiàn)。 信 息 技術(shù) OPT 思想提出后不久，就貫徹到了計(jì)算機(jī)軟件編程當(dāng)中。企業(yè)的組織機(jī)構(gòu)與人事制度也有效地確保了內(nèi)部合作關(guān)系的維持。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，整個(gè)社會(huì)的企業(yè)間協(xié)作氛圍正日益加強(qiáng)。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)基本穩(wěn)定、成品類型少而組合件類型多的企業(yè)，隨著 MRPⅡ 向 ERP 的拓展，亦逐漸面臨產(chǎn)品變化多，特別是多配置項(xiàng)的生產(chǎn)與市場(chǎng)要求。 （ 5） 車間作業(yè)控制 圖 MRPⅡ 排產(chǎn)邏輯流程圖 車間作業(yè)控制是 MRPⅡ 系統(tǒng)的計(jì)劃執(zhí)行層，也是生產(chǎn)短期計(jì)劃管理的核心部分。 主生產(chǎn)計(jì)劃 MPS 主要說明企業(yè)計(jì)劃在各時(shí)間周期內(nèi)制造的獨(dú)立需求型產(chǎn)品的數(shù)量及最終項(xiàng)目。物流管理系統(tǒng)將向供銷部門和庫房管理部門提供靈活的日常業(yè)務(wù)處理功能 ，并能自動(dòng)將信息轉(zhuǎn)達(dá)到財(cái)務(wù)部門和其他有關(guān)部門。 MRPⅡ 強(qiáng)調(diào)制定周密的計(jì)劃、資源的合理利用以及物料需求規(guī)劃和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的整合。同時(shí)，通過不斷減少看板的數(shù)量來減少在制品庫存，發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)中存在的問題，使其暴露，從而立即采取改善對(duì)策。 JIT 一般不設(shè)在制品庫存，只在需求到達(dá)時(shí)才供應(yīng)物料，各工序只生產(chǎn)后道工序所需的物料，避免了不必要的生產(chǎn)，減少在制品庫存。所以， “繩子 ”是瓶頸資源控制系統(tǒng)生產(chǎn)的媒介，缺少它，生產(chǎn)就會(huì)造成混亂，造成在制品庫存過大或者使瓶頸出 現(xiàn)停工待料現(xiàn)象。從計(jì)劃和控制的角度來看， “鼓 ”反映了系統(tǒng)對(duì)約束資源的 利用。 原則 8： 批量大小應(yīng)是可變的，而不是固定的 。產(chǎn)銷率受到企業(yè)的生產(chǎn)能力和市場(chǎng)的需求這兩方面的制約，即它們是由內(nèi)部瓶頸和外部瓶頸所控制的。如果在瓶頸資源上節(jié)省一個(gè)小時(shí)的調(diào)整準(zhǔn)備時(shí)間，則將能增加一個(gè)小時(shí)的加工時(shí)間，相應(yīng)地，整個(gè)系統(tǒng)增加了一個(gè)小時(shí)的產(chǎn)出。 因?yàn)橄到y(tǒng)的產(chǎn)出是由所能經(jīng)過瓶頸的產(chǎn)品量決定的，即瓶頸制約著產(chǎn)銷率。瓶頸前通過設(shè)置大小合 適的緩沖以應(yīng)對(duì)