【文章內(nèi)容簡介】 圍繞瓶頸資源進(jìn)行排序，完成相應(yīng)排序算法。最后根據(jù)基于 TOC 的管理觀念進(jìn)行生產(chǎn)計劃與控制的分析與設(shè)計，以確保生產(chǎn)物 流平衡與有效產(chǎn)出最大，成本最低使企業(yè)獲得更大的效益。 本文的框架圖如圖 所示。 圖 論文框架圖 8 2 TOC 及相關(guān)理論介紹 TOC 概述 TOC 起源于以色列，根植于離散型生產(chǎn)方式。 TOC 是從 OPT（原指最優(yōu)生產(chǎn)時刻表： Optimized Production Timetables，后指最優(yōu)生產(chǎn)技術(shù)： Optimized Production Technology）發(fā)展而來。最早在理論上進(jìn)行研究的是以色列物理學(xué)家 Goldratt 博士。一般認(rèn)為 OPT 綜合了 MRP 和 JIT 系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，是一種比較有效的生產(chǎn)控制方式。 TOC 的基本思想源于 “局部系統(tǒng)的最優(yōu)不是全局最優(yōu) ”和 “優(yōu)化是一個持續(xù)改善的過程 ”。 TOC 認(rèn)為企業(yè)的目標(biāo)只有一個，那就是賺錢。每一個管理決策和投資決策都應(yīng)以有助于企業(yè)實(shí)現(xiàn)最終目標(biāo)為基礎(chǔ)。 TOC 把企業(yè)看作一個系統(tǒng)，強(qiáng)調(diào)對系統(tǒng)的瓶頸資源充分挖掘和利用，以瓶頸資源為依據(jù)制定主生產(chǎn)計劃 (Master production scheduling， MPS)，用瓶頸資源的生產(chǎn)節(jié)奏來推動整個生產(chǎn)系統(tǒng)的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)出、低在制品以及準(zhǔn)時交貨等目標(biāo)。瓶頸前通過設(shè)置大小合 適的緩沖以應(yīng)對生產(chǎn)中的不確定因素。而 “繩子 ”控制著系統(tǒng)物料的進(jìn)入，使得非瓶頸設(shè)備均衡生產(chǎn)，加工批量和運(yùn)輸批量減少，可以減少提前期以及在制品庫存，而同時又不使瓶頸停工待料。 TOC 通過生產(chǎn)改善 “五步法 ”來持續(xù)改進(jìn)系統(tǒng)。 OPT 的九條原則 OPT 的基本思想具體體現(xiàn)在九條原則上，這些原則直接用于指導(dǎo)實(shí)際的生產(chǎn)管理活動。 原則 1：追求物流平衡而非生產(chǎn)能力的平衡 。 OPT 認(rèn)為生產(chǎn)能力的平衡實(shí)際是做不到的，必須在市場波動這個前提下追求物流平衡。所謂物流平衡就是使各個工序都與瓶頸環(huán)節(jié)同步，以求生產(chǎn)周期最短、在制品 最少。 原則 2： 非瓶頸資源的利用率不由其本身決定，而是由系統(tǒng)的瓶頸資源決定的 。 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。而追求非瓶頸資源的充分利用不僅不能提高產(chǎn)銷率，而且會使庫存和運(yùn)行費(fèi)增加。 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) 。 設(shè)置緩沖對瓶頸環(huán)節(jié)加以保護(hù)，可保證不因上游工序的問題而影響它滿負(fù)荷工作。緩沖機(jī)制的選擇，緩沖大小的確定，以及生產(chǎn)系統(tǒng)哪些地方設(shè)置緩沖，都對生產(chǎn)物流有 9 相當(dāng)?shù)挠绊憽钠胶馕锪鞯慕嵌瘸霭l(fā)，應(yīng)允許在非關(guān)鍵資源上安排適當(dāng)?shù)拈e置時間。 原則 4： 瓶頸 上一個小時的損失則是整個系統(tǒng)的一個小時的損失 。 生產(chǎn)時間包括調(diào)整準(zhǔn)備時間和加工時間，但是，在瓶頸資源與非瓶頸資源上的調(diào)整準(zhǔn)備時間的意義是不同的。如果在瓶頸資源上節(jié)省一個小時的調(diào)整準(zhǔn)備時間，則將能增加一個小時的加工時間，相應(yīng)地，整個系統(tǒng)增加了一個小時的產(chǎn)出。 原則 5： 非瓶頸資源節(jié)省的一個小時無益于增加系統(tǒng)產(chǎn)銷率 。 因?yàn)榉瞧款i資源上除了生產(chǎn)時間（加工時間和調(diào)整準(zhǔn)備時間）之外，還有閑置時間。節(jié)約一個小時的生產(chǎn)時間，將增加一個小時的閑置時間，而并不能增加系統(tǒng)產(chǎn)銷率。當(dāng)然，如果節(jié)約了一個小時的生產(chǎn)時間，可以減少加工批 量，加大批次，以降低在制品庫存和生產(chǎn)提前期。但這些結(jié)果能在多大程度上有益于系統(tǒng)追求的根本目標(biāo)，依然牢牢受制于瓶頸資源。 原則 6： 瓶頸控制了庫存和產(chǎn)銷率 。 產(chǎn)銷率指的是單位時間內(nèi)生產(chǎn)出來并銷售出去的產(chǎn)品所創(chuàng)造的利潤額。產(chǎn)銷率受到企業(yè)的生產(chǎn)能力和市場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。若瓶頸存在于企業(yè)內(nèi)部，則表明企業(yè)的生產(chǎn)能力不足，相應(yīng)的產(chǎn)銷率也受到限制；若企業(yè)所有的資源都能維持高于市場需求的能力，則市場需求就成了瓶頸，這時，即使企業(yè)能多生產(chǎn)，但由于市場承受能力不足，產(chǎn)銷率也不能增加由于 瓶頸控制了產(chǎn)銷率，所以企業(yè)的非瓶頸應(yīng)與瓶頸同步，它們的庫存水平只要能維持瓶頸上的物流連續(xù)穩(wěn)定即可，過多的庫存只是浪費(fèi)。因此瓶頸就相應(yīng)地控制了庫存。 原則 7： 轉(zhuǎn)運(yùn)批量可以不等于（在許多時候應(yīng)該不等于）加工批量 。 車間現(xiàn)場的計劃與控制的一個重要方面就是批量的確定，它影響到企業(yè)的庫存和產(chǎn)銷率。 OPT 把在制品庫存分為兩種不同的批量形式，即轉(zhuǎn)運(yùn)批量 (指工序間運(yùn)送一批零件的數(shù)量 )和加工批量 (指經(jīng)過一次調(diào)整準(zhǔn)備所加工的同種零件的數(shù)量 )。確定加工批量應(yīng)考慮資源的合理應(yīng)用 (減少設(shè)備的調(diào)整次數(shù) )和合理的在制品庫存 (減少資金積壓 和在制品庫存費(fèi)用 )；確定轉(zhuǎn)運(yùn)批量要考慮提高生產(chǎn)過程的連續(xù)性、平衡性，減少工序間的等待時間和減少轉(zhuǎn)運(yùn)工作量與轉(zhuǎn)運(yùn)費(fèi)用。為使瓶頸上的產(chǎn)銷率達(dá)到最大 ,瓶頸上的加工批量必須大，非瓶頸上的加工批量要小以減少庫存費(fèi)用和加工費(fèi)用，在制品庫存不應(yīng)因此增加，所以轉(zhuǎn)運(yùn)批量應(yīng)該小。 原則 8： 批量大小應(yīng)是可變的，而不是固定的 。 在 OPT 中，轉(zhuǎn)運(yùn)批量是從在制品的角度來考慮的，而加工批量則是從資源類型的 10 角度來考慮的。同一種工件在瓶頸資源和非瓶頸資源上加工時可以采用不同的加工批量，在不同的工序間傳送時可以采用不同的轉(zhuǎn)運(yùn)批量，其大小根據(jù)實(shí) 際需要動態(tài)決定。 原則 9： 編排作業(yè)計劃時應(yīng)考慮系統(tǒng)資源約束，提前期是作業(yè)計劃的結(jié)果，而不是預(yù)先設(shè)定值 。 OPT 的計劃與控制─ DBR系統(tǒng) OPT 的計劃與控制是通過 DBR 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。即 D 元素 “鼓 (Drum)”、 B 元素 “緩沖器 (Buffer)”和 R 元素 “繩子 (Rope)”系統(tǒng)。 （ 1） D 元素 “鼓 (Drum)” “鼓 ”是一個企業(yè)運(yùn)行 OPT 的開端，即識別一個企業(yè)的瓶頸所在。瓶頸控制著系統(tǒng)生產(chǎn)的節(jié)奏 ─“鼓點(diǎn) ”，系統(tǒng)以瓶頸資源的生產(chǎn)節(jié)奏為依據(jù)，制定作業(yè)計劃。從計劃和控制的角度來看， “鼓 ”反映了系統(tǒng)對約束資源的 利用。對瓶頸資源應(yīng)編制詳細(xì)的生產(chǎn)作業(yè)計劃，以保證對瓶頸資源的充分合理的利用。 （ 2） B 元素 “緩沖器 (Buffer)” “緩沖器 ”又稱 “緩沖 ”。對瓶頸資源設(shè)置緩沖保護(hù)，目的是保護(hù)瓶頸資源的作業(yè)時不因其上游環(huán)節(jié)的生產(chǎn)故障波動而受影響，從而確保整個生產(chǎn)系統(tǒng)獲得得到最大的產(chǎn)出。緩沖大小以瓶頸上的加工時長作為計量單位。 在設(shè)置緩沖時一般要考慮以下幾個問題： 要保證瓶頸資源上的工件在加工過程中不致因?yàn)樵谥破飞俣霈F(xiàn)待工；應(yīng)充分考慮加工過程中可能出現(xiàn)的波動，如瓶頸上的實(shí)際產(chǎn)出率比原來估計的要快，或者瓶頸前的加工工序的產(chǎn)出 率比原來估計的要慢，或者出現(xiàn)次品、設(shè)備故障等； （ 3） R 元素 “繩子 (Rope)” “繩子 ”是一種控制機(jī)制，作用是使生產(chǎn)系統(tǒng)所有環(huán)節(jié)都按照瓶頸資源的節(jié)拍工作。同時， “繩子 ”還控制著企業(yè)物料的進(jìn)入，防止非瓶頸資源生產(chǎn)多余的在制品，保證投入生產(chǎn)系統(tǒng)的物料恰好滿足瓶頸資源的需要。 通過 “繩子 ”系統(tǒng)的控制，使得非瓶頸設(shè)備均衡生產(chǎn)，減少加工批量和運(yùn)輸批量，達(dá)到減少提前期以及在制品庫存的目的，而同時又不會使瓶頸停工待料。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。 11 JIT 系統(tǒng)分析 JIT 理論概述 準(zhǔn)時生產(chǎn)（ Just In Time， JIT）理論起源于日本，根植于重復(fù)性生產(chǎn)方式。 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)。它是一種由市場需求牽引的 “拉式 (Pull)”生產(chǎn)系統(tǒng)。利用看板傳送命令信息，控制生產(chǎn)。 JIT 的基本思想可概括為 “只在需要的時候，按需要的量生產(chǎn)所需的產(chǎn)品 ”。 JIT 強(qiáng)調(diào)需求牽引、相互合作以及消除浪費(fèi)和減少成本，注重現(xiàn)場改善。JIT 的目標(biāo)是消除浪費(fèi) ，使管理流程化；對于生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題能夠快速反應(yīng)，及時解決；各生產(chǎn)工序要均衡、同步；追求零庫存與柔性生產(chǎn)；在整個生產(chǎn)過程中推行全面質(zhì)量管理，實(shí)現(xiàn)零缺陷。 JIT 一般不設(shè)在制品庫存，只在需求到達(dá)時才供應(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。 JIT 通過不斷消除浪費(fèi)，使庫存達(dá)到最小或無庫存來持續(xù)改善系統(tǒng)。 JIT 排產(chǎn)方法分析 JIT 采取 “拉式 ”的倒排法來編制生產(chǎn)計劃，可以最大程度地保證企業(yè)能夠準(zhǔn)時供貨，具體的作法是：將生產(chǎn)計劃下達(dá)到最后一個工序，根據(jù)訂單的要求確定出 最后這道工序的最晚計劃結(jié)束時間，根據(jù)最后工序的加工時間和準(zhǔn)備時間，向前倒推，得出本工序的計劃開工時間，也就是前一道工序的計劃結(jié)束時間；如此計算，直到該任務(wù)的第一道工序安排完畢，得到車間任務(wù)的計劃最晚開工時間。由于 JIT 完全按訂單生產(chǎn)，不必依賴于需求預(yù)測。這樣， JIT 的主生產(chǎn)計劃就不會有在執(zhí)行過程中需要不斷修改的問題，系統(tǒng)對需求變化的適應(yīng)能力也比較強(qiáng)。在 JIT 生產(chǎn)方式中，計劃部門只對除最后一道工序以外的其他工序出示每月大致要生產(chǎn)品種和數(shù)量計劃，作為其安排作業(yè)的一個參考基準(zhǔn)。而日生產(chǎn)指令只下達(dá)到最后一道工序或總 裝配線，其余各道工序的作業(yè)現(xiàn)場沒有任何生產(chǎn)計劃表，其需要生產(chǎn)的品種與數(shù)量是由后一道工序在需要的時候依次向前一道工序傳遞的看板中指定。由于實(shí)際生產(chǎn)中生產(chǎn)進(jìn)度與計劃存在偏差，月生產(chǎn)量的不均衡以及日生產(chǎn)計劃的修改都必須通過看板來進(jìn)行微調(diào)。同時，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策。 JIT 生產(chǎn)方式降低了在制品庫存，由于各工序只生產(chǎn)后道工序所需的物料，避免了 12 不必要的生產(chǎn)，減少了庫存。各工序間密切協(xié)作，加快了現(xiàn)場問題的反饋，以利于生產(chǎn)的及時改善。 JIT 生產(chǎn)計劃流 程如圖 所示。 圖 JIT生產(chǎn)計劃流程 MRPⅡ系統(tǒng)分析 MRPⅡ理論概述 制造資源計劃（ MRPⅡ ）起源于美國，根植于批量生產(chǎn)方式。是二十世紀(jì)八十年代在物料需求計劃 (MRP)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它是一種廣泛的資源協(xié)調(diào)系統(tǒng)，不僅僅涉及到物料，而且涉及生產(chǎn)能力和企業(yè)內(nèi)部的一切制造資源。作為一種先進(jìn)的生產(chǎn)管理思想，被廣泛應(yīng)用于大批量生產(chǎn)以及多品種，中小批量的生產(chǎn)。 MRPⅡ 的基本思想是把企業(yè)作為一個有機(jī)整體，從整體最優(yōu)的角度出發(fā)，通過運(yùn)用科學(xué)方法對企業(yè) 各種制造資源和產(chǎn)、供、銷、財各個環(huán)節(jié)進(jìn)行有效地計劃、組織和控制，使他們得以協(xié)調(diào)發(fā)展，并充分地發(fā)揮作用。 MRPⅡ 強(qiáng)調(diào)制定周密的計劃、資源的合理利用以及物料需求規(guī)劃和計算機(jī)系統(tǒng)的整合。 MRPⅡ 系統(tǒng)的生產(chǎn)經(jīng)營活動全部圍繞計劃展開，通過預(yù)先設(shè)定提前期，以無限能力排產(chǎn)法編制生產(chǎn)計劃，用盡可能周密的計劃集中安排各環(huán)節(jié)生產(chǎn)加工，以應(yīng)對生產(chǎn)的不 13 確定性。同時設(shè)置各級庫存，對庫存施行明細(xì)化，準(zhǔn)確化管理。在生產(chǎn)過程中通過 “加工 發(fā)現(xiàn)問題 解決問題 再加工 ”的循環(huán)過程持續(xù)改進(jìn)系統(tǒng)。 MRPⅡ 排產(chǎn)方法分析 MRPⅡ 一 般分為生產(chǎn)控制 (計劃、制造 )、物流管理 (分銷、采購、庫存管理 )，財務(wù)管理 (帳務(wù)、成本、資金 )三大子系統(tǒng)。生產(chǎn)控制子系統(tǒng)將按照預(yù)測的銷售前景，并考慮銷售單的實(shí)際情況來編制生產(chǎn)大綱；再按主生產(chǎn)計劃的排程，編制物料需求計劃，據(jù)此采購原材料和零件，并安排部件生產(chǎn)，以期在制品、原材料及成品控制在最優(yōu)水平上。此外，根據(jù)物料需求計劃的結(jié)果來核算能力，調(diào)整主生產(chǎn)計劃，盡量維持生產(chǎn)平衡。生產(chǎn)線 (車間管理或重復(fù)生產(chǎn) )的信息反饋也可以與財務(wù)系統(tǒng)、物流管理系統(tǒng)集成。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 ，并能自動將信息轉(zhuǎn)達(dá)到財務(wù)部門和其他有關(guān)部門。財務(wù)管理系統(tǒng)除對各往來帳目和日常發(fā)生的貨幣支付帳目進(jìn)行處理外，根據(jù)銷售部門的銷售單或發(fā)票、采購單、庫存資金還能夠向管理人員提供目前庫存資金占用情況和企業(yè)運(yùn)營情況。 （ 1） 生產(chǎn)規(guī)劃 生產(chǎn)規(guī)劃主要是確定企業(yè)的長期戰(zhàn)略目標(biāo)和策略、協(xié)調(diào)市場需求與企業(yè)制造能力間的差距，充分考慮市場預(yù)測、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)品在計劃期內(nèi)的各年月份的產(chǎn)量及匯總量。 （ 2） 主生產(chǎn)計劃 MRPⅡ 的主生產(chǎn)計劃（ MPS）是一個綜合性計劃，主要確定最終產(chǎn)品的出產(chǎn)時間和出 產(chǎn)數(shù)量。產(chǎn)品的需求量可以通過用戶訂單和需求預(yù)測得到。主生產(chǎn)計劃在確定時，需要多種輸入，如財務(wù)計劃、消費(fèi)需求、設(shè)備能力、勞動生產(chǎn)率、庫存動態(tài)、供應(yīng)商狀態(tài)以及其它條件。主生產(chǎn)計劃的對象是最終產(chǎn)品，主要指按獨(dú)立需求處理的產(chǎn)成品。它可以是一件完整的產(chǎn)品，也可以是一個完整的部件，甚至是零件。 主生產(chǎn)計劃 MPS 主要說明企業(yè)計劃在各時間周期內(nèi)制造的獨(dú)立需求型產(chǎn)品的數(shù)量及最終項(xiàng)目。它是對生產(chǎn)計劃大綱的細(xì)化，用于協(xié)調(diào)生產(chǎn)需求與可用資源問的差距，起著從宏觀計劃向微觀計劃過渡的作用。 （ 3） 物料清單與物料需求計劃 物料需求計劃 MRP 是對主生產(chǎn)計劃 MPS 的展開與細(xì)化。它是 MRPⅡ 系統(tǒng)的核心和系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵；物料清單 BOM 則是 MRP 將生產(chǎn)計劃展開的基礎(chǔ)。 MRP 計劃的關(guān) 14 鍵是將傳統(tǒng)的按產(chǎn)品組織生產(chǎn)的方式變?yōu)榘戳慵M織生產(chǎn)的方式，其對象是相關(guān)需求類型的物料，即零部件。 MRP 的主要作用是依據(jù) MPS