【文章內(nèi)容簡(jiǎn)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(jì)劃與控制的分析與設(shè)計(jì)，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(shí)刻表： Optimized Production Timetables，后指最優(yōu)生產(chǎn)技術(shù)： Optimized Production Technology）發(fā)展而來(lái)。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(gè)持續(xù)改善的過(guò)程 ”。 TOC 認(rèn)為企業(yè)的目標(biāo)只有一個(gè)，那就是賺錢(qián)。每一個(gè)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(gè)系統(tǒng)，強(qiáng)調(diào)對(duì)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(jì)劃 (Master production scheduling， MPS)，用瓶頸資源的生產(chǎn)節(jié)奏來(lái)推動(dòng)整個(gè)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(shí)交貨等目標(biāo)。瓶頸前通過(guò)設(shè)置大小合 適的緩沖以應(yīng)對(duì)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(kù)存，而同時(shí)又不使瓶頸停工待料。 TOC 通過(guò)生產(chǎn)改善 “五步法 ”來(lái)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(dòng)。 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(chǎng)波動(dòng)這個(gè)前提下追求物流平衡。所謂物流平衡就是使各個(gè)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(guò)瓶頸的產(chǎn)品量決定的，即瓶頸制約著產(chǎn)銷(xiāo)率。而追求非瓶頸資源的充分利用不僅不能提高產(chǎn)銷(xiāo)率，而且會(huì)使庫(kù)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(duì)瓶頸環(huán)節(jié)加以保護(hù)，可保證不因上游工序的問(wèn)題而影響它滿(mǎn)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(duì)生產(chǎn)物流有 9 相當(dāng)?shù)挠绊?。從平衡物流的角度出發(fā)，應(yīng)允許在非關(guān)鍵資源上安排適當(dāng)?shù)拈e置時(shí)間。 原則 4： 瓶頸 上一個(gè)小時(shí)的損失則是整個(gè)系統(tǒng)的一個(gè)小時(shí)的損失 。 生產(chǎn)時(shí)間包括調(diào)整準(zhǔn)備時(shí)間和加工時(shí)間，但是，在瓶頸資源與非瓶頸資源上的調(diào)整準(zhǔn)備時(shí)間的意義是不同的。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。 原則 5： 非瓶頸資源節(jié)省的一個(gè)小時(shí)無(wú)益于增加系統(tǒng)產(chǎn)銷(xiāo)率 。 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。節(jié)約一個(gè)小時(shí)的生產(chǎn)時(shí)間，將增加一個(gè)小時(shí)的閑置時(shí)間，而并不能增加系統(tǒng)產(chǎn)銷(xiāo)率。當(dāng)然，如果節(jié)約了一個(gè)小時(shí)的生產(chǎn)時(shí)間，可以減少加工批 量，加大批次，以降低在制品庫(kù)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(kù)存和產(chǎn)銷(xiāo)率 。 產(chǎn)銷(xiāo)率指的是單位時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)出來(lái)并銷(xiāo)售出去的產(chǎn)品所創(chuàng)造的利潤(rùn)額。產(chǎn)銷(xiāo)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。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(xiāo)率也受到限制；若企業(yè)所有的資源都能維持高于市場(chǎng)需求的能力，則市場(chǎng)需求就成了瓶頸，這時(shí)，即使企業(yè)能多生產(chǎn)，但由于市場(chǎng)承受能力不足，產(chǎn)銷(xiāo)率也不能增加由于 瓶頸控制了產(chǎn)銷(xiāo)率，所以企業(yè)的非瓶頸應(yīng)與瓶頸同步，它們的庫(kù)存水平只要能維持瓶頸上的物流連續(xù)穩(wěn)定即可，過(guò)多的庫(kù)存只是浪費(fèi)。因此瓶頸就相應(yīng)地控制了庫(kù)存。 原則 7： 轉(zhuǎn)運(yùn)批量可以不等于（在許多時(shí)候應(yīng)該不等于）加工批量 。 車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)的計(jì)劃與控制的一個(gè)重要方面就是批量的確定，它影響到企業(yè)的庫(kù)存和產(chǎn)銷(xiāo)率。 OPT 把在制品庫(kù)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(guò)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(kù)存 (減少資金積壓 和在制品庫(kù)存費(fèi)用 )；確定轉(zhuǎn)運(yùn)批量要考慮提高生產(chǎn)過(guò)程的連續(xù)性、平衡性，減少工序間的等待時(shí)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(xiāo)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(kù)存費(fèi)用和加工費(fèi)用，在制品庫(kù)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(lái)考慮的，而加工批量則是從資源類(lèi)型的 10 角度來(lái)考慮的。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。 原則 9： 編排作業(yè)計(jì)劃時(shí)應(yīng)考慮系統(tǒng)資源約束，提前期是作業(yè)計(jì)劃的結(jié)果，而不是預(yù)先設(shè)定值 。 OPT 的計(jì)劃與控制─ DBR系統(tǒng) OPT 的計(jì)劃與控制是通過(guò) 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(gè)企業(yè)運(yùn)行 OPT 的開(kāi)端，即識(shí)別一個(gè)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(jì)劃。從計(jì)劃和控制的角度來(lái)看， “鼓 ”反映了系統(tǒng)對(duì)約束資源的 利用。對(duì)瓶頸資源應(yīng)編制詳細(xì)的生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃，以保證對(duì)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(chēng) “緩沖 ”。對(duì)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(shí)不因其上游環(huán)節(jié)的生產(chǎn)故障波動(dòng)而受影響，從而確保整個(gè)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(shí)長(zhǎng)作為計(jì)量單位。 在設(shè)置緩沖時(shí)一般要考慮以下幾個(gè)問(wèn)題： 要保證瓶頸資源上的工件在加工過(guò)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(guò)程中可能出現(xiàn)的波動(dòng)，如瓶頸上的實(shí)際產(chǎn)出率比原來(lái)估計(jì)的要快，或者瓶頸前的加工工序的產(chǎn)出 率比原來(lái)估計(jì)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(shí)， “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(mǎn)足瓶頸資源的需要。 通過(guò) “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(kù)存的目的，而同時(shí)又不會(huì)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(huì)造成混亂，造成在制品庫(kù)存過(guò)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(shí)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(chē)公司首先采用的系統(tǒng)，又稱(chēng)為看板生產(chǎn)或精益生產(chǎn)。它是一種由市場(chǎng)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(shí)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(chǎng)改善。JIT 的目標(biāo)是消除浪費(fèi) ，使管理流程化；對(duì)于生產(chǎn)中出現(xiàn)的問(wèn)題能夠快速反應(yīng)，及時(shí)解決；各生產(chǎn)工序要均衡、同步；追求零庫(kù)存與柔性生產(chǎn)；在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)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(kù)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(kù)存。 JIT 通過(guò)不斷消除浪費(fèi)，使庫(kù)存達(dá)到最小或無(wú)庫(kù)存來(lái)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(lái)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(kāi)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(chē)間任務(wù)的計(jì)劃最晚開(kāi)工時(shí)間。由于 JIT 完全按訂單生產(chǎn)，不必依賴(lài)于需求預(yù)測(cè)。這樣， JIT 的主生產(chǎn)計(jì)劃就不會(huì)有在執(zhí)行過(guò)程中需要不斷修改的問(wèn)題，系統(tǒng)對(duì)需求變化的適應(yīng)能力也比較強(qiáng)。在 JIT 生產(chǎn)方式中，計(jì)劃部門(mén)只對(duì)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(jì)劃，作為其安排作業(yè)的一個(gè)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(chǎng)沒(méi)有任何生產(chǎn)計(jì)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(shí)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(jì)劃存在偏差，月生產(chǎn)量的不均衡以及日生產(chǎn)計(jì)劃的修改都必須通過(guò)看板來(lái)進(jìn)行微調(diào)。同時(shí)，通過(guò)不斷減少看板的數(shù)量來(lái)減少在制品庫(kù)存，發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)中存在的問(wèn)題，使其暴露，從而立即采取改善對(duì)策。 JIT 生產(chǎn)方式降低了在制品庫(kù)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(kù)存。各工序間密切協(xié)作，加快了現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題的反饋，以利于生產(chǎn)的及時(shí)改善。 JIT 生產(chǎn)計(jì)劃流 程如圖 所示。 圖 JIT生產(chǎn)計(jì)劃流程 MRPⅡ系統(tǒng)分析 MRPⅡ理論概述 制造資源計(jì)劃（ MRPⅡ ）起源于美國(guó)，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(jì)劃 (MRP)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)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(gè)有機(jī)整體，從整體最優(yōu)的角度出發(fā)，通過(guò)運(yùn)用科學(xué)方法對(duì)企業(yè) 各種制造資源和產(chǎn)、供、銷(xiāo)、財(cái)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行有效地計(jì)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(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。 MRPⅡ 系統(tǒng)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)全部圍繞計(jì)劃展開(kāi)，通過(guò)預(yù)先設(shè)定提前期，以無(wú)限能力排產(chǎn)法編制生產(chǎn)計(jì)劃，用盡可能周密的計(jì)劃集中安排各環(huán)節(jié)生產(chǎn)加工，以應(yīng)對(duì)生產(chǎn)的不 13 確定性。同時(shí)設(shè)置各級(jí)庫(kù)存，對(duì)庫(kù)存施行明細(xì)化，準(zhǔn)確化管理。在生產(chǎn)過(guò)程中通過(guò) “加工 發(fā)現(xiàn)問(wèn)題 解決問(wèn)題 再加工 ”的循環(huán)過(guò)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(jì)劃、制造 )、物流管理 (分銷(xiāo)、采購(gòu)、庫(kù)存管理 )，財(cái)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(cè)的銷(xiāo)售前景，并考慮銷(xiāo)售單的實(shí)際情況來(lái)編制生產(chǎn)大綱；再按主生產(chǎn)計(jì)劃的排程，編制物料需求計(jì)劃，據(jù)此采購(gòu)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(jì)劃的結(jié)果來(lái)核算能力，調(diào)整主生產(chǎn)計(jì)劃，盡量維持生產(chǎn)平衡。生產(chǎn)線 (車(chē)間管理或重復(fù)生產(chǎn) )的信息反饋也可以與財(cái)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(xiāo)部門(mén)和庫(kù)房管理部門(mén)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(mén)和其他有關(guān)部門(mén)。財(cái)務(wù)管理系統(tǒng)除對(duì)各往來(lái)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(xiāo)售部門(mén)的銷(xiāo)售單或發(fā)票、采購(gòu)單、庫(kù)存資金還能夠向管理人員提供目前庫(kù)存資金占用情況和企業(yè)運(yùn)營(yíng)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(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(kù)存水平等信息，規(guī)定企業(yè)各類(lèi)產(chǎn)品在計(jì)劃期內(nèi)的各年月份的產(chǎn)量及匯總量。 （ 2） 主生產(chǎn)計(jì)劃 MRPⅡ 的主生產(chǎn)計(jì)劃（ MPS）是一個(gè)綜合性計(jì)劃，主要確定最終產(chǎn)品的出產(chǎn)時(shí)間和出 產(chǎn)數(shù)量。產(chǎn)品的需求量可以通過(guò)用戶(hù)訂單和需求預(yù)測(cè)得到。主生產(chǎn)計(jì)劃在確定時(shí)，需要多種輸入，如財(cái)務(wù)計(jì)劃、消費(fèi)需求、設(shè)備能力、勞動(dòng)生產(chǎn)率、庫(kù)存動(dòng)態(tài)、供應(yīng)商狀態(tài)以及其它條件。主生產(chǎn)計(jì)劃的對(duì)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(gè)完整的部件，甚至是零件。 主生產(chǎn)計(jì)劃 MPS 主要說(shuō)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。它是對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃大綱的細(xì)化，用于協(xié)調(diào)生產(chǎn)需求與可用資源問(wèn)的差距，起著從宏觀計(jì)劃向微觀計(jì)劃過(guò)渡的作用。 （ 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(kāi)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(jì)劃展開(kāi)的基礎(chǔ)。 MRP 計(jì)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(duì)象是相關(guān)需求類(lèi)型的物料，即零部件。 MRP 的主要作用是依據(jù) MPS