【正文】 的大小，若波動(dòng)因素變小，則可縮短其長度。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。除了根據(jù)經(jīng)驗(yàn)估計(jì)各類緩沖區(qū)的大小外，目前尚無有效的方法來確定緩沖區(qū)大小。 瓶頸資源放大 企業(yè)通過總成本最小化使瓶頸資源隨之放大，也就是把薄弱的環(huán)節(jié)（瓶頸資源）使其半徑變大。TOC的基本原則之一是追求物流的平衡，而非生產(chǎn)能力的平衡。因?yàn)樯a(chǎn)能力的平衡是不可能實(shí)現(xiàn)的，因此，必須要在市場波動(dòng)這個(gè)前提下追求物流的平衡。所謂的物流平衡就是指各個(gè)工序都與瓶頸環(huán)節(jié)同步，以達(dá)到生產(chǎn)周期最短、在制品最少的目的。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TOC中，規(guī)定運(yùn)輸批量可以不等于加工批量。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)。運(yùn)輸批量是生產(chǎn)過程中不同工序之間的在制品轉(zhuǎn)移和搬運(yùn)量，它與生產(chǎn)系統(tǒng)的調(diào)整準(zhǔn)備無關(guān)。確定加工批量的大小應(yīng)考慮在制品的庫存水平和設(shè)備的調(diào)整準(zhǔn)備成本等，而運(yùn)輸批量的確定則應(yīng)考慮提高生產(chǎn)過程的平行性、連續(xù)性，減少工序間的等待時(shí)間和減少運(yùn)輸工作量與運(yùn)輸費(fèi)用等因素，因此兩者考慮的出發(fā)點(diǎn)不同，結(jié)果也會(huì)不同。一般地，瓶頸處的加工批量要比非瓶頸資源的加工批量大，以減少瓶頸設(shè)備的調(diào)整準(zhǔn)備時(shí)間和費(fèi)用，最大限度的利用瓶頸資源的生產(chǎn)能力，非瓶頸資源的加工批量要小，可降低在制品庫存水平，減少庫存成本。因此，即使是同一種產(chǎn)品在瓶頸資源和非瓶頸資源處的加工批量也會(huì)不同，同樣，運(yùn)輸批量也可能不同。為了節(jié)省論文基于TOC的瓶頸作業(yè)計(jì)劃與控制方法研究本，提高瓶頸資源的產(chǎn)出率，我們就需要確定基于瓶頸能力的加工批量和運(yùn)輸批量。我們?cè)噲D以總成本最小化為目標(biāo)，確定了各工序上最優(yōu)的加工批量與運(yùn)輸批。其中，總成本由生產(chǎn)加工費(fèi)用、運(yùn)輸費(fèi)用、庫存費(fèi)用、設(shè)備調(diào)整費(fèi)用等幾部分成為了方便確定加工批量和運(yùn)輸批量，我們將時(shí)間緩沖量轉(zhuǎn)化為虛擬的“緩沖庫量”，即緩沖時(shí)間段內(nèi)生產(chǎn)的在制品量，并將生產(chǎn)系統(tǒng)分為瓶頸前、瓶頸和瓶頸后三段主要工序。在DBR生產(chǎn)計(jì)劃與控制方法中，瓶頸工序之前采用“拉動(dòng)式”的生產(chǎn)方式，頸工序之后采用“推動(dòng)式”生產(chǎn)方式。因此可設(shè)瓶頸后工序上的加工批量和相鄰序之間的運(yùn)輸批量均等于瓶頸上的加工批量，且系統(tǒng)中的“虛擬緩沖庫存量”均用一個(gè)加工批量和一個(gè)運(yùn)輸批量完成。設(shè) ：訂貨量； ：瓶頸前的加工批量；Q：瓶頸前的運(yùn)輸批量；=rQ，r為運(yùn)輸批次，通常要求加工批量為運(yùn)輸批的整數(shù)倍，即r為整數(shù)；：瓶頸以及瓶頸后的加工批量，也等于運(yùn)輸批量Q2=Q；BU：虛擬緩沖庫存量，且BSCM=BUtp1；令tp1，tp2，tp3分別為瓶頸前、瓶頸、瓶頸后單位產(chǎn)品的加工時(shí)間；，分別為瓶頸前和瓶頸后每個(gè)運(yùn)輸批量的運(yùn)輸時(shí)間；且單位產(chǎn)品的加工時(shí)要大于每批量的運(yùn)輸時(shí)間；Cp：每件產(chǎn)品的加工費(fèi)用；，分別表示瓶頸前、后的單位運(yùn)輸費(fèi)用；C：單位產(chǎn)品單位時(shí)間的庫存占用費(fèi)用；，分別為瓶頸前，瓶頸和瓶頸后設(shè)備每次的調(diào)整準(zhǔn)備費(fèi)用；Ep：加工費(fèi)用；Et：運(yùn)輸費(fèi)用(與運(yùn)輸次數(shù)有關(guān))；EI：庫存費(fèi)用；據(jù)上述假設(shè)，可得加工費(fèi)用 ()運(yùn)輸費(fèi)用 ()庫存費(fèi)用 ()設(shè)備調(diào)整準(zhǔn)備費(fèi)用 ()于是，總費(fèi)用E總= ()將q=Q1/r代入上式，令得到瓶頸前的加工批量 ()令于是瓶頸、瓶頸后的加工批量和運(yùn)輸批量 （）令得到 （） 瓶頸前的運(yùn)輸批次 （）瓶頸前的運(yùn)輸批量 （） 利用上面的結(jié)論，我們還可以得到：瓶頸前的生產(chǎn)批次為 （）瓶頸以及瓶頸后的生產(chǎn)批次為 （）從上面的分析來看，加工批量與運(yùn)輸批量受多種因素影響，其中，庫存成本與備的調(diào)整準(zhǔn)備費(fèi)用是影響批量的重要因素。為了降低在制品庫存，我們有很好的解決方法，記錄工序?qū)ξ锪系男枨笮畔?，使其在工序之間傳遞。游工序只有在接到下游工序的需求信息時(shí)才準(zhǔn)時(shí)按需提供物料，使工序之間的生更加順暢。設(shè)備的調(diào)整準(zhǔn)備費(fèi)用與設(shè)備調(diào)整的次數(shù)與時(shí)間等因素有關(guān)，但從另一種角度考，當(dāng)設(shè)備每次的調(diào)整準(zhǔn)備時(shí)間被壓縮到非常短時(shí)，調(diào)整次數(shù)這一因素便會(huì)顯得不那么重要。我們假定經(jīng)過一系列的改進(jìn)措施后，設(shè)備的調(diào)整準(zhǔn)備時(shí)間比之前縮短了100(1－α)%，之前設(shè)備的調(diào)整準(zhǔn)備時(shí)間為S，則新的調(diào)整準(zhǔn)備時(shí)間為S’=αS。多產(chǎn)品加工模式下，根據(jù)前面基于總成本最小化確定的產(chǎn)品i在瓶頸資源上的最優(yōu)加工批量公式， R’i/Ri=α ()即瓶頸上產(chǎn)品的加工批量變?yōu)樵瓉淼摩帘?。則單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)品i在瓶頸處的調(diào)整次數(shù)變?yōu)? (Q*/R’i)/(Q*/Ri)=Ri/R’i=1/α ()產(chǎn)品i在瓶頸資源上的批量加工時(shí)間為設(shè)備調(diào)整準(zhǔn)備時(shí)間和機(jī)器加工時(shí)間之和，假設(shè)單位產(chǎn)品的加工時(shí)間t保持不變，則批量加工時(shí)間的變化為: α又因?yàn)镺a1，從上面的公式中可以看出，如果減少設(shè)備的調(diào)整準(zhǔn)備時(shí)間，瓶頸資源上的產(chǎn)品加工批量減小為原來的α，因此可以增加企業(yè)的投產(chǎn)品種，從而提高生產(chǎn)系統(tǒng)的柔性。同時(shí)減少了產(chǎn)品加工時(shí)間，縮短了生產(chǎn)提前期。通過準(zhǔn)備時(shí)間的減少，總的單位可變加工時(shí)間并不變。總調(diào)整準(zhǔn)備時(shí)間的減少相當(dāng)于系統(tǒng)產(chǎn)能的增加，從而瓶頸資源相對(duì)以前來說變得更大了，因此，我們可以在不增加機(jī)器設(shè)備的情況下生產(chǎn)更多的產(chǎn)品?？s短設(shè)備調(diào)整準(zhǔn)備時(shí)間，也是實(shí)現(xiàn)均衡化生產(chǎn)最關(guān)鍵的一點(diǎn)。 瓶頸資源和非瓶頸資源的排產(chǎn)（1）瓶頸資源排產(chǎn)確定好瓶頸緩沖、裝配緩沖和出貨緩沖的大小后，下一步就是確定瓶頸工序上的詳細(xì)的作業(yè)計(jì)劃。編制瓶頸資源上的詳細(xì)作業(yè)計(jì)劃，由于各個(gè)作業(yè)的流程不同，其在瓶頸資源后的流程時(shí)間也就長短不一，且由于緩沖的緣故，使得有時(shí)會(huì)遇到對(duì)瓶頸資源爭用的問題。瓶頸資源需要在同一個(gè)時(shí)間段內(nèi)加工多種產(chǎn)品，從而產(chǎn)生沖突。因此需要解決不同任務(wù)爭用瓶頸資源的問題，也就是要解決相互沖突的任務(wù)之間的排序問題。從而需要決定采用怎樣的方法來確定相互沖突的任務(wù)之間的先后順序。確定各個(gè)訂單在瓶頸上的加工次序常用的方法有以下幾種方法：FIFO(First In First Out)依工件到達(dá)工作站的先后順序決定，最早到達(dá)者優(yōu)先進(jìn)行加工；EDD(Earliest DueDate)選擇交貨日期越早者，越優(yōu)先加工；SPTF(Shortest Processing Time First)工件的加工時(shí)間越短者優(yōu)先處理；SLACK(Minimum Slack Time)交貨日期與現(xiàn)在時(shí)間的差值減去剩余總加工時(shí)間，相較最小者優(yōu)先處理；CR(Critical Ratio)交貨日期減去現(xiàn)在時(shí)間的差值除以剩余總加工時(shí)間，所求得之值越小者越優(yōu)先處理；SR(Shortest Remaining Processing Time)未完工作業(yè)時(shí)間加總越短者，越優(yōu)先處理；LR(Longest Remaining Processing Time)未完工作業(yè)時(shí)聞加總越長著。越優(yōu)先處理；RANDOM(Random)利用隨機(jī)數(shù)選取優(yōu)先加工的作業(yè)；FOPR(Fewest Operation Remaining)未完成作業(yè)個(gè)數(shù)越少者，越優(yōu)先處理；MOPNR(Most Operation Remaining)未完成作業(yè)個(gè)數(shù)越多者，越優(yōu)先處理。瓶頸資源加工次序采用何種方法，需要企業(yè)要根據(jù)生產(chǎn)中的實(shí)際情況來選擇不同的排序法則來排定各個(gè)訂單在瓶頸工序上的作業(yè)順序。（2）非瓶頸資源的排產(chǎn)根據(jù)TOC，非瓶頸資源只要能配合瓶頸資源的生產(chǎn)即可。瓶頸資源之后的工序采用右推進(jìn)行排程，即采用推式的生產(chǎn)方式，排序法則一般采用先到先服務(wù)的原則(First In， First Service；FIFS)。瓶頸資源之前的工序采用拉式的生產(chǎn)方式，就是以該項(xiàng)作業(yè)在瓶頸資源的開始時(shí)間來設(shè)定瓶頸資源前道工序的完工時(shí)間，從而得到各個(gè)作業(yè)在不同工序的投料時(shí)間。具體的做法是在給出瓶頸資源的作業(yè)計(jì)劃后，將訂單的瓶頸資源的作業(yè)開始時(shí)間減去訂單的瓶頸緩沖時(shí)間，即得到訂單的投料時(shí)間。同樣的，將訂單的瓶頸作業(yè)的開始時(shí)間減去訂單的裝配緩沖時(shí)間，可得到訂單的裝配投料時(shí)間。這個(gè)步驟主要是使非瓶頸資源全力配合瓶頸資源的作業(yè)計(jì)劃，使用時(shí)間緩沖來控制投料節(jié)奏，也就是通過繩子機(jī)制來控制瓶頸工序之前的工序的物料投放，使在制品庫存減少到合適的程度，在需要的時(shí)間提供正確數(shù)量的正確物料。在實(shí)際的生產(chǎn)過程中通過對(duì)現(xiàn)場的管理、人員的調(diào)度來保障計(jì)劃的執(zhí)行，然后再通過實(shí)際反饋的數(shù)據(jù)來更新企業(yè)的基礎(chǔ)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)和對(duì)緩沖的設(shè)定。由于緩沖長度多由經(jīng)驗(yàn)估計(jì)決定，造成各作業(yè)到達(dá)順序不同于瓶頸資源的需求，或由于生產(chǎn)人員調(diào)整、設(shè)備故障等不確定因素影響到作業(yè)的連續(xù)性，造成一段時(shí)間內(nèi)，非瓶頸資源的生產(chǎn)無法順利配合瓶頸資源的生產(chǎn)。鑒于以上情況，Schragenheim和Ronen提出了緩沖管理方法(Buffer Management，BM)來進(jìn)行生產(chǎn)控制，有助于執(zhí)行正確的生產(chǎn)活動(dòng)，確保系統(tǒng)績效的最大化實(shí)現(xiàn)。緩沖管理的作用:可以對(duì)破壞計(jì)劃的重大異常情況做出預(yù)警；控制生產(chǎn)周期時(shí)間；找出最弱的區(qū)域并優(yōu)先加以改進(jìn)。借助緩沖管理，可掌握生產(chǎn)過程中瓶頸資源與非瓶頸資源的實(shí)際情況。在緩沖管理中，將時(shí)間緩沖分為三個(gè)區(qū):趕工區(qū)、警示區(qū)與忽略區(qū)。在生產(chǎn)過程中，對(duì)于應(yīng)該到達(dá)而未到的訂單，會(huì)在這三個(gè)區(qū)形成“空洞”，若空洞發(fā)生在趕工區(qū)，管理人員必須立即采取措施，如增加人員或跟催瓶頸前的加工作業(yè)，以防止瓶頸設(shè)備的生產(chǎn)安排因此受到破壞。若空洞出現(xiàn)在警示區(qū)，生產(chǎn)管理人員也必須加以關(guān)注，以避免該訂單無法如期到達(dá)瓶頸設(shè)備。若空洞出現(xiàn)在忽略區(qū)，表示緩沖時(shí)間較富裕，不會(huì)發(fā)生遲到情況，不必理會(huì)。盡管緩沖管理是可行的和有效的，但是不太嚴(yán)格，KuoJung則給出了緩沖管理的一般步驟，更嚴(yán)格地定義了監(jiān)控范圍以及對(duì)緩沖的調(diào)整。 排產(chǎn)模型 訂單排序問題分析訂貨型企業(yè)是一類按客戶訂單來安排生產(chǎn)的企業(yè)，在這類企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)作中，要決策的首要問題是：在某一計(jì)劃期內(nèi)，當(dāng)接到一批客戶訂單后，首先確定訂單生產(chǎn)的先后順序，然后才是生產(chǎn)部門基于訂單的生產(chǎn)順序來具體安排產(chǎn)品的生產(chǎn)。訂單的生產(chǎn)順序一般按照訂單到達(dá)的先后，但企業(yè)的不同職能部門往往又有自己的要求。例如，銷售部門往往要求按客戶的重要性和交貨期要求來安排訂單生產(chǎn)順序；財(cái)務(wù)部門則要求按訂單收入或訂單利潤的大小來安排；生產(chǎn)部門則希望能盡可能滿足生產(chǎn)均衡的要求，等等。對(duì)于整個(gè)企業(yè)而言，需考慮企業(yè)的生產(chǎn)如何在滿足客戶需求的情況下獲取最大效益問題。因而，安排作業(yè)時(shí)，往往就需要按照有利于提高企業(yè)總體效益和增強(qiáng)企業(yè)競爭力的目標(biāo)來安排生產(chǎn)。為此，需要研究以下兩個(gè)問題：（1）如何以企業(yè)產(chǎn)出最大化為目標(biāo)，確定訂單生產(chǎn)優(yōu)先級(jí)準(zhǔn)則；（2）在確定訂單優(yōu)先級(jí)準(zhǔn)則后，采用怎樣的訂單排序方法安排生產(chǎn)。問題（1）中所指的“產(chǎn)出”是一個(gè)廣義的概念，包括利潤、競爭優(yōu)勢等。TOC認(rèn)為瓶頸資源決定著系統(tǒng)的產(chǎn)出，在識(shí)別系統(tǒng)的瓶頸資源的基礎(chǔ)上，充分對(duì)瓶頸挖潛，使系統(tǒng)獲得最大的產(chǎn)出。由此看來，對(duì)于訂貨型企業(yè)訂單排序優(yōu)化而言，TOC更具指導(dǎo)意義。TOC認(rèn)為，企業(yè)的首要目標(biāo)是賺錢，以盡可能少的庫存和生產(chǎn)費(fèi)用獲得最大的產(chǎn)出。而系統(tǒng)的產(chǎn)出取決于系統(tǒng)的約束資源，因此，訂單的生產(chǎn)優(yōu)先次序應(yīng)依據(jù)瓶頸資源單位時(shí)間消耗所獲得的產(chǎn)出貢獻(xiàn)的大小來確定：即瓶頸資源單位時(shí)間消耗所獲得的產(chǎn)出愈大的訂單應(yīng)獲得愈大的優(yōu)先權(quán)。運(yùn)用TOC確定生產(chǎn)優(yōu)先權(quán)的步驟如下：（1）確定系統(tǒng)的瓶頸資源，一般可通過能力負(fù)荷比可確定約束資源；（2）確定生產(chǎn)每一類產(chǎn)品時(shí)瓶頸資源單位消耗所獲得的產(chǎn)出；（3）確定訂單的生產(chǎn)優(yōu)先權(quán)和各產(chǎn)品的生產(chǎn)數(shù)量。為使系統(tǒng)獲得最大的產(chǎn)出，必須保證瓶頸資源單位耗時(shí)獲得的產(chǎn)出最大，因此應(yīng)根據(jù)瓶頸資源單位耗時(shí)獲得產(chǎn)出的大小確定生產(chǎn)優(yōu)先權(quán)：產(chǎn)出由大到小，依次安排生產(chǎn)。如果系統(tǒng)不存在內(nèi)部約束，根據(jù)TOC的思想，此時(shí)的管理中心應(yīng)放在對(duì)外部約束即市場的利用和開發(fā)上，此時(shí)產(chǎn)品生產(chǎn)的優(yōu)先權(quán)應(yīng)根據(jù)單位產(chǎn)品銷售所獲得的利潤大小確定，利潤愈大的產(chǎn)品優(yōu)先權(quán)愈大。在實(shí)際生產(chǎn)中，同一產(chǎn)品在不同的客戶訂單中，訂購量、售價(jià)和交貨期均不一樣；同一訂單所訂購不同產(chǎn)品，所占用的資源也不一樣。如果從客戶訂單匯總出某一產(chǎn)品將占用瓶頸資源時(shí)，就意味該產(chǎn)品的交貨任務(wù)常常不能在本計(jì)劃期內(nèi)全面完成。此時(shí)，將存在如下需要企業(yè)決策的問題：涉及該產(chǎn)品的那些訂單是采用加班方式或外協(xié)方式，還是延期生產(chǎn)方式來完成交貨任務(wù)，當(dāng)采用延期生產(chǎn)方式，就會(huì)產(chǎn)生延期訂單，從而在本計(jì)劃期內(nèi)出現(xiàn)延期訂單和新訂單并存的狀況，這就是訂單排序的困難。顯然，按照TOC的排序方法，僅以瓶頸資源單位耗時(shí)獲得產(chǎn)出的大小來確定生產(chǎn)優(yōu)先權(quán)存在局限性。由于訂貨型企業(yè)基于TOC的訂單排序的核心是在瓶頸資源的識(shí)別上，因此，需在分析客戶訂單的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，識(shí)別系統(tǒng)的瓶頸資源，針對(duì)訂單產(chǎn)品是否占用瓶頸資源，通過確定相應(yīng)的優(yōu)先級(jí)準(zhǔn)則給出訂單排序優(yōu)化算法。為此，應(yīng)該對(duì)客戶訂單優(yōu)先級(jí)在進(jìn)行定性分析的基礎(chǔ)上，研究以下關(guān)鍵技術(shù)：（1）是對(duì)系統(tǒng)瓶頸資源的識(shí)別；（2）給出訂單生產(chǎn)優(yōu)先權(quán)的確