第18章其它先進生產(chǎn)方式

1、生產(chǎn)與運作管理生產(chǎn)與運作管理Production & Operations Management華中科技大學管理學院The School of Management，HUST陳榮秋 馬士華Rongqiu Chen and Shihua Ma1第18章 其它先進生產(chǎn)方式18.1 最優(yōu)生產(chǎn)技術(shù)和約束理論18.2 敏捷制造18.3 現(xiàn)代集成制造218.1 最優(yōu)生產(chǎn)技術(shù)和約束理論18.1.1 OPT的目標18.1.2 OPT的基本思想和九條原則18.1.3 DBR系統(tǒng)18.1.4 約束理論318.1.1 OPT的目標OPT的倡導者認為，任何制造企業(yè)的真正目標只有一個，即在現(xiàn)在和將來都能賺錢。按

2、照OPT的觀點，在生產(chǎn)系統(tǒng)中，作業(yè)指標也有三個：產(chǎn)銷率（Throughput，簡稱T）庫存（Inventory，簡稱I）運行費（Operating Expenses,簡稱OE）4 降低庫存能夠縮短制造周期。 縮短制造周期 縮短顧客的訂貨提前期 提高對顧客的響應(yīng)，爭取較高的價格 市場占有率的增加 未來產(chǎn)銷量的增加。518.1.2 OPT的基本思想和9條原則 瓶頸（Bottleneck）n按OPT的定義，所謂瓶頸（或瓶頸資源），指的是實際生產(chǎn)能力小于或等于生產(chǎn)負荷的資源，這一類資源限制了整個生產(chǎn)系統(tǒng)的產(chǎn)出速度。其余的資源則為非瓶頸資源。n要判別是否瓶頸，應(yīng)從資源的實際生產(chǎn)能力與它的生產(chǎn)負荷（或?qū)ζ?/p>

3、的需求量）來考察。這里說的需求量不一定是市場的需要量，而是企業(yè)為了完成其產(chǎn)品計劃而對該資源的需求量。6 任何企業(yè)只應(yīng)該存在著少數(shù)的瓶頸資源，一般小于5個。瓶頸資源與非瓶頸資源存在著四種基本的關(guān)系。如圖所示：瓶頸非瓶頸瓶頸瓶頸瓶頸非瓶頸非瓶頸非瓶頸裝配中心市場（a）(b)（d）（c）瓶頸資源與非瓶頸資源瓶頸資源與非瓶頸資源7關(guān)鍵資源網(wǎng)絡(luò)和非關(guān)鍵資源網(wǎng)絡(luò)818.1.2 OPT的基本思想和9條原則（續(xù)）（1）平衡物流，而不平衡能力。（2）非瓶頸資源的利用程度不是由它們自己的潛力決定的，而是由系統(tǒng)的約束決定的。（3）資源的利用（Utilization）和活力(Activation)不是同義詞。（4）瓶

4、頸上損失一小時則是整個系統(tǒng)的一個小時的損失。（5）非瓶頸獲得的一個小時是毫無意義的。918.1.2 OPT的基本思想和9條原則（續(xù)）（6）瓶頸控制了庫存和產(chǎn)銷率。（7）轉(zhuǎn)運批量可以不等于(在許多時候應(yīng)該不等于)加工批量。（8）加工批量應(yīng)是可變的，而不是固定的。（9）排作業(yè)計劃時應(yīng)同時兼顧所有的約束，提前期是作業(yè)計劃的結(jié)果，而不是預定值。1018.1.3 DBR 系統(tǒng)DBR系統(tǒng)，即鼓點（Drum）、緩沖器（Buffer）和繩索（Rope）系統(tǒng)?！肮狞c”： “鼓點”是一個企業(yè)應(yīng)用OPT的開端，即識別一個企業(yè)“瓶頸”所在?！捌款i”控制著企業(yè)同步生產(chǎn)的節(jié)奏，相當于“鼓點”?！熬彌_器”：“時間緩沖”和“

5、庫存緩沖”n“時間緩沖”是將所需的物料比計劃提前一段時間提交，以防隨機波動，以瓶頸資源上的加工時間作為計量單位。n“庫存緩沖”：保險在制品，其位置、數(shù)量的確定 原則同“時間緩沖”。11裝 配裝 配裝 配裝 配裝 配裝 配裝 配：加工工序 ：原材料 ：關(guān)鍵工序 ：時間緩沖 -：繩索 1218.1.3 DBR 系統(tǒng)（續(xù)）“繩索”： “繩索”的作用是使庫存最小。 “繩索”控制著企業(yè)物料的進入（包括“瓶頸”的上游工序與“非瓶頸”的裝配），其實質(zhì)和“看板”思想相同，即由后道工序根據(jù)需要向前道工序領(lǐng)取必要的零件進行加工，而前道工序只能對已取用的部分進行補充，實行的是一種受控生產(chǎn)。1318.1.3 DBR

6、系統(tǒng)（續(xù)） DBR的計劃與控制步驟識別瓶頸。基于瓶頸的約束，建立產(chǎn)品出產(chǎn)計劃（Master Schedule）?！熬彌_器”的管理與控制?？刂七M入非瓶頸的物料，平衡企業(yè)的物流：根據(jù)OPT的原理，瓶頸上的加工批量是最大的，而瓶頸上游工序則是小批量多批次的?？紤]在制品庫存費用、成品庫存費用、加工費用和各種人工費用。1418.1.3 DBR 系統(tǒng)（續(xù)） DBR的計劃與控制步驟 “繩索”n如果說“鼓點”的目標是使產(chǎn)出率最大，那么，“繩索”的作用則是使庫存最小。 瓶頸決定著生產(chǎn)線的產(chǎn)出節(jié)奏，在其上游的工序?qū)嵭袪恳降纳a(chǎn)，等于用一根看不見的“繩索”把瓶頸與這些工序串聯(lián)起來。所以，“繩索”起的是傳遞作用，以

7、驅(qū)動系統(tǒng)的所有部分按“鼓點”進行生產(chǎn)。在DBR的實施中，“繩索”是由一個涉及原材料投料到車間的詳細的作業(yè)計劃來實現(xiàn)的。1518.1.4 約束理論（Theory of Constraints,TOC）TOC是從整體思維問題，但又不是籠統(tǒng)地研究整體，而是從制約整體的約束入手，通過解決約束的問題，來解決整體的問題，這是正確的思路和方法。應(yīng)用TOC需遵循的13條原則，進行兩項基本工作： 聚焦五步驟及其在運作中的應(yīng)用； 思維流程及其在項目管理和人的行為方面的應(yīng)用。1618.1.4 約束理論（續(xù)）13條原則13條原則：n（1）在解決問題和管理變化中，系統(tǒng)思維比分析思維更重要。n（2）隨著系統(tǒng)環(huán)境的變化，一

8、個最佳的系統(tǒng)方案會逐漸失效，因而需要持續(xù)改進來更新和維護方案的有效性。n（3）系統(tǒng)的局部最優(yōu)并不等于整體最優(yōu)。也就是說，系統(tǒng)的每一部分處于最優(yōu)狀態(tài)，但系統(tǒng)作為整體并不是最優(yōu)的；如果系統(tǒng)整體是最優(yōu)的，系統(tǒng)至少有一個部分不是最優(yōu)的。n（4）系統(tǒng)像一根鏈。每個系統(tǒng)都有一個最弱的環(huán)節(jié)，它就是約束，最終限制整個系統(tǒng)的成功。1718.1.4 約束理論（續(xù)） 13條原則n（5）加強鏈的每一個環(huán)節(jié)來改善整條鏈的強度，不如加強它最弱的環(huán)節(jié)。n（6）要想知道變什么，必須要對系統(tǒng)有一個徹底的了解，如系統(tǒng)的現(xiàn)實狀況，它的目標和規(guī)模，以及兩者之間差別的趨勢。n（7）一個系統(tǒng)中的不良效果（undesirable effe

9、cts, UDEs）主要由少數(shù)幾個核心問題造成。n（8）核心問題從來不是表面化的。它們主要通過一系列的UDEs來顯示，這些UDEs相互作用，形成一個網(wǎng)絡(luò)。n（9）排除單個的UDE，提供了一個虛假的安全感覺，而忽視了潛在的核心問題。這樣的方案極可能是短命的，而針對核心問題的方案會同時排除所有的UDEs。1818.1.4 約束理論（續(xù)） 13條原則n（10）隱藏的沖突使核心問題長期存在。針對核心問題的解決方法需要挑戰(zhàn)隱藏在沖突中的假定，至少使其中的一個假定失效。n（11）系統(tǒng)的約束可能是有形的或者是無形的。有形的如設(shè)備能力不足、原材料短缺、資金缺乏等。無形的如落后的管理思想、不合理的規(guī)章制度等。有

10、形的約束相對容易識別，排除也較簡單。而無形的約束的識別和排除是困難的，但它們比排除一個有形約束會導致對系統(tǒng)更大的改進。n（12）思維慣性是持續(xù)改進的最大敵人。解決方案通常有自己的一些假定，這可能阻礙進一步的變化。n（13）思想和想法不是解決方案。1918.1.4 約束理論（續(xù)）思維流程任何持續(xù)改善必然會遇到的三個問題：n（1）要改進什么？(What to change？)n（2）要改進成什么樣？(What to change to？)n（3）怎樣使改進得以實現(xiàn)？(How to cause the change？) 2018.1.4 約束理論（續(xù)）聚焦5步驟（1）找出（Identify）系統(tǒng)中的

11、約束；（2）確定如何充分利用（Exploit）約束資源的辦法；（3）使所有過程服從于第2步所作出的決定；（4）提升（Elevate）所確定的約束，即設(shè)法把第一步中找出的瓶頸轉(zhuǎn)移到別處，使它不再是企業(yè)的瓶頸；（5）重返第（1）步，發(fā)現(xiàn)新的約束，持續(xù)改善。2118.2 敏捷制造n20世紀80年代后期，美國意識到了必須奪回在制造業(yè)上的優(yōu)勢，才能保持在國際上的領(lǐng)先地位。n1991年美國國會提出要為國防部擬定一個較長期的制造技術(shù)規(guī)劃，要能同時體現(xiàn)工業(yè)界和國防部的共同利益。于是，委托里海（Lehigh）大學的亞科卡（Iacocca）研究所編寫了一份“21世紀制造企業(yè)戰(zhàn)略”的報告，提出了“敏捷制造”(Agi

12、le Manufacturing，簡稱AM)的概念，描繪了一幅在2006年以前實現(xiàn)敏捷制造模式的圖畫。 22 18.2.1敏捷制造的基本特征 并行工作 繼續(xù)教育 根據(jù)用戶反映建立組織機構(gòu) 多方動態(tài)合作 珍惜雇員 向工作小組及其成員放權(quán) 對環(huán)境仁慈 柔性的重新配置組合 信息的溝通 知識面廣的雇員 開放的體系結(jié)構(gòu) 產(chǎn)品設(shè)計依次成功 產(chǎn)品終身質(zhì)量保證 縮短交付周期 技術(shù)的領(lǐng)先作用 技術(shù)的敏感 整個企業(yè)集成 基于遠景藍圖的管理與領(lǐng)導2318.2.2 敏捷制造的基本理念使顧客富裕（Enriching the Customer）銷售“解決方案”（Solution）而不是產(chǎn)品用合作加強競爭n從組織內(nèi)部來說，

13、主要是發(fā)揚團隊的合作精神。要鼓勵員工協(xié)同工作解決問題，把合作看成是一種義務(wù)，而不是互相推諉責任。n從組織外部來說，合作已經(jīng)展到了以前競爭對手之間的合作24敏捷制造的基本理念（續(xù)）急救室式的工作n對于敏捷制造企業(yè)，可以類比為醫(yī)院的急救室，在那里，準備了一套人力的、技術(shù)的和制度的資源，隨時可以按特殊需要，重新組合成各種不同的組織形式n對于敏捷制造，為了能完成一項用戶需要的緊急訂單，首先是人員之間，能主動承擔任務(wù)，相互積極配合；其次是，設(shè)備器材、專業(yè)知識等也將能做最靈活的調(diào)度。 25敏捷制造的基本理念（續(xù)）充分發(fā)揮人和信息的作用n在敏捷企業(yè)種人是最核心的資源，最寶貴的東西不是技術(shù)、廠房，也不是設(shè)備，

14、是人和信息。敏捷企業(yè)應(yīng)該不斷地探索和實施激勵人的主動性和創(chuàng)造性的措施。n市場的急劇變化，最主要是要掌握用戶需求的變化和在競爭中知己知彼?！懊艚荨钡幕舅枷胧羌瓤煊朱`，所以一定要把信息的價值提高足夠的高度來認識。2618.3 現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)（CIMS）CIMS的產(chǎn)生n20世紀以后，隨著泰勒倡導的科學管理運動的發(fā)展，出席愛你了諸如訂貨點法、經(jīng)濟生產(chǎn)批量法、物料需求計劃方法等優(yōu)化生產(chǎn)與運作管理的方法。n20世紀7080年代，企業(yè)一方面尋求如準時生產(chǎn)制、最優(yōu)生產(chǎn)技術(shù)等更好的生產(chǎn)與運作管理方法，另一方面積極探索新的制造技術(shù)和生產(chǎn)組織方法，如計算機集成制造系統(tǒng)（Computer Integrated M

15、anufacturing System，簡稱CIMS）n1974年，美國的約瑟夫.哈林頓（Joseph Harrington）博士在Computer Integrated Manufacturing一書中首次突出計算機集成制造的概念。27CIMS的定義CIM是信息技術(shù)和生產(chǎn)技術(shù)的綜合應(yīng)用CIM是生產(chǎn)組織的一種哲理、思想和方法。當一個企業(yè)按CIM哲理組織整個企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營活動時，就構(gòu)成了計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）。在自動化技術(shù)、信息技術(shù)和制造技術(shù)的基礎(chǔ)上，在新的管理模式和生產(chǎn)工藝的指導下，把以往企業(yè)中相互孤立的工程設(shè)計、生產(chǎn)制造、經(jīng)營理念等全部生產(chǎn)、經(jīng)營活動所需的各種孤立的、局部的子系統(tǒng)，借助數(shù)據(jù)庫和數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)有機地集成起來，構(gòu)成一個覆蓋整個企業(yè)的綜合系統(tǒng)，這就是CIMS。28CI