toc约束理论(doc66)-经营管理(编辑修改稿)

toc约束理论(doc66)-经营管理(编辑修改稿)内容摘要：

还是对非瓶颈资源都力求充分地使用。 各环节为了完成工时和设备利用率会盲 目生产，最终必然导致高库存和浪费。 针对这些情况， OPT则力求从全局的观点来进行考核，从原材料的采购一直追踪到产品销售。 其考核体系对瓶颈与非瓶颈是分别对待的，认为对非瓶颈的考核不应以生产量为依据，而应以它生产的有效的产品量来考核。 按 OPT观点，成本会计注重的是 活力 而非 利用 ，而正确的做法应该是注重 利用而非 活力。 另外， OPT软件的具体运行和 MRP一样需要大量的数据支持，例如产品结构文件（ BOM）、加工工艺文件以及精确的加工时间、调整准备时间、最小批量、最大库存、替代设备等等数据。 同时要成功地实 施 OPT，还要求管理者必须对 OPT产生的计划要有信心，要改变一些旧的作业方式，例如接受午餐和工修连续工作制的作法等。 从 OPT的实践表明，它比较适合于一些零件种数较少、批量大的产品，而在单件生产车间中发挥的效果不佳。 其适用条件为，①瓶颈要相对稳定；②瓶颈要保证达到 100％的负荷能力；③需求是相对稳定的；④员工愿意而且能够服从计划的调度安排。 再者， OPT对于瓶颈资源和近似于瓶颈的资源的数据要求精确。 实现 OPT还需对员工进行培训，使他们能在不同的生产岗位上及时发现问题，跟踪问题，最终用 OPT方法来解决问题。 OPT的计划与控制步骤 的计划与控制── DBR 系统 的计划与控制步骤 OPT认为，一个企业的计划与控制的目标就是寻求顾客需求与企业能力的最佳配合，一旦一个被控制的工序（即瓶颈）建立了一个动态的平衡，其余的工序应相继地与这一被控制的工序同步。 OPT的计划与控制是通过 DBR系统实现的。 即 鼓（ Drum） 、 缓冲器（ Buffer） 和 绳子（ Rope） 系统。 如图 25所示。 图 25鼓 、 缓冲器 和 绳子 系统 实施计划与控制主要包括以下的步骤： （ 1）识别企业的真正约束（瓶颈）所在是控制物流的关键 一般来说，当需求超过能力时，排队最长的机器就是 瓶颈。 如果我们知道一定时间内生产的产品及其组合，就可以按物料清单计算出要生产的零部件。 然后，按零部件的加工路线及工时定额，计算出 各类机床的任务工时，将任务工时与能力工时比较，负荷最高、最不能满足需求的机床就是瓶颈。 找出瓶颈之后，可以把企业里所有的加工设备划分为关键资源和非关键资源。 （ 2）基于瓶颈约束，建立产品出产计划 产品出产计划（ Master Schedule）的建立，应该使受瓶颈约束的物流达到最优，因为瓶颈约束控制着系统的 鼓的节拍（ Drum－ beat） ，即控制着企业的生产节拍和产销率。 为此，需要按有限能力法进行生产安排、在瓶颈上扩大批量、设臵 缓冲器。 （ 3） 缓冲器 的管理，以防止随机波动，使瓶颈不致于出现等待任务 的情况。 （ 4）对企业物流进行平衡，使得进入非瓶颈的物料应被瓶颈的产出率所控制（即 绳子 ）。 一般按无限能力，用倒排方法对非瓶颈资源安排作业计划，使之与关键资源上的工序同步。 “鼓” .“鼓”、“缓冲器”和“绳子” .“鼓” 从以上步骤可以看出， 鼓 是一个企业运行 OPT的开端，即识别一个企业的瓶颈所在。 瓶颈控制着企业同步生产的节奏 鼓点。 要维持企业内部生产的同步、企业生产和市场需求的同步，存在着一系列的问题。 其中一个主要问题就是企业的生产如何能满 足市场或顾客的需求而又不产生过多的库存。 因而，安排作业计划时，除了要对市场行情进行正确的预测外，还必须按交货期给顾客赋予一定的优先权数，在瓶颈上根据这些优先权数的大小安排生产，并据此对上下游的工序排序，则得到交付时间。 OPT的处理逻辑就是使交付时间与交货期限相符。 为了使交付时间与交货期限相符，靠的是权衡在瓶颈上的批量规模。 因为，在瓶颈上只有加工时间和调整准备时间，增大瓶颈的加工批量，可以减少调整准备时间，使瓶颈的有效能力增加，但会减少系统的柔性，增加库存和提前期。 反之，其效果与增大加工批量相反。 两者都会影 响到一些订货的交货时间。 从计划和控制的角度来看， 鼓 反映了系统对约束资源的利用。 对约束资源应编制详细的生产作业计划，以保证对约束资源的充分合理的利用。 “缓冲器”，又称“缓冲” .“缓冲器”，又称“缓冲” 一般来说， 缓冲器 分为 时间缓冲 和 库存缓冲。 库存缓冲 就是保险在制品，其位臵、数量的确定原则同 时间缓冲。 时间缓冲 则是将所需的物料比计划提前一段时间提交，以防随机波动，以瓶颈上的加工时间长度作为计量单位。 例如，一个三天的 时间缓冲 表示 着一个等待加工的在制品队列，它相当于在瓶颈上三天的生产任务。 其长度可凭观察与实验确定。 再通过实践，进行必要的调整。 在设臵 时间缓冲时，一般要考虑以下几个问题： （ 1）要保证瓶颈上产出率相对较快的工件在加工过程中不致因为在制品少而停工。 （ 2）应考虑加工过程中出现的波动。 如瓶颈上的实际产出率比原来估计的要快，或者瓶颈前的加工工序的产出率比原来估计的要馒，或者出现次品。 在有的情况下，还要考虑前面的机器是否出现故障。 因为，如果要对机器故障进行维修，则维持后续工序所需的在制品库存是难以估计的。 所以，在设臵 时 间缓冲 时一般要设臵一定的安全库存。 （ 3）根据 OPT的原理，瓶颈上的加工批量是最大的，而瓶颈的上游工序则是小批量多批次的。 瓶颈前的加工工序的批次又和各道工序的调整准备时间有关。 如果上游工序的调整准备时间小，或瓶颈上的加工时间和前一台机器的加工时间相差很大，则批次可以较多，批量可以较小。 反之，批次则可能较少，甚至和瓶颈上的批次相同，加工批量也和瓶颈上的批量相同。 （ 4）要考虑在制品库存费用、成品库存费用、加工费用和各种人工费用。 要在保证瓶颈上加工持续的情况下，使得整个加工过程的总费用最小。 “绳子” .“绳子” 如果说 鼓 的目标是使产销率最大，那么， 绳子 的作用则是使库存最小。 我们知道，瓶颈决定着生产线的产出节奏，而在其上游的工序实行拉动式生产，等于用一根看不见的 绳子 把瓶颈与这些工序串联起来，有效地使物料依照产品出产计划快速地通过非瓶颈作业，以保证瓶颈的需要。 所以， 绳子 起的是传递作用，以驱动系统的所有部分按 鼓 的节奏进行生产。 在 DBR的实施中， 绳子 是由一个涉及原材料投料到各车间的详细的作业计划来实现的。 绳子 控制着企业物料的进入（ 包括瓶颈的上游工序与非瓶颈的装配），其实质和 看板 思想相同，即由后道工序根据需要向前道工序领取必要的零件进行加工，而前道工序只能对已取用的部分进行补充，实行的是一种受控生产方式。 在 OPT中，就是受控于瓶颈的产出节奏，也就是 鼓点。 没有 瓶颈 发出的生产指令，就不能进行生产，这个生产指令是通过类似 看板 的物质在工序间传递的。 通过 绳子 系统的控制，使得瓶颈前的非瓶颈设备均衡生产，加工批量和运输批量减少，可以减少提前期以及在制品库存，而同时又不使瓶颈停工待料。 所以， 绳子 是瓶颈对其上游机器发出生产指 令的媒介，没有它，生产就会造成混乱，要么造成库存过大，要么会使瓶颈出现 饥饿 现象。 OPT软件产品 软件系统 OPT软件包是实现 OPT思想的主要工具。 OPT软件的应用，标志着 OPT的发展达到了一个新的阶段。 OPT软件首先是由 Creative Output 有限公司（ COI）开发的。 实践表明， OPT软件的应用使许多企业都取得了巨大的经济效益，因而 OPT也越来越被人们所重视， OPT软件的用户也由大型企业扩展到中、小型企业。 目前，最流 行的 OPT软件有 OPT2l和 OPT5000，其中， OPT21主要是针对大中型企业的，而 0PT5000则是面向小型企业的。 OPT2l及 OPT5000的主要输出有： o 产品出产计划； o 详细的生产作业计划； o 交货期的执行情况； o 资源的利用情况； o 采购计划； o 库存报告； o 有关产销率和库存的财务报告。 OPT软件的工作原理 软件的工作原理 OPT软件系统的算法现在仍是保密的，该算法的核心在于识别瓶颈及对瓶颈的排程安排（排序）。 从模块构成来看， OPT系统主要由 BUILDNET、 SPLIT、 SERVE和 BRAIN几个模块构成。 其信息流如图 26所示。 图 26OPT软件系统信息流程图 具体的运行步骤主要有： （ l）构造制造企业的模型 要运行 OPT，第一步就是要对企业进行模型构造，这是由 BUILDNET模块来完成的。 首先，需要对整个加工生产系统有一个完整的描述，这个功能是由一个叫做 产品网络 的模块来实现的。 产品网络 准确地表示了一个产品是怎样制造出来的，它包含产品结构文件和加工路线文件两部分内容，只不过在 OPT中这两部分信息是通过网络结合在一起，构成一个文件。 图 27所示的就是一个 OPT产品网络 图。 图的上端是市场需求（即企业的订货或预测），它联系着各种产品，即相应的产品装配，装配又依次联系着局部装配和零部件的加工制造，然后，与原材料联系在一起。 对应于每个工序都给出了使用的资源、调整准备时间和加工 时间。 图 27OPT产品网络 对于企业现有的各种资源的具体描述是在 资源描述 这个模块中完成的。 每种资源（机器、工人、空间等）及其替代资源和它们的相互影响、允许加工时间、用于加工的某种资源的数量等，都在这个模块中被确定下来。 OPT具有很完整的生产模拟功能，它允许定义每道工序的库存水平、最大库存限制、最小批量、辅助设备和计划延迟时间。 除此之外，订货量和交货期也要输入 产品网络。 BUILDNET模块是将 产品网络 和 资源描述 模块中的信息结合起来，生成一个工程网络。 BUILDNET的一个强有力的地方表现在其模型化的语言上，该语言能精确地描述生产制造中的大量数据，从而使得 OPT对企业进行成功而精确的模型化构造。 在工程网络中， OPT语言可以对各种可选择的作业，甚至对可选择的物料清单进行详细的描述。 据称，在这样的网络中，完全描述各种 关系只需 24个数据字段。 另外， BUILDNET还具有提示数据逻辑错误的功能，例如， 物料清单没有与工艺路线相联 、 存在没有去处的库存 、 顾客提出了不存在的产品的需求 等。 此外，加之BUILDNET还具有便利的数据修改维护功能，从而保证了数据的相对精确。 （ 2）识别瓶颈 一旦工程网络建立起来，接下来的工作就是确定企业中的约束或瓶颈在哪里。 这是由 SERVE模块来完成的。 通过运行工程网络以及采取类似 MRP的倒排方法来实现，井假设每种资源的生产能力是无限的。 SERVE可以看作是 MRP系统的一种提高形式。 SERVE的一个输出是各个资源的负荷率，这些负荷率与按 MRP系统生成方式生产的数据相类似，一般较标准的形式可以参看图 28所示。 图 28资源负荷率示例 从图 28中所示可以看出，资源的负荷率一般都是参差不齐的。 通常的作法是通过将超量的负 荷的前移或后移来实现能力平衡，但这将涉及到产品结构的所有层次，实现起来极其困难。 SERVE模块在计算各个资源的负荷率的基础上，还计算了每种资源的平均负荷率，并以此来确定瓶颈。 如果工程网络的数据完全精确，很明显，平均负荷率最高的就是瓶颈，如图 28中所示的机器 3。 所以，这个阶段还包括一个数据的核实确认的过程。 （ 3）生产计划的生成 当一个瓶颈被确定之后， SPLIT模块将工程网络分成两部分：主网络（关键资源网络）和服务网络（非关键资源网络），主网络部分由瓶颈作业和其下游作业（包括顾客需求在内）构成，如图 29所示，其余的部分为服务网络。 对于主网络，通过 BRAIN模块采用有限能力顺排的方法编制作业计划，目标是使瓶颈上的空闲时间为零，使产销率最大。 BRAIN的处理机制至今尚未公开，其关键算法仍是保密的。 它所生成的不仅包括生产计划，而且确定了每个作业的传送批量和加工批量。 对于服务网络，则再通过 SERVE模块采用无限能力倒排的方法编制作业计划。 图 29关键资源网络、非关键资源网络的划分 第二次调用 SERVE模块时，不是从定单上的完工期限开始倒排，而是从 BRAIN模块确定的完工期限开始倒排。 （ 4）计划的保护 在生产计划生成之后，接着还应设臵 缓冲器。 其中在两个关键的地方一般要设臵 缓冲器 ，一是在瓶颈资源前，二是在非瓶颈资源与来自瓶颈资源加工路线的交叉点上。 计划中，工件在这些位臵应安排在其需要的时间之前到达，提前多少时间应取决于某一特殊的制 造环境，通常有几天或一个星期。 使工件提前一个星期到达瓶颈将使瓶颈免受任何少于一个星期的干扰（或中断），在交叉点也有同样的关系，工件的提前到达，可以使整个系统的产出不受延迟的干扰。 以上步骤一旦完成，如果在系统中没有其它的约束或瓶颈， OPT的结果也就生成了。 然而，通常在第一个循环的最后，往往会发现在系统中还有其它的瓶。