基于toc的订单排序问题毕业论文(编辑修改稿)

基于toc的订单排序问题毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

本文主要研究工作是针对大连世福机械装备制造有限公司目前的生产计划作业安排的基础上，引入 TOC 的概念和方法，建立模型算例进行优化排序，来解决目前本公司面临的具体问题，面对海量的订单而生产能力有限，如何合理有效地安排生产计划进行分析和研究。 在生产计划排序环节，采用对瓶颈资源监控的方法，围绕瓶颈资源进行排序，完成相应排序算法。 最后根据基于 TOC 的管理观念进行生产计划与控制 的分析与设计，以确保生产物流平衡与有效产出最大，成本最低使企业获得更大的效益。 本文的框架图如图 所示。 图 论文框架图 沈阳理工大学学士学位论文 8 2 TOC 及相关理论介绍 TOC 概述 TOC 起源于以色列，根植于离散型生产方式。 TOC 是从 OPT（原指最优生产时刻表： Optimized Production Timetables，后指最优生产技术： Optimized Production Technology）发展而来。 最早在理论上进行研究的是以色列物理学家 Goldratt 博士。 一般认为 OPT 综合了 MRP 和 JIT 系统的优点，是一种比较有效的生产控制方式。 TOC 的基本思想源于 “局部系统的最优不是全局最优 ”和 “优化是一个持续改善的过程 ”。 TOC 认为企业的目标只有一个，那就是赚钱。 每一个管理决策和投资决策都应以有助于企业实现最终目标为基础。 TOC 把企业看作一个系统，强调对系统的瓶颈资源充分挖掘和利用，以瓶颈资源为依据制定主生产计划 (Master production scheduling， MPS)，用瓶颈资源的生产节奏来推动整个生产系统的运行，实现高产出、低在制品以及准时交货等 目标。 瓶颈前通过设置大小合适的缓冲以应对生产中的不确定因素。 而 “绳子 ”控制着系统物料的进入，使得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。 TOC 通过生产改善 “五步法 ”来持续改进系统。 OPT 的九条原则 OPT 的基本思想具体体现在九条原则上，这些原则直接用于指导实际的生产管理活动。 原则 1：追求物流平衡而非生产能力的平衡。 OPT 认为生产能力的平衡实际是做不到的，必须在市场波动这个前提下追求物流平衡。 所谓物流平衡就是使各个工序都与瓶颈环节同步 ，以求生产周期最短、在制品最少。 原则 2： 非瓶颈资源的利用率不由其本身决定，而是由系统的瓶颈资源决定的。 因为系统的产出是由所能经过瓶颈的产品量决定的，即瓶颈制约着产销率。 而追求非瓶颈资源的充分利用不仅不能提高产销率，而且会使库存和运行费增加。 原理 3：为提高系统的产出贡献，应设置缓冲保护瓶颈环节。 设置缓冲对瓶颈环节加以保护，可保证不因上游工序的问题而影响它满负荷工作。 缓冲机制的选择，缓冲大小的确定，以及生产系统哪些地方设置缓冲，都对生产物流有沈阳理工大学学士学位论文 9 相当的影响。 从平衡物流的角度出发，应允许在非关键资源上安排适当 的闲置时间。 原则 4： 瓶颈上一个小时的损失则是整个系统的一个小时的损失。 生产时间包括调整准备时间和加工时间，但是，在瓶颈资源与非瓶颈资源上的调整准备时间的意义是不同的。 如果在瓶颈资源上节省一个小时的调整准备时间，则将能增加一个小时的加工时间，相应地，整个系统增加了一个小时的产出。 原则 5： 非瓶颈资源节省的一个小时无益于增加系统产销率。 因为非瓶颈资源上除了生产时间（加工时间和调整准备时间）之外，还有闲置时间。 节约一个小时的生产时间，将增加一个小时的闲置时间，而并不能增加系统产销率。 当然，如果节约了一个小时 的生产时间，可以减少加工批量，加大批次，以降低在制品库存和生产提前期。 但这些结果能在多大程度上有益于系统追求的根本目标，依然牢牢受制于瓶颈资源。 原则 6： 瓶颈控制了库存和产销率。 产销率指的是单位时间内生产出来并销售出去的产品所创造的利润额。 产销率受到企业的生产能力和市场的需求这两方面的制约，即它们是由内部瓶颈和外部瓶颈所控制的。 若瓶颈存在于企业内部，则表明企业的生产能力不足，相应的产销率也受到限制；若企业所有的资源都能维持高于市场需求的能力，则市场需求就成了瓶颈，这时，即使企业能多生产，但由于市场承受能力 不足，产销率也不能增加由于瓶颈控制了产销率，所以企业的非瓶颈应与瓶颈同步，它们的库存水平只要能维持瓶颈上的物流连续稳定即可，过多的库存只是浪费。 因此瓶颈就相应地控制了库存。 原则 7： 转运批量可以不等于（在许多时候应该不等于）加工批量。 车间现场的计划与控制的一个重要方面就是批量的确定，它影响到企业的库存和产销率。 OPT 把在制品库存分为两种不同的批量形式，即转运批量 (指工序间运送一批零件的数量 )和加工批量 (指经过一次调整准备所加工的同种零件的数量 )。 确定加工批量应考虑资源的合理应用 (减少设备的调整次数 )和合理 的在制品库存 (减少资金积压和在制品库存费用 )；确定转运批量要考虑提高生产过程的连续性、平衡性，减少工序间的等待时间和减少转运工作量与转运费用。 为使瓶颈上的产销率达到最大 ,瓶颈上的加工批量必须大，非瓶颈上的加工批量要小以减少库存费用和加工费用，在制品库存不应因此增加，所以转运批量应该小。 原则 8： 批量大小应是可变的，而不是固定的。 在 OPT 中，转运批量是从在制品的角度来考虑的，而加工批量则是从资源类型的沈阳理工大学学士学位论文 10 角度来考虑的。 同一种工件在瓶颈资源和非瓶颈资源上加工时可以采用不同的加工批量，在不同的工序间传送时可以采用不 同的转运批量，其大小根据实际需要动态决定。 原则 9： 编排作业计划时应考虑系统资源约束，提前期是作业计划的结果，而不是预先设定值。 OPT 的计划与控制─ DBR 系统 OPT 的计划与控制是通过 DBR 系统实现的。 即 D 元素 “鼓 (Drum)”、 B 元素 “缓冲器 (Buffer)”和 R 元素 “绳子 (Rope)”系统。 （ 1） D 元素 “鼓 (Drum)” “鼓 ”是一个企业运行 OPT 的开端，即识别一个企业的瓶颈所在。 瓶颈控制着系统生产的节奏 ─“鼓点 ”，系统以瓶颈资源的生产节奏为依据，制定作业计划。 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。 对瓶颈资源应编制详细的生产作业计划，以保证对瓶颈资源的充分合理的利用。 （ 2） B 元素 “缓冲器 (Buffer)” “缓冲器 ”又称 “缓冲 ”。 对瓶颈资源设置缓冲保护，目的是保护瓶颈资源的作业时不因其上游环节的生产故障波动而受影响，从而确保整个生产系统获得得到最大的产出。 缓冲大小以瓶颈上的加工时长作为计量单位。 在设置缓冲时一般要考虑以下几个问题： 要保证瓶颈资源上的工件在加工过程中不致因为在制品少而出现待工；应充分考虑加工过程中可能出现的波动，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慢，或者出现次品、设备故障等； （ 3） R 元素 “绳子 (Rope)” “绳子 ”是一种控制机制，作用是使生产系统所有环节都按照瓶颈资源的节拍工作。 同时， “绳子 ”还控制着企业物料的进入，防止非瓶颈资源生产多余的在制品，保证投入生产系统的物料恰好满足瓶颈资源的需要。 通过 “绳子 ”系统的控制，使得非瓶颈设备均衡生产，减少加工批量和运输批量，达到减少提前期以及在制品库存的目的，而同时又不会使瓶颈停工待料。 所以， “绳子 ”是瓶颈资源控制系统生产的媒介，缺少它，生产就会造成混乱，造成 在制品库存过大或者使瓶颈出现停工待料现象。 沈阳理工大学学士学位论文 11 JIT 系统分析 JIT 理论概述 准时生产（ Just In Time， JIT）理论起源于日本，根植于重复性生产方式。 JIT 系统产生于 1973 年，它是由丰田英二和大野耐一在日本丰田汽车公司首先采用的系统，又称为看板生产或精益生产。 它是一种由市场需求牵引的 “拉式 (Pull)”生产系统。 利用看板传送命令信息，控制生产。 JIT 的基本思想可概括为 “只在需要的时候，按需要的量生产所需的产品 ”。 JIT 强调需求牵引、相互合作以及消除浪费和减少成本，注重现场改 善。 JIT 的目标是消除浪费，使管理流程化；对于生产中出现的问题能够快速反应，及时解决；各生产工序要均衡、同步；追求零库存与柔性生产；在整个生产过程中推行全面质量管理，实现零缺陷。 JIT 一般不设在制品库存，只在需求到达时才供应物料，各工序只生产后道工序所需的物料，避免了不必要的生产，减少在制品库存。 JIT 通过不断消除浪费，使库存达到最小或无库存来持续改善系统。 JIT 排产方法分析 JIT 采取 “拉式 ”的倒排法来编制生产计划，可以最大程度地保证企业能够准时供货，具体的作法是：将生产计划下达到最后一个 工序，根据订单的要求确定出最后这道工序的最晚计划结束时间，根据最后工序的加工时间和准备时间，向前倒推，得出本工序的计划开工时间，也就是前一道工序的计划结束时间；如此计算，直到该任务的第一道工序安排完毕，得到车间任务的计划最晚开工时间。 由于 JIT 完全按订单生产，不必依赖于需求预测。 这样， JIT 的主生产计划就不会有在执行过程中需要不断修改的问题，系统对需求变化的适应能力也比较强。 在 JIT 生产方式中，计划部门只对除最后一道工序以外的其他工序出示每月大致要生产品种和数量计划，作为其安排作业的一个参考基准。 而日生产指 令只下达到最后一道工序或总装配线，其余各道工序的作业现场没有任何生产计划表，其需要生产的品种与数量是由后一道工序在需要的时候依次向前一道工序传递的看板中指定。 由于实际生产中生产进度与计划存在偏差，月生产量的不均衡以及日生产计划的修改都必须通过看板来进行微调。 同时，通过不断减少看板的数量来减少在制品库存，发现生产中存在的问题，使其暴露，从而立即采取改善对策。 JIT 生产方式降低了在制品库存，由于各工序只生产后道工序所需的物料，避免了沈阳理工大学学士学位论文 12 不必要的生产，减少了库存。 各工序间密切协作，加快了现场问题的反馈，以利于生产的 及时改善。 JIT 生产计划流程如图 所示。 图 JIT 生产计划流程 MRPⅡ系统分析 MRPⅡ理论概述 制造资源计划（ MRPⅡ ）起源于美国，根植于批量生产方式。 是二十世纪八十年代在物料需求计划 (MRP)的基础上发展起来的，它是一种广泛的资源协调系统，不仅仅涉及到物料，而且涉及生产能力和企业内部的一切制造资源。 作为一种先进的生产管理思想，被广泛应用于大批量生产以及多品种，中小批量的生产。 MRPⅡ 的基本思想是把企业作为一个有机整体，从整体最优的角度出 发，通过运用科学方法对企业各种制造资源和产、供、销、财各个环节进行有效地计划、组织和控制，使他们得以协调发展，并充分地发挥作用。 MRPⅡ 强调制定周密的计划、资源的合理利用以及物料需求规划和计算机系统的整合。 MRPⅡ 系统的生产经营活动全部围绕计划展开，通过预先设定提前期，以无限能力排产法编制生产计划，用尽可能周密的计划集中安排各环节生产加工，以应对生产的不沈阳理工大学学士学位论文 13 确定性。 同时设置各级库存，对库存施行明细化，准确化管理。 在生产过程中通过 “加工 发现问题 解决问题 再加工 ”的循环过程持续改进系统。 MRPⅡ 排产方法分析 MRPⅡ 一般分为生产控制 (计划、制造 )、物流管理 (分销、采购、库存管理 )，财务管理 (帐务、成本、资金 )三大子系统。 生产控制子系统将按照预测的销售前景，并考虑销售单的实际情况来编制生产大纲；再按主生产计划的排程，编制物料需求计划，据此采购原材料和零件，并安排部件生产，以期在制品、原材料及成品控制在最优水平上。 此外，根据物料需求计划的结果来核算能力，调整主生产计划，尽量维持生产平衡。 生产线 (车间管理或重复生产 )的信息反馈也可以与财务系统、物流管理系统集成。 物流管理系统将向供销部门和库房管理部门 提供灵活的日常业务处理功能，并能自动将信息转达到财务部门和其他有关部门。 财务管理系统除对各往来帐目和日常发生的货币支付帐目进行处理外，根据销售部门的销售单或发票、采购单、库存资金还能够向管理人员提供目前库存资金占用情况和企业运营情况。 （ 1） 生产规划 生产规划主要是确定企业的长期战略目标和策略、协调市场需求与企业制造能力间的差距，充分考虑市场预测、资源需求、生产能力和库存水平等信息，规定企业各类产品在计划期内的各年月份的产量及汇总量。 （ 2） 主生产计划 MRPⅡ 的主生产计划（ MPS）是一个综合性计划，主要 确定最终产品的出产时间和出产数量。 产品的需求量可以通过用户订单和需求预测得到。 主生产计划在确定时，需要多种输入，如财务计划、消费需求、设备能力、劳动生产率、库存动态、供应商状态以及其它条件。 主生产计划的对象是最终产品，主要指按独立需求处理的产成品。 它可以是一件完整的产品，也可以是一个完整的部件，甚至是零件。 主生产计划 MPS 主要说明企业计划在各时间周期内制造的独立需求型产品的数量及最终项目。 它是对生产计划大纲的细化，用于协调生产需求与。