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1、 0 33 第十八章其他先进生产方式 18 1最优生产技术18 2敏捷制造18 3现代集成制造系统 CIMS 1 33 18 1最优生产技术 最优生产技术 optimizedproductiontechnology OPT 时间 20世纪70年代末期人物 以色列的物理学家EliGoldratt理论依据 资源约束理论 TheoryofConstrain TOC 最优生产时间表 optimizedproductiontimetable 2 33 TOC的基本思想 TOC认为 对于任何一个由多阶段构成的系统来讲 如果其中一个阶段产出取决于前面一个或几个阶段的产出 那么 是那个产出率最低的环节来决定着
2、整个系统的产出水平 3 33 约束可以来源于企业内部 也可以来源于企业外部 一般来说 约束可以是三种类型 资源 Resource 市场 Markets 和法规 Policies 4 33 OPT的目标 OPT的倡导者认为 任何制造企业的真正目标只有一个 即在现在和将来都能赚钱 要衡量一个企业是否能赚钱 通常采用以下三个财务指标 净利润 netprofit NP 投资收益率 returnoninvestment ROI 现金流量 cashflow CF 5 33 以上三个指标不能直接用于指导生产 因此 需要一些作业指标作为桥梁 按照OPT的观点 在生产系统中 作业指标也有三个 产销率 Throu
3、ghput T 库存 Inventory I 运行费 OperatingExpenses OE 6 33 图18 1 作业指标与财务指标关系图 7 33 OPT的几个主要的概念 瓶颈 Bottleneck 按OPT的定义 所谓瓶颈 或瓶颈资源 指的是实际生产能力小于或等于生产负荷的资源 这一类资源限制了整个生产系统的产出速度 其余的资源则为非瓶颈资源 要判别瓶颈 应从资源的实际生产能力与它的生产负荷 或对其的需求量 来考察 这里说的需求量不一定是市场的需要量 而是企业为了完成其产品计划而对该资源的需求量 8 33 任何企业只应该存在着少数的瓶颈资源 一般小于5个 瓶颈资源与非瓶颈资源存在着四种
4、基本的关系 如图18 2所示 瓶颈 非瓶颈 瓶颈 瓶颈 瓶颈 非瓶颈 非瓶颈 非瓶颈 装配中心 市场 a b d c 图18 2 瓶颈资源与非瓶颈资源 9 33 关键资源和非关键资源 图18 3 关键资源 非关键资源网络划分 10 33 OPT的九条原则 平衡物流 而不平衡能力非瓶颈资源的利用程度不是由它们自己的潜力决定的 而是由系统的约束决定的资源的利用 Utilization 和活力 Activation 不是同义词瓶颈上损失一小时则是整个系统的一个小时的损失非瓶颈获得的一个小时是毫无意义的 11 33 OPT的九条原则 瓶颈控制了库存和产销率转运批量可以不等于 在许多时候应该不等于 加工
5、批量加工批量应是可变的 而不是固定的安排作业计划时应同时兼顾所有的约束 提前期是作业计划的结果 而不是预定值 12 33 DBR系统 DBR系统 即鼓 Drum 缓冲器 Buffer 和绳子 Rope 系统 13 33 鼓 鼓 是一个企业应用OPT的开端 即识别一个企业 瓶颈 所在 瓶颈 控制着企业同步生产的节奏 即 鼓点 缓冲器 要对瓶颈资源进行保护 使其生产能力得到充分利用 为此要设置一定的 时间缓冲 timebuffer 时间缓冲的意思是所提供物料要比预定的时间提早到达 以避免瓶颈出现停工待料的情况 14 33 绳子 绳子 的作用是使库存最小 绳子 控制着企业物料的进入 包括 瓶颈 的上
6、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 15 33 DBR的计划与控制步骤 识别瓶颈基于瓶颈的约束 建立产品出产计划 MasterSchedule 缓冲器 的管理与控制控制进入非瓶颈的物料 平衡企业的物流据OPT的原理 瓶颈上的加工批量是最大的 而瓶颈上游工序则是小批量多批次的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 绳子 用以协调 避免库存积压 16 33 OPT的应用步骤 OPT的应用有五个主要的步骤 找出 Identify 系统中存在的瓶颈工序
7、最大限度利用 Exploit 瓶颈资源 即提高瓶颈利用率使企业的所有其他活动服从上一个步骤中提出的各种措施打破 Elevate 瓶颈约束 即设法把第一步中找出的瓶颈转移到别处 使它不再是企业的瓶颈重返第一步 发现新的瓶颈 持续改善 17 33 18 2敏捷制造 背景20世纪80年代后期 美国意识到了必须夺回在制造业上的优势 才能保持在国际上的领先地位 1991年美国国会提出要为国防部拟定一个较长期的制造技术规划 要能同时体现工业界和国防部的共同利益 于是 委托里海 Lehigh 大学的亚科卡 Iacocca 研究所编写了一份 21世纪制造企业战略 的报告 提出了 敏捷制造 AgileManuf
8、acturing 简称AM 的概念 描绘了一幅在2006年以前实现敏捷制造模式的图画 18 33 敏捷制造的基本特征 并行工作继续教育根据用户反映建立组织机构多方动态合作珍惜雇员向工作小组及其成员放权对环境仁慈柔性的重新配置组合信息的沟通 知识面广的雇员开放的体系结构产品设计一次成功产品终身质量保证缩短交付周期技术的领先作用技术的敏感整个企业集成基于远景蓝图的管理与领导 19 33 敏捷制造与大量生产在思想观念 经营战略上的差别 一 使顾客富裕传统上 销售活动总是要以赚顾客的钱为目的 敏捷制造有两个新的提法 一个是 使顾客富裕 EnrichingtheCustomer 另一个是销售 解决方案
9、Solution 而不是产品 敏捷制造把目标定位在大量个人市场上 主要满足顾客个性化的需求 而评价标准则又只以 顾客满意 为标准 对于 解决方案 顾客支付的费用则是一个在供应商和顾客之间都认可的这个 解决方案 的价值 20 33 敏捷制造与大量生产在思想观念 经营战略上的差别 二 用合作加强竞争在敏捷制造的年代 合作 可以在从前的竞争对手之间进行 从组织内部来说 主要是发扬团队的合作精神 要鼓励员工协同工作解决问题 把合作看成是一种义务 而不是互相推诿责任 从组织外部来说 合作已经展到了以前竞争对手之间的合作 21 33 敏捷制造与大量生产在思想观念 经营战略上的差别 三 急救室式的工作对于敏
10、捷制造企业 可以类比为医院的急救室 在那里 准备了一套人力的 技术的和制度的资源 随时可以按特殊需要 重新组合成各种不同的组织形式 对于敏捷制造 为了能完成一项用户需要的紧急订单 首先是人员之间能主动承担任务 相互积极配合 其次是 设备器材 专业知识等也将能做最灵活的调度 22 33 敏捷制造与大量生产在思想观念 经营战略上的差别 四 充分发挥人和信息的作用在敏捷企业中人是最核心的资源 最宝贵的东西不是技术 厂房 也不是设备 是人和信息 敏捷企业应该不断地探索和实施激励人的主动性和创造性的措施 市场的急剧变化 最主要是要掌握用户需求的变化和在竞争中知己知彼 敏捷 的基本思想是既快又灵 所以一定
11、要把信息的价值提高足够的高度来认识 23 33 实现敏捷制造的措施 将继续教育放在实现敏捷制造的首位 高度重视并尽可能创造条件使雇员能获取最新的信息和知识 虚拟企业的组成和工作计算机技术和人工智能技术的广泛应用方法论的指导对废弃物的处理绩效测量与评价标准和法规的作用组织实践 24 33 18 3现代集成制造系统 CIMS CIMS的产生20世纪以后 随着泰勒倡导的科学管理运动的发展 出现了诸如订货点法 经济生产批量法 物料需求计划方法等优化生产与运作管理的方法 20世纪70 80年代 企业一方面寻求如准时生产制 最优生产技术等更好的生产与运作管理方法 另一方面积极探索新的制造技术和生产组织方法
12、 如计算机集成制造系统 ComputerIntegratedManufacturingSystem 简称CIMS 1974年 美国的约瑟夫 哈林顿 JosephHarrington 博士在ComputerIntegratedManufacturing一书中首次突出计算机集成制造的概念 25 33 CIMS的定义 CIM是信息技术和生产技术的综合应用CIM是生产组织的一种哲理 思想和方法 当一个企业按CIM哲理组织整个企业的生产经营活动时 就构成了计算机集成制造系统 CIMS 在自动化技术 信息技术和制造技术的基础上 在新的管理模式和生产工艺的指导下 把以往企业中相互孤立的工程设计 生产制造 经
13、营管理等全部生产 经营活动所需的各种局部子系统 借助数据库和数字通信网络有机地集成起来 构成一个覆盖整个企业的综合系统 这就是CIMS 26 33 CIMS的功能结构 图18 6 CIMS功能组成示意图 27 33 图18 7 CIMS技术结构示意图 28 33 CIMS集成的内涵 系统运行环境的集成信息的集成应用功能的集成技术的集成人和组织的集成 29 33 CIMS的集成 图18 8 CIMS的 Y 模型 30 33 实施CIMS给企业带来的效益 在工厂设计自动化方面 采用现代化工程设计手段 如CAD CAPP CAM 可提高产品的研制能力 缩短设计周期 提高产品更新换代速度 在加工制造上 FMS FMC DNC的应用 可提高柔性与质量 提高设备利用率 缩短产品制造周期 增强生产能力 在经营管理上 使企业的经营决策与生产管理科学化 31 33 CIM哲理的广泛适用性 这个概念没有行业的限制 CIM还有可能进入农林牧副渔各业的应用 甚至开创在各种服务行业中的应用 CIMS对不同类型的企业都有适用性 当然 由于企业类型不同 其CIMS的具体构成 实施重点及方法是不同的 CIMS的概念还适用于大中小各种规模的企业
