《精编》运作管理系列讲座-瓶颈管理

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1、 运作管理系列讲座 瓶颈管理 TOC 给大家介绍一本小说 TheGoal 给大家介绍一本小说 TheGoal 一 企业真正的目标到底是什么 根据我们通常的经验 在同一环境下呆得越久 越是对一些基本的观念和做事的方法 视为理所当然 以至于碰到问题时再也不会认真的思考深究 故事中 厂长与多年不见的老师钟纳意外地在机场的候机室相逢 聊天中厂长向老师夸说企业因为使用机器人 效率提升了36 之后 老师即推论出厂长所经营的是一个没有效率的企业 不但不能如期出货 连存货包括原料和半成品都堆到屋顶 厂长很惊讶为何老师会知道这一些 而老师钟纳却说在许多企业也曾看到类似的情况发生 这不是唯一的案例 钟纳接着问厂长

2、为何他认为使用机器人就会带来很大的改善 厂长答说因为机器人提高了生产力 钟纳又问 生产力究竟是什么 厂长答说 应当根据目标来衡量工作上的成效 公司的目标之一是提高效率 只要提高效率就有生产力 说到这 钟纳即断言厂长根本不晓得企业的目标是什么 任何企业的目标都应该只有一个 钟纳问厂长 你们企业的目标是什么 厂长答 我们的目标是发挥最大的效率 生产出产品 钟纳认为这答案不对 接着再问 你们真正的目标是什么 厂长忽然间感到茫然 不知如何回答 回到企业后 厂长思索著企业的目标是那一个 降低成本 提高效率 提高质量 提高销售量 增加产量 采购发挥成本效益 培养和雇佣好的人才 生产高科技 高品质的产品 销

3、售优质的产品 争取市场占有率 这些只是达到目标的方法 到底一个企业的真正目标是什么 TheGoal Tomakemoneynowandinthefuture 约束理论认为 任何企业的目标应该只有一个 那就是在现在和将来赚钱 tomakemoneynowandinthefuture 这不过是个普通常识 但是每天在企业里所做的许多事 却与此无关 甚至于背道而驰 前面所述的采用机器人即为一例 此外 保持人员忙碌 没事找事做 提高机器利用率 以大批量生产来降低单位成本 节省单位人工成本 等手段也可能违背 赚钱 的目标 甚至于造成亏损 然而我们一向都是这样做 不知有何不妥 二 什么是TOC TOC是英文

4、TheoryofConstraint的首字母缩写 中文译作 约束理论 简单来讲 TOC就是关于进行改进和如何最好地实施这些改进的一套管理理念和管理原则 可以帮助企业识别出在实现目标的过程中存在着哪些制约因素 TOC称之为 约束 并进一步指出如何实施必要的改进来一一消除这些约束 从而更有效地实现企业目标 图1 1TOC是关于识别和消除 约束 的管理理念和管理原则 图1 2TOC的组成结构图 三 TOC的形成历史和发展现状 TOC的形成历史和发展现状 四 TOC的前身 最优生产技术 一 瓶颈 Bottlenecks 与非瓶颈 Non bottlenecks 资源 所谓瓶颈 或瓶颈资源 指的是实际生

5、产能力小于或等于生产负荷的资源 生产能力小于市场需求的资源 按OPT的定义不一定为瓶颈 OPT的管理思想是首先抓 重中之重 使最严重的制约因素凸现出来 从而从技术上消除了 避重就轻 一刀切 等管理弊病发生的可能 短期的效果是 抓大放小 长期的效果是大问题 小问题都没忽略 而且企业整体生产水平和管理水平日益提高 瓶颈资源是动态转移的 这就给管理者的惰性敲了警钟 从前面的例子我们了解到 二 按物流对企业的分类 瓶颈的数量化定义 OPT理论关于 瓶颈 的定义可以形式化描述如下 对于系统中的n件资源 X1 X2 Xn 实际产出能力 系统外部需求量分别为C1 Cn MR1 MRn 某些资源之间存在互为输

6、入和输出的关联关系R 注 这里输入 输出的可以是在制品等有形资产 也可以是信息等无形资产 或是与系统最终产出有关的彼此制约 彼此影响的前后因果关系 假设与资源Xi相关联的资源的标号所组成的集合为S 即S j j iL R Xi Xj 那么 资源Xi为瓶颈 当且仅当Ci min MRi min Cj j S 经过上述条件的筛选 任何企业只应该存在着少数的瓶颈资源 有统计表明 按OPT的观点 瓶颈资源的数目一般小于5个 三 OPT的九条原则 原则1追求物流的平衡 而不是生产能力的平衡 追求生产能力的平衡是为了是企业的生产能力得到充分利用 但是对于一个已投产的企业 特别是多品种生产的企业 如果一定要

7、追求生产能力的平衡 那么即使企业的生产能力充分利用了 但是产品并非都能恰好符合当时市场的需求 必然有一部分要积压 OPT则主张在企业内部追求物流的平衡 它认为生产能力的平衡实际是做不到的 因为波动是绝对的 市场每时每刻都在变化 生产能力的稳定只是相对的 所谓物流平衡就是使各个工序都与瓶颈机床同步 以求生产周期最短 在制品最少 瓶颈资源与非瓶颈资源的关系 原则2非瓶颈资源的利用程度不由其本身决定 而是由系统的约束决定的 关系 a 非瓶颈资源为后续工序 只能加工由瓶颈传送过来的工件 其使用率自然受瓶颈的制约 关系 b 虽然非瓶颈资源为前道工序 能够充分地使用 使用程度可以达到100 但整个系统的产

8、出是由后续工序 即瓶颈决定的 非瓶颈资源的充分使用只会造成在制品的连续增加 并不改变产出 关系 c 由于非瓶颈与瓶颈资源的后续工序为装配 此时非瓶颈也能充分地使用 但受装配配套性的限制 由非瓶颈加工出来的工件其中能够进行装配的 必然受到瓶颈产出的制约 多余部分也只能增加在制品库存 关系 d 非瓶颈资源的使用程度虽不受瓶颈的制约 但显然应由市场的需求来决定 原则3资源的 利用 Utilization 和 活力 Activation 不是同义词 利用 是指资源应该利用的程度 活力 是指资源能够利用的程度 两者有着重要的区别 因为做所需要的工作 应该做的 即 利用 与无论需要与否 最大程度可做的工作

9、 能够做的 即 活力 之间是明显不同的 所以对系统中非瓶颈资源的安排使用 应基于系统的约束 例如 一个非瓶颈资源能够达到100 的利用率 但其后续资源如果只能承受其60 的产出 则其另外40 的产出 将变成在制品库存 此时从非瓶颈资源本身考察 其利用率很好 但从整个系统的观点来看 它只有60 的有效性 所以 利用 注重的是有效性 而 活力 注重的则是能行性 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 因为瓶颈控制了产销率 在瓶颈上

10、中断一个小时 是没有附加的生产能力来补充的 瓶颈必需保持100 的 利用 尽量增大其产出 为此 对瓶颈还应采取特别的保护措施 不使其因管理不善而中断或等工 增大瓶颈物流的方法一般有如下几种 减少调整准备时间和频率 瓶颈上的批量应尽可能大 实行午餐和工修连续工作制 减少状态调整所需的时间损失 在瓶颈工序前设置质量检查站 保证投入瓶颈工序的工件100 是合格品 设置缓冲环节 使瓶颈资源不受非瓶颈资源生产率波动的影响 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 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 所以 很明显它受到企业的生产能力和市场的

11、需求量这两方面的制约 即它们受由内部瓶颈和外部瓶颈所控制的 如果瓶颈存在于企业内部 表明企业的生产能力不足 相应的产销率也受到限制 而如果当企业所有的资源都能维持高于市场需求的能力 那么 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 这样 瓶颈也就相应地控制了库存 原则7运输批量可以不等于 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采用了一种独特的动态批量系统

12、 它把在制品库存分为两种不同的批量形式 即 运输批量 是指工序间运送一批零件的数量 加工批量 指经过一次调整准备所加工的同种零件的数量 可以是一个或几个转运批量之和 在自动装配线上 转运批量为1 而加工批量很大 根据OFT的观点 为了使瓶颈上的产销率达到最大 瓶颈上的加工批量必须大 但另一方面 在制品库存不应因此增加 所以转运批量应该小 即意味着非瓶颈上的加工批量要小 这样就可以减少库存费用和加工费用 原则8批量大小应是可变的 而不是固定的 原则8是原则7的直接应用 在OPT中 运输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

13、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运输批量 其大小根据实际需要动态决定 原则9编排作业计划时考虑系统资源约束 提前期是作业计划的结果 而不是预定值 MRPII制定作业计划的方法一般包括以下几个步骤 确定批量 计算提前期 安排优先权 据此安排作业计划 根据能力限制调整作业计划 再重复前三个步骤 可见MRPII是按预先制定的提前期 用无限能力计划法编制作业计划 但当生产提前期与实际情况出入较大时 所得的作业计划就脱离实际难以辅助实施 在OPT中 不采用固定的提前期 而是考虑计划期内的系统资源约束 用有限能力计划法 先安排瓶颈工序上加工的关键件的生产进度计划 以瓶颈工序为基准

14、把瓶颈工序之前 之间 之后的工序分别按拉动 工艺顺序 推动的方式排定 并进行一定优化 接下来编制非关键件的作业计划 所以 OPT中的提前期是批量 优先权和其它许多因素的函数 是编制作业计划产生的结果 您知道什么是依存关系和统计波动么 100 75 50 25 0 中午12时 1时 2时 3时 4时 5时 完成件数 时间 需求 100件预定进度 25件 小时 理想进度表 人工进度 机器进度 您知道什么是依存关系和统计波动么 100 75 50 25 0 中午12时 1时 2时 3时 4时 5时 完成件数 时间 需求 100件预定进度 25件 小时 实际进度表 人工进度 机器进度 理想进度 19

15、6 40 10 19 6 68 7 40 10 65 10 90 10 32 21 28 21 四 OPT的计划与控制 DBR系统 鼓 Drum 缓冲器 Buffer 和 绳子 Rope 系统 鼓 缓冲器 和 绳子 鼓 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 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 分为 时间缓冲 和 库存缓冲 库存缓冲 就是保险在制品 其位置 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

16、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 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 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 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 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 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