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1、-1/33-,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）,-2/33-,18.1 最优生产技术,最优生产技术（optimized production technology，OPT） 时间20世纪70年代末期 人物以色列的物理学家Eli Goldratt 理论依据：资源约束理论（ Theory of Constrain， TOC）、最优生产时间表（optimized production timetable）,-3/33-,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
2、个阶段的产出，那么，是那个产出率最低的环节来决定着整个系统的产出水平。,-4/33-,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）。,-5/33-,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（net profit，NP） 投资收益率（return on investment，ROI） 现金流量（cash flow，CF）,-6/33-,以上三个指标不能直接用于指导生产，因此，需要一些
3、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（Throughput，T） 库存（Inventory，I） 运行费（Operating Expenses, OE）,-7/33-,图181：作业指标与财务指标关系图,-8/33-,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
4、而对该资源的需求量。,-9/33-,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基本的关系。如图182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182：瓶颈资源与非瓶颈资源,-10/33-,关键资源和非关键资源,图183：关键资源、非关键资源网络划分,-11/33-,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
5、个小时的损失 非瓶颈获得的一个小时是毫无意义的,-12/33-,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,-13/33-,DBR 系统,DBR系统，即鼓（Drum）、缓冲器（Buffer）和绳子（Rope）系统。,-14/33-,“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”（t
6、ime buffer）。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。,-15/33-,“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。,-16/33-,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（Master Schedule） “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
7、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,-17/33-,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 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,-18/33-,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
8、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”(Agile Manufacturing，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。,-19/33-,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
9、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,-20/33-,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”（Enriching the Customer）；另一个是销售“解决方案”（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。,-21/33-,敏捷制造与大量生产在思想观念、经营战略
10、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。,-22/33-,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
11、知识等也将能做最灵活的调度。,-23/33-,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，所以一定要把信息的价值提高足够的高度来认识。,-24/33-,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
12、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,-25/33-,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7080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，如计算机集成制造系统（Computer Integrated Manufacturing System，简称CIMS） 1974年，美国的约瑟夫.哈林顿（Joseph Harrington）博士在Co
13、mputer Integrated Manufacturing一书中首次突出计算机集成制造的概念。,-26/33-,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。,-27/33-,CIMS的功能结构,
14、图186：CIMS功能组成示意图,-28/33-,图187：CIMS技术结构示意图,-29/33-,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,-30/33-,CIMS的集成,图188：CIMS的“Y”模型,-31/33-,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。,-32/33-,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。,
