企业制造“瓶颈”的识别与缓解方法研究

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1、目 录 0.引言 1 1.企业制造“瓶颈”的特征分析 1 1.1 企业制造“瓶颈”的定义 1 1.2 企业制造“瓶颈”的表现特征 2 2.企业制造“瓶颈”的识别 2 2.1 瓶颈资源与非瓶颈资源 3 2.2 瓶颈的识别 4 2.2.1 瓶颈识别的主要方法 4 2.2.2 瓶颈识别简例 6 3.企业制造“瓶颈”的缓解 11 3.1 瓶颈缓解的思维过程 11 3.1.1 TP 技术工具 11 3.1.2 TP 六个步骤 11 3.2 DBR 管理方法12 3.2.1 DBR 管理原理12 3.2.2 DBR 实施原则14 3.3 DBR 实施案例14 结论 20 致 21 参考文献 22 . .

2、. . . 企业制造“瓶颈”的识别与缓解方法研究 0 引言 制造系统是企业系统的一个重要组成部分，是产品的实现及价值创造 的直接过程，其瓶颈直接降低企业生产系统的运营效率，影响并制约着企 业的盈利水平，阻碍着企业的进一步发展。同时，由于生产过程中的随机 性因素，瓶颈的存在又是必然的。 因此，企业制造瓶颈的识别及其缓解对于一个企业的发展有着极其重 要的现实意义。本文列举了瓶颈识别的几种主要方法，着重阐述瓶颈理论 在瓶颈缓解上的应用。 1 企业制造“瓶颈”的特征分析 要解决瓶颈问题，首先应了解什么是瓶颈，瓶颈的表现特征有哪些， 以便我们按图索骥，对症下药。 1.11.1 企业制造企业制造“瓶颈瓶颈

3、”的定义的定义 一提到瓶颈，我们就会想起木桶原理。瓶颈就是那块最短的木板，决 定了木桶的容积。作为专门解决瓶颈问题而提出的瓶颈理论，对“约束” 的定义是：阻碍系统实现整体目标的任何因素1。而瓶颈就是众多约束中 对企业运营影响最大的约束。 瓶颈理论又称约束理论（Theory of Constraints，TOC） ，是 Eliyahu M.Goldratt 博士开发的一套管理理念与管理工具的集合，它把企业在实现 目标的过程中存在的或潜伏的制约因素称为“约束” ，使得企业的改进方向 与改进策略明确化，从而达到帮助企业更有效地实现其目标的目的。 它指出企业的目标是“在现在，也在将来赚取更多的利润”

4、，企业的一 切活动都要以赚钱为出发点。其运作测量指标是：产销率(throughout，TH)、 库存（inventory，I） 、运行费用（operating expense，OE） 。 . . . . . 企业的制造过程就是通过运行费用将库存转化为有效产出的过程，实 现企业盈利的目标。而瓶颈就是生产过程中产出率最低的那一环，制约着 企业整个生产系统的产出水平。 所以，企业制造“瓶颈”就是：阻碍制造系统实现企业目标影响最大 的制约因素。 1.21.2 企业制造企业制造“瓶颈瓶颈”的表现特征的表现特征 根据企业制造瓶颈的概念，可以归纳出如下几个特征2： (l)效能低下且事关重要。企业制造瓶颈是企

5、业生产活动过程中存在的制 约环节，找到了它就是抓到了企业生产系统改进的突破口。 (2)改善潜力巨大。一般过程的改善对生产系统整体效能影响不大，而其 瓶颈的消除对企业生产系统综合改善幅度则较大。 (3)连环性。有的瓶颈相互关联、交织，只有进行系统分析和综合考虑才 能彻底解决。 (4)普遍性。瓶颈事事时时存在。因此，对企业的改善就成为无止境的持 续活动。 (5)动态性。瓶颈具有随时间推移而发生变化的性质。随着市场需求的改 变以及改善活动的进行，原来重要的瓶颈可能变为次要的瓶颈或是相反， 有的就逐步消失。 (6)消除难度大。企业的瓶颈受制于企业环境，涉及因素多，影响围大， 解决难度大。另一方面需要大

6、量资源投入，企业负担较重。 2 企业制造“瓶颈”的识别 瓶颈主要有三种类型：资源（Resources） 、市场（Markets）和法规 （Policies） 。企业制造瓶颈存在于企业的生产系统中，它更多的就是资源 的约束，即瓶颈资源，简单的说，就是关键的材料、设备、员工、工艺等 等。对其进行的改造也就更多地关注于对资源的优化和配置。 . . . . . 2.12.1 瓶颈资源与非瓶颈资源瓶颈资源与非瓶颈资源 瓶颈资源，指的是资源的供给小于或等于所需要的需求量（不只是指 市场需求，也可能是相关后续需求） ，这一类资源限制了整个企业生产产品 的数量。 其主要体现为： (1)市场需求大于企业生产能力

7、 生产能力不能满足市场的需最容易发现的制约因素，也是最容易解决 的制约因素，解决资源瓶颈需注意要准确找出制约因素。制约因素是影响 系统产出最大的环节，在一个生产系统中一般只存在一个瓶颈。 (2)劳动力资源供给发生短缺 企业经营过程中市场经常出现各种变化，这种变化体现为市场需求的 波动、产品要求的变化等。企业应根据市场的需求不断调节劳动力资源组 织生产，企业在适应上述变化的过程中经常出现劳动力资源的瓶颈，主要 体现为缺乏具备相应技能的劳动力资源。由人力资源所产生的制约因素主 要是指缺乏具备相应技能的劳动力，并不是劳动力的绝对数量。 (3)原材料供给导致出现的瓶颈 原材料供给产生的问题主要是原材料

8、短缺、原材料供应不及时。原材 料短缺主要是由市场供给状态决定。在市场机制比较发达的今天，这个问 题并不是一个突出的问题，但是原材料供应不及时或供应的材料不符合要 目前存在的主要问题。这些瓶颈需要正确的把握出现的问题，以及产生的 根本原因，并提出相应的解决方案。解决原材料供给所产生的制约因素需 要企业与供应商的共同努力，尤其对产品形成过程起重要作用的材料采购 制定合理的采购标准和供货模式，保证企业生产过程能够平顺推进。 综上所述，资源瓶颈是企业经营过程中经常面临的一种制约因素，企 业的资源瓶颈由于企业经营过程中所发生的外因素的变化和波动经常发生 转移。只有当某种资源对企业的产出产生负面影响时才构

9、成系统的瓶颈。 . . . . . 次瓶颈资源，即能力瓶颈资源（Capacity Constrained Resource，CCR） ，该资源利用率已接近需求，若未能适当调度或管理则有 可能成为瓶颈资源。 非瓶颈资源，就是除了瓶颈资源和次瓶颈资源以外的一切资源。它不 影响生产系统的产出。 2.22.2 瓶颈的识别瓶颈的识别 2.2.1 瓶颈识别的主要方法 对于生产制造过程中的瓶颈资源的确定，一般是根据订单将产品进行 分解，针对每道工序，进行能力和负荷的比较，最不能满足需求的即为瓶 颈工序；或者通过观察生产过程每道工序前在制品堆积量的大小来确定。 具体的确定方法主要有： （1）依据产品生产的类型

10、（V 型、A 型、T 型）来辨识瓶颈资源3 对于 V 型企业，审查各工序前的在制品以确认瓶颈资源；对于 A 型企 业，检查延迟的物料单后，将其加工工序进行比较，由此确认瓶颈资源； 对于 T 型企业，与 A 型企业相类似，由于有多种类型的产成品，通过考察 延迟订单与非延迟订单的生产工艺程序并进行比较，即可确认。 （2）利用线形规划理论 利用线性规划方法，对生产系统进行模拟分析，计算出给定时期系统 各资源的任务量，与它们的能力进行比较后得出短缺资源和非短缺资源， 分别对应于瓶颈资源和非瓶颈资源。 （3）根据 TOC 理论，建立以下数学模型4 当Ci minMRi，minCj，jS ，S=j|jiR

11、(Xi,Xj)时， 资源Xi 为瓶颈，i=1，2，n； 式中，Xi系统中的资源；Ci资源Xi的实际产出能力； R资源之间互为输入和输出的关联关系； S与资源Xi相关联的资源的标号组成的集合。 . . . . . （4）利用 Q-GERT 仿真技术5 文献5中利用带有排队功能的图示评审技术（Q-GERT） ，通过仿真， 解决了上下道工序能力十分接近的情况下瓶颈资源的确定问题。 （5）利用 IE 手法辨识瓶颈 在品种、数量、工序错综复杂的工厂中，有时难以对负荷和能力进行 比较，我们可以运用 IE 分析手法来特别指定瓶颈。先利用专家诊断法和鱼 刺图（因果图）列举出影响生产的各种因素，结合核检表和德尔

12、菲法，应 用帕累托图（排列图）按重要程度排列各种因素，按 99/1 规则（指在任何 一个事件中可能只有一个最薄弱的环节） ，其影响最大的因素就是瓶颈。 方法（1）完全根据生产控制和调度，采取的控制措施往往是在事后， 在实际生产过程中已经发生了在制品大量堆积或物料延迟的情况下，才能 确定瓶颈资源。对于一个复杂的生产系统，采用这种方法需要大量的生产 控制人员，而且这种“救火式”的方法，不但不能有效地解决生产系统中 的问题，反倒有可能会引起生产系统的混乱。 方法（2）只适用于简单的生产系统，当系统较复杂时，需考虑的资源 数量会很大，导致计算公式的庞大和计算过程的冗长。同时，计算所依据 的定额数据是固

13、定的，不能反映生产过程中的实时信息，会造成计划与实 际的较大偏差。 方法（3）同方法（2）一样，是一种基于统计数据或定额标准的方法。 对于工序能力有较大差距的生产系统来说，应用方法（2）和（3）通 常都能准确地辨识出瓶颈资源。但对于上下道工序能力十分接近的情况， 方法（2） 、 （3）作为两种完全静态的确认方法 ，没有针对实际的生产过程， 就不能很好的辨识瓶颈。 方法（4）可以良好的弥补上面三种方法的缺陷，既可体现生产的实际 情况，又不会引起生产系统混乱，同时能较为准确地辨识出生产系统中的 . . . . . 瓶颈资源。 方法（5）随时随地都可以应用，尤其在难以对生产负荷和能力进行对 比的时候

14、能发挥比较大的作用。不过因为存在较大的人的作用，其结果可 能会有误差。 任何一种方法，首先都要对生产制造的流程进行分析，即要绘制生产 流程网络图，理清生产过程的各个环节，为正确辨识出瓶颈做好铺垫。 同时，面对不同的生产情况，应采取不同的方法，做到省时省力，适 时适用。要注意各种方法的综合运用，以便更加准确地识别瓶颈。 2.2.2 瓶颈识别简例 因为瓶颈的动态性，随着环境的变化，瓶颈资源会不断地改变。引起 瓶颈动态性的因素主要包括生产负荷的变化和生产能力的改变。下面针对 这两种情况分别举例，对瓶颈的辨识加以说明。 （1）生产负荷变化对瓶颈的影响 由于负荷总是随着生产计划的不同而不断改变，因此负荷的动态性是 导致瓶颈动态性的最主要原因。下面我们以一个示例来说明负荷变化对瓶 颈的影响。现在有三个零件要在工序 A, B, C 上进行加工，零件对三道工 序的负荷要求见表 1： 我们假设这三道工序每天的工序能力都是 8 个单位，且在这两天只加 工零件 1，2，3。根据表 1，统计出这两天在工序 A, B, C 上产生的总负荷 工序 A工序 B工序 C加工 项目第 1 天第 2 天第 1 天第 2 天第 1 天第 2 天 零件 1 252 零件 2 554 零件 3 422 表表 1 1 零件加工安排表零件加工安排表 . . . . . 见表 2： 从表 2