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1、限制理論與排程1生產系統週期需求排程製造單物料清單購買訂單存貨記錄產能需求規劃資源產能規劃 預測訂單總體生產規劃主生產排程物料需求規劃粗略產能規劃 2總生產日程計劃(MPS)總需求量計 算前置時間材料表(BOM)現有庫存半製品已訂未入量已指定用量批量方針期間別總需求量淨需求量計量期間別淨需求量批量計算計劃訂單的完成日期前置時間計算計劃計單的開始日期3市場需求生產計劃粗估產能規問題製造日程安排MRP能量需求規劃問題需求日程表財務行銷製造否調整生產計劃否4週工單號碼件數設置時間加工時間/件總工時每週總工時10145167158193100160703003.52.71.26.0.23.26.13.
2、1726.544.010.357.0137.811132126180178801501801205.03.02.54.0.36.22.30.5033.836.056.564.0190.312147156198172139902002501001203.03.51.52.02.2.18.14.16.12.1719.231.541.514.022.6128.8計算工作站負荷每週5天的可用產能為161.5小時計算方式為2(台機器)*10(小時/班)*85%(機器利用率)*95%(效率)5101112產能/週20015010050圖表 15.20 工作站A 之排定工作負荷6排程簡介當工作順序需被決定時
3、，排程的問題就出現了例如製造排程，飛機起飛著陸排程，病人看病排程，電腦CPU排程，總經理會議排程。因排程的實用性，排程研究始於1950年代。到目前為止，排程研究仍十分熱門活躍。7 排程簡介 （續）8甘甘特特圖圖訂單排程與進度報告LoadchartProgram progressand record chart9製造時間與加工時間範例基基準準日日Sequence(生產整備)10製造時間與加工時間範例之二調整交貨期與生產力間的平衡調整交貨期與生產力間的平衡負荷重負荷重空空閒閒A,C,D提提前前製製造造11製造系統排程的特性工場（job shop）的排程問題最常被討論也最具代表性 專有名詞：工件（j
4、ob），機器（machine），作業 （operation），路徑（routing），加工時間 （processing time）。因為job shop排程問題的架構與許多其他種類的排程問題相似（例如醫院內醫師、醫療設備排程），job shop排程的結果可以容易地被用來解決其他的排程問題。12評估標準（Criteria）績效目標（Performance Objective ）用以最大化（maximize）或最小化（minimize）一個評估功能（evaluation function）。一個評估功能由一個或多個排程評估標準組成。1314設定（deterministic）與隨機（stochast
5、ic）隨機：每個工件的每個作業的加工時間是一個隨意變數（random variable）。除此之外，系 統可能遭遇以下的擾亂：機器故障，刀具損 壞，物料搬運系統故障，工件製造優先序改 變，製造不良品，操作員疲憊，原料缺貨， 托板（pallet）缺貨，刀具供應不足，訂單取 消，緊急插單，等。設定：加工時間及其他變數已知且設定15即時排程（Real-Time Scheduling）排程系統能迅速地執行排程，並 能迅速有效地因應各種擾亂變因而修改排程。16製程複雜性（Processing Complexity）1718流線排程（Flow Shop Scheduling）19工場排程（Job Shop
6、 Scheduling）2021高德瑞特博士(Dr. Eliyahu M Goldratt)將阻礙企業或組織在短時間內得到更顯著整體效益的少數因素(人或事物)稱為限制(Constraints), 而有效管理限制的方法與解決方案稱為限制理論(Theory of Constraints, TOC)。限制理論限制理論 (Theory of Constraints; TOC)22限制理論限制理論 (Theory of Constraints; TOC)高德瑞特博士在其所寫的TOC系列書目標、關鍵鏈、絕不是靠運氣與仍然不足夠中證明, 不管那一種系統, 當你從其固有的簡單性 (Inherent Simpl
7、icity) 切入, 找到限制並做有效的管理, 總是可以在短時間內, 使組織系統得到更顯著的整體改善效益!23將複雜的系統分割成許多子系統! 這有什麼問題?傳統管理複雜系統的方法24自幼我們就被教導把問題加以分解, 把世界拆成片片段段來理解. 這顯然能夠使複雜問題容易處理, 但是無形中, 我們卻付出了巨大的代價全然失掉對“整體”的連屬感, 也不了解自身行動所帶來的一連串後果. .第五項修練25在鏈條的比喻裡，重量就是成本，成本的本質服膺加法法則。觀念或典範：任何一個環的改善就是鏈條的改善。局部改善（不只是績效指標而已）整體也就改善。好的整體績效好的局部績效的總和。根據局部影響判斷行動與決策。為
8、了量化局部改善我們分攤成本。我們在管理環(Links)成本觀(Control Cost)思維26TOCTOC認為認為: :v 每一系統皆有目標每一系統皆有目標(Goal)(Goal)要達成要達成 v 每一系統都被期望能夠改善其績效每一系統都被期望能夠改善其績效( (相對於目標相對於目標) ) 此兩項是任何系統思考的基礎此兩項是任何系統思考的基礎 v 每一系統的績效受限於限制或制約每一系統的績效受限於限制或制約( (constraintconstraint) )因此, 要改善系統得到更多或更大的系統目標, 我們需要專注於系統的限制 TOC的系統思考27在鏈條的比喻裡，強度就是產出。產出的本質不服
9、膺加法法則。最弱的環決定鏈條的強度。觀念或典範：任何一個環的改善不等於鏈條的改善。局部改善對組織整體而言並沒有改善。局部改善並不是組織整體改善的指標。好的整體績效 好的局部績效的總和。無法根據局部影響來判斷行動與決策。這是TOC的核心思維產出觀(Throughput World)思維市場工程採購製造配送銷售End User28TOC 績效衡量 1.產出-整個系統透過銷售而獲得金錢 的速率。 2.存貨系統投資於購買能夠成為可銷 售產品的所有金錢。 3.作業費用花費於使存貨轉為產出的 所有金錢。29TOC 績效衡量 產出指的是售出的產品產出指的是售出的產品 庫存的製成品不是產出而是存貨庫存的製成品
10、不是產出而是存貨 錯誤的產出認知會導致成本的浪費錯誤的產出認知會導致成本的浪費 作業費用包括生產成本作業費用包括生產成本( (如直接人工如直接人工、間接人工間接人工、存貨持有存貨持有成本成本、設備折舊設備折舊、及使用於產品的原物料與供應品及使用於產品的原物料與供應品) )及行及行政成本政成本 公司的目標在於同時且連續地處理三個衡量法達成賺錢的公司的目標在於同時且連續地處理三個衡量法達成賺錢的目的目的 從作業的觀點從作業的觀點 公司的目標是公司的目標是 增加產出增加產出同時同時降低存貨降低存貨與與作業費用作業費用30三種基本限制Three Fundamental Constraints內部資源限
11、制(internal resource constraints)：可為瓶頸或產能限制資源；它決定了整個工廠所有可用資源的的步調 (pace)。市場限制(market constraints)： 當市場需求小於所有設備的最小可用產能時；市場決定了生產的的步調。政策上的限制(policy constraints)：例如各站間WIP的上限。31TOC的五個循環步驟(Five Steps of TOC)1.1.確認系統中產能受限的資源確認系統中產能受限的資源2.2.提高該受限資源的效率提高該受限資源的效率3.3.協調各部門配合受限資源協調各部門配合受限資源4.4.效果評估效果評估( (使限制資源不再是
12、限制資源使限制資源不再是限制資源) )5.5.取得更多受限資源取得更多受限資源, , 使之不在受限使之不在受限 限制問題解除後限制問題解除後，回到起始點再開始回到起始點再開始。成為一個連續的改成為一個連續的改善過程善過程: :確認限制確認限制、消除它消除它，再確認改善後系統中再確認改善後系統中，新的新的限制資源限制資源。32尋找尋找瓶頸瓶頸 計算資源的產能負荷圖計算資源的產能負荷圖：產能負荷圖透過追蹤產能負荷圖透過追蹤、修正及、修正及、修正及、修正及重複計算重複計算重複計算重複計算，針對產能不足的資源中篩選出最嚴重者即為，針對產能不足的資源中篩選出最嚴重者即為，針對產能不足的資源中篩選出最嚴重
13、者即為，針對產能不足的資源中篩選出最嚴重者即為瓶頸瓶頸瓶頸瓶頸 使用製造的知識使用製造的知識，觀察運轉中的系統觀察運轉中的系統，並與現場主管和並與現場主管和員工交談員工交談，了解瓶頸之所在了解瓶頸之所在控制的方法控制的方法33瓶頸與產能受限資源瓶頸與產能受限資源(CCR) ：計算資源的負載量計算資源的負載量 由以上產品路徑由以上產品路徑( route )( route )與與與與產能負荷圖產能負荷圖，M1M1與與與與M2M2是超載的，即為瓶是超載的，即為瓶是超載的，即為瓶是超載的，即為瓶頸頸頸頸( bottleneck )( bottleneck )，其中以，其中以，其中以，其中以M2M2最為
14、嚴重最為嚴重最為嚴重最為嚴重 由以上產品路徑與產能負荷圖由以上產品路徑與產能負荷圖，每一個資源皆未超過產能負荷每一個資源皆未超過產能負荷，其其中中M2M2最接近產能負荷最接近產能負荷，即為產能受限資源即為產能受限資源( capacity-constrained ( capacity-constrained resources, CCR )resources, CCR )，若沒有仔細安排若沒有仔細安排，將可能變為瓶頸將可能變為瓶頸控制的方法控制的方法M1M2M3M4成品105%95%75%120%M1M2M3M4成品80%90%95%85%34節省時間節省時間 節省瓶頸時間節省瓶頸時間：較好的工
15、具較好的工具、較高水準勞工較高水準勞工、較大批量較大批量數數、降低整備時間等降低整備時間等 節省瓶頸時間一小時節省瓶頸時間一小時，可使整個生產系統增加一小時額可使整個生產系統增加一小時額外時間外時間，相對的增加產能相對的增加產能 若節省非瓶頸時間一小時若節省非瓶頸時間一小時，僅能增加一小時的閒置時間僅能增加一小時的閒置時間控制的方法控制的方法35避免將非瓶頸變成瓶頸避免將非瓶頸變成瓶頸 若為了節省零件若為了節省零件A A的的的的整備時間整備時間，而提高其批量大小而提高其批量大小，將增將增加加Y2Y2及及Y3Y3的等待時間的等待時間，Y2Y2及及Y3Y3將變成暫時性的瓶頸將變成暫時性的瓶頸，並並
16、造成系統產出的損失造成系統產出的損失，所節省下來的整備時間也失去意所節省下來的整備時間也失去意義義控制的方法控制的方法Y2Y3Y1零件B零件A利用率80%利用率70%整備時間：150分鐘批量大小：200個批量時間：400分鐘整備時間：200分鐘批量大小：500個批量時間：500分鐘36鼓鼓、緩衝緩衝、繩繩 找出生產系統的控制點來控制產品流程找出生產系統的控制點來控制產品流程，此控制點稱為此控制點稱為鼓鼓控制點的選擇控制點的選擇順序 瓶頸處瓶頸處 產能受限資源處產能受限資源處(CCR)(CCR)任何位置任何位置，最好設在供很多下游作業的分歧點上的資源最好設在供很多下游作業的分歧點上的資源處理瓶頸
17、的原則處理瓶頸的原則在瓶頸前保持一個緩衝在瓶頸前保持一個緩衝(buffer)存貨存貨，以確保瓶頸處總是持續在以確保瓶頸處總是持續在工作工作，因為瓶頸的產出決定了系統的產出因為瓶頸的產出決定了系統的產出與上游產出點保持溝通，稱之為稱之為繩(rope) ，避免上游存貨不斷累避免上游存貨不斷累積積，溝通可以是正式的計劃溝通可以是正式的計劃，或是非正式的日常討論或是非正式的日常討論控制的方法控制的方法37鼓鼓、緩衝緩衝、繩繩時間緩衝時間緩衝( time buffer ) 意指為因應計劃或非計劃的產出事故意指為因應計劃或非計劃的產出事故，在瓶頸作業或在瓶頸作業或CCRCCR處所設置的緩衝存貨處所設置的緩衝存貨時間緩衝大小的決定 確保瓶頸處可持續工作確保瓶頸處可持續工作控制的方法控制的方法ABCDE市場瓶頸(鼓)設置緩衝存貨溝通(繩)38鼓鼓、緩衝緩衝、繩繩時間緩衝時間緩衝( time buffer )時間緩衝大小的決定(續) 若鼓為產能受限資源處若鼓為產能受限資源處，需在需在CCRCCR之前之前( (保護產出量保護產出量) )及成品及成品之後之後( (保護市場需求保護市場需求) )設置兩個緩衝存貨設置兩個緩衝存貨控制的方法控制的方法ABCDE市場製程品的緩衝緩衝產能受限資源產能受限資源繩(調整上游入料量)繩(調整產品產出量)39
