數(shù)字化工廠中生產(chǎn)物流的瓶頸理論分析江衡仿真

1、瓶頸理論在生產(chǎn)物流系統(tǒng)中的應(yīng)用1 引言1.1選題背景我國參加WTO后，中國作為世界制造中心的地位越來越明顯。生產(chǎn)物流是企業(yè)進行生產(chǎn)的必備條件，是整個物流的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。認識和研究生產(chǎn)物流活動，將有利于企業(yè)物流優(yōu)化，有利于降低生產(chǎn)物流本錢，從而降低產(chǎn)品本錢，增強企業(yè)的市場競爭力。然而，目前國內(nèi)的大多數(shù)企業(yè)的生產(chǎn)物流缺乏合理規(guī)劃，造成了生產(chǎn)資源的浪費和生產(chǎn)效率的低下。過去三十年，產(chǎn)品的品種成數(shù)百倍增長，客戶可選擇的產(chǎn)品越來越多，對產(chǎn)品交貨期要求越來越短。在這種環(huán)境中公司會承受以下困擾： (1)客戶經(jīng)常變更訂單，生產(chǎn)體系面臨越來越多的風(fēng)險和挑戰(zhàn)； (2)急單插單出現(xiàn)頻率越來越高，生產(chǎn)方案經(jīng)常改變； (3

2、)公司的交貨期沒有保證，客戶經(jīng)常抱怨； (4)由于客戶無法滿意公司不穩(wěn)定的表現(xiàn)而離去； (5)公司的實際產(chǎn)能遠遠達不到設(shè)計產(chǎn)能，而生產(chǎn)人員已經(jīng)處于高負荷工作狀態(tài)； (6)成品質(zhì)量不穩(wěn)，耗盡公司的利潤； (7)公司的在制品庫存占用了大量的資金和空間； (8)材料和部件短缺致使生產(chǎn)方案無法按期完成； (9)產(chǎn)成品在供給鏈體系中同時出現(xiàn)積壓和短缺； (10)緊急采購和發(fā)貨增加額外資金消耗； (11)供給鏈反響周期太長，沒方法實現(xiàn)和市場的良性互動。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀目前，大多數(shù)制造企業(yè)把生產(chǎn)物流規(guī)劃的重點放在了對流體的性能識別、流向的分析和流程的控制上，按照均衡生產(chǎn)的無限能力進行規(guī)劃。這種生產(chǎn)物流設(shè)

3、計規(guī)劃的前提是整個生產(chǎn)物流系統(tǒng)的資源都能夠提供足夠大的物流能力，但是在實際生產(chǎn)中各種資源的能力不可能是設(shè)計得完全相等的即不可能最初就實現(xiàn)最大能力的均衡生產(chǎn)。此時，整個生產(chǎn)系統(tǒng)的產(chǎn)出水平便取決于有效產(chǎn)出最低的環(huán)節(jié)瓶頸。1.3論文的研究方法和目的本論文利用TOC約束理論對生產(chǎn)物流中的物流瓶頸進行識別，然后利用DBR系統(tǒng)方案與控制模式，立足瓶頸并尋找突破，在此根底上按照有限能力對物流資源進行逆排序并得出實現(xiàn)生產(chǎn)物流同步的幾點建議，同時引入需求拉動生產(chǎn)方案，初步建立并完善企業(yè)內(nèi)部物流準(zhǔn)時化管理和供給鏈一體化管理系統(tǒng)。最后，給出生產(chǎn)物流系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計的一般指導(dǎo)思想，以期到達內(nèi)部物流和外部物流一體化、均衡化

4、，促使貨暢其流、節(jié)省空間、消除浪費、合理高效，為物流現(xiàn)代化做好準(zhǔn)備。2企業(yè)生產(chǎn)物流系統(tǒng)的根本原理2.1生產(chǎn)物流的含義及特征生產(chǎn)物流是指企業(yè)在生產(chǎn)工藝中的物流活動即物料不斷地離開上一工序，進入下一工序，不斷發(fā)生裝卸搬運、暫時停滯等活動。企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中物流的邊界起于原材料，外構(gòu)成件的投入，止于成品倉庫。它貫穿生產(chǎn)全過程，橫跨整個企業(yè)的車間、工段，其流經(jīng)的范圍是全廠性的、全過程的。物料投入生產(chǎn)后即形成物流，并隨著時間進程不斷改變自己的實物形態(tài)和場所位置。 生產(chǎn)物流具有連續(xù)性、流暢性、并行性、協(xié)調(diào)性、 節(jié)奏均衡性、柔性、準(zhǔn)時性等特征。2.2生產(chǎn)物流的方案與控制生產(chǎn)物流的方案的內(nèi)容和作用生產(chǎn)物流方案是企

5、業(yè)在方案期內(nèi)應(yīng)完成的產(chǎn)品生產(chǎn)任務(wù)和進度的方案。它具體規(guī)定著企業(yè)在方案期內(nèi)應(yīng)當(dāng)完成的產(chǎn)品品種、質(zhì)量、數(shù)量和出產(chǎn)期限等一系列指標(biāo)。企業(yè)應(yīng)根據(jù)內(nèi)外環(huán)境變化，即時安排產(chǎn)品及零部件在各個工藝階段的生產(chǎn)進度，同時也要為企業(yè)內(nèi)部各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)安排短期的生產(chǎn)任務(wù)并做好前后環(huán)節(jié)的銜接工作。生產(chǎn)物流的方案對保證企業(yè)實現(xiàn)均衡生產(chǎn)，按期、按量、按質(zhì)地完成生產(chǎn)任務(wù)，及時提供適銷對路的產(chǎn)品，滿足市場需求，提高企業(yè)效率和經(jīng)濟效益都起著非常重要的作用。生產(chǎn)物流的控制生產(chǎn)物流控制是指在生產(chǎn)作業(yè)方案執(zhí)行過程中，對有關(guān)產(chǎn)品或零部件的數(shù)量和生產(chǎn)進度進行控制。生產(chǎn)物流控制是物流控制的核心，是實現(xiàn)生產(chǎn)作業(yè)方案的保證。生產(chǎn)物流控制的主要內(nèi)容

6、有：(1)物流進度控制生產(chǎn)物流進度控制是對物料從投入到成品入庫為止的全過程進行的控制。生產(chǎn)物流進度控制是生產(chǎn)作業(yè)控制的關(guān)鍵。它包括物料投入進度控制、物料出產(chǎn)進度控制、和工序物料控制等內(nèi)容。(2)在制品占用量控制在制品占用量控制，主要包括：控制車間內(nèi)各工序之間在制品的流轉(zhuǎn)和跨車間協(xié)作工序在制品的流轉(zhuǎn)，加強工序間檢驗對在制品流轉(zhuǎn)的控制。此外，還可以采用看板管理法控制在制品的占用量。采用“看板方式生產(chǎn)與一般方式生產(chǎn)的一個顯著區(qū)別是，它不是采用前道工序向后道工序送貨，而是實行后道工序在需要的時候向前道工序領(lǐng)取需要的部件，前道工序只生產(chǎn)被后道工序取走的那局部零部件，嚴格控制零部件的生產(chǎn)和儲藏?？窗遄鳛槿?/p>

7、貨指令、運輸指令、生產(chǎn)指令，用以控制生產(chǎn)和微調(diào)方案有著重要的作用。它是隨物流運動而發(fā)揮作用的。 (3)偏差的測定與處理在生產(chǎn)物流方案實施過程中，按照預(yù)定時間及順序檢測方案執(zhí)行的結(jié)果，即方案量與實際量的差距，根據(jù)發(fā)生差距的原因及程度，采用不同的方法進行處理。 生產(chǎn)物流控制的類型(1)MRP、MRPII和ERP的“推動式物流管理模式在生產(chǎn)物流組織控制上，根據(jù)ERP/MRPII的運作原理，通過預(yù)測計算物料的需求量和各個生產(chǎn)階段對應(yīng)的提前期，確定原材料、零部件和產(chǎn)品的投入產(chǎn)出方案，向相關(guān)車間或工序以及供給商發(fā)出生產(chǎn)和訂貨指令。各個生產(chǎn)車間或工序以及供給商，按方案安排進行生產(chǎn)，把加工完的零部件送到后續(xù)車

8、間和工序，并將實際完成情況反響到方案部門，通過“送料制，最終產(chǎn)品逐漸形成。方案信息流同向指導(dǎo)推動物流。對于“推動式生產(chǎn)物流系統(tǒng)，進行生產(chǎn)控制就是要保證各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的物流輸入和輸出都按方案要求按時完成。但是由于各類因素的干擾，外部需求經(jīng)常波動，內(nèi)部運行也時有異常事件發(fā)生，各種提前期的預(yù)測也不盡準(zhǔn)確，造成“方案變化滯后的情況，各車間、工序之間的數(shù)量和品種都難以銜接，交貨期難以如期實現(xiàn)。為了解決這些矛盾，通常采用調(diào)整修改方案，設(shè)置平安庫存，加班加點，加強調(diào)度控制力度，增加計算機輔助管理系統(tǒng)等措施。與此對應(yīng)，要發(fā)生相關(guān)的庫存費用、人工費用、管理費用和投資。盡管這樣，還是不能完全挽回由于不確定性因素帶來

9、的損失。(2)JIT“拉動式物流管理模式從最終產(chǎn)品裝配出發(fā)，由下游工序反向來啟動上游的生產(chǎn)和運輸。每個車間和工序都是“顧客，按當(dāng)時的需要提出需求指令；前序車間和工序成為“供給商按顧客的需求指令進行生產(chǎn)和供給，沒有需求就不進行作業(yè)，實行“領(lǐng)料制需求信息流逆向拉動物流。JIT“拉動式物流系統(tǒng)的最大特點是市場供需關(guān)系的工序化。它以外部市場獨立需求為源點，拉動相關(guān)物料需求的生產(chǎn)和供給。生產(chǎn)系統(tǒng)中的上下游、前后工序之間形成供給商顧客關(guān)系，下游和后工序“顧客需要什么，上游和前工序“供給商就“準(zhǔn)時化提供什么，物流過程精益化，市場需求導(dǎo)向的理念在拉動式物流中得到充分表達。JIT的最終目標(biāo)是消滅庫存或至少是把庫

10、存降到最小值。JIT的“拉動式物流管理模式的實施需要一定的企業(yè)管理根底，它主要考慮了人的因素，注重員工的多功能和合作。但是，JIT“拉動式物流系統(tǒng)的成功運行是在與生產(chǎn)相關(guān)的物流系統(tǒng)資源都能夠提供足夠大的物流能力的前提下進行的。在實際生產(chǎn)中各種資源的能力不可能一開始就是是完全相等的即不可能一開始就實現(xiàn)最大能力的均衡生產(chǎn)。所以，JIT的順利實施也就受到了整個生產(chǎn)系統(tǒng)中有效產(chǎn)出最低的環(huán)節(jié)瓶頸的限制。(3)TOC的“瓶頸控制物流管理模式TOC瓶頸理論把企業(yè)看作是一個完整的系統(tǒng)，認為任何生產(chǎn)系統(tǒng)都會產(chǎn)生瓶頸因素。正是各種各樣的制約因素，限制了企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品的數(shù)量和利潤的增長。因此，企業(yè)在實現(xiàn)其目標(biāo)的過程中

11、，應(yīng)逐步識別和消除這些現(xiàn)存或潛伏的瓶頸，使得企業(yè)的改良方向和改良政策明確化，從而實現(xiàn)其“有效產(chǎn)出 的目標(biāo)。 TOC與MRPII、JIT相比的特點TOC與MRPII、JIT是在不同時代、不同經(jīng)濟與社會環(huán)境下產(chǎn)生的不同的企業(yè)管理方式，其內(nèi)涵的物流活動的原理也不盡相同。這幾乎涉及到企業(yè)經(jīng)營規(guī)劃、業(yè)務(wù)運作、決策模式以及持續(xù)改良管理等企業(yè)運作管理的方方面面。(1)方案方式 MRPII采用集中的方案方式，計算機系統(tǒng)首先建立一套標(biāo)準(zhǔn)、準(zhǔn)確的零件、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及加工工序等數(shù)據(jù)系統(tǒng)，并在系統(tǒng)中維護準(zhǔn)確的庫存、訂單等供需數(shù)據(jù)，MRPII據(jù)此按照無限能力方案法，集中展開對各級生產(chǎn)單元及供給單元的生產(chǎn)與供給指令。JIT采

12、用看板管理方式，按照有限能力方案，逐道工序地傳遞生產(chǎn)中的取貨指令和生產(chǎn)指令，各級生產(chǎn)單元依據(jù)所需滿足的上級需求組織生產(chǎn)。而TOC的方案方式不同，它先安排約束環(huán)節(jié)上關(guān)鍵件的生產(chǎn)進度方案，以約束環(huán)節(jié)為基準(zhǔn)，把約束環(huán)節(jié)之前、之間、之后的工序分別按拉動、工藝順序、推動的方式排定，并進行一定優(yōu)化，然后再編制非關(guān)鍵的作業(yè)方案。(2)能力平衡方式MRPII提供能力方案功能。由于MRPII在展開方案的同時將工作指令落實在具體的生產(chǎn)單元上，因此根據(jù)生產(chǎn)單元的初始化能力設(shè)置，可以清楚地判斷生產(chǎn)能力的實際需求，由方案人員依據(jù)經(jīng)驗調(diào)整主生產(chǎn)方案，以實現(xiàn)生產(chǎn)能力的相對平衡。JIT方案展開時根本不對能力的平衡作太多考慮，

13、企業(yè)密切協(xié)作的方式保持需求的適當(dāng)穩(wěn)定并以高效率的生產(chǎn)設(shè)備來保證生產(chǎn)線上能力的相對平衡。總體能力的平衡一般作為一個長期的規(guī)劃問題來處理。 TOC首先按照能力負荷比把資源分為約束資源和非約束資源，通過改善企業(yè)鏈條上的薄弱環(huán)節(jié)來消除“約束，同時注意到“約束是動態(tài)轉(zhuǎn)移的，通過TOC管理手段的反復(fù)應(yīng)用以實現(xiàn)企業(yè)的持續(xù)改良。(3)庫存的控制方式MRPII中一般設(shè)有各級庫存，強調(diào)對庫存管理的明細化、準(zhǔn)確化。庫存執(zhí)行的依據(jù)是方案與業(yè)務(wù)系統(tǒng)產(chǎn)生的指令，如：加工領(lǐng)料單、銷售領(lǐng)料單、采購入庫單、加工入庫單等。JIT生產(chǎn)過程中一般不設(shè)在制品庫存，只有當(dāng)需求期到達時才供給物料，所以庫存根本沒有或只有少量。而TOC的庫存

14、控制是通過合理設(shè)置“時間緩沖和“庫存緩沖來實現(xiàn)的。緩沖器的存在起到了防止隨機波動的作用，使約束環(huán)節(jié)不至于出現(xiàn)等待任務(wù)的情況。緩沖器的大小由觀察與實驗確定，再通過時間，進行必要的調(diào)整。(4)質(zhì)量的管理方式MRPII將出現(xiàn)的質(zhì)量問題視為概率性問題，并在最終檢驗環(huán)節(jié)加以控制。系統(tǒng)可以設(shè)置默認質(zhì)量控制參數(shù)，借助生產(chǎn)中質(zhì)量信息的反響，事后幫助分析出現(xiàn)質(zhì)量問題的原因。JIT質(zhì)量控制中，進入下一道工序時要確保上一道送來的零件沒有質(zhì)量問題，一級級控制直至最后成品。對于發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量問題，一方面立即組織質(zhì)量小組解決，另一方面可以停止生產(chǎn)，確保不再生產(chǎn)出更多廢品。在TOC中，一方面，在約束環(huán)節(jié)前設(shè)置質(zhì)檢，以防止前道工

15、序的破洞對約束環(huán)節(jié)的影響。另一方面，當(dāng)“質(zhì)量管理因素成為一個無形約束時，通過一系列工具來找到突破點。(5)物料采購與供給方式MRPII的采購與供給系統(tǒng)主要根據(jù)由方案系統(tǒng)下達的物料需求指令進行采購決策，并負責(zé)完成與供給商之間的聯(lián)系與交易。此類采購與供給部門的工作主要圍繞如何保證供給的同時降低費用。JIT將采購與物料供給視為生產(chǎn)鏈的延伸局部，即為看板管理向企業(yè)外傳遞需求的局部。實際生產(chǎn)過程中，由于企業(yè)多已建立密切的合作關(guān)系，所以供給商一般亦根據(jù)提出的需求組織生產(chǎn)，保證生產(chǎn)鏈的緊密銜接。此種情況，采購供給部門更像協(xié)作管理部門。TOC軟件的集體運行和MRPII一樣需要大量的數(shù)據(jù)支持，如產(chǎn)品結(jié)構(gòu)文件、加

16、工工藝文件以及加工時間、調(diào)整準(zhǔn)備時間、最小批量、最大庫存、替代設(shè)備等。物料采購提前期不是事先固定，由上述數(shù)據(jù)共同決定的函數(shù)，物料的供給與投放那么按照一個詳細作業(yè)方案來實現(xiàn)，即通過“繩子來同步。2.3 生產(chǎn)物流系統(tǒng)績效衡量的指標(biāo)體系生產(chǎn)物流系統(tǒng)衡量的作業(yè)指標(biāo)有以下三種：(1)有效產(chǎn)出Through put, T企業(yè)在某個時期通過銷售獲得的貨幣。它同產(chǎn)出量的概念不同，沒有銷售的產(chǎn)品只能作為庫存處理，是沒有實現(xiàn)目標(biāo)的貨幣投入，也是一種浪費。(2)庫存Inventory ,I企業(yè)為了實現(xiàn)有效產(chǎn)出，在所有外購物料上的投入的資金。(3)運行費用Operation Expenses ,OE運行費用包括了除材

17、料費以外的本錢，庫存保管費也包括在運行費用中，是企業(yè)在某個時期為了將庫存轉(zhuǎn)化為有效產(chǎn)出的費用。假設(shè)用S表示銷售收入，NP表示凈利潤，ROI表示投資收益率，C表示產(chǎn)品總本錢,各作業(yè)指標(biāo)與財務(wù)指標(biāo)的關(guān)系用公式表示為：T=S-I; OE=C-I; NP=T-OE; ROI=(T-OE)/(I+OE);另外，一個與企業(yè)經(jīng)營息息相關(guān)的重要財務(wù)指標(biāo)現(xiàn)金流量的增減方向在生產(chǎn)物流系統(tǒng)中是與ROI同向的。在進行生產(chǎn)物流系統(tǒng)改造的過程中，將改良前的上述各指標(biāo)與改造后的各指標(biāo)進行比照分析，以評估此次改造的成果。3 瓶頸理論和同步制造3.1瓶頸理論TOC的產(chǎn)生瓶頸理論是以色列物理學(xué)家及企業(yè)管理參謀戈德拉特博士于20實

18、際70年代提出的，是繼MRP、JIT后的又一項自治生產(chǎn)的新方式。該理論最初被稱作最優(yōu)時間表OPT,后又改稱為最優(yōu)生產(chǎn)技術(shù)OPT，最后開展成為瓶頸理論，在20世紀90年代逐漸形成完善的管理體系。它是一種持續(xù)改善、解決“瓶頸約束資源的管理哲學(xué)。3.2 瓶頸理論的核心內(nèi)容及在生產(chǎn)物流系統(tǒng)控制中的應(yīng)用為了實現(xiàn)企業(yè)“有效產(chǎn)出的總目標(biāo)，瓶頸理論強調(diào)，首先要在生產(chǎn)能力和生產(chǎn)工藝流程現(xiàn)場作業(yè)管理中尋找瓶頸因素；其次，應(yīng)把重點放在瓶頸工序上，保證瓶頸工序不發(fā)生停工待料，提高瓶頸工作中心機器設(shè)備的利用率，從而得到最大的產(chǎn)品產(chǎn)出，為實現(xiàn)“有效產(chǎn)出目標(biāo)打下堅實根底；第三，應(yīng)根據(jù)不同的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、工藝流程和物料流動的總體

19、情況，設(shè)定管理控制點；最后，在找出系統(tǒng)已存的瓶頸，打破瓶頸之后，立即再找下一個瓶頸，別讓人的惰性成了最大的瓶頸，也就是對生產(chǎn)物流系統(tǒng)做出不斷的調(diào)整改善。3.3 TOC的系統(tǒng)化原那么與生產(chǎn)系統(tǒng)瓶頸資源有關(guān)的原那么(1)瓶頸資源決定生產(chǎn)系統(tǒng)的庫存和有效產(chǎn)出；(2)非瓶頸資源的利用程度不由其本身決定，而是由生產(chǎn)系統(tǒng)的瓶頸資源決定的；(3)瓶頸上一個小時的損失那么是整個系統(tǒng)的一個小時的損失；(4)在沒有改良瓶頸資源的情況下，非瓶頸資源節(jié)省一個小時無益于增加系統(tǒng)的有效產(chǎn)出；(5)非瓶頸資源的損失時間可以彌補，因為可以由剩余生產(chǎn)能力和等待時間作為補充；(6)編排生產(chǎn)作業(yè)方案時，考慮生產(chǎn)系統(tǒng)資源的瓶頸，生產(chǎn)

20、提前期是作業(yè)方案的結(jié)果，而不是預(yù)測值。與生產(chǎn)物流系統(tǒng)物流有關(guān)的原那么(1)追求物流的平衡，而不是生產(chǎn)能力的平衡；(2)傳送或搬運批量不一定和生產(chǎn)批量一致；(3)生產(chǎn)批量的大小不是固定的，而是可變的。3.4 TOC的五大核心步驟(1)分析系統(tǒng)，尋找瓶頸；(2)理清瓶頸，尋找突破；(3)立足突破，提出措施；(4)深化動作，擴充瓶頸；(5)積極提升，團隊前進1 江超群,董威2021：現(xiàn)代物流運營管理廣東經(jīng)濟出版社。1。3.5 生產(chǎn)物流系統(tǒng)中瓶頸的識別瓶頸資源限制了整個企業(yè)出產(chǎn)產(chǎn)品的數(shù)量，是生產(chǎn)物流系統(tǒng)中物流量最小的地方。識別生產(chǎn)系統(tǒng)中的瓶頸是進行生產(chǎn)物流系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計的重中之重。要判別一個資源是否為瓶

21、頸，應(yīng)從該資源的實際生產(chǎn)能力與它的生產(chǎn)負荷來考察。在實際生產(chǎn)過程中，系統(tǒng)的瓶頸隨生產(chǎn)方案更改和人員、設(shè)備等外界因素的變動而動態(tài)變化，所以要注意瓶頸具有動態(tài)性。 瓶頸的數(shù)學(xué)描述瓶頸辨識是編制瓶頸資源方案的前提，是DBR方法實施的首要步驟，找到了瓶頸就找到了控制物流的關(guān)鍵(鼓點)。對于系統(tǒng)中的n個資源，實際產(chǎn)出能力， ，系統(tǒng)外部需求量，。某些資源之間存在互為輸入和輸出的關(guān)聯(lián)關(guān)系R。假設(shè)與資源X相關(guān)的資源的標(biāo)號所組成的集合為S，即那么資源,為瓶頸當(dāng)且僅當(dāng)即瓶頸資源的能力不能滿足它的外部需求,，同時任何一個與之輸入和輸出關(guān)系的資源的能力也大于2 黃培主編. 2022.7：現(xiàn)代物流導(dǎo)論. 北京：機械工業(yè)

22、出版社。2。 生產(chǎn)物流系統(tǒng)中瓶頸識別的案例案例陳述：在某飲料工廠S中，瓶身清洗車間每天的清洗能力為120000瓶，每周工作7天。飲料裝瓶車間每天的裝瓶能力為80000升，一周工作7天。所裝的750毫升標(biāo)準(zhǔn)瓶，由傳送機即時送往3個標(biāo)簽刷貼車間進行標(biāo)簽刷貼，每個車間的日刷貼量為40000瓶，一周工作6天。刷貼標(biāo)簽后的飲料被送往包裝區(qū)包裝，由于包裝區(qū)與生產(chǎn)線主產(chǎn)區(qū)相距較遠，工廠采用自有貨車進行運輸，工廠有8輛卡車，每車可裝300箱，每天4個往返，一周工作7天。包裝區(qū)每周工作5天，每天可包裝20000箱，每箱12瓶。下面，通過計算可以得出這個飲料生產(chǎn)線的能力多大，并給出該飲料工廠提高能力的方案。解決方

23、案：這條飲料生產(chǎn)線有五個局部的信息，在此我們利用同一單位每周瓶數(shù)瓶/周表示能力。(1)瓶身清洗車間的能力為：7×120000840000瓶/周(2)裝瓶車間的能力為：7×80000/0.75746667瓶/周(3)標(biāo)簽刷貼車間的能力為：3×6×40000720000瓶/周(4)運輸部門的能力為：7×4×8×300×12806400瓶/周(5)包裝區(qū)的能力為：5×12×200001200000瓶/周通過計算可知，該飲料生產(chǎn)線的能力就是這些能力中最小的一個，即標(biāo)簽刷貼車間。 工廠僅能通過增加標(biāo)簽刷貼

24、車間的能力來提高整條生產(chǎn)線的能力，改良生產(chǎn)線中的其他局部根本不起作用，此時要根據(jù)標(biāo)簽刷貼車間的整個工作流程來尋找問題、突破問題，設(shè)法提升其能力，進而提升整個生產(chǎn)線的能力。當(dāng)然，一個瓶頸去除時，另一個瓶頸會隨之形成，在本案例中下一個瓶頸就會是瓶裝車間了。所以，在識別瓶頸突破瓶頸的過程中還要特別注意瓶頸的動態(tài)性，不斷循環(huán)改良以使整個生產(chǎn)物流系統(tǒng)不斷優(yōu)化。3.6 TOC條件下的生產(chǎn)物流系統(tǒng)方案與控制DBR系統(tǒng)為保證TOC方案的順利實施，企業(yè)制定方案時就要以尋求顧客需求與企業(yè)能力的最正確配合為目標(biāo)，一旦一個被控制的工序即瓶頸建立了一個動態(tài)平衡，其余的工序就應(yīng)相繼地與這一被控制的工序同步。 TOC的方案

25、與控制是通過DBR系統(tǒng)實現(xiàn)的。即“鼓Drum、“緩沖器Buffer和“繩子ROPE。(1)企業(yè)生產(chǎn)物流瓶頸的識別及合理利用D識別生產(chǎn)物流系統(tǒng)的真正瓶頸是企業(yè)生產(chǎn)過程運行TOC的開端，也是控制物流的關(guān)鍵。因為這些瓶頸制約著企業(yè)的生產(chǎn)能力，也控制著企業(yè)同步生產(chǎn)的節(jié)奏“鼓點。一般來說，當(dāng)需求超過能力時，排隊最長的工序就是瓶頸。找出瓶頸之后，可以通過編制詳細的生產(chǎn)作業(yè)方案，在保證對其生產(chǎn)能力合理、充分利用的前提下，適時滿足市場對本企業(yè)產(chǎn)品的需求。從方案和控制的角度看，“鼓反映了系統(tǒng)對瓶頸資源的利用。(2)隨機波動的控制B產(chǎn)品生產(chǎn)方案的建立，應(yīng)該使受瓶頸控制的物流到達最優(yōu)。因為瓶頸控制著系統(tǒng)的“鼓的節(jié)拍

26、，即控制著企業(yè)的生產(chǎn)節(jié)拍和產(chǎn)出率。為此，一般按有限能力，用到排方法對關(guān)鍵資源排序。為了充分利用瓶頸的能力，在瓶頸上可采用擴大批量的方法，以減少調(diào)整準(zhǔn)備時間。同時，要對瓶頸進行保護，使之不受系統(tǒng)其他局部波動的影響。為此，一般需要設(shè)置“緩沖器以防止可能出現(xiàn)的生產(chǎn)的隨機波動造成的瓶頸等待任務(wù)的情況。一般來說，緩沖器分為“庫存緩沖和“時間緩沖兩類。庫存緩沖也就是平安庫存，用以保證非瓶頸工序出現(xiàn)意外時瓶頸工序的正常進行。而時間緩沖那么是要求瓶頸所需的物料提前提交的時間，以解決由于瓶頸工序和非瓶頸工序在生產(chǎn)批量上的差異可能造成的對生產(chǎn)的延誤。(3)物流能力的平衡R“緩沖器的設(shè)置保證了企業(yè)最大的產(chǎn)出率，但也

27、相應(yīng)產(chǎn)生了一定的庫存。為了實現(xiàn)在及時滿足市場需求的前提下的最大效益，必須合理安排一個物料通過各個工序的詳細作業(yè)方案，這就是TOC中的“繩子。在TOC控制模式下的生產(chǎn)受制于瓶頸產(chǎn)出的節(jié)奏。沒有瓶頸發(fā)出的指令，就不能進行生產(chǎn)，這個指令就是通過類似“看板的一根隱形的“繩子在工序間傳遞的。通過“繩子系統(tǒng)的控制，實現(xiàn)瓶頸前的非瓶頸工序均衡生產(chǎn)，加工批量和運輸批量減少，可以減少提前期以及在制品庫存，而同時又不使瓶頸停工待料。3.7 同步制造的排序方法同步制造是指在生產(chǎn)物流系統(tǒng)進行周密設(shè)計的前提下，使各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)速率完全協(xié)調(diào)，從而根本消除庫存，甚至工序之間暫時停滯的一種制造方式。同步制造的排序步驟是：(1)

28、找出瓶頸工序；(2)讓瓶頸工序最大限度地工作，為此安排瓶頸工序前的生產(chǎn)時間總和小于瓶頸工序生產(chǎn)時間的局部首先進行生產(chǎn)；(3)向前推進給瓶頸工序排序；(4)向后推進給其他非瓶頸工序排序，以不斷保障瓶頸工序的需求；(5)傳送批量不一定與生產(chǎn)批量一致，警防人的惰性成為新的瓶頸3 王轉(zhuǎn),張慶華.2022：物流學(xué).北京：中國物資出版社。3。4 生產(chǎn)物流系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計在利用TOC的方法突破了生產(chǎn)物流系統(tǒng)中的瓶頸，實現(xiàn)了同步制造的生產(chǎn)方式后就可以得出生產(chǎn)物流系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計的一般方法。不同的生產(chǎn)過程有著不同的生產(chǎn)物流構(gòu)成，生產(chǎn)物流的構(gòu)成取決于以下三方面因素:(1)生產(chǎn)的類型；(2)生產(chǎn)規(guī)模；(3)企業(yè)的專業(yè)化與協(xié)

29、作水平。 合理組織生產(chǎn)物流的根本要求包括：(1)生產(chǎn)物流過程具有連續(xù)性；(2)生產(chǎn)物流過程具有并行性； (3)生產(chǎn)物流過程具有節(jié)奏性；(4)生產(chǎn)物流過程的比例具有協(xié)調(diào)性；(5)物流過程具有適應(yīng)性。 4.1生產(chǎn)物流系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計的原那么(1) 功最小原那么物流過程中要防止不增加任何附加的價值，徒然消耗大量人力、物力和財力的情況。因此，物流“距離要短，搬運“量要小。 (2) 流動性原那么 良好的生產(chǎn)物流系統(tǒng)應(yīng)使流動順暢，消除無謂停滯，力求生產(chǎn)流程的連續(xù)性。當(dāng)物料向成品方向流動時，應(yīng)盡量防止工序或作業(yè)間的逆向、交錯流動或發(fā)生與其他物料混雜的情況。 (3) 高活性指數(shù)原那么采用高活性指數(shù)的搬運系統(tǒng)，減少

30、二次搬運和重復(fù)搬運量。(4) 綜合性原那么進行生產(chǎn)物流系統(tǒng)設(shè)計，要站在全局的立場，考慮工廠的長遠開展，全面分析和處理各種影響因素。不僅考慮物流系統(tǒng)各功能之間的協(xié)調(diào)開展，同時要效勞于生產(chǎn)關(guān)系、規(guī)模、能力、質(zhì)量、管理等的需要，使生產(chǎn)物流系統(tǒng)成為整個生產(chǎn)鏈中的橋梁和紐帶，生產(chǎn)關(guān)系更加和諧，全面提高生產(chǎn)效率，降低本錢，增加收益。(5) 適應(yīng)性原那么在實施供給鏈管理和市場經(jīng)濟前提下，生產(chǎn)物流系統(tǒng)一定要具有柔性、適應(yīng)性要強。(6) 經(jīng)濟性原那么生產(chǎn)物流系統(tǒng)設(shè)計既要滿足生產(chǎn)的要求為生產(chǎn)效勞，又要盡量節(jié)省投入4 崔介何.2021：企業(yè)物流.北京：中國物資出版社。4。4.2生產(chǎn)運作物流系統(tǒng)設(shè)計為了實現(xiàn)生產(chǎn)運作戰(zhàn)

31、略，必須對生產(chǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)化要素生產(chǎn)技術(shù)、生產(chǎn)設(shè)施、生產(chǎn)能力、生產(chǎn)一體化和非結(jié)構(gòu)化要素生產(chǎn)人員、生產(chǎn)方案、生產(chǎn)庫存、生產(chǎn)質(zhì)量進行調(diào)整。即對一個生產(chǎn)運作系統(tǒng)進行相關(guān)設(shè)計。生產(chǎn)運作物流系統(tǒng)的設(shè)計是先根據(jù)市場需求進行產(chǎn)品設(shè)計，得到有競爭力的產(chǎn)品設(shè)計方案；然后還要解決產(chǎn)品由設(shè)計到制造的實現(xiàn)過程工藝設(shè)計，確定制造工藝過程，所需設(shè)備、工藝設(shè)備；當(dāng)設(shè)計方案和工藝方案都確定后，那么要建立具體的生產(chǎn)系統(tǒng)，選定廠址，布置設(shè)備。在生產(chǎn)運作系統(tǒng)設(shè)計的四項內(nèi)容選址、設(shè)施布置、崗位設(shè)計及工作考核和報酬中，每個方面在設(shè)計時多少都要考慮“物流路徑合理化的問題，其中的設(shè)施布置將影響生產(chǎn)物流路線、物流流程及物料搬運效率。所以必須以生

32、產(chǎn)物流為核心開展企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計。4.3與生產(chǎn)物流優(yōu)化直接相關(guān)的設(shè)施布置設(shè)計設(shè)施布置設(shè)計是根據(jù)企業(yè)的經(jīng)營目標(biāo)和生產(chǎn)綱領(lǐng)，在確定的空間場所內(nèi)，按照從原材料的接受、零件和產(chǎn)品的制造，到成品的包裝、發(fā)運的全過程，將人員、設(shè)備、物料所需要的空間作最適當(dāng)?shù)姆峙浜妥钣行У慕M合，以便獲得最大的生產(chǎn)經(jīng)濟效益。企業(yè)設(shè)施布置設(shè)計包括兩個內(nèi)容：工廠總體布置和車間布置。設(shè)施布置設(shè)計的目的是要將企業(yè)內(nèi)的各種物質(zhì)設(shè)施進行合理安排，使他們組合成一定的空間形式，從而有效地為企業(yè)的生產(chǎn)運作效勞，以獲得更好的經(jīng)濟效果。設(shè)施布置設(shè)計在設(shè)施位置選定之后進行，它要確定組成企業(yè)的各個局部的平面或立體位置，并相應(yīng)地確定物料流程、運輸方式和

33、運輸路線等。設(shè)施布置設(shè)計的根本要素有：P(產(chǎn)品或材料或效勞)、Q數(shù)量或產(chǎn)量、R生產(chǎn)路線或工藝過程、S輔助效勞部門、T時間或時間安排。設(shè)施布置設(shè)計的根本形式按工作流程形式分三種根本類型工藝原那么布置、產(chǎn)品原那么布置、定位布置和一種混合類型成組技術(shù)布置5 總結(jié)與展望 當(dāng)前中國已參加WTO開展成為全球制造中心，中國企業(yè)面臨著前所未有的競爭。新的環(huán)境對制造企業(yè)的生產(chǎn)管理系統(tǒng)提出了更高的要求，物流管理作為生產(chǎn)管理的重要組成局部對企業(yè)起著至關(guān)重要的作用。提高企業(yè)物流管理水平也是企業(yè)提高自身競爭力的要求之一。本文在對現(xiàn)有生產(chǎn)物流管理模式優(yōu)缺點研究分析的根底上，結(jié)合TOC的思想和原那么，給出了在此模式下的瓶頸

34、辨識和瓶頸排產(chǎn)等關(guān)鍵技術(shù)的實現(xiàn)方法以及生產(chǎn)物流系統(tǒng)設(shè)計的一般指導(dǎo)思想方法。但是還有一些問題并沒有詳細探討，以下方面有待于進一步的研究。 (1)由于生產(chǎn)系統(tǒng)的復(fù)雜性和瓶頸辨識的重要性，本文只是重點研究開發(fā)了瓶頸辨識的原型系統(tǒng)，距離企業(yè)的現(xiàn)實應(yīng)用情況還相差一定的距離。所以在該原型系統(tǒng)的根底上還應(yīng)當(dāng)繼續(xù)深入實際，開發(fā)出適用于企業(yè)應(yīng)用的系統(tǒng)。(2)基于TOC的生產(chǎn)物流系統(tǒng)的其他模塊有待于進一步研究和開發(fā)。(3) 在生產(chǎn)物流方案編制的過程中只是考慮了生產(chǎn)能力約束，沒有考慮其他資源以及市場約束的情況，考慮多約束情況的方案編制有待于進一步研究。(4) 本論文還沒有研究批量和提前期的問題。數(shù)字化工廠解決方案數(shù)

35、字化工廠簡介數(shù)字化工廠以產(chǎn)品全生命周期的相關(guān)數(shù)據(jù)為根底，在計算機虛擬環(huán)境中，對整個生產(chǎn)過程進行仿真、評估和優(yōu)化，并進一步擴展到整個產(chǎn)品生命周期的新型生產(chǎn)組織方式。數(shù)字化工廠主要解決產(chǎn)品設(shè)計和產(chǎn)品制造之間的“鴻溝，實現(xiàn)產(chǎn)品生命周期中的設(shè)計，制造、裝配、物流等各個方面的功能，降低設(shè)計到生產(chǎn)制造之間的不確定性，在虛擬環(huán)境下將生產(chǎn)制造過程壓縮和提前，并得以評估與檢驗，從而縮短產(chǎn)品設(shè)計到生產(chǎn)的轉(zhuǎn)化的時間，并且提高產(chǎn)品的可靠性與成功率。包括：l 三維布局仿真：在三維環(huán)境中對工廠布局以及車間生產(chǎn)線布局方案進行可視化仿真，為方案評審提供評估工具l 生產(chǎn)線物流仿真：通過物流過程邏輯建模，對物流規(guī)劃方案進行仿真分析與評估，并為優(yōu)化物流提供建議l 裝配工藝仿真：在裝配工藝流程進行仿真，進行裝配空間、時間、人機工程學(xué)評價，并生成作業(yè)指導(dǎo)書三維布局仿真工廠布局規(guī)劃與仿真使用自主研發(fā)的VRLayout三維虛擬布局平