1、生产与运作管理Production & Operations Management华中科技大学管理学院The School of Management，HUST陈荣秋 马士华Rongqiu Chen and Shihua Ma1中科大管理学院荣秋士第18章 其它先进生产方式18.1 最优生产技术和约束理论18.2 敏捷制造18.3 现代集成制造2中科大管理学院荣秋士18.1 最优生产技术和约束理论18.1.1 OPT的目标18.1.2 OPT的基本思想和九条原则18.1.3 DBR系统18.1.4 约束理论3中科大管理学院荣秋士18.1.1 OPT的目标OPT的倡导者认为，任何制造企业的真正目
2、标只有一个，即在现在和将来都能赚钱。按照OPT的观点，在生产系统中，作业指标也有三个：产销率（Throughput，简称T）库存（Inventory，简称I）运行费（Operating Expenses,简称OE）4中科大管理学院荣秋士 降低库存能够缩短制造周期。 缩短制造周期 缩短顾客的订货提前期 提高对顾客的响应，争取较高的价格 市场占有率的增加 未来产销量的增加。5中科大管理学院荣秋士18.1.2 OPT的基本思想和9条原则 瓶颈（Bottleneck）n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
3、则为非瓶颈资源。n要判别是否瓶颈，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而对该资源的需求量。6中科大管理学院荣秋士 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）瓶颈资源与非瓶颈资源7中科大管理学院荣秋士关键资源网络和非关键资源网络8中科大管理学院荣秋士18.1.2 OPT的基本思想和9条原则（续）（1）平衡物流，而不平衡能力。（2）非瓶颈资源的利用程度不是由它们自己的潜力决定的
4、，而是由系统的约束决定的。（3）资源的利用（Utilization）和活力(Activation)不是同义词。（4）瓶颈上损失一小时则是整个系统的一个小时的损失。（5）非瓶颈获得的一个小时是毫无意义的。9中科大管理学院荣秋士18.1.2 OPT的基本思想和9条原则（续）（6）瓶颈控制了库存和产销率。（7）转运批量可以不等于(在许多时候应该不等于)加工批量。（8）加工批量应是可变的，而不是固定的。（9）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。10中科大管理学院荣秋士18.1.3 DBR 系统DBR系统，即鼓点（Drum）、缓冲器（Buffer）和绳索（Rope）系
5、统。“鼓点”： “鼓点”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，相当于“鼓点”。“缓冲器”：“时间缓冲”和“库存缓冲”n“时间缓冲”是将所需的物料比计划提前一段时间提交，以防随机波动，以瓶颈资源上的加工时间作为计量单位。n“库存缓冲”：保险在制品，其位置、数量的确定 原则同“时间缓冲”。11中科大管理学院荣秋士装 配装 配装 配装 配装 配装 配装 配：加工工序 ：原材料 ：关键工序 ：时间缓冲 -：绳索 12中科大管理学院荣秋士18.1.3 DBR 系统（续）“绳索”： “绳索”的作用是使库存最小。 “绳索”控制着企业物料的进入（包括“瓶颈”
6、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。13中科大管理学院荣秋士18.1.3 DBR 系统（续） 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：根据OPT的原理，瓶颈上的加工批量是最大的，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。14中科大管理学院荣秋士18.1.3 DBR 系统（续） DBR的计划与
7、控制步骤 “绳索”n如果说“鼓点”的目标是使产出率最大，那么，“绳索”的作用则是使库存最小。瓶颈决定着生产线的产出节奏，在其上游的工序实行牵引式的生产，等于用一根看不见的“绳索”把瓶颈与这些工序串联起来。所以，“绳索”起的是传递作用，以驱动系统的所有部分按“鼓点”进行生产。在DBR的实施中，“绳索”是由一个涉及原材料投料到车间的详细的作业计划来实现的。15中科大管理学院荣秋士18.1.4 约束理论（Theory of Constraints,TOC）TOC是从整体思维问题，但又不是笼统地研究整体，而是从制约整体的约束入手，通过解决约束的问题，来解决整体的问题，这是正确的思路和方法。应用TOC需
8、遵循的13条原则，进行两项基本工作： 聚焦五步骤及其在运作中的应用； 思维流程及其在项目管理和人的行为方面的应用。16中科大管理学院荣秋士18.1.4 约束理论（续）13条原则13条原则：n（1）在解决问题和管理变化中，系统思维比分析思维更重要。n（2）随着系统环境的变化，一个最佳的系统方案会逐渐失效，因而需要持续改进来更新和维护方案的有效性。n（3）系统的局部最优并不等于整体最优。也就是说，系统的每一部分处于最优状态，但系统作为整体并不是最优的；如果系统整体是最优的，系统至少有一个部分不是最优的。n（4）系统像一根链。每个系统都有一个最弱的环节，它就是约束，最终限制整个系统的成功。17中科大
9、管理学院荣秋士18.1.4 约束理论（续） 13条原则n（5）加强链的每一个环节来改善整条链的强度，不如加强它最弱的环节。n（6）要想知道变什么，必须要对系统有一个彻底的了解，如系统的现实状况，它的目标和规模，以及两者之间差别的趋势。n（7）一个系统中的不良效果（undesirable effects, UDEs）主要由少数几个核心问题造成。n（8）核心问题从来不是表面化的。它们主要通过一系列的UDEs来显示，这些UDEs相互作用，形成一个网络。n（9）排除单个的UDE，提供了一个虚假的安全感觉，而忽视了潜在的核心问题。这样的方案极可能是短命的，而针对核心问题的方案会同时排除所有的UDEs。1
10、8中科大管理学院荣秋士18.1.4 约束理论（续） 13条原则n（10）隐藏的冲突使核心问题长期存在。针对核心问题的解决方法需要挑战隐藏在冲突中的假定，至少使其中的一个假定失效。n（11）系统的约束可能是有形的或者是无形的。有形的如设备能力不足、原材料短缺、资金缺乏等。无形的如落后的管理思想、不合理的规章制度等。有形的约束相对容易识别，排除也较简单。而无形的约束的识别和排除是困难的，但它们比排除一个有形约束会导致对系统更大的改进。n（12）思维惯性是持续改进的最大敌人。解决方案通常有自己的一些假定，这可能阻碍进一步的变化。n（13）思想和想法不是解决方案。19中科大管理学院荣秋士18.1.4
11、约束理论（续）思维流程任何持续改善必然会遇到的三个问题：n（1）要改进什么？(What to change？)n（2）要改进成什么样？(What to change to？)n（3）怎样使改进得以实现？(How to cause the change？) 20中科大管理学院荣秋士18.1.4 约束理论（续）聚焦5步骤（1）找出（Identify）系统中的约束；（2）确定如何充分利用（Exploit）约束资源的办法；（3）使所有过程服从于第2步所作出的决定；（4）提升（Elevate）所确定的约束，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；（5）重返第（1）步，发现新的约束，持
12、续改善。21中科大管理学院荣秋士18.2 敏捷制造n20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领先地位。n1991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。 22中科大管理学院荣秋士 18.2.1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
13、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 产品设计依次成功 产品终身质量保证 缩短交付周期 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23中科大管理学院荣秋士18.2.2 敏捷制造的基本理念使顾客富裕（Enriching the Customer）销售“解决方案”（Solution）而不是产品用合作加强竞争n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。n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24中科大管理学院荣秋士敏捷制造的
14、基本理念（续）急救室式的工作n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n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、专业知识等也将能做最灵活的调度。 25中科大管理学院荣秋士敏捷制造的基本理念（续）充分发挥人和信息的作用n在敏捷企业种人是最核心的资源，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。n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”
15、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。26中科大管理学院荣秋士18.3 现代集成制造系统（CIMS）CIMS的产生n20世纪以后，随着泰勒倡导的科学管理运动的发展，出席爱你了诸如订货点法、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。n20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）n1974年，美国的约瑟夫.哈林顿（Joseph Harrington
16、）博士在Computer Integrated Manufacturing一书中首次突出计算机集成制造的概念。27中科大管理学院荣秋士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、经营理念等全部生产、经营活动所需的各种孤立的、局部的子系统，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。28中科大管理学院
17、荣秋士CIMS的功能结构29中科大管理学院荣秋士CIMS的技术结构30中科大管理学院荣秋士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31中科大管理学院荣秋士CIMS的集成32中科大管理学院荣秋士实施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，加速产品更新换代速度。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。33中科大管理学院荣秋士谢谢！34中科大管理学院荣秋士
