企业制造瓶颈的识别与缓解方法研究.doc
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1、目 录0.引言 11.公司制造“瓶颈”的特性分析 1 1.1公司制造“瓶颈”的定义 11.2 公司制造“瓶颈”的表现特性 22.公司制造“瓶颈”的辨认 2 2.1 瓶颈资源与非瓶颈资源 3 2.2 瓶颈的辨认 42.2.1 瓶颈辨认的重要方法 42.2.2 瓶颈辨认简例 63.公司制造“瓶颈”的缓解 11 3.1 瓶颈缓解的思维过程 113.1.1 TP技术工具 113.1.2 TP六个环节 113.2 DBR管理方法12 3.2.1 DBR管理原理12 3.2.2 DBR实行原则143.3 DBR实行案例14结论 20致谢 21参考文献 22公司制造“瓶颈”的辨认与缓解方法研究0 引言制造系
2、统是公司系统的一个重要组成部分,是产品的实现及价值发明的直接过程,其瓶颈直接减少公司生产系统的运营效率,影响并制约着公司的赚钱水平,阻碍着公司的进一步发展。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,公司制造瓶颈的辨认及其缓解对于一个公司的发展有着极其重要的现实意义。本文列举了瓶颈辨认的几种重要方法,着重阐述瓶颈理论在瓶颈缓解上的应用。1 公司制造“瓶颈”的特性分析 要解决瓶颈问题,一方面应了解什么是瓶颈,瓶颈的表现特性有哪些,以便我们按图索骥,对症下药。1.1 公司制造“瓶颈”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
3、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的的任何因素1。而瓶颈就是众多约束中对公司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,它把公司在实现目的的过程中存在的或潜伏的制约因素称为“约束”,使得公司的改善方向与改善策略明确化,从而达成帮助公司更有效地实现其目的的目的。它指出公司的目的是“在现在,也在将来赚取更多的利润”,公司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)、运营费
4、用(operating expense,OE)。公司的制造过程就是通过运营费用将库存转化为有效产出的过程,实现公司赚钱的目的。而瓶颈就是生产过程中产出率最低的那一环,制约着公司整个生产系统的产出水平。所以,公司制造“瓶颈”就是:阻碍制造系统实现公司目的影响最大的制约因素。1.2 公司制造“瓶颈”的表现特性根据公司制造瓶颈的概念,可以归纳出如下几个特性2:(l)效能低下且事关重要。公司制造瓶颈是公司生产活动过程中存在的制约环节,找到了它就是抓到了公司生产系统改善的突破口。 (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,而其瓶颈的消除对公司生产系统综合改善幅度则较大。 (3)连环性
5、。有的瓶颈互相关联、交织,只有进行系统分析和综合考虑才干彻底解决。 (4)普遍性。瓶颈事事时时存在。因此,对公司的改善就成为无止境的连续活动。 (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,本来重要的瓶颈也许变为次要的瓶颈或是相反,有的就逐步消失。 (6)消除难度大。公司的瓶颈受制于公司环境,涉及因素多,影响范围大,解决难度大。另一方面需要大量资源投入,公司承担较重。2 公司制造“瓶颈”的辨认瓶颈重要有三种类型:资源(Resources)、市场(Markets)和法规(Policies)。公司制造瓶颈存在于公司的生产系统中,它更多的就是资源的约束,即瓶
6、颈资源,简朴的说,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。2.1 瓶颈资源与非瓶颈资源瓶颈资源,指的是资源的供应小于或等于所需要的需求量(不只是指市场需求,也也许是相关后续需求),这一类资源限制了整个公司生产产品的数量。其重要体现为:(1)市场需求大于公司生产能力 生产能力不能满足市场的需求是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)劳动力资源供应发生短缺 公司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、产品规
7、定的变化等。公司应根据市场的需求不断调节劳动力资源组织生产,公司在适应上述变化的过程中经常出现劳动力资源的瓶颈,重要体现为缺少具有相应技能的劳动力资源。由人力资源所产生的制约因素重要是指缺少具有相应技能的劳动力,并不是劳动力的绝对数量。(3)原材料供应导致出现的瓶颈原材料供应产生的问题重要是原材料短缺、原材料供应不及时。原材料短缺重要是由市场供应状态决定。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规定是目前存在的重要问题。这些瓶颈需要对的的把握出现的问题,以及产生的主线因素,并提出相应的解决方案。解决原材料供应所产生的制约因素需要公司与供应商
8、的共同努力,特别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,保证公司生产过程可以平顺推动。综上所述,资源瓶颈是公司经营过程中经常面临的一种制约因素,公司的资源瓶颈由于公司经营过程中所发生的内外因素的变化和波动经常发生转移。只有当某种资源对公司的产出产生负面影响时才构成系统的瓶颈。次瓶颈资源,即能力瓶颈资源(Capacity Constrained Resource,CCR),该资源运用率已接近需求,若未能适当调度或管理则有也许成为瓶颈资源。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。2.2 瓶颈的辨认2.2.1 瓶颈辨认的重要方法对于生产
9、制造过程中的瓶颈资源的拟定,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;或者通过观测生产过程每道工序前在制品堆积量的大小来拟定。具体的拟定方法重要有:(1)依据产品生产的类型(V型、A型、T型)来辨识瓶颈资源3对于V型公司,审查各工序前的在制品以确认瓶颈资源;对于A型公司,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型公司,与A型公司相类似,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)运用线形规划理论运用线性规划方法,对生产系统进行模拟分析,计算出给定期期内系统各资源的任
10、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,分别相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(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)运用Q-GERT仿真技术5文献5中运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拟定问题。 (5)运用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
11、能力进行比较,我们可以运用IE分析手法来特别指定瓶颈。先运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,结合核检表和德尔菲法,应用帕累托图(排列图)按重要限度排列各种因素,按99/1规则(指在任何一个事件中也许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,采用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,才干拟定瓶颈资源。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,并且这种“救火式”的方法,不仅不能有效地解决生产系统中的问题,反倒有也许会引起生产系统的混乱。方法(2)只合用于简朴的生产系统,当
12、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定的,不能反映生产过程中的实时信息,会导致计划与实际的较大偏差。方法(3)同方法(2)同样,是一种基于记录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)可以良好的填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
13、时随地都可以应用,特别在难以对生产负荷和能力进行对比的时候能发挥比较大的作用。但是由于存在较大的人的作用,其结果也许会有误差。任何一种方法,一方面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,为对的辨识出瓶颈做好铺垫。同时,面对不同的生产情况,应采用不同的方法,做到省时省力,适时合用。要注意各种方法的综合运用,以便更加准确地辨认瓶颈。2.2.2 瓶颈辨认简例由于瓶颈的动态性,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重要涉及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
14、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重要因素。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规定见表1:加工项目工序A工序B工序C第1天第2天第1天第2天第1天第2天零件1252零件2554零件3422表1 零件加工安排表我们假设这三道工序天天的工序能力都是8个单位,且在这两天只加工零件1,2,3。根据表1,记录出这两天在工序A, B, C上产生的总负荷见表2:表2 工序负荷/能力表加工项目工序A工序B工序C第1天第2天第1天第2天第1天第2天总负荷7410262总能力888888从表2可以看到
15、,工序B第一天的负荷(10个单位)超过了总能力(8个单位),根据瓶颈定义“生产能力小于或等于负荷” ,第一天工序B就是我们所说的瓶颈工序。现在假设由于某种因素,零件2需要推迟一天加工,那么零件对各道工序的负荷规定见表3:表3 变动后的零件加工安排表加工项目工序A工序B工序C第1天第2天第1天第2天第1天第2天零件1252零件2554零件3422根据表3,我们记录出零件2推后一天加工后各零件在工序A, B, C上产生的总负荷见表4:表4 变动后的工序负荷/能力表加工项目工序A工序B工序C第1天第2天第1天第2天第1天第2天总负荷295726总能力888888根据表4,可以看到工序A第二天的负荷(
16、9个单位)超过了总能力(8个单位),属于瓶颈工序。通过以上的分析可以看到,虽然加工的任务总量没变,只是加工时间做了一些调整,就带来了瓶颈工序的变动。生产任务具有的不均衡性,带来了瓶颈资源的频繁改换。这也正好说明了生产计划制定的合理性对于公司组织生产活动的重要性。(2)生产能力改变对瓶颈的影响面向瓶颈资源的生产计划与控制方式的重点是解决好瓶颈资源问题,以此来保证整个生产系统的稳定生产。在生产的过程中,公司总是不断的改善和提高瓶颈资源的生产能力,当某个瓶颈资源的生产能力有了提高以后,除了带来整个生产系统生产能力的提高之外,还也许会导致瓶颈资源的转移。假设某产品P的生产流程如下图所示:PABC原材料
17、图1 某产品P的生产流程当前市场需求和生产能力状态如表5所示:表5 市场需求和生产能力状态表情形12市场需求3028生产能力A3515B4025C2520情形1: 对P的市场需求为每周30个单位;机器A的生产能力为每周生产35个单位;机器B的生产能力为每周生产40个单位,机器C的生产能力为每周生产25个单位。显然,这时A, B产出的中间品会在C资源前积压,C资源哪怕是满负荷每周生产25个单位的产品,产品P也将不能满足市场每周30单位的需求。情形2: 对P的市场需求为每周28个单位:机器A的生产能力为每周生产15个单位:机器B的生产能力为每周生产25个单位,机器C的生产能力为每周生产20个单位。
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