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生产与运作管理. 核心课程组:樊为刚,肖美丹,刘同生. 课程网站. http://xghxk.henau.edu.cn/courseviewindex.aspx?curid=41. 第 18 章 其它先进生产方式. 18.1 最优生产技术 18.2 敏捷制造 18.3 现代集成制造. 18.1 最优生产技术. 18.1.1 最优生产技术的产生 18.1.2 OPT 的九条原则 18.1.3 DBR 系统 18.1.4 OPT 的应用步骤. 18.1.1 最优生产技术的产生. 时间- 20 世纪 70 年代末期

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生产与运作管理

核心课程组:樊为刚,肖美丹,刘同生

slide2
课程网站

http://xghxk.henau.edu.cn/courseviewindex.aspx?curid=41

slide3
第18章 其它先进生产方式
  • 18.1 最优生产技术
  • 18.2 敏捷制造
  • 18.3 现代集成制造
slide4
18.1 最优生产技术
  • 18.1.1 最优生产技术的产生
  • 18.1.2 OPT的九条原则
  • 18.1.3 DBR系统
  • 18.1.4 OPT的应用步骤
18 1 1
18.1.1 最优生产技术的产生
  • 时间-20世纪70年代末期
  • 人物-以色列的物理学家-Eli Goldratt 提出提高企业产销率
  • 理论依据:资源约束理论( Theory of Constraints,TOC)
18 1 1 toc
18.1.1 最优生产技术的产生(续) TOC的基本思想
  • TOC认为,对于任何一个由多阶段构成的系统来讲,如果其中一个阶段产出取决于前面一个或几个阶段产出,那么,是那个产出率最低的环节来决定着整个系统的产出水平。
  • 约束可以来源于企业内部,也可以来源于企业外部。一般来说,约束可以是三种类型:资源(Resource)、市场(Markets)和法规(Policies)。
18 1 1 opt
18.1.1 最优生产技术的产生(续) OPT的目标
  • OPT的倡导者认为,任何制造企业的真正目标只有一个,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)
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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。

18 1 1 opt1
18.1.1 最优生产技术的产生(续) OPT的几个主要的概念
  • 瓶颈(Bottleneck)
    • 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。其余的资源则为费瓶颈资源。
    • 要判别是否瓶颈,应从资源的实际生产能力与它的生产符合(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。
slide10
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: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

非瓶颈

瓶颈

(a)

(b)

瓶颈

非瓶颈

瓶颈

非瓶颈

装配中心

市场

(c)

(d)

瓶颈资源与非瓶颈资源

18 1 2 opt
18.1.2 OPT的九条原则
  • (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,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
slide13
OPT的九条原则(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
18 1 3 dbr
18.1.3 DBR 系统

瓶颈工序

A

B

C

D

E

F

绳子R

缓冲器B

DBR控制系统示意图

DBR系统,即鼓(Drum)、缓冲器(Buffer)和绳索(Rope)系统。

18 1 3 dbr1
18.1.3 DBR 系统(续)
  • “鼓”: “鼓”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,即“鼓点”。
  • “缓冲器”:分为“时间缓冲”和“库存缓冲”
    • “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长度作为计量单位。
    • “库存缓冲”:保险在制品,其位置、数量的确定 原则同“时间缓冲”
18 1 3 dbr2
18.1.3 DBR 系统(续)
  • “绳子”: “绳子”的作用是使库存最小。
  • “绳子”控制着企业物料的进入(包括“瓶颈”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
18 1 3 dbr dbr
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。
  • “绳子”
18 1 4 opt
18.1.4 OPT的应用步骤
  • (1)找出(Identify)系统中存在的瓶颈工序
  • (2)最大限度利用(Exploit)瓶颈资源,即提高瓶颈利用率
  • (3)使企业的所有其他活动服从上一个步骤中提出的各种措施
  • (4)打破(Elevate)瓶颈约束,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,发现新的瓶颈,持续改善
slide19
18.2 敏捷制造
  • 20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。
  • 1991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。
18 2 1
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

18.2.1敏捷制造的基本特征
18 2 2
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

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。

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

18.2.2 敏捷制造的基本理念
slide22
急救室式的工作

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

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。

敏捷制造的基本理念(续)
slide23
充分发挥人和信息的作用

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。

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”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。

敏捷制造的基本理念(续)
18 3 cims
CIMS的产生

20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。

20世纪70-80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)

1974年,美国的约瑟夫.哈林顿(Joseph Harrington)博士在Computer Integrated Manufacturing一书中首次突出计算机集成制造的概念。

18.3 现代集成制造系统(CIMS)
slide25
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。

CIMS的定义
slide28
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
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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。