OPT最优生产技术与供应链管理.ppt

6 3最优生产技术 最优生产技术 optimizedproductiontechnology OPT 是以色列物理学家E Goidratt博士于20世纪70年代末首创的一种用于安排企业生产人力和物料调度的计划方法 最初它被称做最优生产时间表 80年代才改成为最优生产技术 后来又进一步将它发展成为约束理论 最优生产技术 作为一种新的生产方式 它吸收了MRP和JIT的长处 其特别之处不仅在于提供了一种新的管理思想 而且在于它的软件系统 OPT两大支柱是OPT原理及OPT软件 6 3 1OPT的目标 OPT的倡导者认为 任何制造企业的真正目的只有一个 即在现在和将来都能赚钱 衡量一个企业是否能赚钱 通常采用以下三个指标 净利润 NP 即一个企业赚多少钱的绝对量 净利润越高的企业 其效益越好 投资收益率 ROI 表示一定时期的收益与投资比 现金流量 CashFlow CF 表示短时间内收入和支出的钱 但是 以上三个指标不能直接用于指导生产 因为它们太一般 因此需要一些作业指标做桥梁 如果这些作业指标好 以上三个指标就好 则说明企业赚钱 按照OPT的观点 在生产系统中 作业指标也有三个 产销率 Throughput T 即单位时间内生产出来并销售出去的量 即通过销售活动获取金钱的速率 生产出来但销售出去的产品只是库存 库存 Inventory I 它是一切暂时不用的资源 库存占用了资金 产生机会成本及一系列维持库存所需的费用 运行费 OperatingExpenses OE 它是生产系统将库存转化为产销量的过程中的一切花费 包括所有的直接费用和间接费用 降低库存能缩短制造周期 缩短创造周期是提高企业竞争能力得一个重要因素 缩短制造周期 对于缩短顾客的订货提前期 提高对顾客订货的响应性 以及争取较高的价格都有很大作用 于是 制造周期的缩短导致市场占有率的增加 从而导致未来产销量的增加 作业指标与财务指标的关系图 现在和将来都能赚钱 净利润 投资效益率 现金流量 产销量 库存 运行费 制造周期 企业目标 财务指标 作业指标 6 3 2OPT的基本思想和九条原则 1 OPT的基本思想瓶颈 Bottlenecks 是OPT的最重要的概念 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 其余的资源则为非瓶颈资源 瓶颈与非瓶颈的之间存在着四种基本的关系 如图6 10所示 它们分别是 从瓶颈到非瓶颈资源 非瓶颈到瓶颈资源 瓶颈资源和非瓶颈资源到同一装配中心 瓶颈资源和非瓶颈资源相互独立 瓶颈资源与非瓶颈资源的关系 图6 10 瓶颈 非瓶颈 非瓶颈 瓶颈 瓶颈 非瓶颈 瓶颈 非瓶颈 装配中心 市场 A B C 瓶颈与非瓶颈四种基本关系说明 非瓶颈资源为后续工序 只能加工由瓶颈传送过来的文件 其使用率自然受瓶颈的制约 虽然非瓶颈资源为前道工序 能够充分地使用 使用程度可以达到100 但整个系统的产出是由后续工序 即瓶颈决定的 非瓶颈资源的充分使用只会造成在制品库存的增加 而不改变产出 由于非瓶颈与瓶颈资源的后续工序为装配 此时非瓶颈也能充分地利用 但受装配配套性的限制 由非瓶颈加工出来的工件 其中能够进行装配的在制品必然受到瓶颈产出的制约 多余部分也只能增加在制品库存 2 OPT的九条原则OPT的基本思想具体体现在九条原则上 这九条原则是实施OPT的基石 1 平衡物流 而不平衡能力使各个工序都与瓶颈机床同步 2 非瓶颈资源的利用程度不是由它们自己的潜力所决定 而是由系统的约束决定 系统约束就是瓶颈 3 资源的 利用 Utilizationg 和 活力 Activation 资源的 利用 与 活力 不是同义词 利用 是指资源应该利用的程度 活力 是指资源能够利用的程度 4 瓶颈上的损失就是整个系统的损失 5 非瓶颈获得的一小时是毫无意义的 6 瓶颈控制了库存和产销率以上六条原则都是涉及资源的 以下两条是涉及物流的 7 转运批量可以不等于加工批量 转运批量 指工序间转运一批零件的数量 加工批量 指经过一次调整准备所加工的同种零件的数量 可以是一个或几个转运批量之和 在自动装配线上 转运批量为1 而加工批量很大 8 加工批量应是可变的 而不是固定的 9 安排作业计划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 增大瓶颈物流的方法 减少调整准备时间和频率 瓶颈上的批量应尽可能大 实行午餐和工修连续工作制 减少状态调整所需的时间损失 加工前往复质量检查 利用时间缓冲器 6 3 3DBR系统 以九条原则为指导 OPT的计划与控制是通DBR系统实现的 DBR系统即 Dump 缓冲器 Buffer 和 绳索 Rope 系统 实施计划与控制主要包括以下的步骤 1 识别瓶颈这是控制物流的关键 因为瓶颈制约着企业的产出能力 一般说来 当需求超过能力时 排队最长的机器就是 瓶颈 如果我们知道一定时间那生产的产品及其组合 就可以按物料清单计算出要生产的零部件 OPT的处理逻辑就是使交付时间尽可能与交货期限相符 找出瓶颈之后 可以把企业里所有的加工设备划分为关键资源和非关键资源 2 给予瓶颈的约束 建立产品出产计划 Masterschedule 1 缓冲器 的管理与控制 2 控制进入非瓶颈的物料 平衡企业的物流 3 根据OPT的原则合理安排批量与批次 4 要考虑实施计划与控制的费用3 绳索 通过 绳索 系统的控制 使得瓶颈前的非瓶颈设备均衡生产 加工瓶颈和运输批量减少 可以减少提前期以及在制品库存 而同时又不使瓶颈停工待料 6 3 4OPT软件系统 1 OPT软件的工作原理OPT软件系统主要基于一个保密的算法 该算法的核心在于识别瓶颈和对瓶颈排序 从模块构成来看 OPT系统主要由BUILDNET SPLIT和BRAIN几个模块构成 如图 OPT信息系统构成 图6 11 产品网络 资源描述 BUILDNET 工程网络 SERVE初步分析 报告 SPLIT 主网络 BRAIN 关键资源排序 报告 服务网络 SERVE 非关键资源排序 报告 2 OPT软件的功能 产品网络 准确地表示了一个产品使怎样制造出来的 它包含产品结构文件和加工路线文件两部分内容 只不过在OPT中这两部分信息使通过网络结合在一起 构成一个文件 对于企业现有的各种资源的具体描述是在 资源描述 这个模块中完成的 其中包括每种资源 机器 工人 空间等 及其替代资源和它们的相互影响 允许加工时间 用于加工的某种资源的数量等 6 4供应链管理理论与方法 6 4 1SCM的概述1 供应链的产生早在20世纪60年代 物流 PhysicalDisribution PD 的概念开始在一些国家出现了 它是指物料或商品在空间与时间上的自由位移 物流的管理的发展经历了物流前期 个别管理时期 综合管理时期 扩大领域时期 整体体制时期和一体化时期 从以上发展过程可以了解供应链的基本概念 即在产品加工和流通过程中 供应商 制造商 分销商 零售商和消费者组成的功能网链结构模式称为供应链 SupplyChain 如图6 12所示 供应链 图6 12 信息流程 供应商 制造商 分销商 零散商 消费者 物流 2 供应链的流通过程供应链中存在着四种流程 它们分别是物流 商流 信息流和资金流 3 供应链的类型 1 虚拟供应链虚拟供应链使一种由特定的服务中心为供应链成员提供技术服务的一种动态供应链 2 敏捷供应链敏捷供应链使一种按照需要进行快速组合所建立的供应链 敏捷供应链的出现主要使为了应付快速变化的环境 通过快速组建和快速调整来赢得时间 赢得市场 4 供应链管理供应链 SupplyChainManagement SCM 是对供应链业务及各种伙伴关系进行计划 组织 协调和控制的一体化管理 1 供应链的复杂性从供应链的模式中可以看到 供应链使一种较为复杂的链接它是由不同的合作伙伴所组成的 2 供应链的动态性供应链是一个随市场而多变的系统 这种变化给制造商带来产品生产的较大波动 同时也给供应商带来了原料供应的较大波动 对于这样一个随时间变化的动态系统 比较难以指挥需要由敏捷的反映 才能够应付瞬息万变的局面 3 供应链的匹配性供应链的匹配性是指上游的供应与下游的需求之间的匹配 6 4 2SCM的效益 SCM与传统的物流管理有着质的区别 这里就库存减少 资源共享 时间和人工节省 成本下降降低风险几个方面做进一步的说明 1 库存的减少 2 资源共享 3 时间和人工节省 4 成本下降 5 降低风险 6 4 3SCM的原理 在介绍一些理论依据之前 这里先讨论一下SCM的原则 1 SCM的七项原则 1 划分客户群 2 设计后勤网络 3 倾听市场需求 4 实行时间延迟 5 建立双赢策略 6 建立信息系统 7 建立考核准则 2 战略合作伙伴关系建立战略合作伙伴关系可以使产品增值 也可以促进销售 互相利用资源 加强技术合作 相互学习 取长补短 长期交流 计划更加周密 有利于产品质量的提高 成本的降低 相互信任 解决矛盾 权力运用 3 双赢原理 1 双赢策略的概念双赢 Win Win 原理是指在市场中 并非一方损失 另一方收益 而是双方均有收益 这种没有败胜 共同取胜的理念称为双赢 2 双赢原理的应用要想建立起双赢关系 必须具备一定的条件 首先使合作双方的目标要一致 其次要求共同创造效益 此外 还需要共同分配收益 4 拉式供应链 1 推式供应链推式供应链不能满足需求的波动 而为了应付需求的波动 库存冗余度较大 积压较多 造成产品过时 滞销产生 2 拉式供应链拉式供应链能满足客户需求 使库存处于最佳状态 是一种先进的管理技术 但这种技术对供应链的管理基础 人员素质 信息系统的应用要求较高 只有具备了一定的条件的供应链 才能使用拉式供应链 6 4 4SCM的功能 SCM的功能按照SCM的发展分为两种情况 一种是初期的SCM的功能 另一种是集成的SCM的功能 1 初期的SCM的功能在SCM发展的初期 SCM的基本功能有 企业内部与企业之间的供应需求管理 供应链商的物料管理和财务管理 1 SCM的各种状况图6 13的供应链由企业内部的各个子工厂 仓库 分销中心 客户和供应商所组成 2 初期SCM的各项功能 供需管理供需管理SCM的重要功能 它不仅包括企业内部的供需管理 也包括供应商和客户的信息和进度管理 物料管理具备了供需信息之后 可以根据这些信息来编制计划和执行计划 财务管理供应链的财务管理主要是管理供应商 制造商和客户之间的资金往来情况 即应收款与应付款 3 分销需求计划DRP的应用 分销需求计划的运行分销计划DRP也产生计划单 它是一种使物料从一个地点转运至另一地点的计划单 需求点的DRP在需求点上执行DRP计算时 计算的结果得到的时时间阶段的计划 净需求和供应计划 供应点的DRP需求一旦由需求点传送至供应点之后 就成为供应点的需求 可以用来启动MRP的需求 如果此需求无法满足 应当进行修改 修改的内容将自动地送回需求点 以重新运行DRP 2 集成的SCM功能 1 集成SCM的各项活动 2 高级计划排程 APS APS的决策可以分为以下几个方面 准备数据 选择分析方法 采用多种输出结果 3 集成SCM的各项功能 采购管理 销售管理 高级计划排程 交易平台 一对一模式 一对多模式 多对多模式 一对一模式 图6 16 多对多模式 图6 17 企业 企业 应用系统 应用系统 企业 交易平台 企业 企业 企业 企业 企业 多对多模式 图6 18 专用交易平台 企业 企业 企业 企业 企业 企业 企业 企业 企业 企业 6 4 5SCM的实施 1 确定SCM的战略目标在建立SCM之前 首先要确定SCM的战略目标 要确定战略目标先要对现状进行分析 现状分析可以分为两个阶段 1 分析业务目标 2 分析现有供应链2 组建实施推进团队实施团队由与SCM有关的人员多组成 他们是掌握一定产品知识的技术人员 管理部门和供应商之间联系的组织人员 具有决策权利的企业高层管理者 3 选择合作伙伴合作伙伴的选择也是SCM设计的首要工作 因为合作伙伴选择得是否恰当将会对SCME产生很大的影响 4 组建供应链5 SCM的设计SCM信息系统需要完成以下工作 以产品为主线 以供应链上各个节点为单位 利用分析数据采集数据 读取数据和分析数据的功能是通过SCM信息系统的集成来达到的 6 SCM软件的运行当SCM设计完成之后 可以装入测试数据进行SCM软件的试运行 发现错误 及时修改 使SCM系统不断地完善 最终投入正式运行 6 4 6SCM的软件 1 SAP公司的SCM软件SAPSCOPESAP是国际上著名的应用软件公司 除了ERP软件之外 SAP公司还提供了供应链的优化 计划及执行的解决方案 称ASAPSCOPE 这是一个企业内部和企业之间的实时决策和决策分析的结合物 SCOPE的关键组成部分是高级计划优化器APO 1 APO供应链主控室这是一个用也供应链的建模 导航和控制的图形化的 工具面板 以网络节点形式所表现的APO对象源于应用计划模型 这些计划模型存在于APO内部 其数据可从供应链各个节点提取 一旦建立网络节点和有关的数据和对象 则在供应链网络的各个结点上 可利用供应链设计功能建立连接关系 这些已经或尚未在ERP中存在的各个供应链网络节点之间的链接关系可以在供应链设计中动态的定义 供应链的详细视图整个供应链的图形显示可以变得很大 通过一系列的图像定位和缩放操作 可以浏览整个供应链的任何细节 可以对所选的任何操作细细琢磨 可配置的用户界面供应链主控室作为管理和优化供应链的强大而灵活的工具 采用主控室功能来识别广泛的 具有各种不同应用需求的用户 在控制框架中建立供应链主控室使用户能够定义自己的桌面环境 报警监控供应链主控室有一个处理所有APO中的一般例外和错误情况的报警监控功能 2 APO需求计划这是一个具有统计预测技术和需求计划特征的工具箱 它用来产生最精确的预测 需求计划的作用APO需求计划是一套高级的预测和计划工具 它可以使得企业按需求信号和图示来尽早地捕获需求变化 及时和精确的视图使计划员能够 大幅度提高预测质量模拟显示消费者采购行为以便更好地了解买方动态用集成处理方法进行各种预测 如销售 市场等等与客户预测相结合 需求计划的集成性 APO将大量数据集成到计划处理中 使计划员能够进一步理解影响需求的因素 用这种办法 APO可以生成一个功能强大的 高精密度的需求计划这种密集的集成所带来的好处包括以下各个方面 通过基于需求的实时决策驱动下游的供应链系统通过精确的中期预测优化资产的利用通过长期预测支持战略计划 3 APO供应网络计划和配置供应网络计划使一种方法 它是一种建立完整供应网络的决策方法 配置使一种用于计划的工具 它可以对运输时网络分布进