生产计划与控制 叶春明课件 第十章

第十章约束理论第一节约束理论概述第二节TOC的核心步骤和管理原则第三节

DBR系统与OPT软件系统第四节TOC与企业现流行的管理思想第一节约束理论概述一、约束理论的产生和内涵

瓶颈管理是一套管理理念与管理工具的集合，它把企业在实现其目标的过程中现存的或潜伏的制约因素称为“瓶颈”或者“约束”（Constraint），通过逐个识别和消除这些“瓶颈”，使得企业的改进方向与改进策略明确化，从而达到帮助企业更有效地实现其目标的目的。二、TOC与企业财务管理中的几个指标的关系在TOC中通过以下途径来使企业赚取更高的利润：1.提高产销率（Thoughput）T；2.降低库存（Inventory）I；3.减少运行费用（OperatingExpense）OE。

财务管理中几个衡量企业的创收能力的指标：1.净利润（NetProfit）NP；2.投资收益率（ReturnOnInvestment）ROI；

3.现金流量（CashFlow）CF。

三、TOC的理论要点（一）TOC理论的五层次结构

1.理论核心层；2.管理技术层；3.基础工具层；4.应用实践层；5.支撑环境层。（二）“约束”的特征

1.“约束”因素受内部和外部的约束；2.“约束”因素具有权重关系。四、TOC的主要技术工具

（一）思维流程分析法

思维流程(ThinkingProcess，即TP)

有以下主要的技术工具：

1.现实树（RealityTree）

2.当前现实树（CurrentRealityTree,CRT）

3.消雾法（EvaporatingCloud，EC）

4.未来现实树（FutureRealityTree,FRT）

5.负效应枝条（NegativeEffectBranches）

6.必备树（PrerequisiteTree）

7.转变树（TransitionTree）

（二）物流分析法

1.“V型物流”企业2.“A型物流”企业3.“T型物流”企业（见下图）

（三）三步诊断法

1.明确以市场为导向的观念2.改善内部环节3.改善外部环境第二节TOC的核心步骤和管理原则一、TOC的五大核心步骤第一步，找出（Identify）系统中存在哪些约束。第二步，最大限度利用（Exploit）瓶颈，即提高瓶颈利用率。第三步，使企业的所有其他活动服从于第二步中提出的各种措施。第四步，打破（Elevate）瓶颈，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。第五步，重返（Repeat）第一步，别让惰性成了瓶颈，即持续改善。二、TOC的九条生产作业计划制定原则:原则1:追求物流的平衡，而不是生产能力的平衡。原则2:“非瓶颈”的利用程度不由其本身决定，而是由系统的“瓶颈”决定的。

原则3:资源的“利用”（Utilization）和“活力”（Action）不是同义词。

原则4:“瓶颈”上一个小时的损失则是整个系统的一个小时的损失。

原则5:“非瓶颈”节省的时间无益于增加系统产销率。原则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。

原则7:运输批量可以不等于（在许多时候应该不等于）加工批量。原则8:批量大小应是可变的，而不是固定的。

以上两条是涉及物流的。

原则9:编排作业计划时考虑系统资源瓶颈，提前期是作业计划的结果，而不是预定值。

第三节

DBR系统与OPT软件系统一、DBR系统（Drum,Buffer,Rope）

鼓（Drum）：

瓶颈控制着企业同步生产的节拍，称之为“Drum”

缓冲器（Buffer）：

预防系统随机波动而导致瓶颈出现等待任务的情况

绳子（Rope）:

使非瓶颈资源与瓶颈资源同步，即保证他们与Drum的节奏一致。DBR系统

二、DBR系统运作机制（一）TOC生产计划如何计划计算加工时间加工时间的计算公式：

整批的工序最大运行时间+在所有其它工序的每件、每批运行时间+

所有工作中心的排队时间的合计+所有工序的闲散时间的合计。最大运行时间=取整((任务量/批量)/工作中心的单元数)*每批的运行时间。

（二）TOC的生产计划是如何计算缓冲时间

鼓缓冲等于1/3的正常应用缓冲，大部分上游鼓将接受正常的缓冲和下游鼓将接受1/3的缓冲。首工作中心(可以直接下达原材料的工作中心)被定义为鼓将没有鼓缓冲。装配缓冲不用于“积极缓冲”的计算。

（三）TOC的生产计划如何计算计划时间点

如果确认计划是上游鼓(瓶颈)任务或物料约束。当前节点是鼓。

确认计划是鼓任务，当前节点是非—鼓节点。

（四）TOC的生产计划(Planning)的步骤:

1．计划的展开

2．物料需求的计算

(1)清除过期的采购订单

PO。

如果完成日期<今天，那么完成日期将等于今天，可以对清除过期

PO里改变：

修改，增加，删除，拆分。

(2)原材料计划

原材料需求日期=订单完成日期

—

发运缓冲

—

加工时间

(3)有零件短缺的订单

延迟=0的订单，是由今天+最小提前期来决定是否有更糟的物料短缺需求情况。

(4)能力负荷计划的算法

净负荷：今天+展望期–1+常规发运缓冲。（五）TOC的生产作业计划(Scheduling)的步骤1．计划协调(开发)在“噪音”里显示要铲平的任务。运行向后和向前的计划排程。

2．在协调计划之中，合理化订单的完成日期。(PushOrdersOut)3．协调下一个鼓(同步和顺序)（1）同步

（2）顺序

4．拉入早期订单(PullinEarlyOrders)5．服从

6．对非鼓链合理日期

7．最终计算供应

向后排程

向前计划

三、OPT软件的工作原理

第四节TOC与企业现流行的管理思想一、ERP中枢(backbone)

核心业务作业,由TOC、LP、SCM、CRM等软件来完成。其管理思想融入约束理论和精益生产的哲学。二、精益生产(LeanProduction)

LP精益生产：包括JIT(Kanban)、GT成组技术(Cellmanufacturing)、TQM全面质量管理。通过系统结构、人员组织、运行方式和市场供求等方面的变革，使生产系统能很快适应用户需求不断变化，实施以用户为导向、以人为中心、以精简为手段、采用TeamWork工作方式和并行设计、实行准时化生产技术（JIT）、提倡否定传统的逆向思维方式、充分利用信息技术等为内容的生产方式，最终达到包括产品开发、生产日常管理、协作配套、供销等各方面最好的结果。

三、约束理论与精益生产

约束理论和精益生产的共同之处：1.价值方面。2.价值流方面3.物料流动方面4.需求拉动5.追求完美

四、MRP/MRPII与JIT、TOC的比较比较项目MRP/MRPIIJITTOC应用领域应用在生产管理部门应用在生产现场应用在瓶颈和缓冲市场需求产品结构基本稳定、成品类型少，多配置项的生产与市场要求，组合件类型多。多品种、少批量、产品的多样化或大批量基础上的高柔性。受企业内部生产能力的资源的约束或者受企业外部供应环节的约束。协作环境比较完善、规范的市场环境，不强调密切的协作关系，内部管理多处于严格的控制下，业务运作强调集权。分级协作，JIT的合作配合关系，和谐的合作氛围。物流的通畅，设法突破制约瓶颈，借助科学的管理工具，共同管理决策。强调内容强调规划、协调、采购、注重物料需求规划、强调计算机系统的整合。强调现场改善、注重工业工程、强调客户与供货商的合作关系。强调瓶颈改善、注重系统的限制、强调采购的瓶颈改善。系统类型推式系统、接受制造上变量为被动式（Passive）。拉式系统、寻求改善变数为主动性（Active）。瓶颈之前拉式系统、瓶颈之后推式系统、确认核心问题。追求目标追求预测的准确度、整合系统带动改善、有效合理地利用资源，改善计划，压缩库存。追求零库存、追求持续的改善与尽善尽美，消灭一切浪费。提升系统的限制、仅需对瓶颈点进行改善、增加有效产出、降低库存。管理方式以信息管理为基础、集权式信息管理。以经营环境为基础、分权式自主管理。以系统思考程序为基础、集权—瓶颈、分权—非瓶颈。库存一种资产，用来预防预测的误差、机床的故障、供货商拖期交货等，控制适量的库存。一种不利因素，尽一切努力减少库存。一种可能的限制因素，取决于约束环节的位置。设备的维修设备维修是必需的，由于允许在制品库存，所以这个问题不是关键。设备稳定并有效地运行，设备的故障要减少到最少。先确保约束环节上的设备得以维修然后再考虑其他的设备，防止转移为约束环节。质量管理允许一定的废品，以最终检验加以控制。以生产中的质量控制代替最终检验，消灭废品。避免质量问题带来的问题波及到约束环节。人员使用严格执行MRPII的各级计划与指令。强调协调，以人的协同合作为现场控制的主体，充分发挥人的能动性。把资源的“利用”与“活力”加以区别，不认为“满员满岗”就一定是最有效率的。计划展开方式采用集中式的计划方式，按照无限能力计划法，集中展开对各级生产单元以及供应单元的生产与供应指令。采用看板管理方式，按照有限能力计划，逐道工序地倒序传递生产中的取货指令和生产指令，各级生产单元依据所需满足的上级需求组织生产。先安排约束环节上关键件的生产进度计划，以约束环节为基准，把约束环节之前、之间、之后的工序分别按拉动、工艺顺序、推动的方式排定，并进行一定优化，然后再编制非关键件的作业计划。能力平衡方式提供能力计划功能。因此根据生产单元的初始化能力设置，可以清楚地判断生产能力的实际需求，由计划人员依据经验调整主生产计划，以实现生产能力的相对平衡。企业以密切协作的方式保持需求的适当稳定并以高柔性的生产设备来保证生产线上能力的相对平衡。总体能力的平衡一般作为一个长期的规划问题来处理。按照能力负荷比把资源分为约束资源和非约束资源，改善企业链条上最薄弱的环节，通过TOC管理手段的反复应用以实现企业的持续改进。库存的控制方式一般设有各级库存，强调对库存管理的明细化、准确化。库存执行的依据是计划与业务系统产生的指令，如：加工领料单、销售领料单、采购入库单、加工入库单等。生产过程中一般不设在制品库存，只有当需求期到达时才供应物料，所以库存基本没有或只有少量。合理设置“时间缓冲”和“库存缓冲”，以防止随机波动；缓冲器的大小由观察与实验确