車間生產(chǎn)看板管理系統(tǒng)研究

1、畢業(yè)論文題 目 車間生產(chǎn)看板管理系統(tǒng)研究 學(xué) 院 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè) 工業(yè)工程 班 級(jí) 工程0702 學(xué) 生 陳香 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 曲一兵 二一一年五月三十日1 前言在全球化的趨勢(shì)下世界經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，各企業(yè)之間的壓力也在日趨的增長(zhǎng)。尤其是我國(guó)加入WTO后,國(guó)內(nèi)企業(yè)面臨著改變機(jī)制、提高效率、增強(qiáng)企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力的許多挑戰(zhàn)。在產(chǎn)品品種越來(lái)越豐富及產(chǎn)品更新?lián)Q代周期越來(lái)越短的市場(chǎng)背景下，生產(chǎn)制造、生產(chǎn)管理等過程也必須要適應(yīng)市場(chǎng)的需要，這些無(wú)疑給企業(yè)帶來(lái)許多新的困難。企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)力不再僅僅局限于質(zhì)量和價(jià)格了，還應(yīng)包括企業(yè)對(duì)客戶變化的需求的快速響應(yīng)能力1。質(zhì)量、價(jià)格及快速的反應(yīng)能力都是跟企業(yè)車間內(nèi)產(chǎn)

2、線管理有著密切的聯(lián)系。這時(shí)向車間產(chǎn)線管理要效益,提高產(chǎn)線管理水平變得刻不容緩?？窗骞芾恚╧anban management）是基于企業(yè)對(duì)市場(chǎng)需求變化不能適應(yīng)的背景下提出的，從而使企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)在滿足市場(chǎng)需求的前提下所允許的常量在制品的數(shù)量最少?？窗骞芾硎峭ㄟ^企業(yè)以市場(chǎng)需求來(lái)拉動(dòng)生產(chǎn)，從組裝線拉動(dòng)零部件的生產(chǎn)進(jìn)而至原材料、外購(gòu)件的購(gòu)買，以前方生產(chǎn)拉動(dòng)后方服務(wù)，真正的實(shí)現(xiàn)了以市場(chǎng)為導(dǎo)向、以顧客需求為指令的系統(tǒng)模式2?？窗骞芾硪浴皬氐紫裏o(wú)效勞動(dòng)和浪費(fèi)”為指導(dǎo)思想，本著“從后向前工序領(lǐng)取”的逆向思維原則，從而解決企業(yè)生產(chǎn)線上存在的一系列問題，為企業(yè)提高競(jìng)爭(zhēng)力。1.1 研究背景 20世紀(jì)40年代末50年

3、代初，豐田生產(chǎn)方式創(chuàng)始人之一，大野耐一先生在日本的豐田汽車制造廠引入內(nèi)部市場(chǎng)機(jī)制，由后工序向前工序發(fā)出生產(chǎn)訂單，這種將內(nèi)部訂單寫在卡片上，被稱之為看板。用看板為工具來(lái)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)時(shí)化生產(chǎn)的管理方法，稱為看板管理3。經(jīng)過近50年的發(fā)展和完善，看板管理已經(jīng)在很多方面都發(fā)揮著重要的作用。目前， Mohammad D.研究了基于JIT的生產(chǎn)控制計(jì)劃看板設(shè)計(jì)4，Tung-Hsu Hou 研究了看板數(shù)量和規(guī)格的設(shè)計(jì)，從而解決庫(kù)存水平問題5。Valerie Tardif和Bhaba R.等研究了制造企業(yè)中拉動(dòng)式生產(chǎn)看板管理，并將其分為了物料看板、生產(chǎn)調(diào)度看板等，用于解決制造企業(yè)的庫(kù)存水平控制、訂貨和卸載時(shí)間等問題

4、6。B.Kent Potts Jr. 研究了看板單位負(fù)載大小、數(shù)量的設(shè)計(jì)，以滿足日生產(chǎn)需求和成本最小化。翟光明研究了企業(yè)中的看板與適時(shí)供貨、零庫(kù)存之間的關(guān)系，從而使企業(yè)中“人、財(cái)、物、時(shí)間、空間”達(dá)到更加優(yōu)化組合。李占凱和何玉林究了企業(yè)中使用看板的條件、規(guī)則、作用等，從而讓我們對(duì)于看板管理的操作模式有了一個(gè)整體的把握。隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程的加速和世界產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，中國(guó)已經(jīng)成為世界制造業(yè)的中心。目前，很多國(guó)內(nèi)的企業(yè)都正面臨著巨大的挑戰(zhàn)。一方面許多國(guó)外的企業(yè)大舉進(jìn)入中國(guó)，成立合資公司，欲分享中國(guó)市場(chǎng)；國(guó)內(nèi)企業(yè)紛紛引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，進(jìn)一步引發(fā)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。另一方面，顧客需求呈現(xiàn)小批量、多品種

5、和個(gè)性化趨勢(shì)，企業(yè)對(duì)于市場(chǎng)需求的快速變動(dòng)需要有更快速的響應(yīng)能力，而要求降低庫(kù)存持有成本又成為了企業(yè)另外一個(gè)巨大的壓力。在競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的全球市場(chǎng)中如何降低企業(yè)庫(kù)存持有成本，縮短生產(chǎn)周期；如何在生產(chǎn)過程中防止過量生產(chǎn)，從而徹底消除在制品過量的浪費(fèi)以及由之衍生出來(lái)的種種間接浪費(fèi)；如何使產(chǎn)生次品的原因和隱藏在生產(chǎn)過程中的問題及不合理成分充分暴露出來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)通過流程整體優(yōu)化與持續(xù)改進(jìn)，均衡物流，高效利用資源，最大限度消除浪費(fèi)，這些都越來(lái)越受各企業(yè)的屬目了7。因此，各企業(yè)要生存下去必須進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新、管理革命，同時(shí)需要降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)率，迅速的提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力去奪得市場(chǎng)，即在不再增加成本的基礎(chǔ)上提高產(chǎn)

6、量。在這樣的情形下，看板管理作為實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)時(shí)化生產(chǎn)、有效提高企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理水平的一種重要手段而出現(xiàn)在很多企業(yè)內(nèi)。1.2 研究目的在20世紀(jì)70年代全球范圍經(jīng)濟(jì)衰退的時(shí)候，日本豐田汽車公司卻獲得了巨大的利潤(rùn)。很大程度上歸功于豐田公司實(shí)行的拉動(dòng)看板管理生產(chǎn)方式。拉動(dòng)看板管理的生產(chǎn)方式中，通過計(jì)算看板數(shù)量，在一般的企業(yè)里可以就降低庫(kù)存，節(jié)約庫(kù)存的持有成本，減少現(xiàn)有庫(kù)存占用的生產(chǎn)面積。由于庫(kù)存的減少和看板實(shí)施過程中建立起的生產(chǎn)秩序可以提高現(xiàn)場(chǎng)物料的順暢性。這是物料需求計(jì)劃變更時(shí)所產(chǎn)生的物流不暢無(wú)法比擬的?？窗逋ㄟ^目視信號(hào)同時(shí)告知作業(yè)員和管理者什么時(shí)候開始生產(chǎn)，什么時(shí)候停產(chǎn)，絕對(duì)不允許生產(chǎn)后工序不需要的產(chǎn)

7、品，從而控制在制品的數(shù)量，防止過量生產(chǎn)造成的浪費(fèi)8。也正是由于目視管理?xiàng)l件下，一線作業(yè)員也能夠及時(shí)地了解生產(chǎn)計(jì)劃，需求發(fā)生變化時(shí)，作業(yè)員可以根據(jù)看板適時(shí)調(diào)整生產(chǎn)線，以及在特殊情況下，及時(shí)地尋求到幫助。這樣生產(chǎn)主管、計(jì)劃員和調(diào)度員們就不需每天糾纏于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)從而釋放了更多的人員，去從事其他更有意義的事情。看板方式設(shè)定了最高庫(kù)存量和最低庫(kù)存量，可以通過觀察庫(kù)存量來(lái)調(diào)節(jié)生產(chǎn)進(jìn)度。庫(kù)存量作為一種信號(hào)，當(dāng)需求降低時(shí)庫(kù)存量變大，直到到達(dá)設(shè)置的最大庫(kù)存量時(shí)，看板系統(tǒng)就發(fā)出停產(chǎn)的指示。這樣看板系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)告訴你是否進(jìn)行生產(chǎn)，從而更加靈活的適應(yīng)計(jì)劃的變更?？窗宸椒刂浦鴰?kù)存的總量跟物品的生產(chǎn)周期，這樣就保證了庫(kù)存

8、的新鮮度，從而減少庫(kù)存報(bào)廢的危險(xiǎn)。1.3 主要研究?jī)?nèi)容 拉動(dòng)式看板管理方式是從生產(chǎn)最后的裝配線開始，在特定的時(shí)間依次由后道工序從前道工序領(lǐng)取所需數(shù)量的零部件，而前道工序則需要在特定的時(shí)刻生產(chǎn)后道工序所需數(shù)量的零部件，用來(lái)補(bǔ)充在后道工序中所消耗的。這樣以看板為信息的傳遞工具，從最后一道工序，一步一步的向前追溯，直到原料采購(gòu)部門，使每個(gè)生產(chǎn)部門都同步運(yùn)行，使現(xiàn)場(chǎng)物流處于最佳狀態(tài)，做到準(zhǔn)時(shí)領(lǐng)取、準(zhǔn)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)、準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)9?？窗逶诶瓌?dòng)式看板管理中就是工作指令,其中包括產(chǎn)品信息、運(yùn)輸信息、生產(chǎn)信息等。在生產(chǎn)車間，任何一個(gè)人只要看到了看板就能了解目前正在生產(chǎn)的是什么產(chǎn)品，產(chǎn)品是在什么地方進(jìn)行生產(chǎn)的，進(jìn)行的是哪道

9、工序，即將被送往哪里進(jìn)行什么樣的工序，在這個(gè)時(shí)刻需要生產(chǎn)多少，目前在制品庫(kù)存量是多少。在生產(chǎn)看板管理系統(tǒng)中，始終堅(jiān)持沒有看板不能生產(chǎn)，也不能運(yùn)送的原則。作為看板管理系統(tǒng)中的信息傳遞工具，看板有很多的參數(shù)需要確定。第一，看板管理方式需要符合企業(yè)的類型及其現(xiàn)狀。第二，看板的操作必須嚴(yán)格符合規(guī)范，看板只能來(lái)自后工序，沒有看板不能生產(chǎn)也不能運(yùn)往其它地方，前工序按看板的順序生產(chǎn)且只生產(chǎn)取走的部分，看板隨著物料一起移動(dòng)，不能向其它工序傳遞不合格品。第三，在拉動(dòng)式看板管理系統(tǒng)中，看板的數(shù)量還代表著在制品的庫(kù)存量，所以看板本身的數(shù)量必須要合理，需要符合流程現(xiàn)狀。看板數(shù)量設(shè)置多了，會(huì)使系統(tǒng)庫(kù)存增加，達(dá)不到減少在

10、制品的要求，會(huì)產(chǎn)生在制品過量的浪費(fèi)，同時(shí)也不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)次品產(chǎn)生的原因和隱藏在生產(chǎn)過程中的問題或不合理成分等造成的一系列浪費(fèi)，從而失去了看板管理的本質(zhì)性作用?？窗鍞?shù)量太少，則會(huì)使車間產(chǎn)線周轉(zhuǎn)不過來(lái)，會(huì)引起產(chǎn)量的大幅度下降。第四，看板隨著物料箱的移動(dòng)而移動(dòng)，由后工序至前工序反復(fù)循環(huán)著移動(dòng)。第四，一枚看板代表的一個(gè)物料箱的容量，合適的物料箱容量可以使物流更順暢。由于工廠一般生產(chǎn)多種產(chǎn)品，產(chǎn)品零部件的工藝路線難免會(huì)有重復(fù)的時(shí)刻，這是就涉及到產(chǎn)線瓶頸的問題。在一個(gè)工藝路線中一般加工時(shí)間顯著多余其他其他工序的，即為這條工藝路線的瓶頸。在工廠內(nèi)部瓶頸速率一般是限制了整條產(chǎn)線的產(chǎn)出，此時(shí)其他所有的工序皆需要圍

11、繞瓶頸工程來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)，所以如何在在制品數(shù)量達(dá)到上限之前盡力提高瓶頸速率也是我們必須研究的一個(gè)問題。2 傳統(tǒng)看板管理中存在的問題2.1卡片計(jì)數(shù)問題看板系統(tǒng)中需要設(shè)定的參數(shù)很多。在看板系統(tǒng)中，看板是嚴(yán)格按照工序由從后到前的順序傳遞，它的分段區(qū)間是每一個(gè)工站，如圖2.1所示。因?yàn)橐粋€(gè)工站為一個(gè)分段區(qū)間，那么在看板系統(tǒng)中必須為每一個(gè)工站建立一個(gè)最大WIP水平，使用者必須為每一個(gè)工站建立單卡片計(jì)數(shù)機(jī)制（在雙卡片系統(tǒng)里則需要計(jì)算兩倍的卡片數(shù)）。為了得到合適的卡片計(jì)數(shù)需要將分析與持續(xù)調(diào)整相結(jié)合才可以，這是個(gè)很龐大的工程，這也就意味著看板管理不容易控制。工藝路線上的物流卡片流工站暫存區(qū)圖2.1 看板拉動(dòng)方式2.1

12、 在制品問題在多生產(chǎn)環(huán)境的看板系統(tǒng)中，卡片是料號(hào)有別，即確定用于授權(quán)生產(chǎn)的部件。因?yàn)楫a(chǎn)線上的每一個(gè)工站都必須知道它的流出點(diǎn)是去補(bǔ)充哪種部件的庫(kù)存。從這個(gè)方面來(lái)看看板系統(tǒng)必須包含產(chǎn)線上每一種料號(hào)的在制品（WIP） 標(biāo)準(zhǔn)容器。如果沒有的話就可能會(huì)出現(xiàn)下游工站產(chǎn)生需求而上游工站無(wú)法滿足的現(xiàn)象。在一個(gè)實(shí)際的工廠內(nèi)部產(chǎn)品零件會(huì)有很多種，如果產(chǎn)線生產(chǎn)一千種不同的物料，則產(chǎn)線上可能需要幾千種在制品容器，這時(shí)看板系統(tǒng)可能就會(huì)被WIP淹沒導(dǎo)致生產(chǎn)環(huán)境崩潰。其實(shí)在這一千種物料并不一定全都是市場(chǎng)頻繁需求的。當(dāng)其中大部分是活性部件（偶爾生產(chǎn)）時(shí)，車間內(nèi)部依然保留著每一種物料的WIP庫(kù)存就顯得不合理了。因此，看板系統(tǒng)沒

13、有必要為長(zhǎng)期都沒有需求的零部件保持WIP?？窗逑到y(tǒng)是一個(gè)純備貨生產(chǎn)系統(tǒng)，它的提前期是零，當(dāng)出現(xiàn)需求時(shí)零件在流出庫(kù)存點(diǎn)。如果這些低需求的零件在車間沒有WIP庫(kù)存，一旦出現(xiàn)顧客需求則這種需求就會(huì)一路生成無(wú)法滿足的需求直至產(chǎn)線的起始端。從產(chǎn)線的起始開始加工一件任務(wù)，一直沿加工路線進(jìn)行生產(chǎn)的時(shí)間將會(huì)比有庫(kù)存的零部件對(duì)于顧客需求的反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)很多，這時(shí)JIT（just in time）協(xié)議也就失去意義。也正因?yàn)槿绱耍@些活性部件即使只是偶爾生產(chǎn)，它們的在制品庫(kù)存還是會(huì)存在，即會(huì)根據(jù)安全庫(kù)存的需求被觸發(fā)到產(chǎn)線中。但是這在生產(chǎn)車間被視為一種不合理的行為，這是投料的盲目性，會(huì)造成設(shè)備能力的浪費(fèi)，產(chǎn)能的損失。2.

14、1 產(chǎn)品組合造成的瓶頸問題傳統(tǒng)看板管理方式不是在所有的生產(chǎn)環(huán)境中都是適用的，它只適用于重復(fù)性制造環(huán)境。重復(fù)性制造一般指的是流水線式的生產(chǎn)環(huán)境，即物料均以固定的速率沿著固定的路徑流動(dòng)。產(chǎn)品在組合或者數(shù)量上的變化，都會(huì)破壞流水線的生產(chǎn)模式，從而致使看板系統(tǒng)不再適用。在重復(fù)性制造環(huán)境中的瓶頸工程是固定的，即在產(chǎn)線中需要加工時(shí)間最長(zhǎng)的工序是不變的。因?yàn)槠款i工程不變，車間內(nèi)部只需要根據(jù)瓶頸工程的速率去設(shè)定其他工序的速率即可，這樣的話整個(gè)產(chǎn)線中的WIP也可以固定下來(lái)，使整個(gè)生產(chǎn)的作業(yè)控制過程變得簡(jiǎn)單。而產(chǎn)品組合及各產(chǎn)品數(shù)量的變化會(huì)給產(chǎn)線帶來(lái)很多問題，這些也不僅僅是提高看板系統(tǒng)中整體的WIP數(shù)量就可以解決的

15、。例如，圖2.2中所顯示出的問題。產(chǎn)品A 、B在各機(jī)器上的加工時(shí)間也可見圖2.2標(biāo)示。由圖可以看出如果我們只加工產(chǎn)品A則機(jī)器2是瓶頸；如果我們加工的只是產(chǎn)品 B則機(jī)器4是瓶頸。然而，如果是A與B以不同的比例組合而在這條產(chǎn)線上進(jìn)行加工，那么這條產(chǎn)線的瓶頸工程就會(huì)根據(jù)A與B的組合比例而漂移。12354產(chǎn)品A加工時(shí)間產(chǎn)品B加工時(shí)間1421111231圖2.2 瓶頸漂移的系統(tǒng)為了更清楚的明白這一點(diǎn)，請(qǐng)看一個(gè) 50%的A與50%的B產(chǎn)品組合在這條產(chǎn)線上加工各機(jī)器的平均加工時(shí)間為：機(jī)器 2 的平均加工時(shí)間 = 0.5（4）+0.5（1）= 2.5 小時(shí) 機(jī)器 3 的平均加工時(shí)間 = 0.5（2）+0.5（

16、2）= 2 小時(shí) 機(jī)器 4 的平均加工時(shí)間 = 0.5（1）+0.5（3）= 2小時(shí) 在這種情況下，組合產(chǎn)品在這條產(chǎn)線上的瓶頸工站為機(jī)器2，隨著A、B的數(shù)量比例變化，其瓶頸工站也會(huì)變化，即漂移。由此產(chǎn)品組合或者數(shù)量上的變化會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)線瓶頸變化。在理想的看板環(huán)境中，會(huì)設(shè)定一個(gè)固定的產(chǎn)品組合去實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)控制，如對(duì)于圖2.2的例子，我們會(huì)給出A、B的具體數(shù)量組合及加工順序而且不變化。但是在非理想環(huán)境中，因?yàn)樾枨箅S著季節(jié)性變化，預(yù)測(cè)也不很穩(wěn)定，固定的產(chǎn)品組合對(duì)于這個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)沒有意義。在這種情況下，我們一般采取以需求為基準(zhǔn)去調(diào)整產(chǎn)品組合。然而，這樣會(huì)導(dǎo)致瓶頸漂移，同時(shí)也會(huì)給看板系統(tǒng)中的卡片計(jì)數(shù)帶來(lái)更多的困難

17、。為了防止瓶頸工站出現(xiàn)堵塞或者沒有加工任務(wù)的現(xiàn)象，一般會(huì)在瓶頸站前后放置更多的生產(chǎn)卡片。瓶頸由所要加工的產(chǎn)品組合決定，則最優(yōu)卡片數(shù)量也由產(chǎn)品組合決定。因此，為了達(dá)到低WIP水平而高產(chǎn)出的目標(biāo)，我們必須根據(jù)生產(chǎn)狀況隨時(shí)調(diào)整卡片數(shù)量。本身在看板系統(tǒng)中設(shè)定卡片數(shù)量比較困難，那么隨時(shí)間動(dòng)態(tài)調(diào)整卡片數(shù)量是一項(xiàng)更加艱難的任務(wù)。2.1 人的問題在產(chǎn)線上除了零部件作業(yè)員也是工站的一部分。在看板系統(tǒng)中每一個(gè)工站都采取從后向前的拉動(dòng)的生產(chǎn)方式，這在某種角度上會(huì)給系統(tǒng)造成了一定程度的壓力，當(dāng)然這個(gè)壓力在作業(yè)員身上表現(xiàn)得更明顯。當(dāng)只有原材料但沒有生產(chǎn)卡片時(shí)，作業(yè)員是不能開始工作的。一旦生產(chǎn)卡片到達(dá)后，他們必須在最短的

18、時(shí)間內(nèi)完成需要補(bǔ)充的零部件數(shù)量，這樣才能防止產(chǎn)線中的某些工站發(fā)生無(wú)法滿足需求的情況，這也是作業(yè)員在加工過程中主要的壓力?？窗逑到y(tǒng)在每一個(gè)站采取拉式的行動(dòng)會(huì)促進(jìn)鄰近工站作業(yè)員更緊密的聯(lián)系，但其實(shí)這是不太必要的，因?yàn)闊o(wú)論兩個(gè)站之間是不是采用了看板系統(tǒng)的拉動(dòng)機(jī)制，上下工站之間的零件轉(zhuǎn)換都一定會(huì)發(fā)生。為了阻止不合格零件的轉(zhuǎn)換，工廠內(nèi)部可以培養(yǎng)員工的全員質(zhì)量管理觀念從而提高整個(gè)工廠內(nèi)的質(zhì)量關(guān)，這也可解決看板系統(tǒng)焦點(diǎn)一直保持在流出庫(kù)存點(diǎn)是否滿足的問題。3 CONWIP系統(tǒng)概述3.1 常量在制品（CONWIP）在生產(chǎn)過程中如實(shí)行典型的拉式看板管理，在實(shí)行過程中中存在計(jì)算周期短、卡片數(shù)量計(jì)算復(fù)雜的困難，不利于

19、現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)調(diào)度。故建議采取常量在制品方式延長(zhǎng)生產(chǎn)拉動(dòng)距離。對(duì)于一個(gè)給定的產(chǎn)線，建立一個(gè)對(duì)產(chǎn)線中WIP數(shù)量的限制，而且在WIP臨近限制或位于限制之上時(shí)不再觸發(fā)就夠了。一個(gè)任務(wù)離開就會(huì)有一個(gè)新任務(wù)被引入線中的協(xié)議稱之為常量在制品（constant work in process），因?yàn)樗芤鹨粋€(gè)幾乎恒定的 WIP水平。3.1.1 CONWIP系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基于常量在制品的拉式生產(chǎn)沿工藝路線按照車間分段，在車間內(nèi)設(shè)置入口暫存區(qū)與在制品暫存區(qū)。當(dāng)零件完成在本車間的加工任務(wù)后轉(zhuǎn)入工藝路線的下一個(gè)車間入口暫存區(qū)，卡片回收。CONWIP系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以簡(jiǎn)單的描述如圖3.1：圖3.1 常量在制品拉動(dòng)工藝路線上的物流卡片

20、流工站暫存區(qū)車間界面車間界面在CONWIP系統(tǒng)中，只有一個(gè)單卡片計(jì)數(shù)需要設(shè)定，但卡片并不確定具體的部件數(shù)量。生產(chǎn)卡片來(lái)到產(chǎn)線前端與延遲清單相匹配，為待加工零部件投入產(chǎn)線設(shè)定順序。因此，根據(jù)每一張生產(chǎn)卡片返回到CONWIP產(chǎn)線前端的時(shí)間，就能授權(quán)投放一個(gè)特定的零部件到產(chǎn)線中。由于CONWIP 系統(tǒng)根據(jù)具體的生產(chǎn)卡片和作業(yè)延遲清單投料，那么即使企業(yè)會(huì)生產(chǎn)上千種料號(hào)，我們也不會(huì)保留所有產(chǎn)品的在制品，即那些長(zhǎng)時(shí)間沒有需求的物料不會(huì)被觸發(fā)到產(chǎn)線上，這為機(jī)器設(shè)備節(jié)省掉很多的產(chǎn)能，也能防止浪費(fèi)。當(dāng)一些產(chǎn)品出現(xiàn)低數(shù)量訂單需求的時(shí)候，工作訂單將會(huì)在合適的提前期之下被投放到產(chǎn)線中以配合產(chǎn)線中所需要的生產(chǎn)時(shí)間。因此

21、，不僅可以保持準(zhǔn)時(shí)化生產(chǎn)，而且對(duì)長(zhǎng)時(shí)間才出現(xiàn)的低數(shù)量訂單需求也可以快速且又不浪費(fèi)設(shè)備能力的順利完成。其實(shí)CONWIP 系統(tǒng)的提前期是一個(gè)較小的值，這增加的一些周期時(shí)間會(huì)讓產(chǎn)線的柔性增加，從而能夠更好的滿足客戶的需求。在CONWIP系統(tǒng)中只有一個(gè)單卡片計(jì)數(shù)，因此只要需求的速率保持相對(duì)穩(wěn)定，就不需要根據(jù)產(chǎn)品組合的變化來(lái)調(diào)整卡片數(shù)量，從而去節(jié)省設(shè)置卡片數(shù)量的工作。因?yàn)闆]有在每個(gè)工站之間的均設(shè)置卡片數(shù)量，這樣在CONWIP的分段區(qū)間內(nèi)不會(huì)因?yàn)榭ㄆ瑪?shù)量不足限制瓶頸工站的加工任務(wù)，那么也不會(huì)出現(xiàn)因?yàn)槠款i而堵塞的問題。這些都不需要人為的參與，從而可以自然地治理瓶頸行為。CONWIP 系統(tǒng)除第一個(gè)工站之外的分

22、段區(qū)間內(nèi)的其他工站都表現(xiàn)的像推式系統(tǒng)，當(dāng)中游機(jī)器的作業(yè)員接收到原材料，他們可以自動(dòng)開始在上面工作。因此，作業(yè)員就可以在接收到的原材料數(shù)量范圍之內(nèi)最大程度的工作，當(dāng)生產(chǎn)卡片到達(dá)時(shí)就能減輕一些節(jié)奏壓力。當(dāng)然在 CONWIP 產(chǎn)線的第一個(gè)工站，作業(yè)員也只有在生產(chǎn)卡片授權(quán)后才允許開始工作。綜合考慮上述的幾個(gè)方面都說(shuō)明了 CONWIP系統(tǒng)從基礎(chǔ)上來(lái)說(shuō)比看板系統(tǒng)更易于管理。3.2 基礎(chǔ)CONWIP基礎(chǔ)CONWIP系統(tǒng)適用于最簡(jiǎn)單的制造環(huán)境，即單路線、單產(chǎn)品族的產(chǎn)線。在一個(gè)生產(chǎn)車間內(nèi)部滿足以下四個(gè)條件則可認(rèn)為是最簡(jiǎn)單的制造環(huán)境：（1）各工件的加工路線幾乎相同。當(dāng)某些待加工零部件包含一些并不顯著影響流動(dòng)時(shí)間的

23、一些其他作業(yè)，我們?nèi)匀豢梢允褂没A(chǔ)CONWIP。（2）各工件在各工站加工時(shí)間差不多。這表明沒有加工時(shí)間特別長(zhǎng)于其他工站的加工工序，則瓶頸工程是穩(wěn)定的。 （3）機(jī)器換模時(shí)間短。這說(shuō)明了兩個(gè)不同的產(chǎn)線切換時(shí)機(jī)器不需要很長(zhǎng)的換模時(shí)間，單個(gè)加工任務(wù)通過產(chǎn)線的時(shí)間不會(huì)因?yàn)榧庸と蝿?wù)序列的變化而劇烈的波動(dòng)。（4）沒有組裝線。加工任務(wù)的進(jìn)行可視為直線流動(dòng)。在這個(gè)最簡(jiǎn)單的制造環(huán)境中運(yùn)行基礎(chǔ)CONWIP系統(tǒng)能夠?qū)?shí)際的生產(chǎn)環(huán)境進(jìn)行精確的估計(jì)。在CONWIP系統(tǒng)中，通過產(chǎn)出來(lái)調(diào)整投料以保持產(chǎn)線中WIP為定值10。維持常量WIP協(xié)議的方法一般通過卡片或容器，如圖3.2所示。原材料由標(biāo)準(zhǔn)容器送達(dá)到，但僅在有可用的CON

24、WIP生產(chǎn)卡片時(shí)才投入產(chǎn)線。卡片樣式可以是多種形式，如塑料標(biāo)簽、金屬卡片、硬紙板或者就是空容器本身，卡片上不需要路線或產(chǎn)品信息。在產(chǎn)線上只依據(jù)生產(chǎn)卡片去觸發(fā)生產(chǎn)，卡片重復(fù)利用（它們沒有因加工任務(wù)移向重工而停頓或因工程變更要求而結(jié)束），產(chǎn)線中的WIP將與CONWIP卡片數(shù)目設(shè)定的水平一致。 進(jìn)貨庫(kù)存點(diǎn)出貨庫(kù)存點(diǎn)產(chǎn)線CONWIP卡片圖3.2 CONWIP產(chǎn)線中卡片的移動(dòng)3.2.1 基礎(chǔ)CONWIP系統(tǒng)存在的問題（1）作業(yè)延遲。因?yàn)镃ONWIP卡片并不包含產(chǎn)品信息，所以工作人員需要依據(jù)其他的信息才能選擇投入產(chǎn)線的加工任務(wù)。（2）產(chǎn)線先進(jìn)先出原則。生產(chǎn)線應(yīng)該保持先進(jìn)先出原則，即除了產(chǎn)能損失、重工或經(jīng)過

25、多機(jī)工站的情況，工件將按照它們加工任務(wù)的觸發(fā)順序離開生產(chǎn)線。因?yàn)槌Ａ吭谥破废到y(tǒng)能保持產(chǎn)線運(yùn)行平穩(wěn)正常，這樣就能比較容易地預(yù)測(cè)各工件的加工任務(wù)何時(shí)完成，甚至可以預(yù)測(cè)那些處于作業(yè)延遲的加工任務(wù)的完成時(shí)間。當(dāng)CONWIP生產(chǎn)線很長(zhǎng)時(shí)，插單加工任務(wù)就會(huì)比較多。為了將插單任務(wù)加速時(shí)產(chǎn)生的變動(dòng)性最小化，在生產(chǎn)線上應(yīng)該只能有兩種水平的觸發(fā)優(yōu)先級(jí)并且建立特殊的超越點(diǎn)。超越點(diǎn)是產(chǎn)線中的緩沖或庫(kù)存點(diǎn)，常常位于CONWIP環(huán)段之間。對(duì)一些特定的加工任務(wù)的加速往往也是在超越點(diǎn)進(jìn)行。工站從一個(gè)緩沖隊(duì)列中取得原材料的原則是，在有需要加速的訂單情況下，先加工加速訂單；有多個(gè)加速訂單則加工最緊迫的；沒有插單訂單時(shí)就按緩沖隊(duì)列

26、中待加工零部件的時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)選擇加工的任務(wù)，等待時(shí)間最長(zhǎng)的優(yōu)先開始加工。生產(chǎn)線上只允許在特定位置處超越，這能使得預(yù)測(cè)加工任務(wù)何時(shí)離開產(chǎn)線變得容易。如果在產(chǎn)線上設(shè)置了多個(gè)優(yōu)先級(jí)并且允許無(wú)限制的超越，產(chǎn)線中的變動(dòng)性會(huì)變得很高，這樣就難以預(yù)測(cè)加工任務(wù)在產(chǎn)線的完成情況。（3）卡片數(shù)量。CONWIP產(chǎn)線中必須設(shè)定一個(gè)合理的WIP水平，即設(shè)定卡片數(shù)量。如果生產(chǎn)線上本身就有WIP數(shù)量這一說(shuō)法，則在CONWIP系統(tǒng)中只需卡片數(shù)量的初始值定在其WIP水平即可。當(dāng)生產(chǎn)穩(wěn)定后，觀察各工站前的緩沖隊(duì)列，定期檢查隊(duì)列長(zhǎng)度，從而調(diào)整卡片數(shù)量來(lái)適應(yīng)產(chǎn)線的變化。如果某一工站處的緩沖隊(duì)列一直很長(zhǎng)，則減少卡片數(shù)量不會(huì)對(duì)產(chǎn)能產(chǎn)生較大

27、的影響所以應(yīng)該果斷的減少卡片數(shù)量以控制WIP數(shù)量最少。當(dāng)在一條產(chǎn)線上第一次提出WIP數(shù)量控制方法時(shí)，則應(yīng)該通過選擇合理的周期時(shí)間CT根據(jù)以往的歷史經(jīng)驗(yàn)估計(jì)生產(chǎn)速率從而計(jì)算得到WIP數(shù)量。依據(jù)里特定律11，設(shè)定WIP水平為： (3.1)（4）卡片不足。如果卡片數(shù)量相比生產(chǎn)線一系列變動(dòng)引起的后果足夠大，那么堅(jiān)持常量在制品能夠使生產(chǎn)系統(tǒng)正常運(yùn)行。在實(shí)際的產(chǎn)線上會(huì)存在一些情形迫使我們違反CONWIP投料準(zhǔn)則，如圖3.3所示。瓶頸之后的一臺(tái)機(jī)器正經(jīng)歷一次很長(zhǎng)時(shí)間的失效，這臺(tái)機(jī)器的長(zhǎng)時(shí)間失效會(huì)導(dǎo)致瓶頸因缺乏卡片而饑餓。如果非瓶頸機(jī)器比瓶頸機(jī)器快得多，則它修好后能夠較快速的清空它面前的緩沖隊(duì)列從而使整個(gè)產(chǎn)線

28、平穩(wěn)運(yùn)行，但是我們會(huì)失去瓶頸機(jī)器的產(chǎn)能。這時(shí)就需要實(shí)施卡片不足措施，即向產(chǎn)線投入一些沒有CONWIP卡片的加工任務(wù)，這能夠使得瓶頸工站持續(xù)不斷地工作，充分利用瓶頸工站的產(chǎn)能。一旦下游瓶頸機(jī)器不再失效，馬上恢復(fù)CONWIP協(xié)議即只允許有CONWIP生產(chǎn)卡片的加工任務(wù)投料。沒有生產(chǎn)卡片的加工任務(wù)也將逐漸被清出產(chǎn)線，WIP將回落到設(shè)定的目標(biāo)水平。機(jī)器長(zhǎng)時(shí)間失效瓶頸工程無(wú)卡片的加工任務(wù)有卡片的加工任務(wù)圖3.3 CONWIP系統(tǒng)卡片不足情形（5）提前釋放加工任務(wù)。在CONWIP協(xié)議中，當(dāng)產(chǎn)線在最近的一段時(shí)間之內(nèi)一切運(yùn)行良好，那么可以超前排配選擇性的生產(chǎn)一些后來(lái)的生產(chǎn)任務(wù)。在CONWIP協(xié)議中，可以選擇提

29、前生產(chǎn)的加工任務(wù)也是需要慎重考慮的一個(gè)問題，這涉及到加工任務(wù)的交貨日期問題。 3.3 串聯(lián)CONWIP系統(tǒng)最簡(jiǎn)單的生產(chǎn)環(huán)境在實(shí)際中一般不存在，即使存在我們也不會(huì)直接按照基礎(chǔ)CONWIP路線來(lái)運(yùn)行生產(chǎn)線，因?yàn)榇?lián)CONWIP系統(tǒng)將整條產(chǎn)線分為幾個(gè)部分，這將更易于管理。CONWIP系統(tǒng)一般通過WIP緩沖隔離出幾個(gè)串聯(lián)CONWIP環(huán)路從而去對(duì)整個(gè)產(chǎn)線進(jìn)行控制。產(chǎn)線中的各個(gè)環(huán)路WIP能夠保持在各自的恒定水平。由于產(chǎn)線各環(huán)路之間保持著足夠且合理的WIP，使得各環(huán)路能以獨(dú)立的速度運(yùn)行且互不影響（饑餓或阻塞）。這相對(duì)于基礎(chǔ)CONWIP系統(tǒng)中是增加了一些WIP和周期時(shí)間但是這是基于實(shí)際產(chǎn)線變動(dòng)性的綜合考慮的需

30、要。如圖3.4所示CONWIP的分解方式，從將整條產(chǎn)線視為一個(gè)CONWIP環(huán)路（基礎(chǔ)CONWIP）到將多個(gè)工站視為一個(gè)CONWIP環(huán)路（串聯(lián)CONWIP）?？ㄆ鞴ふ緯捍鎱^(qū)基礎(chǔ)CONWIP多環(huán)CONWIP圖3.4 串聯(lián)CONWIP產(chǎn)線3.3.1 串聯(lián)CONWIP中需要解決的問題（1）復(fù)雜的共享資源在實(shí)際產(chǎn)線中一般是無(wú)法為每一加工任務(wù)指定一臺(tái)單獨(dú)的機(jī)器，那么在一些不同的加工任務(wù)被執(zhí)行的時(shí)候往往需要用到相同的機(jī)器。這里用圖3.5簡(jiǎn)單表示出現(xiàn)的這種情況。路線A路線B路線A路線B生產(chǎn)路線暫存區(qū)卡片流信息流圖3.5 串聯(lián)CONWIP中共享資源圖示串聯(lián)CONWIP產(chǎn)線中共享的資源讓對(duì)產(chǎn)線的控制和預(yù)測(cè)變得很

31、困難。首先在控制方面，在眾多的產(chǎn)線中我們必須能夠科學(xué)、快速地選擇其中一條去優(yōu)先使用共享資源。如果在這些產(chǎn)線中沒有特別急迫的訂單需求的，我們就可以根據(jù)先進(jìn)先出原則去選擇優(yōu)先使用共享資源的路線。因?yàn)樵诶较到y(tǒng)中工件加工任務(wù)的觸發(fā)順序是跟下游需求的時(shí)間是相對(duì)應(yīng)的。若在這些路線中有迫切需要的訂單則需要選擇緩沖隊(duì)列中等待時(shí)間最長(zhǎng)的一個(gè)加工任務(wù)進(jìn)入共享資源。如果在這些產(chǎn)品組合的加工之間需要機(jī)器換模則在各產(chǎn)品組合切換之前應(yīng)該計(jì)算切換的時(shí)間及各產(chǎn)品組合的比例。在最簡(jiǎn)單的制造環(huán)境中，可以準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)加工任務(wù)離開基礎(chǔ)CONWIP產(chǎn)線的時(shí)間。但是在串聯(lián)CONWIP產(chǎn)線中因?yàn)槎鄠€(gè)產(chǎn)線使用共享資源，預(yù)測(cè)加工任務(wù)離開產(chǎn)線的

32、時(shí)間變得很困難。因?yàn)槿魏我粭l的產(chǎn)線產(chǎn)出都是強(qiáng)烈依賴于其他產(chǎn)線所占比例的情況。為了清楚的說(shuō)明這個(gè)問題，如圖3.4所示的A與B兩種產(chǎn)品組合共享一臺(tái)機(jī)器。假設(shè)產(chǎn)品A、B的利用時(shí)間各占50%，生產(chǎn)產(chǎn)品A需要一小時(shí)，生產(chǎn)產(chǎn)品B需要兩小時(shí)。因?yàn)樗鼈冊(cè)诠蚕頇C(jī)器上的利用時(shí)間都已經(jīng)設(shè)定，則在這里我們可以將A、B兩產(chǎn)品看成分別是在兩臺(tái)不同的機(jī)器上加工的，但是由于機(jī)器的斷供導(dǎo)致它們的利用率都只有50%。則產(chǎn)品A的加工時(shí)間比例為： 因此B的加工時(shí)間比例為：1-0.3333=0.666733.33%與66.67%在兩臺(tái)機(jī)器上的利用率，其他時(shí)間則為機(jī)器斷供。當(dāng)共享機(jī)器處只有產(chǎn)品A時(shí)，其速率為1件/小時(shí)；當(dāng)與產(chǎn)品B一起來(lái)到

33、共享機(jī)器前時(shí)，產(chǎn)品A的速率降到0.3333件/小時(shí)，平均加工時(shí)間是速率的倒數(shù)即：小時(shí)/件同樣的一件B的平均加工時(shí)間為：小時(shí)/件在共享資源處的產(chǎn)品組合其加工時(shí)間被增大了，產(chǎn)品組合也可以看作為幾條不同的分開的產(chǎn)線。如果各產(chǎn)品組合所占的比重不斷變化，它們的加工時(shí)間也會(huì)在基礎(chǔ)CONWIP模型預(yù)測(cè)值上下波動(dòng)很大。這樣產(chǎn)生的效果很象產(chǎn)線中的某臺(tái)機(jī)器有著高度變動(dòng)性帶來(lái)的后果，因此在我們使用這樣的模型的時(shí)侯需要放寬WIP數(shù)量來(lái)補(bǔ)償這個(gè)額外的變動(dòng)。（2）多產(chǎn)品組合造成的WIP數(shù)量變化在串聯(lián)CONWIP系統(tǒng)中，我們放寬了基礎(chǔ)CONWIP系統(tǒng)中的一個(gè)條件即在這個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)中生產(chǎn)的是多種產(chǎn)品。也正是由于這產(chǎn)品的組合導(dǎo)致

34、了產(chǎn)線的一些變動(dòng)，包括不同產(chǎn)品的加工時(shí)間差異和不同產(chǎn)品切換時(shí)的換模時(shí)間。不同產(chǎn)品的加工時(shí)間的差異也會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)線總負(fù)荷的變化。在這些變動(dòng)之下仍然根據(jù)產(chǎn)線中的工件穩(wěn)定來(lái)保持CONWIP產(chǎn)線中的WIP水平就不在適用了。在這樣的多產(chǎn)品組合中，設(shè)定合理的WIP數(shù)量應(yīng)該建立在瓶頸工程的基礎(chǔ)上。在一個(gè)產(chǎn)品組合中A與B，瓶頸機(jī)器加工一件產(chǎn)品A需要兩個(gè)小時(shí)，加工一件產(chǎn)品B需要四個(gè)小時(shí)。如果產(chǎn)品組合造成的瓶頸工程不變，則每當(dāng)一件B產(chǎn)品離開時(shí)允許兩件產(chǎn)片A離開，也能保證瓶頸負(fù)載的穩(wěn)定。如果瓶頸工程隨產(chǎn)品組合而漂移，則系統(tǒng)需要的WIP數(shù)量比瓶頸穩(wěn)定時(shí)更多以補(bǔ)償瓶頸漂移造成的產(chǎn)線變動(dòng)性。3.4 完整的CONWIP在前面的

35、兩中CONWIP 系統(tǒng)中各加工任務(wù)都是直線流動(dòng)，即沒有裝配線?，F(xiàn)在我們將CONWIP擴(kuò)展至有裝配線的生產(chǎn)環(huán)境中12。如圖3.6顯示了兩條產(chǎn)線生產(chǎn)完成后共同提供給一條裝配線裝配的情況。兩條產(chǎn)線中都有自己固有的WIP水平，但不一定是相同的CONWIP環(huán)路。每當(dāng)裝配線消耗完A、B產(chǎn)品，CONWIP卡片就回到兩條產(chǎn)線的最前端觸發(fā)一次的新的投料。但是當(dāng)裝配完成時(shí)沒有不一定需要給裝配過程所有的組件都觸發(fā)投料。在如圖3.6的例子中，如果產(chǎn)線A的WIP為10件，產(chǎn)線B的WIP為20件，這在產(chǎn)線B的總加工時(shí)間長(zhǎng)于產(chǎn)線A的總加工時(shí)間的狀況下是完全可行的。也就是產(chǎn)線長(zhǎng)的一般需要更多的WIP，只要WIP的量能防止瓶頸

36、出現(xiàn)饑餓則系統(tǒng)是能夠運(yùn)行正常的。裝配暫存區(qū)卡片流工件流產(chǎn)品A加工時(shí)間（小時(shí)）產(chǎn)品B加工時(shí)間（小時(shí)）21413323圖3.6 有裝配線的CONWIP系統(tǒng)要正常運(yùn)行則需要合適的WIP值，在這里我們就借助圖3.6的例子來(lái)說(shuō)明一下這個(gè)問題。在圖3.5中可以看到產(chǎn)線A上機(jī)器的加工時(shí)間最長(zhǎng)，即為瓶頸工程。由于在機(jī)器3上的加工時(shí)間為4小時(shí)，則瓶頸生產(chǎn)速率為件/小時(shí)。因?yàn)橛衅款i存在，則其他的所有工站都必須圍繞著瓶頸的速率來(lái)服務(wù)。在這里我們將這條產(chǎn)線視為兩條獨(dú)立的產(chǎn)線，在理想情況下則臨界在制品水平可由公式： 理想情況下是指系統(tǒng)在無(wú)變動(dòng)性條件下給定和，以最短的周期時(shí)間達(dá)到最大的產(chǎn)出時(shí)的WIP的量。則產(chǎn)線A、B的臨

37、界在制品分別為：這只是理想狀況下的WIP水平，在實(shí)際的產(chǎn)線中會(huì)存在各種各樣的變動(dòng)性所以實(shí)際的WIP水平會(huì)比這個(gè)高，具體要高多少也是取決于產(chǎn)線的有多大。由實(shí)際最差情形績(jī)效知：給定WIP水平，實(shí)際最差情形（PWC）的產(chǎn)出為這里我們可以設(shè)定產(chǎn)出等于0.9，則當(dāng)瓶頸速率為95%時(shí)所需要的WIP水平可由推出 將 代入即可得到：除非產(chǎn)線處于高度的變動(dòng)性，不然計(jì)算出來(lái)的可以作為這個(gè)系統(tǒng)的兩種WIP水平的一個(gè)合理的起點(diǎn)，然后再通過觀察各機(jī)器前的緩沖隊(duì)列的長(zhǎng)度去調(diào)整卡片的數(shù)量，繼而調(diào)整體統(tǒng)中WIP的數(shù)量。3.4.1 CONWIP系統(tǒng)中需要解決的問題 在一個(gè)完整的CONWIP系統(tǒng)中，產(chǎn)線中的每個(gè)環(huán)節(jié)內(nèi)都會(huì)有各自恒

38、定數(shù)量的WIP，在這種情況下每個(gè)環(huán)節(jié)內(nèi)的瓶頸機(jī)器經(jīng)常會(huì)因?yàn)橄掠螜C(jī)器的失效而饑餓。另外也會(huì)因?yàn)閃IP恒定水平會(huì)引發(fā)在不適當(dāng)?shù)臅r(shí)候過早投料觸發(fā)生產(chǎn)，只要是環(huán)節(jié)內(nèi)的WIP低于一個(gè)目標(biāo)水平，不管這種產(chǎn)品在最近的市場(chǎng)需求，一旦這些產(chǎn)品觸發(fā)生產(chǎn)就會(huì)降低其柔性，再難對(duì)其根據(jù)客戶的需求去做一些相應(yīng)的調(diào)整。 為了解決存在CONWIP系統(tǒng)中這兩個(gè)問題，我們一般實(shí)行從瓶頸處拉的措施。即在瓶頸處及其之前的WIP數(shù)量恒定的，在這之后WIP數(shù)量就是浮動(dòng)的。一般來(lái)說(shuō)瓶頸下游的機(jī)器平均速率比瓶頸處機(jī)器要快，待加工產(chǎn)品一般不會(huì)在此處堆積。這樣的話，即使下游機(jī)器失效導(dǎo)致在它前面有了待加工產(chǎn)品的緩沖隊(duì)列，瓶頸處也不會(huì)因?yàn)榭ㄆ蛔憔?/p>

39、浪費(fèi)寶貴的時(shí)間，而且在瓶頸下游機(jī)器恢復(fù)正常的時(shí)候也會(huì)逐漸的消耗掉前面的緩沖產(chǎn)品隊(duì)列，從而去維持瓶頸的穩(wěn)定性。如果瓶頸工站隨產(chǎn)品組合發(fā)生變化，則拉的位置就會(huì)難以確定，這樣我們就必須從產(chǎn)線的末尾開始拉動(dòng)。4 計(jì)算瓶頸工程及周期的方法4.1 投料與零件分組的關(guān)系投料的最終目標(biāo)是保持產(chǎn)線中在制品水平合理。工藝路線開始與結(jié)束之間的庫(kù)存產(chǎn)品稱為在制品。在制品數(shù)量是衡量生產(chǎn)系統(tǒng)狀況的一個(gè)重要指標(biāo)13。在制品數(shù)量超過臨界在制品值過多，這是一種過量生產(chǎn)的浪費(fèi)，會(huì)使得產(chǎn)品生產(chǎn)周期將顯著拉長(zhǎng)，產(chǎn)線庫(kù)存增加繼而增加庫(kù)存成本，生產(chǎn)的不確定性增加。同時(shí)產(chǎn)線中的一些問題也會(huì)被過多的在制品數(shù)量而掩蓋，工人們也會(huì)因?yàn)楫a(chǎn)線中的在

40、制品數(shù)過多喪失了對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的警惕性，從而造成產(chǎn)品質(zhì)量下降、產(chǎn)出效率變低。如果在制品數(shù)量低于臨界在制品值，設(shè)備利用率不足，生產(chǎn)準(zhǔn)備次數(shù)增多，導(dǎo)致產(chǎn)線產(chǎn)能不足。在生產(chǎn)車間的產(chǎn)線中，有必要根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備能力、產(chǎn)品工藝要求及產(chǎn)品數(shù)量去制定合理的在制品水平，以保證整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)正常平穩(wěn)運(yùn)行，從而減少投料的盲目性。對(duì)于單一產(chǎn)品，臨界在制品的計(jì)算公式為：其中W0為臨界在制品數(shù)量，rb為總加工時(shí)間最長(zhǎng)的零件加工在瓶頸工站上的產(chǎn)出率，T0 為總加工時(shí)間最長(zhǎng)的零件原始生產(chǎn)周期（在所有工站上加工時(shí)間之和）。但在實(shí)際的生產(chǎn)車間一般不存在只生產(chǎn)單一產(chǎn)品的情況，而是多條產(chǎn)線多種產(chǎn)品并行生產(chǎn)。那么對(duì)于多產(chǎn)品同時(shí)加工的情況，臨界

41、在制品就難以計(jì)算，其原因是由于多種零件同時(shí)加工會(huì)產(chǎn)生瓶頸漂移，且產(chǎn)品種類與數(shù)量比例并不確定，使瓶頸漂移的位置也不能確定。在市場(chǎng)需要產(chǎn)品具有小批量、多品種、短交貨期的條件下，企業(yè)需要提高設(shè)備利用率，盡可能地去縮短生產(chǎn)周期。企業(yè)的實(shí)施措施一般是在一批零件加工之前對(duì)其進(jìn)行分組然后開始再開始投料加工。分組投料的目的是讓機(jī)器在加工過程中減少刀具與工藝裝備的切換次數(shù)即換模時(shí)間，以減少加工時(shí)間的變動(dòng)性，阻止了生產(chǎn)周期時(shí)間變長(zhǎng)，也可減少在投料時(shí)造成的作業(yè)延遲時(shí)間。待加工零件按加工工藝的近似程度分組，越近似的零件其加工時(shí)彼此的時(shí)間間隔越短。當(dāng)車間開始加工某批次產(chǎn)品時(shí)可同時(shí)投入相互差異較大的幾組零件，從而充分地利

42、用設(shè)備加工能力，減少設(shè)備與代加工零件的等待時(shí)間。在分組完成之后，則應(yīng)該進(jìn)行投料開始加工，這也是有著先后順序的。在完成一個(gè)加工任務(wù)之后需要根據(jù)卡片信息選擇下一個(gè)加工任務(wù)，具體順序如下（由高到低）：1 插單生產(chǎn)；2 上一生產(chǎn)批次；3 相同生產(chǎn)批次、相同序列、相同零件號(hào)、相同工序；4 相同生產(chǎn)批次、相同序列、相同零件號(hào)；5 相同生產(chǎn)批次、相同序列；6 相同生產(chǎn)批次；7 下一生產(chǎn)批次。該優(yōu)先級(jí)考慮到兩個(gè)特殊情況：（1）插單生產(chǎn)。遇緊急訂貨時(shí)，需進(jìn)行插單生產(chǎn)，其它生產(chǎn)任務(wù)均為其讓路；（2）零件工藝路線多次經(jīng)過某工站。該情況可能造成當(dāng)本批加工任務(wù)未全部完成時(shí)，下一批任務(wù)進(jìn)入相同工站。4.2 零件分組的方法

43、投料的分組可按照相同零件 工藝近似的同類零件 工藝有一定差別的同類零件的不同層次進(jìn)行分組。在這里我們統(tǒng)計(jì)的零件主件區(qū)有，油缸、活塞、支柱；大件區(qū)有，工作臺(tái)、橫梁。根據(jù)各產(chǎn)品的零件表，統(tǒng)計(jì)有油缸的產(chǎn)品型號(hào)并且寫出其油缸的工藝路線，這是按照相同零件分組的過程。其次是比照它們的工藝路線相似程度。它們的工藝路線如下：表4.1 各產(chǎn)品的油缸及其工藝路線產(chǎn)品型號(hào)WE-300A WE-600WE-600DYAW-300BWAW-2000DYE-2000C各油缸工藝路線CKA61100CKA61100C630*4mC630CKA61100C650劃線劃線C630C630CKA61100CKA61100Z35Z

44、35劃線劃線劃線CKA61100MQ1350AMQ1350AZ35Z35Z35RB-2NRB-3NRB-3NC630*4mRB-2NRB-2NTX611C1M4250M4250m4250M4250M4250Z35裝配、研磨裝配、研磨C630*5mBZCKA61100M4250Z35裝配、研磨BZBZ根據(jù)各產(chǎn)品油缸的工藝路線，我們對(duì)其進(jìn)行分組。由表4.1可知，WE-300A跟WE-600兩種產(chǎn)品的油缸的工藝路線完全相同，故它們可以分在一組；同理，也可看出WE-600D跟YAW-300B、WAW-2000D跟YE-2000C兩對(duì)產(chǎn)品的油缸工藝路線分別相似，故它們也可分別分在同一組。則，上面所說(shuō)的分

45、組可由如表4.2直觀表達(dá)出來(lái)。表4.2 油缸分組零件類型序列號(hào)件號(hào)所屬產(chǎn)品說(shuō)明油缸YG-01WE-600-1013WE-600工藝過程相同的油缸YG-01WE-600-1013WE-300AYG-02WE-600D-1004WE-600D工藝過程近似的油缸YG-02YAW-300B-11034YAW-300BYG-03WAW-200D-1002WAW-2000D工藝工程近似的油缸YG-03YE-2000C-1002YE-2000CYG：油缸 01：某些工藝過程相同的油缸02：某些工藝過程近似的油缸 03：某些工藝過程近似的油缸根據(jù)相同零件分組，統(tǒng)計(jì)有活塞的產(chǎn)品類型并且標(biāo)示出各活塞的工藝路線，如

46、表4.3所示表4.3 各產(chǎn)品的活塞及其工藝路線產(chǎn)品型號(hào)YE-2000CWAW-2000DYAW-300BWE-600DWE-600WE-300A各活塞工藝路線CKA61100CKA61100C630C630*4mC630C630CKA61100CKA61100C630C630TX611C1TX611C1Z35TX611C1TX611C1TX611C1Z525Z525RB-2NMQ1350AZ35Z35MQ1350AMQ1350AMQ1350ACKA61100MQ1350AMQ1350A研磨研磨CKA61100MG1432BMG1432BMG1432BMG1432B鉗加工由表4.3可知，WE-6

47、00跟WE-300A兩產(chǎn)品活塞的工藝路線完全一樣，則它們?cè)谕读蠒r(shí)可以分在一起；同理也可看出WAW-2000D、YAW-300B及WE-600D三種產(chǎn)品活塞的加工路線基本一致，則它們?cè)谕读嫌|發(fā)時(shí)可以分在一組；YE-2000C單獨(dú)一組?；钊纸M情況可由表4.4來(lái)表示：表4.4 各產(chǎn)品活塞分組情況零件類型序列號(hào)件號(hào)所屬產(chǎn)品說(shuō)明活塞HS-01WE-600-1014WE-600工藝過程相同的活塞HS-01WE-600-1014WE-300AHS-02WE-600D-1010WE-600D工藝過程近似的活塞HS-02YAW-300B-1005YAW-300BHS-02WAW-200D-1005WAW-20

48、00DHS-03YE-2000C-1004YE-2000CHS：活塞 01：某些工藝路線相同的活塞02：某些工藝路線近似的活塞 根據(jù)相同零件分組原則，統(tǒng)計(jì)各產(chǎn)品的支柱情況比且統(tǒng)計(jì)出它們的工藝路線，如表4.5所示表4.5 各產(chǎn)品的支柱及其工藝路線產(chǎn)品型號(hào)WE-600WE-600D各支柱的工藝路線C630*3mC630C630*3mC630MQ1350AMQ1350AMQ1350A劃線由表4.5很容易看出，總共只有兩種產(chǎn)品里面有支柱，它們的工藝路線有一定的差別，則直接分組就可以。在統(tǒng)計(jì)完主件區(qū)需要統(tǒng)計(jì)的零件，接下來(lái)的工作就是統(tǒng)計(jì)主件的零件。本論文統(tǒng)計(jì)的大件區(qū)零件有橫梁跟工作臺(tái)。根據(jù)相同零件分組原則

49、，將橫梁跟工作臺(tái)分別分在不同批次，再根據(jù)它們的工藝路線分別對(duì)它們進(jìn)行分組。各產(chǎn)品的橫梁及其它們的工藝路線如表4.6所示。表4.6 產(chǎn)品的橫梁及其工藝路線產(chǎn)品型號(hào)WE-300AWE-600WE-600D下WE-600D上YAW-300B下YAW-300B上橫梁工藝路線TX611C1TX611C1劃線劃線劃線B2012AZ35Z35X2010CX2010CX2010ARB-2NBZBZ劃線劃線TX611C1劃線B2012AB2012ARB-2NZ35TX611C1TX611C1Z35BZTX611C1TX611C1BZPBV700RB-2NRB-2NPBV700TX611C1TX611C1Z35Z

50、35BZBZ產(chǎn)品型號(hào)WAW-2000D下WAW-2000D上YE-2000CYE-2000DWDW-600E上橫梁工藝路線劃線劃線劃線劃線X2010AX2010AX2010AZ35B2012AZ35RB-2NRB-2NX2010APBV700B2012A劃線劃線PBV700RB-2NPBV700RB-2NRB-2NC516A(外協(xié))Z35TX611C1TX611C1TX611C1RB-2NBZ劃線TX611C1TX611C1Z35Z35RB-2NRB-2NBZTX611C1TX611C1Z35Z35修外形修外形BZBZ產(chǎn)品型號(hào)WDW-600E中WDW-300E上WDW-300E中橫梁工藝路線X

51、2010A劃線劃線TX611C1Z35Z35B2012AB2012AX2010CPBV700TX611C1B2012ARB-2NRB-3NPBV700劃線Z35TX611C1Z35RB-2NPBV700Z35PBV700由表4.6可知，WE-300A跟WE-600的單橫梁工藝路線完全相同，分組時(shí)應(yīng)該放在一起；WE-600D下橫梁跟WE-600D上橫梁、WAW-2000D下橫梁跟WAW-2000D上橫梁工藝路線分別完全相同，分組也應(yīng)該分別放在一起；YE-2000C跟YE-2000D、YAW-300B橫梁跟YAW-300B上橫梁的工藝路線分別相近，分組時(shí)應(yīng)該放在一起。則上述可用表4.7表示出來(lái)。表

52、4.7 各產(chǎn)品橫梁分組情況零件類型序列號(hào)件號(hào)所屬產(chǎn)品說(shuō)明橫梁HL-01WE-600-1011WE-300A工藝過程相同的單橫梁HL-01WE-600-1011WE-600HL-02WE-600D-1101WE-600D工藝過程相同的上下橫梁HL-02WE-600D-1109WE-600DHL-02WAW-2000D-1202WAW-2000DHL-02WAW-2000D-1226WAW-2000DHL-03YE-2000C-1011YE-2000C工藝過程近似的橫梁HL-03YE-2000D-1202YE-2000DHL-03YAW-300B-1022YAW-300BHL-04YAW-300B

53、-1004YAW-300B工藝過程近似的橫梁HL-04WDW-600E-1101WDW-100EHL-04WDW-300E-1002WDW-300EHL-05WDW-600E-1201WDW-600E工藝過程近似的橫梁HL-05WDW-300E-1004WDW-300EHL：橫梁 01：工藝過程相同的單橫梁 02：工藝過程相同的上下橫梁根據(jù)相同零件分組原則，統(tǒng)計(jì)各產(chǎn)品的工作臺(tái)情況比且統(tǒng)計(jì)出它們的工藝路線，如表4.8所示表4.8 產(chǎn)品的工作臺(tái)及其工藝路線產(chǎn)品型號(hào)WE-600DWAW-2000DYE-2000CYE-2000DWDW-600EWDW-300E工作臺(tái)工藝路線X2010CB2012ACKA61100