第18章 其他先進生產(chǎn)方式

1、生產(chǎn)與運作管理Production &Operation ManagementThe School of Management HUST生產(chǎn)與運作管理陳榮秋、馬士華編著第十八章 其他先進生產(chǎn)方式 18.1 最優(yōu)生產(chǎn)技術(shù) 18.2 敏捷制造 18.3 現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)（CIMS）生產(chǎn)與運作管理陳榮秋、馬士華編著18.1 最優(yōu)生產(chǎn)技術(shù)n最優(yōu)生產(chǎn)技術(shù)（optimized production technology，OPT） 時間20世紀70年代末期人物以色列的物理學(xué)家Eli Goldratt 理論依據(jù)：資源約束理論（ Theory of Constrain， TOC）、最優(yōu)生產(chǎn)時間表（opt

2、imized production timetable） 生產(chǎn)與運作管理陳榮秋、馬士華編著 TOC的基本思想 TOC認為，對于任何一個由多階段構(gòu)成的系統(tǒng)來講，如果其中一個階段產(chǎn)出取決于前面一個或幾個階段的產(chǎn)出，那么，是那個產(chǎn)出率最低的環(huán)節(jié)來決定著整個系統(tǒng)的產(chǎn)出水平。生產(chǎn)與運作管理陳榮秋、馬士華編著n 約束可以來源于企業(yè)內(nèi)部，也可以來源于企業(yè)外部。一般來說，約束可以是三種類型：資源（Resource）、市場（Markets）和法規(guī)（Policies）。生產(chǎn)與運作管理陳榮秋、馬士華編著OPT的目標(biāo)n OPT的倡導(dǎo)者認為，任何制造企業(yè)的真正目標(biāo)只有一個，即在現(xiàn)在和將來都能賺錢。要衡量一個企業(yè)是否能賺

3、錢，通常采用以下三個財務(wù)指標(biāo)：凈利潤（net profit，NP） 投資收益率（return on investment，ROI） 現(xiàn)金流量（cash flow，CF） 生產(chǎn)與運作管理陳榮秋、馬士華編著n以上三個指標(biāo)不能直接用于指導(dǎo)生產(chǎn)，因此，需要一些作業(yè)指標(biāo)作為橋梁。按照OPT的觀點，在生產(chǎn)系統(tǒng)中，作業(yè)指標(biāo)也有三個：產(chǎn)銷率（Throughput，T）庫存（Inventory，I）運行費（Operating Expenses, OE）生產(chǎn)與運作管理陳榮秋、馬士華編著圖圖181：作業(yè)指標(biāo)與財務(wù)指標(biāo)關(guān)系圖：作業(yè)指標(biāo)與財務(wù)指標(biāo)關(guān)系圖生產(chǎn)與運作管理陳榮秋、馬士華編著OPT的幾個主要的概念n 瓶頸（Bo

4、ttleneck）按OPT的定義，所謂瓶頸（或瓶頸資源），指的是實際生產(chǎn)能力小于或等于生產(chǎn)負荷的資源，這一類資源限制了整個生產(chǎn)系統(tǒng)的產(chǎn)出速度。其余的資源則為非瓶頸資源。要判別瓶頸，應(yīng)從資源的實際生產(chǎn)能力與它的生產(chǎn)負荷（或?qū)ζ涞男枨罅浚﹣砜疾?。這里說的需求量不一定是市場的需要量，而是企業(yè)為了完成其產(chǎn)品計劃而對該資源的需求量。生產(chǎn)與運作管理陳榮秋、馬士華編著n 任何企業(yè)只應(yīng)該存在著少數(shù)的瓶頸資源，一般小于5個。瓶頸資源與非瓶頸資源存在著四種基本的關(guān)系。如圖182所示：瓶頸非瓶頸瓶頸瓶頸瓶頸非瓶頸非瓶頸非瓶頸裝配中心市場（a）(b)（d）（c）圖圖182：瓶頸資源與非瓶頸資源：瓶頸資源與非瓶頸資源生

5、產(chǎn)與運作管理陳榮秋、馬士華編著 關(guān)鍵資源和非關(guān)鍵資源圖圖183：關(guān)鍵資源、非關(guān)鍵資源網(wǎng)絡(luò)劃分：關(guān)鍵資源、非關(guān)鍵資源網(wǎng)絡(luò)劃分生產(chǎn)與運作管理陳榮秋、馬士華編著OPT的九條原則n 平衡物流，而不平衡能力n 非瓶頸資源的利用程度不是由它們自己的潛力決定的，而是由系統(tǒng)的約束決定的n 資源的利用（Utilization）和活力(Activation)不是同義詞n 瓶頸上損失一小時則是整個系統(tǒng)的一個小時的損失n 非瓶頸獲得的一個小時是毫無意義的生產(chǎn)與運作管理陳榮秋、馬士華編著OPT的九條原則n 瓶頸控制了庫存和產(chǎn)銷率n 轉(zhuǎn)運批量可以不等于(在許多時候應(yīng)該不等于)加工批量n 加工批量應(yīng)是可變的，而不是固定的n

6、 安排作業(yè)計劃時應(yīng)同時兼顧所有的約束，提前期是作業(yè)計劃的結(jié)果，而不是預(yù)定值生產(chǎn)與運作管理陳榮秋、馬士華編著DBR 系統(tǒng)ABDFCE 瓶頸工序緩沖器B繩子R圖圖184：DBR控制系統(tǒng)示意圖控制系統(tǒng)示意圖DBR系統(tǒng)，即鼓（Drum）、緩沖器（Buffer）和繩子（Rope）系統(tǒng)。生產(chǎn)與運作管理陳榮秋、馬士華編著n “鼓” “鼓”是一個企業(yè)應(yīng)用OPT的開端，即識別一個企業(yè)“瓶頸”所在。“瓶頸”控制著企業(yè)同步生產(chǎn)的節(jié)奏，即“鼓點”。n “緩沖器” 要對瓶頸資源進行保護，使其生產(chǎn)能力得到充分利用，為此要設(shè)置一定的“時間緩沖”（time buffer）。時間緩沖的意思是所提供物料要比預(yù)定的時間提早到達，以

7、避免瓶頸出現(xiàn)停工待料的情況。生產(chǎn)與運作管理陳榮秋、馬士華編著n “繩子” “繩子”的作用是使庫存最小。 “繩子”控制著企業(yè)物料的進入（包括“瓶頸”的上游工序與“非瓶頸”的裝配），其實質(zhì)和“看板”思想相同，即由后道工序根據(jù)需要向前道工序領(lǐng)取必要的零件進行加工，而前道工序只能對已取用的部分進行補充，實行的是一種受控生產(chǎn)方式。生產(chǎn)與運作管理陳榮秋、馬士華編著DBR的計劃與控制步驟 識別瓶頸 基于瓶頸的約束，建立產(chǎn)品出產(chǎn)計劃（Master Schedule） “緩沖器”的管理與控制 控制進入非瓶頸的物料，平衡企業(yè)的物流 據(jù)OPT的原理，瓶頸上的加工批量是最大的，而瓶頸上游工序則是小批量多批次的 考慮在

8、制品庫存費用、成品庫存費用、加工費用和各種人工費用。 “繩子”生產(chǎn)與運作管理陳榮秋、馬士華編著OPT的應(yīng)用步驟 OPT的應(yīng)用有五個主要的步驟： 找出（Identify）系統(tǒng)中存在的瓶頸工序 最大限度利用（Exploit）瓶頸資源，即提高瓶頸利用率 使企業(yè)的所有其他活動服從上一個步驟中提出的各種措施 打破（Elevate）瓶頸約束，即設(shè)法把第一步中找出的瓶頸轉(zhuǎn)移到別處，使它不再是企業(yè)的瓶頸 重返第一步，發(fā)現(xiàn)新的瓶頸，持續(xù)改善生產(chǎn)與運作管理陳榮秋、馬士華編著 18.2 敏捷制造n 背景20世紀80年代后期，美國意識到了必須奪回在制造業(yè)上的優(yōu)勢，才能保持在國際上的領(lǐng)先地位。1991年美國國會提出要為

9、國防部擬定一個較長期的制造技術(shù)規(guī)劃，要能同時體現(xiàn)工業(yè)界和國防部的共同利益。于是，委托里海（Lehigh）大學(xué)的亞科卡（Iacocca）研究所編寫了一份“21世紀制造企業(yè)戰(zhàn)略”的報告，提出了“敏捷制造”(Agile Manufacturing，簡稱AM)的概念，描繪了一幅在2006年以前實現(xiàn)敏捷制造模式的圖畫。 生產(chǎn)與運作管理陳榮秋、馬士華編著 敏捷制造的基本特征 并行工作 繼續(xù)教育 根據(jù)用戶反映建立組織機構(gòu) 多方動態(tài)合作 珍惜雇員 向工作小組及其成員放權(quán) 對環(huán)境仁慈 柔性的重新配置組合 信息的溝通 知識面廣的雇員 開放的體系結(jié)構(gòu) 產(chǎn)品設(shè)計一次成功 產(chǎn)品終身質(zhì)量保證 縮短交付周期 技術(shù)的領(lǐng)先作用

10、 技術(shù)的敏感 整個企業(yè)集成 基于遠景藍圖的管理與領(lǐng)導(dǎo)生產(chǎn)與運作管理陳榮秋、馬士華編著敏捷制造與大量生產(chǎn)在思想觀念、經(jīng)營戰(zhàn)略上的差別（一）n 使顧客富裕傳統(tǒng)上，銷售活動總是要以賺顧客的錢為目的；敏捷制造有兩個新的提法，一個是“使顧客富?！保‥nriching the Customer）；另一個是銷售“解決方案”（Solution）而不是產(chǎn)品。敏捷制造把目標(biāo)定位在大量個人市場上，主要滿足顧客個性化的需求，而評價標(biāo)準則又只以“顧客滿意”為標(biāo)準。對于“解決方案”，顧客支付的費用則是一個在供應(yīng)商和顧客之間都認可的這個“解決方案”的價值。生產(chǎn)與運作管理陳榮秋、馬士華編著敏捷制造與大量生產(chǎn)在思想觀念、經(jīng)營戰(zhàn)

11、略上的差別（二）n 用合作加強競爭在敏捷制造的年代，“合作”可以在從前的競爭對手之間進行。從組織內(nèi)部來說，主要是發(fā)揚團隊的合作精神。要鼓勵員工協(xié)同工作解決問題，把合作看成是一種義務(wù)，而不是互相推諉責(zé)任。從組織外部來說，合作已經(jīng)展到了以前競爭對手之間的合作。生產(chǎn)與運作管理陳榮秋、馬士華編著敏捷制造與大量生產(chǎn)在思想觀念、經(jīng)營戰(zhàn)略上的差別（三）n 急救室式的工作對于敏捷制造企業(yè)，可以類比為醫(yī)院的急救室，在那里，準備了一套人力的、技術(shù)的和制度的資源，隨時可以按特殊需要，重新組合成各種不同的組織形式。對于敏捷制造，為了能完成一項用戶需要的緊急訂單，首先是人員之間能主動承擔(dān)任務(wù)，相互積極配合；其次是，設(shè)備

12、器材、專業(yè)知識等也將能做最靈活的調(diào)度。生產(chǎn)與運作管理陳榮秋、馬士華編著敏捷制造與大量生產(chǎn)在思想觀念、經(jīng)營戰(zhàn)略上的差別（四）n 充分發(fā)揮人和信息的作用在敏捷企業(yè)中人是最核心的資源，最寶貴的東西不是技術(shù)、廠房，也不是設(shè)備，是人和信息。敏捷企業(yè)應(yīng)該不斷地探索和實施激勵人的主動性和創(chuàng)造性的措施。市場的急劇變化，最主要是要掌握用戶需求的變化和在競爭中知己知彼?！懊艚荨钡幕舅枷胧羌瓤煊朱`，所以一定要把信息的價值提高足夠的高度來認識。生產(chǎn)與運作管理陳榮秋、馬士華編著實現(xiàn)敏捷制造的措施 將繼續(xù)教育放在實現(xiàn)敏捷制造的首位，高度重視并盡可能創(chuàng)造條件使雇員能獲取最新的信息和知識。 虛擬企業(yè)的組成和工作 計算機技術(shù)

13、和人工智能技術(shù)的廣泛應(yīng)用 方法論的指導(dǎo) 對廢棄物的處理 績效測量與評價 標(biāo)準和法規(guī)的作用 組織實踐生產(chǎn)與運作管理陳榮秋、馬士華編著18.3 現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)（CIMS）n CIMS的產(chǎn)生 20世紀以后，隨著泰勒倡導(dǎo)的科學(xué)管理運動的發(fā)展，出席愛你了諸如訂貨點法、經(jīng)濟生產(chǎn)批量法、物料需求計劃方法等優(yōu)化生產(chǎn)與運作管理的方法。 20世紀7080年代，企業(yè)一方面尋求如準時生產(chǎn)制、最優(yōu)生產(chǎn)技術(shù)等更好的生產(chǎn)與運作管理方法，另一方面積極探索新的制造技術(shù)和生產(chǎn)組織方法，如計算機集成制造系統(tǒng)（Computer Integrated Manufacturing System，簡稱CIMS） 1974年，美國的約瑟夫

14、.哈林頓（Joseph Harrington）博士在Computer Integrated Manufacturing一書中首次突出計算機集成制造的概念。生產(chǎn)與運作管理陳榮秋、馬士華編著CIMS的定義n CIM是信息技術(shù)和生產(chǎn)技術(shù)的綜合應(yīng)用n CIM是生產(chǎn)組織的一種哲理、思想和方法。n 當(dāng)一個企業(yè)按CIM哲理組織整個企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營活動時，就構(gòu)成了計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）。n 在自動化技術(shù)、信息技術(shù)和制造技術(shù)的基礎(chǔ)上，在新的管理模式和生產(chǎn)工藝的指導(dǎo)下，把以往企業(yè)中相互孤立的工程設(shè)計、生產(chǎn)制造、經(jīng)營管理等全部生產(chǎn)、經(jīng)營活動所需的各種局部子系統(tǒng)，借助數(shù)據(jù)庫和數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)有機地集成起來，構(gòu)成一個

15、覆蓋整個企業(yè)的綜合系統(tǒng)，這就是CIMS。生產(chǎn)與運作管理陳榮秋、馬士華編著CIMS的功能結(jié)構(gòu)圖圖186：CIMS功能組成示意圖功能組成示意圖生產(chǎn)與運作管理陳榮秋、馬士華編著CIMS的技術(shù)結(jié)構(gòu)圖圖187：CIMS技術(shù)結(jié)構(gòu)示意圖技術(shù)結(jié)構(gòu)示意圖生產(chǎn)與運作管理陳榮秋、馬士華編著CIMS集成的內(nèi)涵 系統(tǒng)運行環(huán)境的集成 信息的集成 應(yīng)用功能的集成 技術(shù)的集成 人和組織的集成生產(chǎn)與運作管理陳榮秋、馬士華編著CIMS的集成圖圖188：CIMS的的“Y”模型模型生產(chǎn)與運作管理陳榮秋、馬士華編著實施CIMS給企業(yè)帶來的效益 在工廠設(shè)計自動化方面，采用現(xiàn)代化工程設(shè)計手段，如CAD/CAPP/CAM，可提高產(chǎn)品的研制能力，縮短設(shè)計周期，提高產(chǎn)品更新?lián)Q代速