生產(chǎn)運作管理第18章-其他先進生產(chǎn)方式課件

1、第18章 其他先進生產(chǎn)方式18.1 最優(yōu)生產(chǎn)技術(shù)和約束理論18.2 綠色制造18.3 現(xiàn)代集成制造華中科大管理學(xué)院陳榮秋馬士華118.1 最優(yōu)生產(chǎn)技術(shù)和約束理論18.1.1 OPT的目標18.1.2 OPT的基本思想和九條原則18.1.3 DBR系統(tǒng)18.1.4 約束理論華中科大管理學(xué)院陳榮秋馬士華218.1.1 OPT的目標OPT的倡導(dǎo)者認為，任何制造企業(yè)的真正目標只有一個，即在現(xiàn)在和將來都能賺錢。按照OPT的觀點，在生產(chǎn)系統(tǒng)中，作業(yè)指標也有三個：產(chǎn)銷率（Throughput，簡稱T）庫存（Inventory，簡稱I）運行費（Operating Expenses,簡稱OE）華中科大管理學(xué)院陳

2、榮秋馬士華3 降低庫存能夠縮短制造周期。 縮短制造周期 縮短顧客的訂貨提前期 提高對顧客的響應(yīng)，爭取較高的價格 市場占有率的增加 未來產(chǎn)銷量的增加。華中科大管理學(xué)院陳榮秋馬士華418.1.2 OPT的基本思想和9條原則 瓶頸（Bottleneck）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。要判別是否瓶頸，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。華中科大管理學(xué)院陳榮秋馬士華5瓶頸非瓶頸瓶

3、頸瓶頸瓶頸非瓶頸非瓶頸非瓶頸裝配中心市場（a）(b)（d）（c）瓶頸資源與非瓶頸資源華中科大管理學(xué)院陳榮秋馬士華6 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。如圖所示：關(guān)鍵資源網(wǎng)絡(luò)和非關(guān)鍵資源網(wǎng)絡(luò)華中科大管理學(xué)院陳榮秋馬士華718.1.2 OPT的基本思想和9條原則（續(xù)）（1）平衡物流，而不平衡能力。（2）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。（3）資源的利用（Utilization）和活力(Activation)不是同義詞。（4）瓶頸上損失一小時則是整個系統(tǒng)的一個小時的損失。（5）非瓶頸獲得的一個小時是毫無意

4、義的。華中科大管理學(xué)院陳榮秋馬士華818.1.2 OPT的基本思想和9條原則（續(xù)）（6）瓶頸控制了庫存和產(chǎn)銷率。（7）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。（8）加工批量應(yīng)是可變的，而不是固定的。（9）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。華中科大管理學(xué)院陳榮秋馬士華918.1.3 DBR 系統(tǒng)DBR系統(tǒng)，即鼓點（Drum）、緩沖器（Buffer）和繩索（Rope）系統(tǒng)?！肮狞c”： “鼓點”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?！捌款i”控制著企業(yè)同步生產(chǎn)的節(jié)奏，相當于“鼓點”?！熬彌_器”：“時間緩沖”和“庫存緩沖”“時間緩沖”是

5、將所需的物料比計劃提前一段時間提交，以防隨機波動，以瓶頸資源上的加工時間作為計量單位。“庫存緩沖”：保險在制品，其位置、數(shù)量的確定 原則同“時間緩沖”。華中科大管理學(xué)院陳榮秋馬士華10裝 配裝 配裝 配裝 配裝 配裝 配裝 配：加工工序 ：原材料 ：關(guān)鍵工序 ：時間緩沖 -：繩索 華中科大管理學(xué)院陳榮秋馬士華1118.1.3 DBR 系統(tǒng)（續(xù)）“繩索”： “繩索”的作用是使庫存最小。 “繩索”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)

6、。華中科大管理學(xué)院陳榮秋馬士華1218.1.3 DBR 系統(tǒng)（續(xù)） 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?？刂七M入非瓶頸的物料，平衡企業(yè)的物流：根據(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。考慮在制品庫存費用、成品庫存費用、加工費用和各種人工費用。華中科大管理學(xué)院陳榮秋馬士華1318.1.3 DBR 系統(tǒng)（續(xù)） DBR的計劃與控制步驟 “繩索”如果說“鼓點”的目標是使產(chǎn)出率最大，那么，“繩索”的作用則是使庫存最小。瓶頸決定著生產(chǎn)線的產(chǎn)出節(jié)奏，在其上游的工序?qū)嵭袪恳降纳a(chǎn)，等于

7、用一根看不見的“繩索”把瓶頸與這些工序串聯(lián)起來。所以，“繩索”起的是傳遞作用，以驅(qū)動系統(tǒng)的所有部分按“鼓點”進行生產(chǎn)。在DBR的實施中，“繩索”是由一個涉及原材料投料到車間的詳細的作業(yè)計劃來實現(xiàn)的。華中科大管理學(xué)院陳榮秋馬士華1418.1.4 約束理論（Theory of Constraints, TOC）TOC是從整體思維問題，但又不是籠統(tǒng)地研究整體，而是從制約整體的約束入手，通過解決約束的問題，來解決整體的問題，這是正確的思路和方法。應(yīng)用TOC需遵循的13條原則，進行兩項基本工作： 聚焦五步驟及其在運作中的應(yīng)用； 思維流程及其在項目管理和人的行為方面的應(yīng)用。華中科大管理學(xué)院陳榮秋馬士華15

8、18.1.4 約束理論（續(xù)）13條原則13條原則：（1）在解決問題和管理變化中，系統(tǒng)思維比分析思維更重要。（2）隨著系統(tǒng)環(huán)境的變化，一個最佳的系統(tǒng)方案會逐漸失效，因而需要持續(xù)改進來更新和維護方案的有效性。（3）系統(tǒng)的局部最優(yōu)并不等于整體最優(yōu)。也就是說，系統(tǒng)的每一部分處于最優(yōu)狀態(tài)，但系統(tǒng)作為整體并不是最優(yōu)的；如果系統(tǒng)整體是最優(yōu)的，系統(tǒng)至少有一個部分不是最優(yōu)的。（4）系統(tǒng)像一根鏈。每個系統(tǒng)都有一個最弱的環(huán)節(jié)，它就是約束，最終限制整個系統(tǒng)的成功。華中科大管理學(xué)院陳榮秋馬士華1618.1.4 約束理論（續(xù)） 13條原則（5）加強鏈的每一個環(huán)節(jié)來改善整條鏈的強度，不如加強它最弱的環(huán)節(jié)。（6）要想知道變什

9、么，必須要對系統(tǒng)有一個徹底的了解，如系統(tǒng)的現(xiàn)實狀況，它的目標和規(guī)模，以及兩者之間差別的趨勢。（7）一個系統(tǒng)中的不良效果（undesirable effects, UDEs）主要由少數(shù)幾個核心問題造成。（8）核心問題從來不是表面化的。它們主要通過一系列的UDEs來顯示，這些UDEs相互作用，形成一個網(wǎng)絡(luò)。（9）排除單個的UDE，提供了一個虛假的安全感覺，而忽視了潛在的核心問題。這樣的方案極可能是短命的，而針對核心問題的方案會同時排除所有的UDEs。華中科大管理學(xué)院陳榮秋馬士華1718.1.4 約束理論（續(xù)） 13條原則（10）隱藏的沖突使核心問題長期存在。針對核心問題的解決方法需要挑戰(zhàn)隱藏在沖突

10、中的假定，至少使其中的一個假定失效。（11）系統(tǒng)的約束可能是有形的或者是無形的。有形的如設(shè)備能力不足、原材料短缺、資金缺乏等。無形的如落后的管理思想、不合理的規(guī)章制度等。有形的約束相對容易識別，排除也較簡單。而無形的約束的識別和排除是困難的，但它們比排除一個有形約束會導(dǎo)致對系統(tǒng)更大的改進。（12）思維慣性是持續(xù)改進的最大敵人。解決方案通常有自己的一些假定，這可能阻礙進一步的變化。（13）思想和想法不是解決方案。華中科大管理學(xué)院陳榮秋馬士華1818.1.4 約束理論（續(xù)）思維流程任何持續(xù)改善必然會遇到的三個問題：（1）要改進什么？(What to change？)（2）要改進成什么樣？(What

11、 to change to？)（3）怎樣使改進得以實現(xiàn)？(How to cause the change？) 華中科大管理學(xué)院陳榮秋馬士華1918.1.4 約束理論（續(xù)）聚焦5步驟（1）找出（Identify）系統(tǒng)中的約束；（2）確定如何充分利用（Exploit）約束資源的辦法；（3）使所有過程服從于第2步所作出的決定；（4）提升（Elevate）所確定的約束，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；（5）重返第（1）步，發(fā)現(xiàn)新的約束，持續(xù)改善。華中科大管理學(xué)院陳榮秋馬士華2018.2 綠色制造18.2.1 綠色制造的實質(zhì)18.2.2 為什么要實施綠色制造18.2.3 如何

12、實現(xiàn)綠色制造18.2.1 綠色制造的實質(zhì)綠色制造是可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分，又稱環(huán)境意識制造(Environmentally Conscious Manufacturing)、面向環(huán)境的制造(Manufacturing For Environment)，它是一個綜合考慮環(huán)境影響和和資源利用效率的現(xiàn)代制造模式，其目標是使產(chǎn)品從設(shè)計、制造、包裝、發(fā)運、使用到報廢處理的整個產(chǎn)品生命周期中的廢棄資源和有害排放物最少，資源的利用率最高。不少國家的政府部門已推出了以保護環(huán)境為主題的“綠色計劃”。在發(fā)達國家，除政府采取一系列環(huán)境保護措施外，廣大消費者也熱衷于購買環(huán)境無害的產(chǎn)品。顧客消費觀念的變化促進了綠色制

13、造的發(fā)展。如德國水溶油漆自1981年開始被授于環(huán)境標志以來，其貿(mào)易額已增加20。多個發(fā)達國家都對產(chǎn)品實施環(huán)境標志，綠色產(chǎn)品將成為世界商品市場的主導(dǎo)產(chǎn)品。華中科大管理學(xué)院陳榮秋馬士華2218.2.2為什么要實施綠色制造制造業(yè)的實質(zhì)是人類利用自然界的資源制造出大量自然界原來沒有的物品，這些物品極大地滿足了人們生活和生產(chǎn)的需要。制造業(yè)也打破了大自然原有的平衡，導(dǎo)致制造資源枯竭、自然環(huán)境污染和破壞。在向自然界索取更多的資源的同時，使自然資源日益枯竭?，F(xiàn)在，人們已經(jīng)沒有新鮮空氣可供呼吸，沒有清潔水可供飲用，沒有安全食品可供食用。在這樣的環(huán)境下，疾病增多，癌癥呈快速上升趨勢，醫(yī)院人滿為患。人們發(fā)展生產(chǎn)是為

14、了使自己的生活更好，但環(huán)境破壞導(dǎo)致人們連基本的生活條件都難以為繼。華中科大管理學(xué)院陳榮秋馬士華2318.2.2 為什么要實施綠色制造（續(xù)）造成環(huán)境污染的根本原因是大規(guī)模工業(yè)化破壞了大自然原有的循環(huán)，而沒有建立新的循環(huán)。上帝創(chuàng)造了完美的大自然，提供了供動植物和人類生存的特殊環(huán)境地球，形成了適宜人們生活的氣候條件。在這種大環(huán)境下，自然界形成了多種循環(huán)，使得地球上各種運動和活動得以持續(xù)地進行。植物和動物之間也構(gòu)成完美的循環(huán)。當人們把森林砍伐了、草原破壞了、耕地減少了，就沒有足夠的食物供人類和動物食用，就不能提供足夠的氧氣供人類和動物呼吸。華中科大管理學(xué)院陳榮秋馬士華2418.2.2為什么要實施綠色制

15、造（續(xù)）只要不破壞循環(huán)，就沒有廢物，地球就不會被污染了。把地球的自然環(huán)境破壞了，人們是無處可逃的。華中科大管理學(xué)院陳榮秋馬士華2518.2.3 如何實現(xiàn)綠色制造1. 在產(chǎn)品生產(chǎn)和使用過程中不斷降低資源消耗。2. 要在產(chǎn)品制造、使用和報廢處理過程中實現(xiàn)循環(huán)，使在加工過程以及產(chǎn)品使用過程和報廢過程中產(chǎn)生的各種廢棄物都得到重新利用。華中科大管理學(xué)院陳榮秋馬士華2618.2.3 如何實現(xiàn)綠色制造（續(xù)）降低資源消耗要求產(chǎn)品精細(Lean)：一是在產(chǎn)品制造過程中資源消耗少，二是在產(chǎn)品使用過程中能有消耗少，三是產(chǎn)品質(zhì)量好、使用壽命長。精細生產(chǎn)這樣的生產(chǎn)模式將大大減少制造資源的消耗，如果通過精細生產(chǎn)使制造產(chǎn)品

16、的資源減少“一半”，那么自然資源的使用期，能源消耗時間將延長一倍！通過納米技術(shù)、3D打印技術(shù)、干式加工技術(shù)、凈成型技術(shù)等，降低產(chǎn)品加工過程的材料和能源消耗，減少環(huán)境污染。18.2.3 如何實現(xiàn)綠色制造（續(xù)）要創(chuàng)造產(chǎn)品制造、使用和報廢處理各階段的循環(huán)，使產(chǎn)品制造、使用和報廢處理過程所產(chǎn)生的“三廢”得到回收和利用，使所消耗的資源得到補充。18.2.3 如何實現(xiàn)綠色制造（續(xù)）需要研究新的物理處理和化學(xué)反應(yīng)技術(shù)，使生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)產(chǎn)生的一切有害的、廢棄物質(zhì)都變成可用物質(zhì)，就不會有廢物產(chǎn)生。如果能夠在地球環(huán)境下實現(xiàn)核聚變，不僅能夠得到更大的能量，而且不污染環(huán)境。核聚變反應(yīng)所需的原料氘廣泛地存在于海水中，一旦

17、解決利用核聚變能的技術(shù)難題，世界能源問題也就解決了。綠色制造流程18.2.3 如何實現(xiàn)綠色制造（續(xù)）綠色制造涉及產(chǎn)品整個生命周期的所有問題，包括綠色設(shè)計、工藝規(guī)劃、材料選擇、產(chǎn)品包裝和回收處理等方面。綠色設(shè)計是指在產(chǎn)品及其生命周期全過程中，充分考慮對資源和環(huán)境的影響。資源重復(fù)利用設(shè)計(Design for Reuse)產(chǎn)品可拆卸設(shè)計(Design for Disassembly)產(chǎn)品再制造設(shè)計(Design for Remanufacturing)18.2.3 如何實現(xiàn)綠色制造（續(xù)）綠色工藝規(guī)劃就是盡量研究和采用物料和能源消耗少、廢棄物少、噪聲低、對環(huán)境污染小的工藝方案和工藝路線。在金屬切削加

18、工過程中，研發(fā)新型刀具材料，新型加工過程，要做到少切削和無切削，推行切削中節(jié)水技術(shù)，減少加工余量，實現(xiàn)切削液回收利用。18.2.3 如何實現(xiàn)綠色制造（續(xù)）綠色材料即生產(chǎn)過程中能耗低、噪音小、無毒性的材料和材料制品。優(yōu)先選用可再生材料，盡量選用回收材料和低能耗、少污染材料。選用的材料應(yīng)該易于再利用、回收、再制造或者易于降解，減少不可再生資源和短缺資源的使用量。18.2.3 如何實現(xiàn)綠色制造（續(xù)）綠色包裝是指采用對環(huán)境和人體無污染，可回收重用或可再生的包裝材料及其制品的包裝。世界主要工業(yè)發(fā)達國家要求按“3R1D”Reduce 減量化Reuse 回收重用Recycle 循環(huán)再生Degradable

19、可降解18.2.4 綠色制造的集成特性綠色制造制造領(lǐng)域資源領(lǐng)域環(huán)境領(lǐng)域18.2.4 綠色制造的集成特性（續(xù)）綠色制造的功能目標應(yīng)是多方面的,功能目標模型簡稱TQCSER模型：T表示時間，Q表示質(zhì)量，C表示成本，S表示服務(wù)，E表示環(huán)境，R表示資源。T、Q、C、S、E、R是相互關(guān)聯(lián)的，它們構(gòu)成了一個綠色制造功能目標的有機體系。18.2.4 綠色制造的集成特性（續(xù)）綠色制造的綜合效益實施綠色制造，最大限度地提高資源利用率，減少資源消耗，可直接降低成本；減少或消除環(huán)境污染，可減少或避免因環(huán)境問題引起的罰款；實行綠色制造將改善和美化員工的工作環(huán)境，有助于提高員工的積極性和工作效率；綠色制造將使企業(yè)具有更好的社會形象，為企業(yè)增添了無形資產(chǎn)。18.3 現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)（CIMS）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