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瓶颈管理

瓶颈管理的基本思想:将所管理的对象抽象成一条链条,任何链条都至少存在一个薄弱环节及瓶颈或系统的约束。薄弱环节决定了链条最终的承载量(即系统的有效产出),是系统(链条)进一步提升产出水平(链条的承载量)的制约因素。因此,系统管理的关键是管理系统中最薄弱的环节,系统的一切优化都应该围绕系统的最薄弱环节进行。

TOC根植于O P T(原指最优生产时刻表:Optimized ProductionTi m e t a b l e s,后指最优生产技术:Optimized Production Te c h n o l o g y)。O P T由高德拉特博士和其他三个以色列籍合作者于2 0世纪7 0年代创立,他们在1 9 7 9年下半年把它带到美国,并成立了Creative Output公司,研究如何通过计算机的算法实现O P T的管理思想。接下来的7年中,O P T有关软件得到发展,同时O P T管理理念和规则(如D B R)日益成熟起来。Creative Output公司的发展几起几落,后关闭。O P T的软件所有权转让给一家名为Scheduling Technology Group的英国公司。1 9 8 6年后半年,高德拉特博士和Robert E.Fox共同创立高德拉特研究机构,致力于对O P T进行进一步丰富与扩充。经过1 0年发展,逐渐演进出我们今天所知的TOC。

TOC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”(C o n s t r a i n t)。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。 [1]

追求物流的平衡,而不是生产能力的平衡,追求生产能力的平衡是为了使企业的生产能力得到充分利用。 因此在设计一个新厂时,自然会追求生产过程各环节的生产能力的平衡。但是对于一个已投产的企业,特别是多品种生产的企业,如果一定要追求生产能力的平衡,那么即使企业的生产能力充分利用了,但是产品并非都能恰好符合当时市场的需求,必然有一部分要积压。 瓶颈管理则主张在企业内部追求物流的平衡。所谓物流平衡就是使各个工序都与瓶颈机床同步,以求生产周期最短、在制品最少。它认为生产能力的平衡实际是做不到的。因为波动是绝对的,市场每时每刻都在变化;生产能力的稳定只是相对的。所以必须接受市场波动这个现实,并在这种前提下追求物流平衡。

“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 瓶颈资源制约着系统的产出能力,而非瓶颈资源的充分利用不仅不能提高产销率,而且会使库存和运行费增加。

资源的“利用”(Utilization)和“活力”(Action)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。按传统的观点,一般是将资源能够利用的能力加以充分利用,所以“利用”和“活力”是同义的。按瓶颈管理的观点,两者有着重要的区别:因为做所需要的工作(应该做的,即“利用”)与无论需要与否,最大程度可做的工作(能够做的,即“活力”)之间是明显不同的。所以对系统中“非瓶颈”的安排使用,应基于系统的“瓶颈”。 例如,一个非瓶颈资源能够达到100%的利用率,但其后续资源如果只能承受其60%的产出,则其另外40%的产出,将变成在制品库存,此时从非瓶颈资源本身考察,其利用率很好,但从整个系统的观点来看,它只有60%的有效性。所以“利用”注重的是有效性,而“活力”注重的则是能行性,从平衡物流的角度出发,应允许在非关键资源上安排适当的闲置时间。

“瓶颈”上一个小时的损失则是整个系统的一个小时的损失。 一般来说,生产时间包括调整准备时间和加工时间。但在瓶颈资源与非瓶颈资源上的调整准备时间的意义是不同的。因为瓶颈资源控制了产销率,在瓶颈资源上中断一个小时,是没有附加的生产能力补充的。而如果在瓶颈资源上节省一个小时的调整准备时间,则将能增加一个小时的加工时间,相应地,整个系统增加了一个小时的产出。所以,瓶颈资源必需保持100%的“利用”,尽量增大其产出。为此,对瓶颈资源还应采取(续致信网上一页内容)特别的保护措施,不使其因管理不善而中断或等工。

“非瓶颈”节省的一个小时无益于增加系统产销率。 因为非瓶颈资源上除了生产时间(加工时间和调整准备时间)之外,还有闲置时间。节约一个小时的生产时间,将增加一个小时的闲置时间,而并不能增加系统产销率。当然,如果节约了一个小时的生产时间,可以减少加工批量,加大批次,以降低在制品库存和生产提前期。但这些结果能在多大程度上有益于系统追求的根本目标,依然牢牢受制于瓶颈资源。

“瓶颈”控制了库存和产销率。因为,产销率指的是单位时间内生产出来并销售出去的产品所创造的利润额,所以,很明显它受到企业的生产能力和市场的需求量这两方面的制约,即它们受由资源瓶颈和市场瓶颈所控制的。如果“瓶颈”存在于企业内部,表明企业的生产能力不足,相应的产销率也受到限制;而如果当企业所有的资源都能维持高于市场需求的能力,那么,则市场需求就成了“瓶颈”。这时,即使企业能多生产,但由于市场承受能力不足,产销率也不能增加。 同时,由于“瓶颈”控制了产销率,所以企业的“非瓶颈”应与“瓶颈”同步,它们的库存水平只要能维持“瓶颈”上的物流连续稳定即可,过多的库存只是浪费,这样,“瓶颈”也就相应地控制了库存。 以上六条原则都是涉及资源的。

运输批量可以不等于(在许多时候应该不等于)加工批量 车间现场的计划与控制的一个重要方面就是批量的确定,它影响到企业的库存和产销率。瓶颈管理所采用的是一种独特的动态批量系统,它把在制品库存分为两种不同的批量形式,即:①运输批量,是指工序间运送一批零件的数量;②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。 确定加工批量的大小应考虑:资源的合理应用(减少设备的调整次数)与合理的在制品库存(减少资金积压和在制品库存费用)。而确定运输批量的大小则是考虑:提高生产过程的连续性、平行性;减少工序间的等待时间和减少运输工作量与运输费用。两者考虑的出发点不同,所以运输批量不一定要与加工批量相等。 根据瓶颈管理的观点,为了使产销率达到最大,瓶颈资源上的加工批量必须大。但另一方面,在制品库存不应因此增加,所以转运批量应该小,即意味着非瓶颈资源上的加工批量要小,这样就可以减少库存费用和加工费用。

批量大小应是可变的,而不是固定的。 原则8是原则7的直接应用。在瓶颈管理中,运输批量是从在制品的角度来考虑的,而加工批量则是从资源类型的角度来考虑的。同一种工件在瓶颈资源和非瓶颈资源上加工时可以采用不同的加工批量,在不同的工序间传送时可以采用不同的运输批量,其大小根据实际需要动态决定。 以上两条是涉及物流的。

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 MRP II制定作业计划的方法是按预先制定的提前期,用无限能力计划法编制作业计划。但当生产提前期与实际情况出入较大时,所得的作业计划就脱离实际难以付诸实施。 瓶颈管理与MRP正好相反,即不采用固定的提前期,而是考虑计划期内的系统资源瓶颈,用有限能力计划法,先安排瓶颈资源上加工的关键件的生产进度计划,以瓶颈资源为基准,把瓶颈资源之前、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,接下来编制非关键件的作业计划。所以,瓶颈管理中的提前期是批量、优先权和其他许多因素的函数,是编制作业计划产生的结果。


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