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MRPII、精益生产、TOC生产计划模式比较初探

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  • 发布时间:2017-02-10
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现在的所有组织 (包括制造加工型企业 ),都离不开管理。而管理就是通过对组织资源的计划、组织、领导和控制,以有效果和高效率的方式实现组织目标的过程。在上述定义中,体现管理的四大职能:计划、组织、领导和控制。计划作为管理的四大职能之-,是组织-切活动的指导性文件[2]。而对于生产制造加工型企业,最主要的是生产计划。

生产计划是根据需求和企业生产能力的限制,对-个生产系统的产出产品、品种产出时间、产出速度、人力和设备等资源的配置以及库存等问题预先进行的考虑和安排。编制生产计划的主要作用在于:通过制定合理的生产计划以及对计划执行过程的具体控制,使能够充分合理的利用企业的-切生产资源,包括人力、物料、设备等,使企业的产出能够最大程度的满足客户的需求,同时旧能降低制造费用和库存费用 (原材料、在制品、产成品)等并-切不必要的资源的浪费。

-、 MRPII、精益生产的生产计划模式及优缺点在历来的生产制造型企业,主要存在二种生产计划的制订模式。

1)MRPII/ERP下的生产计划制订模式。该模式最早起源于美国。其编制生产计划的思想是:按预先制定的提前期,用无限能力排产法编制生产计划 。MRPI是基于企业经营目标制定生产关系计划,围绕物料转化组织制造资源,实现按需要按时进行生产 ,其优势在于其中长期计划能力,而在实际的应用过程中,MRPI却存在以下问题:(1)提前期、批量等基本参数预先设定,造成实际情况与理论计划结果不符。导致原物料和在制品库存大幅度增加。

◆ 黄 陈 钱省三(2)产能约束考虑不足。MRPII从MRP发展而来,而MRP并未考虑产能约束问题,虽然MRPI加人了粗能力平衡和细能力平衡,但是并不能改变其在产能平衡上的缺点,实际应用效果不大,从而往往造成生产计划无法完成、物料需求不切实际等情况。

(3)生产计划与生控制相分离。MRPII在制定生产计划时不考虑实际执行和控制,而是通过事后反励行生产控制,这样相对于生产实际肯定存在着无法避免的滞后,从而导致计划与实际相差甚远。另外,MRPI为每道工序都排计划,且每道工序都严格按照既定的计划进行生产,而各道工序间又无协调反历制,无法动态地保证每道工序间的关联,造成工序间产量的不平衡、在制品库存增加以及需求与生产不-致等-系列问题。

2)精益生产下的生产计划制订模式。该模式最早起源于日本,其编制生产计划的思想是:采用看板管理方式,按照无限产能排产法,逐道工序倒序传递生产指令,各生产单元依据上道所需组织安排生产并进行物料补供给。精益生产下生产计划模式强调需求拉动、相互合作以及杜绝浪费和减少成本。其优点在于需求与生产- 致,保证了在制品库存水平低。但在实际应用过程中,精益生产下的生产计划模式也存在以下问题。

(1)精益生产下的生产计划制订时,按照各工序无限产能排产的,而实际生产过程中,各工序产能都是有限的。故导致该模式下整体生产计划性可执性弱,生产控制只是被动跟随。当某个中间环节出现问题而停产时,此前所有的工序都处于停工状态,而当问题-解决后,此前所有的工序都成为瓶颈,使整个环节加工情况时好时坏,从而导致整体生产效率极低。

(2)精益生产下的生产计划制订的依据仅仅是交货期和交货数量。故在生产过程中凡是输出小于交货数信息系统工程 l 2013.1.20 1 1 9>< EXCHANGE OF EXPERIENCE 经验交流量的资源都是瓶颈,都是需要改进的。实质上,它们可能都不是真正意义上的瓶颈。这样定义 瓶颈”可能导致部门间哄抢系统资源,从而出现有限资源并未用在最需改善的环节上的情况。

(3)精益生产下的生产计划目标是消除任何形式的浪费,追求零库存。但实际情况往往由于需求、生产、供应的波动,不均衡不可避免地发生,从而导致在制品库存。另外,精益生产认为库存是浪费,却未考虑到库存对系统的产销率、物流平衡等方面的正面影响,因此,设置-定余量的库存是很有必要的,尤其是在瓶颈工序之前。

由此可见,上述二种生产计划编制模式,由于都以系统无限产能为基础,导致生产计划与实际相脱离,生产计划可执性差。从而使制造加工型企业普遍存在生产效率低下、生产成本过高、交期无法按时满足、库存偏高等-系列问题。正是在这样的背景下,由以色列物理学家高德拉特提出的基于约束理论 (TOC,Theoryof Constraints)下的生产计划与控制方法DBR《5》(Drum.Bufer-Rope)随之诞生。

二、TOC理论下的生产计划模式TOC理论下的生产计划控制方法DBR最早起源于以色列,其制订生产计划的思想是:考虑计划期内的系统资源约束,先用有限产能排产法制订瓶颈资源上加工工序的生产计划,再以瓶颈工序为依据,把瓶颈工序之前、之后的工序分别按拉动和推动的方式编制,并进行- 定优化,最后设置和采用缓冲、绳子等方法,使非瓶颈资源上工序的生产计划与瓶颈资源上的工序同步。最后再结合TOC理论的五大核心步骤,如此循环。

其具体制订方法为 :在编制生产计划时,首先要识别整个系统的瓶颈资源所在,瓶颈又称为产能约束资源。瓶颈资源决定了整个生产系统的节奏- 鼓点”(Drum)。企业在制订生产计划时,要以瓶颈资源的生产产能为依据,首先对瓶颈资源编制详细的生产计划,然后使其它工序与瓶颈资源同步,在整个生产系统产销率最大的前提下满足顾客对交货期的要求。为了能使瓶颈资源的生产不受系统波动的影响,保证瓶颈的生产按照计划进行,有必要在瓶颈资源前设置 缓冲器”(Buffer)。缓冲量的大小由瓶颈资源前工序出现的波动幅度和设备发生的故障以及企业排出故障恢复生产的能力等因素有关。为了能使瓶颈资源的上游工序严格围绕着瓶颈资源生产,在瓶颈资源与上游工序之前设置了- 生产计划控制机制 绳子” (Rope)。它控制着瓶颈资源与其上游工序之间的信息传递,决定了瓶颈前各工1 20 信息系统T程 l 2013.1.20序的物料投入,有效地使物料按照产品生产计划快速通过非瓶颈工序,保证瓶颈的需要。 绳子”的信息传递作用,使上游工序实行拉动式生产,即后道工序根据需求向前道工序领取必要的零件进行加工,而前道工序只补充后道工序已领取的部分,因此,DBR中的 绳子”机制类似于精益生产中 看板”的作用。

由其制订原理和方法可以得出,基于TOC理论下的生产计划控制方法(DBR)具有以下方面的的优点:(1)正视整个生产系统瓶颈的存在并充分利用瓶颈把瓶颈处的生产计划和非瓶颈的生产计划区别对待,瓶颈是控制系统整个生产计划的控制点。TOC理论下生产计划与控制方法DBR模式以瓶颈为核心进行生产计划,考虑到各工序生产计划的相互依赖性,根据概率统计知识,先排先占优。因此,在整个系统的生产计划排程决策上,先安排瓶颈的生产计划并使瓶颈资源被充分利用,才有可能使系统的性能最优,使整个生产计划的得以最优实施。

(2)TOC理论下的生产计划与控制方法DBR不需要预先设定提前期,提前期是编制整个生产计划的结果。DBR以瓶颈为基准制订生产计划,提前期就成为加工时间、批量、优先权、生产能力和其他因素的函数,随生产实际情况的变化而变化。

(3)综合了MRPI推式”和精益生产 拉式”两种方式的优点。MRPII推式”在产出率及设备使用率等方面优势明显,但也同时带来需求变动、生产变动、供应波动等库存问题。精益生产 拉式”在在制品库存的控制及需求满足方面优势明显,但也会造成低产出与设备资源等的低使用率。因此,TOC以推拉结合的方式编制生产计划,综合考虑了推拉式各自的优缺点。

(4)TOC理论下的生产计划与控制方法DBR承认整个生产体系中产能不平衡的绝对性,保证生产物流的平衡和生产节奏的同步。由于实际生产的不稳定性和资源的相互依赖性,DBR正视整个系统产能不平衡的必然性和绝对性,并反映了物流平衡和产能平衡两者之间的冲突。DBR在考虑最大产销率的基础上,同时也满足了物流平衡这个重要的约束。

三、TOC理论下的生产计划模式DBR在H公司生产计划编制与执行中的应用两年前,H公司采用的是导入sAP后的生产计划模式,如图1所示:在实施小批量多品种的生产过程中,该公司出现了严重的亏损问题。站在生产计划编制及管控的角度看,

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