运营计划与控制(2013级运营管理班 黄灿林)

1、四川大学专业硕士学位（MBA）堂下考试答卷（ 2014 至 2015 学年第 一 学期）课程名称 运营计划与控制 完成时间 2014年 1月 2日 年 级 2013级MBA 班 别 运营管理 学生姓名 黄灿林 学 号 2013225020340 要求运用所学的运营计划与控制的知识，就生产计划制定或OEE实施情况写一篇论文，题目自拟。最优生产技术在A公司铆焊车间作业计划制定中的应用黄灿林四川大学商学院MBA 运营管理 2013225020340摘要：本文运用运营计划与控制课堂上所学的OPT九大原则及其运用，对A公司铆焊车间作业计划的编制过程进行介绍，重点对约束项底座铆焊作业计划的编制过程进行了详

2、细介绍。运用OPT原则编制的作业计划在A公司铆焊车间试用后，收到了很好的效果。本文的研究为多品种小批量制造企业的车间作业计划编制提供了一种新的方法，具有一定的应用价值。一、引言A公司是一家生产游梁式抽油机的美资独资企业，按订单进行生产组织。公司有120余种产品型号，每月均会有10种以上的不同型号进行生产，每种型号的生产数量一般不会超过30台，属于典型的多品种小批量生产模式。A公司铆焊车间主要负责游梁式抽油机7大结构件部件（包括驴头、游梁、支架、横梁、连杆、底座、电机架）的铆作与焊接工作。A公司铆焊车间有铆工、焊工分别43人，分属于驴头组、游梁组、支架组、横梁组、连杆组、底座组、电机架组。铆焊车

3、间所使用的设备主要是卷板机、折边机、焊机，这些设备的生产能力都有富余，不构成瓶颈。A公司成立之初，为了使企业的生产能力得到充分利用，追求生产过程各环节的生产能力的平衡，并以此原则编排各车间作业计划。按照生产能力平衡原则编制的车间作业计划进行实施，导致了以下困境：（1）各作业组为了使自己的生产能力最大化、生产作业过程从容，极力争夺人员、场地资源，造成了很多矛盾。（2）在计件制薪酬体系的驱动下，各作业组按照自身的最优生产量进行生产，却不管其生产的产品是不是其他环节所需要的，出现了大量的存货和在制品，库存流转率极低，库存资金占用很大，现场凌乱，安全事故频发。（3）生产周期长，对市场反应迟缓，不利于企

4、业赢利目标的实现。（4）在市场变化时，各车间、班组最重视的还是各自的效率最大化，顺应市场变化的调整速度缓慢，有时甚至出现置市场变化于不顾的现象。为了解决按生产能力平衡原则制定的车间作业计划所带来的困境，A公司决定运用OPT的物流平衡原则指导车间作业计划的编制，选择工序相对偏少的铆焊车间进行试点。二、OPT的基本原则最优生产技术(Optimized Production Technology，OPT)是以色列物理学家Eli Goldratt博士于上世纪70年代提出的。最初它被称作最优生产时间表(Optimized Production Timetable)，80年代才改称为最优生产技术。后来Go

5、ldratt又进一步将它发展成为约束理论(Theory of Constraints，TOC)。TOC作为一套先进的管理策略，在世界各国数以千计的先进企业中正成功运用，并视其为令企业恒久保持活力，击败竞争对手的重要武器。OPT产生的时间不长，却取得了令人瞩目的成就，是继MRP和JIT(Just in Time)之后出现的又一项组织生产的新方式。作为TOC理论的前身，OPT 的主要概念和基本原则贯彻其中，也是编写相关软件的原则，深入研究OPT 的基本原则有助于进一步了解TOC理论。原则l：追求物流的平衡，而不是生产能力的平衡。所谓物流平衡就是使各个工序都与瓶颈工序同步，以求时间最短、在制品最少。

6、瓶颈就是制约生产系统总体产能的那个环节。系统的生产能力由瓶颈决定。物流平衡原则以生产物流联系生产的各个环节，以瓶颈的生产能力为依据，限制各环节生产能力的利用，以此追求整体最优。应用物流平衡原则，会影响到生产的各个环节，使得生产的其他环节适应瓶颈的节奏。原则2：“非约束”的利用程度不由其本身决定，而是由系统的“约束”决定的。原则3：资源的“利用”(Utilization)和“活力”(Activation)不是同义词。原则4：“约束” 上一个小时的损失则是整个系统的一个小时的损失。原则5：“非约束” 节省的一个小时无益于增加系统有效产出。原则6：“约束”控制了库存和有效产出。原则7：运输批量可以不

7、等于(在许多时候应该不等于)加工批量。原则8：批量大小应是可变的，而不是固定的。原则9：编排作业计划时考虑系统资源约束，提前期是作业计划的结果，而不是预定值。从物流平衡来看资源的利用：原则3提出资源的“利用”(Utilization)和“活力”(Activation)不是同义词。在这其中“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；“利用”注重的是有效性，而“活力”注重的则是能行性。按OPT 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。因为“非约束”的利用程度不由其本身决定，而

8、是由系统的“约束”决定的(原则2)。系统的“约束”就是瓶颈，系统的产出是由所能经过瓶颈的产品量决定的，即瓶颈制约着产销率(原则6)。而“非约束”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。物流平衡原则就要求“非约束”按照“约束”的生产能力来进行利用，保持和“约束”同样的生产量和节奏，保证产品的顺畅流动。基于此，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。从物流平衡看不同环节的生产时间安排：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。因为瓶颈控制了产销率，在瓶颈上中断一个小时，是没有附加的生产能力来补充的。所

9、以瓶颈上一个小时的损失则是整个系统的一个小时的损失(原则4)。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。而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，即非瓶颈资源节省的一个小时无益于增加系统产销率(原则5)。所以，瓶颈必需保持100的“利用”，尽量增大其产出。为此，对瓶颈还应采取特别的保护措施，不使其因管理不善而中断或等工。从物流平衡看生产批量及物流问题：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。OPT 采用了一

10、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：运输批量，是指工序间运送一批零件的数量；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。即若自动装配线上，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)和合理的在制品库存(减少资金积压和在制品库存费用)。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，所以运输批量可以不等于(在许多时候应该不等于)加工批量(原则7)。显然在OPT 中，运输批量是从在制品的角度来考虑的，而加工批量

11、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，即批量大小应是可变的，而不是固定的(原则8)。三、A公司铆焊车间作业计划的编制过程1、测定各结构件部件的作业时间与作业场地需求面积经过对A公司近5年以来生产各机型的数量进行统计分析，发现生产的640系列机型和912系列机型占生产总量的78%，640系列机型与912系列机型的结构件部件制作时间基本相同，故测定一种912-365-168机型的结构件部件的铆焊作业作为标准作业时间，详见表一：表一：912-365-168游梁式抽油机铆焊作

12、业时间表零件名称铆工作业时间（单人单台 小时）焊工作业时间（单人单台 小时）作业场地需求面积m2驴头2.43216游梁33264支架3.42.5356横梁2.71250连杆0.751.5144底座5.971512电机架2.41.2396从表一可以得出：从作业时间与作业场地需求面积来看，底座均远远大于其他部件，属于OPT中的约束项。2、约束项节拍确定A公司的产能要求为10台/天，两班倒，约束项的节拍为：C/T=(16-0.5-0.5)/10=1.5 小时。为了便于管理，A公司将各零部件的节拍统一确定为每3小时生产2台。3、约束项底座的解决方案3.1底座铆焊制作的工序与图例简介A公司底座铆焊制作工

13、艺流程说明如下：底座由底架与箱体两个二级部件组焊而成，底架与箱体可同时开工制造，分别焊接完成后，按底座图纸要求组焊在一起，构成底座。底架需要经过的工序为：1、型材、板料校型；2、组合前端梁；3、焊接前端梁；4、前端梁钻孔；5、组合底架；6、焊接底架；7、底架校型与打磨；8、底架质量检验。大箱需要经过的工序为：1、板料校型；2、组合大箱；3、焊接大箱；4、大箱校型与打磨；5、大箱质量检验。底座需要经过的工序为：1、把底架与大箱组合在一起；2、焊接底座；3、底座校型与打磨；4、底座质量检验；5、抛丸处理。底座图例见图一：图一：底座图例3.2底座铆焊制作工艺布局优化利用精益生产U型、L型、直线型布局

14、思路，力争减少过多的和不必要的转运量，使得总 LD score 最小，提高底座的生产效率，我们制定了以下优化方案：1) 底座的组合、焊接、校型打磨、交检作业区安排在机械抛丸房附近，以减少转运量。2) 将大箱的制作在一个区域内完成，组合区、焊接区、校型打磨区呈U型布置，避免物料回流。同时考虑大箱的制作区靠近数控切割机，以利于板料就近供给。3) 将前端梁与底架安排在同一个区域制作，在该作业区内规划钻床作业区域，使前端梁上的孔就近加工，避免物料长距离转运。前端梁、底架的制作区域呈U型布置，避免物料回流。另外，底架以型材为主，靠近型材下料区域。4) 由于先制作前端梁，后才能组合底架，所以可以将前端梁的

15、组合、校型区与底架组合、校型区合并，共用一个区域，共用一个铸铁平台。5) 严禁物料回流，造成不必要的浪费。6) 优化后的布局图及物流路线图见图一 优化后的零部件搬运重量为33897 Kg ，搬运距离为：167.72 m LD score = 499352.95 。基于A公司铆焊车间的建筑结构，该LD score 值已经达到了很优的状态。图一：优化后的布局图及物流路线图3.3 底座铆焊制作模式的制定为了满足3小时2台的生产节拍，我们需要配置相应的人力、确定好在制品的衔接、设计好运行模式、确定好各批次完成的时间节点。在底座生产模式的制作过程中，我们运用了甘特图进行排产。底座铆焊制作模式见表二：表二

16、 底座铆焊制作模式白班夜班备注白班上班时现场在制品情况：组合完成的前端梁2件(未焊接、未钻孔）夜班上班时现场在制品情况：1件成品底座、1件待交检焊接完成的底架2件底架成品两件焊接完成大箱2件前端梁（组合好，未焊接）两件待焊大箱一件焊接中的大箱两件组对完成大箱1件定位焊大箱一件组合大箱1件（未定位焊）运行模式：两人组对底架和组合运行模式：两人组对底架和组合2人焊接底架和组合2人焊接底架和组合一人交检和组合端梁一人交检和组合端梁一人焊接端梁一人焊接端梁2人组对大箱2人组对大箱1人定位焊（定位焊完成后焊接大箱）1人定位焊（定位焊完成后焊接大箱）1人焊接大箱1人焊接大箱产品完成时间结点：产品完成时间结

17、点：第一批12：00两件底座第一批12：00两件底座第二批15：40两件底座第二批15：40两件底座第三批18：20两件底座第三批18：20两件底座第四批21：00两件底座第四批21：00两件底座第五批23：40两件底座第五批23：40两件底座生产过程中，现场成品和在制品情况：成品底座两件生产过程中，现场成品和在制品情况：成品底座两件底架两件底架两件前端梁两件前端梁两件焊接中大箱两件焊接中大箱两件定位焊大箱一件定位焊大箱一件组对大箱1件组对大箱1件交班时现场在制品情况：1件成品底座、1件待交检夜班下班时现场在制品情况：组合完成的前端梁2件(未焊接、未钻孔）底架成品两件焊接完成的底架2件前端梁（

18、组合好，未焊接）两件焊接完成大箱2件焊接中的大箱两件待焊大箱一件定位焊大箱一件组对完成大箱1件组合大箱1件（未定位焊）特别说明：1、大箱在工装上组对只能单件完成。即：一个工装上的大箱完全组合完后，再进行下一个工装上的大箱组合，严禁多个工装同时组合作业。 2、大箱与底架组合焊接，首先按焊接顺序打底，周向打底完成后，才能进行第二道成型焊接，以减少焊接变形。3.4底座铆焊制作日计划的制定底座铆焊制作日计划表见表三：表三 底座铆焊制作日计划表发货日期5月14日任务完成日期5月10日序号名称操作人员工序开始日期开始时间完成日期完成时间实做时间备注1底座1王××、唐×

19、5;打磨校型5月10日10:015月10日11:011:002底座1何××、王××焊接底座5月10日9:195月10日10:010:423底座1张××、吴××底座组合5月10日8:405月10日9:190:394底座1牟××、朱××焊接底盘5月9日22:095月9日23:000:515底座1陈××、肖××组对底盘5月9日21:345月9日22:090:356底座1刘××、邓××焊接大箱5月9日22

20、:185月9日23:301:127底座1黄××定位焊5月9日21:235月9日22:180:558底座1徐××组对大箱5月9日20:535月9日21:230:309底座1刘××钻端梁5月9日19:245月9日19:490:2510底座1赵××焊接端梁5月9日18:345月9日19:240:5011底座1徐××、高××组对端梁5月9日18:195月9日18:340:1512底座1吕××下料5月9日5月9日18:1913底座2王××、唐××打磨校型5月10日11:015月10日12:011:0014底座2何××、王××焊接底座5月10日10:015月10日10:430:4215底座2张××、吴××底盘组合5月10日9:195月10日9:580:3916底座2牟××、朱××焊接底盘5月9日23:005月9日23:510:5117底座2陈××、肖××