第18章 其他先进生产方式

1、生产与运作管理Production &Operation ManagementThe School of Management HUST生产与运作管理陈荣秋、马士华编著第十八章 其他先进生产方式 18.1 最优生产技术 18.2 敏捷制造 18.3 现代集成制造系统（CIMS）生产与运作管理陈荣秋、马士华编著18.1 最优生产技术n最优生产技术（optimized production technology，OPT） 时间20世纪70年代末期人物以色列的物理学家Eli Goldratt 理论依据：资源约束理论（ Theory of Constrain， TOC）、最优生产时间表（opt

2、imized production timetable） 生产与运作管理陈荣秋、马士华编著 TOC的基本思想 TOC认为，对于任何一个由多阶段构成的系统来讲，如果其中一个阶段产出取决于前面一个或几个阶段的产出，那么，是那个产出率最低的环节来决定着整个系统的产出水平。生产与运作管理陈荣秋、马士华编著n 约束可以来源于企业内部，也可以来源于企业外部。一般来说，约束可以是三种类型：资源（Resource）、市场（Markets）和法规（Policies）。生产与运作管理陈荣秋、马士华编著OPT的目标n OPT的倡导者认为，任何制造企业的真正目标只有一个，即在现在和将来都能赚钱。要衡量一个企业是否能赚

3、钱，通常采用以下三个财务指标：净利润（net profit，NP） 投资收益率（return on investment，ROI） 现金流量（cash flow，CF） 生产与运作管理陈荣秋、马士华编著n以上三个指标不能直接用于指导生产，因此，需要一些作业指标作为桥梁。按照OPT的观点，在生产系统中，作业指标也有三个：产销率（Throughput，T）库存（Inventory，I）运行费（Operating Expenses, OE）生产与运作管理陈荣秋、马士华编著图图181：作业指标与财务指标关系图：作业指标与财务指标关系图生产与运作管理陈荣秋、马士华编著OPT的几个主要的概念n 瓶颈（Bo

4、ttleneck）按OPT的定义，所谓瓶颈（或瓶颈资源），指的是实际生产能力小于或等于生产负荷的资源，这一类资源限制了整个生产系统的产出速度。其余的资源则为非瓶颈资源。要判别瓶颈，应从资源的实际生产能力与它的生产负荷（或对其的需求量）来考察。这里说的需求量不一定是市场的需要量，而是企业为了完成其产品计划而对该资源的需求量。生产与运作管理陈荣秋、马士华编著n 任何企业只应该存在着少数的瓶颈资源，一般小于5个。瓶颈资源与非瓶颈资源存在着四种基本的关系。如图182所示：瓶颈非瓶颈瓶颈瓶颈瓶颈非瓶颈非瓶颈非瓶颈装配中心市场（a）(b)（d）（c）图图182：瓶颈资源与非瓶颈资源：瓶颈资源与非瓶颈资源生

5、产与运作管理陈荣秋、马士华编著 关键资源和非关键资源图图183：关键资源、非关键资源网络划分：关键资源、非关键资源网络划分生产与运作管理陈荣秋、马士华编著OPT的九条原则n 平衡物流，而不平衡能力n 非瓶颈资源的利用程度不是由它们自己的潜力决定的，而是由系统的约束决定的n 资源的利用（Utilization）和活力(Activation)不是同义词n 瓶颈上损失一小时则是整个系统的一个小时的损失n 非瓶颈获得的一个小时是毫无意义的生产与运作管理陈荣秋、马士华编著OPT的九条原则n 瓶颈控制了库存和产销率n 转运批量可以不等于(在许多时候应该不等于)加工批量n 加工批量应是可变的，而不是固定的n

6、 安排作业计划时应同时兼顾所有的约束，提前期是作业计划的结果，而不是预定值生产与运作管理陈荣秋、马士华编著DBR 系统ABDFCE 瓶颈工序缓冲器B绳子R图图184：DBR控制系统示意图控制系统示意图DBR系统，即鼓（Drum）、缓冲器（Buffer）和绳子（Rope）系统。生产与运作管理陈荣秋、马士华编著n “鼓” “鼓”是一个企业应用OPT的开端，即识别一个企业“瓶颈”所在。“瓶颈”控制着企业同步生产的节奏，即“鼓点”。n “缓冲器” 要对瓶颈资源进行保护，使其生产能力得到充分利用，为此要设置一定的“时间缓冲”（time buffer）。时间缓冲的意思是所提供物料要比预定的时间提早到达，以

7、避免瓶颈出现停工待料的情况。生产与运作管理陈荣秋、马士华编著n “绳子” “绳子”的作用是使库存最小。 “绳子”控制着企业物料的进入（包括“瓶颈”的上游工序与“非瓶颈”的装配），其实质和“看板”思想相同，即由后道工序根据需要向前道工序领取必要的零件进行加工，而前道工序只能对已取用的部分进行补充，实行的是一种受控生产方式。生产与运作管理陈荣秋、马士华编著DBR的计划与控制步骤 识别瓶颈 基于瓶颈的约束，建立产品出产计划（Master Schedule） “缓冲器”的管理与控制 控制进入非瓶颈的物料，平衡企业的物流 据OPT的原理，瓶颈上的加工批量是最大的，而瓶颈上游工序则是小批量多批次的 考虑在

8、制品库存费用、成品库存费用、加工费用和各种人工费用。 “绳子”生产与运作管理陈荣秋、马士华编著OPT的应用步骤 OPT的应用有五个主要的步骤： 找出（Identify）系统中存在的瓶颈工序 最大限度利用（Exploit）瓶颈资源，即提高瓶颈利用率 使企业的所有其他活动服从上一个步骤中提出的各种措施 打破（Elevate）瓶颈约束，即设法把第一步中找出的瓶颈转移到别处，使它不再是企业的瓶颈 重返第一步，发现新的瓶颈，持续改善生产与运作管理陈荣秋、马士华编著 18.2 敏捷制造n 背景20世纪80年代后期，美国意识到了必须夺回在制造业上的优势，才能保持在国际上的领先地位。1991年美国国会提出要为

9、国防部拟定一个较长期的制造技术规划，要能同时体现工业界和国防部的共同利益。于是，委托里海（Lehigh）大学的亚科卡（Iacocca）研究所编写了一份“21世纪制造企业战略”的报告，提出了“敏捷制造”(Agile Manufacturing，简称AM)的概念，描绘了一幅在2006年以前实现敏捷制造模式的图画。 生产与运作管理陈荣秋、马士华编著 敏捷制造的基本特征 并行工作 继续教育 根据用户反映建立组织机构 多方动态合作 珍惜雇员 向工作小组及其成员放权 对环境仁慈 柔性的重新配置组合 信息的沟通 知识面广的雇员 开放的体系结构 产品设计一次成功 产品终身质量保证 缩短交付周期 技术的领先作用

10、 技术的敏感 整个企业集成 基于远景蓝图的管理与领导生产与运作管理陈荣秋、马士华编著敏捷制造与大量生产在思想观念、经营战略上的差别（一）n 使顾客富裕传统上，销售活动总是要以赚顾客的钱为目的；敏捷制造有两个新的提法，一个是“使顾客富裕”（Enriching the Customer）；另一个是销售“解决方案”（Solution）而不是产品。敏捷制造把目标定位在大量个人市场上，主要满足顾客个性化的需求，而评价标准则又只以“顾客满意”为标准。对于“解决方案”，顾客支付的费用则是一个在供应商和顾客之间都认可的这个“解决方案”的价值。生产与运作管理陈荣秋、马士华编著敏捷制造与大量生产在思想观念、经营战

11、略上的差别（二）n 用合作加强竞争在敏捷制造的年代，“合作”可以在从前的竞争对手之间进行。从组织内部来说，主要是发扬团队的合作精神。要鼓励员工协同工作解决问题，把合作看成是一种义务，而不是互相推诿责任。从组织外部来说，合作已经展到了以前竞争对手之间的合作。生产与运作管理陈荣秋、马士华编著敏捷制造与大量生产在思想观念、经营战略上的差别（三）n 急救室式的工作对于敏捷制造企业，可以类比为医院的急救室，在那里，准备了一套人力的、技术的和制度的资源，随时可以按特殊需要，重新组合成各种不同的组织形式。对于敏捷制造，为了能完成一项用户需要的紧急订单，首先是人员之间能主动承担任务，相互积极配合；其次是，设备

12、器材、专业知识等也将能做最灵活的调度。生产与运作管理陈荣秋、马士华编著敏捷制造与大量生产在思想观念、经营战略上的差别（四）n 充分发挥人和信息的作用在敏捷企业中人是最核心的资源，最宝贵的东西不是技术、厂房，也不是设备，是人和信息。敏捷企业应该不断地探索和实施激励人的主动性和创造性的措施。市场的急剧变化，最主要是要掌握用户需求的变化和在竞争中知己知彼。“敏捷”的基本思想是既快又灵，所以一定要把信息的价值提高足够的高度来认识。生产与运作管理陈荣秋、马士华编著实现敏捷制造的措施 将继续教育放在实现敏捷制造的首位，高度重视并尽可能创造条件使雇员能获取最新的信息和知识。 虚拟企业的组成和工作 计算机技术

13、和人工智能技术的广泛应用 方法论的指导 对废弃物的处理 绩效测量与评价 标准和法规的作用 组织实践生产与运作管理陈荣秋、马士华编著18.3 现代集成制造系统（CIMS）n CIMS的产生 20世纪以后，随着泰勒倡导的科学管理运动的发展，出席爱你了诸如订货点法、经济生产批量法、物料需求计划方法等优化生产与运作管理的方法。 20世纪7080年代，企业一方面寻求如准时生产制、最优生产技术等更好的生产与运作管理方法，另一方面积极探索新的制造技术和生产组织方法，如计算机集成制造系统（Computer Integrated Manufacturing System，简称CIMS） 1974年，美国的约瑟夫

14、.哈林顿（Joseph Harrington）博士在Computer Integrated Manufacturing一书中首次突出计算机集成制造的概念。生产与运作管理陈荣秋、马士华编著CIMS的定义n CIM是信息技术和生产技术的综合应用n CIM是生产组织的一种哲理、思想和方法。n 当一个企业按CIM哲理组织整个企业的生产经营活动时，就构成了计算机集成制造系统（CIMS）。n 在自动化技术、信息技术和制造技术的基础上，在新的管理模式和生产工艺的指导下，把以往企业中相互孤立的工程设计、生产制造、经营管理等全部生产、经营活动所需的各种局部子系统，借助数据库和数字通信网络有机地集成起来，构成一个

15、覆盖整个企业的综合系统，这就是CIMS。生产与运作管理陈荣秋、马士华编著CIMS的功能结构图图186：CIMS功能组成示意图功能组成示意图生产与运作管理陈荣秋、马士华编著CIMS的技术结构图图187：CIMS技术结构示意图技术结构示意图生产与运作管理陈荣秋、马士华编著CIMS集成的内涵 系统运行环境的集成 信息的集成 应用功能的集成 技术的集成 人和组织的集成生产与运作管理陈荣秋、马士华编著CIMS的集成图图188：CIMS的的“Y”模型模型生产与运作管理陈荣秋、马士华编著实施CIMS给企业带来的效益 在工厂设计自动化方面，采用现代化工程设计手段，如CAD/CAPP/CAM，可提高产品的研制能力，缩短设计周期，提高产品更新换代速