同步生产与限制理论

1、同步生產與限制理論(Synchronous Production and Theory of Constraints)指導教授：盧淵源 博士小 組：第八組小組成員：莊桓愷(9222404023) 張耀仁(9222404031) 薛孟華(9222404044) 邱崇朝(9222404065)生產與作業管理名詞解釋公司目標與績效衡量不平衡產能瓶頸與產能受限的資源製造的根本元件控制的方法同步生產、MRP及JIT的比較與其他功能領域的關係結論同步生產與限制理論名詞解釋何謂同步生產(Synchronous production) 即協調整個生產過程和諧地任务,以達成公司的財務 目標,同步生產理論試著諧調

2、一切資源,在一和諧或 是同步的情況 強調全面系統的績效,而非個別績效的衡量何謂限制理論(Theory of Constraints,TOC) 將各個層面(如改進生產,通路與專案管理)的課程或改善方案串聯而運用於提升產業的運作績效Goldratt的生產排程法則1.不要平衡產能-平衡流程。2.非瓶頸資源的利用率水準，並非決定於本身的潛力，而是系統中的其他限制。3.資源的利用 (Utilization)與运用(Activation)是不同的。4.瓶頸一小時的損失是整個系統一小時的損失。5.節省非瓶頸一小時僅得到一個幻覺。6.瓶頸決定系統中的產出量與存貨。7.移轉批量能够不會也不應與製程批量一样。8.

3、製程批量在路徑與時間上均是可變的。9.先檢視系統的限制才訂排程優先順序。前置時間將是排程的結果。限制理論 T.O.C1.確認系統中產能受限的資源2.提高該受限資源的效率3.協調各部門配合受限資源4.效果評估(使限制資源不再是限制資源)5.获得更多受限資源, 使之不在受限 限制問題解除後，回到起始點再開始。成為一個連 續的改善過程:確認限制、消除它，再確認改善後系 統中，新的限制資源。公司的目標談公司的目標究竟是什麼?Goldratt的看法 公司的目標在於賺錢一個組織能够有許多的目的- 包括提供任务 消費原物料 添加銷售 等等都只是達成目標的工具， 無法保證公司的長期生存公司必須要有賺錢才干強調

4、其它的目標績效衡量績效衡量-兩種標準 財務績效-適用於較高階層 1. 淨利-金錢的絕對衡量標準 銷售的淨利率 = 淨收入 / 淨銷售額 2. 投資報酬率-於投資基礎上的相對衡量標準 投資報酬率 = 報酬 / 投資額 3. 現金流量-生存的衡量指標 營運投資理財活動三者之現金流量 此三種衡量需一同运用 績效衡量 作業績效 衡量指標: 1.產 出-整個系統透過銷售而獲得金錢 的速率。 2.存 貨系統投資於購買能夠成為可銷 售產品的一切金錢。 3.作業費用花費於使存貨轉為產出的一切 金錢。績效衡量產出指的是售出的產品庫存的製废品不是產出而是存貨錯誤的產出認知會導致本钱的浪費作業費用包括生產本钱(如直

5、接人工、間接人工、存貨持有本钱、設備折舊、及运用於產品的原物料與供應品)及行政本钱公司的目標在於同時且連續地處理三個衡量法達成賺錢的目的從作業的觀點 公司的目標是 添加產出同時降低存貨與作業費用不平衡的產能 傳統觀念盡量使市場需求與產能配合 然而 不平衡的產能才是比較好的 - why?使不平衡的產能成為一優勢 從不平衡的產能狀態中發覺問題進而改善它使產能平 衡再周而復始的持續改善檢討產能狀態生產力是使公司更接近目標的一切活動 嘗試系統中嘗試平衡產品的流量 而不是去平衡產能 下頁續 . 相依事件與統計變動相依事件-是指作業流程的順序統計變動-是指平均值的正常變異某製程加工五個項目，每個項目有A、

6、B兩個流程。A：兩個標準差(2小時)，作業時間614小時。B：作業時間固定10小時。瓶頸與產能受限的資源瓶頸(bottleneck) 指產能低於特定需求的任何資源，就是系統產出的 限制。即是在生產流程中流量變窄的一點。非瓶頸 產能大於特定需求的資源。瓶頸不應持續地任务， 會因此使生產超過需求。非瓶頸包含閒置時間產能受限的資源(capacity-constrained resource, CCR) 指运用率幾近產能時，假假设未仔細安排，將成為瓶 頸。製造的根本元件四個根本元件(Building Block)在A中，產品的流動是由作業X流到作業Y在B的部分，Y流向X 在C的部分，作業X與作業Y產生

7、次裝配，組合 後流向市場中在D部分，作業X與作業Y彼此獨立，且各自供應本身的市場控制的方法控制的方法：時間成份尋找瓶頸節省時間防止將非瓶頸變成瓶頸鼓、 緩衝、 繩品質的重要性批量大小如何處理存貨如何管理瓶頸與非瓶頸資源(方式A, B, C, D)方式A：瓶頸流向非瓶頸X為瓶頸，Y為非瓶頸 X Y 市場Y必須等待X，系統中不會有在製品，Y的部分 產能利用率被浪費控制的方法如何管理瓶頸與非瓶頸資源(方式A, B, C, D)方式B：非瓶頸流向瓶頸X為瓶頸，Y為非瓶頸 Y X 市場Y的產出應防止大於X，否則製程中將產生存貨控制的方法如何管理瓶頸與非瓶頸資源(方式A, B, C, D)方式C：瓶頸和非

8、瓶頸的產出共組一個產品X為瓶頸，Y為非瓶頸 X 最終裝配 市場 YY的產出大於X，必須僅利用Y的部分產能，否則製程中將累積Y的備用零件控制的方法如何管理瓶頸與非瓶頸資源(方式A, B, C, D )方式D：瓶頸和非瓶頸的產出各有其獨立的市場X為瓶頸，Y為非瓶頸(相對於市場需求) X 市場 Y 市場Y的產出大於市場需求，必須僅利用Y的部分產能，否則將累積Y的废品存貨控制的方法時間成份( Time Components ) ：種類與定義整備時間( Setup time )：零件於等候一資源進行準備任务的時間作業時間( Process time ) ：零件投入作業的時間排隊時間( Queue tim

9、e ) ：當資源忙於其他作業時，花費等候該資源的時間等候時間( Wait time ) ：零件花費在等候另一零件(非資源)的時間閒置時間( Idle time ) ：乃設備沒有實質运用的時間，即週期時間減去整備時間、製程時間、排隊時間、等候時間的總和控制的方法時間成份( Time Components ) ：瓶頸作業零件等待進入瓶頸作業而言，排隊時間是最長的對非瓶頸作業而言，等候時間是最長的錯誤的規劃：為了節省整備時間而提高批量，結果卻添加了其他時間(製程時間、排隊時間、等候時間) ，在製品也添加，導致浪費資源在存貨上控制的方法尋找瓶頸計算資源的產能負荷圖：產能負荷圖透過追蹤、修正及重複計算，

10、針對產能缺乏的資源中篩選出最嚴重者即為瓶頸运用製造的知識，觀察運轉中的系統，並與現場主管和員工交談，了解瓶頸之所在控制的方法瓶頸與產能受限資源(CCR) ：計算資源的負載量由以上產品路徑( route )與產能負荷圖，M1與M2是超載的，即為瓶頸( bottleneck )，其中以M2最為嚴重由以上產品路徑與產能負荷圖，每一個資源皆未超過產能負荷，其中M2最接近產能負荷，即為產能受限資源( capacity-constrained resources, CCR )，假设沒有仔細安排，將能够變為瓶頸控制的方法M1M2M3M4废品105%95%75%120%M1M2M3M4废品80%90%95%8

11、5%節省時間節省瓶頸時間：較好的工具、較高水準勞工、較大批量數、降低整備時間等節省瓶頸時間一小時，可使整個生產系統添加一小時額外時間，相對的添加產能假设節省非瓶頸時間一小時，僅能添加一小時的閒置時間控制的方法防止將非瓶頸變成瓶頸 假设為了節省零件A的整備時間，而提高其批量大小，將添加Y2及Y3的等待時間，Y2及Y3將變成暫時性的瓶頸，並呵斥系統產出的損失，所節省下來的整備時間也失去意義控制的方法Y2Y3Y1零件B零件A利用率80%利用率70%整備時間：150分鐘批量大小：200個批量時間：400分鐘整備時間：200分鐘批量大小：500個批量時間：500分鐘鼓、緩衝、繩找出生產系統的控制點來控制

12、產品流程，此控制點稱為鼓控制點的選擇順序瓶頸處產能受限資源處(CCR)任何位置，最好設在供很多下游作業的分歧點上的資源處理瓶頸的原則在瓶頸前坚持一個緩衝(buffer)存貨，以確保瓶頸處總是持續在任务，因為瓶頸的產出決定了系統的產出與上游產出點坚持溝通，稱之為繩(rope) ，防止上游存貨不斷累積，溝通可以是正式的計劃，或是非正式的日常討論控制的方法鼓、緩衝、繩時間緩衝( time buffer )意指為因應計劃或非計劃的產出事故，在瓶頸作業或CCR處所設置的緩衝存貨時間緩衝大小的決定確保瓶頸處可持續任务控制的方法ABCDE市場瓶頸(鼓)設置緩衝存貨溝通(繩)鼓、緩衝、繩時間緩衝( time

13、buffer )時間緩衝大小的決定(續)假设鼓為產能受限資源處，需在CCR之前(保護產出量)及废品之後(保護市場需求)設置兩個緩衝存貨控制的方法ABCDE市場製程品的緩衝緩衝產能受限資源繩(調整上游入料量)繩(調整產品產出量)品質的重要物料需求計劃( Material Requirements Planning )因應退貨，須建立大於需求的批量及時生產系統( Just-In-Time )基於平衡的產能，要求高品質同步生產系統確保瓶頸作業的品質，因其代表系統的產出確保瓶頸作業下游的製程，不良品代表產出的損失控制的方法批量大小裝配線上有無限的製造批量與一個單位的移轉批量製造批量指規模的大小，足夠在

14、特定時間內處理的量，包括整備時間與製造加工時間大的批量可以節省整備時間，適合瓶頸資源非瓶頸資源適合小的批量，可降低在製品存貨，並減少閒置時間移轉批量將製程批量分批完成，任务完成後移轉至緊鄰的下游任务站生產週期短，在製品數量少控制的方法如何決定製造批量與移轉批量的大小主生產計劃透過MRP與產能需求規劃(CRP)計算每一個任务中心的詳細負載製造資料庫的錯誤，將導致計算結果不可信Srikanth建議以控管瓶頸與CCR ，達到產能要求較小批量的特性低在製品存貨、 較快生產流程、 縮短前置時間頻繁的物料處理決定移轉批量的大小生產前置時間、降低存貨的利益、物料處理本钱間的權衡得失控制的方法如何決定製造批量

15、與移轉批量的大小(續)控制瓶頸與CCR流量時，能够有四種狀況：轉換產品時，瓶頸不需整備時間無整備本钱，僅有排程是重要的轉換產品時，瓶頸需整備時間以較大批量節省整備本钱，或應用頻繁的小規模移轉批量來縮短前置時間轉換產品時，CCR不需整備時間轉換產品時，CCR需整備時間CCR有閒置時間，需縮小製造批量，藉著頻繁的產品線變換，以降低前置時間及更準時完成任务控制的方法如何處理存貨存貨對公司的負面影響：添加持有本钱過長的前置時間添加工程變更的複雜性存貨好像貸款以金額天數來衡量貸款持有期的長短控制的方法金額天數衡量存貨價值及滯留某區域的時間存貨總價值乘上存貨放置的天數應用領域：用於績效衡量，減少高存貨率行

16、銷時，鼓勵製废品的銷售，防止大量废品存貨購買時，鼓勵及時的採購，防止因有數量折扣優勢而大量(甚至過量)的下單買進製造上，促使工廠內物料快速流動，防止大量在製品與提早生產控制的方法同步生產, MRP及JIT的比較比較項目JITMRP同步生產相 同1. 降低存貨將不當的存貨視為企業最大的浪費消除不當的存貨積壓利用調整移轉批量大小降低製品存貨2. 提高生產力經由存貨的降低及自動搬運設施使生產力提高著重產能計劃及材料的平穩供應,使生產順暢,提高生產力協調整個生產過程和諧的工作,強調的是全面系統的績效3. 提高服務水準以拉引式的看板生產, 可及時生產客戶所需之產品藉由MPS, BOM, 存貨檔可使生產順

17、暢,準時交貨品質保證同步生產, MRP及JIT的比較比較項目JITMRP同步生產相 異1.物料流程相異JIT採看板式的拉式生產,由最終裝配產品處提示需求量依MPS,BOM,存貨檔求出最後所需之生產量,故屬推式生產正向排程確保作業的負載量是在產能內2.電腦依賴程度由系統本身產生連鎖需求,無需刻意依賴電腦須完全依賴電腦計算系統可利用電腦規劃與模擬3.Setup的時間強調更短的Setup時間不要求更短的Setup時間尋找瓶頸降低Setup time4.製造異常處理利用防呆裝置或按鈕裝置由附近人員共同排除問題各別工作站產生異狀時,其他工作站繼續生產,不受影響,唯常引起存貨過多的缺失在瓶頸前保持緩衝存貨

18、或利用成品存貨來保護系統的產出與其他功能領域的關係性生產系統與本钱會計衡量 本钱會計可用來做績效衡量, 本钱分析, 投資判斷的基礎及存貨價值的評量 方法(1) 整體的衡量:利用財務報表顯示淨利,投資報酬率及 現金流量(2) 個別本钱會計衡量:可顯示效率(好像標準值的差異) 或运用率(任务小時數/現有小時數)與其他功能領域的關係性行銷與生產 (1) 行銷人員: 銷售成長率, 市場佔有 率及新產品的引進 (2) 製造人員: 本钱與利用率 資料 行銷資料:軟性 製造資料:硬性 文化 行銷人員: 外向 製造人員: 內向 生產與作業管理生產與作業管理員工15分鐘/個員工15分鐘/個員工15分鐘/個員工1

19、5分鐘/個員工110分鐘/個員工220分鐘/個員工210分鐘/個RM$3RM$7RM$3RM$7RM$5RM$5產品A$30產品D$32產品C$30產品B$32RM$10產品A、B、C、D應生產多少數量?1.極大化銷售人員佣金所以銷售人員偏好販售高單價B跟C($32)銷售單位比例為1A:10B:1C:10D員工2的產出是瓶頸, 所以由員工2決定產出量每週工時=7200分鐘產出A與B=20分鐘產出C與D=20+10分鐘產出關係式=1X(20)+10X(20)+1X(30)+10X(30)=7200X=13.09(單位); A=13, B=131, C=13, D=131週毛利=售價-原料-作業費

20、=13(30-18)+ 3000= $68損失員工15分鐘/個員工15分鐘/個員工15分鐘/個員工15分鐘/個員工110分鐘/個員工220分鐘/個員工210分鐘/個RM$3RM$7RM$3RM$7RM$5RM$5產品A$30產品D$32產品C$30產品B$32RM$10產品A、B、C、D應生產多少數量?2.極大化每單位的毛利所以A跟C為最大毛利=$30-$18=$12 (B跟D=$32-$22=$10)銷售單位比例為10A:1B:10C:1D員工2的產出是瓶頸, 所以由員工2決定產出量每週工時=7200分鐘產出A與B=20分鐘產出C與D=20+10分鐘產出關係式=10X(20)+1X(20)+10X(30)+1X(30)=7200X=13.09(單位); A=131,