管理学课件-新型生产系统

新型生产系统NewProductionSystems

准时生产系统(Just-in-TimeProductionSystems)约束理论(TheoryofConstraints)供应链管理(SupplyChainManagement)第一节准时生产系统

(Just-in-TimeProductionSystems)准时生产的思想或理念准时生产的主要内容Managementphilosophyofcontinuousandforcedproblemsolving.关于企业和生产管理的新理念，贯穿于从产品的设计到售后服务的全过程，而不仅仅是一种生产管理的技术和方法。追求一种具有“零库存”、“零缺陷”、“零故障”等的“理想生产方式”。WhatisJust-in-Time?准时生产（JIT）准时生产方式（JIT）：“在需要的时候，按需要的量，生产或运送所需要的产品”。Suppliesandcomponentsare‘pulled’throughsystemtoarrivewheretheyareneededwhentheyareneeded.不提前，也不滞后；不多，也不少；不生产或运送现在不需要的产品。丰田生产方式——20世纪50年代，日本丰田汽车公司。AttackswasteAnythingnotaddingvaluetotheproductFromthecustomer’sperspectiveExposesproblemsandbottleneckscausedbyvariabilityDeviationfromoptimumAchievesstreamlinedproductionByreducinginventoryWhatDoesJust-in-TimeDo?StreamlinedProductionTraditionalFlowCustomersSuppliersProductionProcess(streamofwater)FlowwithJITCustomersSuppliersInventory(stagnantponds)Material

(waterinstream)JITobjectiveEliminateWaste(Muda)“浪费”：一切不带来任何附加价值的因素，或仅使成本增加的因素。OverproductionWaitingTransportationInefficientprocessingInventoryUnnecessarymotionProductdefectsTypesofWasteWasteReduction(%)82%50%50%30%30%20%40%0%20%40%60%80%100%Work-in-ProcessInventoryRawMaterialInventoryLeadTimeSpaceFinishedGoodsInventoryScrapSetupTimeJITReducedWasteatHewlett-PackardSuppliersPreventiveMaintenanceLayoutInventorySchedulingQualityEmployeeEmpowermentJITJust-in-TimeSuccessFactorsTraditional:inventoryexistsincaseproblemsariseJIT:EliminateinventoryJITinventory:MinimuminventorytokeepsystemrunningReduceInventory“库存是生产与运作管理的罪恶之源”

(Inventoryistherootofoperationsmanagementevil.)消除“浪费”的关键在于识别它们。这些因素常常隐藏着，有些因人们习以为常，而不被注意，有些还隐藏得很深。库存是一种闲置的资源，是一种浪费，同时由于它具有一定的“缓冲”或“保险”作用，而将导致它产生的一些相关问题隐藏下来，得不到解决。尤其是当各种问题经常出现时，将库存用作主要的“解决问题的方法”，不仅会导致库存量的剧增，而且还致使这些问题长期积累下来得不到解决。库存掩盖问题（InventoryHidesProblems）加工排队中的工件（堆积）更改顺序工程设计冗余供应商差错废品设计积压机器停工

决策积压检验积压文书工作积压ScrapWorkinprocessinventorylevel

(hidesproblems)UnreliableVendorsCapacityImbalancesInventoryhidesproblemsReducinginventoryreveals

problemssotheycanbesolved.LoweringInventoryReducesWasteScrapWorkinprocessinventorylevel

(hidesproblems)UnreliableVendorsCapacityImbalances减少库存——暴露问题——解决问题减少库存暴露问题解决问题持续地、彻底地改进生产系统！JITInventoryTacticsReducevariabilityofemployees,machines,andsuppliers(Reducesafetyinventory)Reducelotsize(Reducecycleinventory)UseapullsystemtomoveinventoryDevelopJust-in-TimedeliverysystemswithsuppliersDeliverdirectlytopointofuseToLowerInventory,ReduceLotSizesTimeInventoryLevelLotSize200LotSize80Averageinventory=(Lotsize)/2Averageinventory=100Averageinventory=40LevelSchedulesBuildsamemixofproductseverydayResultsinmanysmalllotsItem MonthlyQuantity DailyQuantity

A 40 2

B 60 3每日均衡地生产所需的各种产品（ProductionSmoothing）在短时间内混杂生产多种产品，能正好满足当时发生的需求，又能使各种生产环节负荷均衡。所以，在准时生产方式中，生产均衡化既是使生产适应需求变化的手段，也是充分利用生产资源的手段。基于产出率的进度计划实现生产均衡化，需要采用一种基于产出率（平均每日产出量）的进度计划，而放弃过去已为人们所熟悉的基于产出量（如月、周产出量等）的进度计划。在一周内（5天），若需求A产品15台、B产品25台、C产品10台，则每天需求或生产3台A、5台B、2台C。小批量（SmallBatch）减少库存、生产均衡化自然要求实现各种产品的小批量生产。小批量有如下好处：（1）生产系统有足够高的柔性；（2）系统中的在制品库存较少；（3）发生质量问题时，检验和返工的成本较少；（4）发生质量问题时，准确地找出原因，及时排除；（5）较易平衡作业任务，增强生产的可行性；（6）在实施产品改进之前有较少的要处理的库存。SmallversusLargeLotsAAABBBCJITSmallLotsLarge-LotApproachTimeTimeAABBBCAAABBBBBBCCJITproducessameamountinsametimeifsetuptimesareloweredSmalllotsalsoincreaseflexibilitytomeetcustomerdemands减少转换时间（ReduceSetupTime）转换时间（Setuptime）导致生产过程时间的延长，对产品却不增加任何价值，是一种“浪费”。而且，转换时间对系统的柔性有负作用，它直接导致了一定大小的批量。小批量生产、供应和搬运需要频繁的转换活动。由经济订购批量（EOQ）公式可知，一次转换的时间或费用越低，经济的批量才能越小。WhichIncreasesInventoryCostsLotSizeCostHoldingCostTotalCostSetupCostOptimal

LotSizeSmaller

LotSizeUnlessSetupCostsareReducedLotSizeCostHoldingCostTotalCostNewSetupCostOriginaloptimal

lotsizeNewoptimallotsize减少转换时间的方法对转换所用工具、设备、程序、方法等进行改进，使转换和调整工作简单化、标准化。对工人进行培训，提高工人的技能和熟练程度。设计通用、标准零部件。应用成组技术(grouptechnology)，减少不同产品之间的转换。StepstoReduceSetupTimeInitialSetupTimeSeparatesetupintopreparation,andactualsetup,doingasmuchaspossiblewhilethemachine/processisrunning(save30minutes)Movematerialcloserandimprovematerialhandling(save15minutes)Standardizeandimprovetooling(save20minutes)90min60min45min25min15minTrainingoperatorsandstandardizingworkprocedures(save2minutes)Step1Step2Step3Step4Step513minUseone-touchsystemtoeliminateadjustments(save10minutes)PushversusPullSystemPushsystem:materialispushedintodownstreamworkstationsregardlessofwhetherresourcesareavailablePullsystem:materialispulledtoaworkstationjustasitisneeded“推”系统与“拉”系统计划与控制工序1工序n工序2顾客“推”系统工序n-1计划与控制工序1工序n工序2顾客“拉”系统工序n-1库存信息流；物流；JapanesewordforcardPronounced‘kahn-bahn’(not‘can-ban’)Authorizesproductionfromdownstreamoperations‘Pulls’materialthroughplantMaybeacard,flag,verbalsignaletc.Usedoftenwithfixed-sizecontainersAddorremovecontainerstochangeproductionrateKanban看板需要量（

theNumberofKanbansNeeded)建立看板系统要求确定需要的看板（容器）数量。（Settingupakanbansystemrequiresdeterminingthenumberofkanbans(orcontainers)needed.）每个容器代表最小的生产批量。（Eachcontainerrepresentstheminimumproductionlotsize.）准确估计生产一个容器的产品所需的提前期是确定看板需要量的一个关键。（Anaccurateestimateoftheleadtimerequiredtoproduceacontaineriskeytodetermininghowmanykanbansarerequired.）看板数量(TheNumberofKanbanCardSets)k=看板数量（Numberofkanbancardsets）d=一段时间内的平均需要量（Averagenumberofunitsdemandedoversometimeperiod）L=补充一次订货的提前期（与需求的时间单位相同）（leadtimetoreplenishanorder(sameunitsoftimeasdemand)）S=保险库存量，用提前期内的需要量的百分比表示（Safetystockexpressedasapercentageofdemandduringleadtime）C=容器的容量（Containersize）看板数量：例（Example）开关装配区装配一种开关件，批量为4，由上游装配区交付装配件，完成后以一种特殊容器交付给下游控制面板装配作业。控制面板装配区每小时需要5个开关件。开关装配区2小时可生产一容器的开关件。保险库存确定为所需库存的10%。总是向上近似Alwaysroundup!看板数量：例（Example）JITobjective:ReducemovementofpeopleandmaterialMovementiswaste!JITrequiresWorkcellsforproductfamiliesMoveableorchangeablemachinesShortdistancesLittlespaceforinventoryDeliverydirectlytoworkareasLayoutWorkCellversusProcessLayoutProcessLayoutWorkCellSawLatheGrinderHeatTreatLatheLatheLatheSawHeatTreatGrinderGrinderPressPress11234526SawPress柔性作业人数准时生产方式要求：当需求变动时，生产负荷也及时相应变动。那么，生产现场的作业人数也应相应增减。前提条件：（1）适当的设施或设备布置；（2）训练有素、多技能的作业者—多面手；（3）经常检查、定期修改标准作业组合。U型布置U型布置使有关系的多个工作地／设备紧密地集中在一个较小的空间范围内，可以减少承担多项作业的工人大量往返移动。能适应需求量或生产量的变化（周期时间或节拍的变化），灵活的增、减作业人数。在入口和出口位置，工人完成第一个作业和最后一个作业，使进入生产线的加工件数量等于退出该生产线的数量，不会形成多余的在制品库存。基本的U型布置联合U型布置

34527618

3

42⊙5169871561478913⊙

1211101234

⊙5181716123⊙4958767⊙162534

11029⊙384756多面手增减作业人数意味着周期时间、作业内容、作业范围、作业组合、作业顺序等的变更，工人必须相应改变作业的内容。实现柔性人数的一个必要条件：工人必须具有多种技能，是“多面手”。“多面手”增强了系统的柔性。CrosstrainworkersJITexposesqualityproblemsbyreducinginventoryJITQualityTacticsStatisticalprocesscontrolWorkerinvolvementInspectownworkQualitycirclesBuildfailsafemethods(poka-yoke,checklists,etc.)ImmediatefeedbackJITrequiresTQM

Gettingemployeesinvolvedinproduct&processimprovementsEmployeesknowjobbest!JITrequiresEmpowermentCross-trainingTrainingsupportFewjobclassificationsEmployeeEmpowerment源质量（QualityattheSource)准时生产方式强调“源质量”，“使每个工人承担其工作质量的责任。”自检（Self-inspection）：要求每个工人自己自动地“把事情做正确”、“如果不正确，就纠正”，既是正确的作业者，又是严格的检验员，从根源上保证每一个进入下一个环节、直到最终顾客的产品都是符合质量标准的。自动检验（Automatedinspection）防错法（Fail-safemethods）（Poka-Yoke)准时生产方式利用“自动化（Autonomation）”进行所谓的“自律缺陷控制（AutonomousDefectsControl）”，在线地对生产过程中出现的缺陷进行自动检查，及时发现质量问题。它可用于机器或人工操作。（1）检测缺陷和机器故障；（2）停止正条生产线。停线授权（Line-stoppingempowerment）在准时生产系统中，一旦出现质量问题，就要立即关闭生产过程，迅速查明原因，力求根本解决问题，使之不再发生。立即关闭生产过程，当时、就地解决问题是最好、最有效的方法。不良质量的、不按时到达的、不够数量的外购物料会中断生产过程，造成浪费。到货检验本身以及为预防意外而建立的库存也是一种浪费。BuyerandsupplierformJITpartnershipsPartnershipsFewNearbyRepeatbusinessCompetitivebiddingmostlylimitedtonewpurchasesBuyerresistsverticalintegrationSuppliersencouragedtoextendJITtotheirsuppliersCharacteristicsofJITPartnershipsSuppliers集成工厂网络（FocusedFactoryNetworks）FinalAssembly协作系统集成CoordinationSystemIntegration实施JIT的效益美国麻省理工学院的“国际汽车计划”，组织50多位专家，历时5年，耗资500万美元，对17个国家的90个汽车制造厂的调查表明，与传统生产方式相比，JIT：（１）所需人力资源均能减至1/2；（２）新产品开发周期可减至1/2或2/3；（３）在制品库存可减至1/10；（４）占用空间可减至1/2；（５）成品库存可减至1/4；（６）产品质量可提高3倍。准时生产方式与传统生产方式的比较第二节约束理论

(TheoryofConstraints)企业的目标（TheGoalofthefirm）瓶颈（Bottleneck）高德拉特生产计划原则（Goldratt’sRulesofScheduling)Dealswithfactorslimitingcompany’sabilitytoachievegoalsTypesofconstraintsPhysicalExample:Machines,rawmaterialsNon-physicalExample:Morale,trainingLimitsthroughputinoperationsTheoryofConstraints企业的目标（TheGoalofthefirm）高德拉特主张（GoldrattProclaims）：企业的目标是赚钱。（Thegoalofafirmistomakemoney.）绩效度量：财务

（PerformanceMeasurement：Financial）净利润（Netprofit）一种绝对的货币度量（anabsolutemeasurementindollars）

投资收益率（Returnoninvestment）一种基于投资的相对度量（arelativemeasurebasedoninvestment）

现金流（Cashflow）一种维持生存的度量（asurvivalmeasurement）绩效度量：运作

（PerformanceMeasurement：Operational）

1.产销率（Throughput）经销售系统赚钱的速率（therateatwhichmoneyisgeneratedbythesystemthroughsales）2.库存（Inventory）系统为销售而投入到采购物中的所有的钱（allthemoneythatthesystemhasinvestedinpurchasingthingsitintendstosell）3.运作费用（Operatingexpenses）为将库存转化为产出花费的所有的钱（allthemoneythatthesystemspendstoturninventoryintothroughput）瓶颈/非瓶颈（Bottleneck/Nonbottleneck）能力（Capacity）可用于生产的时间（Availabletimeforproduction）瓶颈（Bottleneck）小于需求的能力（Capacityislessthandemandplacedonresource）非瓶颈（Nonbottleneck）大于需求的能力（Capacityisgreaterthandemandplacedonresource）受约束的能力资源（Capacity-constrainedresource(CCR)）接近需求的能力（Capacityisclosetodemandplacedonresource）BottleneckworkcentershavelesscapacitythanpriororfollowingworkcentersTheylimitproductionoutputBottleneckWorkCenters将会发生什么？（What’sGoingtoHappen?）XY市场情形

AXY瓶颈非瓶颈需求/月200单位200单位加工时间/单位1小时45分可用时间/月200小时200小时YX市场情形BXY装配市场情形

CXY市场市场情形

D节省时间（SavingTime）瓶颈Bottleneck非瓶颈Nonbottleneck在每个过程节省时间的结果如何？（Whataretheconsequencesofsavingtimeateachprocess?）鼓，缓冲器，绳子（Drum,Buffer,Rope）瓶颈（鼓）Bottleneck(Drum)信息（绳子）Communication(rope)ABCDEF市场信息（绳子）Communication(rope)库存（缓冲）Inventory（buffer）时间（缓冲）Timebuffer库存（产品缓冲）Inventory（bufferoffinishedgoods）TheoryofConstraints:AFiveStepProcessIdentifytheconstraintsDevelopaplanforovercomingtheidentifiedconstraintsFocusresourcesonaccomplishingtheconstraintsidentifiedinstep2Reducetheeffectsoftheconstraintsbyoff-loadingworkorbyexpandingcapabilityOnceonesetofconstraintsisovercome,returntothefirststepandidentifynewconstraints高德拉特生产进度计划的原则

(Goldratt’sRulesofProductionScheduling)基本思想具体体现在九条原则上。这九条原则是实施同步制造的基石。有关生产计划与控制的算法和软件，就是按照这九条原则提出和开发的。这些原则也可以直接用于指导实际的生产管理活动。原则1平衡物流，而不是平衡生产能力(Donotbalancecapacity—balancetheflow)在企业内部平衡物流，平衡能力实际是做不到的。因为统计波动（StatisticalFluctuation）和相关事件（DependentEvents）存在。平衡物流：使各环节都与瓶颈同步。

最后一件产品的完工时间为66小时，产品的个均产出时间为13．2小时；而期望完工时间是60小时，因此期望的平均产出时间为12小时。

最后一件产品的完工时间为66小时，产品的个均产出时间为13．2小时；而期望完工时间是60小时，因此期望的平均产出时间为12小时。原则2：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。(Thelevelofutilizationofanonbottleneckresourceisnotdeterminedbyitsownpotentialbutbysomeotherconstraintinthesystem.)系统的约束就是瓶颈。因为系统的产出是由所能经过瓶颈的量决定的，即瓶颈限制了产销量。而非瓶颈资源的充分利用不仅不能提高产销量，而且会使库存和运行费增加。原则3资源的“利用”和“活力”不是同义词。(Utilizationandactivationofaresourcearenotthesame.)“利用”（Utilization）：资源应该利用的程度“活力”（Activation）：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，从平衡物流的角度出发，应允许在非关键资源上适当的闲置时间。原则4瓶颈上一个小时的损失则是整个系统的一个小时的损失。(Anhourlostatabottleneckisanhourlostfortheentiresystem.)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。瓶颈必需保持100％“利用”，增大其产出。TechniquesforDealingWithBottlenecksIncreasethecapacityoftheconstraintEnsurewell-trainedandcross-trainedemployeesareavailabletooperateandmaintaintheworkcentercausingtheconstraintDevelopalternateroutings,processingprocedures,orsubcontractorsMoveinspectionsandteststoapositionjustbeforetheconstraintSchedulethroughputtomatchthecapacityofthebottleneck对瓶颈采取特别的保护措施对瓶颈采取特别的保护措施，不使其因管理不善而中断或等工：①减少调整准备时间和频率，瓶颈上的批量应尽可能大；②实行午餐和工修连续工作制，减少状态调整所需的时间损失；③加工前注重质量检查；④利用缓冲器等。原则5非瓶颈获得的一个小时是毫无意义的。(Anhoursavedatanonbottleneckisamirage.)在非瓶颈资源上的生产时间除了加工时间和调整准备时间之外，还有闲置时间，节约一个小时的调整准备时间并不能增加产销率，而只能增加一个小时的闲置时间。原则6瓶颈控制了库存和产销率。(Bottlenecksgovernboththroughputandinventoryinthesystem.)产销率指的是单位时间内生产出来并销售出去的量。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；如果市场需求是瓶颈，即使企业能多生产，产销率也不能增加，只会增加库存。原则7转运批量可以不等于（在许多时候应该不等于）加工批量。(Transferbatchmaynotandmanytimesshouldnotbeequaltotheprocessbatch.)转运批量：工序间转运一批零件的数量；加工批量：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。瓶颈上的加工批量必须大，但到瓶颈的转运批量应该小。原则8加工批量应是可变的，而不是固定的。(Aprocessbatchshouldbevariablebothalongitsrouteandintime.)转运批量是从零部件的角度来考虑的，而加工批量则是从资源的角度来考虑的。瓶颈要求加工批量大，以最大限度的利用瓶颈资源；非瓶颈上的加工批量要小，这样可以满足瓶颈的需要、还能减少相应的库存费用。原则9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，而不应是预定值。(Prioritiescanbesetonlybyexaminingthesystem’sconstraints.Leadtimeisaderivativeoftheschedule.)提前期是批量、优先权和其它许多因素的函数。在这点上，与MRP正好相反。在MRP中，提前期一般都是预先制定的，而从下例可以看出提前期应该是后制定的。与MRP和JIT相比较（ComparingtoMRP&JIT)MRP采用反向进度计划法（backwardscheduling)JIT局限于重复制造（repetitivemanufacturing）对于质量较JIT系统宽松（MoretolerantthanJITsystemsaboutquality）瓶颈之前需要质量控制（Qualitycontrolneededbeforebottleneck）供应链（Supply-ChainManagement）供应链战略牛鞭效应第三节供应链管理

（Supply-ChainManagement）供应链始于原材料供应商经过中间环节企业终于最终用户供应链（Supply-Chain）顾客零售商制造商供应商供应商批发商零售商资金流订单流供应链（TheSupply-Chain）物流供应链（TheSupply-Chain）供应商供应商供应商库存库存分销商库存库存制造商顾客顾客顾客市场研究数据计划进度信息工程和设计数据订单流和资金流满足最终顾客的创意和设计物流信用流11%31%58%物料直接工资其他71%16%13%83%9%8%货物工资其他制造批发零售供应链中物料成本Source:U.S.DepartmentofCommerce,BureauofCensus,1987CensusofManufacturers:GeneralS