企业生产物流——现代生产物流管理新模式武汉大学经济与管理学院2007年5月2007-5-28企业生产物流的计划与控制1
以MRP、MRPⅡ、ERP原理为指导的生产物流运营模式准时生产（JIT）方式及其生产物流计划与控制最优生产技术（OPT）2007-5-28企业生产物流的计划与控制2
物料需求计划（MRP）基本概念（1）1、独立需求与相关需求独立需求：当一个库存项目的需求与其他库存项目的需求无关时，称为独立需求。此时，需求项目之间没有任何联系，不会发生一个项目的需求对另一个项目的需求产生影响的需求形式。这种需求受市场等随机因素的影响，需求一般经过预测得到。相关需求：当一个库存项目的需求与其他库存项目的需求直接相关时，称为相关需求。相关性包含两方面：纵向相关（上一级需求项目派生出下一级需求项目），横向相关（如随同产品发货的附件等）为了确定相关需求，对每种产品需要建立反映产品构成情况的结构图。在MRP系统中，这种图称为物流清单（Bill of Material）。2007-5-28企业生产物流的计划与控制3
物料需求计划（MRP）基本概念（2）2、时间分段与提前期在MRP方法中，定义了时间分段，并按时间分段计算物料需求，这是MRP的重要特点之一。由于库存项目中引进了时间分段，为了正确计算各相关需求，必须确定各库存项目的提前期。不同类别的库存项目，其提前期含义是不同的。如对外购件，其提前期定义为订货日和入库日之差；对加工零件，其提前期定义为坯料出库日和零件加工完成入库日之差。2007-5-28企业生产物流的计划与控制4
物料需求计划的基本原理MRP按照基于产品结构的物料需求组织生产，根据产品完工日期和产品结构规定生产计划。即根据产品结构的层次从属关系，以产品零件为计划对象，以完工日期为计划基准倒排计划，按各种零件与部件的生产周期反推出它们的生产与投入时间和数量，按提前期长短区别各个物料下达订单的优先级，从而保证在生产需要时所有物料都能配套齐备，不到需要的时刻不要过早积压，达到减少库存量和减少占用资金的目的。按照MRP的基本原理，企业从原材料采购到产品销售，从自制零件的加工到外协零件的供应，从工具和工艺的准备到设备的维修，从人员的安排到资金的筹措与运用等，都要围绕MRP进行，从而形成一整套新的生产管理方法体系。2007-5-28企业生产物流的计划与控制5
MRP的特点与传统的存货管理相比，MRP具有如下特点：¾传统的存货管理用单项确定的办法解决生产中的物料联动需求，难免相互脱节，同时采取人工处理，工作量大。而MRP系统用规划联动需求，使各项物料相互依存，相互衔接，使需求计划更加客观可靠，也大大减少计划的工作量。¾实施MRP要求企业制定详细、可靠的主生产计划，提供可靠的存货记录，迫使企业分析生产能力和对各项工作的检查，把计划工作做得更细。MRP系统提供的物料需求计划又是企业编制现金需求计划的依据。¾当企业的主生产计划发生变化，MRP系统将根据主生产计划的最新数据进行调整。及时提供物料联动需求和存货计划，企业可以据此安排相关工作采取必要措施。¾在MRP环境下，可以做到在降低库存成本、减少库存资金占用的同时，保证物料按计划流动，保证生产过程中的物料需求及生产的正常运行，从而使产品满足用户和市场的需求。2007-5-28企业生产物流的计划与控制6
MRP的基本功能（1）MRP的设计原则是适时物流原则，即在需要的时间，生产或采购需要的数量。MRP系统的基本输入为：¾主生产计划¾产品结构图（物料清单）¾库存记录MRP系统的基本输出为：¾生产计划¾采购计划2007-5-28企业生产物流的计划与控制7
MRP的基本功能（2）—系统流程图物料清单主生产计划计算总需求独立需求计算净需求库存记录批量调整层次分解制订生产计划制订采购计划输出2007-5-28企业生产物流的计划与控制8
MRP处理逻辑（1）按时期确定所有层次上的物品的总需求量G(t)开始确定时期t对层次n上物品的净需求量N(t:)N(t)=G(t)-S(t)-H(t-1),如N(t)<0,令N(t)=0.按批量Q将净需求量换算成计划订货到达量P(t).如N(t)>Q, P(t)=N(t); 0<N(t)<Q, P(t)=Q.计算时期t所有层次上的物品的预计库存量：H(t)=S(t)+P(t)+H(t-1)-G(t).N各期计算完成t=t+1Y根据提前期L，得到层次n上的计划订货到达量：R(t-L)=P(t).Y所有层次计算完毕结束N分析所有层次n上的计划订货发出量，确定较低层次上的总需求量2007-5-28企业生产物流的计划与控制9n=n+1
MRP处理逻辑（2）有关计算项目的意义：、耗用量或出库量，1）总需求量。每个时期的预计生产量独立需求项目等于主生产计划中的数量，相对需求项目由它的母体得出。的数量和时2）预计到达量。已经订货（生产或采购）物料间。3）无计库存量。满足需求后的期末库存量。4）净需求量。总需求量减去预计到达量和上期预计库存量。5）计划订货到达量。计划订货的数量和时间，根据计算出的净需求量，按生产或采购批量调整。6）计划订货发出量。应当发出订单的时间和订货数量。2007-5-28企业生产物流的计划与控制10
MRP中的物流管理（1）1、批量问题MRP系统可以准确计算出原材料、外购件和零、部件的需求量和需求时间。一般情况下，原材料、外购件的批量由企业的采购物流系统决定，而零、部件的制造批量要由生产物流系统决定。由于带有时间的概念，传统的EQP、EPQ等批量方法已明显不能适用于MRP系统。人们已经研究出许多与MRP有关的批量方法，如WangerWhitinalgorithm、Least unit cost、Silver meal approach等。因此应根据具体情况选择或设计合适的批量。由于产品结构多层次性，每层都有批量问题，而且下一层批量一般都比上一层的大。如果上层出现波动，下层波动会逐渐放大。因此，一般将提前期固定，只对最下层采取批量策略，其它层按等量需求法确定，即需要多少就生产多少。2007-5-28企业生产物流的计划与控制11
MRP中的物流管理（2）2、库存问题¾MRP计算中，需要准确的库存记录，因此必须提供详细的，全面的库存数据。如果对计算机处理的速度影响不大，一般对库存项目不进行ABC分类，这样可以对全部物品实行准确的管理，有利于大幅度降低库存，减少资金占用。如果库存项目数量过多，严重影响系统运行速度或库存项目难以进行实时管理时，也可以采用ABC分类法，对库存项目进行分类，以便对重点库存项目进行重点管理，其它库存项目则采用常规的管理方法。¾安全库存是为了应对不确定因素。一般仅对最低层项目设立安全库存。安全库存应根据生产工艺、设备水平、工人素质、管理水平等确定，并进行定期调整。3、物流控制问题MRP系统既是一个物流计划系统，又是一个物流控制系统。一旦发生与计划相背离的情况，就重新运行MRP系统，便可获得最新情况下的生产与采购计划。2007-5-28企业生产物流的计划与控制12
MRP中的物流管理（3）4、计划期问题计划期不能比最长的产品制造周期短。在此前提下，计划期长，计划的预见性就越好，对于生产能力的安排就越有利。但计划期长，数据的处理量就大，运行时间就长。因此，计划期的长短应按企业产品的最长生产周期、计划工作要求、设备能力等决定。5、计划的时间单位¾计划的时间单位小，计划工作的精度就高，有利于降低库存，合理安排设备的生产能力，但同时数据处理量就大，运行时间就长。¾实践证明，对于机械制造行业，以周为单位比较好。但对于预计计划，一般采用月或双月为计划单位。2007-5-28企业生产物流的计划与控制13
MRP的发展——闭环MRPMRP可以依据产品的生产计划、产品结构图和物资库存情况，计算出各个零/部件、外协件、原材料的需求计划。但没有考虑企业内部资源是否有能力实现上述计划。为了使MRP制定的计划切实可行，人们将MRP发展成闭环MRP。闭环MRP不单纯考虑物料需求计划，还将与之有关的能力需求、车间生产作业计划和采购等方面的情况考虑进去，使整个问题的处理形成闭环。2007-5-28企业生产物流的计划与控制14
制造资源计划（MRPⅡ）（1）MRPⅡ由美国著名生产管理专家Oliver Wight在1977年提出。MRPⅡ将市场信息、财务信息、工程信息、生产与库存信息有效地集成在一起，实现了管理职能的集成。MRPⅡ的基本思想是把MRP同所有其它与生产经营活动直接相关的工作和资源，以及财务计划连成一个整体，实现企业管理的系统化。MRPⅡ是一个闭环系统。计划制定与实施之后，需要不断根据企业的内外环境提供的信息反馈，适时做出调整，从而使整个系统处于动态的优化之中。MRPⅡ的实质是一个面向企业内部信息集成及计算机化的信息系统，即将企业的经营计划、销售计划、生产计划、主生产计划、物料需求计划和生产能力计划、现金流动计划、以及物料需求和生产能力需求计划的实施执行等通过计算机有机地结合起来，形成一个由企业各功能子系统有机结合的一体化信息系统，使各子系统在统一的数据环境下运行。2007-5-28企业生产物流的计划与控制15
制造资源计划（MRPⅡ）（2）与闭环MRP相比，MRPⅡ扩展了如下功能：¾把企业财务管理、成本管理与MRP结合在一起¾把经营计划、销售规划与管理、生产规划纳入统一管理¾MRPⅡ具有模拟功能，能够根据不同的决策方针模拟出各种结果，进行辅助决策。¾一般具有中央数据库，实现了信息集成。按实物量表述的业务活动计划和以货币表系统输出述的财务报表集成，从而实现物流与现金流的统一。2007-5-28企业生产物流的计划与控制16
企业资源计划（ERP）（1）ERP（Enterprise Resource Planning）是由美国加特纳公司（Garter Group Inc.）在20世纪90年代初首先提出的。ERP的核心管理思想是供应链管理。即在MRPⅡ的基础上通过前馈的物流与反馈的信息流和资金流，把客户需求和企业内部的生产活动以及供应商的制造资源整合在一起，体现完全按用户需求制造的一种供应链管理思想的功能网络结构模式。ERP强调通过企业间的合作，强调对市场需求快速反应、高度柔性的战略管理以及降低风险成本、实现高效收益目标等优势，从集成化的角度管理供应链问题。2007-5-28企业生产物流的计划与控制17
企业资源计划（ERP）（2）——特征（1）ERP是一个面向供需链管理的管理信息集成。ERP除了传统MRPⅡ系统的制造、供销、财务功能外，还具有以下功能：¾融合了其它先进的管理思想和方法（如JIT、TQM、OPT、TOC等），不断完善自身系统；¾支持物料流通体系的运输管理、仓库管理；¾增加了客户关系管理、供应商管理、供应链管理等功能；¾支持在线分析处理（Online Analytical Processing，OLAP）、售后服务及质量反馈，实时准确地掌握市场需求的脉搏；¾支持生产保障体系的质量管理、实验室管理、设备维修和备品备件管理；¾支持跨国经营的多国家地区、多工厂、多语种、多币制需求；2007-5-28企业生产物流的计划与控制18
企业资源计划（ERP）（3）——特征¾支持多种生产类型或混合型制造企业，汇合了离散型生产、流水线作业生产和流程型生产的特点；¾支持远程通信、Web/Internet/Intranet/Extranet、电子商务（E-commerce、E-business）、EDI，运用计算机技术的最新成果，不断改善系统功能和用户界面；¾支持工作流（业务流程）动态模型变化与信息处理程序命令的集成¾发展与企业其它系统的接口，实现更大范围内信2007-5-2息8集成。企业生产物流的计划与控制19
企业资源计划（ERP）（4）——特征（2）ERP同企业业务流程重组（BPR，Business Process Reengineering）是密切相关的。企业业务流程重组是为适应由信息技术的发展所带来的业务量增加，信息量敏捷畅通，企业必须进行信息的实时处理，及时决策而进行的一项包括业务流程、信息流程和组织结构的变革。ERP系统应用程序使用的技术和操作必须能够随着企业业务流程的变化而相应地调整。只有这样，才能把传统MRPⅡ系统对环境变化的“应变性（Active）”上升为ERP系统通过网络信息对内外环境变化的“能动性（Proactive）”。2007-5-28企业生产物流的计划与控制20
ERP与MRPⅡ的区别（1）—MRPⅡ侧重对企业内部人、（1）在资源管理范围方面—财、物等资源的管理，ERP系统提出了供应链的概念，即把客户需求和企业内部的制造活动以及供应商的制造资源整合在一起，并对供应链上的所有环节进行有效管理。（2）在生产方式管理方面——MRPⅡ系统把企业归类为几种典型的生产方式来进行管理，如重复制造、批量生产、按订单生产（装配）、按库存生产等，针对每一种类型都有一套管理标准。而ERP则能很好地支持和管理多品种小批量生产以及看板式生产混合型制造环境，体现了精益生产、敏捷制造地思想，满足了企业多元化经营的需求。（3）在管理功能方面——ERP除了MRPⅡ系统的制造、分销、财务管理功能外，还增加了支持整个供应链上物料流通体系中供、产、需各个环节之间的运输管理和仓库管理；支持生产保障体系的质量管理、实验室管理、设备维修和备品备件管理；支持对工作流的管理。2007-5-28企业生产物流的计划与控制21
ERP与MRPⅡ的区别（2）（4）在事务处理控制方面——MRPⅡ是通过计划的及时滚动来控制整个生产过程，其实时性较差，一般只有实现事中控制。而ERP系统支持在线分析处理、售后服务及质量反馈，强调企业的事前控制能力。（5）在跨国（或地区）经营事务处理方面——现代企业的发展，使得企业内部各个组织单元之间、企业与外部的业务单元之间的协调变得越来越多和越来越重要，ERP系统运用完善的组织架构，从而可以支持跨国经营的多国家地区、多工厂、多语种、多币制应用需求。（6）在计算机信息处理技术方面——随着IT技术的飞速发展，网络通讯技术的应用，使得ERP系统得以实现对整个供应链信息进行集成管理。2007-5-28企业生产物流的计划与控制22
以MRP、MRPⅡ、ERP原理为指导的生产物流运营模式准时生产（JIT）方式及其生产物流计划与控制最优生产技术（OPT）2007-5-28企业生产物流的计划与控制23
准时生产方式（JIT）准时生产方式就是在需要的时候，按需要的数量，生产所需的产品。其核心是追求一种零库存生产系统或使库存达到最小的生产系统。是为了使企业获取最大利润，采取各JIT的基本思想种方法和措施，消除或降低生产经营中的各种浪费（使成本增加的各种生产因素、即不会带来任何附加价值的各种生产因素），降低产品成本。为了消除或降低浪费，JIT采取的主要措施是适时适量地生产产品、最大限度地减少操作工人、全面及时地进行质量检测与控制。2007-5-28企业生产物流的计划与控制24
JIT方式的基本思想与实现方法（1）获取利润降低成本消除或降低浪费适时适量生产弹性作业人数质量保证生产均衡化生产同步化及时的质量检测与控制控制产品投入顺序生产物流计划合理设备配置多面手工人标准作业2007-5-28企业生产物流的计划与控制25
JIT方式的基本思想与实现方法（2）1、适时适量生产JIT方式认为企业只有在市场需要时，才生产出所需的产品，从而最大限度地降低库存。适时适量生产的具体方法有：（1）生产过程的均衡化¾制定合理生产计划，控制产品投放顺序¾设备通用化¾制订作业标准，即制订合理操作顺序和操作规范（2）生产过程的同步化¾合理布置设备¾缩短作业更换时间¾制订合理作业节拍¾采取后工序领取的控制流程2007-5-28企业生产物流的计划与控制26
JIT方式的基本思想与实现方法（3）2、弹性作业人数弹性作业人数是指根据每月生产量的变化，相应地增减生产中的作业人数，从而降低成本。主要方法有：（1）适当的设备配置（2）培养训练有素、具有多种技艺的操作人员（3）制订或改善标准作业组合3、质量保证在JIT方式中，为了保证产品质量，将质量管理贯穿于每一道工序中，对产品质量进行及时检测与处理，同时实现提高质量与降低成本的一致性。2007-5-28企业生产物流的计划与控制27
JIT方式的生产物流计划与控制（1）1、JIT方式生产物流计划的特点在JIT方式中，根据企业的经营方针和生产预测制订年度计划、季度计划、月度计划，最后根据月度计划制订物流作业计划。其主要特的是：¾真正的生产指令只下达给最后一个工序¾其它工序只下达每月大致生产的品种和数量计划。2007-5-28企业生产物流的计划与控制28
JIT方式的生产物流计划与控制（2）2、产品投产顺序计划的制订制订正确的产品投产计划，既要使各工序的作业速度大致相同，避免由于各工序作业速度不同而引起的全线停车的可能，又要使各种零部件出现的几率保持不变，避免在制品库存。（1）投产顺序模型NQ=Q∑ii=1设产品A（i=1,2,…,N）的数量为Q，总产量为ii设生产产量Q所需零件a（j=1,2,…,M）的数量为n，那么单jj位产品中a的平均需求量为njjm=jQ因此生产k个产品需要a的平均数为km，在顺序计划法中，jj将km称为零件的第k个目标值。j2007-5-28企业生产物流的计划与控制29
JIT方式的生产物流计划与控制（3）设按照既定的顺序，生产前面k个产品所需零件a的数量jxjkx为，则为零件a的第k个实际值。jkj在投产顺序计划中，要达到a的出现率为恒值，就必须使ajj的实际值和目标值尽可能接近。G,X设kk分别为零件a的第k个目标点和实际点，且jG=(km,km,L,km)k12MX=(x,x,L,x)k1k2kMk其中G的第j个分量为a的第k个目标值，X的第j个分量为akjkj的第k个实际值，为了保持所有的零件出现的几率不变，应尽可能使下式趋于零，即M2D=(km−x)→0 (k=1,2,L,Q)k∑jjk2007-5-28企业生产物流的计划与控制30j=1
JIT方式的生产物流计划与控制（4）P如果定义某个投入顺序计划，第k个实际点为l(l)(l)(l)(l)X=(x,x,L,x)k1k2kMk(l)D且对于Pl，设Q个目标点与实际点的距离之和为则，QQM(l)(l)(l)2D=D=(km−x)∑∑∑kjjkk=1k=1j=1(l)那么，使D达到最小时，就得到最佳投产顺序。2007-5-28企业生产物流的计划与控制31
JIT方式的生产物流计划与控制（5）（2）投产顺序模型的近似解法1个产品为前提，只基本思想：以已经决定好的第1到第k-决定使第k个目标点到第k个实际点的距离最小。同理，可以确定第k+1, k+2, …, Q个投产顺序。（目标追迹法）品Ai（i=1,2,…,N）时所需零件a具体步骤：设装配产j（j=1,2,…,M）的数量为b。设定初值:ijk=1,X=0 (j=1,2,L,M),S=(1,2,L,N)j01使下式取得最小值的产品作为第k个投入产品：′AiM2′D=minD=min(km−x−b), i∈S∑kikijj,k−1ijkj=12007-5-28企业生产物流的计划与控制32
JIT方式的生产物流计划与控制（6）产品全部排好顺序时，′S=S−{i}, otherwise S=Sk+1kkk+1kS=φ第一步：如果，计算结束；k+1S≠φx=x+b(j=1,2,L,M)k+1第二步：如果，计算，jkj,k−1ij′S=S−{i}且令，返回第一步。k+1kk2007-5-28企业生产物流的计划与控制33
JIT方式的实现手段—看板管理（1）所谓看板，是一种生产指令的传送工具，可以是卡片、圆球等东西。看板的功能：¾传递生产、运送的工作指令¾防止过量生产和运送。没有看板，不能生产¾进行目视管理¾通过减少看板，减少库存看板的种类：¾工序内看板¾信息看板¾工序间看板¾对外订货看板¾临时看板2007-5-28企业生产物流的计划与控制34
JIT方式的实现手段—看板管理（2）：看板的使用方法¾工序内看板：工序内看板必须与实物一起移动。后工序领取时，摘下挂在产品上的工序内看板，挂上领取用的工序看板运走。该工序然后按看板被摘下的顺序以及看板所表示的数量组织生产。¾信息看板：信息看板挂在成批制造的产品上，当该批产品的数量减至基准数时摘下看板，送到生产工序，生产工序按看板的数量组织生产。¾工序间看板：工序间看板挂在从前一道工序领来零部件的箱子上，当该零件被使用后，取下看板，放回到看板回收箱内。现场工作人员定时回收看板，集中起来分别送到相应工序，各工序按看板指令组织生产。¾对外订货看板：与工序间看板基本相同，但回收后分别送到协作厂家，协作厂家按看板指令组织生产。2007-5-28企业生产物流的计划与控制35
以MRP、MRPⅡ、ERP原理为指导的生产物流运营模式准时生产（JIT）方式及其生产物流计划与控制最优生产技术（OPT）2007-5-28企业生产物流的计划与控制36
约束理论（Theory of Constraint，TOC）约束理论是以色列物理学家及企管顾问高德拉特（Eliyahu提出的一种用于安排企业生M. Goldratt）于20世纪70年代产人力和物流调度的计划方法。它是继MRP和JIT之后的又一项组织生产的新方式，最初被称作最优生产的时间表（Optimized Production Time Table，OPTT），后改称为最优生产技术（Optimized Production Technology，OPT），最后发展称为约束理论。约束管理（Constraint Management，CM）是一种持续改善、解决“瓶颈约束资源”的管理哲学。该理论目前已应用于航天、汽车、半导体、钢铁、纺织、电子、机械五金、食品等行业，还应用于学校、医院、财团法人以及政府等非赢利的机构。TOC也应用到分销、供应链、项目管理等其它领域，且获得很好的成效。2007-5-28企业生产物流的计划与控制37
TOC的基本思想（1）TOC理论将企业看作是一个完整的系统，认为任何一种系统至少都会有一个约束因素，犹如一条链子，链条中最薄弱的环节（瓶颈）就是决定着整个系统链条功能的“链节”。正是各种各样的制约（瓶颈）因素限制了企业出产产品的数量和利润的增长。因此，基于企业在实现其目标的过程中现存的或潜伏的制约因素，通过逐个识别和消除这些约束，使得企业的改进方向和改进策略明确化，从而更有效地实现其“有效产出”目标才是最关键的。TOC的基本原理是面对要生产的产品，找出影响生产进度的最薄弱环节（关键资源，约束因素），集中主要精力保证最薄弱环节满负荷工作，不至于影响生产进度，以缩短生产周期，降低在制品库存。2007-5-28企业生产物流的计划与控制38
TOC的基本思想（2）约束（关键资源）：在企业生产过程中，限制整个生产系统生产效率最薄弱的环节。在关键资源上的加工的工序称为关键工序，含有关键工序的零部件称为关键零部件。约束是多方面的，有市场、物料、能力、工作流程、资金、管理体制、员工行为等，其中，市场、物料和能力是主要的约束。为了达到实现“有效产出”的目标，约束理论强调三个方面：首先，在能力管理和现场作业管理方面寻找约束因素。其次，应该把重点放在瓶颈工序上，保证瓶颈工序不发生停工待料，提高瓶颈工作中心的利用率，从而得到最大的有效产出。第三，根据不同的产品结构类型、工艺流程和物料流动的总体情况，设定管理的控制点。2007-5-28企业生产物流的计划与控制39
TOC的基本思想（3）TOC理论应用于生产系统的关键点主要有以下几点：（1）重新建立企业目标和作业指标体系TOC认为，一个企业的最终目标就是在现在和将来赚取更多的利润。生产系统衡量的作业指标有三种：有效产出（Through-Out），是指企业在某个规定时期内通过销售获得的货币（同产出量的概念不同，没有销售的产成品只能作为库存处理，是没有实现目标的货币投入，也可能是一种浪费）库存，是企业为了销售有效产出，在所有外购物料上投资的货币运行费用，是指企业在某个规定时期为了将库存转换为有效产出所花费的货币，包括了除材料费意外的成本2007-5-28企业生产物流的计划与控制40
TOC的基本思想（4）（2）寻找系统资源资源的瓶颈约束在生产系统中，有效产出最低的环节决定着整个系统的产出水平。因此，任何一个环节只要它阻碍了企业更大程度地增加有效产出、减少库存和运行费，那么它就是一个“约束”（瓶颈）。所以，找出系统的瓶颈→充分利用瓶颈→由非瓶颈配合瓶颈→打破瓶颈→再找下一个瓶颈，别让惰性成了最大的约束，也就是持续不断地改善2007-5-28企业生产物流的计划与控制41
TOC的基本思想（5）（3）以物流为中心建立企业特征根据不同类型“物流”的特点来对企业进行分类，从而为企业准确识别出各自的薄弱点（约束）所在提供帮助，并对其实施有针对性的计划与控制。（4）以九条管理原则来系统化理论有关对生产系统瓶颈资源的原则原则一：瓶颈控制了库存和有效产出原则二：非瓶颈资源的利用程度不由其本身决定，而是由系统的约束决定原则三：瓶颈上一个小时的损失是整个系统的一个小时的损失2007-5-28企业生产物流的计划与控制42
TOC的基本思想（6）原则四：非瓶颈资源节省的一个小时无益于增加系统有效产出原则五：资源的“利用”（Utilization）和“活力”（Activation）不是同义词原则六：编排作业计划时要考虑系统资源约束，提前期是作业计划的结果，而不是预定值有关生产系统中物流的原则原则七：平衡物流，而不是平衡生产能力原则八：运输批量可以不等于（在许多时候应该不等于）加工批量原则九：批量大小应该是可变的，而不是固定的2007-5-28企业生产物流的计划与控制43
TOC的生产物流计划与控制（1）1、按物料流向分类的三种物流类型根据不同类型“物流”的特点，一般将从原材料到成品这一“生产物流”分为三种类型：V型物流、A型物流、T型物流。如果一个企业主要的生产物流是V（A，T）型物流，那么可将该企业称为V（A，T）型企业。（1）V型企业生产物流结构：由一种原材料加工或转变成许多不同的最终产品。如炼油厂、钢铁长等企业，其工艺流程一般来说比较清楚且设计简单，生产提前期较短，企业的瓶颈识别及控制与协调也相对容易。特点：最终产品的种类较原材料的种类大得多；所有的最终产品，其基本的加工过程相同；企业一般是资金密集型且高度专业化的。2007-5-28企业生产物流的计划与控制44
TOC的生产物流计划与控制（2）（2）A型企业生产物流结构：由许多种原材料加工或转变成一种最终产品。如造船厂、飞机制造厂等企业。其物料清单和工艺流程较复杂，在制品库存较高，生产提前期较长，瓶颈不易识别，计划以及工序之间的协调工作繁多琐碎。品，原材料较特点：由许多制成的零部件装配成相对较少数的成多；一些零部件对特殊的成品来说是唯一的；对某一产品来说，其零部件的加工过程往往是不相同的；设备一般是通用型的。（3）T型企业生产物流结构：由许多种原材料加工或转变成多种最终产品。如制锁厂、汽车制造厂等企业。特点：由一些共同的零部件装配成相对数目较多的成品；许多成品的零部件是相同的；但零部件的加工过程通常是不相同的。2007-5-28企业生产物流的计划与控制45
三种物流类型企业比较项目V型企业A型企业T型企业多单一或较少较多产品种类基本相同不相同不相同产品加工过程物流流程分解型物流流程加工装配型标准基件物料加工装物料特点配型高度专业化通用型介于专业化与通用型设备之间比较清楚，设计物料清单比较复杂、物料清单比较复杂、工艺过程简单在制品库存比较高在制品库存比较高比较短比较长比较长生产提前期相对容易相对困难相对困难企业的瓶颈识别相对容易相对困难相对困难生产控制、协调炼油厂、钢铁厂造船厂、飞机制造厂制锁厂、汽车制造厂典型企业2007-5-28企业生产物流的计划与控制46
TOC的生产物流计划与控制（3）2、生产物流中的瓶颈类型从企业的制造资源来看，“物料”所经过的制造资源，将存在瓶颈与非瓶颈之分。瓶颈与非瓶颈的关系，通过考察以上三种类型企业的物流可以看出，它们之间存在着四种基本的关系：从瓶颈资源到非瓶颈资源；从非瓶颈资源到瓶颈资源；瓶颈资源和非瓶颈资源到同一装配中心瓶颈资源和非瓶颈资源相互独立2007-5-28企业生产物流的计划与控制47
TOC的生产物流计划与控制（4）3、TOC的生产物流计划与控制模式TOC的生产计划与控制目标，就是寻求顾客需求与企业能力的最佳配合，对约束环节进行有效的控制，一旦一个被控制的工序（即瓶颈）建立了一个动态的平衡，其余的工序应相继地与这一被控制地工序同步。实现的方法是以“鼓——缓冲器——绳”系统来排程。（1）基本原理TOC模式的生产计划与控制原理可概括为“鼓——缓冲器——绳”（Drum－Buffer-Rope，DBR）系统控制方法。该系统的原理可表述为三个方面：2007-5-28企业生产物流的计划与控制48
TOC的生产物流计划与控制（5）第一，TOC把主生产计划比喻为“鼓”，根据瓶颈资源的可利用能力确定物流量，作为约束全局的“鼓点”，控制在制品库存量。从计划和控制的角度来看，“鼓”反映了子系统对约束资源的利用。所以，对约束资源应编制详细的生产作业计划，以保证对约束资源的充分合理的利用。第二，所有瓶颈和总装工序前要有“缓冲器”，保证起制约作用的瓶颈资源得以充分利用，以实现企业最大的产出。的物料比计划提前一段时间提交，以防止“时间缓冲：是将所需”随机波动以及机器故障，并以约束资源上的加工时间长度作为计量单位。其长度可凭观察与实验，并经过必要的调整确定。制品，其位置、数量的确定原则同“时间“库存缓冲：是保险在”缓冲”2007-5-28企业生产物流的计划与控制49
TOC的生产物流计划与控制（6）第三，所有需要控制的工作中心如同用一根传递信息的绳子牵住的队伍，按同一节拍（保持一定间隔，按同一步伐行进），在保持均衡的在制品库存，保持均衡的物料流动条件下进行生产。由于“约束”决定着生产线的节奏，而在其上游的工序实行拉动式生产，等于用一根看不见的“绳子”把“约束”与这些工序串连起来，有效地使物料依照产品出产计划快速地通过非约束作业，以保证约束资源的需要。所以，“绳子”控制着企业物料的进入，起的是传递作用，即驱动系统的所有部分按“鼓”的节奏进行生产。通过“绳子”系统的控制，使得约束资源前的非约束资源均衡生产，加工批量和运输批量减少，可减少提前期以及在制品库存，而同时又不使约束资源停工待料。2007-5-28企业生产物流的计划与控制50
TOC的生产物流计划与控制（7）（2）计划与控制的方法和步骤在DBR系统中，“鼓”的目标是使产出率最大。“缓冲器”的目标是对瓶颈进行保护，使其生产能力得到充分利用。“绳”的目标是使库存最小。具体操作时的关键步骤：S1：识别企业的真正约束（瓶颈）所在是控制物流的关键。一般来说，当需求超过能力时，排队最长的机器就是“瓶颈”。如果管理人员知道一定时间内生产的产品及其组合，就可以按物料清单计算出要生产的零部件。然后，按零部件的加工路线及工时定额，计算出各类机床的任务工时，将任务工时与能力工时比较，负荷最高、最不能满足需求的机床就是瓶颈。从而可把企业里所有的加工设备划分为关键资源和非关键资源。2007-5-28企业生产物流的计划与控制51
TOC的生产物流计划与控制（8）S2：基于瓶颈约束，建立产品出产计划。建立产品出产计划的前提是使受瓶颈约束的物流达到最优，因为瓶颈以约束控制着系统的“鼓的节拍（Drum-beat）”，即控制着企业的生产节拍和产销率。为此，需要按照有限能力法进行生产安排、在瓶颈上扩大批量、设置“缓冲器”。对非约束资源安排作业计划，则按无限能力倒排法，使之与约束资源上的工序同步。S3：设置“缓冲器”并进行监控，以防止随机波动，使约束资源不至于出现等待任务的情况。S4：对企业物流进行平衡，使得进入非瓶颈的物料应被瓶颈的产出率所控制（即“绳子”）。2007-5-28企业生产物流的计划与控制52
三种运营方式的比较（1）MRPII/ERP、JIT与TOC是在不同时代、不同经济与社会环境下产生的不同的企业管理方式，从组织生产物流的角度看，三者在以下几方面各有所长。1、在生产运营条件与生产物流专业化技术方面¾MRPⅡ是为了适应消费者对产品式样规格多样化，交货期尽量缩短的要求，基于MRP发展起来的运用计算机对不同的产品的物料需求进行详尽管理的系统，源于大量生产的鼎盛时期，生产专业化程度较高。初期适用于产品种类、结构变化不大和生产流程较稳定的环境，后期随着MRPⅡ向ERP的拓展，也逐渐面临产品变化多，特别是多配置项的生产与市场要求，对专业化依赖性减弱。2007-5-28企业生产物流的计划与控制53
三种运营方式的比较（2）¾JIT产生于社会需求基本为多品种、中小批量且资源、资金缺乏，难以建立高度专业化的生产线时期。其出发点是把制造过程中的浪费降到最低的限度。由于市场对产品多样化的需求带动了对生产柔性的需求以及生产物流专业化程度的逐渐提高，后期的JIT也逐渐适用于强调对生产线进行干预的柔性化生产线上。¾TOC是基于频繁多变的市场波动使得企业内部生产能力不平衡现象尤为突出的背景，迫使企业生产中每道工序在库存水平、批量大小、提前期等各项指标都要适应这种动态的变化初期多应用于离散型生产环境。随着经济环境向买方市场过渡，来自企业外部的约束以及企业内部的无形约束日益重要起来，同时应用也拓展到酿酒等流程型环境。2007-5-28企业生产物流的计划与控制54
三种运营方式的比较（3）2、在生产物流管理手段方面（1）从制定生产物流的计划方式看¾MRPⅡ采用集中式的物料计划方式，计算机系统首先建立一套规范、准确的零件、产品结构及加工工序等数据系统，并在系统中维护准确的库存、订单等供需数据，MRPⅡ据此按照无限能力计划法，集中展开对各级生产单元以及供应单元的生产与供应指令。¾JIT采用看板管理方式，按照有限能力计划，逐道工序地倒序传递生产中的取货指令和生产指令，各级生产单元依据所满足的上级需求组织生产。¾TOC先安排约束环节上关键件的生产进度计划，以约束环节为基准，把约束环节之前、之间、之后的工序分别按拉动、工艺顺序、推动的方式排定，并进行一定优化，然后再编制非关键件的作业计划。2007-5-28企业生产物流的计划与控制55
三种运营方式的比较（4）（2）从平衡生产能力的方式看¾MRPⅡ提供能力计划功能。MRPⅡ在展开计划的同时将工作指令落实在具体的生产单元上，因此根据生产单元的初始化能力设置，可以清楚地判断生产能力的实际需求，由计划人员依据经验调整主生产计划，以实现生产能力的相对平衡。¾JIT在计划展开时基本不对能力的平衡作太多考虑，企业以密切协作的方式保持需求的适当稳定，并以高柔性的生产设备来保证生产线上能力的相对平衡。¾TOC按照能力负荷比把资源分为约束资源与非约束资源，通过“核心步骤”与思维流程来消除“约束”，改善企业链条上最薄弱的一环。同时注意到“约束”是动态转移的，通过TOC管理手段的反复应用以实现企业的持续改进。2007-5-28企业生产物流的计划与控制56
三种运营方式的比较（5）（3）从物料采购与供应的方式看¾MRPⅡ的采购与供应系统主要根据由计划系统下达的物料需求指令进行采购决策，并负责完成与供应商之间的联系与交易。其工作主要是围绕如何保证供应，同时降低费用进行。¾JIT将采购与物料供应视为生产链的延伸部分，即为看板管理向企业外传递需求需求的部分。实际生产中，由于企业间多已建立密切的合作关系，所以供应商一般也根据提出的需求组织生产，此时采购供应部门更象协作管理部门。¾TOC具体运行需要大量的数据支持（如产品结构文件、加工工艺文件、加工时间、调整准备时间、最小批量、最大库存、替代设备等）。物料采购提前期不事先固定，是由上述数据共同决定的函数，物料的供应与投放按照一个详细作业计划来实现，即通过“绳子”来同步。2007-5-28企业生产物流的计划与控制57
三种运营方式的比较（6）（4）从物料质量的管理方式看¾MRPⅡ对出现的物料质量问题视为概率性问题，允许一定的废品，在最终检验环节加以控制。系统可以设置某些质量控制参数，借助生产中质量信息的反馈，事后帮助分析出现质量问题的原因¾JIT在每道生产工序中控制物料质量，进入下一道工序时要确保上一道送来的零件没有质量问题，一级级控制直至最后成品。如果发现质量问题，一方面立即组织质量小组解决，另一方面可以停止生产，确保不再生产出更多的废品。¾TOC一方面在约束环节前设置质检，以避免前道工序的波动对约束环节的影响；另一方面，当质量管理因素成为一个无形约束时，通过“核心步骤”与思维流程的一系列工具来找到突破点。避免质量问题带来的问题波及到约束环节。2007-5-28企业生产物流的计划与控制58
三种运营方式的比较（7）（5）从物料库存的控制方式看¾MRPⅡ一般设有各级库存，强调对库存管理的明细化、准确化。库存执行的依据是计划与业务系统产生的指令。为应付生产与供给的波动，必须有一定的原材料安全库存。控制少量在制品库存，以保证连续生产。尽量满足客户需求，平衡生产能力，压缩成品库存。¾JIT在生产过程中一般不设在制品库存，只有当需求期到达时才供应物料，所以基本没有库存。生产直接面对客户，追求零库存，消灭一切浪费。¾TOC强调要合理设置“时间缓冲”和“库存缓冲”，以防止随机波动，使约束环节不致于出现等待任务的情况。合理设置“缓冲器”，以配合约束环节的“鼓点”。原材料库存数量与投放速度由“绳子”来控制，与约束环节的“鼓点”相协调。成品储备取决于约束环节的位置。2007-5-28企业生产物流的计划与控制59
三种运营方式的比较（8）MRPⅡ的目标是有效合理地利用资源，改善计划，压缩库存；JIT的目标是追求尽善尽美；而TOC认为企业目标是在现在和将来赚到更多的钱，由增加有效产出、降低库存、降低运行费用来实现。MRPⅡ与TOC结合的系统可以考虑在企业级的生产计划中应用MRPⅡ，计划周期可以为周；车间级的作业计划由TOC模式中的DBR来完成，计划周期可以为天，对重点控制的环节还可以进一步细化。两者的结合在于，物料清单、工序描述、资源能力等数据的共享和沟通。2007-5-28企业生产物流的计划与控制60
三种运营方式的比较（9）3、在企业间协作环境方面¾MRPⅡ系统是在整个社会处于一个比较完善、规范的市场环境下产生与推行的，企业间不强调密切的协作关系，但一般都遵循一套规范的市场运作程序，如合同执行规范、财务往来规范、运输管理规范、生产协作规范等。¾JIT系统产生初期正处于社会资金与需求都不足的情况，整个社会基本上采用分级协作的方式展开密切合作，而未采用完全自由的市场竞争方式进行社会分工，在此基础上建立了JIT的合作配合关系。¾TOC系统产生初期，市场的多变性已经非常明显，生产能力的平衡实际上是做不到的，企业转向追求彼此间物流的通畅无阻。随着全球经济的一体化发展，各个企业都是供应链上的一环，当某个薄弱的环节给企业带来不通畅时，企业就要设法突破这一瓶颈2007-5-28企业生产物流的计划与控制61
