1、生产与运作管理Production&Operation ManagementThe School of Management HUST第12章 约束理论与六西格玛管理 12.1 TOC（OPT）概述 12.2 TOC的DBR系统与实施过程 12.3 六西格玛管理12.1 TOC概述l 时间20世纪70年代末期l 人物以色列的物理学家Eli Goldratt提出提高企业产出率l 理论依据：资源约束理论（TOC）Theory of Constrain 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产出的化，那么，是那个产出率最低的环节
2、来决定着整个系统的产出水平。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）。目标n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。n在生产系统中，作业指标也有三个：产销率（Throughput，简称T）库存（Inventory，简称I）运行费（Operating Expenses,简称OE）n 降低库存能够缩短制造周期。缩短制造周期 缩短顾客的订货提前期 提高对顾客的响应，争取较高的价格 市场占有率的增加 未来产销量的增加。TOC的几个主要的概念 瓶颈（Bottleneck）所谓
3、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。其余的资源则为费瓶颈资源。要判别是否瓶颈，应从资源的实际生产能力与它的生产符合（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。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122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122：瓶颈资源与非瓶颈资源：瓶颈资源与非瓶颈资源 关键资源网络和非关键资源网络九条原则l 平衡物流，而不平衡能力l
4、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l 资源的利用（Utilization）和活力(Activation)不是同义词l 瓶颈上损失一小时则是整个系统的一个小时的损失l 非瓶颈获得的一个小时是毫无意义的九条原则l 瓶颈控制了库存和产销率l 转运批量可以不等于(在许多时候应该不等于)加工批量l 加工批量应是可变的，而不是固定的l 排作业计划时应同时兼顾所有的约束，提前期时作业计划的结构，而不是预定值12.2 DBR 系统及其实施ABDFCE 瓶颈工序缓冲器B绳子R图图124：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
5、索（Rope）系统。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”一般来说，“缓冲器”分为“时间缓冲”和“库存缓冲”“时间缓冲”是将所需的物料比计划提前一段时间提交，以防随机波动，以瓶颈资源上的加工时间长度作为计量单位。“库存缓冲”：保险在制品，其位置、数量的确定 原则同“时间缓冲”。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不要的零件进行加工，而前道工序只能对已取用的部分进行补充，
6、实行的是一种受控生产方式。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”应用步骤找出（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
7、现新的瓶颈，持续改善应用举例 例121 考虑如图125所示的生产过程。两个产品P和Q，每周的需求量为100件P，50件Q。售价分别为P:90元/件，Q:100元/件。有4个工作中心：A、B、C、D每个工作中心都有一台机器，每周运行2400分钟。需要3种原材料，原材料的成本及加工路线见表121，求解利润最大的生产组合。资源每周工作时间（分钟）加工负荷/周可用时间/周负荷率/周P QA15005002000240083B1500150030002400125C15002501750240073D10002501250240052表表121：制造资源应用情况：制造资源应用情况n 辨别系统的约束。表1
8、21所示，机器B是瓶颈，如果要满足P、Q每周的需求量，B需要另外25的能力。n 决定如何拓开系统的约束。TOC主要是使资源约束对目标贡献最大化。拓开B意味着，使在B上消耗的单位产品产出最大化。产品PQ销售价格（元/件）90100材料成本（元）4540贡献（元）4560时间（资源B，分钟）1530贡献（元/分钟）32表表122：资源约束贡献最大化计算表：资源约束贡献最大化计算表 因此，在生产Q之前应尽可能多地生产P（即100件）。100件P消耗B的1500分钟，剩下900分钟用于Q，只能生产30件Q。步骤3，使其他的工作服从于开发系统约束的决定。步骤4，提升系统的约束。尽可能采取措施提高约束的绩
9、效，如降低调整时间，采取预防维修等。或者，把贡献最低的产品放到最后安排，如上面对Q的处理 步骤5，如果约束被打破，再从第1步做起。12.3 六西格玛管理 六西格玛管理是从质量过程改善演变而来的，是建立全面质量管理基础之上的理论。西格玛是统计学家用于衡量工艺流程中的变化性而使用的符号，表示分布偏离平均值的程度。目前，随着其内容的不断完善和发展，六西格玛管理早已超出其统计学的意义，成为一种新的管理方法。六西格玛管理的核心理念（1）关注顾客（2）以事实和数据为依据（3）关注流程，减少变异（4）追求持续改进（5）跨职能合作六西格玛管理的实施流程 定义（define）测量（measure）分析（analyze）改进（improve）控制(control)。六西格玛管理的组织（1）倡导者(Champion)（2）资深黑带(Master Black Belt)（3）黑带(Black Belt)（4）绿带(Green Belt)
