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基于TOC的平遥开关厂在制品库存控制问题的研究.rar

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    基于 TOC 平遥 开关厂 制品 库存 控制 问题 研究
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    江苏科技大学经济管理学院毕业论文(设计)1基于 TOC 的平遥开关厂在制品库存控制问题的研究摘要在制品库存管理是企业管理的重要内容,但是由于一直以来针对在制品库存管理模型的研究很少,所以在制品库存的管理也是很多企业管理的弱项环节,它的好坏直接影响了企业的核心竞争力。因此本文运用定性判别法,有效识别瓶颈工序,提出了在瓶颈工序前使用拉动模式,而在瓶颈工序后使用推动模式的生产控制模式——Pull TOC; the batch of production and delivery江苏科技大学经济管理学院毕业论文(设计)3目录0 引言 ..............................................................50.1 课题研究的背景 ...............................................50.2 课题研究的目的和意义 .........................................50.3 国内外研究动态 ...............................................60.4 研究思路和框架 ...............................................91 相关理论基础 .....................................................101.1TOC(Theory of Constraint)的主要思想和方法 ...................111.1.1TOC 系统控制方法—— DBR 系统 ............................111.2DBR 系统的瓶颈识别方法 .......................................121.2.1 瓶颈 ..................................................121.2.2“瓶颈”识别算法 .......................................121.3TOC 的动态批量处理方法 .......................................131.3.1 加工批量 ..............................................131.3.2 传输批量 ..............................................131.4 推式生产系统简介 ............................................141.5 拉式生产系统简介 ............................................142 平遥开关厂企业现状及存在问题分析 .................................152.1 企业基本情况 ................................................152.1.1 企业整体存在问题分析 ..................................152.1.2 高、低压成套开关的加工流程图 ..........................162.2 企业在制品库存问题的现状 ....................................162.3 影响公司在制品库存控制的参数设置 ............................182.3.1.安全库存设置 ..........................................182.3.2 平遥开关厂加工批量和运输批量的设置现状 ................193 提出解决方案—— 基于 TOC 理论的在制品库存控制模型的构建 ...........193.1 以 TOC 为纽带集成推式和拉式生产的必要性 ......................203.2 基于瓶颈驱动的 Pull&Push 生产控制模式 ........................20江苏科技大学经济管理学院毕业论文(设计)43.3 瓶颈工序前缓冲在制品库存数量设置研究 ........................213.4 基于总成本最小化的运输与加工批量 ............................224 具体方案的实施 ...................................................254.1 平遥开关厂某车间基本资料收集 ................................254.1.1 工时测量 ..............................................254.1.2 高、低压开关柜体壳体的生产费用统计 ....................254.2 瓶颈工序分析 ................................................264.3 基于瓶颈的 Pull&Push 生产控制模式下的总生产费用和总库存费用 ..264.3.1 计算 Pull&Push 生产控制模式下的加工批量和运输批量 ......264.3.2Pull&Push 模式下总生产费用和库存费用 ...................274.4 平遥开关厂现有生产控制模式下的总生产费用和库存费用 ..........284.5Pull&Push 控制模式和公司现有模式的费用结果对比 ...............29结论 ...............................................................31致谢 ...............................................................33参考文献 ...........................................................34江苏科技大学经济管理学院毕业论文(设计)50 引言引言部分主要说明了课题研究的背景、课题研究的目的和意义以及国内外的研究动态和本文的研究思路和框架。0.1 课题研究的背景平遥开关厂是一个离散型的制造企业,由于在生产中各个加工中心的负荷不可能达到完全平衡的状态,所以企业为了有效的运用生产中的资源,常常会有工件排队的情况发生,由此会产生大量的在制品库存。在制品定义为原料或零件已被处理成半成品,但尚未成为成品,尚未完成入库手续的产品。在制品库存定义为第一道工序加工完成后直到最后一道工序结束前这一过程间的库存[1]。在制造型企业中,在制品定额是指在一定技术组织条件下,各生产环节为了保证生产衔接所必需的、最低限度的在制品储备量。流水线内在制品占用量包括工艺占用率、运输占用率、周转占用量和保险占用量四种。工艺在制品是保证流水线全部工作地同时开始工作所必需的在制品数量,即分布在各加工、装配、检验工位上的毛坯、零件、部件、产量的数量。运输在制品定额是指流水线内处于运输过程中的在制品数量,它取决于运输方式、运输批量、运输间隔期、产品(零部件)体积及存放地情况等因素。 在制品库存的存在一直都是利弊共存的。存在在制品库存,可以保证生产的连续进行,但是也会造成在制品费用占用过多,使得企业的周转资金减少,造成企业连续生产的困难 [3]。如果没有在制品库存的介入,两个相邻的加工工序节拍必须完全相同,否则就会存在干涉,造成生产率的损失。如果因为操作者请假和缺少辅料等原因,造成设备突然的停机。这样整个的加工系统损失会更大。此时,在制品库存的存在,可以为两个加工段之间生产不同的产品创造出条件。对于平遥开关厂来说生产成本在整个企业的经营费用中占有很大的比例。因此,由于市场竞争的加剧,平遥开关厂严格管理在制品库存,减少库存资金的占用,已成为此公司亟待解决的课题。0.2 课题研究的目的和意义任何公司的生产都必然存在零部件和产品从投入到产出的过程(如图 0.1) ,江苏科技大学经济管理学院毕业论文(设计)6也就是说必然都有在制品的存在。在平遥开关厂的生产过程中,在制品以各种不同形态大量存在于各个生产环节,直接影响着企业的成本和生产。原 材 料 成品工艺 N工 艺 1 … … …在 制 品图 0.1 企业的物流图此外,在制品库存与生产率和生产节拍也有着密不可分的关系,相邻工序生产率接近,在制品数量就少。相邻工序生产率相差较大,工序间的在制品数量就会增多。为了缩短系统的生产周期,同时提高企业的交货和及时响应能力,就必须不断降低并维持在制品库存在一个适当的水平。而且当生产现场在制品库存较少时,操作者更容易寻找加工工件,生产现场混乱的局面也会随之改善。平遥开关厂的管理者虽然也意识到了在制品库存控制的重要性,但是受限于无适合企业本身的系统的作业方法和评价指标,所以一直没有收到良好的效果。因此,有效控制生产过程中的在制品状态,降低在制品库存数量,加快资金周转,对提高企业核心竞争力具有举足轻重的意义。0.3 国内外研究动态 由于在制品库存与成品和半成品的库存还是有较大的区别,它是存在于生产过程中的产品。国内外对单纯的在制品库存管理的研究还不是很多,但是不同的企业生产物流运作模式影响着不同的在制品库存控制方式,所以将在制品库存控制方式基本上分为两类——推动模式下的在制品库存控制与拉动模式下的在制品库存控制。 [5]目前,国内外的对在制品库存管理的主要研究方法有:⑴物流需求计划——MRPMRP 首先在美国提出,经由美国生产与库存管理协会(APICS)的倡导而发展起来的。 [6]在 20 世纪 40 年代到 60 年代,美国在生产运作管理方面进行了改革,变过去以产品为中心的生产方式为以零件为中心的生产方式。物料需求计划(Material Requirements Planting,MRP)是一种以计算机为江苏科技大学经济管理学院毕业论文(设计)7基础的生产计划与控制系统,它根据总生产进度计划中规定的最终产品的交货日期,规定必须完成各项作业的时间,编制所有较低层次零部件(构成最终产品的装配件、部件、零件)的生产进度计划,对外计划各种零部件的采购时间与数量。当作业不能按时完成时,MRP 系统可通过重新计算,对采购和生产进度时间与数量加以调整,使各项作业的优先顺序符合实际情况。 [7]但是 MRP 根据需求与预测,事先将零部件生产出来存放于仓库中,一旦接订货,就立即将零部件组装起来迅速完成订货,但这样就会使得库存过多,给企业的盈利带来很大的影响 [8]。因此,在制品库存控制的管理在采用推动方式生产的企业中一直是一个难题,在制品的数量得不到控制,实际情况的统计数据与系统中的数据就会很难保持一致。⑵JIT— —准时化生产在 20 世纪后半期,整个汽车市场进入了一个市场需求多样化的新阶段,而且对质量的要求也越来越高,随之给制造业提出的新课题即是,如何有效地组织多品种小批量生产,否则的话,生产过剩所引起的只是设备、人员、库存费用等一系列的浪费,从而影响到企业的竞争能力以至于生存。在这种历史背景下,1953 年,日本丰田公司的副总裁大野耐一综合了单件生产和批量生产的特点和优点,创造了一种在多品种小批量混合生产条件下高质量、低消耗的生产方式即准时生产(Just In Time,简称 JIT) 。 [9]JIT 生产方式的基本思想是“只在需要的时候,按需要的量,生产所需的产品”也就是追求无库存,或库存达到最小的生产系统。JIT 的基本思想是生产的计划和控制以及库存的管理。JIT 生产方式以准时生产为出发点,首先暴露出生产过量和其他方面的浪费,然后对设备、人员等进行淘汰、调整,达到降低成本、简化计划和提高控制的目的。JIT 将传统生产过程中前道工序向后道工序送货,改为后道工序根据“看板”向前道工序取货,看板系统是 JIT 生产现场控制技术的核心,但 JIT 不仅仅是看板管理。 [10]JIT 的基础之一是均衡化生产,即平均制造产品,使物流在各作业之间、生产线之间、工序之间、工厂之间平衡、均衡地流动。为达到均衡化,在 JIT 中采用月计划、日计划,并根据需求变化及时对计划进行调整。JIT 提倡采用对象专业化布局,用以减少排队时间、运输时间和准备时间,在工厂一级采用基于对象专业化布局,以使江苏科技大学经济管理学院毕业论文(设计)8各批工件能在各操作间和工作间顺利流动,减少通过时间。以此减少生产中在制品的数量,向“零库存”的目标迈进。⑶定常在制品库存——CONWIP(Constant WIP)CONWIP(Constant Work-In-Process)——定常在制品库存控制系统,它是由 Spearman 等人于1990年提出的。 [11]Spearman 等通过分析指出,拉式系统的成功在于在制品的控制,而不是在各处均采用拉动方式。因此,他们提出的CONWIP 系统以在制品为控制变量,使每条生产线上保持一定量的在制品,但并不是在生产线各工序均采用拉动方式。在 CONWIP 系统中,生产线的初始工序只有生产线的在制品数量降到某一水平以下时才能开始工作,生产线上的其他工序以推动方式进行工作。CONWIP 中在制品数量是用流通卡数量开标识的,每个流通卡代表一个“标准件” 。 [12]CONWIP 系统有更高的灵活性,它会使在制品数量保持在相对较低的水平,而且相对 MRP 和看板管理,CONWIP更容易发现企业中存在的问题。⑷运筹学方法。运筹学方法可以解答许多与在制品有关的生产模型,从而减少在制品数量。在考虑诸如设备故障率、设备修复率等与生产有关的因素的基础上,建立线性规划、非线性规划、排队论、动态规划等与运筹学相关的方程,接着对模型进行求解,达到生产系统中在制品数量最少的目的。 [13]⑸控制理论模型方法。控制理论对生产物流系统的研究主要以制造系统加工过程的在制品为研究对象,将比例积分 PI(proportional and integral)控制算法应用于串行生产过程的控制,建立 PI 控制的级联控制模型,为了持久改善过程质量,又将统计过程控制(SPC )与 PI 集成应用在串行生产线在制品库存控制。从而建立了一种集成化的生产物流控制系统(I-PLCS)实现了在制品的库存的有效控制。 [14,15]以上 5 中方法有着各自的应用条件和适用范围,而且我们容易发现它们都是针对公司整个生产系统的,它们将系统中的所有工序都同等对待,而缺少了对系统中“瓶颈”工序的关注。然而每个生产系统中的瓶颈工序恰恰是影响整个系统的关键,因为整个系统的产出率都会受到瓶颈工序的生产影响,因此会造成在制品控制成本的提升,使得库存控制的效果降低。江苏科技大学经济管理学院毕业论文(设计)9因此,本文提出了基于 TOC 的在制品库存控制的想法,并运用到了具体企业——平遥开关厂。0.4 研究思路和框架任何生产系统中无一例外地都存在着瓶颈环节,生产系统中工序间的生产节拍完全相等是不可能的。而生产系统中的瓶颈,与“木桶原理”相同,它就是一个木桶中最短的一根木板,决定了整个生产系统的产能。所以,本论文使用 TOC 的思想,运用其动态批量处理的方法,认为加工批量和运输批量会直接影响企业生产过程中的在制品,并且本文将对在制品数量的控制转化为了对在制品费用的控制。关键设备的生产能力常常是企业生产中最主要的制约资源,又因为平遥开关厂的生产中设备大多是从国外进口的,因此本文主要研究的在制品库存控制问题,是以设备能力为制约条件的。在此基础上,本文首先对平遥开关厂高、低压成套开关壳体生产中的瓶颈进行定性辨别。然后设置了瓶颈工序前的库存缓冲,计算了瓶颈工序前、瓶颈工序和瓶颈后工序的加工和运输批量,最后以总生产成本最低作为整个生产系统的约束条件,有效控制了在制品库存。本文各章节内容安排如下:(如图 0.2)0 引言——介绍本文研究背景、目的、意义和国内外研究现状以及论文的思路和结构1——相关理论基础2——平遥开关厂公司现状及存在问题分析3——提出解决方案——基于 TOC 理论的在制品库存控制模型的构件4——具体解决方案:实例验证5——总结和展望首先,文章引言部分主要说明了课题研究的背景、课题研究的目的和意义以及国内外研究动态和研究的思路和框架。其次,通过对约束理论 TOC 的主要思想和方法 DBR 的介绍,为整篇论文奠定了理论基础。江苏科技大学经济管理学院毕业论文(设计)10紧接着,简要分析了平遥开关厂公司的整体现状,详细分析了平遥开关厂公司在在制品库存控制这一薄弱环节的现状。在此同时,根据公司在制品库存控制方面的弱点,提出了基于 TOC 理论的模型。然后,本文计算了 TOC 理论模型在平遥开关厂公司的具体实践结果,并与之前公司采取的控制模式下的结果进行了对比。最后,根据所得的结论总结了文章主要解决的问题和解决问题所使用的方法。同时也提出了这篇文章在讨论在制品库存控制问题时,由于精力和时间的有限,文章没有涉及的地方,并对此进行展望。0 引 言3 提 出 解 决 方案 — — 基 于T O C 理 论 的 模型 构 件1 相 关 理 论 基础 — — T O C2 公 司 现 状 及 在制 品 控 制 问 题的 分 析4 具 体 解 决 方 案5 总 结 与 展 望图 0.2 论文框架图1 相关理论基础相关理论基础部分,简要介绍了 TOC 的主要思想,详细介绍了 TOC 方法——DBR 的思路,同时根据后文的需要,提出了“瓶颈”识别的算法。最主要
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