第十三講：新型生產系統物流控制NewProductionSystems第十三講新型生產系統

(NewProductionSystems)準時生產系統（(Just-in-TimeProductionSystems)同步制造與約束理論

(SynchronousManufacturingandtheTheoryofConstraints)*大規模定制（MassCustomization）第一節準時生產系統

(Just-in-TimeProductionSystems)準時生產的思想或理念準時生產的目標與手段準時生產的主要內容準時生產（JIT）的思想或理念準時生產方式（Just-in-time，JIT）：“在需要的時候，按需要的量，生產或運送所需要的產品”。不提前，也不滯后；不多，也不少；不生產或運送現在不需要的產品。豐田生產方式——20世紀50年代，日本豐田汽車公司。關于企業和生產管理的新理念，貫穿于從產品的設計到售后服務的全過程，而不僅僅是一種生產管理的技術和方法。追求一種具有“零庫存”、“零缺陷”、“零故障”等的“理想生產方式”。準時生產（JIT）的實質JIT作為一種具體的生產方式使用最少的庫存進行生產（productionusingminimalinventories）原材料（rawmaterials）在制品（workinprocess,and）成品（finishedgoods.）

零部件“準時”到達下一個工作地。（Partsarriveatthenextworkstation"justintime".）準時生產方式目標和手段從生產的角度看，準時生產方式的基本目標是降低成本。強調：通過“徹底消除浪費”來實現成本的根本降低。“浪費”：一切不帶來任何附加價值的因素，或僅使成本增加的因素。浪費（Waste，Muda）(1)過量生產的浪費（Wastefromoverproduction）(2)等待時間的浪費（Wasteofwaitingtime）(3)運輸的浪費（Transportationwaste）(4)庫存的浪費（Inventorywaste）(5)加工的浪費（Processingwaste）(6)動作的浪費（Wasteofmotion）(7)產品缺陷的浪費（Wastefromproductdefects）“庫存是生產與運作管理的罪惡之源”

(Inventoryistherootofoperationsmanagementevil.)消除“浪費”的關鍵在于識別它們。這些因素常常隱藏著，有些因人們習以為常，而不被注意，有些還隱藏得很深。庫存是一種閑置的資源，是一種浪費，同時由于它具有一定的“緩沖”或“保險”作用，而將導致它產生的一些相關問題隱藏下來，得不到解決。尤其是當各種問題經常出現時，將庫存用作主要的“解決問題的方法”，不僅會導致庫存量的劇增，而且還致使這些問題長期積累下來得不到解決。庫存掩蓋問題（InventoryHidesProblems）加工排隊中的工件（堆積）更改順序工程設計冗余供應商差錯廢品設計積壓機器停工決策積壓檢驗積壓文書工作積壓減少庫存存——暴暴露問題題——解解決問題題減少庫存暴露問題解決問題持續地、、徹底地地改進生生產系統統！增加利潤消除浪費，降低成本減少庫存少人化準時生產看板系統柔性人數生產均衡化小批量生產單件流水生產縮短轉換時間制定標準作業U型布置多面手團隊改進活動“自動化”質量保證分職能管理TQM提高效益激勵尊重人性準時生產產的主要要內容1、生產產均衡化化2、小批批量生產產3、減少少轉換時時間4、看板板拉系統統5、柔性性作業人人數6、源質質量7、供應應商關系系生產均衡衡化（ProductionSmoothing）盡可能地地縮小產產品種類類和產量量的分散散程度，，每日均均衡地生生產所需需的各種種產品。。在短時間間內混雜雜生產多多種產品品，能正正好滿足足當時發發生的需需求，又又能使各各種生產產環節負負荷均衡衡。所以以，在準準時生產產方式中中，生產產均衡化化既是使使生產適適應需求求變化的的手段，，也是充充分利用用生產資資源的手手段。基于產出出率的進進度計劃劃實現生產產均衡化化，需要要采用一一種基于于產出率率（平均均每日產產出量））的進度度計劃，，而放棄棄過去已已為人們們所熟悉悉的基于于產出量量（如月月、周產產出量等等）的進進度計劃劃。在一周內（5天），若需需求A產品15臺、B產產品25臺、、C產品10臺，則每天天需求或生產產3臺A、5臺B、2臺臺C。小批量生產（（SmallBatch）生產均衡化自自然要求實現現各種產品的的小批量生產產。小批量有有如下好處：：（1）生產系系統有足夠高高的柔性；（2）系統中中的在制品庫庫存較少；（3）發生質質量問題時，，檢驗和返工工的成本較少少；（4）發生質質量問題時，，準確地找出出原因，及時時排除；（5）較易平平衡作業任務務，增強生產產的可行性；；（6）在實施施產品改進之之前有較少的的要處理的庫庫存。大批量與小批批量傳統生產方式式（大批量））：15A25B10C…準時生產方式式（小批量））：3A5B2C3A5B2C3A5B2C3A5B2C3A5B2C…減少轉換時間間（ReduceSetupTime））轉換時間（Setuptime））導致生產過過程時間的延延長，對產品品卻不增加任任何價值，是是一種“浪費費”。而且，，轉換時間對對系統的柔性性有負作用，，它直接導致致了一定大小小的批量。小批量生產、、供應和搬運運需要頻繁的的轉換活動。。由經濟訂購購批量（EOQ）公式可可知，一次轉轉換的時間或或費用越低，，經濟的批量量才能越小。。轉換時間越少少，經濟批量量越小00批量批量高轉換時間/費用低轉換時間/費用減少轉換時間間的方法對轉換所用工工具、設備、、程序、方法法等進行改進進，使轉換和和調整工作簡簡單化、標準準化。對工人進行培培訓，提高工工人的技能和和熟練程度。。設計通用、標標準零部件。。應用成組技術術(grouptechnology)，減減少不同產品品之間的轉換換。看板拉系統（（Kanban-PullSystem）需求拉動（Demandpull）逆流（Backflush）“推（Push）系系統”與“拉拉（Pull）系統統”庫存信息流；計劃與控制工序1工序n工序2顧客“拉”系統工序n-1計劃與控制工序1工序n工序2顧客“推”系統工序n-1物流；看板（Kanban，，Card）拉系統的實質質是物流由““下一環節的的需要”來指指揮。這種需要可以以多種形式來來傳達：呼叫叫、亮燈、變變換顏色、計計算機終端顯顯示、卡片、、容器等，———“看板””。看板是移動或或加工零部件件的指令。在在看板系統中中，任何生產產環節，如果果沒有接受到到任何這種性性質的“需求求信號“，就就不能移動或或加工任何零零部件。看板需要量（（theNumberofKanbansNeeded)建立看板系統統要求確定需需要的看板（（容器）數量量。（Settingupakanbansystemrequiresdeterminingthenumberofkanbans(orcontainers)needed.））每個容器代表表最小的生產產批量。（Eachcontainerrepresentstheminimumproductionlotsize.））準確估計生產產一個容器的的產品所需的的提前期是確確定看板需要要量的一個關關鍵。（Anaccurateestimateoftheleadtimerequiredtoproduceacontaineriskeytodetermininghowmanykanbansarerequired.）看板數量(TheNumberofKanbanCardSets)k=看板數量（Numberofkanbancardsets）d=一段時間間內的平均需需要量（Averagenumberofunitsdemandedoversometimeperiod））L=補充一次次訂貨的提前前期（與需求求的時間單位位相同）（leadtimetoreplenishanorder(sameunitsoftimeasdemand)）S=保險庫存存量，用提前前期內的需要要量的百分比比表示（Safetystockexpressedasapercentageofdemandduringleadtime）C=容器的容容量（Containersize））看板數量：例（Example）開關裝配區裝裝配一種開關關件，批量為為4，由上游游裝配區交付付裝配件，完完成后以一種種特殊容器交交付給下游控控制面板裝配配作業。控制面板裝配配區每小時需需要5個開關關件。開關裝配區2小時可生產產一容器的開開關件。保險庫存確定定為所需庫存存的10%。。總是向上近似Alwaysroundup!看板數量：例（Example）柔性作業人數數準時生產方式式要求：當需需求變動時，，生產負荷也也及時相應變變動。那么，，生產現場的的作業人數也也應相應增減減。前提條件：（1）適當的的設施或設備備布置—U型型布置；（2）訓練有有素、多技能能的作業者——多面手；（3）經常檢檢查、定期修修改標準作業業組合。U型布置U型布置使有有關系的多個個工作地／設設備緊密地集集中在一個較較小的空間范范圍內，可以以減少承擔多多項作業的工工人大量往返返移動。能能適應需求量量或生產量的的變化（周期期時間或節拍拍的變化），，靈活的增、、減作業人數數。在入口和出口口位置，工人人完成第一個個作業和最后后一個作業，，使進入生產產線的加工件件數量等于退退出該生產線線的數量，不不會形成多余余的在制品庫庫存。基本的U型布布置聯合U型布置置345276183

42⊙5169871561478913⊙

1211101234

⊙5181716123⊙4958767⊙16253411029⊙384756多面手增減作業人數數意味著周期期時間（節拍拍）、作業內內容、作業范范圍、作業組組合、作業順順序等的變更更。工人必須須相應改變作作業的內容。。所以，實現現柔性作業人人數的一個必必要條件是：：工人必須具具有多種技能能，是“多面面手”或““多能化工人人”。““多面手”增增強了系統的的柔性。定期進行“工工作輪換（Jobrotation）”，是是培養多面手手的重要方法法。源質量（QualityattheSource)準時生產方式式強調“源源質量”，““使每個工工人承擔其工工作質量的責責任。”自檢（Self-inspection）：要要求每個工人人自己自動地地“把事情做做正確”、““如果不正確確，就糾正””，既是正確確的作業者，，又是嚴格的的檢驗員，從從根源上保證證每一個進入入下一個環節節、直到最終終顧客的產品品都是符合質質量標準的。。自動檢驗（Automatedinspection））防錯法（Fail-safemethods）（Poka-Yoke)準時生產方式式利用“自動動化（Autonomation）”進行行所謂的“自自律缺陷控制制（AutonomousDefectsControl）”，，在線地對生生產過程中出出現的缺陷進進行自動檢查查，及時發現現質量問題。。它可用于機器器或人工操作作。（1）檢測缺缺陷和機器故故障；（2）停止正正條生產線。。停線授權（Line-stoppingempowerment））在準時生產系系統中，一旦旦出現質量問問題，就要立立即關閉生產產過程，迅速速查明原因，，力求根本解解決問題，使使之不再發生生。立即關閉生產產過程，當時時、就地解決決問題是最好好、最有效的的方法。供應商（Supplier）不良質量的、、不按時到達達的、不夠數數量的外購物物料會中斷生生產過程，造造成浪費。到貨檢驗本身身以及為預防防意外而建立立的庫存也是是一種浪費。。伙伴關系（Partnership）要求供應者實實現小批量地地、準時地、、可靠地運送送：采用準時時生產方式，，成為供需一一體化準時生生產方式的一一部分——““伙伴”。僅當供方數量量很少時，才才能建立起這這種密切的、、長期穩定的的、高質量的的伙伴關系。。買方和賣方之之間強調協作作、利益共享享，而不含““敵意”。就近尋找、開開發供應廠家家，縮短交貨貨的提前期和和不確定性，，出現問題時時能作出快速速反應。集成工廠網絡絡（FocusedFactoryNetworks）FinalAssembly協作系統集成成CoordinationSystemIntegration實施JIT的的效益美國麻省理工工學院的“國國際汽車計劃劃”，組織50多位專家家，歷時5年年，耗資500萬美元，，對17個國國家的90個個汽車制造廠廠的調查表明明，與傳統生生產方式相比比，JIT：：（１）所需人人力資源均能能減至1/2；（２）新產品品開發周期可可減至1/2或2/3；；（３）在制品品庫存可減至至1/10；；（４）占用空空間可減至1/2；（５）成品庫庫存可減至1/4；（６）產品質質量可提高3倍。準時生產方式式與傳統生產產方式的比較較第二節同同步制造與與約束理論(SynchronousManufacturingandtheTheoryofConstraints)企業的目標（TheGoalofthefirm）能力和物流的的問題（Capacityandflowissues））高德拉特生產產進度計劃的的原則（Goldratt’sRulesofProductionScheduling)績效度量：運運作

（PerformanceMeasurement：Operational）1.產銷率率（Throughput）經銷售系統賺賺錢的速率（（therateatwhichmoneyisgeneratedbythesystemthroughsales））2.庫存（（Inventory））系統為銷售而而投入到采購購物中的所有有的錢（allthemoneythatthesystemhasinvestedinpurchasingthingsitintendstosell）3.運作費費用（Operatingexpenses）為將庫存轉化化為產出花費費的所有的錢錢（allthemoneythatthesystemspendstoturninventoryintothroughput）能力和和物流流的問問題(Capacityandflowissues)能力（（Capacity）可用于于生產產的時時間（（Availabletimeforproduction））瓶頸（（Bottleneck）小于需需求的的能力力（Capacityislessthandemandplacedonresource）非瓶頸頸（Nonbottleneck）大于需需求的的能力力（Capacityisgreaterthandemandplacedonresource））受約束束的能能力資資源（（Capacity-constrainedresource(CCR)））接近需需求的的能力力（Capacityisclosetodemandplacedonresource））生產周周期時時間的的構成成（（ComponentsofProductionCycleTime））調整時時間（（Setuptime）資源為為加工工一種種零件件進行行調整整而導導致的的一個個零件件的等等候時時間（（thetimethatapartspendswaitingforaresourcetobesetuptoworkonthissamepart））加工時時間（（Processtime）加工一一個零零件的的時間間（thetimethatthepartisbeingprocessed）排隊時時間（（Queuetime）資源忙忙于加加工其其他零零件而而導致致的一一個零零件的的等候候時間間（thetimethatapartwaitsforaresourcewhiletheresourceisbusywithsomethingelse））生產周周期時時間的的構成成（續續）（（ComponentsofProductionCycleTime）等待時時間（（Waittime））不是因因為資資源而而是因因為其其他零零件未未到無無法裝裝配而而導致致的一一個零零件的的等候候時間間（thetimethatapartwaitsnotforaresourcebutforanotherpartsothattheycanbeassembledtogether）閑置時時間（（Idletime））未用的的時間間（theunusedtime）周期時時間少少于調調整時時間、、加工工時間間、排排隊時時間和和等待待時間間的和和（thecycletimelessthesumofthesetuptime,processingtime,queuetime,andwaittime））節省時時間（（SavingTime））瓶頸Bottleneck非瓶頸Nonbottleneck在每個個過程程節省省時間間的結結果如如何？？（Whataretheconsequencesofsavingtimeateachprocess?）鼓，緩緩沖器器，繩繩子（（Drum,Buffer,Rope）瓶頸（鼓）Bottleneck(Drum)信息（繩子）Communication(rope)ABCDEF市場信息（繩子）Communication(rope)庫存（緩沖）Inventory（buffer）時間（緩沖）Timebuffer庫存（產品緩沖）Inventory（bufferoffinishedgoods）高德拉拉特生生產進進度計計劃的的原則則(Goldratt’’sRulesofProductionScheduling)基本思思想具具體體體現在在九條條原則則上。。這九九條原原則是是實施施同步步制造造的基基石。。有關生生產計計劃與與控制制的算算法和和軟件件，就就是按按照這這九條條原則則提出出和開開發的的。這些原原則也也可以以直接接用于于指導導實際際的生生產管管理活活動。。原則1原則1：平衡物物流，，而不不是平平衡生生產能能力(Donotbalancecapacity——balancetheflow.)在企業業內部部平衡衡物流流，平平衡能能力實實際是是做不不到的的。統計波波動（StatisticalFluctuation））是絕絕對的的；相關事事件（DependentEvents））是客客觀現現實。。所謂物流平平衡就是使使各個個環節節都與與瓶頸頸資源源同步步。原則2：原則2：非瓶頸頸資源源的利利用程程度不不是由由它們們自己己的潛潛力決決定的的，而而是由由系統統的約約束決決定的的。(Thelevelofutilizationofanonbottleneckresourceisnotdeterminedbyitsownpotentialbutbysomeotherconstraintinthesystem.)系統的的約束束就是是瓶頸頸。因因為系系統的的產出出是由由所能能經過過瓶頸頸的量量決定定的，，即瓶瓶頸限限制了了產銷銷量。。而非非瓶頸頸資源源的充充分利利用不不僅不不能提提高產產銷量量，而而且會會使庫庫存和和運行行費增增加。。原則3原則3：：資源的的“利利用””和和“活活力””不不是同同義詞詞。(Utilizationandactivationofaresourcearenotthesame.)“利用用”（Utilization））：指資資源應應該利利用的的程度度“活力力”（Activation）：指資資源能能夠利利用的的程度度“利用用”注注重的的是有有效性性，而而“活活力””注重重的則則是能能行性性，從從平衡衡物流流的角角度出出發，，應允允許在在非關關鍵資資源上上適當當的閑閑置時時間。。原則4原則4：瓶頸上上一個個小時時的損損失則則是整整個系系統的的一個個小時時的損損失。(Anhourlostatabottleneckisanhourlostfortheentiresystem.)瓶頸控控制了了產銷銷率，，在瓶瓶頸上上中斷斷一個個小時時，是是沒有有附加加的生生產能能力來來補充充的。。瓶頸頸必必需需保保持持100％％““利利用用””，，增增大大其其產產出出。。對瓶瓶頸頸采采取取特特別別的的保保護護措措施施對瓶瓶頸頸采采取取特特別別的的保保護護措措施施，，不不使使其其因因管管理理不不善善而而中中斷斷或或等等工工：：①減減少少調調整整準準備備時時間間和和頻頻率率，，瓶瓶頸頸上上的的批批量量應應盡盡可可能能大大；；②實實行行午午餐餐和和工工修修連連續續工工作作制制，，減減少少狀狀態態調調整整所所需需的的時時間間損損失失；；③加加工工前前注注重重質質量量檢檢查查；；④利利用用緩緩沖沖器器等等。。原則則5原則則5：：非瓶瓶頸頸獲獲得得的的一一個個小小時時是是毫毫無無意意義義的的。(Anhoursavedatanonbottleneckisamirage.)在非非瓶瓶頸頸資資源源上上的的生生產產時時間間除除了了加加工工時時間間和和調調整整準準備備時時間間之之外外，，還還有有閑閑置置時時間間，，節節約約一一個個小小時時的的調調整整準準備備時時間間并并不不能能增增加加產產銷銷率率，，而而只只能能增增加加一一個個小小時時的的閑閑置置時時間間。。相反反，，可可以以進進一一步步減減少少其其加加工工批批量量，，加加大大批批次次，，降降低低在在制制品品庫庫存存和和生生產產提提前前期期。。原則則6原則則6：：瓶頸頸控控制制了了庫庫存存和和產產銷銷率率。(Bottlenecksgovernboththroughputandinventoryinthesystem.)產銷銷率率指指的的是是單單位位時時間間內內生生產產出出來來并并銷銷售售出出去去的的量量，，所所以以，，很很明明顯顯它它由由瓶瓶頸頸控控制制。。如如果果瓶瓶頸頸存存在在于于企企業業內內部部，，表表明明企企業業的的生生產產能能力力不不足足，，相相應應的的產產銷銷率率也也受受到到限限制制；；如如果果市市場場需需求求是是瓶瓶頸頸，，即即使使企企業業能能多多生生產產，，產產銷銷率率也也不不能能增增加加，，只只會會增增加加庫庫存存。。原則則7原則則7：：轉運運批批量量可可以以不不等等于于（（在在許許多多時時候候應應該該不不等等于于））加加工工批批量量。(Transferbatchmaynotandmanytimesshouldnotbeequaltotheprocessbatch.)轉運運批批量量：：工工序序間間轉轉運運一一批批零零件件的的數數量量；；加工工批批量量：：一一次次調調整整準準備備所所加加工工的的同同種種零零件件的的數數量量，，可可以以是是一一個個或或幾幾個個轉轉運運批批量量之之和和。。瓶頸頸上上的的加加工工批批量量必必須須大大，，但但轉轉運運批批量量應應該該小小；；非非瓶瓶頸頸上上的的加加工工批批量量要要小小，，這這樣樣就就可可以以滿滿足足瓶瓶頸頸的的需需要要、、減減少少庫庫存存費費用用。。原則則8原則則8：：加工工批批量量應應是是可可變變的的，，而而不不是是固固定定的的。(Aprocessbatchshouldbevariablebothalongitsrouteandintime.)轉運運批批量量是是從從零零部部件件的的角角度度來來考考慮慮的的，，而而加加工工批批量量則則是是從從資資源源的的角角度度來來考考慮慮的的，，由由于于資資源源有有瓶瓶頸頸和和非非瓶瓶頸頸之之分分，，瓶瓶頸頸要要求求加加工工批批量量大大，，轉轉運運批批量量小小，，同同時時考考慮慮到到庫庫存存費費用用，，零零部部件件需需求求等等其其它它因因素素，，加加工工批批量量應應是是變變化化的的。。原則則9原則9：：排作業計計劃時應應同時兼兼顧所有有的約束束，提前前期是作作業計劃劃的結果果，而不不應是預預定值。(Prioritiescanbesetonlybyexaminingthesystem’sconstraints.Leadtimeisaderivativeoftheschedule.)提前期是是批量、、優先權權和其它它許多因因素的函函數。在在這點上上，與MRP正正好相反反。在MRP中中，提前前期一般般都是預預先制定定的，而而從下例例可以看看出提前前期應該該是后制制定的。。同步制造造與MRP和JIT相相比較（ComparingSynchronousManufacturingtoMRP&JIT）MRP采采用反向進度度計劃法法（backwardscheduling)JIT局局限于重復制造造（repetitivemanufacturing）對于質量量較JIT系統統寬松（（MoretolerantthanJITsystemsaboutquality））瓶頸之前前需要質質量控制制（Qualitycontrolneededbeforebottleneck））9、靜夜四無鄰鄰，荒居舊業業貧。。12月-2212月-22Wednesday,December28,202210、雨雨中中黃黃葉葉樹樹，，燈燈下下白白頭頭人人。。。。21:15:1321:15:1321:1512/28/20229:15:13PM11、以我我獨沈沈久，，愧君君相見見頻。。。12月月-2221:15:1321:15Dec-2228-Dec-2212、故人人江海海別，，幾度度隔山山川。。。21:15:1321:15:1321:15Wednesday,December28,202213、乍見翻翻疑夢，，相悲各各問年。。。12月-2212月-2221:15:1321:15:13December28,202214、他鄉生白發發，舊國見青青山。。28十二月月20229:15:13下午21:15:1312月-2215、比比不不了了得得就就不不比比，，得得不不到到的的就就不不要要。。。。。十二二月月229:15下下午午12月月-2221:15December28,202216、行行動動出出成成果果，，工工作作出出財財富富。。。。2022/12/2821:15:1321:15:1328December202217、做前，，能夠環環視四周周；做時時，你只只能或者者最好沿沿著以腳腳為起點點的射線線向前。。。9:15:13下午午9:15下午午21:15:1312月-229、沒有有失敗敗，只只有暫暫時停停止成成功！！。12月月-2212月月-22Wednesday,December28,202210、很多事情情努力了未未必有結果果，但是不不努力卻什什么改變也也沒有。。。21:15:1421:15:1421:1512/28/20229:15:14PM11、成功就是日日復一日那一一點點小小