基于资源约束的生产计划与控制

华中科技大学管理学院游戏:基于资源约束的生产计划与控制华中科技大学管理学院•生产计划与控制是运营管理的核心内容；•常用计划与控制方法有：MRP、JIT、TOC；•本游戏在讲授TOC内容时使用。华中科技大学管理学院•在介绍TOC的基本思想和DBR基本概念的基础上，通过本游戏，主要使学生能够：–理解瓶颈资源对生产系统产出的影响；–掌握TOC解决问题的五步法；–加深对DBR系统的理解。1、目的华中科技大学管理学院•介绍基本资料和游戏规则。•分组：一般6人一组。•控制游戏进程。•总结。2、游戏过程华中科技大学管理学院•某工厂有四个工作站：A、B、C、D，只生产四种产品：产品1#、产品2#、产品3#、和产品4#。四种产品的生产流程分别为：产品1#:A-B-A-D；产品2#:C-D-B-B产品3#:A-C-B-C；产品4#:A-B-B-D•每一产品在每一工作站的加工时间都为一天,意思是每一产品的理论生产周期为四天。•工作天数为36天，要求每一产品至少出产4件，生产运营费用为3000元，设备无故障、无换线时间。•其他相关信息见“基本资料”。•如何安排生产计划，能使工厂在计划期内的净利润最大。华中科技大学管理学院1）常见问题：–没有考虑B机器是瓶颈。–没有作对产品组合。–不知道如何投料。–当机器前有多张工单时，不知道如何确定工单的优先级。–……3、总结华中科技大学管理学院2）利用5步法来处理：•确认(Identify)系统约束资源：–机器B及市场需求至少各4件。•决定如何充分利用(Exploit)系统的约束–不要让机器B闲置且机器B的完成品要尽快出货–各产品至少生产4件–确定产品组合：利润最大•全力配合(Subordinate)步骤2的决定–控制投料：保证36天内B机器不闲着、最后一次投料投产品2#、只要B机器前有5天的工作量就不投料；–如果其它机器前有二件以上的订单，则以要供应机器B者优先加工。–所有非瓶颈机器可以按“RoadRunner”思想运作。华中科技大学管理学院3）利用DBR思想排计划：•识别系统约束资源；•确定产品组合；•安排瓶颈资源的生产计划；•估算缓冲；•确定投料计划。华中科技大学管理学院确定产品组合—根据瓶颈产出1#2#3#4#售价275375240305材料成本1501109095有效产出125265150210使用机器B的天数1212机器B每天的有效产出125132.51501052413•产品3#最赚钱，应生產9个(用掉9天B的时间)；产品1#与4#较不賺钱,各生产4个满足需求即可(1#用掉4天B的时间，4#用掉8天B的时间)；还剩15天B的时间，可生产7个产品2#，还剩1天可多生产1个1#。•总有效产出=5×125+7×265+9×150+4×210=4670•净利润=4535–3000=1670华中科技大学管理学院瓶颈排程：Drum机器B的生产计划：平准化排程天产品11#24#34#43#52#62#73#81#93#102#112#124#134#143#152#162#171#183#天产品192#202#214#224#233#242#252#261#273#282#292#304#314#323#331#343#352#362#华中科技大学管理学院估算缓冲：Buffer•从第1道工序到瓶颈B的最长时间为#2和#3产品，都为2天；•在考虑2天安全时间；•确定瓶颈缓冲为4天。华中科技大学管理学院投料计划：Rope投料计划(ROPE)瓶颈生产计划(DRUM)-4瓶颈产能缓冲2#153#142#103#91#83#72#62#53#44#34#23#181#172#164#134#122#111#1产品天4#314#302#293#321#262#252#243#234#224#212#202#192#362#353#341#332#283#27产品天2#153#143#10-94#8-72#63#51#43#3-2-184#17-161#13-122#112#1产品天2#313#301#29-324#26-252#243#231#22-212#203#19-36-35-34-333#28-27产品天华中科技大学管理学院M1M2M3M4ShippingScheduleOrder1:------Order2:------Order3:------Order4:-------Order5:-------ConstraintScheduleShippingbufferMaterialsreleaseschedule:ThisistheRopeTheconstraint'sbufferOrder1:------Order2:------Order3:------Order4:-------Order5:-------Order1:------Order2:------Order3:------Order4:-------Order5:-------ThisistheDrum华中科技大学管理学院4）TOC在生产计划与控制方面的基本观点•瓶颈产能的使用决定工厂产出的大小：-瓶颈上损失1小时是整个系统1小时的损失；-非瓶颈上节省1小时并不重要。应当最有效地使用瓶颈资源：-非瓶颈资源要全力配合瓶颈资源的充分利用；-有效管理瓶颈资源。华中科技大学管理学院•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：–如果瓶颈在市场，资源被100%的使用，无法产生更多的有效产出，只会增加更多库存。–如果瓶颈在工厂内部，只有瓶颈资源可以被100%的使用，其它资源100%的使用，也只会增加更多库存。华中科技大学管理学院•将工作从瓶颈资源换到非瓶颈资源上做，成本的增加相对于有效产出的增加往往是微不足道的。•投资改善非瓶颈资源以提升其效率常常是一种浪费。•……华中科技大学管理学院5）深化学习：•扩展到更复杂的情况。华中科技大学管理学院$6515040100120140201070440$3005$350180825150601502009$3008060280201590ABCDEFRM123456789DemandADF$180$180$240某工厂生产A、D、F三种产品，生产流程及原材料、产品需求等信息如图所示。初始现金2500元,每周的运营费用是11000元。每周工作5天，每天8小时。没有机器故障。如何对该工厂的生产进行排程使利润尽可能大？例2：Setuptime1512060300WMMCCGGB机器华中科技大学管理学院艾利·高德拉特的著作，电子工业出版社，2006•目标•关键链•绝不是靠运气•仍然不足够参考资料