約束理論<TOC>的生產(chǎn)計劃與排程管理 確實,可能很多人都看過《目標》一書,小說中的鼓、繩子、緩沖給我們很深的印象.但是,在實際計劃工作中卻不知道如何實現(xiàn).本文就是淺談TOC理論的生產(chǎn)計劃,從DBR系統(tǒng)的基本原理談起：< 在國外,有些APS軟件是基于模擬仿真或基因算法理論的,但有些APS軟件卻是基于TOC約束理論的,約束理論的計劃是APS的一種>.
首先,我介紹一下DBR的解釋:
DBR系統(tǒng)的目的是：
<1>識別企業(yè)的真正約束〔瓶頸>.
<2>基于瓶頸約束來建立生產(chǎn)計劃<Drum鼓的節(jié)拍>.
<3>對Buffer"緩沖〞的管理
<4>非瓶頸的物料的投入受到瓶頸的產(chǎn)出率的控制,即Rope"繩子〞所控制.
鼓: 是約束資源的產(chǎn)出速度決定整個系統(tǒng)的運營速度,即瓶頸控制著企業(yè)同步生產(chǎn)的節(jié)拍,所以稱為"鼓Drum〞.在安排生產(chǎn)計劃時,首先把優(yōu)先級計劃安排在約束資源上,"鼓〞反映了系統(tǒng)對約束資源的利用."鼓〞的目標是有效產(chǎn)出最大.
緩沖: 分為時間緩沖、庫存緩沖. 是保證瓶頸不會出現(xiàn)因缺料而停工,在約束資源的后續(xù)裝配工序前設置非約束資源緩沖,保證瓶頸能力100%利用時間.
緩沖分為鼓緩沖,裝配緩沖,發(fā)運緩沖.
鼓緩沖: 鼓緩沖可以在任何工作中心之前動態(tài)的布置,它被定義為鼓,并且使用協(xié)調(diào)計劃處理.鼓緩沖是保護復雜制造環(huán)境的約束或瓶頸.約束理論TOC的概念是<Identified>定義加工過程中盡可能的需要的<Exploited>利用的約束,我們不能處理不可能運行的訂單和理想的計劃,在鼓上運行的時間之前布置時間緩沖.如果有了這個緩沖 ,我們就能具有一些緩沖滲透<buffer penetration>的數(shù)量來承受有限計劃鼓的影響的風險.
裝配緩沖:
裝配緩沖：用于保證非-鼓鏈的裝配,在足夠時間到達,形成和關(guān)鍵鼓鏈的零件配套.裝配緩沖是不提供對所有子項裝配到達的偏置,只有是和通過鼓計劃的子項配套時才會出現(xiàn)裝配緩沖.如不同子項被要求為一個特別的訂單裝配.但是,如果這些子項沒有一個是通過鼓計劃的,裝配緩沖是不會產(chǎn)生的.
發(fā)運緩沖:發(fā)運緩沖是用來保護獨立需求物料的交貨.大部分情況下,發(fā)運緩沖將總是被分配的. 所有的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)鏈都具有發(fā)運緩沖,它是在訂單完成日期之前到達的時間緩沖.但是, 由于加工過程中的變化,會導致有可能在理想的緩沖日期之后到達.在這個可以接受的日期之后到達和達到我們要求的時間點到達,我們就能繼續(xù)考慮計劃滿足訂單的完成日期<銷售或預測>.
繩子的目標是在制品庫存最小,繩子根據(jù)約束資源的生產(chǎn)節(jié)拍,決定上游原材料的發(fā)放速度,其原理類似于看板管理思想.
DBR系統(tǒng)生產(chǎn)計劃的實現(xiàn)過程:
<1>計劃: 主生產(chǎn)計劃,鼓計劃和物料下達計劃.
<2>執(zhí)行: 緩沖管理和采購/發(fā)放計劃.
<3>控制: 評估和過程指示
一、TOC生產(chǎn)計劃是如何計劃計算加工時間?
加工時間是來加工一個完整的批量的時間.加工時間的開始點就是開始節(jié)點和結(jié)束點是結(jié)束節(jié)點.當計算加工時間時,在制品的每一批和現(xiàn)有庫存是分別計算的.如果一個訂單<銷售或預測>的需要數(shù)量可以能用在制品數(shù)量和庫存來滿足,在制品數(shù)量和庫存數(shù)量大于了訂單需求的數(shù)量,將沒有加工時間.WIP是已經(jīng)完成它的工序的庫存.在變化的工作中心沒有考慮準備時間.加工時間分別對批量進行計算.這個批量是在車間里加工的數(shù)量.
加工時間的計算公式:
整批的工序最大運行時間+ 在所有其它工序的每件,每批運行時間 + 所有工作中心的排隊時間的合計+ 所有工序的閑散時間的合計
最大運行時間= 取整<<任務量 / 批量> / 工作中心的單元數(shù)>*每批的運行時間
強制排隊時間和閑散時間是固定的時間增加,它可以計算在加工時間的長度里.強制排隊時間是對工作中心的特別時間,而閑散時間是對零件或工藝工序的特別時間.實際上,,它們被用于特別的處理過程如:在熱處理工序以后,需要時間冷卻. 對油漆的〞晾干〞時間.在其它應用里,它們能被用已知的延遲或無正式文件處理過程如:預計有意義的等待或在特別的工作中心的排隊時間.物料處理時間,移動物料從一個地方到另外一個地方. 這些時間要素是固定的.我們應該有區(qū)別的使用. TOC計劃在應用中,計算時間用動態(tài)的方法,依賴可用時間的計算,把強制排隊時間以與閑散時間增加到加工周期時間里來處理可能例外的機會或由加快〞滲透〞時間的過程中.
二、TOC的生產(chǎn)計劃是如何計算緩沖時間?
如果沒有鼓的訂單,那么就只有靠發(fā)運緩沖來保護變化了.
一個積極的緩沖是排隊緩沖+ 整個Murphy墨菲<經(jīng)驗值>緩沖..排隊緩沖是可以動態(tài)滲透, 積極緩沖常用于是訂單<銷售,預測>的完成日期合理化.缺省的積極緩沖是 ? 排隊 + Murphy墨菲.
鼓緩沖等于1/3 的正常應用緩沖,大部分上游鼓將接受正常的緩沖和下游鼓將接受1/3的緩沖.首工作中心 <可以直接下達原材料的工作中心> 被定義為鼓將沒有鼓緩沖. 裝配緩沖不用于 "積極緩沖〞 的計算.
使用緩沖,需要考慮的是:是否有一個鼓和在每一個鏈里有加工時間存在. 對發(fā)運緩沖規(guī)定的值被應用到所有獨立需求的偏置加工時間.由排隊+墨菲值的積極緩沖來滿足發(fā)運. 當工作中心被選擇作為一 "鼓〞<瓶頸>時, 在有限計劃里. TOC計劃應用鼓緩沖值來偏置滿足不同的鼓的加工時間.在這一點的〞積極緩沖〞是可以計算的.如計算鼓緩沖和計算裝配緩沖.
三、TOC的生產(chǎn)計劃是如何計算計劃時間點?
現(xiàn)在,我們理解了加工時間和時間緩沖,現(xiàn)在就可以理解時間點的計算了. TOC的生產(chǎn)計劃對工序節(jié)點的鼓產(chǎn)生精確的開始和結(jié)束時間.
獨立的客戶和預測訂單也有精確的時間,這些時間可以被考慮是確認的計劃日期.對其它節(jié)點或非鼓鏈的工作中心,它只能計算開始日期和緩沖滲透<不計算完成日期>.
當緩沖滲透是0或減少,開始日期本質(zhì)是DBD<不要在日期之前作>.在任務時間應該開始時,
應該分析任務的剩余緩沖.如果剩余緩沖>計劃緩沖,那么任務不應該開始.
在鼓上的任務開始可以依賴于上游任務被完成.這是基本的加工時間+緩沖.在TOC計劃時如果被標出紅色警告, 說明排定的訂單<銷售或預測>已經(jīng)延遲.
EST:最早開始時間<Earliest Start Time>, 是任務可以最早開始的時間.考慮到完成所有緊接前的任務所花的時間. 使用積極緩沖計算, 裝配緩沖被忽視-假設加快要完成. EST從一確認計劃節(jié)點被向前傳播,上游鼓任務的結(jié)束時間已經(jīng)確認了計劃.最小化物料約束.<采購訂單的到貨日期,水平開始 + MRP 提前期>.
特別節(jié)點的EST的計算公式是:
案例 : 如果確認計劃是上游鼓<瓶頸>任務或物料約束. 當前節(jié)點是鼓.
EST = 確認計劃節(jié)點的計劃結(jié)束時間+ 加工時間+ 1/3積極鼓緩沖
LDB: 最遲完成時間<Latest Due By>.這是最遲的任務,應該是在它開始算盡緩沖之前完成. LDB 總是由向后傳播計算的,是從確認計劃節(jié)點如:訂單的完成日期 ,以前計劃鼓任務的
確認計劃.因為向后傳播和決定考慮〞理想〞日期是什么,使用整個計劃緩沖. 在TOC計劃的躁音處理它的LDB的任務. 不管訂單是否是舊或新的,LDB都包括緩沖,除非加工時間為0.
案例1: 確認計劃是鼓任務,當前節(jié)點是非-鼓節(jié)點.
LDB = 在鼓上的計劃開始 – 常規(guī)鼓緩沖 –加工時間-常規(guī)裝配緩沖
LST: 最遲開始時間<Latest Start Time>在協(xié)調(diào)計劃進程中使用來顯示最遲的任務,它能提前于滲透到下游緩沖開始,此任務最終將要滿足. 這個計算直接跟蹤LDB, 除了在LDB計算里,它計算鼓任務的開始時間而不是結(jié)束時間, LST 總是基于向后傳播計算,從確認計劃節(jié)點.如:訂單的完成日期 ,先前的計劃鼓任務的確認計劃.因為LST 計算是向后傳播和決定什么是〞理想〞時間,整個計劃緩沖被使用.
這個計算是精確時間到秒. 還可以用在在任務將開始布置在鼓上決定順序.LST 計算不對非-鼓節(jié)點計算.
DDB: 在之前不要作<Don’t Do Before>,在服從過程里使用.對所有非-約束工序不要在日期之前作. 這個計算是和LST一樣.
ET: ET加快<開始>時間<Expedite <start> Time>.緊緊追蹤DDB. ET還可以從一確認計劃向后傳播計算.加快時間計算象DDB,除了被消除的裝配緩沖和在DDB里的常規(guī)緩沖計算的使用,可以用積極緩沖所取代. 如果對訂單的任務是被計劃在大于ET <開始時間 > ET>, 訂單就會遲.在協(xié)調(diào)時,任務布置在鼓計劃上,開始時間 > ET的任務將被顯示為紅色.在推出去<Pushed Out>任務將保持紅色,直到推到這個時間,直到可接受的預計完成日期和排定的訂單<銷售或預測> . 加快時間是一個點,超越這個,訂單需要合理化.超越ET的時間將是訂單將被推出去<Pushed Out>的時間.
在TOC計劃里,推掉訂單Pushing Orders Out這個概念是讓我們的訂單有可以接受預計完成日期.由于實際的物料或制造零件裝配不能與時完成,當我們推掉訂單時<push an Order out>, 我們不能推掉鼓上的任務或改變將要到達的采購訂單PO的日期,但我們可以推掉pushing out 排定的客戶訂單或預測,它是由于延遲的任務或延遲的采購PO影響.TOC計劃的概念是執(zhí)行訂單的合理性.基于今天制造環(huán)境的現(xiàn)實.TOC的計劃可以提供給我們能分析這些情況和選擇的工具. 但是,也可以阻止對客戶訂單的退掉<push an order>.
四、TOC的生產(chǎn)計劃<Planning>的步驟:
1、計劃的展開
它也是通過BOM展開并且把獨立需求轉(zhuǎn)換為非獨立需求.在每一次展開的工作中心的負荷時間是基于訂單<銷售訂單和預測>的當前完成日期和WIP<時間和地點>,庫存和分配給訂單的采購訂單.當協(xié)調(diào)計劃下一個鼓的運行時,如果用順序來定義此任務.就決定需要在鼓上執(zhí)行計劃的任務,定義的鼓的計劃先執(zhí)行展開計算.
在執(zhí)行服從其間非-約束上的鏈就決定DDB〔Do Not Do Before〕和緩沖滲透〔緩沖剩余〕,在展開幾次之前,系統(tǒng)確認考慮最近的計劃決定.庫存物料也可以在每次運行展開時,動態(tài)的分配.展開計算包括以下幾個過程: <1>,路徑的選擇和凈計算.<2>,在鼓節(jié)點產(chǎn)生供應 .
實際上,TOC的計劃的展開過程是反復的.獨立需求的最終產(chǎn)品<銷售訂單和預測>被標識為0層.展開是從獨立需求的0層開始,按訂單的完成日期<當前完成日期>升序排列,一次一個.如果要處理同樣日期的訂單,在升序的訂單的里進行標識設置.每一個零件節(jié)點和路徑的選擇邏輯是決定那一個路徑最快的可以得到供應. 如果一原材料節(jié)點的原材料可以達到或WIP/庫存足夠滿足需求的一只鏈.展開就停止在這個節(jié)點上.那么,展開就重新開始,沿著獨立需求的另外的一只鏈.一旦第一個鼓節(jié)點遇到特別的鏈,它就會標志為第一層.展開就會重新沿著
另外的鏈從0層<獨立需求>展開,第一個鼓節(jié)點遇到的也可以是做為第一層 .第一層的所有任務被選擇為獨立需求,沿著它們的LDB日期展開 .一旦所有的1層的任務被選擇,這些任務在它們的LDB日期順序里進一步向下展開,下一個鼓節(jié)點遇到的是第二層,這個過程重復直到所有的鼓節(jié)點已經(jīng)由足夠的原材料庫存或完成的在制品來滿足需求.因此,層的數(shù)量是由在特別網(wǎng)絡鏈里的鼓的數(shù)量來決定的.
