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近年来,随着市场经济和科技的发展,以及市场需求的日趋多样化和个性化,面向订单、多品种、中小批量的混流生产方式已成为企业生产的主流。这类企业的生产计划与控制是企业管理的重要组成部分。目前大部分多品种小批量生产的企业使用MRPII(Manufacturing Resource Planning)或ERP(Enterprise ResourcePlanning)系统制定生产计划,作为其核心的物料需求计划(Material RequirementsPlanning,MRP)在其制定期量标准等方面存在着重大的缺陷,从而影响了MRPII/ERP的使用效果。
本文以“瓶颈漂移条件下基于TOC的MRP 制定与控制关键问题研究”为题,其目的是根据约束理论应用于制造企业生产过程的基本思想和相关方法,针对物料需求计划制定和控制过程中的核心问题,提出新的模型和方法。目前,国内外学者虽然在TOC 与MRP II/ERP的结合方面取得了一些成就,但就如何将约束理论的思想应用到物料需求计划制定和控制过程中还没有详细的研究。为此,本文就如何将TOC 应用到物料需求计划制定和控制过程中,分别就瓶颈漂移的识别与动态控制,时间缓冲的确定,批量以及提前期的确定及动态控制这三方面进行了研究,而这三方面又是密切联系,相互影响的。
本文首先从理论入手,对约束理论研究的基础理论及相关文献进行了较为深入的综述。在第一章和第二章阐述了物料需求计划及其在企业MRPII和ERP 中的角色,剖析了MRP 存在的问题及其原因,提出了本文研究的关键问题所在;并由此引入约束理论,介绍了约束理论的起源和思维内涵;阐述了TOC 中的重要思想、概念、方法以及TOC的9 条基本原则,分析了现有的关于TOC 在国内外的研究状况,总结归纳了现有的TOC 在实际企业管理中应用方向及层次。从而为借鉴约束理论进行深入研究物料需求计划的制定与控制问题提供了理论基础。
其次,本文第三章探讨了订单式生产方式下瓶颈漂移形成的原因,并对瓶颈漂移的识别方法进行了研究,探讨了为避免它对系统生产绩效产生不良影响而采取的动态控制方法及相应的管理对策,建立了正确的现场控制与管理观念。从而降低了瓶颈漂移时对系统生产绩效的影响程度,确保了基于约束理论的生产系统的生产绩效。也为本文的后续研究奠定了基础。
再次,本文第四章通过考虑机器发生故障的概率,排除故障的能力,生产批量和转移批量等影响缓冲大小的因素,探讨了如何使用排队论方法估计生产系统中时间缓冲的大小。第一步,为便于进行数量分析,将带有确定性路径选择的多部件模型可以整合成一个带有马尔克夫链路径选择的单部件模型;第二步,使用Segal and Whitt(1989)提出的设备故障模拟法,模拟设备故障或其他服务中断对每个工作站的服务时间及其方差的影响;最后考虑了转移批量对平均流程时间的影响,以及平均流程时间的可变性,得出了较为准确合理的时间缓冲量的大小。
随后,在第五章,本文首先分析了批量和提前期在物料需求计划中的作用,归纳了批量和提前期设定中存在的问题,并阐述了约束理论中关于批量和提前期确定的基本思想;然后,运用排队论方法,在考虑到提前期最小化的条件下,分别给出了考虑资源合理利用和合理的在制品量的加工批量和转移批量的确定方法及计算公式,给出了充分考虑瓶颈资源的加工批量、加工时间和调整时间提前期的确定方法,并提出了基于瓶颈漂移的批量和提前期动态调整模型,以降低瓶颈漂移对计划的影响。
最后,在第六章本文结合前几章的研究,在约束理论的基础上,对MRP的制定方法进行了以下改进:考虑到实际能力的有限,在MRP 中引入能力负荷计划;对系统中的瓶颈和瓶颈漂移进行识别;根据识别出的瓶颈的位置插入时间缓冲区;在MRP 中插入批量和提前期的设置模块,依据约束理论的思想,确定合理的批量和提前期。并且为了验证本文所给出的批量及提前期的制定方法的有效性,以镇江某柴油机厂车间零部件加工为例,分别对改善前后的生产系统进行了仿真及对比分析,从而对本文给与了实证上的支持。
论文创新之处主要体现在讨论了瓶颈漂移的识别以及瓶颈漂移的动态控制,以及基于约束理论的加工批量、转移批量和提前期的确定问题。这些问题的解决将为实现TOC 与MRP II/ERP的更好结合,从而提高MRP 制定的有效性,提高企业生产组织水平,提供良好的基础。