基于瓶颈的在制品库存控制方法研究

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1、上海交通大学工程硕士学位论文绪论品种多，以及生产的复杂性、难以适应性，无法保证所有产品在每次生产时都做到同节拍同步生产，所以拉动模式在企业内部如何做到同步同节拍是一个重点，但同时也是一个难点。推动模式采用集中控制方式，通过对未来需求的预测来组织生产，必须对生产提前期进行估计；而拉动模式采用分散控制方式，根据实际需求来组织生产。拉动模式下生产系统中的在制品数量较低，因而在在制品库存控制方面拉动模式相对推动模式更具优越性。但是，拉动模式的应用受到环境的限制，它只适用于大批量的稳定生产。3)CONWIP（ConstantWIP）Spearman等人于1990年提出一种新的在制品库存控制模式

2、CONWIP(ConstantWorkInProcess)，即恒定在制品库存控制系统，是继看板系统之后，在制品库存控制研究历史上又一具有重要影响的拉式控制系统。这种控制方法是由文献[12]提出的，CONWIP系统并不控制每个工作站的在制品库存，而只是控制整个生产系统的在制品库存。在CONWIP系统中，生产线的初始工序只有在生产线的在制品量降到某一水平以下时才能开始工作，生产线的其它工序以推动方式进行。CONWIP中在制品数量是用流通卡数量来标识的，每个流通卡代表一个“标准件”，“标准件”用工件在瓶颈工序所需时间来描述；“标准件”装在“标准容器”中运输。如果工件A在瓶颈工序需要一个单位

3、时间，工件B在瓶颈工序需要两个单位时间，则[13]完成1000个单位B，会触发2000个单位A开始工作。CONWIP系统生产线起点有两个队列，未交付工作订单队列和空流通卡队列。初始工序的工作过程如下：1.匹配下一个需要进行的工作：从流通卡队列中取出一个流通卡，将它与未交付工作订单队列中的第一个产品匹配，即将产品编号写入流通卡中。2.取原料：按产品编号从原料库中找到原材料，将流通卡放在装“标准件”的“标准容器”上。3.开始生产：初始工序开始生产，同时将此时间作为系统进入时间写入流通卡。4.完成后的工件放到其后的库存中。其它工序以推动方式进行工作，即只要工序前的库存中有需要加工的物料，就

4、进行生产。维护未交付订货单是生产和存储控制员的工作。大多数情况下，它产生于主生产计划；有时，公司的订货加入到未交付订货单中；有急件处理时，可重新排列未交付订货单或向其中增加部件编号；但在任何情况下，都不允许急件强行开始工作。在排列未交付工作订单序列时，装设时间算在“标准件”的处理时间内，所以CONWIP系统在存在显著装设时间的情况下仍能适用。未交付工作订单应是在保证所有工作按时完工的条件下，将在瓶颈工序装设时[14]间相同的工作排成一组。生产线上的其它所有工序都遵循先到先服务的原则，即系统进入时间最早的工作最先工作，唯一的例外是重新加工，它具有最高的优先权。当在生产线终点有产出输出时

5、，流通卡与“标准容器”分开，返回生产线起点，加入在流通卡队列后面。CONWIP系统可以包括从原料到成品的整个生产线，也可以将生产线分成若干段，每段作为一个CONWIP系统，这样就形成一系列串联的CONWIP系统，其间设有库存，当CONWIP只含有一个工作中心时，它与看板系统是等同的。6上海交通大学工程硕士学位论文绪论看板系统中，原料进入每个工作站加工都需要看板拉动，而CONWIP系统只需在生产开始前拉动原料，原料一旦进入系统，就在系统内自由流动，以推动方式工作，相比看板系统来说，更具灵活性，且减少了控制卡片的数量。从理论上讲，CONWIP系统内的在制品库存要比看板系统的在制品库存低。

6、不过在CONWIP系统内，在制品趋向于汇集在系统的瓶颈处，因此有时会产生在制品的大量积压。4)运筹学方法。即使用运筹学相关方法如线性规划、非线性规划、动态规划、排队论等，考虑一些生产相关因素如设备故障概率和修复率等，建立离散型生产车间的在制品库存数学优化模型，然后对模型进行求解，以实现系统总体在制品库存的最小化，如文献[15]和文献[16]就采用了这种方法。5)控制理论模型方法。即使用控制理论模型对生产系统进行建模，实现对系统在制品库存的有效控制。如文献[17]研究了串行生产线在制品库存控制情况，基于控制理论知识建立了串行生产线的在制品库存控制模型。以上这些方法各有优缺点，有着各自的

7、应用条件和适用范围。但是，综合国内外现有的相关理论研究，发现现有研究大多都是针对整个生产系统，把系统中所有的工序都同等对待，而缺少对系统最关键的制约因素——系统瓶颈的关注，这样势必会造成控制成本的提升，从而降低库存控制效果。实际上，任何一个生产系统，都不可避免的存在瓶颈工序，而瓶颈工序则制约着整个系统的产出率，瓶颈资源上的时间损失等于整个系统的时间损失。因此，本文提出了基于TOC理论的在制品库存控制的思想。如何正确辨别出生产系统瓶颈；如何设计一种生产计划与