约束理论的思维过程在柴油机零部件生产中的使用,生产管理论文.docx

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1、约束理论的思维过程在柴油机零部件生产中的使用,生产管理论文某柴油机股份有限公司下属零部件制造分厂，主要生产柴油机用连杆、凸轮轴、齿轮室等零部件。华而不实生产经过最复杂的是连杆。连杆生产需要经过锻造、热处理、机加工三个主要的环节，细分为原材料的领入、下料、锻造、热处理、机加工、包装、配送等步骤。 连杆的生产周期包括: 下料锻造 3 天，热处理 3 天，抛丸探伤 1 天，机加工 8 天，共计 15 天。因生产周期较长，在锻造环节储存了 6. 1 万根连杆锻件，机加工生产线上有 1. 3 万根在制品，另外有 1 万根连杆成品。生产经过中的锻件、在制品和成品库存总数 8. 4 万根，远远大于 3. 5

2、 万根的月均连杆使用数量。 对该零部件制造分厂连杆生产经过进一步分析，发现除了生产周期长和库存量大外，还存在下面问题: 人员缺乏、部分机加工工序手工准备作业时间长、部分设备能力缺乏、设备及时修复率较差、不同型号连杆机加工时共线使用关键设备、整体物流断续不连贯、等待时间较长、各环节库存标准不明确、计划没有起到整体控制作用、热处理周期长。怎样厘清上述问题之间的关系、并采取有效的措施予以解决? 本研究引入约束理论( Theory of Constraints，TOC) 中的思维经过( Thinking Process，TP) ，对上述情况进行分析和改善。 2 约束理论之思维经过 约束理论 1990

3、年由高德拉特( Eli Goldratt) 提出，可视为一种关于改善的内涵哲学和方式方法论，它包括聚焦瓶颈调度法、绩效评价体系、思维经过( TP) 和解决问题工具。它的核心思想是，每一个系统都必然至少有一个约束。约束理论的思维经过( TP) ，包括下面 5 个分析工具。 2. 1 现在状况树( Current eality Tree，CT) 系统中明显地存在着的那些不尽人意的地方，如无法准时交货、库存增加、成本居高不下等，约束理论把这些现象称为 不良效果 ( Undesirable Effects，UDE) 。不良效果之间是有逻辑关系的。现在状况树帮我们梳理不良效果之间的因果逻辑，找到真正的问

4、题症结所在。现在状况树的形式见图 1。 2. 2 消云图( Contradiction esolution Diagram，CD) ，又称为冲突解决图 约束理论以为一些问题的存在，是由于其背后有矛盾、对立和冲突。消云图用来解决隐藏在长期存在的问题背后的冲突。消云图画法见图 2，A 是双方共同的目的，B 和 C 分别是双方的需求，D 和 D是双方的行动。即便在目的一样的情况下，D 和 D之间，也会产生冲突。消云图通过提问: 为什么做了 D，就不能知足 B? 能否存在某种方式方法，能够确保做了 D之后，仍然能知足 B ， 为什么做了 D，就不能知足 C? 能否存在某种方式方法，能够确保做了 D 之

5、后，仍然能知足 C 来寻找解决方案。 2. 3 将来树( Future eality Tree，FT) 根据消云图得到的现在状况树中不存在的解决措施，约束理论将其称为注入项( Injection) 。现在状况树中的不良效果得到解决后的状态，称之为 满意效果 ( Desirable Effects，DE) 。将来树是用来表示清楚注入项和满意效果共同作用下所产生的预期结果。因其作用是对将来状况进行预测，所以称之为将来树，其构造见图 3。 2. 4 前提树( Prerequisite Tree，PT) 通过现在状况树、消云图、将来树，得到的是解决方案。一个合理的解决方案，得到充分的施行才能产生效果，

6、而施行经过中可能存在障碍和困难。前提树辨别施行经过中可能的障碍，帮助人们摆脱障碍的束缚，并布置好摆脱障碍的顺序。 2. 5 转移树( Transition Tree，TT) 转移树绘制了从初始阶段到整个目的完成经过中的步骤和变化。转变树是一个连续的、在 要求 ( Need) 结果( Effect) 和 行为( Specific Action) 的共同作用下，产生新结果的经过。 3 运用思维经过分析问题、寻找解决方案 3. 1 连杆生产现在状况树 根据本文引言中提及的连杆生产经过的问题，整理出 11个 不良效果 ( UDE) 。分析不良效果之间的因果关系，绘制成现在状况树见图 1。 通过现在状况

7、树能够看出，生产计划部门没有发挥应有的作用，进而导致了各环节库存标准不明确、不同环节加工批量不一致无人解决、热处理环节周期长不去缩短等问题。不同型号的连杆共线使用设备，加之人员缺乏导致设备故障不能及时修复，造成设备能力缺乏。各环节库存标准不明确，致使生产经过中产生过量的库存。不同环节加工批量不一致，则整体物流断断续续、等待时间长，生产周期也遭到影响。等待时间长、热处理周期长、机加工周期长，进而整体的生产周期也较长。设备能力缺乏、没有统一的库存量标准、生产周期又较长，为了应对用户的需要，所以各环节储存了数量非常大的库存。 3. 2 连杆生产消云图 从现在状况树中能够看出， 生产计划没有起到控制作

8、用 是核心问题。深切进入分析得知，生产计划不起作用，是由于传统做法中铸造、热处理和机加工一直分开核算，零部件制造分厂没有要求生产计划部门进行生产经过总体控制。其解决办法是较为明显的: 更改零部件制造分厂管理政策，锻造、热处理与机加工库存统一核算。 而生产经过中较为突出的 库存量大 问题，比拟复杂，需要用 消云图 进行分析。 库存量大 这一问题的背后，有两种截然不同的思维: 其一是维持较高的库存，更好的知足用户的需求，另外一种是持有较低的库存，降低生产成本。两种方式的最终目的是一样的，都是零部件厂获得较好的效益。图 5应用消云图展示了这种 冲突 所在。 绘制好消云图后，要解决冲突，需要按思维经过

9、( TP) 的要求进行提问。为什么 持有较低的连杆库存 ，就不能 很好的知足客户要求 ? 能否存在某种方式方法，能够确保在 持有较低的连杆库存 的情况下，仍然能 很好的知足客户要求 ，为什么 维持较高的连杆库存 ，就不能 降低连杆的生产成本 ? 能否存在某种方式方法，能够确保 维持较高的连杆库存 的情况下，仍然能 降低连杆的生产成本 ? 根据实际情况，对以上的提问进行分析和考虑，能够发现逻辑背后的假设、得出解决措施。D 到 B 背后的假设是，因生产周期长，假如库存降低的话，可能无法应对用户的需求，解决措施是尽量缩短生产周期。D 到 C 背后的假设是，不适宜的高库存量无法降低成本，解决措施是每个

10、环节研究最适宜的库存量。 经讨论，缩短生产周期主要能够采取的详细措施是: 改变热处理工艺，锻造后余热淬火，缩短热处理时间; 取消去重块的加工工序，缩短机加工时间。经讨论，每个环节确定最适宜的库存量能够采取的详细措施是: 由原来的锻造车间独立的锻件成品仓库改为工序仓库; 核定库存考核当量，各环节建立库存目视表，每日监控。 除由 库存量大 的消云图得到的上述两个注入项外，针对其他不良效果，可以以进行类似分析。由此得到的改善措施还有: 由原来的少批次大批量生产形式，改变为多批次小批量生产; 连杆大头孔加工余量减少、毛坯小头平面改斜面; 采取工装夹具的快速更换技术减少准备工时。 在现有的使用约束理论思

11、维经过( TP) 的文献中，所有的 不良效果 均得到有效解决。本研究和现有的文献不同，本研究的 不良效果 中研究存在 不可控项 。由于公司处于人员调整期，不可能增加人员，所以 人员缺乏 这个 不良效果 是无法通过增加人员改变的。 3. 3 连杆生产将来树 通过3. 2，得到的解决方案包含6 个注入项。注入项1: 锻造、热处理与机加工库存统一核算。注入项 2: 锻件库改为工序库; 核定各环节库存量标准、每日监控各环节库存量。注入项 3: 多批次小批量生产。注入项 4: 大头孔加工余量减少、毛坯小头平面改斜面。注入项 5: 余热淬火、取消去重块机加工工序。注入项 6: 采取工装、模具、刀具、夹具快

12、速更换技术。 将注入项插入到现在状况树中需要突破的环节，重新绘制连接，不良效果( UDE) 得到解决后之后的满意效果( DE) 也具体表现出出来，进而构成将来树，模拟和检验注入项对连杆式生产将来产生的影响。 图 6 的逻辑是，假如零部件制造分厂改变政策，生产经过统一核算，计划部门起到总体控制作用，锻件库改为工序库、核定各环节库存量标准、每日监控库存量，那么新的库存量标准将被严格遵守。固然共线使用设备、设备修复率差，但由于栏杆大头孔加工余量减少、毛坯小头平面改斜面，设备使用量相对减少，设备能力得到保证。由于采用多批次小批量生产，物流断续情况得以改善，使得等候时间缩短。采用余热淬火，热处理周期得以

13、大幅缩短。取消去重块机加工工序，与此同时采取工装夹具快速更换技术，机加工周期也得以大幅缩减。 等待时间减少、热处理和机加工周期减少，会使整体生产周期缩短。设备能力不再缺乏，、库存量标准明确、生产周期有所缩短，在这些因素作用下，合理的较低的库存数量，仍然能较好的知足客户要求。 4 解决方案施行经过和获得的效果 参照前提树和转移树，零部件制造分厂针对 6 个注入项，考虑了施行经过中可能的障碍，并拟定了详细的改善步骤。 通过零部件制造分厂及其计划部门、技术部门、生产车间几个月的共同努力，获得了预期的效果。热处理周期减少一天变为 2 天，机加工周期减少一天变为 7 天，共计 13 天( 比原来减少两天

14、) 。锻造环节的连杆锻件降为 1. 8 万根，机加工生产线上降为 1 万根在制品，连杆成品降低为 0. 3 万根。生产经过中的锻件、在制品和成品库存总数 3. 1 万根，大大低于原来的8. 4 万根。 解决方案施行经过中，零部件制造分厂建立了三个新观念。一是整体观: 锻件仓库是锻造和机加工车间分立时的产物，将其变更为工序间仓库，锻造和机加工的价值链有机地联络成为一个整体。二是精益观: 从传统的大批量生产形式，变为增加投入批次，看 库 排产，看 库 投料，分批锻造，较好地控制住了工序间库存。三是改善观: 采取针对性措施，获得的显着效果，加强了零部件制造分厂进一步改善生产和运作经过、提高管理水平的

15、自信心。 5 结论 约束理论的思维经过( TP) ，显示了各种现象之间的相关关系，帮助人们从复杂的多个问题中，梳理出清楚明晰的脉络。思维经过( TP) 较好地避免了解决问题时，把关注的焦点放在孤立的现象上，一个一个现象进行分析，逐个解决，而置核心问题于不顾。 看似复杂的问题之间的逻辑关系，列成图表之后，给人的感觉更为直接，理解起来更为容易。通过对图形的分析，我们能够愈加清楚明晰的把握事物之间的关系，厘清冲突背后的假设，快速有效地找到解决办法。 思维经过( TP) 并不提供解决问题的答案:，但是它给我们解决问题提供了一个很好的思维形式。使用这种形式，我们能够对事物的逻辑关系进行更为深切进入的挖掘

16、，更好地把握事物的本质和规律。 以下为参考文献 1美沙尔文迪 江志斌，易树平等译 . 工业工程手册第 3分册( 第三版) M 北京: 清华大学出版社，2005. 2William Dettmer H. Goldratt s theory of constraints: a systemapproach to continuous improvementM Milwaukee: ASQQuality Press，1997. 3金升龙 . 制约理论M 广州: 广东经济出版社，2004. 4( 日) 岸良裕司 . 包立志，董珍珍译 . 高德拉特问题解决法M 北京: 中国人民大学出版社，1997 5刘晓敏，檀润华，王晓云等 TOC 构造经过模型驱动产品创新设计J 工程设计学报，2007，14，( 4) : 269 273. 6万庆 基于 TOC 的核心业务流程辨别及再造J 机械，2018，37，( 8) : 44 46 7邵建军，柯大钢，林梅 制约理论之思维流程在某制造企业的应用J 工业工程与管理，2006，( 1) : 104 109 8王长军，雷大洋，刘泳 约束理论之思维经过在采购决策中的应用研究J 物流技术，2020，31，( 5) :25 27