801-第十八章 同步制造与限制理论.ppt

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1、第十八章 同步製造與限制理論,第二組 王俊力 洪建中 大木行健 謝佳恩 林冠州,Goldratt博士的小說,Story 最適生產技術(OPT)：考量了設備的限制、機器、人員、工具、原料，及其他影響排程完成的各項限制因素,Goldratt的九項生產排程法則,不是平衡產能，而是平衡流程 非瓶頸資源的利用率，並非由自身的能力決定，而是取決於系統中的其他限制 資源的利用 (utilization) 與使用 (activation) 是不同的 損失一小時的瓶頸時間即是整個系統一小時的損失 節省非瓶頸一小時所得到的只是一個幻覺 瓶頸決定系統中的產出量與存貨 移轉批量可能不會也不需與製程批量相等 製程批量在

2、路徑與時間上均是可變的 先檢視系統的限制才來訂排程的優先順序，前置時間將是排程的結果,Goldratt的限制理論(TOC),確認系統中的產能受限資源 決定如何探討產能受限的資源 協調其他資源配合產能受限資源的決策 提升系統中的受限資源 假如在前一步驟中，限制已消除，則再回到步驟一，不要讓惰性變成了系統的限制,同步製造 (synchronous manufacturing) Goldratt的理論下 強調生產流程可和諧地作業以達成公司目標 強調全面系統的績效,而非個別績效的衡量,18.1 企業的目標 18.2 績效衡量 18.3 產能不平衡 18.4 瓶頸與產能受限資源 18.5 基本製造元件

3、18.6 管制方法 18.7 同步製造與MRP及JIT的比較 18.8 與其他功能領域的關係 18.9 結論,18-1公司的目標,提供工作 消費原物料 增加銷售 增加市場佔有率 發展技術 生產高品質的產品,無法保證公司可以長期生存 只是達成目標的工具，不是目標本身,公司的目標在於賺錢,18-2績效衡量,財務指標 : 適用於企業較高的階層中， 必須一起使用不可偏廢 淨利：以金錢表示的絕對衡量標準 投資報酬率：基於投資的相對衡量標準 現金流量：生存的衡量標準,18-2作業指標（生產層級）,作業指標: 運用在作業層級的衡量 有效產出：系統透過銷售產生現金的速度 存貨：系統投資於採購可銷售產品的金錢

4、作業費用：此系統花費在使存貨轉為產出的金錢,從作業的觀點，公司的目標為：增加有效產出、降低存貨與作業費用,生產力 (productivity) 衡量人工小時的產出,無法確定公司賺錢 在測試生產力是否提高，須詢問 所採行的行動是否已使產出增加? 降低了存貨? 降低了作業費用?,新定義:生產力為所有能使企業更接近目標的行動,18.3 不平衡的產能,盡量使市場需求與產能配合的傳統觀念是正確的嗎？ 在同步製造的思維下，將所有產能保持一致是糟糕的決策 不平衡的產能 (unbalanced capacity) 才是最好的 -不要試著平衡一連串製程的產能 使不平衡的產能成為優勢 -從不平衡的產能狀態中發覺問

5、題進而改善它 -使產能平衡再周而復始的持續改善檢討產能狀態,18.3 不平衡的產能,統計變異的影響是累積的，使變異平順的方法為： 增加流程中的在製品數量，以緩衝變異的影響 增加下游作業的產能，配合上游較短的製程時間,解決此一問題的原則為不應將流程產能調整至 相同的程度，而是應平衡整個系統產品的流量,相依事件與統計性變動,相依事件 (dependent events) 下一站能否進行作業，決定於前一站作業的結果 例如，流程從到到到，且每個流程必須完成所有作業，再送至下一站，則、即為相依事件 統計性變動 (statistical fluctuation) 平均數的正常變異 當統計變動發生在相依順序

6、中，且工作站無任何存貨，則系統便無法達成平衡的產出 當一項作業時間高於平均時間，下一個作業將無法彌補此時間差,範例,假設需要處理五個品項 流程的順序為由A至B，且二者間無在製品存貨 製程A平均數為10小時，標準差為2小時 有95.5%的機率，將在6小時與14小時內 (正負二個標準差) 製程B的時間固定為10小時,(1)由流程A至流程B,最後一個品項將在66小時內 (期望時間60小時) 完成，平均每個品項費時13.2 (12) 小時,出現等候時間,(2)由流程B至流程A,最後一個品項將在66小時內 (期望時間60小時) 完成，平均每個品項費時13.2 (12) 小時,18.4 瓶頸與產能受限資源

7、,產能 (Capacity) 生產可利用的時間，但不包括維修與其他的停工時間 瓶頸 (bottleneck) 產能低於特定需求的資源 系統產出的限制，為生產流程中流量變窄的發生點 非瓶頸 (nonbottleneck) 產能大於特定需求的資源 不應持續工作，因這將使產量超過需求量，所以非瓶頸會有閒置時間 產能受限的資源 (capacity-constrained resource, CCR) 利用率接近產能 若未能仔細安排，將變成瓶頸的資源,18.5 基本製造元件,基本元件 (building block) 優點: 可大量簡化對產品流程的分析與控制 例如，不需要追蹤與規劃生產流程的非瓶頸作業，

8、只需要注意元件的開始與結束點,將作業流程分組產生的基本製造元件(A),由瓶頸流向非瓶頸 組合非瓶頸成簡化的基本元件 原始的表達方式,X,Y,市場,X,A,市場,B,C,D,Y,X為瓶頸 Y為非瓶頸(有多餘的產能),將作業流程分組產生的基本製造元件(B),由非瓶頸流向瓶頸 組合非瓶頸成簡化的基本元件 原始的表達方式,Y,X,市場,A,B,市場,C,D,X,Y,X為瓶頸 Y為非瓶頸(有多餘的產能),將作業流程分組產生的基本製造元件(C),組合瓶頸與非瓶頸的產出成一個產品 組合非瓶頸成簡化的基本元件 原始的表達方式,X,A,市場,B,C,D,最後組裝,Y,X為瓶頸 Y為非瓶頸(有多餘的產能),將作業

9、流程分組產生的基本製造元件(D),組合瓶頸與非瓶頸的產出成一個產品 瓶頸與非瓶頸的產出，各有其獨立的市場 原始的表達方式,X,A,市場,B,C,D,X,市場,市場,Y,市場,Y,X為瓶頸 Y為非瓶頸(有多餘的產能),將作業流程分組產生的基本製造元件,瓶頸與非瓶頸的產出，各有其獨立的市場 組合非瓶頸成簡化的基本元件 原始的表達方式,X,A,市場,B,C,D,Y,X為瓶頸 Y為非瓶頸(有多餘的產能),工作中心,X,Y,200個工作小時/月 市場需求：200單位/月 作業時間：1hr/單位,200個工作小時/月 市場需求：200單位/月 作業時間：45min/單位,X 是瓶頸,18-6 管制方法,1

10、.由瓶頸流向非瓶頸 2.由非瓶頸流向瓶頸,瓶頸與非瓶頸的作業流程,X,Y,市場,200單位 267單位,Y,X,市場,在製品,Y只能使用75%的時間 否則將會產生在製品存貨,X使用200/200=100%產能 Y使用150/200=75%產能,3.組合瓶頸與非瓶頸的產出成一個產品 4.瓶頸與非瓶頸的產出，各有其獨立的市場,瓶頸與非瓶頸的作業流程,(多餘的零件),Y只能使用75%的時間，否則將會產生零件存貨,X,市場,市場,Y,成品,Y只能使用75%的時間，否則將會產生成品存貨,1.整備時間 2.製程時間 3.排隊時間 4.待料時間 5.閒置時間,組成生產週期時間的元素,尋找瓶頸,1.計算資源的

11、產能負荷圖 2.觀察,Example： M1: 產能的130% M2: 產能的120% M3: 產能的105% M4: 產能的95% M5: 產能的85%,M1: 產能的110% M2: 產能的115% M3: 產能的105% M4: 產能的90% M5: 產能的85%,節省時間,避免將非瓶頸變成瓶頸,Y2,Y3,Y1,零件A,零件B,零件A： 批量大小=500個 整備時間=200分鐘 作業時間=1分鐘/零件,零件B： 批量大小=200個 整備時間=150分鐘 作業時間=2分鐘/零件,控制點,控制點 = 鼓,瓶頸 產能受限資源(CCR) 沒有瓶頸也沒有CCR，則任何一點皆可。 理想值為：某些資

12、源之產出供許多下游作業的 分歧點上。,E,C,A,B,D,市場,瓶頸(鼓),存貨(緩衝),溝通(繩),品質的重要,MRP為因應退貨的需求，需要比實際需求更大的批量 JIT不允許低落的品質，瑕疵將造成JIT瓦解 對瓶頸作業而言，並沒有額外的時間 瓶頸上游產生不良品，因為有超額產能，其結果只是損失原料 所以在瓶頸作業前，需進行品質控制的檢驗，以確保進入瓶頸作業的為良品 當通過瓶頸作業與其下游的產品須確保其品質，否則將會造成產出損失,批量大小,製程批量(process batch)： 指在一特定時間內足以處理的數量 以資源觀點，將涵蓋兩個時間：整備時間和製程處理時間。 較大的製程批量需要較少的整備時

13、間，故可有較大的製程時間與較多的產出。 對於瓶頸資源而言，採取大批量規模是必須的。但對於非瓶頸資源，則應保持較小的批量，以降低在製品存貨。,批量大小(Cont),移轉批量(transfer batch)： 指將製程批量分批的移動，不必等待整個製程批量的完成，只要將該品件作業完成即可移轉至下游的工作站。 在設計良好的系統下，移轉批量可等於製程批量，但不應大於製程批量。 移轉批量小於製造批量的優點：生產週期較短使得在製品的數量減少。,使用100單位，取代1000單位 (2)減少作業2製程批量的大小 將總生產前置時間由2100分鐘降為1310分鐘。,批量大小(Cont),批量大小的決定點 確認所有可

14、能的瓶頸和CCR 原則上，瓶頸應該只有一個並由管理者嚴密控管，以了解是哪一項資源實際控制著整個工廠 依照過去的績效來調整製造與移轉批量 較小的移轉批量產生較低的在製品存貨和較少的產品流量，然而因此需要付出更多物料控管的心力 較大的移轉批量將產生較長的前置時間，與較高的存貨，但物料的控管較為簡單,生產前置時間、存貨、物料處理成本間的取捨。,批量大小(Cont),控制CCR與瓶頸流量時，可能的狀況： 改變產品生產線時，瓶頸作業(無閒置時間)不需要整備時間。 工作依照排程的順序以能準時交貨，因為在沒有整備因素時，只需要考量順序的問題。,批量大小(Cont),控制CCR與瓶頸流量時，可能的狀況： 改變

15、產品生產線時，瓶頸作業需要整備時間。 採取較大的製造批量並結合其他相似的工作一起進行，並須涵蓋未來幾期的規劃，有些工作將因此提早完成。 但應考量是否會延誤後續的作業，所以應配合頻繁、小量的移轉批量，以縮短後續作業的前置時間。,批量大小(Cont),控制CCR與瓶頸流量時，可能的狀況： 改變產品生產線時，產能受限資源需要及不需要整備時間。 CCR有些許的閒置時間，縮小製造批量，可利於較頻繁的換線作業，以降低前置時間，而工作也將會更準時地完成。,處理存貨,存貨對公司績效的影響： 持有成本增加 過長的前置時間 增加工程變更的複雜性 衡量存貨的方式：金額天數 金額天數 = 存貨總價值 x 存貨停置於某

16、處所花費的天數 對此項指標，不可流於以區域最佳化為目的，而必須是以總體的最佳化為目標，如增加投資報酬率、現金流量、淨利等。,處理存貨,金額天數亦可衡量其他領域 行銷：不鼓勵保有大量的成品存貨，此結果將鼓勵製成品的銷售。 採購：不鼓勵為了取得數量折扣優惠的大量採購，即鼓勵即時畫採購。 製造：不鼓勵大量的在製品與提早生產，已使工廠內物料快速地流動。 專案管理：將專案的受限資源投資量化為時間函數，此可促使適當地配置共用資源至各項專案。,18-7 同步製造、MRP及JIT的比較,同步製造,MRP,同步生產, MRP及JIT的比較(同),同步生產, MRP及JIT的比較(同),18-8 與其他功能領域的

17、關係,成本會計衡量 會計的影響： 在制定決策時，有時會被帶向以符合評量系統為目標，而不是以公司的目標為目標 成本會計： 可用以衡量績效、分析成本、提供投資判斷的基礎與存貨價值的評量,成本會計衡量,一般使用的會計績效指標： (1)整體性指標:財務報表中的淨利,投資報酬率,及現金流量 (2)個別成本會計指標:效率(與標準值的差異)或利用率(實際工作時數/可用時數) 傳統的績效衡量： 依據成本與充分的利用率 結果：使主管整日督促員工，因此產生超額的存貨。,行銷與生產的關係,績效 (1) 行銷人員: 銷售成長率, 市場佔有率及新產品的引進 (2) 製造人員: 成本與利用率 經驗和導向 (1) 行銷人員

18、: 業務出身，與顧客有緊密的關係 (2) 製造人員: 生產作業部門出身，以工廠績效為目標 資料 (1) 行銷資料: 軟性(定性的) (2) 製造資料: 硬性(定量的) 文化 (1) 行銷人員: 自我趨力強、外向 (2) 製造人員: 注意細節、內向,CASE 1: 產品A、B、C 應生產什麼?,Z 5分鐘/零件,Y 2分鐘/零件,RM $5,RM $15,產品A $50,產品C $60,產品B $75,X 6分鐘/零件,X 4分鐘/零件,Y 3分鐘/零件,Y 5分鐘/零件,RM $30,RM $10,當市場可吸收所有生產產品,1.銷售利益最大化，因為行銷人員以總收益來計算佣金?,Y 2分鐘/零件

19、,3.總毛利最大化?,2.每單位毛利最大化?,當欲考慮,Y 2分鐘/零件,Y 3分鐘/零件,Y 2分鐘/零件,RM $4,Y 3分鐘/零件,Y 2分鐘/零件,Y 3分鐘/零件,RM $18,Y 3分鐘/零件,X 4分鐘/零件,RM $20,Z 5分鐘/零件,RM $12,Z 2分鐘/零件,Y 10分鐘/零件,RM $6,Z 5分鐘/零件,Y 2分鐘/零件,RM $5,RM $15,產品A $50,產品C $60,產品B $75,X 6分鐘/零件,X 4分鐘/零件,Y 3分鐘/零件,Y 5分鐘/零件,RM $30,RM $10,1.銷售利益最大化，因為行銷人員以總收益來計算佣金?,Y 2分鐘/零

20、件,Y 2分鐘/零件,Y 3分鐘/零件,Y 2分鐘/零件,RM $4,Y 3分鐘/零件,Y 2分鐘/零件,Y 3分鐘/零件,RM $18,Y 3分鐘/零件,X 4分鐘/零件,RM $20,Z 5分鐘/零件,RM $12,Z 2分鐘/零件,Y 10分鐘/零件,RM $6,因為銷售人員不懂製造費用，故會賣75美元的B產品，而忽略A與C的銷售,A B C,Y X Z,10分鐘 6分鐘 5分鐘,60/10=6 60/6=10 60/5=12,50 75 60,300 750 720,銷售利益最大化應生產B,產品 瓶頸做業 作業時間 單位小時產量 售價 單位小時銷售金額,Z 5分鐘/零件,Y 2分鐘/零

21、件,RM $5,RM $15,產品A $50,產品C $60,產品B $75,X 6分鐘/零件,X 4分鐘/零件,Y 3分鐘/零件,Y 5分鐘/零件,RM $30,RM $10,2.每單位毛利最大化?,Y 2分鐘/零件,Y 2分鐘/零件,Y 3分鐘/零件,Y 2分鐘/零件,RM $4,Y 3分鐘/零件,Y 2分鐘/零件,Y 3分鐘/零件,RM $18,Y 3分鐘/零件,X 4分鐘/零件,RM $20,Z 5分鐘/零件,RM $12,Z 2分鐘/零件,Y 10分鐘/零件,RM $6,A B C,20 60 40,30 15 20,50 75 60,每單位毛利最大化應生產A,產品 售價 原料成本

22、單位毛利(售價-原料成本 ),Z 5分鐘/零件,Y 2分鐘/零件,RM $5,RM $15,產品A $50,產品C $60,產品B $75,X 6分鐘/零件,X 4分鐘/零件,Y 3分鐘/零件,Y 5分鐘/零件,RM $30,RM $10,3.總毛利最大化?,Y 2分鐘/零件,Y 2分鐘/零件,Y 3分鐘/零件,Y 2分鐘/零件,RM $4,Y 3分鐘/零件,Y 2分鐘/零件,Y 3分鐘/零件,RM $18,Y 3分鐘/零件,X 4分鐘/零件,RM $20,Z 5分鐘/零件,RM $12,Z 2分鐘/零件,Y 10分鐘/零件,RM $6,A B C,Y X Z,10分鐘 6分鐘 5分鐘,60/

23、10=6 60/6=10 60/5=12,50 75 60,30 15 20,總毛利最大化應生產C,1產品 2瓶頸做業 3作業時間 4單位小時產量 5售價 6原料成本 7單位獲利 8每小時獲利 (4*7),20 60 40,180 150 240,員工1 5分鐘/個,員工1 5分鐘/個,員工1 5分鐘/個,員工1 5分鐘/個,員工1 10分鐘/個,員工2 20分鐘/個,員工2 10分鐘/個,RM $3,RM $7,RM $3,RM $7,RM $5,RM $5,產品A $30,產品D $32,產品C $30,產品B $32,RM $10,CASE2: 產品A、B、C、D 應生產多少數量?,每次

24、輪班僅一名員工1及員工2,輪三班,一週五天,一班 8小時,每週時間7200分鐘 每週作業費用$3,000,環境與限制條件: 售出產品的比例,任一銷售最大量與最小者，不會超過10:1,1.銷售人員佣金最大化 2.每單位的毛利最大化 3. 瓶頸資源使用率最大化(產生最大的毛利),員工1 5分鐘/個,員工1 5分鐘/個,員工1 5分鐘/個,員工1 5分鐘/個,員工1 10分鐘/個,員工2 20分鐘/個,員工2 10分鐘/個,RM $3,RM $7,RM $3,RM $7,RM $5,RM $5,產品A $30,產品D $32,產品C $30,產品B $32,RM $10,產品A、B、C、D 應生產多

25、少數量?,1.銷售人員佣金最大化,所以銷售人員偏好販售高單價B跟D($32),銷售單位比例為1A:10B:1C:10D,員工2的產出是瓶頸, 所以由員工2決定產出量 產出A與B=20分鐘 產出C與D=20+10分鐘,每週工時=7200分鐘,產出關係式=1X(20)+10X(20)+1X(30)+10X(30)=7200,產品有效產出: X=13.09(單位); A=13, B=131, C=13, D=131,週毛利=售價-原料-作業費=13(30-18)+131(32-22)+13(30-18)+131(32-22) 3000= $68,損失,員工1 5分鐘/個,員工1 5分鐘/個,員工1

26、5分鐘/個,員工1 5分鐘/個,員工1 10分鐘/個,員工2 20分鐘/個,員工2 10分鐘/個,RM $3,RM $7,RM $3,RM $7,RM $5,RM $5,產品A $30,產品D $32,產品C $30,產品B $32,RM $10,產品A、B、C、D 應生產多少數量?,2.每單位的毛利最大化,所以A跟C為每單位最大毛利(售價-成本)=$30-$18=$12 (B跟D=$32-$22=$10),銷售單位比例為10A:1B:10C:1D,員工2的產出是瓶頸, 所以由員工2決定產出量,每週工時=7200分鐘,產出A與B=20分鐘 產出C與D=20+10分鐘,產出關係式=10X(20)

27、+1X(20)+10X(30)+1X(30)=7200,X=13.09(單位); A=131, B=13, C=131, D=13,週毛利=售價-原料-作業費=131(30-18)+ 3000= $404,利潤,員工1 5分鐘/個,員工1 5分鐘/個,員工1 5分鐘/個,員工1 5分鐘/個,員工1 10分鐘/個,員工2 20分鐘/個,員工2 10分鐘/個,RM $3,RM $7,RM $3,RM $7,RM $5,RM $5,產品A $30,產品D $32,產品C $30,產品B $32,RM $10,產品A、B、C、D 應生產多少數量?,3. 瓶頸資源使用率最大化 (產生最大的毛利),銷售單

28、位比例為10A:1B:1C:1D,每週工時=7200分鐘,產出關係式=10X(20)+1X(20)+1X(30)+1X(30)=7200,X=25.7(單位); A=257, B=25.7, C=25.7, D=25.7,週毛利=售價-原料-作業費=257(30-18)+ 3000= $906,3. 瓶頸資源使用率最大化 (產生最大的毛利),利潤,A B C D,20 20 30 30,3 3 2 2,30 32 30 32,18 22 18 22,36 30 24 20,1產品 2生產時間 3單位小時產量 4單位售價 5單位原料成本 每小時毛利 (3*(4-5),員工2在產品A產生最大的毛利

29、，故A、B、C、D的比例 10 : 1 : 1 : 1,員工1 5分鐘/個,員工1 5分鐘/個,員工1 5分鐘/個,員工1 5分鐘/個,員工1 10分鐘/個,員工2 20分鐘/個,員工2 10分鐘/個,RM $3,RM $7,RM $3,RM $7,RM $5,RM $5,產品A $30,產品D $32,產品C $30,產品B $32,RM $10,3. 瓶頸資源使用率最大化(產生最大的毛利): 獲得最佳$906.4的利潤,1.銷售人員佣金最大化: 產生$68的損失,2.每單位的毛利最大化: 獲得$404的利潤,利用,在規劃時，生產須從行銷部門得知各種產品銷售的情況,18-9 結論,1.控制產出、存貨與作業費用 分析生產系統 發現瓶頸與產能受限資源 發現控制的鼓確定產出量的緩衝溝通正確資訊的繩, 以縮小製程在製品存貨。 2.運用Goldratt排程九法則與一般限制理論五步驟可引導公司，尋找阻礙朝向目標的因素，發現阻礙因素,並改善方法排除限制。 3.利用同步系統, 協調各部門運作和諧且互相支持,以邁向企業共同目標-獲利。,謝謝您的聆聽,