基于約束理論和網(wǎng)絡(luò)計劃的生產(chǎn)物流研究及實證

宋志蘭，劉躍怡

（云南財經(jīng)大學， 云南 昆明 650221）

基于約束理論和網(wǎng)絡(luò)計劃的生產(chǎn)物流研究及實證

宋志蘭，劉躍怡

（云南財經(jīng)大學， 云南 昆明 650221）

運用約束理論來考察生產(chǎn)物流對企業(yè)實際產(chǎn)品生產(chǎn)的影響，將生產(chǎn)物流假定為影響企業(yè)高效運作的制約環(huán)節(jié)，再運用網(wǎng)絡(luò)計劃方法，分析并選定生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)品制造的關(guān)鍵工藝流程路線，為企業(yè)找出生產(chǎn)物流中的制約因素。以金秋農(nóng)藥有限公司為例進行實證分析，以期為制造企業(yè)的生產(chǎn)物流合理化提供一個具有普遍意義的研究方法。

約束理論;網(wǎng)絡(luò)計劃;生產(chǎn)物流;實證

1 緒論

生產(chǎn)物流是指生產(chǎn)工藝過程中，企業(yè)內(nèi)部擔負搬運或輸送、儲存、加工、裝卸物料等任務的物流過程，以及與之緊密相關(guān)的信息流動過程。它是生產(chǎn)制造工序各個環(huán)節(jié)的紐帶[1]。

生產(chǎn)物流是由企業(yè)生產(chǎn)活動與物流活動共同組成的。對生產(chǎn)物流的研究需要考慮企業(yè)生產(chǎn)工藝流程，這包括三個方面：第一，生產(chǎn)流程對物流線路的影響；第二，生產(chǎn)能力對物流設(shè)施配備的要求；第三，廠區(qū)規(guī)劃和設(shè)備布局對生產(chǎn)物流的影響。只有充分考慮了這三方面，制造企業(yè)生產(chǎn)物流才能為企業(yè)的生產(chǎn)和效能提供高效、順暢的物流服務。

2 約束理論

（1）約束理論的起源和發(fā)展。20世紀80年代中期，以色列物理學家哥德拉特創(chuàng)立了約束理論（TOC）。20世紀90年代，約束理論發(fā)展為運用邏輯、系統(tǒng)方法來解決問題的思維過程工具。

（2）約束理論對生產(chǎn)物流的影響。約束理論追求產(chǎn)品能以最快的速度通過生產(chǎn)系統(tǒng)，使系統(tǒng)產(chǎn)出量最大，庫存量最小，從而達到企業(yè)物流的平衡。但生產(chǎn)過程中各工序的物流能力很難平衡，對此，約束理論將各個環(huán)節(jié)物料投入與制約環(huán)節(jié)的節(jié)奏保持一致，即與“制約”同步，從而縮短生產(chǎn)周期，減少在制品數(shù)量。所以“制約環(huán)節(jié)”對滿足生產(chǎn)物流需求的能力影響重大。

（3）應用約束理論分析生產(chǎn)物流需要的假設(shè)。

①確定制約企業(yè)生產(chǎn)物流順利運營的因素假設(shè)。企業(yè)是一個復雜的整體，存在多種制約企業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的因素，包括財政政策、法律、市場變化、競爭對手等外部因素；員工、資金、生產(chǎn)、企業(yè)文化、管理等內(nèi)部因素。在假設(shè)管理環(huán)境穩(wěn)定條件下，僅考慮生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)部存在的制約因素。

②確定制約企業(yè)內(nèi)產(chǎn)品順利加工制造的因素假設(shè)。企業(yè)內(nèi)產(chǎn)品的加工制造是影響生產(chǎn)物流的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。約束理論認為非制約資源的利用程度不由非制約因素自身生產(chǎn)能力決定，而是由整個系統(tǒng)約束因素決定。約束因素制約著系統(tǒng)產(chǎn)出能力，約束因素后的工序只能加工由制約傳遞過來的任務，該工序機器的使用率取決于約束因素傳送過來的任務數(shù)量和自身的生產(chǎn)能力，也就是說生產(chǎn)物流系統(tǒng)的能力不是由生產(chǎn)系統(tǒng)工序上能力最大的環(huán)節(jié)決定的，而是由系統(tǒng)上的能力最小的環(huán)節(jié)決定的。

所以，企業(yè)內(nèi)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)是影響企業(yè)產(chǎn)品順利生產(chǎn)的最大“制約”。

企業(yè)內(nèi)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)能力受產(chǎn)品的工藝流程和加工設(shè)備的工藝布局影響，所以明確各工藝之間關(guān)系及確定關(guān)鍵的工藝環(huán)節(jié)十分重要，這就需要運用科學方法對工藝流程進行分析，本文將采用網(wǎng)絡(luò)計劃的方法。

3 研究方法——網(wǎng)絡(luò)計劃

網(wǎng)絡(luò)計劃為計劃的編制和調(diào)整提供了一套完整的技術(shù)，提供了一種描述計劃任務中各項活動相互間邏輯關(guān)系的圖解模型，利用圖解模型和計算方法，可以找出計劃中的主要矛盾。

3.1 網(wǎng)絡(luò)計劃基本內(nèi)容

（1）網(wǎng)絡(luò)圖。網(wǎng)絡(luò)圖是網(wǎng)絡(luò)計劃技術(shù)的一種流程型的模型，描述了整個工程任務的分解與合成[2]。繪制網(wǎng)絡(luò)圖是網(wǎng)絡(luò)計劃技術(shù)的基礎(chǔ)性工作。網(wǎng)絡(luò)圖由以下幾部分構(gòu)成：

①活動。工程項目中在工藝技術(shù)和組織管理等方面上相對獨立的工作、作業(yè)或任務。網(wǎng)絡(luò)圖中活動用一條箭線表示。

②事件（結(jié)點）。相鄰活動在項目中的分界點。用○表示。

③線路。從網(wǎng)絡(luò)圖的起點結(jié)點開始，沿著箭頭方向連續(xù)不斷地到達終點的一條線路。一張網(wǎng)絡(luò)圖往往有多條線路。

（2）時間參數(shù)。在實現(xiàn)整個工程任務過程中，包括了人、事件、物料的運動狀態(tài)。這種運動狀態(tài)都是通過轉(zhuǎn)化為時間函數(shù)來反映的[2]。網(wǎng)絡(luò)圖里包括結(jié)點最早開工時間、結(jié)點最遲完工時間、活動最早開工時間等時間參數(shù)。

（3）關(guān)鍵路線。通過計算網(wǎng)絡(luò)圖中的時間參數(shù)，能夠求出工程工期并找出關(guān)鍵路線。在關(guān)鍵路線上的作業(yè)稱為關(guān)鍵作業(yè)。在計劃執(zhí)行過程中，關(guān)鍵作業(yè)是管理的重點，在時間、費用和效率等方面則要嚴格控制。

3.2 約束理論與關(guān)鍵路線聯(lián)合應用的基礎(chǔ)

約束理論和網(wǎng)絡(luò)計劃都強調(diào)“制約”對生產(chǎn)活動的影響，這是兩者結(jié)合的基礎(chǔ)。

此外，網(wǎng)絡(luò)計劃確定關(guān)鍵路線只考慮任務與任務間的邏輯約束，不考慮任務與任務間的資源約束，所以采用約束理論對資源約束進行分析，能增強網(wǎng)絡(luò)計劃應用的可行性。

4 約束理論和網(wǎng)絡(luò)計劃在金秋農(nóng)藥有限公司的實證

4.1 金秋農(nóng)藥有限公司簡介

吉林金秋農(nóng)藥有限公司，前身是吉林省磐石農(nóng)藥廠，始建于1966年，是化工部定點生產(chǎn)制造農(nóng)藥的企業(yè)[3]。由于農(nóng)藥行業(yè)特點，季節(jié)性需求給生產(chǎn)提出了更高要求。公司目前有合成車間、混裝車間、粉劑車間三個主要車間。其中，合成車間承擔主要生產(chǎn)任務。

4.2 金秋農(nóng)藥有限公司合成車間生產(chǎn)物流概況

合成車間負責莠去津原藥的合成,為混配提供原材料。根據(jù)文章假設(shè)，可以得出結(jié)論：合成車間的生產(chǎn)能力主要是受車間生產(chǎn)物流影響。下面介紹合成車間生產(chǎn)物流的情況：

（1）生產(chǎn)物流組成。從工藝流程上看，合成車間的生產(chǎn)物流主要由合成、球磨、砂磨、灌裝和包裝五部分組成。

（2）生產(chǎn)物流設(shè)備。合成車間的主要生產(chǎn)物流設(shè)備包括合成釜、調(diào)配釜、砂（球）磨釜、灌裝機、傳送機等。

（3）合成車間生產(chǎn)物流關(guān)鍵路線分析及確定。生產(chǎn)車間的生產(chǎn)物流以工藝為依托，應根據(jù)車間具體生產(chǎn)活動，分析尋找合成車間生產(chǎn)關(guān)鍵路線。圖1為工藝流程，根據(jù)合成車間生產(chǎn)工藝流程對各活動排序并標記。

根據(jù)實地調(diào)研，統(tǒng)計出各個活動的時間，見表1。

根據(jù)網(wǎng)絡(luò)圖的繪制規(guī)則，繪制網(wǎng)絡(luò)圖，并且計算各網(wǎng)絡(luò)時

（1）廠區(qū)各功能區(qū)布局不合理。在生產(chǎn)繁忙時期，產(chǎn)成品入庫十分困難。由于該車間和倉庫距離較遠，常常因人手不夠或者車輛不足，產(chǎn)成品無法及時入庫。而且，產(chǎn)成品堆積在包裝間內(nèi)，影響生產(chǎn)現(xiàn)場作業(yè)。現(xiàn)廠區(qū)是在老廠區(qū)的基礎(chǔ)上建立的，與老廠的格局基本上沒多大改變，只是在較遠的空地上統(tǒng)一修建了大規(guī)模的倉庫，離合成車間較遠，圖4為現(xiàn)廠區(qū)的功能布局圖。

（2）生產(chǎn)各工序之間布局不合理。生產(chǎn)過程中，輸送藥液的管道線路迂回較多，影響原藥或已調(diào)配原料的運輸效率。過去合成車間占地面積較小，但由于生產(chǎn)規(guī)模擴大，工廠在現(xiàn)有的空地上補充布局了一些環(huán)保、增效的設(shè)施。比如用來處理生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢水的廢水處理間，由于空間缺乏，只能布置在離沉淀池較遠的地方，使得處理過的廢水需要流過較長的管道才能到達沉淀池進行沉淀，具體布局如圖5所示。

（3）合成區(qū)的合成釜、砂磨釜、球磨釜等設(shè)備能力有限并且設(shè)備老化嚴重，無法負擔較強的生產(chǎn)壓力。經(jīng)常出現(xiàn)電壓超高、停釜，甚至發(fā)生砂磨釜爆裂等嚴重生產(chǎn)事故。

（4）灌裝線上，灌裝機經(jīng)常出現(xiàn)爆管現(xiàn)象。更換一根新的灌裝膠管需要耗時半個小時，工人在這半小時內(nèi)只好等維修工修理，降低了生產(chǎn)效率、延長了工作時間。同時灌裝線上的一些機器，如噴碼機、封口機等時常出現(xiàn)故障，導致生產(chǎn)線無法順利進行，嚴重影響成品的生產(chǎn)。

體育教學是為了培養(yǎng)學生強健的體魄和健身的意識，高等教育階段的體育教學重在后者，因此高校體育教學要以學生為本，要以促進學生的全面發(fā)展為目標，在高校的教育評價中必須重視學生評價，從體育教學對學生的有效性角度進行體育教學的評判。同時，在高校體育教學中強化學生評價也是為了讓體育教師更加重視學生的體育學習需求，使體育教學與實際需求密切聯(lián)系，也是提高有效性的重要方式。當前階段，高校體育教學中學生評教的地位還不突出，在具體的實行過程中也還有不完善之處。

4.4 改進關(guān)鍵路線上制約因素的措施

在實地考察、調(diào)研時了解到，該公司將于2011年進行廠區(qū)擴建，屆時廠區(qū)內(nèi)將進行大規(guī)模的調(diào)整，各車間也將對布局、廠房和設(shè)備進行重新設(shè)計、新建和升級。這將為形成新的解決方案提供極好的機會，即在經(jīng)濟條件合理的范圍內(nèi)，大規(guī)模的整改成為可能。利用這個機會，可對廠區(qū)布局、車間布局和設(shè)備擺放進行合理的規(guī)劃。基于這樣的考慮，對該公司新廠重建提出以下建議：

（1）合理規(guī)劃新廠的各功能區(qū)的布局。合理布局廠區(qū)，增加倉庫數(shù)量，方便各車間入庫和出庫。同時，在入庫不能順利進行的條件下，應建立小面積的緩存區(qū)，避免將成品堆放在包裝間內(nèi)部，影響生產(chǎn)。根據(jù)廠區(qū)地理特點和生產(chǎn)經(jīng)營要求，對廠區(qū)進行規(guī)劃：

①充分利用廠區(qū)緊靠兩條公路的優(yōu)勢，將前后門建在公路附近，便于接近快速通道。前一公路主要用于運送成品，后一公路主要負責運送原材料。這樣可以避免高峰運輸時間的道路擁擠問題，同時也減少庫管員入庫操作的差錯率。

②將廠區(qū)分為前中后三部分進行規(guī)劃。擴大成品倉庫的面積，統(tǒng)一將成品倉庫、裝卸區(qū)置于廠區(qū)前部，生產(chǎn)車間和化驗區(qū)置于廠區(qū)中部，原材料倉庫置于廠區(qū)后部。由于成品倉庫臨近各生產(chǎn)車間，便于生產(chǎn)出來的成品能夠及時運送到臨近的倉庫。同時，由于運輸高峰集中，需要比較寬敞的場地用于裝卸貨物，停放車輛，廠區(qū)的前部布局能較好的滿足這一要求。

廠區(qū)中部集中了五個車間和一個化驗區(qū)。化驗區(qū)位于各生產(chǎn)單位中間，便于各車間較近的提交樣品進行化驗。并且，化驗區(qū)也能較快的反饋化驗結(jié)果，及時調(diào)整藥品配方。

原材料倉庫位于廠區(qū)后部，與各生產(chǎn)車間臨近，便于運送原材料到相應的車間。而且，由于原材料具有易燃、易爆、劇毒等化學性質(zhì)，集中存放于后區(qū)，不僅能夠與其他地區(qū)相隔離，而且也便于集中精力進行管理、保障生產(chǎn)安全。

③將原先的小片桶區(qū)統(tǒng)一規(guī)劃。將桶區(qū)主要放在廠區(qū)中部兩側(cè)，接近生產(chǎn)車間。這樣，就便于合成車間、磺草酮車間和混配車間存放各自的大桶，而且不易混亂，便于整理。

新廠區(qū)各功能區(qū)的規(guī)劃布局如圖6所示。

①將合成車間區(qū)劃分為兩部分，前部分是主要的生產(chǎn)區(qū)，包括合成、包裝等工序。后一部分為廢水處理區(qū)，主要包括循環(huán)水池、立冷塔等設(shè)備。從整個工廠布局看，生產(chǎn)區(qū)臨近倉庫，便于將生產(chǎn)好的產(chǎn)品及時運往倉庫。而廢水處理與合成車間的原材料倉庫相鄰，也能起到良好的隔離作用。

②合成車間生產(chǎn)區(qū)的布局完全按照生產(chǎn)工藝排放，并將鍋爐房挪置包裝間和儲罐之間，便于為包裝間提供取暖、為合成提供動力。廢水處理室移置球磨后方，并且靠近循環(huán)水池。使得從球磨中排出的廢水能夠迅速進行沉淀、處理。

③合成車間前設(shè)有小的裝卸區(qū)，便于每天生產(chǎn)的大量產(chǎn)品在此裝卸，進入倉庫。同時，在入庫繁忙時，也可作為臨時的緩存地區(qū)，避免包裝間內(nèi)堆放的大量貨物影響生產(chǎn)。

新合成車間各設(shè)備的規(guī)劃布局如圖7所示。

（3）逐步更新生產(chǎn)設(shè)備。①對現(xiàn)有設(shè)備進行升級、換代。生產(chǎn)釜已經(jīng)使用15年，設(shè)備老化嚴重，影響產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)安全；②對灌裝機進行升級和維修。

（4）加強對員工的技術(shù)、技能培訓。①維修人員培訓。加強對維修機器人員的培訓，延長設(shè)備無差錯運行時間；②操作工人培訓。工人素質(zhì)低，無法正確操作自動化設(shè)備，所以對操作工人的培訓極其重要。

4.5 新規(guī)劃方案的預期實施效果

（1）根據(jù)生產(chǎn)工藝重新布局車間，各生產(chǎn)環(huán)節(jié)間連接更加緊密，縮短運輸路徑，提高了運輸效率。①預計將縮短整個生產(chǎn)周期的10%，即1-2個小時，使單日生產(chǎn)周期由2個提升到2.3個；②對鍋爐房的布局調(diào)整，更充分的利用煤炭燃燒所產(chǎn)生的廢氣；③對廢水處理設(shè)備的調(diào)節(jié)，縮短廢水排除的時間，延長蒸發(fā)時間，使得處理廢水的效果更加明顯，有利于再次循環(huán)使用。

（2）合理布局倉庫，縮短入庫時間。減少了工人的加班時間。預計倉庫重新布局后，按照現(xiàn)有的設(shè)備能力，入庫時間將縮短1-2個小時。

（3）廠區(qū)重新規(guī)劃后，充分利用兩條公路的優(yōu)勢，提高裝載、出入庫效率。

（4）新物流設(shè)備應用后，提高了運送和生產(chǎn)效率。以貼標機為例，單位工作量約13 000個，是人工貼標的2倍。

5 結(jié)束語

生產(chǎn)物流是很多生產(chǎn)企業(yè)的軟肋。生產(chǎn)物流能力較強的企業(yè)，不僅能夠快速的滿足市場需求，創(chuàng)造價值，同時也能降低生產(chǎn)成本，有效的搶占市場；生產(chǎn)物流能力差的企業(yè)則容易被市場淘汰。本文以金秋農(nóng)藥有限公司為實證，通過對約束理論和關(guān)鍵路線的研究，找出了一個尋找生產(chǎn)物流中約束點的方法，為約束理論的具體應用提供了參考。

[1]劉小卉.物流管理信息系統(tǒng)[M].上海：復旦大學出版社，2006.

[2]胡新生.物流管理定量分析方法[M].北京：中央廣播電視大學出版社，2005.

[3]來自金秋農(nóng)藥有限公司2009年年度報告[R].2009.

[4]陳秋榮，馬士華.生產(chǎn)運作管理[M].北京：高等教育出版社，2007.

An Empirical Research on Production Logistics Using Constraint Theory and Network Planning Technique

SONG Zhi-lan,LIU Yue-yi
（Yunnan University of Finance&Economics,Kunming650221,China）

The paper employs the constraint theory to examine the influence of production logistics upon enterprise production practice and finds it a constraining link to the efficient running of the enterprise;then,using network planning technique,analyzes the key technologies and work flows in the enterprise production process to identify the constraining factors for production logistics activities.A case study involving the pesticide manufacturer Jinqiu Co.Ltd.is conducted at the end to illustrate the procedures.

constraint theory;network planning technique;production logistics;empirical research

F273;F252

A

1005-152X（2011）03-0112-05

10.3969/j.issn.1005-152X.2011.03.037

2011-02-10

宋志蘭（1967-），女，山西太原人，云南財經(jīng)大學副教授，碩士，研究方向：物流管理、物流工程。