生产物流的分析与优化文献综述

生产物流的分析与优化文献综述摘 要：本文对生产物流的分析与优化的文献进行综述。生产物流主要是指原材料、燃料、外购件投人生产后，经过下料、发料，运送到各加工点和存储点，以在制品的形态，从一个生产单位流人另一个生产单位，按照规定的工艺过程进行加工、储存，借助一定的运输装置，在某个点内流转，又从某个点内流出，始终体现着物料实物形态的流转过程，同时随着时间进程不断改变自己的实物形态和空间位置。文章从ERP、JIT、OPT和TOC等生产物流管理方法阐述说明了国内外相关领域的研究情况；同时对生产物流的管理模式进行了阐述，其模式主要有：ERP/MRPII推进式、JIT拉动式、TOC控制管理和ERP和TOC相结合的生产物流控制模型。关键词：生产物流；ERP/MRPII；JIT；TOC一、前言当前中国已加入WTO，发展成为全球制造中心，一方面中国企业面临着前所未有的竞争，另一方面随着国外大量资金、知名企业入侵中国市场的同时也带来了许多先进的生产管理模式。新的环境对制造企业的生产管理系统提出了更高的要求，生产物流管理作为生产管理的重要组成部分对企业起着至关重要的作用。提高企业的生产物流管理水平也是企业提高自身竞争力的要求之一。这种情况下有必要对先进的生产物流管理进行研究，以提高我国企业的物流管理水平，增强新形势下我国企业的竞争力。根据我国国家标准中的生产物流定义，生产物流一般是指：原材料、燃料、外购件投人生产后，经过下料、发料，运送到各加工点和存储点，以在制品的形态，从一个生产单位(仓库)流人另一个生产单位，按照规定的工艺过程进行加工、储存，借助一定的运输装置，在某个点内流转，又从某个点内流出，始终体现着物料实物形态的流转过程。物料随着时间进程不断改变自己的实物形态和场所位置，物料不是处于加工、装配状态，就是处于储存、搬运和等待状态。张晓萍，颜永年，吴耀华在现代生产物流及仿真中指出，传统生产物流的分散化和个体化是牵制生产整体效益提高的一个主要原因。现代生产物流则把物流系统有机联系起来，从系统化、集成化的概念出发去设计、分析、研究和改进生产物流系统。它还把物流系统和生产制造系统融为一体，使之成为完整的生产系统，以提高生产的整体效益。生产物流的主要研究领域有工厂的布置、工艺流程、生产计划与在制品控制、装卸搬运等。生产物流研究的核心是如何对生产过程中的物料流和信息流进行科学的规划、管理与控制。二、生产物流管理方法的研究根据中国物流网上（http:/www.china- php上指出，1992年国有独资与国有控股工业企业占有流动资金超过一万亿，年周转速度是1.65次，而到1999年，流动资金占用超过三万亿，年周转速度降为1.2次。而日本的制造业的年周转速度为7.5-8次。这说明我国生产企业物流管理特别落后，生产企业流动资金占用太多。企业生产与原材料采购的物流费用高低，生产物料、半成品的通畅程度，数量、质量、效率是否符合生产经营要求，直接影响企业销售产品的数量、质量、交货期，制约着销售竞争能力。因而如何提高我国企业内部物流管理水不降低物流成本是提高企业市场竞争力、适应国际形势变化的关键之一。国内外相关领域研究情况目前国内外学者对ERP， JIT， OPT以及最新发展起来的TOC等管理方法进行了研究。 Anon在 Materials management， Purchasing and Production Planning中指出。在计划制定方面，由于ERP中的核心思想MRPII对市场需求变动的适应性不强，有人建议用分销需求计划(Distribution requirement planning)来代替MRPII，从而减少对顾客对与需求预测的依赖性。在丰田生产系统特性分析中和汪定伟的MRPII与JIT结合的生产管理方法都提到，在生产控制上，MRPII的控制方式是集中控制方式，而JIT则是分散控制方式。 除了上述基本方法外，一些国内外学者还针对不同应用情况提出了各种集成的方法，如1990年F1aPer等人提出的3步实施框架，1991年汪定伟和Hodgson等提出的推动和拉动的混合控制策略。J.A.A.Sillince和G .M.N. Sykes认为JIT和ERP集成的关键障碍不在于技术，而是组织和会计问题。国内的孙林岩，汪建认为：在集成的顺序上，从逻辑上讲，JIT应该在ERP之前实施，因为MRP面临的很多问题都可以由JIT来解决。但是在实际中人们往往先实施ERP，因为ERP产生的历史较长。 在研究这几种方法的集成过程中，很多学者根据不同情况提出了一些集成的计划和控制模型，如郝彦辉，郝永敬.提出的MRP与JIT相结合、姜思杰，徐晓飞提出的网络计划与MRPII相结合、Sarker，B.R.and Fitxsimmons.的有限能力与MRPII结合、 徐昊宁，杨东超，孙宗禹的MRPII/JIT和TOC结合等生产计划与控制模型。除此之外，陈志祥，陈荣秋，马士华还提出了基于供应链的计划与控制模型。 钱碧波，潘晓弘提出的CIMS环境下生产计划与控制系统模型，以及李淑萍，杨亚文等.提出的针对某些具体生产方式的计划与控制模型。 武振业，谭建在离散型企业生产管理模式研究中提到了混合模式典型思路：在企业生产管理层，采用MRP方式只对原材料、外购件、外协件需求进行计划，在生产活动控制层，采用JIT(看板)生产管理和控制方法进行生产，实时调度和控制，力求均衡的生产，较少的在制品库存。MRP /JIT混合模式无论在大量生产，或批量生产环境中，都能广泛适用。 PERT/IMRP模式考虑到单件小批量产品的结构复杂，生产周期长，从而在产品的上层计划采用PERT模式，确定各产品及其主要部件的投产顺序:而在产品的下层则利用MPR对低层的零部件进行物料分解，考虑批量合并，库存利用的基础上制定详细的加工和采购建议。MRP正常应用的前提是必须具备各零部件的准确期量标准，在一次性生产中，要制定每一种零件准确的生产提前期无疑是非常困难。但在PERT/MRP模式中关键的划分，即什么由PERT控制，什么由MRP计划控制是较为困难的。在一个大部件中也许不存在关键件，也许在一个部件中某零件是关键件。MRPII /TOC模式的生产计划思想为企业级的生产计划应用MRPII来制定，车间的作业计划排程由TOC中的DBR方法来完成。该模式下二者相结合的方法主要是构建由产品结构、生产工艺和生产资源所组成的生产网络，并划分关键资源网和非关键资源网。此模式的研究内蓉主要在于二者结合时生产计划的制定上，研究范围可进一步扩展，另外都没有给出关键问题瓶颈辨识和排产的具体方法。三、生产物流的管理模式研究 （一）ERP/MRPII“推进式”物流管理模式ERP是当今世界上各类制造业普遍采用的，一种以工业工程的计划与控制为主线，考虑了企业经营目标、销售与运作规则，把物流和资金流结合起来，形成了一个覆盖企业生产活动所有领域，有效利用资源的集成化的生产管理系统。时涛，张劲.认为ERP/MRPII以产品制造为核心，以零件为基本管理对象，把与零件制造的各个物流环节的信息联成一体，实现对整个生产过程的管理，达到缩短制造周期、减少库存、降低成本、提高生产力的目的。在物流组织控制上，根据ERP/MRPII的运作原理，ERP/MRPII是由一个计划控制中心按照产品生产工艺流程，通过预测计算物料的需求量和各个生产阶段对应的提前期，确定原材料、零部件和产品的投入产出计划，向相关车间或工序以及供应商发出生产和订货指令。各个生产车间和工序以及供应商，按计划安排进及供应商发出生产和订货指令。丁立言在物流系统工程指出：各个生产车间和工序以及供应商，按计划安排进行生产，把加工完的零部件送到后续车间和工序，并将实际完成情况反馈到计划部门:生产多少，就送出多少，通过“送料制”，最终产品逐渐形成。计划信息流同向指导推动物流，因此，这种方式称为推进式模式(Push System )。 对于“推进式”物流系统，进行生产控制就是要保证各个生产环节的物流输入和输出都按计划要求按时完成。但是由于各类因素的干扰，外部需求经常波动，内部运行也时有异常事件发生，各种提前期的预测也不尽准确，造成“计划变化滞后”的情况，各车间、工序之间的数量和品种都难以衔接，交货期难以如期实现。为了解决这些矛盾，通常采用调整修改计划，设置安全库存，加班加点，加强调度控制力度，增加计算机辅助管理系统等措施。与此对应，要发生相关的库存费用、人工费用、管理费用和投资;但即使象ERP这样比较完善的推进式物料需求计划系统，也难以真正做到准时化生产。（二）JIT“拉动式”物流管理模式 JIT是20世纪50年代由日本丰田汽车公司的大野耐一先生受超级市场售出货物得到及时补货的启发，而提出的一种生产/库存管理方法。它强调生产的准时性。同时Richard B.Chase在生产与运作管理中指出“准时化，是JIT系统的核心，它包含四方面的含义:在所需要的时刻向所需要的地点，生产或运输所需要品种和所需要数量的产品。体现在系统功能上，就是从经济性和适应性两个方面为企业提供竞争力支持，从而有足够柔性去满足和适应多变的市场需求，同时降低成本实现利润的提高。邱焕青认为JIT“拉动式”物流系统的最大特点是市场供需关系的工序化。它以外部市场独立需求为源点，拉动相关物料需求的生产和供应。生产系统中的上下游、前后工序之间形成供应商一顾客关系，下游和后工序“顾客”需要什么，上游和前工序“供应商”就“准时化”提供什么，物流过程精益化，市场需求导向的理念在拉动式物流中得到充分体现。 JIT是一个人工的、更加强调控制的系统，它适用于重复性生产，更适合于生产过程中低级需求的控制和计划 JIT的“拉动式”物流管理模式的实施需要一定的企业管理基础，它主要考虑了人的因素，注重员工的多功能和合作。在目前我国的企业状况下，要实现真正的零库存还存在一定的差距。（三）TOC控制原理TOC即约束理论。约束理论是以色列物理学家及企管顾问高德拉特(Eliyahu M. Goldratt)于20世纪70年代提出的，继MRP和JIT后的又一项组织生产的新方式。最初被称作最优生产时间表(Optimized Production Timetable)，后改称为最优生产技术(Optimized Production Technology， OPT)，最后进一步发展成为约束理论，并在美国企业界得到很多应用，在20世纪90年代逐渐形成完善的管理体系。Eliyahu M. Goldratt提出了TOC的主要思想：即当客户定货量超出企业的生产能力时，产品出产率就会受到“瓶颈”工序零件出产率的限制，其他零件的需求量也是由流经“瓶颈”工序零件的数量而定的，如果非“瓶颈”工序提供的零件超出“瓶颈”工序零件的出产率，那些超出的部分就形成了在制品积压，不但不能增加产品出产量，而且还因过多出产出一时并不需要的零件，浪费了生产资源，增加了在制品库存，导致生产成本上升。因此，TOC的主要处理逻辑就在于找出“瓶颈”工序，并使“瓶颈”工序上的资源得到充分利用，同时安排好非“瓶颈”工序的资源配置，使之能与“瓶颈”工序保持同步，将在制品积压减少到最低程度。TOC主张物流平衡，即各个环节的产出要与瓶颈环节的产出协调一致，然后各工序才能紧密衔接，没有在制品积压。TOC的物流控制主要是针对关键零件的物流控制的，体现在TOC的关键零件计划编制方法上。所谓关键零件就是所有需要使用瓶颈资源的零件，使用瓶颈资源加工的工序称为关键工序。由于计划工作的重点是编好关键零件的进度计划，这样才能保证瓶颈资源得到充分利用，保证实现最大的有效产出。在编制关键零件的作业计划时首先确定关键工序的计划，再以关键工序为基准，关键工序之前的一般工序按拉动式计划原则，由后向前倒排。TOC在EliGoldratt博士进一步的发展后，从原来的基础上有了很大的突破，而完全不仅仅局限于关于瓶颈环节方面，包含了企业经营活动中的最主要的四个部分:新产品开发、市场营销、生产计划与控制及资金运用，形成了自己的一整套完整的管理体系。目前国外对TOC的研究己经扩展到TOC思考方法和战略、供应链管理和市场需求拉动、项目管理等三个方面。国内对TOC的研究还处于起步阶段，理论上研究最多的是AMT企业资源管理研究中心的王玉荣，她对TOC的发展过程和TOC概念、原理和方法以及TOC软件的工作原理进行了研究，还对MRP， JIT等模式进行了对比研究。国内其他学者对TOC的研究主要集中在MRPII， .JIT与TOC的集成模式上。应用范围主要在制造企业内部生产计划与控制方面。最近，时涛，张劲将TOC的应用扩展到了零件供应领域。国内对TOC缺乏深入的研究，我国对瓶颈确定方法的研究仅限于简单的定义。有关TOC具体应用实现的软件更是少之又少，一个根本的原因就在于国外TOC调度的算法至今仍然是保密的。孙林岩，汪建认为TOC基本上是车间级的物流控制系统，不能代替MRPII的全部功能，所以在整个企业的运营过程中TOC的要发挥作用还需要与其他模式相结合。（四） ERP和TOC相结合的生产物流控制模型 刘敏 周云霞认为：由于ERP和TOC各有优缺点，将2种生产物流管理思想取长补短相结合，构建一个基于ERP和TOC的生产物流管理系统，这一系统将生产计划与控制和原材料、车间在制品、半成品和成品的管理有效集成在一起，能大大提高了企业生产物流系统的效率。四、结论文章阐述了当前企业内部生产物流管理的背景和状况，对ERP、JIT 、TOC等几种生产物流管理模式做了重点阐述，阐述了ERP的运作原理，分析了ERP中“推进式”物流管理模式和其特性。介绍了JIT含义和其思想原理，分析了JIT“拉动式”物流控制模式和其特性，简单的阐述了ERP和TOC结合的物流控制方法。但还有一些问题没有具体阐述，以下方面将在论文中具体阐述：（一） 对现代生产物流的特点进行分析。（二）ERP、JIT和TOC相结合的物流管理模式分析。（三）基于文献综述中提到的生产物流管理模式，进行生产物流整合策略分析