摘 要

对于面向订单的生产制造企业来说，如何利用有限的资源来优化生产作业计划，以最大化企业收益无疑是企业关注的焦点问题。为此，论文借助仿真建模技术，研究了约束理论在生产车间作业计划优化中的应用问题。

论文首先回顾了约束理论在生产领域应用的基本理论与方法，然后以某汽车零部件生产车间生产作业安排为例，应用DBR方法进行了生产系统建模与仿真，利用仿真技术手段对不同方法得到的生产作业计划进行了对比研究。通过研究发现，利用约束理论进行生产排程可以减少在制品库存，同时现有文献中已有的缓冲设置的相关经验法则需要在实际生产车间系统中得到修订。

关键词：约束理论；生产计划；仿真建模

Abstract

For order oriented manufacturing enterprises, how to use the limited resources to optimize the production planning to maximize the enterprise revenue is the focus of attention. Therefor, the paper studies the application of theory of constraints in the optimization of production planning in the production workshop with the aid of simulation modeling technology.

Firstly, the paper reviews the basic theory and methods of the application of the theory of constraints in the production field.And then the paper studies the production scheduling of a certain automobile parts production workshop as an example and the modeling and simulation of production system are carried out by using DBR method.By means of simulation technology, the production planning of different methods is compared and studied.Through the research, it was found that theory of constraints of production scheduling can reduce WIP inventory, and buffer settings of already existing in the literature related to the rule of thumb need to be revised in the real production workshop system.

Key Words： theory of constraints；production planning；simulation model

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1研究背景 1

1.2研究的目的及意义 1

1.3关于约束理论国内外的研究现状 1

1.4主要研究内容 2

1.5 技术路线 2

第2章 约束理论 5

2.1约束理论核心步骤 5

2.2 DBR方法——基于TOC理论的生产计划与控制方法 6

2.2.1 DBR方法简介 6

2.2.2 DBR的计划控制步骤 6

2.2.3 DBR方法的计划控制原则 7

第3章 应用约束理论的几个关键问题 9

3.1识别瓶颈 9

3.1.1 瓶颈定义 9

3.1.2 识别瓶颈的意义 9

3.1.3 瓶颈识别方法 9

3.1.4 瓶颈管理 9

3.2 缓冲设置 10

3.2.1 缓冲设置的意义 10

3.2.2 确定缓冲位置 10

3.2.3 缓冲大小的计算 10

3.3 应用DBR方法建模的相关定义和计算公式 11

3.3.1 缓冲的计算 11

3.3.2 在制品库存指数 11

3.4 研究问题及评估指标 12

3.4.1 研究问题 12

3.4.2 评估指标 12

第4章 应用DBR方法的生产系统建模与仿真 13

4.1 系统建模与仿真的基本概念 13

4.2 仿真建模平台 13

4.3 模型的基本假设 13

4.4 案例介绍 13

4.5 模型建立与仿真分析 16

4.5.1模型1介绍 16

4.5.2 模型2介绍 18

第5章 仿真实验分析 23

5.1缓冲因子分析 23

5.2 仿真实验对比分析 24

5.2.1 实验结果 24

5.2.2 实验结果的统计分析 24

第6章 结论与展望 27

6.1 结论 27

6.2 展望 27

参考文献 28

致 谢 29

第1章 绪论

1.1研究背景

生产制造企业间的竞争随着社会的发展不断加剧。企业又面临着资源有限、订单变化和机器故障等各种问题的挑战。如何利用有限资源实现最大收益成为了众多企业追求的目标。

先进高效的生产计划对MTO企业有着重要作用。合理高效的生产计划使得企业能有效地利用生产资源，减少浪费，降低库存，规避瓶颈资源，降低成本。从而实现按时交货、提高客户满意度、提升企业的利润率以及提高企业竞争力的目的。

以色列物理学家高德拉特在他的最优化生产技术的基础上创立了约束理论。约束理论识别系统约束，使用约束资源控制系统生产节拍。在瓶颈的生产计划的安排上，在瓶颈前拉动、瓶颈之间使用工艺流程和瓶颈之后推动的方法来制定生产计划。通过实行绳子机制调控物料的投入，以实现提高系统产出和减少在制品库存的目标。运用TOC理论进行生产作业的优化问题研究将给企业的管理带来新的进步。

1.2研究的目的及意义

约束理论（theory of constrains,TOC）是在最优生产技术（optimizied production technology,OPT）的基础上不断发展起来的，是一种重要的基于资源约束的生产计划与控制方法，也是一种改善系统绩效的方法。

约束理论在早期是作为一种服务于制造型企业管理的概念而被提出的。通过对约束理论的深入研究，约束理论逐渐发展为包含“产销率、库存、运行费”等基本指标的完备体系。

约束理论认为，如果一个系统由多个环节构成，并且某个或者多个环节决定了后续环节的产出，那么该系统的总产出取决于产出最低的环节。这就好比链条的长度取决于其中最脆弱的一环。如果将企业看做系统，在企业的所有业务流程中如果存在某些环节限制了企业获取更大产出或者增加了库存和运行费用，那么这种起到阻碍作用的业务（环节）就被称为“约束”，而“约束”也通常被称作“瓶颈”。