1、南京理工大學經濟管理學院課程考核論文課程名稱： 現代工業工程 論文題目： 基于系統過程優化方法的報告 姓 名： 徐天琦 113107000734 楊雅清 113107000744 成 績： 任課教師評語： 簽名： 年 月 日基于系統過程優化方法的報告一、系統過程優化的概念與背景所謂系統就是由相互作用相互依賴的若干組成部分結合而成的，具有特定功能的有機整體，而且這個有機整體又是它從屬的更大系統的組成部分。1、系統是一個動態和復雜的整體，相互作用結構和功能的單位；2、系統往往由尋求平衡的實體構成，并顯示出震蕩、混沌或指數行為；3一個整體系統是任何相互依存的集或群暫時的互動部分。二、優化方法簡介（一

2、）、精益生產精益生產方式英文為“Lean Production”，“Lean”原意是“瘦的”，主要是與傳統大量生產方式中“臃腫的"相對比。“精益”的“精”這里指精干，“益含義是“更好”，“精益一就是要以最小的投入，取得最大的產出，并用最快的速度設計生產出來，以最低的成本，合理的價格在市場上銷售，以明顯的競爭優勢，全面、靈活、優質、豐富的花色品種為用戶提供滿意的服務，把成果最終落實到經濟效益上。精益生產方式以消除浪費為核心，其主要內容有：1、從管理理念上講，總把現有的生產方式、管理方式看作改善的對象，不斷地追求進一步降低成本、降低費用、質量完美，“零庫存”、“零缺陷”、產品多樣化等目標

3、；2、在生產系統方面一反大量生產方式下的作業組織方法，以作業現場的具有高度工作熱情的“多面手”(是有多種技能的工人)和獨特的設備配置為基礎，將質量控制融匯到每一生產工序中去；3、在資源供應系統方面，運用競爭原理的同時與零部件供應廠家保持長期穩定的全面合作關系；4、在產品的研究與開發方面，以“團隊工作”為研究開發隊伍的主要組織形式和工作方式，以“主查負責制”為領導方式進行并行工程；5、生產系統采用拉動式生產系統，庫存管理上采用獨特的準時制生產。與傳統的“推動”式系統不同，“拉動式”管理模式要求各工序的生產指令完全依據后續工序的需要而定，按照所需的量生產所需的零件和產品。在精益生產中常用技術有以下

4、幾種：1、JIT（準時生產）準時制，即企業在需要的時問，以需要的數量、生產出需要的產品。要使準時制有效、必須將下游工作的要求有效地傳達給上游工作、這樣就能在需要的時候、生產出正確數量的產品。這最終會產生一個任務時間、即把可用時間除以用戶所需的產品數量而得。這個任務時間為管理人員提供了安排生產線的一個準則。2、自動化自動化不同于自動化，我們常說的自動化是指自動化的設備、生產線和自動控制裝置，這些都是由專業的自動化生產廠家和自動化專業技術人員為主完成的，投資較大。而豐田自慟化的內涵更多的是指每個人員需要帶著智能進行工作，能夠及時發現異常，能夠將智能注入機器，開發出能夠自動判斷異常的裝置，一有異常就

5、自動停止，不讓不良品產生，不讓不良業產生。3、生產均衡化生產均衡化的目的是盡量讓生產與市場需求一致。所謂生產均衡化，是指總裝配線在向前工序領取零部件時，應均衡地使用各種零部件，混合生產各種產品。為此，在制定生產計劃時就必須加以考慮，然后將其體現于產品投產順序計劃之中。4、彈性作業人數在勞動費用越來越高的今天，降低勞動費用是降低成本的一個重要方面，達到這一目的的方法是“少人化一。所謂少人化，是指根據生產量的變動，彈性地增減各生產線的作業人數， 以及盡量用較少的人力完成較多的生產。這里的關鍵在于能否將生產量減少了的生產線上的作業人數減下來。（二）、六西格瑪管理二十世紀八十年代末期，六西格瑪最早作為

6、一種突破性的質量管理戰略在制造業領域的摩托羅拉公司（Motorola）付諸實踐，使產品的不合格率大幅度下降。從而在 1988 年榮膺極負盛名的馬爾科姆波多里奇獎國家質量獎。而真正把六西格瑪這一高度有效的質量戰略變成管理哲學和實踐，從而形成一種企業文化的是在杰克韋爾奇領導下的通用電氣公司（GE）。該公司在 1996年初開始把六西格瑪作為一種管理戰略列在其公司三大戰略舉措之首（另外兩個是全球化和服務業），“這是迄今為止公司采取的最為重大的戰略步驟，它必將從根本上改變公司”，杰克韋爾奇曾經這樣評價六西格瑪。通過歷史的回顧可以發現，現在人們所談的六西格瑪早已不是數理統計中的“標準差”，六西格瑪風行世界

7、以前，質量工程師把一個企業正常的過程能力理解為三西格瑪水平，六西格瑪達到的3.4ppm，對于很多人來說只不過是水中望月，達到六西格瑪水平的必要性受到質疑，很多企業也沒有相應的能力。然而顧客上帝般的聲音使企業變革迫在眉睫，六西格瑪這種不斷追求完美的理念恰恰滿足了顧客的需求。但是，從標志著千分之幾的缺陷率的三西格瑪水平，提升到意味著百萬次出錯機會中不超過 3.4 個缺陷的六西格瑪水平，僅僅提高質量工程師的技術能力是遠遠不夠的，必須倡導一種持續改進，追求完美的企業文化。六西格瑪DMAIC過程改進模式成功之處就在于將柔性操作的項目管理方法與基于數據分析的統計技術無縫銜接，打破了企業舊的業務流程模式，直

8、接面向過程，通過減小過程的變異或缺陷實現了提高產品質量、降低成本等目的。DMAIC 過程改進模式是在 PDCA 循環法基礎上發展而來，它首先提出因果關系的假設 Y=f（X），確定需要改進的 Y（過程輸出）和影響 Y 的關鍵因子 X（過程輸入），找出兩者之間的內在聯系，通過改進 X 來優化 Y，并控制 X 使 Y穩定。DMAIC 過程改進模式共分五個階段，每個階段的工作內容如下：界定：按照 SMART 原則，以顧客為關注中心，陳述問題，確定顧客關鍵質量特性（CTQ）和識別尚待改進產品或流程，組織項目團隊，規劃項目資源，制定進度計劃。測量：量化顧客關鍵質量特性（CTQ），確定目標期望值，制定測量計

9、劃收集數據，了解現有質量水平，并評估測量系統的有效性。分析：利用統計技術對整個系統進行分析，明晰確定因果假設 Y=f（X），找到影響關鍵質量特性的少數幾個關鍵因素。改進：通過費效分析，針對關鍵因素設計、確定和實施最佳改進方案，消除或減小關鍵因素，并評估改進方案的實際效果。（改進 X 來優化 Y）控制：監控新的系統流程，采取措施以維持改進的結果，使其文件化和制度化，以期整個流程充分發揮功效。（控制 X 使 Y 穩定）（三）精益六西格瑪六西格瑪優化的對象經常是局部的，缺乏系統整體的優化能力，所以它需要將自身需要解決的問題與整個系統聯系起來，然后優化流程；而精益生產理論的優點之一就是對系統流程的管理

10、，它可以為六西格瑪的項目管理提供框架。系統中經常存在不能提高價值的過程或活動，無論員工如何努力，他們都無法超越系統流程的設計能力范圍之外，流程重新設計的目標就是盡量消除此類活動或過程，精益生產對此有一套完整有效的方法和工具。因此，有必要把兩種方法結合起來。精益六西格瑪與精益生產和六西格瑪相比有以下不同：與精益生產相比，精益六西格瑪增強了可操作性，吸收了六西格管理處理復雜問題的統計學工具和規范的DMAIC流程；與六西格瑪相比，精益六西格瑪把項目與產品所處的整個價值流系統以及企業的戰略聯系在一起，為尋找正確的項目提供了方向。精益六西格瑪實現多品種小批量生產的關鍵技術包括快速換模和生產過程穩定性控制

11、技術兩個方面的技術。豐田公司發明并采用的設備快速換裝調整的方法是SMED法，即快速換模。這種方法的要領就是把設換裝調整的所有作業劃分為兩大部分，即“外部換裝調整作業”和“內部換裝調整作業”。所謂“外部換裝調整作業”是指那些能夠在設備運轉之中進行的換裝調整作業，而“內部換裝調整作業”是指那些必須或只能夠在設備停止運轉時才能進行的換裝調整作業。為了縮短換裝調整時間，首先要區分內部時間和外部時間所設計的工序，操作人員必須在設備運行中完成所有的“外部換裝調整作業”，一旦設備停下來則應集中全力于“內部換裝調整作業”。較短的換模時問，可使小批量生產同樣具有經濟優勢，豐田公司把“設備的快速換裝調整”視為提高

12、企業競爭力的關鍵因素之一。（四）、業務流程再造研究現狀業務流程再造(Business Process Regenerating，BPR)出現至今，對于它的研究還處于發展和深入的過程中。Peter Oneill和Amrik S Sohal在對1980年至1998年關于BPR的研究綜述中指出，有六個主要領域值得研究，即BPR的定義、BPR的工具及技術、BPR和TQM的共存關系、組織流程的理解、重組的挑戰以及利用BPR進行組織設計，其中對BPR定義的研究充分表明了BPR理論的不成熟。下面對研究狀況進行綜述。1、理論研究工作BPR雖然作為一種新的管理方法，但并非全新的概念，在它被正式提出以前，許多學者

13、已經作了相關的研究，為BPR的誕生做了前期的理論積累工作。1998年，SWDavis在信息的價值和重要意義中，指出可以用信息技術來重新構造企業的價值增值鏈。1990年，PSenge在第五項修煉一書中，強調了“系統思考"、“團隊”等要素，是BPR理論的重要組成部分。邁克爾波特提出“價值鏈"概念，強調在向顧客提高產品的流程中，價值鏈上基本活動之間的緊密銜接有助于物流和信息流在這些活動之間的順暢通過。每項活動及活動間的銜接都強調對顧客的增值，價值鏈概念可以說是流程概念的雛型。1990年，邁克爾哈默首次提出BPR的概念，1993年于詹姆斯錢皮合著的Reengineering the

14、 Corporation一書，被認為是BPR的經典論著。達文波特也較早關注了這一研究領域，他強調“流程改進”，區別于哈默的“徹底的重新設計"的概念。上述三位學者的研究成果是業務流程再造的基奠理論，也是從正面角度闡述BPR基本內涵和基礎理論的代表性研究成果。在目前對于BPR理論研究中，一部分學者采用了將BPR與其他理論相比較來闡述BPR的理論的特殊性的研究方法。如Barrett(1994)、Ghosal(1995)、Hagel、Harrison、Pratt等人對比了全面質量管理(TQM)與BPR，指出兩種方法在基準研究、企業文化建設、經營業績衡量方面存在共同點。Kano(1993)，H

15、ill和Wilkinson指出BPR較TQM更為激進，實施過程短而變革程度激烈。通過對BPR的直接研究和比較研究，學者們建立起BPR的基本概念范疇和基礎理論，總結出BPR的關鍵思想。BPR是一項戰略性的系統工程；BPR的核心是面向顧客滿意度的業務流程；BPR的要素：員工、組織、技術；BPR的目標：績效產生巨大的改善。不同領域的學者們選擇不同的切入點，結合專業領域只是對BPR的理論進行了深入的探討。2、BPR的應用實施研究了BPR的基本理論，同時更注重這些理論在實踐中的應用。不同的學者對BPR實施的步驟、遵循的原則、成功因素和面臨的風險以及BPR支持工具的特性和在BPR實施中的作用作了研究。JK

16、allio等根據對BPR實施案例的調查研究得出，處于不同時期及不同戰略趨向的企業有著不同的再造驅動力。其中較為典型的有SGuha等的BPR生命周期法：RBKapalan等的核心過程設計方法；Davenport的過程創新框架；Gateway公司的Repid Re方法等，此外國內的研究工作者更多的和ERP、CISCM等的應用聯系在一起。3、BPR工具和技術研究這一部分是當前BPR研究最為廣泛的一個領域，其中包括的內容也比較多。許多研究者指出BPR支持工具的關鍵性能是流程表述和流程分析功能。此外如變革管理、基準等領域也在這一范圍。Alexander和Omar(1999)通過實證分析研究了BPR工具的

17、作用。研究結果表明BPR工具對項目實施成功的貢獻的有效性而非實施的效率；這也說明了對于業務流程建模工具的基本要求。關于流程的可視化，Barrett指出，再造成功的關鍵在于建立流程的景象，而流程的描繪方法是另一重要研究領域，關于這方面的研究，目前使用的主要方法有IDEFO、IDEF3、DFD(數據流圖)、面向對象分析(00A)、CIMOSA、EPC(事件流程鏈)、Workflow(工作流)等。這些建模工具，一般都具有自己的特點，且在建模中有一定的優勢，但同時都有自己的局限，所以才會出現這么多的建模方法。業務流程建模是一個相當復雜、困難和耗時的過程，在目前的這些方法和工具中，面向對象技術和Petr

18、i網的研究相對多一些。而且又相互結合的趨勢。Peter Loos提出了將面向對象技術和事件流程鏈結合在一起的業務流程建模方法。Ming Dong和FFrank Chen使用面向對象的Petri網用于供應鏈網絡的業務流程建模。在國內，張峰和陳禹提出了ABC法在BPR中的應用方法；李源運用價值工程的方法，分析了企業增值鏈的評價指標，并對價值工程和BPR的方法作了對比：夏國平、王旗林、黎志成等人分析了信息技術在企業應用中面臨的困境以及可發揮的作用，認為從人員、組織集成的角度應用信息技術。（五）約束理論（TQC）TOC作為一種管理理念，被應用到物流企業和汽車制造企業以解決供應鏈協作、零件供應管理和復雜

19、產品的生產管理等問題Simatukpang建立了利用TOC方法解決供應鏈協作問題的框架，幫助供應鏈節點企業意識到協作帶來的整體效益，通過應用TOC能夠快速地識別和消除制約相互協作的瓶頸因素，達到有效增加產出、減少庫存和運營費用，提高消費者滿意度的效果。Packard等人從全球供應鏈角度，在TOC理論的基礎上，建立了基于TOC的運作策略來運營和管理全球供應鏈，文章詳細闡述了各種運營策略產生的優化效果，包括供應鏈敏捷性、總成本等。R. Stration等結合精益供應鏈和敏捷供應鏈各自的優勢，運用TOC方法和TRIZ(俄語，指Theory ofInnovation Problem Solving)分

20、離原理建立了新的快速響應、高效的供應鏈，并以實例闡述了TOC和TRIZ在其中的應用。Zadry等人通過分析全面質量管理(TQM)在汽車零配件供應應用過程中存在的缺陷，提出了將TOC理論植入到TQM執行過程的觀點，其認為這種植入能夠及時發現容易出現質量問題的瓶頸、及時進行改善工作，有助于推動TQM在汽車零配件供應領域的應用實踐。目前，新型約束理論運作邏輯：充分利用產能 ；辨識系統限制 ；其他資源服從優化決策安排 ；提升系統限制 ；打破系統限制 ，辨識新的系統限制 ，克服惰性持續改進。新型運作邏輯減少了傳統約束理論僅就系統已有的生產能力討論產品組合而造成規劃保守和接單的損失 ，改變了產品組合必須依

21、賴產品優先級 的思維定勢 ，保證了系統各限制資源的充分利用 ，不但使產品組合優化方案整體最優 ，而且切實可行。約束理論是以 20 世紀 80 年代的最優生產技術OPT為基礎的。OPT的創立團隊是Eliyahu.M.Goldratt博士和其他三個以色列籍合作者。后來，Goldratt博士將OPT發展成為TOC理論。TOC的本質就是關于如何進行改進和如何更好地實施這些改進的一套管理理念和管理原則，可以幫助企業識別出在實現目標的過程中存在哪些制約因素TOC稱之為“約束”，并進一步指出如何實施必要的改進來一一消除這些約束，從而更有效地實現企業目標。TOC 理論的核心內容包括“一個中心和兩個基本點”，“

22、一個中心”是指研究對象針對系統存在的各類約束，也可稱之為“資源約束”。其觀點為：制造資源是生產系統的關鍵部分，它是指生產產品所需要的全部資源，按照要素劃分，包括機器設備、人員、廠房、其他固定資產等。理想情況下，生產能力和所需的資源是均衡的；但是實際生產中，必然會出現現有的資源負荷過重的情況，出現“短板”現象，即成為“瓶頸”，這類資源就叫做“瓶頸資源”，由此，生產資源可以劃分為“瓶頸資源”和“非瓶頸資源”。確切地說，“瓶頸資源”就是指實際生產能力小于等于生產負荷的資源，這一資源限制了整個系統產出產品的數量。可見，任何系統都不同程度地存在這種約束資源。“兩個基本點”是指 DBR 生產排程方法和 T

23、P 思維流程工具。1DBR 生產排程方法DBR生產排程方法是通過構建DBR系統和制定緩沖控制機制來實現對生產過程的計劃和控制。所謂的DBR系統結構由“鼓(Drum)”、“緩沖器(Buffer)”和“繩子(Rope)”三部分構成。DBR生產排程方法給出了生產排程的操作技巧，在工廠層面易于理解和執行，這種簡單化、技巧化的處理使DBR排程法在生產實踐中非常有效，因而在國外被廣泛地應用于生產管理與控制等多個領域。后來幾經改進，TOC發展成為以“有效產出(Throughput, T)、投入(Investment, I)、運行費用(Operating Expense, OE)”等為基礎的評價指標體系，一種

24、面向增加有效產出而不是面向減少成本的管理理論和工具，并最終覆蓋到企業管理的所有的職能方面。2TP 思維流程工具“思維流程” (Thinking Process，TP)工具是 TOC 研究團隊 1991 年開發的用來解決邏輯化、系統化問題的工具。TP 的實質是為人們提供了一種遵循嚴密邏輯規則、綜合個人和專家知識、整合實際現狀與未來目標的工具，它通過運用因果推理來拓展對復雜問題的解決方案，從提供了一個邏輯規則使更加清楚地看到問題始末，幫助我們找到解決復雜問題的方法。TP 的技術表現形式為 5 個獨特的因果邏輯關系圖，即當前現實樹(CurrentReality Tree，CRT) ，消霧圖(Evap

25、orating Cloud，EC)，未來現實樹(Future Reality Tree，FRT ) ，必備樹(Prerequisite Tree，PRT) 和轉移樹(Transition Tree， TT)。TP嚴格按照因果邏輯，通過綜合運用上述5個因果邏輯關系圖來回答以下三個問題：改進什么？(What to change?)；改成什么樣子？(What to change to?)；怎樣使改進得以實現？(Howto cause the change?)第一個問題的實質是“找出系統存在的約束”，本文稱之為約束識別。然而，約束識別的前提是了解系統現狀，即通過分析當前現實獲得，對于 TP 方法就是要

26、給出“當前現實樹”，描述系統的結構狀況。第二個問題的實質是“消除約束”，即找到克服當前約束的途徑突破點，進而保證解決方案對于消除約束有效。這一過程通過建立“未來現實樹”為改進目標，通過“消霧法”來突破企業存在的約束或瓶頸，進而清晰回答“改成什么樣子”的問題。第三個問題的實質是“實現改進”，即讓那些能夠實現上述改變的重要人員來制定實施改進的有效方案，保證實施行動的順利進行。這其中包括主動征求反對者意見，了解他們為什么會阻止改進方案的實施，這對于實現改進方案都是有益的。這一過程借助于“必備樹”和“轉變樹”來完成。三、案例分析S公司生產的A產品顧客多，產品型號不一樣，為了及時滿足不同的市場訂單，適合采用多品種小批量生產。為了提高效率，降低成本，該公司采用精益六西格瑪模式進行管理，對A產品的生產流程從兩個方面進行了改善：一是縮短換模時間；二是加強對小批量生產的過程控制。S公司A產品快速換模精益六西格瑪項目的實施S公司按照精益六西格瑪的模式對其某產品的注塑工位換模工藝進行改善。其實施情況如下：定義階段(D)：根據公司發現某產品的注塑工位換模工藝時間需要