TOC庫存管理優化在新材料企業A中的應用

劉秋月，尹 紅，王天爍

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TOC庫存管理優化在新材料企業A中的應用

劉秋月，尹 紅，王天爍

（昆明理工大學 機電工程學院，云南 昆明 650500）

本文以A企業為研究對象，從企業內部結構入手，針對A企業某條典型產線設計基于TOC的瓶頸識別方法，識別出產線的瓶頸環節。運用定量分析法，設計基于TOC的瓶頸環節前后生產加工和物流運輸相關批量的算法，并提出最小化的各類成本及總成本計算方法。成功為企業節約了庫存成本和總成本。

約束理論；庫存管理；庫存優化

0 引言

新材料高分子行業，是我國近年來的朝陽產業，但由于新興的新材料研發和生產廠家在競爭中缺乏先進的管理方法，使得中小新材料制造企業，在競爭中處于劣勢。因此，當下國內制造型企業，迫切需要一種科學并且行之有效的庫存管理[1-2]方法，來切實降低企業當下生產過程中的庫存堆積。基于此，本文將TOC庫存管理優化[3-4]方法應用于新材料企業A中，以達到降低庫存成本和總成本的作用。

1 企業生產現狀

1.1 生產加工工藝介紹

A企業屬于多品種小批量生產類型的企業，根據訂單不同，生產產品種類有上百種，本文主要研究其以PP米黃泡棉為原料，經原料涂膠、原料縱切、制管加工、毛氈布加工、組裝裝箱一系列加工，為S客戶提供冷凝管包裹泡棉材料的過程。該產品所包含部件如圖1所示。

圖1 產品組成結構圖

物料從原材料通過加工到最后的成品，經歷了以下幾個階段，其工藝流程圖如圖2所示。

1.2 生產數據統計

在實際生產中經統計測量，冷凝管包裹泡棉材料生產過程中，各部分的生產節拍如下表1所示，其中，毛氈布加工過程包含了縱切和沖壓，兩道工序相連，沒有運輸過程，為了簡化表達，將兩道工序統一合并為毛氈布加工過程。

圖2 加工工藝流程圖

表1 生產過程各部分節拍表

Tab.1 Meter of each part of production process

生產節拍[5]就是在一定時間長度內，將所有有效的生產時間與客戶訂單數量之比，根據綜合生產能力[6]的計算公式

（為設備的綜合生產能力，C即第臺設備的生產能力；T為每個產品由第個設備加工處理所需要的時間（單位：秒）；M為共同生產的某環節中，同種設備的數量），可以通過生產節拍計算出各個生產工序的加工能力，如表2所示。

表2 各部分生產能力表

Tab.2 Production capacity of each part

根據A企業ERP系統采購模塊實際數據可知，冷凝管包裹產品以及部分其它產品，每月的訂貨量如下表3所示。

表3 2017年上半年進貨數據（取部分）

Tab.3 Purchase data for the first half of 2017 (Take a part of the data)

2 企業當前生產各項費用計算

從表3得知，企業在2017年上半年生產冷凝管包裹泡棉產品時，每個月進貨基本穩定在5000件，因而在Q訂=5000的基礎上計算工序的加工批量、運輸批量與批次、庫存成本以及總成本的大小，從各階段生產節拍可知，瓶頸前工序生產順暢，加工批量Q前與Q訂均為5000。企業為了不產生停工浪費，每道工序前的庫存量都定為半天（5小時）的加工量。因此，運用緩沖庫存量B的計算公式

（Q為瓶頸工序的平均加工效率，用單位時間內加工產品數量確定，T為瓶頸工序的生產周期，可以根據現場測得，也可以根據以往的加工數據得出），工序1和2之間的庫存緩沖為

B1-2=3×5=15（件）

同理，可以計算出工序2和工序3、工序3和工序5之間、工序4和工序5之間的緩沖庫存量[7-8]為

B2-3=4×5=20（件）

B3-5=3×5=15（件）

B4=2×5=10（件）

因運輸批量受生產能力的影響，企業定為每2小時運輸一次。工序前的運輸批量為q=P×2。

因此，根據緩沖庫存的總成本計算公式：

由總加工費用公式

（C單為單位產品的加工成本），加工成本為：

由總運輸費用公式

運輸成本為：

由總換模費用公式

因此總成本C總為：

3 基于瓶頸TOC總成本最低的生產組織計算

約束理論所關注的焦點是瓶頸環節[9-10]，該環節是真正制約著生產連續性的關鍵，也是企業生產“水桶效應”中的短板所在，因此對于任何非瓶頸環節增加的緩沖庫存，也被認為是無用的，本文基于TOC對產線進行重新規劃和安排，僅考慮在瓶頸工序之前安排緩沖庫存。由表3得知，在生產過程中，只有工序4，毛氈布“梅花圓”的加工環節，生產能力最低，因此判定該環節為整個系統的問題所在。需要在該環節前設置緩沖庫存，由緩沖庫存量B的計算公式計算庫存量的大小為：

然后計算瓶頸前工序，即工序3的加工批量和運輸批量，這里由前序加工批量Q前的計算公式

然后，由公式

求瓶頸緊前工序的運輸批量，即工序3和工序4之間的運輸批量為（單位：件）：

即基于總成本最小的瓶頸緊前工序3的加工批量經計算，為1875件，運輸批量為15件。同理，因瓶頸工序的加工批量和運輸批量，與瓶頸緊后工序5的一樣，由公式

得加工批量和運輸批量為（單位：件）：

改進后的加工成本由總加工費用C加公式得：

改進后運輸成本由總運輸費用C運公式得：

改進后的換模成本由公式總換模費用公式得：

至此，改進后的各項成本均已計算完成，改進后的總成本為

4 改進前后結果比較

經過定量分析，運用基于總成本最小的加工生產批量和運輸批量、批次，改進后的總成本較企業現有生產條件下的成本有了大幅縮減。對比2的結果，改進后總庫存成本減少了

5 結論

本文將TOC約束理論運用到A企業實際生產過程中，對A企業庫存和生產過程中遇到的瓶頸問題進行辨識和分析，有側重點的進行改進，然后通過定量分析，重點對冷凝管包裹產品的加工流程做分析，設計了基于總成本最小的瓶頸前后加工批量、運輸批量、運輸批次等數據的計算，結果證明該設計方法不僅能提升管理水平，還為企業節約52%的庫存成本和25.2%的總成本。

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Application of TOC Inventory Management Optimization in New Material Enterprise A

LIU Qiu-yue, YIN Hong, WANG Tian-shuo

(Kunming University of Science and Technology Mechanic and Electronic Engineering, Yun Nan Kun Ming 650500)

In this thesis, select enterprise A as the research object, clarify the internal structure of the enterprise，aiming at a typical production line of enterprise A, the bottleneck identification method based on TOC is designed to identify the bottleneck link of production line. The quantitative analysis method is used to design the algorithms of batch production, processing and logistics transportation before and after the bottleneck link based on TOC, and the methods of minimizing all kinds of costs and total costs are put forward. Successfully saved the company's inventory costs and total costs.

Constraint theory; Inventory management; Inventory optimization

F273

A

10.3969/j.issn.1003-6970.2018.08.029

劉秋月(1993-)，女，昆明理工大學機電工程學院碩士研究生，主要從事生產及制造系統工程方向研究。

本文著錄格式：劉秋月，尹紅，王天爍. TOC庫存管理優化在新材料企業A中的應用[J]. 軟件，2018，39（8）：141-144