TOC庫存管理優(yōu)化在新材料企業(yè)A中的應(yīng)用

劉秋月，尹 紅，王天爍

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TOC庫存管理優(yōu)化在新材料企業(yè)A中的應(yīng)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(yè)為研究對象，從企業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)入手，針對A企業(yè)某條典型產(chǎn)線設(shè)計基于TOC的瓶頸識別方法，識別出產(chǎn)線的瓶頸環(huán)節(jié)。運用定量分析法，設(shè)計基于TOC的瓶頸環(huán)節(jié)前后生產(chǎn)加工和物流運輸相關(guān)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(yè)節(jié)約了庫存成本和總成本。

約束理論；庫存管理；庫存優(yōu)化

0 引言

新材料高分子行業(yè)，是我國近年來的朝陽產(chǎn)業(yè)，但由于新興的新材料研發(fā)和生產(chǎn)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(yè)，在競爭中處于劣勢。因此，當下國內(nèi)制造型企業(yè)，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(yè)當下生產(chǎn)過程中的庫存堆積?；诖?，本文將TOC庫存管理優(yōu)化[3-4]方法應(yīng)用于新材料企業(yè)A中，以達到降低庫存成本和總成本的作用。

1 企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀

1.1 生產(chǎn)加工工藝介紹

A企業(yè)屬于多品種小批量生產(chǎn)類型的企業(yè)，根據(jù)訂單不同，生產(chǎn)產(chǎn)品種類有上百種，本文主要研究其以PP米黃泡棉為原料，經(jīng)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(chǎn)品所包含部件如圖1所示。

圖1 產(chǎn)品組成結(jié)構(gòu)圖

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

1.2 生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計

在實際生產(chǎn)中經(jīng)統(tǒng)計測量，冷凝管包裹泡棉材料生產(chǎn)過程中，各部分的生產(chǎn)節(jié)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(tǒng)一合并為毛氈布加工過程。

圖2 加工工藝流程圖

表1 生產(chǎn)過程各部分節(jié)拍表

Tab.1 Meter of each part of production process

生產(chǎn)節(jié)拍[5]就是在一定時間長度內(nèi)，將所有有效的生產(chǎn)時間與客戶訂單數(shù)量之比，根據(jù)綜合生產(chǎn)能力[6]的計算公式

（為設(shè)備的綜合生產(chǎn)能力，C即第臺設(shè)備的生產(chǎn)能力；T為每個產(chǎn)品由第個設(shè)備加工處理所需要的時間（單位：秒）；M為共同生產(chǎn)的某環(huán)節(jié)中，同種設(shè)備的數(shù)量），可以通過生產(chǎn)節(jié)拍計算出各個生產(chǎn)工序的加工能力，如表2所示。

表2 各部分生產(chǎn)能力表

Tab.2 Production capacity of each part

根據(jù)A企業(yè)ERP系統(tǒng)采購模塊實際數(shù)據(jù)可知，冷凝管包裹產(chǎn)品以及部分其它產(chǎn)品，每月的訂貨量如下表3所示。

表3 2017年上半年進貨數(shù)據(jù)（取部分）

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

2 企業(yè)當前生產(chǎn)各項費用計算

從表3得知，企業(yè)在2017年上半年生產(chǎn)冷凝管包裹泡棉產(chǎn)品時，每個月進貨基本穩(wěn)定在5000件，因而在Q訂=5000的基礎(chǔ)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(chǎn)節(jié)拍可知，瓶頸前工序生產(chǎn)順暢，加工批量Q前與Q訂均為5000。企業(yè)為了不產(chǎn)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(nèi)加工產(chǎn)品數(shù)量確定，T為瓶頸工序的生產(chǎn)周期，可以根據(jù)現(xiàn)場測得，也可以根據(jù)以往的加工數(shù)據(jù)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(chǎn)能力的影響，企業(yè)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(jù)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(chǎn)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(chǎn)組織計算

約束理論所關(guān)注的焦點是瓶頸環(huán)節(jié)[9-10]，該環(huán)節(jié)是真正制約著生產(chǎn)連續(xù)性的關(guān)鍵，也是企業(yè)生產(chǎn)“水桶效應(yīng)”中的短板所在，因此對于任何非瓶頸環(huán)節(jié)增加的緩沖庫存，也被認為是無用的，本文基于TOC對產(chǎn)線進行重新規(guī)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(chǎn)過程中，只有工序4，毛氈布“梅花圓”的加工環(huán)節(jié)，生產(chǎn)能力最低，因此判定該環(huán)節(jié)為整個系統(tǒng)的問題所在。需要在該環(huán)節(jié)前設(shè)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(jīng)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(jié)果比較

經(jīng)過定量分析，運用基于總成本最小的加工生產(chǎn)批量和運輸批量、批次，改進后的總成本較企業(yè)現(xiàn)有生產(chǎn)條件下的成本有了大幅縮減。對比2的結(jié)果，改進后總庫存成本減少了

5 結(jié)論

本文將TOC約束理論運用到A企業(yè)實際生產(chǎn)過程中，對A企業(yè)庫存和生產(chǎn)過程中遇到的瓶頸問題進行辨識和分析，有側(cè)重點的進行改進，然后通過定量分析，重點對冷凝管包裹產(chǎn)品的加工流程做分析，設(shè)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(shù)據(jù)的計算，結(jié)果證明該設(shè)計方法不僅能提升管理水平，還為企業(yè)節(jié)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(chǎn)及制造系統(tǒng)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(yōu)化在新材料企業(yè)A中的應(yīng)用[J]. 軟件，2018，39（8）：141-144