本文是一篇生產(chǎn)管理論文，本文通過文獻研究，深入了解 TOC 理論和 DBR 生產(chǎn)計劃控制系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容以及國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀；從目前市場需求及 S 除草劑生產(chǎn)工藝出發(fā)，對 S 除草劑生產(chǎn)現(xiàn)狀及產(chǎn)能進行了深入分析；
1 緒論
1.1 研究背景及問題提出
1.1.1 研究背景
當前工業(yè)高度發(fā)達，許多國家為了應(yīng)對全球經(jīng)濟發(fā)展的形勢，都積極調(diào)整了本國的經(jīng)濟結(jié)構(gòu)，但以傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)仍然是其他各產(chǎn)業(yè)的重要支柱。現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)離不開農(nóng)藥，農(nóng)藥作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)物資，對于保證農(nóng)業(yè)增產(chǎn)提效、保障糧食生產(chǎn)和環(huán)境安全、促進農(nóng)業(yè)發(fā)展具有重要意義。隨著各國對環(huán)保意識的提高，大力發(fā)展高效、安全的農(nóng)藥將是未來的新趨勢。中國也非常重視農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展，“十四五”規(guī)劃綱要提出了一系列政策，引導(dǎo)農(nóng)藥行業(yè)向著更加規(guī)范、精細、可持續(xù)的方面發(fā)展。
農(nóng)藥主要作用是預(yù)防、控制農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中病、蟲、害等生物。農(nóng)藥主要可分為化學(xué)農(nóng)藥、生物農(nóng)藥兩種，目前市場上以化學(xué)農(nóng)藥為主。化學(xué)農(nóng)藥主要可以分為殺蟲劑、除草劑及殺菌劑三種，其中除草劑約占市場份額的 40%。隨著世界人口持續(xù)增長，特別是在非洲和亞洲，養(yǎng)活世界人口的挑戰(zhàn)越來越困難。據(jù)預(yù)測再過30 年，全球的人口將會增加約 30%；另一方面，由于城市化和其他原因，估計每年有 1200 萬公頃的農(nóng)業(yè)土地流失，到 2050 年，人均耕地將僅為 0.16 公頃，而在 20 世紀 50 年代人均耕地為 0.52 公頃[1]。這就需要利用一種更高效的農(nóng)業(yè)技術(shù)提高每公頃可用農(nóng)田的產(chǎn)量，而農(nóng)民可用的工具之一就是除草劑，以防止養(yǎng)分流失的雜草生長。高效、可靠的除草劑供應(yīng)對保障糧食安全生產(chǎn)至關(guān)重要，也影響著國家的經(jīng)濟穩(wěn)定。市場全球化也導(dǎo)致了除草劑行業(yè)價格競爭的加劇。目前，全球農(nóng)藥行業(yè)正處于發(fā)展的上升期，銷售主要以德國巴斯夫等歐美農(nóng)業(yè)植物保護公司巨頭為主，在 2017 年除草劑銷售額占全球農(nóng)藥市場的 42.9%[2]。
1.2 研究目的與意義
本文通過運用約束理論及相關(guān)工具，對目前 S 除草劑生產(chǎn)系統(tǒng)中產(chǎn)能不足的影響因素進行原因分析，制定相應(yīng)的優(yōu)化策略，并基于優(yōu)化方案對 S 除草劑生產(chǎn)線系統(tǒng)進行改善。本研究意義如下：
1)通過利用約束理論對當前 S 除草劑生產(chǎn)系統(tǒng)的產(chǎn)能不足進行系統(tǒng)性地分析，發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)中的瓶頸工序；針對瓶頸工序產(chǎn)生的影響因素進行原因分析并提出改善措施，使 S 除草劑的產(chǎn)能得到提升。立足于公司管理現(xiàn)狀，基于約束理論建立一套具有 J 公司特色的生產(chǎn)管理方法，對于提升公司的管理水平有著非常重要的意義。
2）通過引入約束理論實現(xiàn)對 J 公司 S 除草劑生產(chǎn)線產(chǎn)能和管理水平的提升，對企業(yè)的發(fā)展有著深遠的意義。采用科學(xué)的管理理論是指導(dǎo)現(xiàn)代化工生產(chǎn)的發(fā)展趨勢，并為企業(yè)帶來很好的經(jīng)濟價值。將約束理論在化工生產(chǎn)管理的實踐經(jīng)驗推廣到與 J 公司合作的類似化工企業(yè)及國內(nèi)類似的精細化學(xué)品生產(chǎn)企業(yè)中，對于提升企業(yè)的核心競爭力具有重要的實踐意義。 2 文獻綜述
2.1 約束理論概述
2.1.1 約束理論發(fā)展背景及原理
約束理論是以色列物理學(xué)家、管理大師高德拉特博士為了尋找和消除系統(tǒng)中約束，在最優(yōu)技術(shù)(Optimized Produciton Technology,OPT)基礎(chǔ)上提出的一種全新管理方法[6]。OPT 認為對于整個生產(chǎn)系統(tǒng)能產(chǎn)生的重大影響只有少數(shù)幾個，對于阻礙企業(yè)實現(xiàn)目標的因素卻非常多；而 TOC 理論認為要打破只關(guān)注局部的傳統(tǒng)理念，需要從整體出發(fā)找出系統(tǒng)中主要的影響因素并進行改善。TOC 理論最初主要被用于解決制造中的瓶頸問題。隨著《The Goal》和《The Race》企業(yè)管理小說的出版，約束理論也得到了詳盡地介紹，激發(fā)了學(xué)者對 TOC 理論的興趣和實施的熱情[7]。TOC 理論通過不斷地改進并提出以有效產(chǎn)出、庫存和運營成本為基礎(chǔ)的衡量指標體系，逐漸形成以提高產(chǎn)銷率、使企業(yè)利潤最大化為目標的管理方法，并最終應(yīng)用到企業(yè)各管理部門[8]。1994 年約束理論再一次得到了演變，提出了處理制約企業(yè)系統(tǒng)問題的“思維過程”[9]。
約束理論就是一套關(guān)于在生產(chǎn)管理活動中改進和實施改善方法的管理理論。約束理論的管理精髓就是要解決關(guān)鍵中的關(guān)鍵，處理系統(tǒng)中最主要的瓶頸。TOC理論的原理是找出系統(tǒng)中制約流程的瓶頸，通過對瓶頸問題進行分析和優(yōu)化，非瓶頸因素盡可能服從瓶頸因素，從而整體提升系統(tǒng)流程的整體能力[10]。實踐證明，TOC 理論可以在企業(yè)不增加資源的情況下，通過優(yōu)化系統(tǒng)流程能有效提升資源的利用率。在一個企業(yè)中至少有一個瓶頸因素制約著企業(yè)整個系統(tǒng)的有效產(chǎn)出，TOC 理論可以最大程度地對此瓶頸因素進行優(yōu)化，從而促進系統(tǒng)能最大輸出，但對于非瓶頸資源即使最大程度的利用也不會增加系統(tǒng)的有效產(chǎn)出[11]。
2.2 約束理論應(yīng)用現(xiàn)狀
TOC 理論的研究及應(yīng)用日趨成熟。目前，TOC 理論已被寶潔、飛利浦、波音、通用汽車、3M 等大型跨國企業(yè)和一些小型民營企業(yè)廣泛應(yīng)用，其主要集中應(yīng)用在制造業(yè)如鋼鐵、汽車、電子、半導(dǎo)體等工業(yè)領(lǐng)域，據(jù)研究分析得出 TOC理論為企業(yè)有效產(chǎn)出增加了 68%,制造周期減少了 66%，庫存減少了 50%，另外使客戶滿意度提高了 60%、企業(yè)利潤提高了 80%[27]。Zhao 等人[28]指出 TOC 理論可以應(yīng)用于各類型的業(yè)務(wù)。Wu 等人[29]基于 TOC 理論提出了廣義持續(xù)改進過程，通過研究表明約束理論可提高生產(chǎn)制造系統(tǒng)的生產(chǎn)率。Roberto[30]研究了 TOC理論與歐洲 61 家生產(chǎn)制造企業(yè)經(jīng)營績效之間的關(guān)系，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了各工廠之間在采用 TOC 理論實踐方面有許多差異和相似之處但企業(yè)的生產(chǎn)效率都得到了提高，采用約束理論的生產(chǎn)制造系統(tǒng)的性能要優(yōu)于實施其他的制造管理理論，Roberto建議制造經(jīng)理應(yīng)盡量采用 TOC 理論而不是其他方法。然而 Pacheco 認為 TOC 理論應(yīng)與其他管理理論、方法結(jié)合可以彌補各自的缺點。Wieslaw[31]詳細闡明了TOC 理論在中型制造企業(yè)的應(yīng)用過程，對于每個周期可以同時考慮改進幾個生產(chǎn)約束，通過實施使企業(yè)的生產(chǎn)效率得到了提高。Zhang 等人[32]針對汽車零部件行業(yè)的現(xiàn)狀和裝配線的特點，采用 TOC 理論開發(fā)出尋找汽車零部件企業(yè)裝配線的瓶頸、消除或轉(zhuǎn)移“瓶頸”的優(yōu)化程序，優(yōu)化后裝配線產(chǎn)量增加了 74.63%，在資源利用率也有明顯地提高，達到了優(yōu)化資源配置和提高產(chǎn)出率的目的。Kartik等人[33]詳細描述了 TOC 理論在印度最大鎖制造公司的應(yīng)用，通過 TOC 的思維過程確定并消除了在生產(chǎn)、分銷、供應(yīng)組和項目等領(lǐng)域限制公司績效的核心制約因素，TOC 獨特的方法幫助公司在供應(yīng)鏈的各個層次上顯著減少了成品、原材料和半成品庫存，而且公司的整體銷售額增長了近 3 倍。
3 J 公司 S 除草劑生產(chǎn)線現(xiàn)狀及問題分析 .............................. 16
3.1 J 公司概述 ........................... 16
3.1.1 J 公司簡介 ............................. 16
3.1.2 S 除草劑簡介 .............................. 17
4 S 除草劑生產(chǎn)線產(chǎn)能提升方案 ........................... 29
4.1 挖掘瓶頸工序的潛能.................................... 30
4.1.1 設(shè)備可靠性提高................................ 30
4.1.2 生產(chǎn)工藝優(yōu)化................................ 33
5 S 除草劑生產(chǎn)線產(chǎn)能提升方案實施和效果評價 ........................ 52
5.1 S 除草劑產(chǎn)能提升方案實施計劃及保障措施........................ 52
5.1.1 S 除草劑產(chǎn)能提升方案實施計劃 ....................................... 52
5.1.2 S 除草劑產(chǎn)能提升方案實施保障措施 ................................ 53
5 S 除草劑生產(chǎn)線產(chǎn)能提升方案實施和效果評價
5.1 S 除草劑產(chǎn)能提升方案實施計劃及保障措施
5.1.1 S 除草劑產(chǎn)能提升方案實施計劃
基于前一章提出的 S 除草劑生產(chǎn)線產(chǎn)能提升方案，結(jié)合方案實施的復(fù)雜性和生產(chǎn)線的實際生產(chǎn)計劃，制定了產(chǎn)能優(yōu)化實施計劃，具體如圖 5.1 所示。 1）瓶頸設(shè)備可靠性改善方案的實施計劃從 2020 年 12 月開始，到 2021 年 5月結(jié)束。實施過程中涉及搪玻璃釜標準安裝程序建立和實施、緩蝕劑選擇試驗、搪玻璃掛片測試以及技術(shù)變更。
2）生產(chǎn)工藝優(yōu)化方案的整體實施計劃從 2020 年 12 月開始，到 2021 年 4 月結(jié)束。首先，在 2021 年 1 月完成泵選型和改造安裝及調(diào)試并投入運行。其次，上下游工序間的管路設(shè)計需要 2 個月左右，預(yù)計要在 2021 年 2 月底完成；接下來要化 3 個月完成管線預(yù)制、安裝及調(diào)試，預(yù)計在 2021 年 4 月底完成。
3）瓶頸工序生產(chǎn)控制改善的實施計劃從 2021 年 1 月開始，到 2021 年 4 月結(jié)束。實施過程中涉及尾氣系統(tǒng)的改造及調(diào)試、一氯反應(yīng)控制壓力和溫度控制系統(tǒng)改善。
4）瓶頸工序步驟優(yōu)化的實施計劃從 2021 年 3 月開始，到 2021 年 6 月結(jié)束。實施過程中涉及工藝變更安全風(fēng)險評估和優(yōu)化步驟的實施。
6 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
本文以 S 除草劑生產(chǎn)線為研究對象，通過運用約束理論識別出限制整個 S除草劑生產(chǎn)線產(chǎn)能的瓶頸工序，基于影響因素挖掘瓶頸工序的最大潛能，運用DBR 系統(tǒng)使非瓶頸工序服從瓶頸工序進行協(xié)同生產(chǎn)，應(yīng)用聚焦五步法循環(huán)改善，實現(xiàn) S 除草劑生產(chǎn)系統(tǒng)整體產(chǎn)能提升的目標，具體研究成果總結(jié)如下：
1)通過文獻研究，深入了解 TOC 理論和 DBR 生產(chǎn)計劃控制系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容以及國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀；從目前市場需求及 S 除草劑生產(chǎn)工藝出發(fā)，對 S 除草劑生產(chǎn)現(xiàn)狀及產(chǎn)能進行了深入分析；
2)通過應(yīng)用 OEE 與 S 除草劑生產(chǎn)線各工序生產(chǎn)節(jié)拍相結(jié)合的方法識別制約當前生產(chǎn)系統(tǒng)的瓶頸工序，聚焦瓶頸工序分析產(chǎn)能影響因素及產(chǎn)生的原因；
3)針對瓶頸工序的產(chǎn)能影響因素，通過運用約束理論聚焦五步法提高設(shè)備的可靠性、優(yōu)化生產(chǎn)工藝等充分挖掘 S 除草劑生產(chǎn)線瓶頸工序的最大潛能；優(yōu)化瓶頸工序的生產(chǎn)步驟使其他工序遷就瓶頸工序，從而減少瓶頸工序受波動的影響，發(fā)揮瓶頸工序的能力，保證 S 除草劑生產(chǎn)線得到最大產(chǎn)出；在考慮資金投入的情形下繼續(xù)打破瓶頸工序，進一步提升生產(chǎn)系統(tǒng)的產(chǎn)能，運用約束理論聚焦五步法尋找新瓶頸工序進行持續(xù)循環(huán)改善；
4)應(yīng)用 DBR 系統(tǒng)，制定以 S 除草劑瓶頸工序為主的生產(chǎn)計劃，通過瓶頸工序的生產(chǎn)節(jié)奏實現(xiàn)對上游工序拉動和下游工序推動進行協(xié)同生產(chǎn)；基于瓶頸上游工序的設(shè)備故障率和維修率為 S 除草劑生產(chǎn)線的瓶頸工序設(shè)置了合適的時間緩沖保護并采用紅、黃、綠三色預(yù)警對系統(tǒng)緩沖進行管理；通過瓶頸前時間緩沖的設(shè)置，既減少了系統(tǒng)在線中間體的庫存，也避免了瓶頸工序待料停工的情況，使整個系統(tǒng)的產(chǎn)能得到了最大地發(fā)揮。
參考文獻（略）