0 前 言
　　企業(yè)信息化是指在企業(yè)業(yè)務流程和生產經營活動重組和優(yōu)化的基礎上，利用計算機技術、網絡技術和數據庫技術對企業(yè)進行集成化管理，實現(xiàn)企業(yè)內部、外部信息共享和信息資源的有效利用，以提高企業(yè)的經濟效益和市場競爭能力。
　　企業(yè)信息化的目的是提高企業(yè)的競爭能力， 提高經濟效益和保證持續(xù)發(fā)展。
　　企業(yè)信息化主要涉及以下領域：①.工程技術領域，一個現(xiàn)代企業(yè)在新產品的研究、設計、開發(fā)和工藝設計方面，為了縮短研發(fā)周期，保證設計一次成功，需采用現(xiàn)代信息技術和相應的管理方式，如CAX、虛擬制造技術、網絡技術、并行工程等。②.生產運作領域，一個現(xiàn)代企業(yè)要求它的生產運作系統(tǒng)，對于多變的市場需求具有快捷的響應能力和應變能力。因此制造企業(yè)須廣泛采用數控技術、計算機集成技術，建立FMC、FMS、物流儲運系統(tǒng)和CIMS系統(tǒng)等。③.企業(yè)管理領域，使各種管理業(yè)務實現(xiàn)集成化管理。而企業(yè)信息化是生產管理與控制優(yōu)化的基礎和必要條件。
　　1 生產管理與控制技術的必要性
　　隨著制造業(yè)競爭(Competition)日趨激烈、變化(Change)日新月異、顧客(customer)日漸成熟，以3C為特征的現(xiàn)代經營環(huán)境使機械制造企業(yè)臨著前所未有的新挑戰(zhàn)，如：金融危機導致的市場萎縮、原材料價格波動、產品結構日益復雜、市場需求日趨多樣等問題。在這種背景下，單純的添加制造設備、降低庫存、減少生產成本等傳統(tǒng)手段己收效甚微。如何將外部制造資源納入系統(tǒng)進行合理利用、整體配置，如何將生產管理的重點由節(jié)支轉變?yōu)樵鍪�，如何尋找新的生產管理技術已經成為制造業(yè)在激烈競爭中生存和發(fā)展的必由之路。
　　2 生產管理與控制的各種技術
　　企業(yè)通過各密切相連環(huán)節(jié)的協(xié)同聯(lián)動，通過有效的生產規(guī)劃方法、優(yōu)化技術與控制策略，最終實現(xiàn)企業(yè)的生產目標。生產管理的科學量化以及最優(yōu)規(guī)劃是實現(xiàn)制造系統(tǒng)有條不紊、高效運轉的核心所在。但是由于生產管理與控制問題的復雜性、困難性和多變性等特點，目前的理論研究和生產實際仍存在較大差距。
　　一些生產管理與控制技術，如制造資源計劃(Manufacturing Resource planning，MRPⅡ)或企業(yè)資源計劃(EntERPriseResoureeplanning，ERP)、準時制生產(JustinTime，JIT）、約束理論(Theory of Constraints，TOC)等應運而生。它們是在不同的時代、不同的經濟環(huán)境下根據不同的用戶需求相繼發(fā)展起來的。
　　JIT變MRPⅡ注重設備利用率的推式生產為注重市場需求的拉式生產，TOC變JIT一味削減成本做法為力爭有效產出(Throughput，TP)的最大化，并允許合理庫存(Inventory，I)和運營費(OperatingExpenses，OE)存在。這些生產管理技術在不同時期均發(fā)揮了不同的重要作用。
　�、倨髽I(yè)進行新產品開發(fā)、老產品改造、產品戰(zhàn)略調整以及產品金融投資時，在如何在有限的資源下調整產品組合，使企業(yè)能夠充分利用現(xiàn)有資源能力，以投資收益最大化的問題；
　�、谄髽I(yè)在有限的資源限制下，如何權衡產品種類和數量，進一步確定企業(yè)主生產計劃(MastERProductionSehedule，MpS)，以使企業(yè)整體效益最優(yōu)；
　�、墼谄髽I(yè)既定產品品種結構下，如何優(yōu)化其組合使其可行(滿足系統(tǒng)資源約)且整體效益最佳；
　　④為了使市場需求滿意度最好，面對企業(yè)內部資源的限制，如何充分利用外部資源能力，使企業(yè)內、外部資源得到優(yōu)化合理配置，以最少的代價進行最少能力的拓展或提升，獲得最佳的收益。
　　顯見，產品組合問題是企業(yè)常見決策之一。它優(yōu)化既定市場需求下滿足資源能力約束的產品種類和相應數量，以使系統(tǒng)利潤最大，并且相應得到產品加工的優(yōu)先次序和資源的占用/分配情況，這些將為企業(yè)產品戰(zhàn)略調整、資源能力設計或能力調整、投資分析、MPS優(yōu)化等提供重要的數據支持和決策依據。
　　3 生產管理與控制優(yōu)化技術
　　產品組合優(yōu)化屬于組合優(yōu)化(Combinatorial Optimization)問題，是運籌學(Operations Researeh，OR)中的一個經典且重要的分支。它是典型的NP困難問題，隨著產品種類的增多、資源約束的增加，其求解難度呈指數遞增，無法在合理時間內得到大規(guī)模產品組合的優(yōu)化解。
　　產品組合優(yōu)化可以使利潤最大化、在制品庫存水平降低，顧客滿意度提高等。研究產品組合優(yōu)化模型、構建合適算法，在合理時間內取得問題的最優(yōu)解是當前研究的熱點之一。
　　4 優(yōu)化求解策略
　　產品組合求解策略根據是否依賴產品優(yōu)先級分為:基于產品優(yōu)先級和能力約束的產品組合優(yōu)化和基于能力約束的產品組合優(yōu)化。
　　(1)基于產品優(yōu)先級和能力約束的產品組合優(yōu)化
　　基于產品優(yōu)先級排序的方法有兩種:
　�、贌o限能力約束下的產品優(yōu)先級排序方法:先在不考慮能力約束情況下采用交付期最早優(yōu)先(Earliest Due Date，EDD)或延遲成本優(yōu)先(Apparent Tardiness Cost，ATC)規(guī)則進行優(yōu)先級排序，再依據產品優(yōu)先級進行產品組合，使各瓶頸設備能力都能得到滿足。因為產品優(yōu)先級排序時只考慮市場的需求而不考慮其自身能力的約束，所以產品組合過程中需要不斷地進行能力平衡，工作量巨大。
　�、谟邢弈芰�約束下的產品優(yōu)先級排序方法:TOCh法是典型的此種類型，它先識別瓶頸，再考慮產品的有效產出和系統(tǒng)自身能力的限制來排序產品的優(yōu)先級，最后依據產品優(yōu)先級得到滿足瓶頸能力限制的產品組合。采用了類似TOCh法的運作邏輯，只不過產品優(yōu)先級是以產品邊際貢獻、客戶重要性和交貨可靠性三因素的乘積來代替TOCh瓶頸單位時間的有效產出”指標進行排序。顯見，上述兩種策略都是先排序產品優(yōu)先級，再依據產品優(yōu)先級確定產品組合。這兩種策略均存在無法優(yōu)化產品組合的可能。這是因為:①很可能因為“虛
　　假沉頸的存在而誤導產品的優(yōu)先級。因為瓶頸的確定和產品組合過程密切相關，如果僅考慮市場需求，很可能得到“虛假”的瓶頸;②即便瓶頸辨識無誤，按已確定的產品優(yōu)先級無法保證瓶頸資源的能力恰好被充分利用，若瓶頸資源上存在空閑時間，則得到的產品組合肯定不是最優(yōu)組合。
　　(2)基于能力約束的產品組合優(yōu)化
　　MRPⅡ法先根據固定提前期進行無限能力倒排，再根據有限能力約束反復循環(huán)進行能力負荷平衡以確定產品的組合;MRPⅡ法由于其反復循環(huán)平衡，不分重點地對所有設備、所有產品的所有層次的所有計劃按照整個流程全部運行一遍，不僅計算量大，而且很可能因為數據的不精確得到產品的非優(yōu)化組合。因此，改變產品組合優(yōu)化必須依賴產品優(yōu)先級的思維定勢，探索產品組合求解的優(yōu)化策略是當前算法研究的另一個重點。
　　5 生產管理與控制優(yōu)化技術的意義
　　生產管理與控制優(yōu)化技術作為新的生產管理哲理已在國外取得了相當可觀的經濟效益，其研究、應用迅速升溫，且已推廣到不同的應用領域，如項目管理、成本控制、供應鏈等。企業(yè)界的實踐也表明了TOC生產管理技術的實用和有效:增加有效產出68%，減少庫存50%，減少提前期69%，減少制造周期66%，提高客戶滿意度60%，提高利潤80%。而國內對TOC的研究剛剛起步，且主要集中在概念的闡述和思想的介紹上，缺乏系統(tǒng)、深入的研究，和國外相比，差距甚大。

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本文標題：生產管理與控制優(yōu)化技術淺議

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