缓冲设置论文范文（精选4篇）
缓冲设置论文 第1篇
因此我们可以看出,研究设置一个合理的缓冲时间取值,有助于编制一个具有较大弹性,能够有效避免外界干扰的列车运行图,这样才能满足当代铁路高速度、高密度、高正点率的列车运行需求。
1 列车缓冲时间
列车运行图里的列车缓冲时间主要体现在两个方面:分别体现为列车在运行线中和运行线之间的两种列车缓冲时间。本文研究的主要内容是其中的第二点。
一般情况下列车在区段内运行的晚点主要有源晚点和后效晚点这两种情况。其中源晚点指的是在出现运行干扰的条件下而导致的列车晚点。它主要包括有:铁路设备故障、人工作业干扰以及一些自然灾害。而后效晚点指的是因为前行列车发生源晚点而导致之后的列车受到影响产生晚点的情况。基本原则就是将源晚点假定为一个随机事件,是不可预测且不可控的。而后效晚点是由源晚点传递给后续运行列车产生的。由此可以通过在列车运行图中设置合理的缓冲时间等方法来削弱或消除后效晚点。合理的设置缓冲时间是评判运营能力以及是否合理的利用运行图的一个重要指标。
由于车站周边的瓶颈原因,发生后效晚点的主要位置一般都是在能力利用率高的线路上。因此,本文所要研究的内容为:在车站周围,尤其是列车进出站时,能通过某些合理的方法分析研究设置出合理的列车缓冲时间来降低或消除后效晚点时间的后效性。关于怎么合理的设置缓冲时间,本文会通过某固定列车产生源晚点并对后续列车造成的后效晚点总和时间作为关键的目标函数,分析后效晚点总时间和列车缓冲时间的关系式。研究通过将列车进出站的时候是否改变列车的运行次序作为分类依据,将目标问题分成进站和出站两类情况对如何设置合理的列车缓冲时间进行研究。
2 进站条件下的列车缓冲时间
2.1 假设条件:
1)假设列车运行图为平行运行图且为相对密集排列(即列车之间有比较大的间隔时,不产生晚点传播),且列车之间最小间隔时间I和缓冲时间T相等。
2)列车在运行区段不发生次序的改变,就是假定前行列车运行在区段内发生源晚点,后续列车必须按照次序依次前进。
3)列车晚点指标包括后效晚点和源晚点两者之和,用T来表示。
4)仅仅是某列车自身产生源晚点,后面的车均不会发生源晚点,后续列车产生的晚点均来自于某前行初始列车产生的源晚点。
2.2 晚点分析
列车进站后效晚点,如图1所示。假设源晚点时间是t1,对后方晚点列车造成后效晚点的时间为tcwi,其中i表示第i次列车,i=1,2,3,…,n。晚点传播情况见图1。
从图1分析可知:
因而总的后效晚点时间化简可得
式中:n指的是受源晚点影响而产生后效晚点的最后一列列车车次。
由于0<tcwn=t1-ntr≤tr可得n都是正整数。
另外,列车也可能会比既定时间更快到达目的地,当然这种情况很少发生且发生了也对列车的运行毫无影响。 所以,我们可以认为这与t1∈[0,tr]时的结果一致,假定t1是一个服从负指数分布的随机变量且为源晚点列车的晚点时分,假设概率密度是
式中:t为源晚点列车的时分;β为车站晚点参数,正参数,在同一车站假设其是正常数;P (t|β )为区间系数β固定情况下晚点时分t的密度概率公式。
通过理论数据可得,系数β的值随晚点列车的数目减少而增大。 所以,根据列车发生的概率密度,可知列车源晚点tyw在区间[a,b]的概率为
进一步求得总晚点时分期望值
式中:,在对式(5)的求解时,可以将晚点的列车时分以tr为标准进行分段,即:[0,tr],[tr,2tr], [3tr,4tr],…,[(n-1)tr,ntr],此时,则后续列车的总晚点时分tcwz就是0,t1-tr,2t1-3tr,…,,则根据这个式子算出并采取分部积分最终可得
当n→∞时,
由式(7)可看出,区间运行的列车后效晚点时间只与车站晚点系数β有关。假定tr=0时表示不设置运行图缓冲时间,此外如果列车数量在tcwz=(n-1)t1时则呈发散状态且列车晚点车数最多。下面设定缓冲时间tr从1min开始取值。
3 出站条件下的列车缓冲时间
3.1 假设条件
1)假设列车运行图为平行运行图且为相对密集排列(即列车之间有比较大的间隔时,不产生晚点传播),且列车之间最小间隔时间I和缓冲时间T相等。
2)前方列车在车站内发生源晚点后,假如后方列车比前方列车出发时间更早,可以改变发车次序早于前方列车发车。
3)以列车源晚点、后效晚点总时间tcwz作为衡量列车运行图的指标。
4)仅是某列车自身产生源晚点,后面的车均不会发生源晚点,后续列车产生的晚点均来自于某前行初始列车产生的源晚点。
3.2 晚点分析
车站后效晚点传播如图2所示,设第一列车源晚点的时间为t′1,对后续列车形成的后效晚点时间为t′cwi。i表示第i次列车,i=1,2,3,…,n。
由图2可知,因为可以调换列车出发顺序,求解总晚点时分t′cwz时,必须进行分段讨论,将列车源发晚点时分进行合理分段,并计算如表1所示。
表1中,n是受到前方列车产生源晚点导致的最后一列后效晚点列车。由于前文设定的出站时的源晚点时间t′1,沿用与进站情况下同样的函数
对于tr≤t′1≤I+tr来说,则有
类似与前文研究的列车后效晚点时间的公式,同样在[tr,I+tr]这一区段来切分求解列车在源晚点时分t′1函数下的后效晚点时间总期望值,最终化简可得
式中:,并且m为整数,则通过类推可得其他时段的后效晚点总时间期望值为
式中:,并且m为整数,j=1,2,3,…。
另外,在式(12)中,,并且m为整数,j=1,2,3,…。
因此后效晚点的总时间在源晚点时间t1∈ [0,∞)的期望值是
式(13)中可以知道列车在站内时的后效晚点时间的大小只与两个因素有关:列车最小间隔时间I、车站晚点系数β。
4 进出站综合分析
通过对列车分类进行的晚点时间的探讨,接下来我们将采取更深一步地探索,研究后效晚点时分与缓冲时间的变化关系曲线,设定当缓冲时间增加一个单位(如0.1min)情况下引发的后效晚点时间的相对变化值,通过多次计算确定变化值的拐点,确定缓冲时间的最优取值。这种办法的意义在于当缓冲时间增加时到某一程度时,盲目增加缓冲时间并不会直接让后效晚点时间减少,相反还会造成不必要的缓冲时间的浪费。这种做法不符合当今合理运用列车运行图的倡议做法。
1)进站情况。当β在不同取值的时候,后效晚点时间的总期望值t珋cwz在进站的情况下随着缓冲时间tr值的改变而改变的关系曲线,如图3所示。
通过对上面的总结,本文认为合理的缓冲时间的取值是当β值不同的时候,相应的后效晚点时间小于1min的相对值。表2为进站情况下列车取不同β所对应的临界缓冲时间取值,当晚点系数β值变大时,缓冲时间tr的值就会随之变小。
2)出站情况。在确定了最小列车间隔时间I的条件下,通过改变β的取值,在出站的情况下缓冲时间与后效晚点总时间的关系图如图4所示。
以同样缓冲时间求解的做法研究合理缓冲时间区间,接下来我们要探究的是后效晚点时间小于0.5min的相对减小缓冲时间值,如表3所示。
然后将晚点参数β的值的大小保持不变,研究不同间隔时间的缓冲时间取值是否有差别,如表4所示。
从表3可知,在最小列车间隔时间I值固定不变的情况下,缓冲时间的取值不会一直改变,当β到达某个范围以后将不发生改变。而从表4来看,在晚点参数β值固定不变的情况下,最小间隔缓冲时间会和临界缓冲时间tr一起发生改变,具体表现为临界缓冲时间tr越大,间隔时间也越大。
5 结论
通过本文研究可知,为计算出比较合理的缓冲时间,必须结合出站、进站两种情况,将结果进行综合分析,取其中较大的值作为最终合理缓冲时间取值。这样才能确保在任何情况下都能使列车安全通过。
比如:假定某列车从车站A出发驶向车站B,A站车站晚点系数β=0.20,B站的车站晚点系数β=0.25(两者各自对应不同的晚点系数),列车间隔时间I=4min,那么,A站出站的缓冲时间合理取值为1.75 min,而B站进站的缓冲时间合理取值为2.25min,想要保证所有状况下列车均能正常运行,这里取较大的值作为最终的合理缓冲时间取值,因此我们将最终缓冲时间确定为2.25min。
本文通过列车源晚点划分为进、出站两种情况分别讨论,得到以下几点结论:
1)如果在最小列车间隔时间I与晚点参数β值固定的情况下,得到的缓冲时间—后效晚点时间的函数曲线非常类似于负指数分布函数曲线图形。
2)假如列车于进站时发生源晚点,缓冲时间只与晚点参数β相关且当晚点参数β增大的时候缓冲时间随之减小。
3)假如列车于出站时发生源晚点,后效晚点时间和两个因素有关:列车间隔时间I、晚点参数β。倘若列车间隔时间I的值固定不变,增大晚点参数β的值,会让缓冲时间的合理值不断地减小。倘若晚点参数β的值固定不变,增大间隔时间I的值,会让缓冲时间的合理值不断地增大。
摘要：以定量为基础,以如何在铁路列车运行图中设置合理的缓冲时间为目标,首先通过准确定义、合理分类缓冲时间,然后再以后效晚点时间总和作为目标函数,研究不同情况下,当前行列车产生源晚点时,对后行列车造成后效晚点下的总时间与缓冲时间的关系式变化趋势。通过寻找临界点分析相应的取值范围,得出最终的合理缓冲时间取值。通过设置合理的缓冲时间能使列车运行图的利用率得到有效提升,减少晚点列车。
关键词：列车运行图,高速铁路,缓冲时间,动态性能,后效晚点
参考文献
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缓冲设置论文 第2篇
随着国民经济的不断发展, 各种基础设施建设不断增加, 如西气东输工程、京沪高铁建设、青藏电网工程等, 这些基础设施事关国计民生, 如何通过有效的项目进度管理来缩短工期、优化资源配置、降低成本以及创造更多的社会价值, 已经成为世界各国学者普遍关注的问题。
1997年, Goldratt将约束理论 (TOC) 引入到传统的CPM/PERT中, 提出了关键链管理方法 (CCPM) , 引起学术界普遍关注及广泛应用[1,2]。CCPM有效地服务于社会各项工程建设, 解决了传统项目进度管理中存在的缺陷。
CCPM的核心思想是在关键链中插入缓冲, 通过缓冲来吸收项目管理中的各种不确定因素, 避免项目延期, 同时可以有效地缩短项目工期, 降低各项成本, 并通过对缓冲的管理来控制和调节项目的执行情况[3]。目前, 虽然关于关键链缓冲区大小设置的方法很多, 但是仍然没有形成统一的方法。本文就缓冲区大小的设置提出了基于灰色关联分析的新方法, 考虑相关因素对工期的影响, 并且在Matlab应用下使该方法具有可行性与简易性, 实现理论与操作的统一。
2 缓冲
2.1 缓冲的产生及其分类
工程项目中由于技术复杂、建设周期长等原因, 常常存在众多不确定性因素[4], 往往造成工期延期、资源浪费、成本过高, 加之“学生综合症”与“帕金森定律”等因素的影响, 使得大量安全时间与资源被不必要浪费, 但是, 如果没有这部分安全时间, 则置信水平较低, 容易造成工期过紧, 因此, 要尽可能地压缩安全时间, 并将缩短的工期汇入到缓冲区, 以免各种不确定因素出现对项目整体造成影响。
关键链技术中包括三个缓冲: (1) 项目缓冲 (Project Buffer, PB) , 设置在最后一道工序上来吸收关键链的安全时间; (2) 汇入缓冲 (Feeling Buffer, FB) , 非关键链汇入关键链时可能会延误工期, 因此在汇入口处设置汇入缓冲来吸收非关键工序的安全时间; (3) 资源缓冲 (Resource Buffer, RB) , 两道工序消耗不同的资源, 在其之间插入资源缓冲区, 其中资源缓冲是为了避免两道工序的不同资源交换对工期造成影响, 只是一种预警机制, 并不消耗时间。因此, 项目缓冲和汇入缓冲才是关键链缓冲大小设置的核心。
2.2 缓冲大小设置的方法
2.2.1 缓冲大小设置的主要方法
缓冲大小设置将直接影响工程项目进度管理。现存缓冲设置的方法主要有剪切粘贴法与根方差法[5]。这两种方法虽然简单易行, 但误差与人为因素影响较大, 没有考虑不同工序之间的差异, 笼统地将所有工期予以量化, 缺乏一定的合理性, 适用范围有限, 因此, 寻求科学合理的缓冲设置方法已成为关键链技术研究的核心。
2.2.2 现有研究成果
各国学者在关键链缓冲区大小设置上已经取得了一定的成果, 如:Oya I.Tukel分别考虑工序的资源约束、工期约束以及关键链的长度因素以及与工序所在子网络中紧前工序和总工序的数量, 给出了缓冲的换算系数[6];Luong Duc Long通过模糊关键链方法处理资源约束与不确定条件下的项目进度问题, 并提出计算模糊数来确定缓冲[7];蔡晨等使用两点估计来代替计划评审技术中的三点估计, 并通过工序的弹性系数K计算缓冲[8];别黎在综合考虑鼓资源紧张度、鼓网络复杂度和鼓活动间隙度三个因素的基础上计算缓冲大小[9]。杨立熙考虑关键链中工序数、工序持续时间不确定程度和开工柔性程度三个因素计算缓冲[10];林晶晶深入分析影响工期的不确定性因素, 使用TOPSIS法对各工序予以量化, 确定缓冲的大小。
关键链技术作为一种新的项目进度管理的方法, 其关键点与创新就是缓冲的设置, 而现有的研究方法还有很多需要简化与改进的地方, 需要继续加以研究。本文总结已有研究成果的优缺点之后, 提出了用灰色关联分析确定缓冲大小的新方法。
3 灰色关联分析
灰色关联分析 (Grey Relational Analysis, GAR) 是在1982年由我国学者邓聚龙教授提出, 基本原理就是在众多样本中确定一个理想样本, 通过计算各个样本与理想样本之间的关联度, 用关联度的大小结合权重对方案进行综合评分[12,13]。该方法已经广泛应用于现代评价问题, 能够有效地解决实际问题。
3.1 项目工期拖延的主要因素
影响项目按时完成的因素来自于各种主客观环境, 处理不当就会对工期造成重大的影响。本文虽然以不确定性因素作为主要影响因素并进行重点分析, 但其他因素也是不可忽视的。
(1) 不确定性因素。不确定性是影响项目工期最主要的因素。由于工序的位置、技术复杂程度等因素的影响, 项目管理者在考虑这些影响因素的前提下, 根据项目的实际情况加之自己的主观判断制定项目各工序的工期, 势必不能真实反映项目各工序的完成工期。
(2) 资源的限制。一项工程项目所拥有的资源 (包括资金、人力资源、原材料等) 是有限的, 并且一个环境中不同的工序可能共享一种或多种资源, 因此, 在工程项目中往往出现不同工序争夺同种资源的现象。如果关键路径上的工序与其他工序发生资源上的冲突, 在保证紧前工序完成的情况下就会造成总工期的延期。
(3) 工序工期延迟的传递。工程项目的各个工序都是前后相辅相成、前后连贯的, 当一个工序发生延期时, 势必会对紧后工序的工期造成影响, 恶性循环就造成整个项目工序的延期。
(4) 项目执行者的因素。项目管理者将项目工期制定后, 项目的实际执行者由于自身的惰性, 往往延迟工序的开始时间;同时, 在工序执行过程中, 也放慢了工序的速度, 造成整体工期的延长。
3.2 构建指标体系
指标的选取是进行评价的首要工作, 选择的指标将直接影响最终的评价结果。本文中影响工期大小的因素将作为灰色关联分析选取的指标, 使用定性与定量相结合的方式, 可以设定以下指标, 但不限于以下指标:
(1) 资源紧张程度。关键链技术区分于传统PERT/CPM网络的关键就在于充分考虑了资源的约束条件, 并且制约项目工期的关键因素也是资源。由于资源的短缺, 往往使得出现工程停工、人员闲置现象, 不利于项目的发展。设N1=资源紧张程度, 有:
其中:n表示工序i需要的资源种类;R (k) 表示工序i需要的第k种资源的数量;RM (k) 表示第k种资源在同一时期的供应总量。
(2) 工序的位置。距离开始工序越远, 不确定性因素越多。管理者为了确保工程的完成质量, 一般在制定工期时是在90%完工概率的条件下制定的, 因此包含了过多的安全时间。设N2=工序位置, 用公式予以量化:
其中:L表示工序i通过的所有路径中最长路径的工序数;m表示工序i在最长路径中所处位置。
(3) 技术复杂程度。项目在施工时会发生很多技术上的不确定性, 而且项目制定者可能不具备相关技术知识, 工序越复杂, 技术不确定性越大, 所需的安全时间越多。设N3=技术复杂程度, 采用专家打分法的方法予以量化。
(4) 风险偏好。风险偏好一般分为三种:风险爱好型, 风险中立型, 风险规避型。管理者对风险的不同态度对项目工期的影响很大。风险承受能力越弱, 所需要的安全时间也就越多;相反, 工期中所包含的安全时间就越少。采用1、3、5赋值法量化风险偏好, 设N4=风险偏好。
3.3 GAR模型
将影响项目工期的因素用GAR模型进行分析, 通过资源紧张程度、工序的位置、技术复杂程度、风险偏好来确定其对工期的影响程度, 以此为依据确定安全时间系数、计算安全时间, 同时为项目管理者在进度管理中提供对策意见。
步骤1:构造决策矩阵。设有m个评价工序、n个评价指标, 构成m×n的决策矩阵, 记为。
步骤2:确定最优样本序列。选出每个指标的最优值作为理想值, 构成理想样本序列, 记为:。
步骤3:确定新的决策矩阵。将最优样本序列放在步骤1中构造的决策矩阵的第一行, 形成新的 (m+1) ×n阶矩阵。
步骤4:无量纲化。为了使指标具有可比性, 必须消除他们之间的量纲, 形成新的规范化矩阵:Y={yij} (m+1) ×n。
步骤5:确定关联系数εij。通过关联系数的计算, 可以得到每个被评价对象与最优样本之间的关联系数:
其中:ρ为分辨系数, ρ∈[0, 1], 一般取值为ρ=0.5。
步骤6:确定指标权重。已有大量文献对指标权重进行了研究, 本文避免主观因素的影响, 采取熵权法确定指标权重。首先, 计算指标值的熵值然后, 计算第j项指标的差异系数gij=1-hj;最后, 得到指标权重
通过权重的计算, 可以看出哪些因素是制约项目进度的关键, 从而制定详尽的工作计划。
步骤7:计算工序的安全时间系数αi。通过灰色关联分析方法, 最终得到的综合评分反映了被评价工序与最优样本之间的接近程度Ei, 被评价工序与最优样本的接近度越大, 则说明工序工期的安全时间δi越小。基于灰色关联分析, 将安全时间系数αi表示为:
安全时间系数的大小反映了实际工作工序中所包含的安全时间的多少, 通过计算安全时间, 项目管理者重点调整安全时间系数大的工序, 可以有效地缩短工期。
步骤8:计算缓冲。分别将关键链和非关键链上工序的安全时间聚集, 就得到了PB和FB。
4 应用
假设某项目完成需要9项工序, 每道工序所需工期、资源、紧前工序如表1所示。其中, 该项目所需资源为R1、R2, 每种资源的可用数量最大为5, 同时使用Matlab进行计算[14]。
计算方法简单易行, 具体计算过程如下:
第一步:得到关键路径为A→C→E→G→I, 总工期T=68。
第二步:可以看到工序E、F在资源R2的使用上出现冲突, 按一定的优先原则进行重新分配后得到新的关键路径, 此条关键路径就是关键链:A→C→E→F→H→J;非关键路径有两条, 分别为B→D、G, 则PB为关键链构成的缓冲, FB为非关键链B→D的缓冲, FB为非关键链构成的缓冲。
第三步:用灰色关联分析计算缓冲。
(1) 使用定性与定量相结合的方法构造决策矩阵, 如表2所示。
(2) 根据上述步骤2至步骤5得:
(3) 权重为 (0.2363, 0.3025, 0.2474, 0.2137) 。可以看出, 工序的位置N2是制约本工程的最关键因素, 其次是技术复杂程度N3, 因此, 本工程的负责人应对位置靠后和技术复杂的工序给予更多的关注, 以避免对总工期的影响。
(4) 根据上述公式分别求出关联系数、安全时间系数、安全时间、工期, 如表3所示。
(5) 确定PB与FB, 可以得到:
(6) 加入缓冲的关键链如图1所示。
5 总结
本文使用灰度关联分析方法确定了缓冲的大小, 将所有工序进行综合评价, 确定不同工序影响因素对工期的影响, 而且使用了科学的方法将定性数据
予以量化, 通过安全时间系数确定各个工序的安全时间, 在Matlab的应用下使得计算简单快捷, 并通过实例证明了此方法的可行性, 为关键链技术作出一定的贡献。
在灰色关联分析的过程中, 要确定各个指标权重, 通过权重的计算, 管理者可以清楚地知道哪些因素是制约项目进度的关键, 制定工作时加大强化, 有益于企业的长远发展;而且通过计算安全时间系数的大小, 在实际工作中对安全时间序数大的工序加以监督, 确保工期, 以免延误工序。关键链技术作为项目进度管理中的重要组成部分, 还有很多需要研究的地方, 通过不断的研究与突破, 定会为项目管理提供新的方法, 为实际工作服务。
摘要：传统的CPM和PERT加入关键链思想并插入缓冲, 可以有效解决“学生综合症”、“帕金森定律”等问题, 确保项目按时完成, 但目前学术界对于关键链缓冲设置还没有形成统一的方法。在综合相关因素的条件下, 提出用灰色关联分析法确定缓冲的新方法, 并通过实例加以证明。此方法既可以有效消项目中各工序的安全时间, 又可以为项目管理者提供对策意见, 为关键链缓冲的设定提出了新的思路。
缓冲设置论文 第3篇
在全球经济一体化的推动下,分工和合作越来越重要,跨国经营导致交易的复杂程度及相关产品或服务的运动信息进一步加深,供应链的发展成了一种必然的趋势。它将各种资源有效地进行整合,以提高效率和效益,并提升企业的竞争力。
1 当前供应链管理中的“水坝效应”[1]
供应链,是由一系列的单元(组织、机构、企业等,如供应商、制造商、运输商、分销商、客户和最终消费者等)所组成的一个网络,该网络成功地将原材料转变为中间在制品,最后转变为最终产品并交货给客户和最终消费者。
日本的丰田在降低库存这方面做得可谓是一枝独秀,但是从供应链总体而言,丰田为了达到零库存而把他的库存转嫁给了诸多的上游供应商,因而供应链的总体库存并不一定会消减,只是构成比例发生了转变。下游的低库存以上游的高库存为代价,这称之为“水坝效应”。
由此产生了一个悖论:生产商,尤其是采用贴牌(OEM)生产的生产商,其下游企业(通常是名牌企业)为了保证和巩固市场占有率及领先性,其产品品种的变更尤为迅速,通常戴尔与惠普的产线可以保持在一年左右,而NEC等则只有三个月,OEM的生产商接收各类贴牌生产任务,为了提高自己的竞争能力,必须保持快速的响应能力和低成本,因此,库存势必转嫁给其上游的供应商,一方面供应商为保证对下游生产商的原材料供应,必须要保持一个较高的库存;相反,为了保证对生产商根据市场变化而提出的,针对原材料的变化性需求,原材料供应商又必须保持自身库存维持在一个较低水平。
所以,供应链的管理必须从一个宏观的角度去观察整个的流通通路,首要任务便是识别整条供应链的瓶颈并充分加以利用,解决整条供应链的稳定性和响应速度的问题。
2 瓶颈的识别
供应链上的瓶颈分为链上企业间的瓶颈以及企业内部的生产瓶颈。首先分析供应链上哪家企业是瓶颈企业,在此基础上,从瓶颈企业内部寻找其瓶颈环节。引发瓶颈的因素复杂和繁多,在本文中,我们仅从资源的利用率以及产出的废品率来识别瓶颈。
ηi=pi×(1-vi)
式中,pi——资源i的利用率,vi——资源i产生的废品率,ηi——在连续工序中ηi值最大的为瓶颈ηi≤1。
2.1 供应链上的瓶颈。
主要分析整条链上各个企业,以确定瓶颈企业,从以下几种简单的供应链模式出发,以较为简单的例子进行分析。
2.1.1 一对一的二节点供应链模式。
如图 1, 企业B作为供应商向A供货,形成一个一对一的二节点供应链,从瓶颈资源到订单之间的流程是相当重要的,任何废品的产生都会对A造成直接的利润损失。这就产生了一个这样的状况,公司A的企业内部并没有瓶颈,并且产品在经过瓶颈之后并没有直接进入A,而A的最终利润却受B防止废品产生的努力和实效程度的影响。
2.1.2 顺序结构的三节点供应链模式。
如图2所示的三节点供应链模式中,其原始利用率与废品率如表1所示,比较各公司的ηi值。
ηA=75%×(1-20%)=60%,ηB=100%×(1-10%)=90%,ηC=75%×(1-30%)=52.5%,从η值分析,B公司显然是一个瓶颈,在供应链模式下,我们可能更关心瓶颈前资源一旦发生波动对于瓶颈所产生的影响以及合适的抵制机制。当A的能力利用率比较低的时候,因为其生产能力上升空间比较大,所产出的废品仅仅是原材料的浪费,并不产生附加的成本(在这里我们假设操作费用是固定的)。但如果A本身也面临着极高的利用率时(参照表2),一旦A资源发生较高的返修率或废品率,必然导致瓶颈B受到A波动的影响,造成生产的脱节。在这种情况下,一味地提高A,B资源之间的缓冲虽然可以减轻瓶颈受波动的影响,却会增加成本以及减弱供应链的反应速度,比较理想的做法是增加瓶颈的紧前资源的供给能力。对于瓶颈的下游资源来说,其生产的波动不会对瓶颈产生直接影响,但是任何废品的产出都将间接造成瓶颈资源的浪费,所以也应尽量降低下游资源产出的废品率,保证整个供应链产出的稳定性。
2.1.3 二对一的三节点供应链模式。
我们构造了一个二对一的三节点供应链模型,其中B、C同时对A进行供应,企业内部资源的利用率与废品率如表3。通常企业采用的是在每两个资源或企业之间设立缓冲,如图3。比较各工序的值ηi,ηB4=100%×95%=95%,是各工序的ηi值中最大的,并且只有B公司的4号工序的资源利用率达到100%,因此它是整个系统的瓶颈资源(CCR)。
2.2 企业内部的生产瓶颈。
供应链上瓶颈确定以后,对于产生瓶颈的企业需要在企业内部确定其生产瓶颈。
现行生产企业中,以订单方式进行生产的为数众多,对于生产过程中的瓶颈资源的确定,一般是根据订单将产品进行分解,然后对每道工序上的能力和负荷进行比较,负荷最高、最不能满足需求的即为瓶颈工序;或者通过观察生产过程每道工序前在制品堆积量的大小来确定。具体的确定方法主要有以下几种:
(1) 依据产品生产的类型(V型、A型、T型)来辨识瓶颈资源[3]。
对于V型企业,审查各工序前的在制品以确认瓶颈资源;对于A型企业,检查延迟物料单,找到经常延迟的物料单后,将其加工工序进行比较,由此确认瓶颈资源;对于T型企业,与A型企业相类似,由于有多种类型的产成品,通过考察延迟订单与非延迟订单的生产工艺程序并进行比较,即可确认。
(2) 利用线性规划理论。
文献[3]中利用线性规划方法,对一个小型生产系统进行模拟分析,计算出给定时期内系统中各资源的任务量,与它们的能力进行比较后得出短缺资源和非短缺资源,分别对应于约束理论中的约束资源和非约束资源。
(3) 根据TOC理论,建立一下数学模型:
当 Ci=min｛ MRi,min｛∀Cj,j∈S｝｝ S=｛j/j≠i∧ƎR (Xi,Xj)｝时,资源Xi为瓶颈,式中:Xi——系统中的资源,i=1,2,…,n;Ci——资源Xi的实际产出能力,i=1,2,…,n;R——资源之间互为输入和输出的关联关系;S——与资源Xi相关联的资源的标号组成集合。
图 1 (其利用率与废品率如表 1) 所示的例子。分析B公司,包括工序3、4和5,可单独看作是单个企业内部的运作,工序3和工序5的资源利用率均为75%,并且各有20%以及30%的废品率,工序4的资源利用率为100%,并且有10%的废品率,毫无疑问,在该生产过程中工序4是企业内部的一个瓶颈。根据TOC的9大原则中“瓶颈上一个小时的损失是整个系统一个小时的损失”,我们可以知道,应该在瓶颈资源前设立质量检查站,保证投入瓶须资源为100%的合格品,因为一旦废品进人了瓶颈将无疑浪费瓶颈的生产能力,从而导致产销率下降。
3 缓冲的设置
在供应链管理中,因为经常牵涉到企业间的物流配送,因此在整条供应链中会出现一定数量的缓冲。缓冲的设置是为了抵消系统中的错误,它决定了产品从最初工序开始的整个提前期,等同于操作时间、准备时间以及保护时间量的加总。一般来说,缓冲又分为“时间缓冲”和“库存缓冲”,库存缓冲就是保险在制品;时间缓冲是将所需的物料比计划提前一段时间提交,以防止随机变动,它以瓶颈上加工时间长度为计量单位。
缓冲常常需要在以下位置设置[4]: (1) 为了保证面向客户的及时运输,需设立发货缓冲; (2) 为了充分利用瓶颈处的资源,需设计瓶颈缓冲; (3) 在一个同时由一个瓶颈资源和一个非瓶颈资源同时供应的装配处,为了让瓶颈资源不发生等待状态,需设立装配缓冲。
3.1 库存缓冲设置。
缓冲位置设置得不合理将起不到稳定系统的作用,而太多的缓冲又会降低供应链的响应速度,因此如何合理地设计缓冲在供应链中也显得尤为重要。但是我们知道缓冲管理必须从企业资源的利用率出发,通过识别瓶颈在合适的位置建立缓冲。
依据DBR理论,只有在瓶颈资源、企业间物流的中转区以及瓶颈资源和非瓶颈资源的装配区才有设立缓冲的必要,针对上述的一半缓冲设置图3,我们改进缓冲设置,如图4所示。
3.2 时间缓冲设置。
时间缓冲从供应链角度来说,取决于提前期的确定。提前期的设置是MRP系统、SAP系统中的关键技术,它直接影响生产计划的准备性、可靠性和实用性。为合理设置提前期,可以有以下两个措施: (1) 在SAP系统中增加提前期设置模块,建立数学模型,以模糊提前期取代固定提前期,提高生产提前期的柔性。 (2) 在SAP系统的核心部分物料需求计划中引入能力负荷计划,编制切实可行的生产作业计划与确定模糊提前期同时进行[3]。
对于提前期设置不准确的问题可在供应链基础上通过与供应商有效地协商和审核确定最终的提前期,并改变SAP系统所键入的提前期,从而使得根据系统所下载的数据的有效性和实用性价值更高。对于产品的变更、库存的调整、销售计划的修订、生产能力的变化能够做到快速响应,可以大幅度地降低供应链内的库存量,从而使得供应链内的综合效益得到有效的提升。对于提前期设置为固定提前期的改进,可在考虑产能的基础上,设置柔性提前期。
4 结束语
通过瓶颈的识别来合理的设置缓冲,由此达到减少瓶颈带来的经济损失,提高供应链的稳定性和响应速度,我们采用的是事后控制的做法,这类方法在实施过程中容易陷入效益背反的矛盾中。比如以供应商瓶颈节点为例,紧急地增加供应商固然是有益的,但却带有“急来抱佛脚”的浓厚色彩,这对方法应用成功性提出挑战,同时还有一个难以把握的问题:即投入的度和寻找新伙伴数量的度。
摘要：任何系统中都存在制约其发展的约束因素,供应链中的瓶颈问题则严重影响其系统的整体产出价值,文章从供应链管理中存在的“水坝效应”出发,针对几种简单的供应链模式,从资源的利用率以及废品率角度对供应链管理中存在的瓶颈进行了识别,并运用DBR的思维方法,提出了相应的缓冲设置。
关键词：供应链,瓶颈,缓冲
参考文献
[1]唐卫峻,范宏达,孙阿楠.TOC在供应链管理中的应用[J].工业工程,2003(7):12-15.
[2]赵先德,谢金星.现代供应链管理的几个基本观念[J].南开管理评论,1999(1):62-66.
[3]叶涛锋,韩文民.“按订单”生产方式下瓶颈资源的确定[J].工业工程与管理,2003(6):38-41.
缓冲设置论文 第4篇
一、企业科研中的项目时间延误
在企业研发部门, 频繁存在任务或项目在实施过程中连环变动, 导致项目频繁超期。纠其原因, 现代企业本身多项目环境下受到资源约束制约产生不确定性因素较多, 而科研项目本身属探索型项目, 未知因素更多。在科研项目的实施过程中的项目超期主要基于以下几个原因:
1. 探索性学科项目人员本身经验不足;
2. 在项目开始时, 整个组织未能建立综合的特殊情况处理机制;
3. 存在资源约束的多项目并行, 系统中的某个约束资源的改变会直接导致多米诺骨牌效应, 使相关联任务或项目无一避免受牵连。
在日常的科研项目进行中, 即使在项目初期很妥当的将资源进行了分配, 当多个项目同时实施时, 某一个约束资源的变动也会引起系统内其他项目的连环变动。在连续任务的情况中, 某一个任务的延迟可能部份或完全转嫁给下一个任务。一般情况下, 延误不会被平均分摊, 而是会造成逾期的累积。在多项目中, 一个项目的延迟也会完全转移到有共享资源的后续项目上, 使整个项目系统延期。这一点在资源约束环境下无法避免。
在企业科研开发项目中, 研发人员的脑力劳动及专家们的智慧和经验成为项目最有价值的部份。人力资源是贡献份额最高的资源, 同时也是最灵活、弹性较大的资源。科研项目具有技术密集、复杂, 人力资源复用要求高及需要技术积累等特点, 人力资源在多项目之间的实施和配置成为科研项目有效进行的重要保障。项目人力资源管理的差异决定项目进程的差异。人力资源无可争议的成为了关键资源。而这个关键资源往往就为科研项目的瓶颈资源。如果不能保持人力资源的有效配置和活力运作, 项目有可能陷入停滞或被完全遏制。
在科研项目中, 资源中的关键就是那些人力资源中的精英, 即专家人才。他们工作能力强, 知识面广, 项目中的一些关键技术环节都需要他们的参与, 复用率非常高。因而一个专家人才有可能同时参加几个任务或项目的工作。对某些专家人才来说, 可能存在超负荷工作。对于单个项目来说其任务完成会受制于某个或某些专家人才;对于整个组织中的项目来说, 由于存在对专家人才的资源约束和依赖关系.
二、项目缓冲的设置
利用关键链项目管理理论[2]的项目的缓冲时间的设置可以在一定程度上缓解这种现象。关键链项目管理法是在项目的执行过程中, 把每个任务节省下来的安全时间综合利用起来, 通过设置项目缓冲、接驳缓冲和资源缓冲来降低风险, 以保障项目的顺利进行。对于关键链的界定, 就是在项目体系中, 不考虑不确定因素的影响, 会存在一些对项目的工期最终制约的工序, 这些工序既考虑了工序间的紧前以及紧后关系, 也考虑了资源方面的约束, 这些工序集合所形成的一个步骤链即称之为关键链。关键链是制约整个项目工期的一个关键性的工作序列, 被得以首要重视。
具体的做法是这样的, 首先将项目缓冲插入到已知的关键链的最后一项任务之后, 吸收关键链上任务的延误, 以保护项目总工期。接驳缓冲的位置放在关键链和非关键链的汇合处, 用来吸收非关键链上任务的延误, 保护关键链不受非关键链的影响。另外, 当某种资源投入关键链程序, 而它前面的关键链任务在使用另外一种资源时, 就需要插入资源缓冲。资源缓冲是为保证资源在需要时就可获得而设置的缓冲。缓冲的引入正是为了吸收项目中的不确定性, 保护关键链。以保护整个项目的时间。以专家K为关键资源的加入缓冲的关键链示意图可参见图2-1:
在上图我们可以看到, 最中心的一条线路, 即原计划中最长的一条路径, 也就是关键线路。专家K作为完成项目的一个环节, 在其他四条非关键链上都存在, 实际过程中会发现由于项目变动性产生的K资源争夺, 使关键路线不断跳动。所以, 以专家K为中心建立关键链, 通过对关键链的关注来管理项目进度。其缓冲的设置是在K资源前放置接驳缓冲, 作为第一道防线来保护非关键线路, 进而保护关键线路。在项目的结尾放置项目缓冲, 以作为第二道防线保护整个工期。在图上没有体现资源缓冲, 实际上在人力资源为约束因素, 尤其是这种具有稀缺性, 独特性人力资源的系统中, 缓冲资源的供给很难在短时间内适合的配备。当然, 如果企业实际具有这种可替代性可补充性的人力资源, 也可以有关键链上作为资源缓冲使用。
三、结束语
综上论述可见, 企业研发项目中, 以人力资源为主的约束资源常常成为项目完工时间上的瓶颈, 即约束资源;利用时间缓冲的设置可以在一定程度上缓解约束资源的影响, 进而保证科研项目工期。
摘要：本文着重分析了企业科研项目中存在的多项目并存、人力资源为主的资源约束导致的项目连环混乱、项目超期等实际问题;分析了企业研发项目中的人力资源约束;用关键链项目管理思想的时间缓冲设置来吸收延误, 一定程度上保证项目时间。
关键词：多项目管理,关键链,资源约束,时间缓冲
参考文献
[1]吕虹云, 李楠楠.多项目管理中的人力资源配置问题研究[J].经济研究导刊, 2011 (01) :130-132