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1、1,约束理论TOC 在生产管理中的应用,蒋明炜,2,1,3,报告提纲,约束理论的理论基础最优生产技术,约束理论的核心内容,TOC与MRP、JIT、APS的比较,TOC在生产管理中的运用,约束理论（TOC）的概念和发展过程,3,传统管理的误区,企业中每一环节的改善都有助于系统的改善 整个系统的改善等于各环节改善之和 结果：各环节同时要求更多的资源，实现局部最优化,4,约束理论的观点,大多数环节的改善无助于整个系统的改善 系统的改善并不是各环节改善之和 系统的有效产出决定于资源链上的薄弱环节约束 结论：从全局考虑，关注并改善约束资源,想想木桶理论,5,约束理论的概念和发展过程,约束理论(Theor
2、y of constraints，TOC)是以色列物理学家高德拉特（Eliyahum Goldratt）于八十年代中期在他的最优生产技术基础上创立和发展起来的。 最优生产技术 (Optimized Production Technology , OPT) 是由一组管理理念和规则组成的理论体系，逐渐形成了一种面向增加产销率而不是传统的面向减少成本的管理理论工具，并且最终覆盖到企业管理的所有职能方面。,6,约束理论的形成过程,7,约束理论的理论基础 OPT,OTP-Optimized Production Technology OPT的一些重要概念 OPT的九条原则 OPT的计划与控制DBR系统,
3、8,OPT的一些重要概念,瓶颈与非瓶颈资源 制造资源指的是生产产品所需的全部资源，如市场、机器、物料、厂房和其它固定资产等 按照通常的思路，在设计一个企业时，总要使生产过程的各个阶段和环节的生产能力相等，即达到能力的平衡。这是一种理想状态，OPT追求物流平衡 OPT的定义:瓶颈资源，是指实际生产能力小于或等于生产负荷的资源。这一类资源限制了整个企业产出的数量，其余的资源则为非瓶颈资源,9,OPT的一些重要概念(续),OPT定义中有两点值得注意 生产能力小于市场需求的资源不一定为瓶颈 OPT的管理思想是：首先抓“重中之重”，使最严重的制约因素凸现出来，从而从技术上消除了“避重就轻”、“一刀切”等
4、管理弊病发生的可能。短期的效果是“抓大放小”，长期的效果是大问题、小问题都没忽略，而且企业整体生产水平和管理水平日益提高。 瓶颈资源是动态转移的 一个组织的瓶颈资源的数目一般小于5个,10,OPT的九条原则,OPT的基本思想具体体现在九条原则上。OPT有关生产计划与控制的算法和软件，就是按照这九条原则提出和开发的；这些原则也可以独立于软件之外，直接用于指导实际的生产管理活动。,11,OPT的九条原则,原则1:追求物流平衡而非生产能力的平衡 原则2:非瓶颈资源的利用程度不由其本身决 定，而是由系统的约束决定的 原则3:资源的“利用”和“活力”不是同义词 原则4:瓶颈上一个小时的损失则是整个系统
5、的一个小时的损失 原则5:非瓶颈资源节省的一个小时无益于增 加系统产销率,12,OPT的九条原则(续),原则6:瓶颈控制了库存和产销率 原则7:转运批量可以不等于加工批量 原则8:批量大小应是可变的，而不是固定的 原则9:编排作业计划时应考虑系统资源约， 提前期是作业计划的结果，而不是预 定值,13,企业的目标体系,14,企业的财务指标评价企业是否赚钱,净利润（Net Profit，简称NP） 投资收益率（Return on Investment，简称ROI） -资产Assets 现金流量（Cash Flow，简称CF）,15,如何评价车间的目标？,有效产出（Throughput，T） 库存（
6、Inventory，I） 营运费用（Operating Expenses，OE）,传统车间考核指标：劳动生产率，设备利用率 TOC提出：,16,作业指标与财务指标的关系,现在和将来都能赚钱,净利润(NP),投资收益率(ROI),现金流量(CF),企业目标:,财务目标:,作业目标:,有效产出(T),库存(I),营运费用(OE),制造周期,-负效应,NP=T-OE ROI=(T-OE)/I,17,成本世界 vs 有效产出的世界,成本世界里降低运营费用是第一位的，增加有效产出也很重要，但企业对市场的影响有限，库存成为灰色区域，需要一定的库存保障销售，但太多的库存影响企业目标。 有效产出世界里，增加T
7、是第一位的，最大限度降低库存次之，降低OE放在最后，因为往往会影响产能。,18,TOC的五大核心步骤,一、识别(Identify)系统约束 二、开发(Exploit)系统约束 三、其它活动服从(Subordinate)开发约束的需要 四、提高(Elevate)约束产能，使其不再是约束 五、回到(Go Back)步骤一，不要让人的惰性成为系统约束,19,第一步：识别约束,约束可能来自企业内部，也可能来自外部，优先处理内部约束 约束可能来自物料(Materials)、能力(Capacity)、市场(Market)、政策(Policy)，公司固有的制度、员工的态度、习惯 多数情况（80%）约束来自公
8、司政策,20,第二步：开发约束,使约束资源产能最大化 最大程度的利用时间 (取消午餐休息, 加班, 安排熟练工人) 加大加工批量 (节约准备时间) 力争满负荷（约束资源前设置时间或库存缓冲）! 瓶颈设备前设质量检验，减少无用功,21,阻止Murphy对生产过程的影响!,利用缓冲管理保证瓶颈的利用率,利用装配和发货缓冲保证交货的及时性.,22,第三步：服从,这是比较困难的一个步骤，因为必须调整企业政策，文化，考核指标， 非约束资源的安排服从于约束资源的需要 利用率和效率不是非约束资源的考核指标 正是这一点，使得TOC不单单是一种制造理念，而是一种管理理念或经营理念，可以应用于营销、采购、生产、财
9、务等企业经营各方面的协调,23,第三步：服从（续）,24,第四步：提高约束产能,如果经过第二、第三步后产能仍不满足，考虑增加产能，如增加设备、安排外协加工等 一般人常将第二步与第四步等同起来，但在提高之前先开发是非常重要的 一般情况下第二、三步可以满足需求，不要轻易增加投资,25,第五步：返回第一步,识别一个约束后，企业要调整一系列政策 经过一轮循环后，可能产生新的瓶颈 不要让人的惰性成为新的瓶颈,26,鼓-缓冲-绳子:(Drum-Buffer-Rope),27,TOC的思维流程(Thinking Process),TP严格按照因果逻辑，来回答以下三个 问题： 改进什么？（What to ch
10、ange?） 改成什么样子？（What to change to?） 怎样使改进得以实现？（How to cause the change?）,28,TOC与MRP、JIT运用准则比较,29,TOC与MRP、JIT运用准则比较(续),30,先进计划和排产系统（Advanced Planning and Scheduling) - 应用先进的算法、逻辑，对有限的能力、资金、资源、预测、需求管理执行优化和模拟。该技术同时考虑约束的范围、商业规则，提供实时的计划和调度、决策支持、订单和能力的承诺，对多目标进行评价。APS有5个主要部分：需求计划，生产计划，生产排产，分销计划，运输管理等。 -APIC
11、S Dictionary,TOC与APS的比较,31,APS范例,主需求计划,先进计划调度,车间作业计划,制造计划,采购管理,车间任务管理,库存管理,商业智能,销售订单管理,供应链关系,制造数据,订单承诺,MPS,MRP,目标函数 性能评价,约束条件,32,目标函数：Max Profit = Min Inventory= Max Source = Max ON Time = 约束函数： OrderA,B (A已订货，B预测） SourceS Deliver Time=T Inventory=I WIP=W,APS数学模型,33,对APS的看法,APS构造了一个理想的模型，试图在若干资源能力约束
12、的条件下，求解多目标的最优解。在现实世界中由于变量太多，要求的数据也太多，其适用性是不强的 由于算法太复杂、变量太多，因而采取基于内存的计算，需要庞大的计算机资源 大量的理论研究证明，N个零件M台机床，其作业排序的方案有（N!）m 之多，求最优解是不现实的 相比之下，约束理论采取抓住主要矛盾，抓瓶颈资源，如果按优先规则排序，寻求可行解的方法是可行的,34,TOC在生产管理中的运用,运用TOC转变生产经营观念 运用TOC改善企业生产计划的执行与控制 建立TOC的营销理念 TOC与MRP、JIT结合运用,35,OPT软件工作原理,36,对DBR具体算法的看法,TOC的原理是普遍适用的，它对MRPI
13、I/ERP是一个很好的补充。 高德拉特创造的DBR算法是一个专利，至今尚未公开。但在多品种、小批量、复杂产品制造环境下，关键件，瓶颈资源的分布是非常复杂的。要想在瓶颈资源约束条件下，求解物料需求计划是非常困难的 DBR用于主生产计划之后的屏瓶颈资源分析和车间作业计划是比较可行的,37,TOC与MRP、JIT结合运用,用MRP与TOC结合，可以考虑在企业级的生产计划中运用MRP，在主生产计划之后，进行瓶颈资源分析，找出解决瓶颈资源的方法。车间级的作业计划可由TOC中的DBR来完成 TOC与JIT结合主要应考虑在“瓶颈”前环节设置合理缓冲，以“瓶颈”工序为“看板”的指命，向前序发出生产和配送指令,38,Thank You !,
