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1、杜政委2012242017 约束理论研究进展及关键链研究评述一、 约束理论内涵约束理论 （TOC ） 是以色列物理学家、企业管理顾问戈德拉特博士(Dr Eliyahu M Goldratt)在他开创的优化生产技术（OPT ）基础上发展起来的管理哲理，该理论提出了在制造业经营生产活动中定义和消除制约因素的一些规范化方法，以支持连续改进。同时TOC也是对 MRP 和 JIT 在观念和方法上的发展。TOC强调从整体效益出发来考虑和处理问题，认为：企业是一个系统，其目标十分明确， 那就是在当前和今后为企业获得更多的利润，创造更多的财富。 一切妨碍企业实现整体目标的因素都是约束。对系统有重大影响的往往只
2、是少数几个约束，为数不多，但至少有一个。 约束有各种类型， 不仅有物质型的， 如市场、物料、能力、资金等，而且还有非物质型的， 如规章制度、后勤及质量保证体系、企业文化和管理体制、员工行为规范和工作态度。TOC的核心步骤是找到关键的问题( 即约束 ) 所在，然后进行分析、解决，并且通过不断地再发现、再解决来对企业进行优化。基本步骤如下图：约束理论应用步骤识别哪些是瓶颈资源（项目瓶颈出现在哪道/哪些工序上）最大限度的利用瓶颈资源使项目中非瓶颈资源的调度服从于瓶颈资源的调度尽可能提升瓶颈资源的使用能力出现新瓶颈结束否是杜政委2012242017 约束理论的一个重要概念即为瓶颈( 瓶颈资源 ) ，指
3、的是需求大于或等于实际产能的资源。瓶颈资源限制了企业的产品和质量，影响了企业运作的整体效率，是企业发展的绊脚石。 同时，瓶颈资源决定了系统的产量和半成品的库存量，也制约着非瓶颈资源的利用率。 在瓶颈资源上损失两个小时， 及意味着整个系统至少也将损失两个小时， 这是无法弥补的。 因此，企业要运用 TOC对企业进行优化就必须把瓶颈资源的利用作为一个核心内容。由于产量和库存量是由瓶颈资源决定的，因此，在瓶颈工序前应有供缓冲用的储备用料，以保证瓶颈资源满负荷运转从而保证企业的产出。二、 约束理论研究进展今年来，对约束理论的研究不仅仅局限于如何利用约束理论来优化企业生产和运作流程， 从而提高企业的整体运
4、营效率， 相当一部分学者已经开始将约束理论运用于其他方面： 1、在新领域下研究约束理论； 2、研究约束理论在高技术信息系统环境下的应用及约束理论与高新技术的融合；3、研究约束理论与其他理论的融合应用； 4、约束理论与关键链技术的研究, 其中，曹青林将约束理论运用于高校科研管理的研究中， 赵香兰等研究约束理论在住院患者跌倒风险管理中的应用，同时约束理论还被诸多学者用于进行金融、银行领域以及企业的融资和风险管理方面的研究， 同时，在约束理论与关键链技术的研究上也集中了大量的学者，这些学者们研究的主要内容为基于约束理论的关键链技术在企业项目管理，特别是项目进度管理中的应用。我认为，关键链技术在项目进
5、度管理中的应用研究具有较大的价值和实用性，因此，本文接下来将从关键链技术在项目进度管理中的应用研究展开评述。三、基于约束理论的关键链研究约束理论和关键链是近年来出现的较为先进的管理思想和应用技术，关键链法(CCM) 是在约束理论 (TOC)基础上发展起来的一种项目进度计划技术，它是由Goldratt博士于 1997年提出的，通过插入时间缓冲处理了工期的不确定性，缩短了项目周期，来解决项目进度计划问题。关键链法的基本思路是 : 在非瓶颈工序与瓶颈工序之间插入一个工序时间缓冲，非瓶颈工序在前 , 瓶颈工序在后。 这样使得非瓶颈资源服从瓶颈资源, 可以防止出于非瓶颈工序的延误导致瓶颈资源处于等待状态
6、, 造成整个项目延误。为了避免瓶颈工序本身出现延误, 还需要在项目最后一道工序后面, 添加一个项目时间缓冲，从而得到项目的最终计划完成时间，以它作为对业主的承诺工期。关键链就是由瓶颈工序组成的工序链，既考虑了工序间的技术约束条件，也考虑了资杜政委2012242017 源约束条件 , 它的长短决定了整个项目工期的长短。在关键链法出现之前， 研究约束理论， 普遍应用的是关键路径法， 那么关键链法与关键路径法到底有什么区别或者说关键链法比关键路径法优越在哪里？天津大学的赵道致教授对此加以了总结和归纳：（1)它们的计算数据基础不同。关键路径法使用的数据是保守工期D；而关键链法使用的数据最可能工期d 和
7、安全时间 。（2)关键路径通常是一次即可确定， 而关键链的确定是一个循环往复，不断寻优的过程。对于需要多种资源的复杂项目， 要确定关键链将变得非常困难。在插入时间缓冲后，还可能会出现新的瓶颈工序和瓶颈资源，导致关键链的变化，使得时间缓冲没有起到缓冲作用。 （3) 关键路径一般是确定的，而关键链有时是不确定的。采用不同的算法，可能会得到不同的关键链。（4)在形式上，关键路径上的工序有严格的紧前或者紧后链接关系，而关键链上的工序可能没有这个关系，这是因为关键链还需要考虑资源约束。由上可知， 关键链法比关键路径法考虑的因素更多、适应性更强，但同时，关键链的确定以及优化也变得更为复杂。虽然到目前为止，
8、 对关键链的确定尚未有一个统一的、通用的算法， 但关键链法的研究基本遵循以下步骤：（1） 依据工序的最可能工期d，采用传统方法制定一个进度计划基准；（2） 根据这个进度计划基准， 识别项目的瓶颈资源和瓶颈工序，从而确定项目的初始关键链；（3） 在瓶颈工序和非瓶颈工序之间插入一个工序时间缓冲（Feeding Buffer ） ，以保证瓶颈资源不出现等待状态。 需要注意的是，时间缓冲不同于虚工序。虚工序是一个技术约束性条件， 其工期一般是确定的。 而时间缓冲是由相关工序的安全时间按照某种计算法则得到的一个工期裕量。在项目执行过程中，时间缓冲的使用量是不确定的，它起到了缓冲作用， 可以把前面的工期不
9、确定性因素“消化”掉，以避免对后续工序产生影响；（4） 在项目的最后一道工序后面插入一个项目时间缓冲（Project Buffer） ，也是起缓冲作用 , 它可以把前面瓶颈工序的工期不确定性“消化”掉；（5） 插入时间缓冲后的项目进度计划有时会不可行，或者时间缓冲不可能发挥作用。因此，需要检查，如果不可行，则需要查找原因，重新调整。在插入时间缓冲后， 也可能会改变项目的关键链，也需要进一步调整。 直至满意或者不能再优化为止。在关键链的方法中， 一个重点也是难点就是时间缓冲量的确定。为了确定时间缓冲量，Goldratt提出了一个 50% 法则，但此法则后来被不少学者批判过于简单和理想化，因此也就
10、相继出现了根方差法、对数正态分布法则、排队论法，以及考虑项目网络图复杂度和资源供应紧张程度的缓冲区的密度求解法和资源紧度求解法，考虑管理者风险偏好的风险求解法等等。在缓冲区方法的确定上可谓杜政委2012242017 是仁者见仁智者见智， 但是每种确定方法的适用性和准确性却是我们不得不考虑的问题， 我认为，缓冲量的确定方法是根据项目不同的特点，综合考虑环境因素、社会因素、技术因素等诸多条件来共同确定的。针对具有不同特点的项目可以采取不同的缓冲量确定方法以达到高精度的时间缓冲。例如，对于一些风险很大的项目，项目的风险因素必然是项目进行过程中需要首先考虑的问题，因此，可以利用风险求解法确定瓶颈工序之
11、前的工序时间缓冲以及工序末尾的项目时间缓冲。准确性是在设定项目缓冲时间时必须考虑的因素，虽然设定的缓冲时间可能不会达到与实际用时的绝对精确，但必须保持在一个高准确性的程度，才会有益于项目进度的计划的优化和改善。因为，非关键链的总时差不一定能够容纳所需的缓冲时间， 这时候就会出现问题。 如果保持非关键链上的任务进度不变，那么后续的关键任务很可能因为缓冲时间被完全占用而不得不延期，这样就违背了设置缓冲时间的意义。 而如果考虑提前开始非关键链任务，又很可能和其他任务发生资源冲突，甚至会出现关键链转移的问题。目前，虽然对于约束理论和关键链技术的研究已经较为深入，但仍存在诸多的问题： （1） 约束理论中
12、对约束的提法较为笼统， 没有区分局部约束与整体约束，也没有区分实体资源与抽象资源； （2）对于关键链以及时间缓冲的确定仍没有统一的方法，且现阶段没有特别好的针对关键链转移的方法，缓冲时间的准确性急需提高； （3）在信息技术飞速发展的今天，基于约束理论的关键链技术与高新技术（信息系统等）的结合程度仍然不高，仅停留在较低的层次；（4）约束理论与其他方法论的结合应用还需不断加强。在以上总结评述的基础上， 我认为基于约束理论的关键链技术应该着重发展以下几个方面：（1）加深与信息系统的融合程度，运用信息系统来解决约束理论和关键链技术的一些重要过程， 甚至将关键链技术集成到系统中去，完全由系统来解决此类问题；（2）对于关键链缓冲时间的确定设置统一的标准。即当项目满足哪些条件可以用根方差法、 排队论法等等；（3）将关键链法确定的最短工期与企业的成本、 利润等多因素进行综合考虑(可以是加权的方式 )，从而确定企业项目进度的最佳方案；（4）加强约束理论与其他理论方法的融合，使得约束理论适用性和科学性更强。
