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1、Theory of Constraints (TOC),约束理论,OPT与TOC概述 OPT的生产计划与控制方法 TOC与其它职能领域的关系研究 实例分析,内容,TOC 是 Theory of Constraints 的简称，中文译为“约束理论”。美国生产及库存管理协会(APICS)又称它为约束管理(Constraint Management)。,简单来讲，TOC就是关于进行改进和如何最好地实施这些改进的一套管理理念和管理原则，可以帮助企业识别出在实现目标的过程中存在着哪些制约因素 TOC 称之为“约束”，并进一步指出如何实施必要的改进来一一消除这些约束，从而更有效地实现企业目标。,TOC 概
2、述,TOC 是用来增加产销率，实现企业文化从“成本核算型”转化为“产销增加型”的一套有机结合的工具和技术，是继MRP, JIT之后的又一项组织生产的新方法。,约束：企业实现目标的过程中的制约因素 TOC：识别约束，改进并消除约束,识别和消除“约束”管理理念和管理原则,TOC认为，任何系统至少存在着一个约束，否则它就可能有无限的产出。因此要提高一个系统的产出，必须要打破系统的约束。任何系统可以想像成由一连串的环所构成，环与环相扣，这个系统的强度就取决于其最弱的一环，而不是其最强的一环。 相同的道理，我们也可以将我们的企业或机构视为一条链条，每一个部门是这个链条其中的一环。如果我们想达成预期的目标
3、，我们必须从最弱的一环，也就是从瓶颈(或约束)的一环下手，才可得到显著的改善。 如果这个约束决定一个企业或组织达成目标的速率，我们必须从克服该约束着手，才可以更快速的步伐在短时间内显著地提高系统的产出。,“约束”管理理念的理解,TOC认为，企业的约束是多方面的，有市场、物料、能力、工作流程、资金、管理体制、员工行为等，其中，市场、物料和能力是主要的约束。 企业生产必然受到其生产过程中存在的最薄弱的环节约束的制约。因此，若某约束决定了企业实现目标的速率，则必须从克服该约束着手，才能在短时间内以更流畅的生产节奏显著地提高企业的产销率。,TOC 的“约束”,TOC的组成结构图,约束理论,日常管理工具
4、,“约束”解决流程,应用实证方案,改进什么？ 改成什么样子？ 怎样使改进得 以实现,有效沟通 双赢方案 团队协作 权力分配 。,生产 分销 营销 销售 项目管理 。,约束理论根植于OPT 原指最优生产时刻表：Optimized Production Timetables 后指最优生产技术：Optimized Production Technology OPT是Goldratt博士和其他三个以色列籍合作者创立的，他们在1979年下半年把它带到美国，成立了Creative Output公司。接下去的七年中，OPT有关软件得到发展，同时OPT管理理念和规则（如“鼓缓冲器绳子”的计划、控制系统）成熟起
5、来。 1986年Goldratt博士和他人共同创立Goldratt研究机构，演进和发展出现今TOC。 第一本有关TOC的著作于1984年出版，书名为“目标” (The Goal)。,TOC 的形成历史和发展现状,Eliyahu M. Goldratt, 以色列物理学家、企管顾问 以小说形式著目标，以逻辑的推演和系统的方法解决复杂的管理问题。英国的经济学人：最成功的一本企管小说。 出版商：物理学家写企管书没人会读？科学的方法应用到制造业？ 企业主： 这是我一直寻找的书 创立了Goldratt研究机构，办事处遍布世界许多国家。专门从事企业咨询、教育培训、著书等工作 独树一帜：为了改进生产流程，必须
6、找出流程中的瓶颈环节，然后突破这些环节，其结果是增加该环节的产出率，或者是利用其他系统来绕过这个麻烦的环节。,Goldratt 其人及Goldratt研究机构,OPT 制造业瓶颈的解决方案,面向产销率的理论与方法,TOC 管理理念与思维工具,产销率为主的指标体系,TOC的思维流程（TP）,TOC的简要形成过程,单靠一个部门是难以增加产销率的，需要其他部门合作,基于产销率的经营战略,基于产销率的经营战略：Throughput based Operating Strategy, TOS.,瓶颈 是指实际生产能力小于生产负荷（或对其的需求量）的一切资源，它是系统内部制约产销率的约束因素，是制造过程中
7、流量最小的地方,瓶颈可能是一台机床，劳动力和专用设备。 非瓶颈 是指实际生产能力大于生产负荷的一切资源。因此，非瓶颈资源不应该连续不断地工作，因为它的生产能力超过需求量。非瓶颈包含空闲时间 次瓶颈资源 是指利用率已接近实际生产能力，并且如果作业计划制定得不太好就可能成为瓶颈的资源,OPT的主要概念瓶颈和非瓶颈,瓶颈和非瓶颈(例子),某产品P的生产流程,29,瓶颈和非瓶颈(例子),瓶颈和非瓶颈理解,生产能力小于外部对其的需求量（不一定指市场需求，也可以是为了保证生产，其他资源对其的需求量）的资源。生产能力小于市场的需求的资源，按OPT的定义不一定为瓶颈。 OPT的管理思想是首先抓“重中之重“，使
8、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，这就给管理者的惰性敲了警钟。 瓶颈可能是一台机器，也可能是缺乏高技能的工人，或者是缺乏专业化工具，或外部的市场需求，或者工作安排不妥，也可能是次瓶颈资源成为瓶颈资源。,瓶颈,非瓶颈,瓶颈,非瓶颈,（a）,（b）,瓶颈,非瓶颈,瓶颈,非瓶颈,装 配 中 心,市 场,（c）,（d）,瓶颈资源和非瓶颈资源的关系,OPT生产计划与控制,TOC认为，一个企业的计划与控制的目标就是为了寻求顾客
9、需求与企业能力的最佳配合。 MRPII计划模式是建立在固定的批量、固定提前期和能力平衡的基础上。 由于面对的市场需求不断在变化，也就是说对能力的需求也是不断变化，因此要作到能力平衡是很困难的。 OPT计划模式追求物流平衡，实现物流的同步化，以求生产周期最短、在制品最少。强调要遵循的九条原则。,1. 要追求物流平衡，而不是生产能力平衡 追求生产能力的平衡是为了是企业的生产能力得到充分利用。因此在设计一个新厂时，自然会追求生产过程各环节的生产能力的平衡。 对于一个已投产的企业，特别是多品种生产的企业，如果一定要追求生产能力的平衡，那么即使企业的生产能力充分利用了，但是产品并非都能恰好符合当时市场的
10、需求，必然有一部分要积压。,OPT的九条原则, OPT则主张在企业内部追求物流的平衡。它认为生产能力的平衡实际是做不到的，因为波动是绝对的，市场每时每刻都在变化；所以必须接受市场波动这个现实，并在这种前提下追求物流平衡。所谓物流平衡就是使各个工序都与瓶颈机床同步，同时力求生产周期最短、在制品最少。 2. 非瓶颈资源的利用水平不由自身决定，而是由系统中的约束(瓶颈资源）来决定,OPT的九条原则,3. 资源的利用（utilization)与活力(activation)不是一码事 利用是应该利用的程度，活力是能够利用的程度。利用：做所需要的工作（应该做的，即“利用”）；活力：无论需要与否，最大程度可
11、做的工作（能够做的，即“活力”）。 追求非瓶颈资源利用率100，只会增加在制品库存，而整个系统的利用率并非100。 “利用“注重的是有效性，而“活力“注重的则是能行性，从平衡物流的角度出发，应允许在非关键资源上安排适当的闲置时间。,OPT的九条原则,4. 瓶颈损失1小时相当于整个系统损失1小时 瓶颈必需保持被充分“利用”，尽量增大其产出。为此，对瓶颈还应采取特别的保护措施，不使其因管理不善而中断或等工。增大瓶颈物流的方法一般有如下几种： 减少调整准备时间和频率，瓶颈上的批量应尽可能大； 实行午餐和公休连续工作制，减少状态调整所需的时间损失； 在瓶颈工序前设置质量检查站，保证投入瓶颈工序的工件1
12、00是合格品； 设置缓冲环节，使瓶颈资源不受非瓶颈资源生产率波动的影响。,OPT的九条原则,5. 非瓶颈上节约1小时无实际意义 非瓶颈资源上除了生产时间（加工时间和调整准备时间）之外，还有闲置时间。节约一个小时的生产时间，将增加一个小时的闲置时间，而并不能增加系统产销率。 但是，如果节约了一个小时的生产时间，可以减少加工批量，加大批次，以降低在制品库存和生产提前期。,OPT的九条原则,6. 瓶颈制约（控制）了系统的产销率和库存 产销率指的是单位时间内生产出来并销售出去的产品量，即通过销售活动获取利润的速率，所以，很明显它受到企业的生产能力和市场的需求量这两方面的制约，即它们受由内部瓶颈和外部瓶
13、颈所控制的。 如果市场需求就成了瓶颈，即使企业能多生产，但由于市场承受能力不足，产销率也不能增加。 由于瓶颈控制了产销率，所以企业的非瓶颈应与瓶颈同步，它们的库存水平只要能维持瓶颈上的物流连续稳定即可，过多的库存只是浪费，这样，瓶颈也就相应地控制了库存。,OPT的九条原则,7. 转运批量可以不等于 而且在大多数情况下不应该等于加工批量 现场的计划与控制的一个重要方面就是批量的确定，它影响到企业的库存和产销率。 OPT把批量分为两种不同形式，即：运输批量，是指工序间运送一批零件的数量；加工批量，指经过一次调整准备所加工的同种零件的数量，可以是一个或几个转运批量之和。在自动装配线上，转运批量为1，
14、而加工批量很大。,OPT的九条原则, OPT采用了一种独特的动态批量系统，确定加工批量的大小应考虑资源的合理应用（减少设备的调整次数）和合理的在制品库存（减少资金积压和在制品库存费用）。 确定运输批量的大小则是考虑提高生产过程的连续性、平行性，减少工序间的等待时间和减少运输工作量与运输费用。与加工批量考虑的出发点不同，所以运输批量不一定要与加工批量相等。 根据OPT的观点，为了使瓶颈上的产销率达到最大，瓶颈上的加工批量必须大。但另一方面，在制品库存不应因此增加，所以转运批量应该小，即意味着非瓶颈上的加工批量要小。这样就可以减少库存费用和加工费用。,OPT的九条原则,8. 批量不是固定的，应该随
15、时间而变化 原则8是原则7的直接应用。 在OPT中，运输批量是从在制品的角度来考虑的，而加工批量则是从资源类型的角度来考虑的。 同一种工件在瓶颈资源和非瓶颈资源上加工时可以采用不同的加工批量，在不同的工序间传送时可以采用不同的运输批量，其大小根据实际需要动态决定。,OPT的九条原则,9. 计划只能根据系统的约束来编制，提前期是作业计划的结果，而不是预置值。 MRPII制定作业计划的方法一般包括以下几个步骤：确定批量；计算生产提前期（一般预先设定）；安排优先权，据此安排作业计划；根据能力限制调整作业计划。MRPII是按预先制定的提前期，用无限能力计划法编制作业计划。但当生产提前期与实际情况出入较
16、大时，所得的作业计划就脱离实际难以付诸实施。 OPT与MRP正好相反。在OPT中，不采用固定的提前期，而是考虑计划期内的系统资源约束，用有限能力计划法，先安排瓶颈工序上加工的关键件的生产进度计划，以瓶颈工序为基准，把瓶颈工序之前、之间、之后的工序分别按拉动、工艺顺序、推动的方式排定，并进行一定优化。接下来编制非关键件的作业计划。所以，OPT中的提前期是批量、优先权和其它许多因素的函数，是编制作业计划产生的结果。,OPT的九条原则,OPT强调的是车间的现场，着眼点是车间现场的一些决策量上。并据此来实现对生产的计划与控制。使用一些重要的判定准则（评价指标的加权函数）来决定每个作业的批量、优先权数和先后顺序。这些指标涉及产品组合、交货期、库存水平和瓶颈资源的利用等。 制定计划
