【正文】 TOC(Theory of Constraints)　約束理論簡介　約束理論（TheoryofConstraints，簡稱TOC）是戈德拉特博士（）在他的優(yōu)化生產技術（OptimizedProductionTechnology，簡稱OPT）的基礎上發(fā)展起來的。戈德拉特最初開發(fā)的OPT軟件用了有限能力排程、車間控制和決策支持，由一家叫CreativeOutput公司經銷。由于戈德拉特把重點從經銷軟件轉移到強調管理哲理和培訓教育上，他被迫離開了這家公司。因此，當前存在早期以OPT命名的商品軟件和戈德拉特博士進一步發(fā)展的OPT哲理或TOC，不要混淆。OPT有9條基本原則，這些原則在約束理論中得應用。它們是：，不是平衡能力；，而不是由其本身能力決定的；；，而且是無法補救的；，非瓶頸資源不應滿負荷工作；；為保證瓶頸資源負荷飽滿并保證企業(yè)的產出，在瓶頸工序和總裝配線前應有供緩沖用的物料儲備。瓶頸工序前可用拉式作業(yè)，其后可用推式作業(yè)。；，而不是固定不變的；加工批量應當是一個變數(shù)；。提前期只是排進度的結果。TOC是在OPT的基礎上發(fā)展起來的，它是一種在能力管理和現(xiàn)場作業(yè)管理方面的哲理，把重點放在瓶頸工序上，保證瓶頸工序不發(fā)生停工待料．提高瓶頸工作中心的利用率，從而得到最大的有效產出。根據(jù)不同的產品結構類型、工藝流程和物料流動的總體請況，設定管理的控制點。約束是多方面的，有市場、物料、能力、工作流程、資金、管理體制，員工行為等，其中，市場、物料和能力是主要的約束。根據(jù)市場的約束制訂物料的初步生產規(guī)劃，同步地用能力約束修訂，生成主生產計劃（MPS）；MRP／CRP也同步運行。TOC把MPS比喻為“鼓”，根據(jù)瓶頸資源的可用能力確定物流量，作為約束全局的“鼓點”，控制在制品庫存量；所有瓶頸和總裝工序前要有緩沖，保證起制約作用的瓶頸資源得以充分利用，以實現(xiàn)企業(yè)最大的產出；所有需要控制的工作中心如同用一根傳遞信息的繩子牽住的隊伍，按同一節(jié)拍（保持一定間隔，按同一一步伐行進）。也就是在保持均衡的在制品庫存，保持均衡的物料流動條件下進行生產。戈德拉特稱之為“鼓點一緩沖儲備一繩”方法（drum－buffer－ropeapproach，簡稱DBR法）。TOC的理論還應用于航空公司、醫(yī)院和其它非制造業(yè)領域。約束理論的理論核心之四九條管理原則TOC的基本思想在九條管理原則上得到了具體體現(xiàn)，這九條原則是實施TOC的基石。與TOC相關的生產計劃與控制的算法和軟件，也是按照這九條原則提出和開發(fā)的。此外，這些原則也可以獨立于軟件之外，直接用于指導實際的生產管理活動。下文將逐條分析這九條原則。原則l追求物流的平衡，而不是生產能力的平衡。追求生產能力的平衡是為了使企業(yè)的生產能力得到充分利用。因此在設計一個新廠時，自然會追求生產過程各環(huán)節(jié)的生產能力的平衡。但是對于一個已投產的企業(yè)，特別是多品種生產的企業(yè)，如果一定要追求生產能力的平衡，那么即使企業(yè)的生產能力充分利用了，但是產品并非都能恰好符合當時市場的需求，必然有一部分要積壓。TOC則主張在企業(yè)內部追求物流的平衡。所謂物流平衡就是使各個工序都與瓶頸機床同步，以求生產周期最短、在制品最少。它認為生產能力的平衡實際是做不到的。因為波動是絕對的，市場每時每刻都在變化；生產能力的穩(wěn)定只是相對的。所以必須接受市場波動這個現(xiàn)實，并在這種前提下追求物流平衡。原則2 “非約束”的利用程度不由其本身決定，而是由系統(tǒng)的“約束”決定的。圖1 約束資源與非約束資源的關系約束資源制約著系統(tǒng)的產出能力，而非約束資源的充分利用不僅不能提高有效產出，而且會使庫存和運行費增加。從圖1所示的約束資源與非約束資源的四種基本關系中，我們可以看出，關系（a）、（b）、（c）中非約束資源的利用程度是由約束資源來決定的。如：o 關系（a）：非約束資源為后續(xù)工序，只能加工由約束資源傳送過來的工件，其使用率自然受約束資源的制約； o 關系（b），雖然非瓶頸資源為前道工序，能夠充分地使用，使用程度可以達到100％，但整個系統(tǒng)的產出是由后續(xù)工序，即約束資源決定的，非約束資源的充分使用只會造成在制品的連續(xù)增加，并不改變產出； o 關系（c），由于非約束資源與約束資源的后續(xù)工序為裝配，此時非約束資源也能充分地使用，但受裝配配套性的限制，由非約束資源加工出來的工件其中能夠進行裝配的，必然受到約束資源產出的制約，多余部分也只能增加在制品庫存； o 關系（d）：非約束資源的使用程度雖不受約束資源的制約，但顯然應由市場的需求來決定。 從以上分析，容易看出，非約束資源的使用率一般不應該達到100％。原則3資源的“利用”（Utilization）和“活力”（Activation）不是同義詞?！袄谩笔侵纲Y源應該利用的程度，“活力”是指資源能夠利用的程度。按傳統(tǒng)的觀點，一般是將資源能夠利用的能力加以充分利用，所以“利用”和“活力”是同義的。按TOC的觀點，兩者有著重要的區(qū)別：因為做所需要的工作（應該做的，即“利用”）與無論需要與否，最大程度可做的工作（能夠做的，即“活力”）之間是明顯不同的。所以對系統(tǒng)中“非約束”的安排使用，應基于系統(tǒng)的“約束”。例如，一個非約束資源能夠達到100％的利用率，但其后續(xù)資源如果只能承受其60％的產出，則其另外40％的產出，將變成在制品庫存，此時從非約束資源本身考察，其利用率很好，但從整個系統(tǒng)的觀點來看，它只有60％的有效性。所以“利用”注重的是有效性，而“活力”注重的則是能行性，從平衡物流的角度出發(fā)，應允許在非關鍵資源上安排適當?shù)拈e置時間。原則4“約束”上一個小時的損失則是整個系統(tǒng)的一個小時的損失。一般來說，生產時間包括調整準備時間和加工時間。但在約束資源與非約束資源上的調整準備時間的意義是不同的。因為約束資源控制了有效產出，在約束資源上中斷一個小時，是沒有附加的生產能力來補充的。而如果在約束資源上節(jié)省一個小時的調整準備時間，則將能增加一個小時的加工時間，相應地，整個系統(tǒng)增加了一個小時的產出。所以，約束資源必需保持100％的“利用”，盡量增大其產出。為此，對約束資源還應采取特別的保護措施，不使其因管理不善而中斷或等工。增大約束資源物流的方法可以有如下幾種：①減少調整準備時間和頻率，約束資源上的批量應盡可能大；②實行午餐和工修連續(xù)工作制，減少狀態(tài)調整所需的時間損失；③在約束資源前設置質量檢查站，保證投入約束資源的工件100％是合格品；④設置緩沖環(huán)節(jié)，使約束資源不受非約束資源生產率波動的影響。原則5“非約束”節(jié)省的一個小時無益于增加系統(tǒng)有效產出。因為非瓶頸資源上除了生產時間（加工時間和調整準備時間）之外，還有閑置時間。節(jié)約一個小時的生產時間，將增加一個小時的閑置時間，而并不能增加系統(tǒng)有效產出。當然，如果節(jié)約了一個小時的生產時間，可以減少加工批量，加大批次，以降低在制品庫存和生產提前期。但這些結果能在多大程度上有益于系統(tǒng)追求的根本目標，依然牢牢受制于約束資源。原則6“約束”控制了庫存和有效產出。因為，有效產出指的是單位時間內生產出來并銷售出去的產品所創(chuàng)造的利潤額，所以，很明顯它受到企業(yè)的生產能力和市場的需求量這兩方面的制約，即它們受由資源約束和市場約束瓶頸所控制的。如果“約束”存在于企業(yè)內部，表明企業(yè)的生產能力不足，相應的有效產出也受到限制；而如果當企業(yè)所有的資源都能維持高于市場需求的能力，那么，則市場需求就成了“約束”。這時，即使企業(yè)能多生產，但由于市場承受能力不足，有效產出也不能增加。同時，由于“約束”控制了有效產出，所以企業(yè)的“非約束”應與“約束”同步，它們的庫存水平只要能維持“約束”上的物流連續(xù)穩(wěn)定即可，過多的庫存只是浪費，這樣，“約束”也就相應地控制了庫存。以上六條原則都是涉及資源的。原則7運輸批量可以不等于（在許多時候應該不等于）加工批量。車間現(xiàn)場的計劃與控制的一個重要方面就是批量的確定，它影響到企業(yè)的庫存和有效產出。TOC所采用的是一種獨特的動態(tài)批量系統(tǒng)，它把在制品庫存分為兩種不同的批量形式，即：①運輸批量，是指工序間運送一批零件的數(shù)量；②加工批量，指經過一次調整準備所加工的同種零件的數(shù)量，可以是一個或幾個轉運批量之和。在自動裝配線上，轉運批量為1，而加工批量很大。確定加工批量的大小應考慮：? 資源的合理應用（減少設備的調整次數(shù)）； 合理的在制品庫存（減少資金積壓和在制品庫存費用）。確定運輸批量的大小則是考慮：? 提高生產過程的連續(xù)性、平行性， 減少工序間的等待時間和減少運輸工作量與運輸費用。兩者考慮的出發(fā)點不同，所以運輸批量不一定要與加工批量相等。根據(jù)TOC的觀點，為了使有效產出達到最大，約束資源上的加工批量必須大。但另一方面，在制品庫存不應因此增加，所以轉運批量應該小，即意味著非約束資源上的加工批量要小，這樣就可以減少庫存費用和加工費用。原則8批量大小應是可變的，而不是固定的。原則8是原則7的直接應用。在TOC中，運輸批量是從在制品的角度來考慮的，而加工批量則是從資源類型的角度來考慮的。同一種工件在約束資源和非約束資源上加工時可以采用不同的加工批量，在不同的工序間傳送時可以采用不同的運輸批量，其大小根據(jù)實際需要動態(tài)決定。以上兩條是涉及物流的。原則9編排作業(yè)計劃時考慮系統(tǒng)資源約束，提前期是作業(yè)計劃的結果，而不是預定值。MRP II制定作業(yè)計劃的方法一般包括以下幾個步驟：①確定批量；②計算提前期；③安排優(yōu)先權，據(jù)此安排作業(yè)計劃；④根據(jù)能力限制調整作業(yè)計劃，再重復前三個步驟?？梢奙RP II是按預先制定的提前期，用無限能力計劃法編制作業(yè)計劃。但當生產提前期與實際情況出入較大時，所得的作業(yè)計劃就脫離實際難以付諸實施，MRP II也因此招致了許多有關“期”的批評。在這點上，TOC與MRP正好相反，即不采用固定的提前期，而是考慮計劃期內的系統(tǒng)資源約束，用有限能力計劃法，先安排約束資源上加工的關鍵件的生產進度計劃，以約束資源為基準，把約束資源之前、之間、之后的工序分別按拉動、工藝順序、推動的方式排定，并進行一定優(yōu)化，接下來編制非關鍵件的作業(yè)計劃。所以，TOC中的提前期是批量、優(yōu)先權和其它許多因素的函數(shù)，是編制作業(yè)計劃產生的結果。約束理論的管理技術之二――TOC五大核心步驟上文已經談到了“約束”的判別，但這只是完成了第一步，為了切實地實現(xiàn)系統(tǒng)改進，TOC提出了識別并解決“約束”的五大核心步驟，即：第一步，找出（Identify）系統(tǒng)中存在哪些約束。企業(yè)要增加有效產出的話，一般會在以下方面想辦法：o 原料（Materials）：即增加生產過程的原材料投入；o 能力（Capacity）：如果由于某種生產資源的不足而導致市場需求無法滿足，就要考慮增加這種資源；o 市場（Market）：如果由于市場需求不足而導致市場能力過剩，就要考慮開拓市場需求；o 政策（Policy）：找出企業(yè)內部和外部約束有效產出的各種政策規(guī)定。第二步，最大限度利用（Exploit）瓶頸，即提高瓶頸利用率。此時要給出解決第一步中所提出的種種問題的具體辦法，從而實現(xiàn)有效產出的增加。例如，若某種原材料是約束，就要設法確保原材料的及時供應和充分利用；若市場需求是約束，就要給出進一步擴大市場需求的具體辦法；若某種內部市場資源是約束，就意味著要采取一系列措施來保證這個環(huán)節(jié)始終高效率生產。當我們要突破某臺瓶頸設備利用率不高這個約束時，要采取的行動包括：。多用于單件小批生產類型。即在瓶頸設備緊前工序的完工時間與瓶頸設備的開工時間之間設置一段緩沖時間，以保障瓶頸設備的開工時間不受前面工序生產率波動和發(fā)生故