【正文】 TOC(Theory of Constraints)　約束理論簡(jiǎn)介　約束理論（TheoryofConstraints，簡(jiǎn)稱TOC）是戈德拉特博士（）在他的優(yōu)化生產(chǎn)技術(shù)（OptimizedProductionTechnology，簡(jiǎn)稱OPT）的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)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(jīng)銷。由于戈德拉特把重點(diǎn)從經(jīng)銷軟件轉(zhuǎn)移到強(qiáng)調(diào)管理哲理和培訓(xùn)教育上，他被迫離開了這家公司。因此，當(dāng)前存在早期以O(shè)PT命名的商品軟件和戈德拉特博士進(jìn)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(yīng)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(wú)法補(bǔ)救的；，非瓶頸資源不應(yīng)滿負(fù)荷工作；；為保證瓶頸資源負(fù)荷飽滿并保證企業(yè)的產(chǎn)出，在瓶頸工序和總裝配線前應(yīng)有供緩沖用的物料儲(chǔ)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(yīng)當(dāng)是一個(gè)變數(shù)；。提前期只是排進(jìn)度的結(jié)果。TOC是在OPT的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，它是一種在能力管理和現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)管理方面的哲理，把重點(diǎn)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(chǎn)出。根據(jù)不同的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)類型、工藝流程和物料流動(dòng)的總體請(qǐng)況，設(shè)定管理的控制點(diǎn)。約束是多方面的，有市場(chǎng)、物料、能力、工作流程、資金、管理體制，員工行為等，其中，市場(chǎng)、物料和能力是主要的約束。根據(jù)市場(chǎng)的約束制訂物料的初步生產(chǎn)規(guī)劃，同步地用能力約束修訂，生成主生產(chǎn)計(jì)劃（MPS）；MRP／CRP也同步運(yùn)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(diǎn)”，控制在制品庫(kù)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(shí)現(xiàn)企業(yè)最大的產(chǎn)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(duì)伍，按同一節(jié)拍（保持一定間隔，按同一一步伐行進(jìn)）。也就是在保持均衡的在制品庫(kù)存，保持均衡的物料流動(dòng)條件下進(jìn)行生產(chǎn)。戈德拉特稱之為“鼓點(diǎn)一緩沖儲(chǔ)備一繩”方法（drum－buffer－ropeapproach，簡(jiǎn)稱DBR法）。TOC的理論還應(yīng)用于航空公司、醫(yī)院和其它非制造業(yè)領(lǐng)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(shí)施TOC的基石。與TOC相關(guān)的生產(chǎn)計(jì)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(dú)立于軟件之外，直接用于指導(dǎo)實(shí)際的生產(chǎn)管理活動(dòng)。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(chǎn)能力的平衡。追求生產(chǎn)能力的平衡是為了使企業(yè)的生產(chǎn)能力得到充分利用。因此在設(shè)計(jì)一個(gè)新廠時(shí)，自然會(huì)追求生產(chǎn)過(guò)程各環(huán)節(jié)的生產(chǎn)能力的平衡。但是對(duì)于一個(gè)已投產(chǎn)的企業(yè)，特別是多品種生產(chǎn)的企業(yè)，如果一定要追求生產(chǎn)能力的平衡，那么即使企業(yè)的生產(chǎn)能力充分利用了，但是產(chǎn)品并非都能恰好符合當(dāng)時(shí)市場(chǎng)的需求，必然有一部分要積壓。TOC則主張?jiān)谄髽I(yè)內(nèi)部追求物流的平衡。所謂物流平衡就是使各個(gè)工序都與瓶頸機(jī)床同步，以求生產(chǎn)周期最短、在制品最少。它認(rèn)為生產(chǎn)能力的平衡實(shí)際是做不到的。因?yàn)椴▌?dòng)是絕對(duì)的，市場(chǎng)每時(shí)每刻都在變化；生產(chǎn)能力的穩(wěn)定只是相對(duì)的。所以必須接受市場(chǎng)波動(dòng)這個(gè)現(xiàn)實(shí)，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(guān)系約束資源制約著系統(tǒng)的產(chǎn)出能力，而非約束資源的充分利用不僅不能提高有效產(chǎn)出，而且會(huì)使庫(kù)存和運(yùn)行費(fèi)增加。從圖1所示的約束資源與非約束資源的四種基本關(guān)系中，我們可以看出，關(guān)系（a）、（b）、（c）中非約束資源的利用程度是由約束資源來(lái)決定的。如：o 關(guān)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(guò)來(lái)的工件，其使用率自然受約束資源的制約； o 關(guān)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(dá)到100％，但整個(gè)系統(tǒng)的產(chǎn)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(huì)造成在制品的連續(xù)增加，并不改變產(chǎn)出； o 關(guān)系（c），由于非約束資源與約束資源的后續(xù)工序?yàn)檠b配，此時(shí)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(lái)的工件其中能夠進(jìn)行裝配的，必然受到約束資源產(chǎn)出的制約，多余部分也只能增加在制品庫(kù)存； o 關(guān)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(yīng)由市場(chǎng)的需求來(lái)決定。 從以上分析，容易看出，非約束資源的使用率一般不應(yīng)該達(dá)到100％。原則3資源的“利用”（Utilization）和“活力”（Activation）不是同義詞。“利用”是指資源應(yīng)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(diǎn)，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(diǎn)，兩者有著重要的區(qū)別：因?yàn)樽鏊枰墓ぷ鳎☉?yīng)該做的，即“利用”）與無(wú)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(duì)系統(tǒng)中“非約束”的安排使用，應(yīng)基于系統(tǒng)的“約束”。例如，一個(gè)非約束資源能夠達(dá)到100％的利用率，但其后續(xù)資源如果只能承受其60％的產(chǎn)出，則其另外40％的產(chǎn)出，將變成在制品庫(kù)存，此時(shí)從非約束資源本身考察，其利用率很好，但從整個(gè)系統(tǒng)的觀點(diǎn)來(lái)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(yīng)允許在非關(guān)鍵資源上安排適當(dāng)?shù)拈e置時(shí)間。原則4“約束”上一個(gè)小時(shí)的損失則是整個(gè)系統(tǒng)的一個(gè)小時(shí)的損失。一般來(lái)說(shuō)，生產(chǎn)時(shí)間包括調(diào)整準(zhǔn)備時(shí)間和加工時(shí)間。但在約束資源與非約束資源上的調(diào)整準(zhǔn)備時(shí)間的意義是不同的。因?yàn)榧s束資源控制了有效產(chǎn)出，在約束資源上中斷一個(gè)小時(shí)，是沒(méi)有附加的生產(chǎn)能力來(lái)補(bǔ)充的。而如果在約束資源上節(jié)省一個(gè)小時(shí)的調(diào)整準(zhǔn)備時(shí)間，則將能增加一個(gè)小時(shí)的加工時(shí)間，相應(yīng)地，整個(gè)系統(tǒng)增加了一個(gè)小時(shí)的產(chǎn)出。所以，約束資源必需保持100％的“利用”，盡量增大其產(chǎn)出。為此，對(duì)約束資源還應(yīng)采取特別的保護(hù)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(diào)整準(zhǔn)備時(shí)間和頻率，約束資源上的批量應(yīng)盡可能大；②實(shí)行午餐和工修連續(xù)工作制，減少狀態(tài)調(diào)整所需的時(shí)間損失；③在約束資源前設(shè)置質(zhì)量檢查站，保證投入約束資源的工件100％是合格品；④設(shè)置緩沖環(huán)節(jié)，使約束資源不受非約束資源生產(chǎn)率波動(dòng)的影響。原則5“非約束”節(jié)省的一個(gè)小時(shí)無(wú)益于增加系統(tǒng)有效產(chǎn)出。因?yàn)榉瞧款i資源上除了生產(chǎn)時(shí)間（加工時(shí)間和調(diào)整準(zhǔn)備時(shí)間）之外，還有閑置時(shí)間。節(jié)約一個(gè)小時(shí)的生產(chǎn)時(shí)間，將增加一個(gè)小時(shí)的閑置時(shí)間，而并不能增加系統(tǒng)有效產(chǎn)出。當(dāng)然，如果節(jié)約了一個(gè)小時(shí)的生產(chǎn)時(shí)間，可以減少加工批量，加大批次，以降低在制品庫(kù)存和生產(chǎn)提前期。但這些結(jié)果能在多大程度上有益于系統(tǒng)追求的根本目標(biāo)，依然牢牢受制于約束資源。原則6“約束”控制了庫(kù)存和有效產(chǎn)出。因?yàn)椋行Мa(chǎn)出指的是單位時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)出來(lái)并銷售出去的產(chǎn)品所創(chuàng)造的利潤(rùn)額，所以，很明顯它受到企業(yè)的生產(chǎn)能力和市場(chǎng)的需求量這兩方面的制約，即它們受由資源約束和市場(chǎng)約束瓶頸所控制的。如果“約束”存在于企業(yè)內(nèi)部，表明企業(yè)的生產(chǎn)能力不足，相應(yīng)的有效產(chǎn)出也受到限制；而如果當(dāng)企業(yè)所有的資源都能維持高于市場(chǎng)需求的能力，那么，則市場(chǎng)需求就成了“約束”。這時(shí)，即使企業(yè)能多生產(chǎn)，但由于市場(chǎng)承受能力不足，有效產(chǎn)出也不能增加。同時(shí)，由于“約束”控制了有效產(chǎn)出，所以企業(yè)的“非約束”應(yīng)與“約束”同步，它們的庫(kù)存水平只要能維持“約束”上的物流連續(xù)穩(wěn)定即可，過(guò)多的庫(kù)存只是浪費(fèi)，這樣，“約束”也就相應(yīng)地控制了庫(kù)存。以上六條原則都是涉及資源的。原則7運(yùn)輸批量可以不等于（在許多時(shí)候應(yīng)該不等于）加工批量。車間現(xiàn)場(chǎng)的計(jì)劃與控制的一個(gè)重要方面就是批量的確定，它影響到企業(yè)的庫(kù)存和有效產(chǎn)出。TOC所采用的是一種獨(dú)特的動(dòng)態(tài)批量系統(tǒng)，它把在制品庫(kù)存分為兩種不同的批量形式，即：①運(yùn)輸批量，是指工序間運(yùn)送一批零件的數(shù)量；②加工批量，指經(jīng)過(guò)一次調(diào)整準(zhǔn)備所加工的同種零件的數(shù)量，可以是一個(gè)或幾個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)批量之和。在自動(dòng)裝配線上，轉(zhuǎn)運(yùn)批量為1，而加工批量很大。確定加工批量的大小應(yīng)考慮：? 資源的合理應(yīng)用（減少設(shè)備的調(diào)整次數(shù)）； 合理的在制品庫(kù)存（減少資金積壓和在制品庫(kù)存費(fèi)用）。確定運(yùn)輸批量的大小則是考慮：? 提高生產(chǎn)過(guò)程的連續(xù)性、平行性， 減少工序間的等待時(shí)間和減少運(yùn)輸工作量與運(yùn)輸費(fèi)用。兩者考慮的出發(fā)點(diǎn)不同，所以運(yùn)輸批量不一定要與加工批量相等。根據(jù)TOC的觀點(diǎn)，為了使有效產(chǎn)出達(dá)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(kù)存不應(yīng)因此增加，所以轉(zhuǎn)運(yùn)批量應(yīng)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(kù)存費(fèi)用和加工費(fèi)用。原則8批量大小應(yīng)是可變的，而不是固定的。原則8是原則7的直接應(yīng)用。在TOC中，運(yùn)輸批量是從在制品的角度來(lái)考慮的，而加工批量則是從資源類型的角度來(lái)考慮的。同一種工件在約束資源和非約束資源上加工時(shí)可以采用不同的加工批量，在不同的工序間傳送時(shí)可以采用不同的運(yùn)輸批量，其大小根據(jù)實(shí)際需要?jiǎng)討B(tài)決定。以上兩條是涉及物流的。原則9編排作業(yè)計(jì)劃時(shí)考慮系統(tǒng)資源約束，提前期是作業(yè)計(jì)劃的結(jié)果，而不是預(yù)定值。MRP II制定作業(yè)計(jì)劃的方法一般包括以下幾個(gè)步驟：①確定批量；②計(jì)算提前期；③安排優(yōu)先權(quán)，據(jù)此安排作業(yè)計(jì)劃；④根據(jù)能力限制調(diào)整作業(yè)計(jì)劃，再重復(fù)前三個(gè)步驟。可見(jiàn)MRP II是按預(yù)先制定的提前期，用無(wú)限能力計(jì)劃法編制作業(yè)計(jì)劃。但當(dāng)生產(chǎn)提前期與實(shí)際情況出入較大時(shí)，所得的作業(yè)計(jì)劃就脫離實(shí)際難以付諸實(shí)施，MRP II也因此招致了許多有關(guān)“期”的批評(píng)。在這點(diǎn)上，TOC與MRP正好相反，即不采用固定的提前期，而是考慮計(jì)劃期內(nèi)的系統(tǒng)資源約束，用有限能力計(jì)劃法，先安排約束資源上加工的關(guān)鍵件的生產(chǎn)進(jìn)度計(jì)劃，以約束資源為基準(zhǔn)，把約束資源之前、之間、之后的工序分別按拉動(dòng)、工藝順序、推動(dòng)的方式排定，并進(jìn)行一定優(yōu)化，接下來(lái)編制非關(guān)鍵件的作業(yè)計(jì)劃。所以，TOC中的提前期是批量、優(yōu)先權(quán)和其它許多因素的函數(shù)，是編制作業(yè)計(jì)劃產(chǎn)生的結(jié)果。約束理論的管理技術(shù)之二――TOC五大核心步驟上文已經(jīng)談到了“約束”的判別，但這只是完成了第一步，為了切實(shí)地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)改進(jìn)，TOC提出了識(shí)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(chǎn)出的話，一般會(huì)在以下方面想辦法：o 原料（Materials）：即增加生產(chǎn)過(guò)程的原材料投入；o 能力（Capacity）：如果由于某種生產(chǎn)資源的不足而導(dǎo)致市場(chǎng)需求無(wú)法滿足，就要考慮增加這種資源；o 市場(chǎng)（Market）：如果由于市場(chǎng)需求不足而導(dǎo)致市場(chǎng)能力過(guò)剩，就要考慮開拓市場(chǎng)需求；o 政策（Policy）：找出企業(yè)內(nèi)部和外部約束有效產(chǎn)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(shí)要給出解決第一步中所提出的種種問(wèn)題的具體辦法，從而實(shí)現(xiàn)有效產(chǎn)出的增加。例如，若某種原材料是約束，就要設(shè)法確保原材料的及時(shí)供應(yīng)和充分利用；若市場(chǎng)需求是約束，就要給出進(jìn)一步擴(kuò)大市場(chǎng)需求的具體辦法；若某種內(nèi)部市場(chǎng)資源是約束，就意味著要采取一系列措施來(lái)保證這個(gè)環(huán)節(jié)始終高效率生產(chǎn)。當(dāng)我們要突破某臺(tái)瓶頸設(shè)備利用率不高這個(gè)約束時(shí)，要采取的行動(dòng)包括：。多用于單件小批生產(chǎn)類型。即在瓶頸設(shè)備緊前工序的完工時(shí)間與瓶頸設(shè)備的開工時(shí)間之間設(shè)置一段緩沖時(shí)間，以保障瓶頸設(shè)備的開工時(shí)間不受前面工序生產(chǎn)率波動(dòng)和發(fā)生故