TOC理论教程(1)

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1、word第一篇 TOC概述1. TOC 释义TOC是英文Theory of Constraint的首字母缩写，中文译作约束理论。简单来讲，TOC就是关于进展改良和如何最好地实施这些改良的一套管理理念和管理原如此，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良来一一消除这些约束，从而更有效地实现企业目标。此过程如图11所示。图11TOC是关于识别和消除约束的管理理念和管理原如此TOC由三局部组成，结构如图12所示：图12TOC的组成结构图一套解决约束的流程。用来逻辑地、系统地回答以下为任何企业改良过程所必然提出的三个问题：改良什么？What

2、tochange?、改成什么样子？Whattochangeto?以与怎样使改良得以实现？Howtocausethechange?一套日常管理工具。可用来大大提高管理效能，例如：如何有效沟通、如何双赢地解决冲突、如何团队协作、如何进展权利分配等。这些日常管理的顺利开展，是成功解决约束的必备条件和根底性工作。鉴于这方面的内容在其他管理理论中也多有涉与，本文如此不再过多展开论述，而把重点放在TOC理论不同于其他理论的方面。把TOC应用到具体领域的具有创新性的实证方案。这些领域涉与生产、分销、营销和销售、项目管理和企业方向的设定等等。约束理论根植于OPT原指最优生产时刻表：OptimizedProdu

3、ction Timetables,后指最优生产技术：Optimized ProductionTechnology。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CreativeOutput公司。接下去的七年中，OPT有关软件得到开展，同时OPT管理理念和规如此如鼓缓冲器绳子的计划、控制系统成熟起来。CreativeOutput公司的开展几起几落，后关闭。OPT的软件所有权转让给一家名为SchedulingTechnologyGroup的英国公司。1986年后半年，Goldratt博士和RobertE.Fox共同创立Goldratt研究机构

4、，经过十年开展演进出我们今天所知的TOC。 TOC首先是作为一种制造管理理念出现。TheGoal、TheRace这两本最初介绍TOC的书引起了读者的广泛兴趣和实施这套理念的热情。TOC最初被人们理解为对制造业进展管理、解决瓶颈问题的方法，后来几经改良，开展出以产销率、库存、运行费为根底的指标体系，逐渐形成为一种面向增加产销率而不是传统的面向减少本钱的管理理论和工具，并最终覆盖到企业管理的所有职能方面注：产销率指单位时间内企业获取的利润额，是TOC对企业目标实现程度的关键度量标准，下文有更进一步介绍。1991年，当更多的人开始知道和了解TOC的时候，TOC又开展出用来逻辑化、系统化解决问题的思维

5、过程ThinkingProcess,即TP。所以，今天的TOC，就象当年的OPT在管理理念和软件两个方面共同开展一样，它既是面向产销率的管理理念，又是一系列的思维工具。TOC的简要形成过程如图13所示。图13TOC的简要形成过程很少有其他管理技术的开展历程象TOC这样几经变化和周折。今天，在OPT软件首次发布18年以后，TOC的作用似乎刚进入为人广泛承受的起始阶段。APICS对TOC的有效性和重要性给予了肯定，并于三年前成立了一个专门研究小组SpecialInterestGroup,简称SIG，每年召开年会。TOC的市场竞争也开始出现，Goldratt研究机构已经不是TOC的产销率理论和TP方

6、法的唯一开发者和供给者。有几家软件公司声称已开发出应用TOC鼓缓冲器绳子Drum-Buffer-Rope方法的软件系统。最近，Maxager公司开发出一套基于约束的本钱核算系统，并为一些用户开发了从关键的车间现场获得数据以提高产销率的数据采集系统。 应该注意的是，企业的制造部门单靠自己是无法大规模增加产销率的。这需要营销、产品设计和财务等其他的部门的共同配合，使整个企业成为一个系统整体。因此就需要高层管理人员不断开展和实施一套为整个企业所承受的基于产销率的经营战略ThroughputbasedOperatingStrategy,简称TOS，如图14所示。图14基于产销率的经营战略TOS当然，T

7、OC不可能垄断了所有可以增加产销率的方法，但应该承认，TOC是用来增加产销率、实现企业文化从本钱核算型转变为产销率增加型的一套有机结合的工具和技术。这方面的新思路、新想法，不管是不是冠以TOC的名称，都已经和正在被企业的经营实践所证明。戈德拉特是以色列物理学家与企管顾问，他与科克斯合著目标，大胆借助小说的手法，说明如何以近乎常识的逻辑推演，解决复杂的管理问题，反映了一位科学家对管理问题的种种思考。戈德拉特原本设计了一套昂贵的软件来帮助企业提高经营绩效，为了说明软件的功能，他写了目标这本书，来解释他独创的约束理论TOC，TheoryofConstraints，但起初根本得不到出版商青睐。他们质疑

8、：“由物理学家写的企管小说？把科学方法应用在制造业上？没有人会读这样的一本书。戈德拉特并不气馁，利用各种机会自己推广此书。不久信件就如雪片般飞来，一位制造业主管在信中写道：“这正是我一直在寻找的书，我规定所有员工在读完这本书以后，才准休假。这本书让我们公司脱胎换骨！戈德拉特把这封信连同目标书稿，寄给，一本畅销书于焉诞生，被英国经济学人杂志誉为最成功的一本企管小说。他后来转向专门从事企业咨询、教育培训、著书等工作，还创立了AvrahamY.GoldrattInstitute来推广理念、训练人才。1997年从这家机构退休，但仍致力于在世界X围内推广TOC。他的一套管理理论独树一帜的地方在于，为了改

9、良生产流程，必须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，或者是应用其他的系统来绕过这个麻烦的环节。4. Avraham Avraham Y.Goldratt 研究机构是注册形式为有限合伙制的盈利性组织。总部设在Connecticut的New Haven,在英国、荷兰、以色列、南非、墨西哥、澳大利亚、巴西、某某和西班牙等国家或地区设有办事处。它不同于传统意义上纯粹的咨询公司或培训公司，其目标是创造和传播知识，使您比今天更进一步，并在实现这一目标的过程中力求做到两点：不损害任何人的利益；把TOC的精髓教给用户，使用户自己就能够自如运用。AvrahamY.Goldratt

10、研究机构对第二点特别强调：它向用户所提供的指导，和那种钱货交换完全不同，而是使得用户逐渐能够自如地应用这些知识，获取由改良所实现的种种收益。第二篇 TOC的前身：最优生产技术最优生产技术OptimizedProduction Technology，OPT是以色列物理学家Eli Goldratt博士于本世纪70年代提出的。最初它被称作最优生产时间表Optimized ProductionTimetable，80年代才改称为最优生产技术。后来Goldratt又进一步将它开展成为约束理论Theory ofConstraints。OPT产生的时间不长，却取得了令人瞩目 的成就，是继MRP和JITJus

11、t inTime之后出现的又一项组织生产的新方式。1. OPT的主要概念1.1. 瓶颈Bottlenecks与非瓶颈Nonbottlenecks资源任何一个制造组织都可以看作是将原材料转化为产品的系统。在这个系统中，制造资源是关键的局部。通常，制造资源指的是生产产品所需的全部资源，如机器、工人、厂房和其它固定资产，等等。 按照通常的假设，在设计一个企业时，可以使生产过程中各阶段的生产能力相等，即达到能力的平衡。但这只是一个理想的状态。因为，生产是一个动态的过程，随机波动时时存在，使得能力的平衡，在实际中实现极其困难，也可以说是达不到的。因此，生产过程中必然会出现有的资源负荷过多，成为卡脖子的地

12、方，即变为瓶颈。这样，一个企业的制造资源就存在瓶颈与非瓶颈的区别。 按OPT的定义，所谓瓶颈或瓶颈资源，指的是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出产产品的数量。其余的资源如此为非瓶颈资源。要判别一个资源是否为瓶颈，应从该资源的实际生产能力与它的生产负荷或对其的需求量来考察。这里所说的需求量不一定是市场的需求量，而可能是为保证生产，其他相关资源对该资源的需求量。以下的例子可以说明。假设某产品P的生产流程如图21所示：图21某产品P的生产流程情况1：对PD的市场需求为每周30个单位；机器A的生产能力为每周生产35个单位；机器B的生产能力为每周生产40个单位，机器C的生产

13、能力为每周生产25个单位。显然，这时A、B产出的中间品会在C资源前积压，C资源哪怕是满负荷每周生产25个单位的产品，产品P也将不能满足市场每周30单位的需求。情况2：对PD的市场需求为每周28个单位；机器A的生产能力为每周生产15个单位；机器B的生产能力为每周生产25个单位，机器C的生产能力为每周生产20个单位。这时，如果相对市场需求来说机器A、B、C都应该为瓶颈。但根据OPT的定义，当前只有机器A为瓶颈，因为机器C其生产能力虽然每周生产20个单位，但每周只能接到机器A所能生产的15个单位的最大生产负荷，即其生产能力超过了对其的需求量，为非瓶颈。机器B其生产能力每周生产25个单位，达不到市场的

14、要求，但它产出的中间品已经在机器C前积压了，即其生产能力超过了后续环节对其的需求量，也是非瓶颈。这时，只有将机器A的生产能力提高，才能更好地满足市场需求，否如此如果去盲目改良机器B、机器C的话，对最终产出于事无补，而且会产出更多的积压在制品。值得注意的是，如果企业又购置了一台机器A，如此机器C成为新的瓶颈，它将整个生产流程的能力限制在每周20个单位。假如通过出包加工的方法将C的产出提高50，即达到30，那么瓶颈将转移到机器B。继续改良下去，然后不难发现，这时可能相对于企业为外部因素的市场需求成了新的瓶颈。瓶颈的一系列变化如图22所示,方框中的数字表示资源的生产能力，阴影表示瓶颈。图22OPT关

15、于瓶颈的定义仔细分析这个简单的例子，可以对OPT的管理思想也被TOC所继承窥见一斑：o 生产能力小于市场需求的资源，按OPT的定义不一定为瓶颈。o 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。o 瓶颈资源是动态转移的，这就给管理者的惰性敲了警钟。根据此例，OPT理论关于瓶颈的定义可以形式化描述如下：对于系统中的n件资源：X1、X2、Xn，实际产出能力、系统外部需求量分别为C1、MR1MRn。某些资源之间存在互为输入和输出的关

16、联关系R注：这里输入、输出的可以是在制品等有形资产，也可以是信息等无形资产，或是与系统最终产出有关的彼此制约、彼此影响的前后因果关系。假设与资源Xi相关联的资源的标号所组成的集合为S,即Sj|j1iL $ RXi , Xj。那么，资源Xi为瓶颈，当且仅当Ci= minMRi,minCj：j?S。经过上述条件的筛选，任何企业只应该存在着少数的瓶颈资源。有统计明确，按OPT的观点，瓶颈资源的数目一般小于5个。企业的生产过程可以看作是一个从原材料到成品的高度相关的活动链。在这个活动链中，原材料被制成毛坯，毛坯被加工成各种零件，零件又被组装成部件，最后零件和部件总装成产品。人们本可以根据这个活动链中高

17、度相关的内在关系，制定出一个详尽而周密的生产作业计划，规定出每一种毛坯、零件、部件和产品的投入、出产时间和数量，如根本MRP中实现的那样。但在实际中，这个活动链中计划好的活动程序常会被企业中大量存在的随机事件的干扰所打乱，如机器损坏、质量问题等等。要识别这些干扰，找出问题出在何处，手段之一就是从物流着手。 通过对企业中物流的分类，我们可以根据不同类型物流的特点，认识他们各自的薄弱点，或瓶颈所在，从而有针对地进展计划与控制。 一般将从原材料到成品这一产品物流分为：V、A和T三种类型。如图23所示。其中，V型物流是由一种原材料加工或转变成许多种不同的最终产品；A型是由许多种原材料加工或转变成的一种

18、最终产品；而T型如此是A型的一个开展，其最终产品有多种。图23“V、“A和“T三种物流类型的企业实际上，一个企业的产品物流往往不只一种类型。我们可以根据占主要地位的产品物流，来相应地划分企业。如果一个企业其主要是V型物流，那么我们就称这个企业为V型企业，其余的类推，对于V型企业，如炼油厂、钢铁厂等，其特点有：最终产品的种类较原材料的种类大得多；所有的最终产品，其根本的加工过程一样；企业一般是资金密集型且高度专业化的。对于A型企业，如造船厂，其特点是：由许多制成的零部件装配成相对较少数目的成品，原材料较多；一些零部件对特殊的成品来说是唯一的；对某一成品来说，其零部件的加工过程往往是不一样的；设备

19、一般是通用型的。而对于T型企业，如制锁厂，汽车制造厂等。其特点主要包括：由一些共同的零部件装配成相对数目较多的成品；许多成品的零部件是一样的；零部件的加工过程通常是不一样的。V型企业的工艺流程一般来说比拟清楚且设计简单，生产提前期较短，企业的瓶颈识别与控制与协调也相对容易。而A型或T型企业如此与V型企业不同，它们存在着物料清单BOM，工艺流程较复杂，企业的在制品库存较高，生产提前期较长，瓶颈不易识别，计划以与工序间的协调工作也非常困难。表21比拟了V型、A型、T型企业的不同特点。表21“V型、“A型、“T型企业的不同特点比拟“V型企业“A型企业“T型企业原材料种类单一或较少多较多产成品种类多单

20、一或较少较多产品加工过程根本一样不一样不一样零部件一般不是装配型企业一些零部件对特殊的成品是唯一的许多成品的零部件是一样的设备高度专业化通用型介于专业化与通用型之间工艺流程比拟清楚、设计简单存在物料清单、较复杂、在制品库存较高生产提前期较短较长企业的瓶颈识别相对容易相对困难生产控制、协调相对容易相对困难典型行业炼油厂、钢铁厂造船厂制锁厂、汽车制造厂另外，从企业的制造资源来看，考虑到瓶颈的存在，物料所经过的制造资源，将存在瓶颈与非瓶颈之分。而瓶颈与非瓶颈的关系，通过考察以上三种类型企业的物流可以看出，它们之间存在着四种根本的关系，如图2-4所示。分别是：从瓶颈到非瓶颈资源图2-4a；从非瓶颈到瓶

21、颈资源图2-4b；瓶颈资源和非瓶颈资源到同一装配中心图2-4c瓶颈资源和非瓶颈资源相互独立图2-4d。图2-4瓶颈资源与非瓶颈资源的关系2. OPT的九条原如此TOC的根本思想在九条管理原如此上得到了具体表现，这九条原如此是实施TOC的基石。与TOC相关的生产计划与控制的算法和软件，也是按照这九条原如此提出和开发的。此外，这些原如此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。下文将逐条分析这九条原如此。原如此l追求物流的平衡，而不是生产能力的平衡。追求生产能力的平衡是为了使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。但是对于一个已投产的

22、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需求，必然有一局部要积压。TOC如此主X在企业内部追求物流的平衡。所谓物流平衡就是使各个工序都与瓶颈机床同步，以求生产周期最短、在制品最少。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；生产能力的稳定只是相对的。所以必须承受市场波动这个现实，并在这种前提下追求物流平衡。原如此2 “非约束的利用程度不由其本身决定，而是由系统的“约束决定的。图1约束资源与非约束资源的关系约束资源制约着系统的产出能力，而非约束资源的充分利用不仅不能提高有效产出

23、，而且会使库存和运行费增加。从图1所示的约束资源与非约束资源的四种根本关系中，我们可以看出，关系a、b、c中非约束资源的利用程度是由约束资源来决定的。如：o 关系a：非约束资源为后续工序，只能加工由约束资源传送过来的工件，其使用率自然受约束资源的制约；o 关系b，虽然非瓶颈资源为前道工序，能够充分地使用，使用程度可以达到100，但整个系统的产出是由后续工序，即约束资源决定的，非约束资源的充分使用只会造成在制品的连续增加，并不改变产出；o 关系c，由于非约束资源与约束资源的后续工序为装配，此时非约束资源也能充分地使用，但受装配配套性的限制，由非约束资源加工出来的工件其中能够进展装配的，必然受到约

24、束资源产出的制约，多余局部也只能增加在制品库存；o 关系d：非约束资源的使用程度虽不受约束资源的制约，但显然应由市场的需求来决定。从以上分析，容易看出，非约束资源的使用率一般不应该达到100。原如此3资源的“利用Utilization和“活力Activation不是同义词。“利用是指资源应该利用的程度，“活力是指资源能够利用的程度。按传统的观点，一般是将资源能够利用的能力加以充分利用，所以“利用和“活力是同义的。按TOC的观点，两者有着重要的区别：因为做所需要的工作应该做的，即“利用与无论需要与否，最大程度可做的工作能够做的，即“活力之间是明显不同的。所以对系统中“非约束的安排使用，应基于系统

25、的“约束。例如，一个非约束资源能够达到100的利用率，但其后续资源如果只能承受其60的产出，如此其另外40的产出，将变成在制品库存，此时从非约束资源本身考察，其利用率很好，但从整个系统的观点来看，它只有60的有效性。所以“利用注重的是有效性，而“活力注重的如此是能行性，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。原如此4“约束上一个小时的损失如此是整个系统的一个小时的损失。一般来说，生产时间包括调整准备时间和加工时间。但在约束资源与非约束资源上的调整准备时间的意义是不同的。因为约束资源控制了有效产出，在约束资源上中断一个小时，是没有附加的生产能力来补充的。而如果在约束资源上节

26、省一个小时的调整准备时间，如此将能增加一个小时的加工时间，相应地，整个系统增加了一个小时的产出。所以，约束资源必需保持100的“利用，尽量增大其产出。为此，对约束资源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。增大约束资源物流的方法可以有如下几种：减少调整准备时间和频率，约束资源上的批量应尽可能大；实行午餐和工修连续工作制，减少状态调整所需的时间损失；在约束资源前设置质量检查站，保证投入约束资源的工件100是合格品；设置缓冲环节，使约束资源不受非约束资源生产率波动的影响。原如此5“非约束节省的一个小时无益于增加系统有效产出。因为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

27、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，而并不能增加系统有效产出。当然，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。但这些结果能在多大程度上有益于系统追求的根本目标，依然牢牢受制于约束资源。原如此6“约束控制了库存和有效产出。因为，有效产出指的是单位时间内生产出来并销售出去的产品所创造的利润额，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，即它们受由资源约束和市场约束瓶颈所控制的。如果“约束存在于企业内部，明确企业的生产能力不足，相应的有效产出也受到限制；而如果当企业所有的资源都能维持高于市场需求的能力，那么，如此

28、市场需求就成了“约束。这时，即使企业能多生产，但由于市场承受能力不足，有效产出也不能增加。同时，由于“约束控制了有效产出，所以企业的“非约束应与“约束同步，它们的库存水平只要能维持“约束上的物流连续稳定即可，过多的库存只是浪费，这样，“约束也就相应地控制了库存。以上六条原如此都是涉与资源的。原如此7运输批量可以不等于在许多时候应该不等于加工批量。车间现场的计划与控制的一个重要方面就是批量确实定，它影响到企业的库存和有效产出。TOC所采用的是一种独特的动态批量系统，它把在制品库存分为两种不同的批量形式，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

29、，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，而加工批量很大。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； 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如此是考虑：? 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。两者考虑的出发点不同，所以运输批量不一定要与加工批量相等。根据TOC的观点，为了使有效产出达到最大，约束资源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，即意味着非约束资源上的加工批量要小，这样就可以减少库存费用和加工费用。原如此8批量大小应是可变的，而不是固定的。原如

30、此8是原如此7的直接应用。在TOC中，运输批量是从在制品的角度来考虑的，而加工批量如此是从资源类型的角度来考虑的。同一种工件在约束资源和非约束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。以上两条是涉与物流的。原如此9编排作业计划时考虑系统资源约束，提前期是作业计划的结果，而不是预定值。MRP II制定作业计划的方法一般包括以下几个步骤：确定批量；计算提前期；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，再重复前三个步骤。可见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大时，

31、所得的作业计划就脱离实际难以付诸实施，MRPII也因此招致了许多有关“期的批评。在这点上，TOC与MRP正好相反，即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，先安排约束资源上加工的关键件的生产进度计划，以约束资源为基准，把约束资源之前、之间、之后的工序分别按拉动、工艺顺序、推动的方式排定，并进展一定优化，接下来编制非关键件的作业计划。所以，TOC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。对OPT，目前理论界的认识还不一致，存在着各种看法，主要包括：把OPT当做一种新的计划思想；作为一种作业计划的仿真语言 ；作为生成MPS、物料和能力需求

32、计划与详细计划的一个软件包；作为一种处理数据准确度的一种尝试，以求在数据准确度要求不高的情况下获得利润。但有一点很明显，即OPT强调的是车间现场，其着眼点在于企业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。其根本点是使用一些重要的判定准如此来决定每一作业的先后顺序，即使用一组评价指标的加权函数，来确定每个作业的优先权数与批量，制定出一个合理可行的生产计划。这些评价指标涉与到理想的产品组合、交货期、理想的安全库存水平以与瓶颈资源的使用等等。 OPT实施的关键是制定计划后的落实、工作绩效的考评。在落实计划过程中，传统的许多做法是有害的，如传统的本钱会计的考核体系。因为本钱会计体系无视了

33、瓶颈与非瓶颈的区别，其考核一般是通过设备和操作工人的利用率与生产本钱，而不是通过整个系统的有效性来进展的，它着重于局部的优化，这必然助长了人们盲目生产的作法，其结果是无论对瓶颈资源还是对非瓶颈资源都力求充分地使用。各环节为了完成工时和设备利用率会盲目生产，最终必然导致高库存和浪费。针对这些情况，OPT如此力求从全局的观点来进展考核，从原材料的采购一直追踪到产品销售。其考核体系对瓶颈与非瓶颈是分别对待的，认为对非瓶颈的考核不应以生产量为依据，而应以它生产的有效的产品量来考核。按OPT观点，本钱会计注重的是活力而非利用，而正确的做法应该是注重利用而非活力。 另外，OPT软件的具体运行和MRP一样需

34、要大量的数据支持，例如产品结构文件BOM、加工工艺文件以与准确的加工时间、调整准备时间、最小批量、最大库存、替代设备等等数据。同时要成功地实施OPT，还要求管理者必须对OPT产生的计划要有信心，要改变一些旧的作业方式，例如承受午餐和工修连续工作制的作法等。从OPT的实践明确，它比拟适合于一些零件种数较少、批量大的产品，而在单件生产车间中发挥的效果不佳。其适用条件为，瓶颈要相对稳定；瓶颈要保证达到100的负荷能力；需求是相对稳定的；员工愿意而且能够服从计划的调度安排。 再者，OPT对于瓶颈资源和近似于瓶颈的资源的数据要求准确。实现OPT还需对员工进展培训，使他们能在不同的生产岗位上与时发现问题，

35、跟踪问题，最终用OPT方法来解决问题。DBR系统OPT认为，一个企业的计划与控制的目标就是寻求顾客需求与企业能力的最优配合，一旦一个被控制的工序即瓶颈建立了一个动态的平衡，其余的工序应相继地与这一被控制的工序同步。OPT的计划与控制是通过DBR系统实现的。即鼓Drum、缓冲器Buffer和绳子Rope系统。如图2-5所示。图2-5鼓、缓冲器和绳子系统实施计划与控制主要包括以下的步骤：1识别企业的真正约束瓶颈所在是控制物流的关键一般来说，当需求超过能力时，排队最长的机器就是瓶颈。如果我们知道一定时间内生产的产品与其组合，就可以按物料清单计算出要生产的零部件。然后，按零部件的加工路线与工时定额，计

36、算出各类机床的任务工时，将任务工时与能力工时比拟，负荷最高、最不能满足需求的机床就是瓶颈。找出瓶颈之后，可以把企业里所有的加工设备划分为关键资源和非关键资源。2基于瓶颈约束，建立产品出产计划 产品出产计划MasterSchedule的建立，应该使受瓶颈约束的物流达到最优，因为瓶颈约束控制着系统的鼓的节拍Drumbeat，即控制着企业的生产节拍和产销率。为此，需要按有限能力法进展生产安排、在瓶颈上扩大批量、设置缓冲器。 3缓冲器的管理，以防止随机波动，使瓶颈不致于出现等待任务的情况。 4对企业物流进展平衡，使得进入非瓶颈的物料应被瓶颈的产出率所控制即绳子。一般按无限能力，用倒排方法对非瓶颈资源安

37、排作业计划，使之与关键资源上的工序同步。3.2.“鼓、“缓冲器和“绳子3.2.1.“鼓从以上步骤可以看出，鼓是一个企业运行OPT的开端，即识别一个企业的瓶颈所在。瓶颈控制着企业同步生产的节奏-鼓点。要维持企业内部生产的同步、企业生产和市场需求的同步，存在着一系列的问题。其中一个主要问题就是企业的生产如何能满足市场或顾客的需求而又不产生过多的库存。因而，安排作业计划时，除了要对市场行情进展正确的预测外，还必须按交货期给顾客赋予一定的优先权数，在瓶颈上根据这些优先权数的大小安排生产，并据此对上下游的工序排序，如此得到交付时间。OPT的处理逻辑就是使交付时间与交货期限相符。为了使交付时间与交货期限相

38、符，靠的是权衡在瓶颈上的批量规模。因为，在瓶颈上只有加工时间和调整准备时间，增大瓶颈的加工批量，可以减少调整准备时间，使瓶颈的有效能力增加，但会减少系统的柔性，增加库存和提前期。反之，其效果与增大加工批量相反。两者都会影响到一些订货的交货时间。从计划和控制的角度来看，鼓反映了系统对约束资源的利用。对约束资源应编制详细的生产作业计划，以保证对约束资源的充分合理的利用。3.2.2.“缓冲器，又称“缓冲一般来说，缓冲器分为时间缓冲和库存缓冲。库存缓冲就是保险在制品，其位置、数量确实定原如此同时间缓冲。时间缓冲如此是将所需的物料比计划提前一段时间提交，以防随机波动，以瓶颈上的加工时间长度作为计量单位。

39、例如，一个三天的时间缓冲表示着一个等待加工的在制品队列，它相当于在瓶颈上三天的生产任务。其长度可凭观察与实验确定。再通过实践，进展必要的调整。在设置时间缓冲时，一般要考虑以下几个问题：1要保证瓶颈上产出率相对较快的工件在加工过程中不致因为在制品少而停工。 2应考虑加工过程中出现的波动。如瓶颈上的实际产出率比原来估计的要快，或者瓶颈前的加工工序的产出率比原来估计的要馒，或者出现次品。在有的情况下，还要考虑前面的机器是否出现故障。因为，如果要对机器故障进展维修，如此维持后续工序所需的在制品库存是难以估计的。所以，在设置时间缓冲时一般要设置一定的安全库存。3根据OPT的原理，瓶颈上的加工批量是最大的

40、，而瓶颈的上游工序如此是小批量多批次的。瓶颈前的加工工序的批次又和各道工序的调整准备时间有关。如果上游工序的调整准备时间小，或瓶颈上的加工时间和前一台机器的加工时间相差很大，如此批次可以较多，批量可以较小。反之，批次如此可能较少，甚至和瓶颈上的批次一样，加工批量也和瓶颈上的批量一样。4要考虑在制品库存费用、成品库存费用、加工费用和各种人工费用。要在保证瓶颈上加工持续的情况下，使得整个加工过程的总费用最小。3.2.3.“绳子如果说鼓的目标是使产销率最大，那么，绳子的作用如此是使库存最小。我们知道，瓶颈决定着生产线的产出节奏，而在其上游的工序实行拉动式生产，等于用一根看不见的绳子把瓶颈与这些工序串

41、联起来，有效地使物料依照产品出产计划快速地通过非瓶颈作业，以保证瓶颈的需要。所以，绳子起的是传递作用，以驱动系统的所有局部按鼓的节奏进展生产。在DBR的实施中，绳子是由一个涉与原材料投料到各车间的详细的作业计划来实现的。 绳子控制着企业物料的进入包括瓶颈的上游工序与非瓶颈的装配，其实质和看板思想一样，即由后道工序根据需要向前道工序领取必要的零件进展加工，而前道工序只能对已取用的局部进展补充，实行的是一种受控生产方式。在OPT中，就是受控于瓶颈的产出节奏，也就是鼓点。没有瓶颈发出的生产指令，就不能进展生产，这个生产指令是通过类似看板的物质在工序间传递的。 通过绳子系统的控制，使得瓶颈前的非瓶颈设

42、备均衡生产，加工批量和运输批量减少，可以减少提前期以与在制品库存，而同时又不使瓶颈停工待料。所以，绳子是瓶颈对其上游机器发出生产指令的媒介，没有它，生产就会造成混乱，要么造成库存过大，要么会使瓶颈出现饥饿现象。OPT软件包是实现OPT思想的主要工具。OPT软件的应用，标志着OPT的开展达到了一个新的阶段。OPT软件首先是由CreativeOutput某某COI开发的。实践明确，OPT软件的应用使许多企业都取得了巨大的经济效益，因而OPT也越来越被人们所重视，OPT软件的用户也由大型企业扩展到中、小型企业。 目前，最流行的OPT软件有OPT2l和OPT5000，其中，OPT21主要是针对大中型企

43、业的，而0PT5000如此是面向小型企业的。 OPT2l与OPT5000的主要输出有：o 产品出产计划；o 详细的生产作业计划；o 交货期的执行情况；o 资源的利用情况；o 采购计划；o 库存报告；o 有关产销率和库存的财务报告。OPT软件系统的算法现在仍是某某的，该算法的核心在于识别瓶颈与对瓶颈的排程安排排序。从模块构成来看，OPT系统主要由BUILDNET、SPLIT、SERVE和BRAIN几个模块构成。其信息流如图2-6所示。图2-6OPT软件系统信息流程图具体的运行步骤主要有：l构造制造企业的模型：要运行OPT，第一步就是要对企业进展模型构造，这是由BUILDNET模块来完成的。首先，

44、需要对整个加工生产系统有一个完整的描述，这个功能是由一个叫做产品网络的模块来实现的。产品网络准确地表示了一个产品是怎样制造出来的，它包含产品结构文件和加工路线文件两局部内容，只不过在OPT中这两局部信息是通过网络结合在一起，构成一个文件。图2-7所示的就是一个OPT产品网络图。图的上端是市场需求即企业的订货或预测，它联系着各种产品，即相应的产品装配，装配又依次联系着局部装配和零部件的加工制造，然后，与原材料联系在一起。对应于每个工序都给出了使用的资源、调整准备时间和加工时间。图2-7OPT产品网络对于企业现有的各种资源的具体描述是在资源描述这个模块中完成的。每种资源机器、工人、空间等与其替代资

45、源和它们的相互影响、允许加工时间、用于加工的某种资源的数量等，都在这个模块中被确定下来。OPT具有很完整的生产模拟功能，它允许定义每道工序的库存水平、最大库存限制、最小批量、辅助设备和计划延迟时间。除此之外，订货量和交货期也要输入产品网络。BUILDNET模块是将产品网络和资源描述模块中的信息结合起来，生成一个工程网络。BUILDNET的一个强有力的地方表现在其模型化的语言上，该语言能准确地描述生产制造中的大量数据，从而使得OPT对企业进展成功而准确的模型化构造。在工程网络中，OPT语言可以对各种可选择的作业，甚至对可选择的物料清单进展详细的描述。据称，在这样的网络中，完全描述各种关系只需24

46、个数据字段。另外，BUILDNET还具有提示数据逻辑错误的功能，例如，物料清单没有与工艺路线相联、存在没有去处的库存、顾客提出了不存在的产品的需求等。此外，加之BUILDNET还具有便利的数据修改维护功能，从而保证了数据的相对准确。2识别瓶颈：一旦工程网络建立起来，接下来的工作就是确定企业中的约束或瓶颈在哪里。这是由SERVE模块来完成的。通过运行工程网络以与采取类似MRP的倒排方法来实现，井假设每种资源的生产能力是无限的。SERVE可以看作是MRP系统的一种提高形式。SERVE的一个输出是各个资源的负荷率，这些负荷率与按MRP系统生成方式生产的数据相类似，一般较标准的形式可以参看图2-8所示

47、。图2-8资源负荷率示例从图2-8中所示可以看出，资源的负荷率一般都是参差不齐的。通常的作法是通过将超量的负荷的前移或后移来实现能力平衡，但这将涉与到产品结构的所有层次，实现起来极其困难。SERVE模块在计算各个资源的负荷率的根底上，还计算了每种资源的平均负荷率，并以此来确定瓶颈。如果工程网络的数据完全准确，很明显，平均负荷率最高的就是瓶颈，如图2-8中所示的机器3。所以，这个阶段还包括一个数据的核实确认的过程。3生产计划的生成：当一个瓶颈被确定之后，SPLIT模块将工程网络分成两局部：主网络关键资源网络和服务网络非关键资源网络，主网络局部由瓶颈作业和其下游作业包括顾客需求在内构成，如图2-9

48、所示，其余的局部为服务网络。对于主网络，通过BRAIN模块采用有限能力顺排的方法编制作业计划，目标是使瓶颈上的空闲时间为零，使产销率最大。BRAIN的处理机制至今尚未公开，其关键算法仍是某某的。它所生成的不仅包括生产计划，而且确定了每个作业的传送批量和加工批量。对于服务网络，如此再通过SERVE模块采用无限能力倒排的方法编制作业计划。图2-9关键资源网络、非关键资源网络的划分第二次调用SERVE模块时，不是从定单上的完工期限开始倒排，而是从BRAIN模块确定的完工期限开始倒排。4计划的保护：在生产计划生成之后，接着还应设置缓冲器。其中在两个关键的地方一般要设置缓冲器，一是在瓶颈资源前，二是在非

49、瓶颈资源与来自瓶颈资源加工路线的交叉点上。计划中，工件在这些位置应安排在其需要的时间之前到达，提前多少时间应取决于某一特殊的制造环境，通常有几天或一个星期。使工件提前一个星期到达瓶颈将使瓶颈免受任何少于一个星期的干扰或中断，在交叉点也有同样的关系，工件的提前到达，可以使整个系统的产出不受延迟的干扰。以上步骤一旦完成，如果在系统中没有其它的约束或瓶颈，OPT的结果也就生成了。然而，通常在第一个循环的最后，往往会发现在系统中还有其它的瓶颈，如果这样，如此应重新检查数据的合理性并返回重复以上的过程。一般要重复五到六次，直到所有的约束都移到工程网络的关键资源局部为止。第三篇TOC理论体系谈到制造行业，

50、TOC首先有一个假定，一个企业的最终目标是在现在，也在将来赚取更多的利润。那么如何来实现这个目标呢？在TOC的理论中特别强调以下三条途径：o 增加产销率Throughput，简称T；o 减少库存Inventory，简称I；o 减少运行费OperatingExpense，简称OE。为了更清楚地介绍以上三个重要概念，有必要作以下说明：我们知道，要衡量一个企业是否能赚钱，通常采用以下三个指标：o 净利润Net Profit，简称NP：即一个企业赚多少钱的绝对量。一般来说，净利润越高的企业，其效益越好。o 投资收益率Return onInvestment，简称ROI：表示一定时期的收益与投资的比。当两

51、个企业投资不同时，单靠净利润是无法比拟他们效益的好坏的。例如，两个企业的年净利润均为50万元，其中一个投资100万元，而另一个投资200万元，显然前者的效益要好。o 现金流量Cash Flow，简称CF：表示短期内收入和支出的钱。没有一定的现金流量，企业也就无法生存下去。对于制作财务报表的要求来说，这些指标往往是必要的。而用它们来进展日常决策时，却发现并不清楚所作决策的立即效果是怎样的，你只有在年末或季度末那些财务数字出来时才能看到结果，有人将这种情况比作开车时挡风玻璃被纸糊上，在汽车的后视镜中景象的指导下开车。事实上，管理人员往往会问：我怎么知道这项决策将会如何影响年底的净利润呢？这确实是一

52、个难以回答的问题。于是，在大多数情况下，人们往往采用一些局部的标准，这些标准在他们想来是与净利润或投资回报率相关的。它们衡量的只是生产局部的某一种产品所花的本钱，或者本钱偏差。这种做显然是与全局优化的目标相脱节的。我们真正需用的是与那些长期目标净利润、投资回报率和现金流量直接相关的衡量标准。以上三个指标主要考虑的是对现有资源的有效利用和安排。但是，它们并不能直接用于指导生产，例如，终究采用多大批量为好，是无法直接从这三个指标作出判断的。因此，需要一些作业指标作桥梁。如果这些作业指标完成得好，就说明企业的盈利能力强。按照最优生产技术OPT的观点，在生产系统中，作业指标有以下三种：o 产销率Thr

53、oughput，T：按OPT的规定，它不是一般的通过率或产出率，而是单位时间内生产出来并销售出去的量，即通过销售活动获取金钱的速率。生产出来但未销售出去的产品只能是库存。o 库存Inventory，I：是一切暂时不用的资源。它不仅包括为满足未来需要而准备的原材料，加工过程的在制品和一时不用的零、部件，未销售的成品，而且还包括扣除折旧后的固定资产。库存占用了资金，产生机会本钱与一系列维持库存所需的费用。o 运行费OperatingExpenses，OE：是生产系统将库存转化为产销量的过程中的一切花费，其中包括所有的直接费用和间接费用。如果以货币来衡量，T是要进入系统的钱，I是存放在系统中的钱，而

54、OE如此是将I变成T而付出的钱。为帮助理解，你可以把一个组织想象成一个黑箱，它有输入和输出。库存是输入的原材料，它从黑箱里出来，就成了产成品。黑箱中从输入到输出的转换所花费的钱就是运行费。如果这个组织是一所学校，如此学生是原材料和产成品，校内所有的学生组成库存，单位教学时间对单个学生所发生的影响就是产销率，教育经费包括教学设施、教师工资等是运行费。如果一所学校能够用较少的库存和运行费，得到较多的产销率，那自然是件好事。也就是说，假如甲大学曾在3年内花200万培养1000名硕士生，其中700名如期拿到博士学位；而乙大学在3年内花3000万培养了1500名硕士生，只有500名如期拿到博士学位。设其

55、他条件均一样，那么显然甲比乙的教育水平要高出许多。表31分析了三个作业指标与NP、ROI、CF的关系U表示增加，D表示减少，S表示不变，注意到PT-OE和ROI=(T-OE)/I。表31作业指标与财务指标的关系TIOENPROICFUSSUUUSSDUUUSDSSUU通常，I降低可以导致OE减少。而OE减少，将导致NP、ROI和CF增加，从而使企业赚钱。但是，通过降低I来减少OE的作用是随着I降低的程度而减弱的。当I较高时，减少I可以明显减少维持库存费，从而减少OE，然而，当库存降低到一个较低水平时，再继续降低I，如此对减少OE作用不大。可是，为何日本一些公司在已达到世界上最低的库存水平之后仍

56、然要尽力继续降低库存？因为降低库存还能缩短制造周期。缩短制造周期是提高企业竞争能力的一个重要因素。产品的品种、质量、价格与交货期是影响竞争力的几大因素，制造周期的缩短，对于缩短顾客的订货提前期，提高对顾客订货的响应性以与争取较高的价格都有很大作用。于是，制造周期的缩短导致市场占有率的增加，从而导致未来的产销率的增加。作业指标、财务指标与制造周期的关系如图3-1所示。图3-1作业指标、财务指标与制造周期的关系正如TOC理论的创立者Goldratt博士所指出的那样，要想通过减少库存和运行费来实现多赚钱的目标是有限度的，因为极限的情况下也只能把库存和运行费减少到零，而通过增加产销率来增加利润却有着无

57、限的可能。除此以外，TOC告诉我们，在设定目标以后，应该对我们的一切活动和行为准如此进展重新审视，即重新评价这些活动或准如此在多大程度上促进或者妨碍了这一目标的实现。TOC为我们提供了一套有效的工具来具体实施这一评价。这些工具能够帮助我们识别并解决实现目标过程中存在的瓶颈问题。1.2.约束ConstraintTOC认为，对于任何一个分阶段的系统来讲，如果其中一个阶段的产出取决于前面一个或几个阶段产出的话，那么，是那个产出率最低的环节决定着整个系统的产出水平。换句话说：一个链条的强度是由它最薄弱的环节来决定的。在企业的整个经营业务流程中，任何一个环节只要它阻碍了企业去更大程度的增加产销率，或减少

58、库存和运行费，那么它就是一个约束。约束可以来源于企业内部，也可以来源于企业外部。有三种类型的约束：资源Resources、市场Markets和法规Policies。举例来说明，企业为了达到环保法规的要求，要进展相应的三废处理，这自然会导致运行费的增加，那么，环保法对于企业来讲就是一个法规约束。1.3.产销率Throughput在TheGoal一书中，有Jonah这样一个人物，他把Throughput定义为一个系统通过实现产品或劳务的销售来盈利的速度。Jonah指出，在这里我们必须把产出品和卖出品区分开来。尽管我们在生产的每个阶段都会计算在制品或产出品的数量，但这些数字并不直接有助于我们盈利目标

59、的实现，而只有那些最终实现了销售的产出品才会真正给企业带来利润。TOC理论中的产销率，正是衡量企业在单位时间内能够出产、销售产品而最终获利多少的能力。数学计算中，产销率等于单位时间内实现的销售收入减去取得相应收入而发生的销售本钱。在更通常的意义上来讲，每个组织都有其奋斗的目标，并努力使其实现程度最大化，而产销率正是对这一实现程度的定量考核。在TOC理论的奠基之作TheGoal一书中，主人公AlexRogo为了解决其所在制造工厂的种种问题而焦头烂额，幸运的是物理学家Jonah给他出了不少解决问题的好主意。现在，更广义地，Jonah是指已经完成了Goldratt研究机构开设的两周Jonah培训课程

60、的学员。在课程中，这些Jonah学习如何应用五种思维过程ThinkingProcesses，简称TP工具和其他有关TOC的知识。2. TOC五大核心步骤第一步，找出系统中存在哪些约束。企业要增加产销率的话，一般会在以下方面想方法：原料Materials：即增加生产过程的原材料投入；能力Capacity：如果由于某种生产资源的不足而导致市场需求无法满足，就要考虑增加这种资源；市场Market：如果由于市场需求不足而导致市场能力过剩，就要考虑开拓市场需求；政策Policy：找出企业内部和外部约束产销率的各种政策规定。第二步，寻找突破Exploit这些约束的方法。此时要给出解决第一步中所提出的种种问

61、题的具体方法，从而实现产销率的增加。例如，假如某种原材料是约束，就要设法确保原材料的与时供给和充分利用；假如市场需求是约束，就要给出进一步扩大市场需求的具体方法；假如某种内部市场资源是约束，就意味着要采取一系列措施来保证这个环节始终高效率生产。当我们要突破某台瓶颈设备利用率不高这个约束时，要采取的行动包括：设置时间缓冲。多用于单件小批生产类型。即在瓶颈设备紧前工序的完工时间与瓶颈设备的开工时间之间设置一段缓冲时间，以保障瓶颈设备的开工时间不受前面工序生产率波动和发生故障的影响。缓冲时间的设置，与前面非瓶颈工序波动的幅度和故障出现的概率与企业排除故障恢复正常生产的能力有关。在制品缓冲。多用于成批

62、生产类型。其位置与数量确定的原如此与方法同1。在瓶颈设备前设置质检环节。统计瓶颈设备的产出的废品率。找出出废品的原因并铲除之。对返修或返工的方法进展研究改良。第三步，使企业的所有其他活动服从于第二步中提出的各种措施。这样，才可以实现系统其他局部与约束局部同步，从而充分利用约束局部的生产能力。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、财务等企业经营各方面的协调。为简明起见，我们还是以一个生产过程内部协调为例：如果流水线上的一台机器是约束，那么可以在适当的地方设置时间缓冲，来保证流水线上其他生产环节对这台机器的供给能够满足这台机器的生产需要。而目前很多企业当中正是对这点不明确，即要按照约束环节的生产节拍来协调整个生产流程的工作。一般情况下，如果那些非约束环节追求百分之百的利用率的话，将给企业带来的不是利润，而是更多的在制品、约束环节更多的等待时间和其他种种浪费。而现在的事实是，一些企业恰恰正在追求这些非约束环节的百分之百利用！第四步，具体实施第二步中提出的措施，使第一步中找出的约束环节不再是企业的约束。例如，工厂的一台机器是约束，就要：缩短设备调整和操作时间；改良流程；加班；增加操作人员；增加机器等等。第五步，谨防人的惰性成