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1、约束理论约束理论约束理论约束理论TOCTOCTOCTOC在生产管理中的应用在生产管理中的应用在生产管理中的应用在生产管理中的应用蒋明炜12345报告提纲约束理束理论的理的理论基基础最最优生生产技技术约束理束理论的核心内容的核心内容TOCTOC与与MRPMRP、JITJIT、APSAPS的比的比较TOCTOC在生在生产管理中的运用管理中的运用约束理束理论（TOCTOC）的概念和）的概念和发展展过程程传统管理的误区传统管理的误区企企业中每一中每一环节的改善都有助于系的改善都有助于系统的改善的改善整个系整个系统的改善等于各的改善等于各环节改善之和改善之和结果：各果：各环节同同时要求更多的要求更多的资
2、源，源，实现局局部最部最优化化约束理论的观点约束理论的观点大多数环节的改善无助于整个系统的改善大多数环节的改善无助于整个系统的改善系统的改善并不是各环节改善之和系统的改善并不是各环节改善之和系统的有效产出决定于资源链上的薄弱环节系统的有效产出决定于资源链上的薄弱环节约束约束结论：从全局考虑，关注并改善约束资源结论：从全局考虑，关注并改善约束资源约束理论的概念和发展过程约束理论的概念和发展过程约束理论约束理论(Theory of constraints(Theory of constraints，TOC)TOC)是是以色列物理学家高德拉特（以色列物理学家高德拉特（Eliyahum Eliyahu
3、m GoldrattGoldratt）于八十年代中期在他的最优生产）于八十年代中期在他的最优生产技术基础上创立和发展起来的。技术基础上创立和发展起来的。最优生产技术最优生产技术(Optimized Production (Optimized Production Technology,OPT)Technology,OPT)是由一组管理理念和规是由一组管理理念和规则组成的理论体系，逐渐形成了一种面向增则组成的理论体系，逐渐形成了一种面向增加产销率而不是传统的面向减少成本的管理加产销率而不是传统的面向减少成本的管理理论工具，并且最终覆盖到企业管理的所有理论工具，并且最终覆盖到企业管理的所有职能方面
4、。职能方面。约束理论的形成过程约束理论的形成过程约束理论的理论基础约束理论的理论基础 OPT OPT OTP-Optimized Production Technology OTP-Optimized Production TechnologyOPTOPT的一些重要概念的一些重要概念 OPTOPT的九条原则的九条原则 OPTOPT的计划与控制的计划与控制DBRDBR系统系统 OPT的一些重要概念的一些重要概念瓶颈与非瓶颈资源瓶颈与非瓶颈资源 制造资源指的是生产产品所需的全部资源，如市场、机器、物料、厂房和其它固定资产等按照通常的思路，在设计一个企业时，总要使生产过程的各个阶段和环节的生产能力相
5、等，即达到能力的平衡。这是一种理想状态，OPT追求物流平衡OPT的定义:瓶颈资源，是指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产出的数量，其余的资源则为非瓶颈资源 OPT的一些重要概念的一些重要概念(续)OPTOPT定义中有两点值得注意定义中有两点值得注意生产能力小于市场需求的资源不一定为瓶颈 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。瓶颈资源是动态转移的一个组织的瓶颈资源的数目一般
6、小于一个组织的瓶颈资源的数目一般小于5 5个个 OPTOPT的九条原则的九条原则 OPT OPT的基本思想具体体现在九条原则上。的基本思想具体体现在九条原则上。OPTOPT有关生产计划与控制的算法和软件，就有关生产计划与控制的算法和软件，就是按照这九条原则提出和开发的；这些原是按照这九条原则提出和开发的；这些原则也可以独立于软件之外，直接用于指导则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。实际的生产管理活动。OPTOPT的九条原则的九条原则原则原则1:1:追求物流平衡而非生产能力的平衡追求物流平衡而非生产能力的平衡原则原则2:2:非瓶颈资源的利用程度不由其本身决非瓶颈资源的利用程度
7、不由其本身决 定，而是由系统的约束决定的定，而是由系统的约束决定的原则原则3:3:资源的资源的“利用利用”和和“活力活力”不是同义词不是同义词原则原则4:4:瓶颈上一个小时的损失则是整个系统瓶颈上一个小时的损失则是整个系统 的一个小时的损失的一个小时的损失原则原则5:5:非瓶颈资源节省的一个小时无益于增非瓶颈资源节省的一个小时无益于增 加系统产销率加系统产销率OPTOPT的九条原则的九条原则(续续)原则原则6:6:瓶颈控制了库存和产销率瓶颈控制了库存和产销率原则原则7:7:转运批量可以不等于加工批量转运批量可以不等于加工批量原则原则8:8:批量大小应是可变的，而不是固定的批量大小应是可变的，而
8、不是固定的原则原则9:9:编排作业计划时应考虑系统资源约，编排作业计划时应考虑系统资源约，提前期是作业计划的结果，而不是预提前期是作业计划的结果，而不是预 定值定值企业的目标体系企业的目标体系企业现在将来企业现在将来都赚钱都赚钱提高客户提高客户满意率满意率提高员工提高员工满意率和安全感满意率和安全感企业的财务指标企业的财务指标评价企业是否赚钱评价企业是否赚钱净利润（净利润（Net ProfitNet Profit，简称，简称NPNP）投资收益率（投资收益率（Return on InvestmentReturn on Investment，简称，简称ROIROI）-资产资产AssetsAsset
9、s现金流量（现金流量（Cash FlowCash Flow，简称，简称CFCF）如何评价车间的目标？如何评价车间的目标？1.1.有效产出（有效产出（ThroughputThroughput，T T）2.2.库存（库存（InventoryInventory，I I）3.3.营运费用（营运费用（Operating ExpensesOperating Expenses，OEOE）传统车间考核指标：劳动生产率，设备利用率传统车间考核指标：劳动生产率，设备利用率TOC提出：提出：作业指标与财务指标的关系作业指标与财务指标的关系现在和将来都能赚钱现在和将来都能赚钱净利润净利润(NP)投资收益率投资收益率(
10、ROI)现金流量现金流量(CF)企业目标企业目标:财务目标财务目标:作业目标作业目标:有效产出有效产出(T)库存库存(I)营运费用营运费用(OE)制造周期制造周期-负效负效应应 NP=T-OE ROI=(T-OE)/I成本世界成本世界 vs 有效产出的世界有效产出的世界成本世界里降低运营费用是第一位的，增加有成本世界里降低运营费用是第一位的，增加有效产出也很重要，但企业对市场的影响有限，效产出也很重要，但企业对市场的影响有限，库存成为灰色区域，需要一定的库存保障销售，库存成为灰色区域，需要一定的库存保障销售，但太多的库存影响企业目标。但太多的库存影响企业目标。有效产出世界里，增加有效产出世界里
11、，增加T T是第一位的，最大限是第一位的，最大限度降低库存次之，降低度降低库存次之，降低OEOE放在最后，因为往往放在最后，因为往往会影响产能。会影响产能。TOC的五大核心步骤的五大核心步骤一、识别一、识别(IdentifyIdentify)系统约束系统约束二、开发二、开发(ExploitExploit)系统约束系统约束三、其它活动服从三、其它活动服从(SubordinateSubordinate)开发约束的需开发约束的需要要四、提高四、提高(ElevateElevate)约束产能，使其不再是约束约束产能，使其不再是约束五、回到五、回到(Go BackGo Back)步骤一，不要让人的惰性成步
12、骤一，不要让人的惰性成为系统约束为系统约束第一步：识别约束第一步：识别约束约束可能来自企业内部，也可能来自外部，优约束可能来自企业内部，也可能来自外部，优先处理内部约束先处理内部约束约束可能来自物料约束可能来自物料(Materials)(Materials)、能力、能力(Capacity)(Capacity)、市场、市场(Market)(Market)、政策、政策(Policy)(Policy)，公司固有的制度、员工的态度、习惯公司固有的制度、员工的态度、习惯多数情况（多数情况（80%80%）约束来自公司政策）约束来自公司政策第二步：开发约束第二步：开发约束使约束资源产能最大化使约束资源产能最
13、大化最大程度的利用时间最大程度的利用时间(取消午餐休息取消午餐休息,加班加班,安排熟练工人安排熟练工人)加大加工批量加大加工批量(节约准备时间节约准备时间)力争满负荷（约束资源前设置时间或库存缓冲）力争满负荷（约束资源前设置时间或库存缓冲）!瓶颈设备前设质量检验，减少无用功瓶颈设备前设质量检验，减少无用功阻止阻止MurphyMurphy对生产过程的影响对生产过程的影响!利用缓冲管理保证瓶颈的利用率利用缓冲管理保证瓶颈的利用率 利用装配和发货缓冲保证交货的及时性利用装配和发货缓冲保证交货的及时性.95708060807550120时间缓冲原料原料原料原料D2345781需求需求:每周每周50个个
14、装配缓冲发运缓冲第三步：服从第三步：服从这是比较困难的一个步骤，因为必须调整企业这是比较困难的一个步骤，因为必须调整企业政策，文化，考核指标，政策，文化，考核指标，非约束资源的安排服从于约束资源的需要非约束资源的安排服从于约束资源的需要利用率和效率不是非约束资源的考核指标利用率和效率不是非约束资源的考核指标正是这一点，使得正是这一点，使得TOCTOC不单单是一种制造理念，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销、采购、生产、财务等企业经营各方面的协调调其他的一切其他的一切 服从服从(同步同步
15、)于制约因素于制约因素9570806050120D8075时间缓冲原料原料原料原料D2378145根据到期日和时间缓冲根据到期日和时间缓冲下达生产下达生产50个的工作令个的工作令根据到期日下达生产根据到期日下达生产50个的工作令个的工作令需求需求:每周每周50个个第三步：服从（续）第三步：服从（续）第四步：提高约束产能第四步：提高约束产能如果经过第二、第三步后产能仍不满足，考虑如果经过第二、第三步后产能仍不满足，考虑增加产能，如增加设备、安排外协加工等增加产能，如增加设备、安排外协加工等一般人常将第二步与第四步等同起来，但在提一般人常将第二步与第四步等同起来，但在提高之前先开发是非常重要的高之
16、前先开发是非常重要的一般情况下第二、三步可以满足需求，不要轻一般情况下第二、三步可以满足需求，不要轻易增加投资易增加投资第五步：返回第一步第五步：返回第一步识别一个约束后，企业要调整一系列政策识别一个约束后，企业要调整一系列政策经过一轮循环后，可能产生新的瓶颈经过一轮循环后，可能产生新的瓶颈不要让人的惰性成为新的瓶颈不要让人的惰性成为新的瓶颈鼓-缓冲-绳子:(Drum-Buffer-Rope)9570805540120D8075鼓缓冲原料原料原料原料由由 鼓鼓 决定决定生产计划生产计划 由由 缓冲缓冲保证有效产出保证有效产出 由由 绳子绳子控制发料控制发料发运缓冲组装缓冲TOC的思维流程的思维
17、流程(Thinking Process)TPTP严格按照因果逻辑，来回答以下三个严格按照因果逻辑，来回答以下三个问题：问题：改进什么？（改进什么？（What to change?What to change?）改成什么样子？（改成什么样子？（What to change to?What to change to?）怎样使改进得以实现？（怎样使改进得以实现？（How to cause How to cause the change?the change?）TOCTOC与与MRPMRP、JITJIT运用准则比较运用准则比较 TOCTOC与与MRPMRP、JITJIT运用准则比较运用准则比较(续续)
18、先进计划和排产系统（先进计划和排产系统（Advanced Planning and Advanced Planning and Scheduling)-Scheduling)-应用先进的算法、逻辑，对应用先进的算法、逻辑，对有限的能力、资金、资源、预测、需求管理执有限的能力、资金、资源、预测、需求管理执行优化和模拟。该技术同时考虑约束的范围、行优化和模拟。该技术同时考虑约束的范围、商业规则，提供实时的计划和调度、决策支持、商业规则，提供实时的计划和调度、决策支持、订单和能力的承诺，对多目标进行评价。订单和能力的承诺，对多目标进行评价。APSAPS有有5 5个主要部分：需求计划，生产计划，生产排
19、产，个主要部分：需求计划，生产计划，生产排产，分销计划，运输管理等。分销计划，运输管理等。-APICS Dictionary -APICS Dictionary TOC与与APS的比较的比较APS范例范例 主需求计划主需求计划 先进计划调度先进计划调度 车间作业计划车间作业计划 制造计划制造计划 采购管理采购管理 车间任务管理车间任务管理 库存管理库存管理商商业业智智能能 销售订单管理销售订单管理 供应链关系供应链关系 制造数据制造数据订单承诺订单承诺MPSMRP目标函数目标函数性能评价性能评价约约束束条条件件目目标函数：函数：MaxProfit=MaxProfit=MinInventory=
20、MinInventory=MaxSource=MaxSource=MaxONTime=MaxONTime=约束函数：束函数：OrderA,A,B(A已已订货，BB预测）SourceSource S SDeliverTime=TDeliverTime=TInventory=IInventory=IWIP=WWIP=W APSAPS数学模型数学模型ni=1 P M P Mi ini=1 I M I Mi ini=1 S M S Mi ini=1 T M T Mi i对对APS的看法的看法APSAPS构造了一个理想的模型，试图在若干资源能力构造了一个理想的模型，试图在若干资源能力约束的条件下，求解多
21、目标的最优解。在现实世约束的条件下，求解多目标的最优解。在现实世界中由于变量太多，要求的数据也太多，其适用界中由于变量太多，要求的数据也太多，其适用性是不强的性是不强的由于算法太复杂、变量太多，因而采取基于内存由于算法太复杂、变量太多，因而采取基于内存的计算，需要庞大的计算机资源的计算，需要庞大的计算机资源大量的理论研究证明，大量的理论研究证明，N N个零件个零件M M台机床，其作业台机床，其作业排序的方案有（排序的方案有（N!N!）m m 之多，求最优解是不现实之多，求最优解是不现实的的相比之下，约束理论采取抓住主要矛盾，抓瓶颈相比之下，约束理论采取抓住主要矛盾，抓瓶颈资源，如果按优先规则排
22、序，寻求可行解的方法资源，如果按优先规则排序，寻求可行解的方法是可行的是可行的TOCTOC在生产管理中的运用在生产管理中的运用 运用运用TOCTOC转变生产经营观念转变生产经营观念 运用运用TOCTOC改善企业生产计划的执行与控制改善企业生产计划的执行与控制 建立建立TOCTOC的营销理念的营销理念 TOCTOC与与MRPMRP、JITJIT结合运用结合运用 OPTOPT软件工作原理软件工作原理对对DBR具体算法的看法具体算法的看法TOCTOC的原理是普遍适用的，它对的原理是普遍适用的，它对MRPII/ERPMRPII/ERP是一是一个很好的补充。个很好的补充。高德拉特创造的高德拉特创造的DB
23、RDBR算法是一个专利，至今尚算法是一个专利，至今尚未公开。但在多品种、小批量、复杂产品制未公开。但在多品种、小批量、复杂产品制造环境下，关键件，瓶颈资源的分布是非常造环境下，关键件，瓶颈资源的分布是非常复杂的。要想在瓶颈资源约束条件下，求解复杂的。要想在瓶颈资源约束条件下，求解物料需求计划是非常困难的物料需求计划是非常困难的DBRDBR用于主生产计划之后的屏瓶颈资源分析和用于主生产计划之后的屏瓶颈资源分析和车间作业计划是比较可行的车间作业计划是比较可行的TOCTOC与与MRPMRP、JITJIT结合运用结合运用 用用MRPMRP与与TOCTOC结合，可以考虑在企业级的生产结合，可以考虑在企业级的生产计划中运用计划中运用MRPMRP，在主生产计划之后，进行，在主生产计划之后，进行瓶颈资源分析，找出解决瓶颈资源的方法。瓶颈资源分析，找出解决瓶颈资源的方法。车间级的作业计划可由车间级的作业计划可由TOCTOC中的中的DBRDBR来完成来完成 TOCTOC与与JITJIT结合主要应考虑在结合主要应考虑在“瓶颈瓶颈”前环节设前环节设置合理缓冲，以置合理缓冲，以“瓶颈瓶颈”工序为工序为“看板看板”的的指命，向前序发出生产和配送指令指命，向前序发出生产和配送指令