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1、-1-Theory of Constraints(TOC)约束理论约束理论-2-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 实例分析内容内容-3-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
2、目标目标。TOC 概述概述TOC 是用来增加产销率产销率，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。-4-约束：企业实现目标的过程中的制约因素约束：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：识别约束，改进并消除约束识别和消除识别和消除“约束约束”管理理念和管理原管理理念和管理原则则-5-qTOC认为，任何系统至少存在着一个约束约束，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
3、不是其最强的一环。q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，我们必须从最弱的一环，也就是从瓶颈从瓶颈(或约或约束束)的一环下手，才可得到显著的改善的一环下手，才可得到显著的改善。q如果这个约束决定一个企业或组织达成目标的速率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。“约束约束”管理理念的理解管理理念的理解-6-q 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。q
4、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 的的“约束约束”-7-TOC的组成结构图的组成结构图约束理论日常管理工具“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 。-8-q约束理论根植于约束理论根植于OPT原指最优生产时刻表：Optimized Production Timetables后指最优生产技术：Optimized Production Te
5、chnologyqOPT是Goldratt博士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）成熟起来。q1986年Goldratt博士和他人共同创立Goldratt研究机构研究机构，演进和发展出现今TOC。q第一本有关TOC的著作于1984年出版，书名为“目标目标”(The Goal)。TOC 的形成历史和发展现状的形成历史和发展现状-9-qEliyahu M.Goldratt,以色列物理学家、企管顾问q以小说形式著目标，以逻
6、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q 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q 独树一帜独树一帜：为了改进生产流程，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，或者是利用其他系统来绕过这个麻烦的环节。Goldratt 其人及其人及Goldratt研究机构研究机构-10-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（T
7、P）TOC的简要形成过程的简要形成过程-11-基于产销率的经营战略生产采购销售设计市场财务营销战略决策人事管理质量管理物流库存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基于产销率的经营战略：Throughput based Operating Strategy,TOS.-12-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
8、。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的主要概念瓶颈和非瓶颈-13-瓶颈和非瓶颈瓶颈和非瓶颈(例子例子)某产品某产品P的生产流程的生产流程-14-29瓶颈和非瓶颈瓶颈和非瓶颈(例子例子)-15-瓶颈和非瓶颈理解瓶颈和非瓶颈理解q 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。q 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
9、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。q 瓶颈资源是动态转移的，这就给管理者的惰性敲了警钟。q 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。-16-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瓶颈资源和非瓶颈资源的关系-17-OPT生产计划与控制生产计划与控制qTOC认为，一个企业的计划与控制的目标就是为了寻求顾客需求与企业能力的最佳配合。qMRPII计划模式是建立
10、在固定的批量、固定提前期和能力平衡的基础上。q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。qOPT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。-18-1.要追求物流平衡，而不是生产能力平衡要追求物流平衡，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需求，必然有一部
11、分要积压。OPT的九条原则的九条原则-19-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。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(瓶瓶颈资源）来决定颈资源）来决定OPT的九条原则的九条原则-20-3.资源的利用（资源的利用（utilization)
12、与活力与活力(activation)不是一码事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，最大程度可做的工作（能够做的，即“活力”）。追求非瓶颈资源利用率追求非瓶颈资源利用率100，只会增加在制品库存，而整个系，只会增加在制品库存，而整个系统的利用率并非统的利用率并非100。利用利用注重的是有效性，而注重的是有效性，而活力活力注重的则是能行性，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的九条原则的九条原则-21-4.瓶颈损失瓶颈损失
13、1小时相当于整个系统损失小时相当于整个系统损失1小时小时瓶颈必需保持被充分瓶颈必需保持被充分“利用利用”，尽量增大其产出。，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100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的九条原则的九条原则-22-5.非瓶颈上节约非瓶颈上节约1小时无实际意义小时无实际意义 非瓶颈资源上除了生产时间（加工时间和调整准
14、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的九条原则的九条原则-23-6.瓶颈制约（控制）了系统的产销率和库存瓶颈制约（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颈所控制的。如果市场需求就成了瓶颈，即使企业能
15、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瓶颈也就相应地控制了库存。OPT的九条原则的九条原则-24-7.转运批量可以不等于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
16、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。OPT的九条原则的九条原则-25-OPT采用了一种独特的动态批量系统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，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
17、上的加瓶颈上的加工批量必须大工批量必须大。但另一方面，在制品库存不应因此增加，所以转运转运批量应该小批量应该小，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的九条原则的九条原则-26-8.批量不是固定的，应该随时间而变化批量不是固定的，应该随时间而变化 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
18、。OPT的九条原则的九条原则-27-9.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。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
19、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。产生的结果。OPT的九条原则的九条原则-28-q 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。q制定计划后的落实、工作绩效
20、的考评。（传统的成本会计的考核体系，其考核一般是通过设备和操作工人的利用率及生产成本，而不是通过整个系统的有整个系统的有效性效性来进行的，它着重于局部的优化局部的优化，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，最终必然导致高库存和浪费。）q 力求从全局的观点来进行考核（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有效的产品量来考核。按OPT观点，成本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。）q 需要大量的数据支持；同时需要领导的支持、观念的转变实施实施OPT的要求及条件
21、的要求及条件-29-q OPT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。OPT对于瓶颈资源和近似于瓶颈的资源的数据要求精确。q 需对员工进行培训，使他们能在不同的生产岗位上及时发现问题，跟踪问题，最终用OPT方法来解决问题。实施实施OPT的要求及条件的要求及条件-30-平衡各工序的生产能力，试图使生产能力与市场需求相匹配工序生产能力的平衡只有物料在各工作站的加工时间为常数或波动很小的情况下才有可能出现。当上游工作站的加工时间延长时，下游工作站就会出现空闲时间。反之，上游工作站之间就会产生库存。消除波动的办法要么是增加在制品
22、，或者是增加下游的工序能力（通过多生产）来补偿上游工序加工时间的拖延。前者不是一个好的选择，后者即为平衡物流。应该平衡的是物流而不是生产能力错误 观念正确 观念TOC同步制造观念生产能力不平衡问题生产能力不平衡问题非独立事件（dependent events）指的是某过程中有依赖关系的工序。如果一个加工过程是从工序A向工序B，再向工序C，最后向工序D流动，则A为独立事件，B、C和D为非独立事件统计波动指的是围绕均值的正常变动，当统计波动发生在相互依赖的没有库存的工序之间时，就会丧失获得平均产出的机会。当某道工序的出现的某些零部件的加工时间比平均加工时间长时，其下道工序就不能弥补上道工序丧失的时
23、间。生产能力不平衡问题生产能力不平衡问题假设要加工5件产品，加工顺序是从工序A到工序B，工序A，B之间无库存，工序A的平均加工时间为10小时，标准差为2小时，加工时间有95.5%的概率落在6小时与14小时之间（102）；工序B的加工时间为常数，即10小时（工序A、B的加工时间分布见图所示）工序A工序B 6 8 10 12 14 6 8 10 12 14 生产能力不平衡问题生产能力不平衡问题产品号 开始时间 加工时间 完工时间12345014263644141210861426364450产品号 开始时间 加工时间 完工时间12345142636465610101010102436465666平
24、均加工时间=10小时平均加工时间=10小时加工顺序从工序A到工序B。工序 A的平均加工时间为10小时，标准差为2小时，工序B的加工时间为常数，即10小时。从工序A到工序B的加工与完工时间生产能力不平衡问题生产能力不平衡问题工序A工序B 6 8 10 12 14 6 8 10 12 14 生产能力不平衡问题生产能力不平衡问题产品号 开始时间 加工时间 完工时间1234501020304010101010101020304050产品号 开始时间 加工时间 完工时间123451020304052681012141628405266平均加工时间=10小时平均加工时间=10小时加工顺序、工序A的操作时间
25、颠倒从工序B到工序A的加工与完工时间生产能力不平衡问题生产能力不平衡问题-36-说明所有的制造过程均可简化为4种制造基本类型初始形成A)瓶颈供给非瓶颈B)非瓶颈供给瓶颈C)瓶颈与非瓶颈的产品装配成成品D)瓶颈与非瓶颈独立向市场提供产品XY 市场Y X市场XY最终装配市场X 市场Y 市场X是瓶颈，Y是非瓶颈XABCD市场YABCD X 市场YABCDYX最终装配市场X 市场ABCD 市场Y制造的基本类型制造的基本类型-37-例：资源X和资源Y都是生产多种产品的工作中心，每个工作中心每个月都有200个小时可以利用，为简化起见，假设我们只生产一种产品，并且根据条件不同分为4种情况。X加工每单位产品要
26、用1小时，市场每月对该产品的需求为200单位，Y加工每单位产品要用45分钟，(如果Y是独立需求的话，市场每月对该产品的需求也为200单位)。如何对瓶颈资源与非瓶颈资源加以管理？控制方法控制方法-38-A)XY市场200单位产品（200小时）200单位产品（150小时）X利用率为200/200=100%Y利用率为150/200=75%B)YX市场在制品Y只能利用75%的可用时间，否则就会出现在制品控制方法控制方法-39-C)XY市场D)YX市场Y只能利用75%的可用时间否则就会积累零部件装配市场成品Y只能利用75%的可用时间否则就产生完工产品库存结论：用资源利用率作为衡量绩效的指标会诱导非瓶颈资
27、源结论：用资源利用率作为衡量绩效的指标会诱导非瓶颈资源生产多余的库存生产多余的库存控制方法控制方法-40-（1）生产准备时间（2）加工时间（3）排队时间：等待机器的时间（4）等待时间：等待别的零件配套的时间（5）空闲时间计划人员通常被要求去减少生产准备时间，而把生产批量增计划人员通常被要求去减少生产准备时间，而把生产批量增加。实际上批量增加，往往会增加排队时间、等待时间和在加。实际上批量增加，往往会增加排队时间、等待时间和在制品库存。制品库存。生产周期的时间构成生产周期的时间构成-41-两种方法：两种方法：（1）列工序负荷比较表（2）运用有关工厂的专门知识，考察系统的运行，并与管理人员和工人交
28、谈。工序负荷比较法：工序负荷比较法：例如产品沿着M1流到M5，工序负荷比较的初步计算M1生产能力的130%M2生产能力的120%M3生产能力的105%M4生产能力的95%M5生产能力的85%M1,M2,M3任务过重，计划超过实际生产能力。可能在某个方面出现了错误，如物料单有误，工艺路线记录有误等。寻找瓶颈寻找瓶颈-42-nM1生产能力的110%nM2生产能力的115%nM3生产能力的105%nM4生产能力的90%nM5生产能力的85%改正错误，修正后的工序负荷表：M1,M2,M3能力还是不够，M2最严重，则M2为瓶颈。寻找瓶颈寻找瓶颈-43-瓶颈资源节约1小时相当于整个生产系统生产时间增加了1
29、小时非瓶颈资源节约1小时没有意义，只是使空闲时间增加了1小时因为非瓶颈资源有超出系统现有产销率的生产能力，所以它已经包含空闲时间。对其采取节省时间的任何措施都不能增加系统的产销率，只能增加其空闲时间。节省瓶颈资源可用的方法：使用更好的工具 更优秀的工人 加大生产批量 减少生产准备时间等节省时间节省时间-44-利用率70%Y2Y3利用80%Y1零件B零件AY1,Y2,Y3都是非瓶颈资源Y1:零件A：批量=500件，生产准备时间=200分，加工时间=1分钟/件 零件B：批量=200件，生产准备时间=150分，加工时间=2分钟/件Y2：利用率70；Y3：利用率80试图增加Y1生产A的生产批量到150
30、0以减少生产准备时间400分，但生产一次要1700分钟，此时Y2,Y3只好停工待料。可能会超过原来的空闲时间（30，20），使系统不能生产原来的产量。Y2，Y3成为瓶颈。加大非瓶颈资源的生产批量可能会使非瓶颈资源转化为瓶颈。例：避免非瓶颈转化为瓶颈避免非瓶颈转化为瓶颈-45-（1）识别企业的真正约束（瓶颈）所在是控制物流的关键）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及其组合，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及工时定额，计算出各类机床的任务工时，将任务工时与能力工时比较，负荷
31、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）基于瓶颈约束，建立产品出产计划产品出产计划（Master Schedule）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行生产安排、在瓶颈上扩大批量、设置缓冲器。（3）缓冲器缓冲器的管理，以防止随机波动，使瓶颈不致于出现等待任务的情况。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）对企业物流进行平衡，使得进入非瓶颈的物料应被瓶颈的产出
32、率所控制）对企业物流进行平衡，使得进入非瓶颈的物料应被瓶颈的产出率所控制（即（即绳子绳子）。）。一般按无限能力，用倒排方法对非瓶颈资源安排作业计划，使之与关键资源上的工序同步。实施计划与控制步骤实施计划与控制步骤-46-运用TOC哲理分析生产计划与控制的方法是一种称之为“鼓鼓-缓冲器缓冲器-绳绳”(Drum-Buffer-Rope，简称，简称DBR)的系统的系统。DBRDBR系统实施计划与控制的主要步骤：系统实施计划与控制的主要步骤：(1)识别企业的真正约束（瓶颈).(2)基于瓶颈约束来建立生产计划(Drum鼓的节拍).(3)对Buffer“缓冲”的管理(4)非瓶颈的物料的投入受到瓶颈的产出率
33、的控制，即Rope“绳子”所控制.鼓、缓冲、绳子系统（鼓、缓冲、绳子系统（Drum-Buffer-RopeDrum-Buffer-Rope，DBR)DBR)-47-DBRDBR系统系统-48-q“鼓”是一个企业运行OPT的开端，即识别一个企业的瓶颈所在。q每个生产系统都需要控制点来控制系统中的产品流动控制点来控制系统中的产品流动。系统中的瓶颈就是最好的控制点。q控制点就是“鼓”，控制着企业同步生产的节奏企业同步生产的节奏-“鼓点”。q安排作业计划时，应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，得到交付时间。q为使交付时间与交付期限相符，
34、靠的是权衡在瓶颈资源上的批量规模。增加瓶颈资源上的加工批量，可以减少调整准备时间，使瓶颈的有效能力增强。但会减少系统的柔性，增加库存和提前期。q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。鼓鼓(Drum)-49-有两件与瓶颈有关的事要做：1)在瓶颈前设缓冲库存(buffer)确保瓶颈连续工作，因为瓶颈的产出决定了系统的产出2)把瓶颈上已加工的信息传递给上游作业，以便按需生产，才能避免库存增加或缺件。这种信息称为绳子（rope)鼓鼓(Drum)-50-q 一般来说，“缓冲器”分为“时间缓冲时间缓冲”和“库存缓冲库
35、存缓冲”。“时间缓冲”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。“库存缓冲”就是保险在制品，其位置、数量的确定原则同“时间缓冲”。q 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。（3）根据OPT的原理，瓶颈上的加工批量是最大的，而瓶颈的上游工序则是小批量多批次的。（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。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。缓冲器缓冲器(Buffer)-51-q“绳子”，为使库存最少，同时又
36、保证瓶颈资源的生产需求。q“绳子”起的是传递作用，以驱动系统的所有部分按“鼓”的节奏进行生产。在DBR的实施中，“绳子”是由一个涉及原材料投料到各车间的详细的作业计划来实现的。q“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”思想相同q 绳子是瓶颈对其上游机器发出生产指令的媒介绳子绳子(Rope)-52-产品从加工中心A流到G。加工中心D是一个瓶颈ABCDEFG市场库存 缓冲器瓶颈（鼓）一个瓶颈的线性流程一个瓶颈的线性流程-53-产品从加工中心A流到H。加工中心E是次瓶颈资源ABCDEFGH市场缓冲FG成品缓冲库存如果鼓不是瓶颈，而是次瓶颈可设置两个缓冲，前者
37、保护系统的产销率，后者增加或减少鼓点以保证满足市场需求一个瓶颈的线性流程一个瓶颈的线性流程-54-OPT软件信息流程图软件信息流程图-55-（l）构造制造企业的模型）构造制造企业的模型，这是由BUILDNET模块模块来完成的。首先，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产品结构文件和加工路线文件两部分内容件两部分内容，在OPT中这两部分信息是通过网络结合在一起，构成一个文件。资源描述：对企业现有各种资源描述，包括机器、工人、空间等及其关系、替代资源、允许加工时间、资
38、源数量等。OPT具有完整的生产模拟功能，允许定义每个工序的库存水平、最大库存限制、最小批量、辅助设备、计划延迟时间等。订货量、交货期也要输入“产品网络”。BUILDNET将产品网络和资源描述的信息结合起来，生产一个工程网络。软件运行的主要步骤软件运行的主要步骤-56-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。OPT产品网络产品网络-57-（2 2）识别瓶颈）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。
39、这是由SERVE模 块来完成的。通过运行工程网络以及采取类似MRP的倒排方法来实现，并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系统生成方式产生的数据相类似。软件运行的主要步骤软件运行的主要步骤-58-瓶颈：机器3资源负荷率资源负荷率-59-（3）生产计划的生成）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部分：主网络（关键资源网络）和服务网络（非关键资源网络），主网络部分由瓶颈作业和其下游作业瓶颈作业和其下游作业（包括顾客需求在内）构成，如图所示，其余的部分为服务网络。对于
40、主网络，通过BRAIN模块采用有限能力顺排的方法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，其关键算法仍是保密的。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，则再通过SERVE模块采用无限能力倒排的方法编制作业计划（不是从订单上的完工期开始倒排，而是按照BRAIN模块确定的完工期进行倒排）。生产计划的生成生产计划的生成-60-关键资源网络、非关键资源网络关键资源网络、非关键资源网络-61-（4）计划的保护）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“
41、缓冲器”：一是在瓶颈资源前，二是在非瓶颈资源与来自瓶颈资源加工路线的交叉点上，保证瓶颈能力100%利用时间和系统的产出。计划中，工件在这些位置应安排提前到达，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。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。计划的保护计划的保护-62-对于一条装配线来说，其批量到底为多大呢？q 一种观点认为“1”，着眼于零部件一次传送一个q 另一种观点认为无穷大，着眼于加工过程q 从资源的观点来看，加工批量是无穷大的，因为这些资源总是不断地加工同种产品，这样
42、，对于装配线而言，加工批量为无穷大，转运批量为1。批量大小批量大小-63-加工批量加工批量是在一个特定长度的时间内被加工的零件个数，从资源的角度来看，加工批量涉及两个时间：生产准备时间和加工时间。如果加工批量越大，相对于单位产品的生产准备时间就越少，因此，加工时间越多，产出也越大。对于瓶颈资源而言，大的加工批量是可取的；而对于非瓶颈资源来说，小的加工批量是可取的，因为这样可以减少在制品库存转运批量转运批量是加工批量在工序间一同传送的部分。转运批量可能等于加工批量，但一般不可能大于加工批量。批量大小批量大小-64-作业1作业2作业31.0分/件 0.1分/件 1.0分/件加工时间加工批量=100
43、0件转运批量=1000件作业加工批量转运批量1100010002100010003100010001000分100分1000分提前期2100分批量与生产提前期批量与生产提前期作业1作业2作业3-65-改变加工批量和转运批量对生产提前期的影响：批量减小，提前期缩短作业1作业2作业31.0分/件 0.1分/件 1.0分/件1000分1000分3001010001310分加工批量=大小不等转运批量=100件作业加工批量转运批量110001002300，300，200，20010031000100提前期30分钟20分钟批量与生产提前期批量与生产提前期-66-q 加工批量和运转批量可以通过比较过去的生产
44、记录与交货期来加以改变q 转运批量越小，在制品库存越低，产品流动越快（相应地，提前期越短），但是物料搬运次数也越多。q转运批量越大，提前期越长，库存越高，但是物料搬运减少。由此可见，转运批量是由生产提前期，库存以及物料搬运成本共同决定的。q 对于瓶颈而言，加大加工批量就可以减少生产准备时间，增加产销率加工批量和转运批量加工批量和转运批量-67-qOPT(TOC)生产中，除了瓶颈，整个系统都有剩余的生产能力，如果瓶颈上游生产不合格品，损失的只是原材料。q由于瓶颈没有剩余能力，因此送给瓶颈的工件要进行质量控制，以确保瓶颈只对合格品加工。q另外，还要保证经过瓶颈的工件不被废弃，否则会使系统的产销率受
45、损。质量的重要性质量的重要性-68-传统的观点认为，库存对企业绩效是它会产生存储成本。现在我们认识到批量增大不仅带来在制品库存还会延长生产提前期。Goldratt等提出将库存视为制造单元的一项负债。如果将持有的库存视为制造单元的一项负债，那么需要一种计算负债持有时间的办法。美元日就是一种计算方法：计算一定范围内的库存及其停留时间的一个指标，表明库存处于什么水平。美元日 部门内的库存价值停留天数应用到制造方面：表明有大量的库存和较长的提前期。如何看待库存如何看待库存-69-企业目标：企业目标：TOC首先有一个假定：企业最终目标使现在和将来赚取更多的利润。要实现该目标，TOC理论强调以下三条途径：
46、n 增加产销率（Throughput，T）n 减少库存（Inventory，I）n 减少运作费用（Operating Expenses，OE）TOC基本概念指标体系基本概念指标体系-70-绩效评价绩效评价财务评价体系财务评价体系运作评价体系运作评价体系-71-通常的财务指标：用以下三个指标来评价公司的赚钱能力：通常的财务指标：用以下三个指标来评价公司的赚钱能力：q 净利润（Net Profit，NP）公司赚钱多少的绝对量q 投资收益率（Return On Investment，ROI）对投资效果的相对评价q 现金流量（Cash Flow，CF）对企业生存状况的评价财务评价财务评价-72-产销率
47、产销率可以明确定义为单位时间内生产出来并销售出去的产品量，它是企业获得金钱的速率。产成品库存不是产销率，而是库存。产销率必须实际发生销售，这样定义才能防止企业在产品可能销售不出去的错觉中持续生产。通常用以下三个指标来评价公司的赚钱能力：q 产销率（Throughput，T）q 库存（Inventory，I），一切暂时不用的资源，包括原材料、在制品和成品库存，以及扣除折旧后的固定资产。q 运作费用（Operating Expenses，OE），是生产系统将库存转化为产销量过程中的一切花费，包括所有的直接费用和间接费用。运作评价运作评价-73-公司的运作目标是在降低库存和运作费用的同时提高产销率公
48、司的运作目标是在降低库存和运作费用的同时提高产销率产销率库存运作费用TIOE作业目标作业目标-74-作业指标与财务指标的关系作业指标与财务指标的关系-75-企业目标财务目标作业指标现在和将来都能赚钱投资收益率（ROI）现金流量（CF）净利润（NP）产销率（T）库存（I）运行费（OE）制造周期作业指标与财务指标的关系作业指标与财务指标的关系I降低到一定程度，作用变弱-76-生产率生产率 是根据单位工时的产出量来衡量的，但是这个指标不能确保公司能赚钱（例如，高效地生产卖不出去的产品，最后只能作为库存而积压），在判别生产率是否提高的时候，还要考虑以下问题：该行为是否提高了产销率？是否降低了库存？是否
49、减少了运作费用？生产率与产销率生产率与产销率-77-第一步第一步 找出系统中存在哪些约束找出系统中存在哪些约束企业要增加有效产出的话，一般会在以下方面想办法：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有效产出的各种政策规定。TOC五大核心步骤五大核心步骤-78-第二步，最大限度利用瓶颈，即提高瓶颈利用率。第二步，最大限度利用瓶颈，即提高瓶颈利用率。当我们要突
50、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：1.设置时间缓冲。多用于单件小批生产类型。2.设置在制品缓冲。多用于成批生产类型。3.在瓶颈设备前设置质检环节。4.统计瓶颈设备产出的废品率。5.找出出废品的原因并根除之。6.对返修或返工的方法进行研究改进。TOC五大核心步骤五大核心步骤-79-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。施。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。TOC五大核心步骤五大核心步骤-80-第四步，打破瓶颈，