第十二章约束理论与最优生产技术

生产与运作管理河南科技大学管理学院工商管理系王凤科fengkewang@第十二章

约束理论与最优生产技术章节内容了解最优生产技术的基本思想、方法与九项原则描述最优生产技术的实现步骤了解约束理论的产生与发展掌握约束理论的基本原理及约束理论的主要技术工具最优生产技术ￜ背景传统管理的误区：企业中每一环节的改善都有助于系统的改善；整个系统的改善等于各环节改善之和；结果：各环节同时要求更多的资源，实现局部最优化约束理论的观点：大多数环节的改善无助于整个系统的改善；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—约束；结论：从全局考虑，关注并改善约束资源最优生产技术ￜ背景最优生产技术ￜ产生时间——70年代末期人物——以色列的物理学家----EliGoldratt提出提高企业产出率理论依据：资源约束理论(TOC)最优生产技术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职能方面。最优生产技术ￜ产生最优生产技术ￜ目标OPT的主要贡献之一：财务指标作业指标财务指标：净利润：即一个企业赚多少钱的绝对量。净利润越高的企业，其效益越好。投资收益率：表示一定时期的收益与投资比。现金流量：表示短时间内收入和支出的钱。作业指标：产销率：即通过销售活动获取金钱的速率。库存：它是一切暂时不用的资源。运行费：它是生产系统将库存转化为产销量的过程中的一切花费现在和将来都能赚钱净利润(NP)投资收益率(ROI)现金流量(CF)企业目标:财务目标:作业目标:有效产出(T)库存(I)营运费用(OE)制造周期----负效应最优生产技术ￜ目标瓶颈（Bottlenecks）是OPT的最重要的概念。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生产系统的产出速度。其余的资源则为非瓶颈资源。最优生产技术ￜ基本思想瓶颈与与非瓶瓶颈的的之间间存在在着四四种基基本的的关系系，如如图12-1所所示。。它们们分别别是：：（a）（b）（c）（d）非瓶颈瓶颈非瓶颈瓶颈瓶颈非瓶颈装配中心

市场瓶颈非瓶颈图12-1最优生生产技技术ￜￜ基本思思想瓶颈工工序与与非瓶瓶颈工工序例：产产品P经过过A、、B两两道工工序加加工原材料料AB市市场15件件/周周20件/周25件/周瓶颈工工序：：指的的是实实际生生产能能力小小于或或等于于生产产负荷荷的资资源。。最优生生产技技术ￜￜ基本思思想产品装装配部件装装配部件装装配关键资资源网网络非关键键资源源网络络瓶颈工工序产品原材料料零件工艺路线最优生生产技技术ￜￜ基本思思想最优生生产技技术ￜￜ原则原则一一：主张平衡物物流，而不平衡衡能力力。所谓谓物流流平衡衡就是是使各各个工工序都都与瓶瓶颈机机床同同步。。原则二二：非瓶颈颈资源源的利用程程度不取决决于其其自身身潜力力，而而是由由系统统的约约束决决定的的。原则三三：资源的的“利利用””(Utilization)和“活活力””(Activation)不是同同义词词。前前者是是指资资源应应该利利用的的程度度，后后者是是指资资源可可以利利用的的程度度。原则四四：瓶颈上上一小小时的的损失失就是是整个系系统一小时时的损损失。。原则五五：非瓶颈颈资源源获得得的一一小时时毫无无意义义，因因为只只能增增加一一小时时的的闲置时时间。原则六六：瓶颈控制了库存存和产产销率率。原则七七：转运批批量可可以不不等于于（在在许多多时候候应该该不等等于））加工工批量量。最优生生产技技术ￜￜ原则原则八八：加工批批量应应是可可变的的，而而不是是固定定的。。原则九九：安排作作业计计划应应同时时兼顾顾所有有的约约束，，提前前期是是作业业计划划的结结果，，而不不应是是预定定值。。最优生生产技技术ￜￜ原则最优生生产技技术ￜￜDBR系统统OPT的生产产计划划与控控制系系统是是通过过DBR系系统，，即：：Drum——喻指企企业生生产的的节奏奏，““鼓””的目目标是是使产产出率率最大大。Buffer——“缓冲冲器”提供的的物料料比预预定的的时间间提早早一段段时间间到达达，对对瓶颈颈进行行保护护，使使其能能力得得到充充分利利用。。Rope——用一根根看不不见的的“绳绳索””把瓶瓶颈与与其上上游工工序串串联起起来，，控制制企业业进入入非瓶瓶颈的的物料料，使使库存存最小小9570806050120D8075时间缓冲原料原料D2378145根据到达日期和时间缓冲下达生产50个的工作令根据到达日期下达生产50个的工作令需求:每周50个最优生生产技技术ￜￜDBR系统统9570805540120D8075鼓缓冲原料原料由鼓决定生产计划

由缓冲保证有效产出

由绳子控制发料发运缓冲组装缓冲利用缓缓冲管管理保保证瓶瓶颈的的利用用率……利用装装配和和发货货缓冲冲保证证交货货的及及时性性。最优生生产技技术ￜￜDBR系统统识别瓶瓶颈。当需求求超过过能力力时，，排队队最长长的机机器就就是瓶瓶颈。。在瓶瓶颈上上要采采取扩扩大批批量的的办法法来提提高其其利用用率。。瓶颈颈控制制着企企业的的生产产节奏奏———““鼓点点”。。基于瓶瓶颈约约束，，建立立产品品出产产计划划。一般按按有限限能力力，用用顺排法法对关键键资源源排序序，使使排产产计划划切实实可行行；按按无限限能力力，用用倒排法法对非关关键资资源排排序，，使之之与关关键资资源上上的工工序同同步。。倒排排时，，采用用的提提前期期可以以随批批量变变化，，批量量也可可按情情况分分解。。通过过“缓缓冲器器”的的管理理与控控制，，对瓶瓶颈进进行保保护。。通过““绳索索”控控制进进入非非瓶颈颈的物物料，，使库库存最最小。“绳索索”把把瓶颈颈与其其上游游工序序串联联起来来，起起一种种传递递作用用，驱驱动系系统的的所有有部分分按““鼓””的节节奏进进行生生产。。最优生生产技技术ￜￜDBR实施施步骤骤约束理理论ￜￜ概念简单来来讲，，约束束理论论就是是关于于进行行改进进和如如何最最好地地实施施这些些改进进的一一套管管理理理念和和管理理原则则，可可以帮帮助企企业识识别出出在实实现目目标的的过程程中存存在着着哪些些制约约因素素，TOC理论论称之之为"约束束"，，并进进一步步指出出如何何实施施必要要的改改进来来消除除这些些约束束，从从而更更有效效地实实现企企业目目标。。人们们从不不同角角度诠诠释TOC理论论，总总结起起来有有如下下三种种看法法：TOC理论论即一一套解解决约约束的的流程程，用用来逻逻辑地地、系系统地地回答答以下下三个个问题题：改进什什么？？（Whattochange?）、、改成什什么样样子？？（Whattochangeto?））怎样使使改进进得以以实现现？（（Howtocausethechange?）TOC理论论即一一套日日常管管理工工具。。可用用来大大大提提高管管理效效能，，例如如：如如何有有效沟沟通等等。TOC理论论即应应用到到具体体领域域的具具有创创新性性的实实证方方案。。这些些领域域涉及及生产产、分分销、、营销销和销销售、、项目目管理理和企企业方方向的的设定定等等等。这这个定定义主主要着着眼于于TOC理理论的的应用用研究究。约束理论ￜￜ概念具体地来讲讲，可以从从五个层次次结构来分分析TOC理论：理论核心层层：包括TOC理论论关于企业业的目标、、衡量标准准、“约束束”概念、、管理原则则等定义。。管理技术层层：TOC不仅将其其早期发展展阶段中的的生产与控控制系统继继承下来，，应用于生生产制造环环境，而且且发展形成成了一套思思维流程（（ThinkingProcess，简称TP）基础工具层层：TOC注重日常常管理的顺顺利开展，，视其为成成功消除““约束”的的前提条件件和基础工工作。应用实践层层：TOC理论自出出现以来，，在很多企企业中得到到实际应用用，其中不不乏福特公公司等名列列全球500强的企企业。支撑环境层层：以TOC理论为为管理思想想内涵的管管理软件已已经在西方方国家得到到较广泛的的应用。约束理论ￜￜ层次结构如果没有约约束，系统统的产出将将是无限的的。现实当当中任何系系统都不能能无限地产产出，所以以，任何系系统都存在在着一个或或者多个约约束。约束束具有两方方面的特征征：“约束”受受内部和外外部的约束束。一般来来说，约束束可以是三三种类型：：资源（Resources）、市场场（Markets）和法规规（Policies）。约束因素的的权重关系系。TOC的管理思思想是首先先抓“重中中之重”，，使最严重重的制约因因素凸现出出来，从而而从技术上上消除了““避重就轻轻”、“一一刀切”等等平均主义义方式的发发生可能。。约束理论ￜￜ“约束”的特特征TOC理论论最终就是是要寻求顾顾客需求与与企业能力力的最佳配配合，对约约束环节进进行有效的的控制，其其余的环节节相继地与与这一环节节同步。一种管理思思想总是需需要相应的的管理技术术的支持。。思维流程程(ThinkingProcess，即TP)是TOC主要要的工作方方法之一，，思维流程程有以下主主要的技术术工具：现实树（RT）：现现实树是用用来帮助人人们认清企企业现实存存在状况的的工具，分分为当前现现实树（CRT）和和未来现实实树（FRT）。消雾法（EC）：消消雾法用来来以双赢的的方式解决决企业中的的冲突。约束理论ￜￜ思维流程分分析法负效应枝条条（NEB）：当做完CRT、EC、FRT的一系列列工作以后后，就要找找一些与改改进后果相相关程度最最大的人来来参与，以以保证改进进的成功实实施。必备树（PT）：用来显示克克服障碍路路径的逻辑辑图就称为为“必备树树”。必转变树（（TransitionTree））：TOC思想想的应用成成功需要集集思广益，，找到配合合实施最初初“注入””的其他““注入”。。把所有这这些实现成成功实施所所需的活动动集中在一一起，并给给出它们之之间的关系系，弄清楚楚活动的先先后顺序应应该怎样，，也就是““转变树””。约束理论ￜￜ思维流程分分析法企业内部存存在着人员员流、资金金流、信息息流、物流流。在实际际中，常常常会出现各各种问题，，如机器损损坏、原料料不足、半半成品和产产成品因质质量问题而而返工等等等。我们如如何在这些些纷乱的头头绪中找出出干扰企业业的约束瓶瓶颈呢？解解决的手段段之一就是是从“物流流”着手。。通过对企企业中“物物流”的分分类，我们们可以根据据不同类型型“物流””的特点，，认识他们们各自的薄薄弱点，或或“瓶颈””所在，从从而有针对对地进行计计划与控制制。约束理论ￜￜ物流分析法法约束理论ￜￜ物流分析法法一般将从原原材料到成成品这一““产品物流流”分为：：“V”、、“A”和和“T”三三种类型。。典型的“V型物流””企业如炼炼油厂、钢钢铁厂等。。其特点有有：最终产品的的种类较原原材料的种种类多得多多；所有的最终终产品，其其基本的加加工过程相相同；企业一般是是资金密集集型且高度度专业化的的。约束理论ￜￜ物流分析法法对于“A””型企业，，如造船厂厂、大型机机械装配厂厂。其特点点是：由许多制成成的零部件件装配成相相对较少数数目的成品品，原材料料种类比零零部件种类类多；一些零部件件对特殊的的成品来说说是唯一的的；对某一成品品来说，其其零部件的的加工过程程往往是不不相同的；；约束理论ￜￜ物流分析法法而对于“T”型企业业，如制锁锁厂，汽车车制造厂等等。其特点点主要包括括：由一些共同同的零部件件装配成相相对数目较较多的成