基于约束理论的草籽娃娃案例分析报告

基于约束理论的草籽娃娃案例分析

摘要：本文在约束理论(TOC)的基础上，对草籽娃娃制造流程进行分析，找出瓶颈工序，计算出当前条件下的产量，并寻找可行的改进措施以消除瓶颈，实现生产能力的提升，达到生产线的相对平衡。

关键词：约束理论瓶颈工序相对平衡

1引言

生产过程的相对平衡是指生产系统处于一定的能力等级时，其各个环节恰好均能满足当前生产运营的需要。目的是消除作业间不平衡的效率损失以及生产过剩。它是大多数企业都想达到的目标，不仅能够提高各部门的工作效率，加速产品流转，降低库存，提高企业应变能力，而且利于实现柔性生产。生产线平衡是一门很大的学问，直接关系到生产线的正常使用。如何在资金和人力资源不足的情况下，提高资源投入的准确性和及时性，减少资源浪费，逐步实现企业生产规模有步骤的扩大成为了企业发展过程中最为关键的问题。

2案例简述

草籽娃娃通过一个混合批量流水生产过程加工出来。6 个填充机操作员同时工作，把锯末和草籽装进尼龙装子里，这样就制成了基本的球体。操作员把球形体放入塑料的装载盒里，每盒可装 25 只。在另一个批量作业地，一个操作工人把带有塑料外衣的电线在一个简单的模具上缠绕一下就制成了草籽娃娃的眼镜。接下来的作业过程是一个由人工组成的流水线。三个塑形工把球形体从装载盒拿出来，通过加工使球形体看起来更象人头，这包括为它们塑造出鼻子和耳朵，并把两只塑料的小眼睛用胶水粘在镜框里。经过塑形和组装的草籽娃娃都转交给一个工人，他负责用织物染料给它画上一个红红的嘴巴，画完后把它们放在一个晾架上，经过 5 个小时的晾干以后，两个包装工人把草籽娃娃放进盒子，然后再把它们装入便于运输的箱子里。草籽娃娃估计的时间如下：填充——1.5 分钟；塑形——0.8 分钟；制作眼睛—0.4 分钟；构造眼镜——0.2 分钟；涂染——0.25 分钟；包装——0.33 分钟。除去不可避免的拖延和休息时间，本得出他可以对一个 8 小时班次按 7 小时计算实际工作时间。

3相关理论

3.1约束理论

20 世纪 80 年代，Goldratt 博士提出的约束理论(Theory of Constraints,TOC)掀起了学界对瓶颈管理研究的热潮，与此同时，瓶颈管理作为车间排产、生产控制的

中心越来越为生产管理者接受和重视。TOC 指出,任何一个由多个相关环节构成的系统,

其中产出率最低的环节决定了整个系统的产出水平,该环节就是系统的“瓶颈”。瓶颈

管理主要考虑 2 个方面:(1)生产系统中瓶颈工序的损失意味着整个系统的损失,因此,

准确地识别瓶颈,最大限度地利用瓶颈资源成了瓶颈管理的首要容；（2）瓶颈环节

会随着系统的变化产生转移,瓶颈的这种动态性使得原本根据瓶颈资源所做的排产受到

或大或小的影响,大大增加了生产管理的难度。

TOC管理的实施步骤可以概括为：（1）构建生产流程图；（2）定义绩效指标和

确定瓶颈指标；（3）确认产出目标和识别瓶颈；（4）明确如何最大限度地使用瓶颈

资源；（5）调动系统中的其他资源配合上述决策；（6）采取必要的措施改善瓶颈；

（7）在消除了瓶颈之后，如果系统已经平衡了就此结束，否则返回第3步，继续识

别系统中的瓶颈。

3.2瓶颈工序

3.2.1瓶颈的概念

通常把一个流程中生产节拍最慢的环节叫做“瓶颈”。流程中存在的瓶颈不仅

限制了一个流程的产出速度，而且影响了其它环节生产能力的发挥。更广义地讲，

所谓瓶颈是指整个流程中制约产出的各种因素。例如，在有些情况下，可能利用的

人力不足、原材料不能及时到位、某环节设备发生故障、信息流阻滞等，都有可能

成为瓶颈。正如“瓶颈”的字面含义，一个瓶子瓶口大小决定着液体从中流出的速度，生产运作流程中的瓶颈则制约着整个流程的产出速度。瓶颈还有可能“漂移”

，取决于在特定时间段生产的产品或使用的人力和设备。因此在流程设计中和日

后的日常生产运作中都需要引起足够的重视。

3.2.2识别瓶颈

TOC 的主要处理逻辑就在于找出“瓶颈”因素，使非瓶颈资源的利用从属于瓶颈资源，充分发挥“瓶颈”工序的生产能力，以保证物流的顺畅，将在制品积压减少到最

低程度。

瓶颈识别是瓶颈管理面临的首要问题。生产系统中常见的瓶颈资源通常为某个工

作中心或某台生产设备,其中生产负荷超过其生产能力,使用率最高的工作中心或设备

即为瓶颈资源。TOC 就是通过计算各生产设备的产能负荷比进行瓶颈的识别。

3.2.3瓶颈工序的危害

“瓶颈工序决定最大产能”。均衡是生产进度的重要保证，在 100 个环节中，只要存在一个环节效率低下，那么 99 个环节的努力都可能解决不了进度落后的问题。当一个工序成为瓶颈工序后，其它工序就会产生空闲时间。

3.2.4解除瓶颈工序的步骤

1.找出系统的瓶颈；

2.决定如何挖尽瓶颈的潜能；

3.给予瓶颈最优质的资源支持；

4.给瓶颈松绑 (绕过、替代、外包 )；

5.假如步骤四打破了原有的瓶颈，那么就回到步骤一，持续改进，重新寻找新

瓶颈。

旧的瓶颈解决，新的瓶颈又产生，不断消除瓶颈，实现生产效率大提升。

4案例分析

4.1产量计算

对于任何一个由多个相关环节构成的系统而言，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。根据案例，画出如下工艺流程图：

计算一个班次中每个工序的产能：

填充：转移时间 1.5 分钟，6 个工人，生产能力为7*60*6÷1.5=1680个/班次构造眼镜：转移时间 0.2 分钟，1 个工人，生产能力为7*60÷0.2=2100个/班次塑形、制作眼睛：转移时间 0.8+0.4=1.2 分钟，3 个工人，生产能力为