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约束理论的理论基础─ OPT
OTP---Optimized Production Technology Ø OPT的一些重要概念 Ø OPT的九条原则 Ø OPT的计划与控制─DBR系统
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OPT的一些重要概念
Ø 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
the change?）
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TOC与MRPⅡ、JIT运用准则比较
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TOC与MRPⅡ、JIT运用准则比较(续)
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TOC与APS的比较
先进计划和排产系统（Advanced Planning and Scheduling) --- 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 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、 订单和能力的承诺，对多目标进行评价。APS有 5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。 ---APICS Dictionary
Ø DBR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
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TOC与MRPⅡ、JIT结合运用
Ø 用MRPⅡ与TOC结合，可以考虑在企业级的生 产计划中运用MRPⅡ，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。 车间级的作业计划可由TOC中的DBR来完成
ØOPT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
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商 业 智 能
目标函数 性能评价
APS范例
订单承诺
主需求计划
先进计划调度
约
MPS
MRP
束 条
件
制造计划
车间作业计划
销售订单管理 库存管理
车间任务管理 采购管理
制造数据 供应链关系
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APS数学模型
目标函数：Max Profit
=
n Σi=1Pi M i
Min Inventory= Max Source =
Ø 最优生产技术 (Optimized Production Technology , OPT) 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。
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约束理论的形成过程
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财务目标: 净利润(NP) 投资收益率(ROI) 现金流量(CF)
作业目标: 有效产出(T)
库存(I)
营运费用(OE)
NP=T-OE ROI=(T-OE)/I
制造周期
----负效应
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成本世界 vs 有效产出的世界
Ø 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， 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。
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2020/11/30
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报告提纲
1 约束理论（TOC）的概念和发展过程 2 约束理论的理论基础─最优生产技术 3 约束理论的核心内容
TOC与MRPⅡ、JIT、APS的比较 4 5 TOC在生产管理中的运用
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传统管理的误区
Ø 企业中每一环节的改善都有助于系统的改善 Ø 整个系统的改善等于各环节改善之和 Ø 结果：各环节同时要求更多的资源，实现局
Ø 运用TOC转变生产经营观念 Ø 运用TOC改善企业生产计划的执行与控制 Ø 建立TOC的营销理念 Ø TOC与MRPⅡ、JIT结合运用
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OPT软件工作原理
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对DBR具体算法的看法
Ø TOC的原理是普遍适用的，它对MRPII/ERP是 一个很好的补充。
Ø 高德拉特创造的DBR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 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 物料需求计划是非常困难的
Ø 有效产出世界里，增加T是第一位的，最大限 度降低库存次之，降低OE放在最后，因为往往 会影响产能。
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TOC的五大核心步骤
一、识别(Identify)系统约束 二、开发(Exploit)系统约束 三、其它活动服从(Subordinate)开发约束的需
要 四、提高(Elevate)约束产能，使其不再是约束 五、回到(Go Back)步骤一，不要让人的惰性成
部最优化
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约束理论的观点
Ø 大多数环节的改善无助于整个系统的改善 Ø 系统的改善并不是各环节改善之和 Ø 系统的有效产出决定于资源链上的薄弱环节—
约束 Ø 结论：从全局考虑，关注并改善约束资源
想想木桶理 论
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约束理论的概念和发展过程
Ø 约束理论(Theory of constraints，TOC)是 以色列物理学家高德拉特（Eliyahum Goldratt）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。
Ø TOC与JIT结合主要应考虑在“瓶颈”前环节 设置合理缓冲，以“瓶颈”工序为“看板” 的指命，向前序发出生产和配送指令
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3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
2020/11/30
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提前期是作业计划的结果，而不是预 定值
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企业的目标体系
企业现在将来 都赚钱
提高客户 满意率
提高员工 满意率和安全感
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企业的财务指标—评价企业是否赚钱
Ø 净利润（Net Profit，简称NP） Ø 投资收益率（Return on Investment，简称
ROI） -资产Assets Ø 现金流量（Cash Flow，简称CF）
Ø一个组织的瓶颈资源的数目一般小于5个
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OPT的九条原则
OPT的基本思想具体体现在九条原则上。 OPT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 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。
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OPT的九条原则
Ø 原则1:追求物流平衡而非生产能力的平衡 Ø 原则2:非瓶颈资源的利用程度不由其本身决
原料 4
80
5
D
75 时间 50
缓冲
装配
3
缓冲
70
8
95
7
120
发运 缓冲
需求: 每周50个
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.
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第三步：服从
Ø 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，……
Ø 非约束资源的安排服从于约束资源的需要 Ø 利用率和效率不是非约束资源的考核指标 Ø 正是这一点，使得TOC不单单是一种制造理念，
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第四步：提高约束产能
Ø 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
Ø 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
Ø 一般情况下第二、三步可以满足需求，不要轻 易增加投资
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第五步：返回第一步
Ø 识别一个约束后，企业要调整一系列政策 Ø 经过一轮循环后，可能产生新的瓶颈 Ø 不要让人的惰性成为新的瓶颈
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如何评价车间的目标？
传统车间考核指标：劳动生产率，设备利用率… TOC提出：
1. 有效产出（Throughput，T） 2. 库存（Inventory，I） 3. 营运费用（Operating Expenses，OE）
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作业指标与财务指标的关系
企业目标:
现在和将来都能赚钱
定，而是由系统的约束决定的 Ø 原则3:资源的“利用”和“活力”不是同义
词 Ø 原则4:瓶颈上一个小时的损失则是整个系统
的一个小时的损失 Ø 原则5:非瓶颈资源节省的一个小时无益于增
加系统产销率
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OPT的九条原则(续)
Ø 原则6:瓶颈控制了库存和产销率 Ø 原则7:转运批量可以不等于加工批量 Ø 原则8:批量大小应是可变的，而不是固定的 Ø 原则9:编排作业计划时应考虑系统资源约，
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鼓-缓冲-绳子:(Drum-Buffer-Rope)
ຫໍສະໝຸດ Baidu
由 绳子
控制发料
原料
80
原料
55
80
D
75
鼓 40
由 缓冲 缓冲
保证有效产出
组装 缓冲
70
95
发运
缓冲
120
由 鼓 决定
生产计划
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TOC的思维流程(Thinking Process)
TP严格按照因果逻辑，来回答以下三个 问题： Ø 改进什么？（What to change?） Ø 改成什么样子？（What to change to?） Ø 怎样使改进得以实现？（How to cause
n
ΣI i=1
i
M
i
n
ΣS i=1
i
M
i
Max ON Time = 约束函数：
n
ΣT i=1
i
M
i
Order>A,<B (A—已订货，B—预测）
SourceS
Deliver Time=T
Inventory=I
WIP=W
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对APS的看法
Ø APS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 用性是不强的
Ø 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
Ø 大量的理论研究证明，N个零件M台机床，其作业 排序的方案有（N!）m 之多，求最优解是不现实 的
Ø 相比之下，约束理论采取抓住主要矛盾，抓瓶颈 资源，如果按优先规则排序，寻求可行解的方法 是可行的
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TOC在生产管理中的运用
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
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第三步：服从（续）
其他的一切 服从(同步) 于制约因素
原料 4
80
原料
1
60
5
75
2
3
80
70
8
95
D
7
时间 50
120
缓冲
根据到期日下达生产50个的工作令
需求: 每周50个
根据到期日和时间缓冲 下达生产50个的工作令
第二步：开发约束
使约束资源产能最大化 Ø 最大程度的利用时间 (取消午餐休息, 加班,
安排熟练工人…) Ø 加大加工批量 (节约准备时间) Ø 力争满负荷（约束资源前设置时间或库存缓
冲）! Ø 瓶颈设备前设质量检验，减少无用功
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阻止Murphy对生产过程的影响!
原料 1
2
60
80
–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
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OPT的一些重要概念(续)
为系统约束
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第一步：识别约束
Ø 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
Ø 约束可能来自物料(Materials)、能力 (Capacity)、市场(Market)、政策(Policy)， 公司固有的制度、员工的态度、习惯
Ø 多数情况（80%）约束来自公司政策
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