约束理论概念与研究

约束理论（Theory of Constraints，TOC）

1 什么是约束理论（Theory of Constraints，TOC）？

约束理论（Theory of Constraints，TOC）的基本理念是：限制系统实现企业目标的因素并不是系统的全部资源，而仅仅是其中某些被称之为―瓶颈‖的个别资源。约束理论认为，系统中的每一件事都不是孤立存在的，一个组织的行为由于自身或外界的作用而发生变化，尽管有许多相互关联的原因，但总存在一个最关键的因素。找出制约系统的关键因素加以解决，起到事半功倍的作用。管理的艺术就在于发现并转化这些瓶颈，或使它们发挥最大效能。约束理论就是一种帮助找出和改进瓶颈，使系统（企业）效能最大化的管理哲理，是事半功倍的管理哲理。

约束理论TOC是由以色列的物理学家和企业管理大师高德拉特博士（Dr.Eliyahu M. Goldratt）创造的。由于采用了常识的通俗的逻辑推理，更易于接受，TOC成为企业进步非常突出和有效的工具。现在，TOC已经成为一种改进任何系统——商务、工业、个人或环境，的有效方法。

2 约束理论来自于OPT

约束理论的前身是OPT（最优生产技术：Optimized Production Technology）。OPT是Goldratt和其他三个以色列合作者创立的，他们在1979年下半年把它带到美国，成立了Creative/Output公司。OPT的主要概念是：

（1）识别约束

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‖。

（2）瓶颈约束整个系统的出产计划

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。一般按有限能力，用顺排方法对关键资源排序。为了充分利用瓶颈的能力，在瓶颈上可采用扩大批量的方法，以减少调整准备时间，提高瓶颈资源的有效工作时间。

（3）―缓冲器‖的管理。其目的是防止系统内外的随机波动造成瓶颈出现等待任务的情况。一般要设置一定的―库存缓冲‖或―时间缓冲（Time Buffer）‖。

（4）控制进入非瓶颈的物料。进入系统非瓶颈的物料应与瓶颈的产出率同步。一般是按无限能力，用倒排方法对非关键资源排序。非关键资源上排序的目标是使之与关键资源上的工序同步。倒排时，采用的提前期可以随批量变化，批量也可按情况分解。

OPT管理思想具体体现在生产排序原则上。有九条原则是实施OPT的基石。这些原则独立于软件之外，直接用于指导实际的生产管理活动。OPT有关生产计划与控制的算法和软件按照这九条原则提出和开发的：

1. 重要的是平衡物流，不是平衡能力。物流平衡使各个工序与瓶颈同步，能力平衡是生产能力充分开动；

2. 制造系统的资源可分为瓶颈和非瓶颈两种。非瓶颈资源的利用率是由系统的其它约束条件决定的，而不是由其本身能力决定的；只有瓶颈制约着系统的产销率。

3. 资源―利用‖和―开动‖不是同义的；应该反对盲目的使所有的机器或工人忙起来。

4. 瓶颈资源损失一小时相当于整个系统损失一小时，而且是无法补救的。重点应该抓提高瓶颈的利用率。

5. 想方设法在非瓶颈资源上节约时间以提高生产率只是一种幻想，非瓶颈资源不应满负荷工作。

6. 产销率和库存量是由瓶颈资源决定的。为保证瓶颈资源负荷饱满并保证企业的产出，在瓶颈工序和总装配线前应有供缓冲用的物料储备。瓶颈工序前可用拉式作业，其后可用推式作业。

7. 转移批量可以不等于甚至多数情况是不应等于加工批量。

8. 加工批量是可变的，而不是固定不变的。每个工序的批量按实际情况是动态决定。

9. 提前期应该是可变的而不是固定的。考虑到系统所有的约束条件后才能决定计划进度的优先级。提前期只是排进度的结果。

OPT的计划与控制系统又称为DBR系统（Drum－Buffer－Rope approach，―鼓‖、―缓冲器‖和―绳子‖简称DBR法）

1 “鼓Drum”

―鼓Drum‖在DBP方法中是―鼓点‖即节拍的意思。在行进的队列中，鼓点起着指挥、驱

动、统一步调的作用。―鼓‖是OPT生产计划的驱动。

2 “缓冲Buffer”

―缓冲‖的设置是为了保证―瓶颈‖的高产出率：―喂饱‖瓶颈。使瓶颈利用率最高，费用最低。―缓冲‖一般有2种：―时间缓冲‖和―库存缓冲‖。DBR的缓冲和一般意义的MRP的安全库存、安全提前期不同，它是针对瓶颈资源设置的。

3 “绳子Rope”

―绳子Rope‖建立―鼓‖与其上游工序的联系，起的是传递生产指令的作用，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。OPT的―绳子‖相当于MRP的指令或JIT的―看板‖。―绳子‖应保证库存量或在制品数量最小。

Goldratt用了7年时间发展OPT软件，也使OPT的管理理念和规则成熟起来。但是由于Goldratt与他的合作伙伴不停的争论，Creative/Output公司的发展几起几落，最后破产关闭。OPT的软件所有权转让给一家英国公司(STG)。1986年，Goldratt和RobertE.Fox共同创立了Goldratt研究机构，经过十年发展演进形成约束理论TOC。

最优生产技术OPT的管理哲理向许多传统的管理思想发出挑战，从而拉开了论战的序幕。高德拉特的合伙人之一Robert E. Fox曾经以“OPT, MRP or JIT—What’s Best?” 为题，将OPT作为一种计划方法向MRP的霸主地位提出挑战，并在APICS协会引起很大轰动。随后，制造业社会试图要求高德拉特公开OPT软件的―黑箱‖算法逻辑，又引起了论战。关于OPT的最后论战是由Eli Goldratt and George Plossl 在1984年APICS的国际会议上顶着巨大压力发布白皮书―A Town Without Walls‖引起的，这篇文章间接批评了APICS的领导层。

3 约束理论

约束理论TOC从OPT的老根生长起来，首先作为一种制造管理理念出现。《The Goal》、《The Race》这两本最初介绍TOC的书引起了读者的广泛兴趣和实施这套理念的热情。TOC 最初被人们理解为对制造业进行管理、解决瓶颈问题的方法。

―约束‖的定义：TOC认为，对于任何一个由多个过程构成的系统来讲，整个系统的产出水平是由其中产出率最低的环节所决定的。―约束‖是一个广义的概念，通常也称作―瓶颈‖（Bottleneck）。