约束理论的管理方法与作用

约束理论的管理方法与作用

约束理论(toc)是由以色列物理学家埃利?格特拉特(eligoldratt)博士于20世纪80年代中期在他的最优生产技术(opt)基础上创立和发展起来的。toc在opt的基础上已发展为:(1)使瓶颈产能最大化,从而使系统有效产出最大化的生产管理技术;(2)系统地解决问题的一套思维流程;(3)辨识系统核心问题并持续提升系统限制的管理哲学。

toc认为任何系统至少存在着一个约束,如果这个约束决定一个企业或组织达成目标的速率,则必须从克服该约束着手,才能以更快速的步伐在短时间内显著地提高系统的产出。toc给出了管理改善的起点和路径,使得企业避免了不必要的弯路。因此,toc对企业优化管理具有方法论上的意义。

一、约束理论(toc)

(一)约束理论的基本原则

(1)平衡物流,而不是平衡能力。所谓物流平衡就是使各个工序都与瓶颈机床同步,以求生产周期最短、在制品最少。(2)非瓶颈资源的利用程度不是由它们自己的潜力决定的,而是由系统的约束决定的。约束资源制约着系统的产出能力,而非约束资源的充分利用不仅不能提高有效产出,而且会使库存和运行费增加。(3)资源的“利用”和“活力”不是同义词。“利用”是指资源应该利用的程度,“活力”是指资源能够利用的程度。(4)瓶颈上一小时的损失,则是整个系统一个小时的损失。(5)非瓶颈获得的一个小时是毫无意义的。非瓶颈资源利用率的提高,可能会造成系统物流的不平衡或库存的增加,并不能提高系统的整体效率。(6)瓶颈控制了库存和产销率。(7)转运批量可以不等于加工批量。加工批量应是可变的,而不是固定的。(8)安排作业计划应同时兼顾所有的约束,提前期是作业计划的结果,而不是预定值。(9)只有同时考虑到系统的所有约束条件后,才能决定生产优先权。提前期是一个生产计划的结果。以上9条原则是实施opt的基石。

(二)约束理论的现场控制工具

toc认为一个企业的计划与控制的目标就是寻求顾客需求与企业能力的最佳配合,一旦一个被控制的工序(即瓶颈)建立了一个动态的平衡,其余的工序应

相继地与这一被控制的工序同步。toc的计划与控制是通过DBr系统实现的,即“鼓”(drum)、“缓冲器”(buffer)和“绳子”(rope)系统。瓶颈控制着企业生产的节奏——“鼓点”。要对瓶颈工序进行保护,使其能力得到充分利用。为此一般要设置一定的“缓冲”。“绳子”起的是传递作用,以驱动系统的所有部分按鼓的节奏生产。在DBr的实施中,“绳子”是由一个涉及原材料投料到车间的详细的作业计划来实现的。

DBr体现了持续改进五步法的前3步,通过对瓶颈环节的有效控制,其它环节相继与瓶颈环节同步,需要顾客需求与企业能力的最佳配合,达到物流平衡、准时交货和有效产出最大化的目标。“鼓”决定系统的生产节奏,控制系统的有效产出,通过对瓶颈编制详细的生产作业计划,保证瓶颈的充分利用;缓冲将鼓与物料的投放、顾客需求的交货关联起来,吸收瓶颈处与非瓶颈处生产的波动,以使瓶颈免受生产波动的影响,保护瓶颈调度,同时控制合理的库存水平,防止瓶颈前库存短缺或超产,保持物流平衡;绳子协调控制信息,保证其他环节的生产节奏与瓶颈资源同步,控制物料投放节奏和非瓶颈的按需准时适量生产。

DBr计划与控制的步骤为:(1)把资源及资源利用等信息通过工艺规程全部关联起来构建生产网络;(2)在生产网络的基础上,辨识系统瓶颈;(3)以瓶颈为基准,把生产网络分裂为瓶颈资源网络和非瓶颈资源网络;(4)对瓶颈资源按照工艺顺序约束、瓶颈产能约束、交货期约束等,结合一定的优先调度规则对任务进行排序;(5)在关键点设置缓冲保护,确保系统的有效产出不受任何影响;(6)设置绳子,确定物料投放计划,控制非瓶颈与瓶颈生产同步;(7)根据瓶颈所设定的生产节奏安排其他环节的生产。对瓶颈资源之前的任务采用无限能力倒拉法进行计划编制,瓶颈资源之后的任务采用有限能力顺推法进行计划编制。

(三)企业目标和作业指标

一个企业的最终目标是在现在,也在将来赚取更多的利润。toc认为实现目标有三条途径:增加产销率(亦即有效产出)、减少库存、降低费用。

1.财务指标体系。判断一个企业是否获得了更多的利润,通常将企业目标分解成下列3个衡量指标:(1)净利润(netprofit,np)即一个企业赚多少钱的绝对量。一般来说,净利润越高的企业,其效益越好。(2)投资收益率(returnoninvestment,roi),表示一定时期的收益与投资的比。当两个企业投资

不同时,单靠净利润是无法比较他们效益的好坏的。(3)现金流量(cashFlow,cF),表示短期内收入和支出的钱。没有一定的现金流量,企业也就无法生存下去。

对于企业日常决策和作业管理而言,由于财务指标的滞延性、局限性和指导生产的不适性,企业有必要建立起更具有操作性和便于统计的,并与财务指标直接相关的作业指标体系。

2.作业指标体系。戈德瓦特将企业运行的全过程概况分为3类基本活动,即制成品的销售、原辅物料的采购、从物料变为制成品的转换。基于这3类活动,toc 的作业指标体系主要由3个重要概念组成。(1)产销率(throughput,t)。按opt 的规定,它不是一般的通过率或生产率,而是单位时间内生产出来并销售出去的量,即通过销售活动获取金钱的速率,生产出来但未销售出去的产品只能是库存。

(2)库存(inventory,i)是指一切暂时不用的资源,它不仅包括为满足未来需要而准备的原材料,加工过程的在制品和一时不用的零部件,未销售的成品,而且还包括扣除折旧的固定资产,库存占用了资金,产生机会成本及一系列维持库存所需的费用。(3)运行费(operatingexpenses,oe)是生产系统将库存转化为产销量的过程中的一切花费,其中包括所有的直接费用和间接费用。

3.作业指标体系与财务指标体系之间的关系。三个作业指标与np、roi、cF 之间有以下关系:np=t-oe,roi=(t-oe)/i,如图1所示。

(四)toc持续改进五步法

1.识别系统约束。如果系统有多个约束则要对这些约束进行排序,企业的约束一般包括原料、能力、市场、政策等。

2.确定如何最大限度地利用约束的方法。挖掘约束未被充分利用的潜能,使系统尽可能高效运行。例如,若某种原材料是约束就要设法确保原材料的及时供应和充分利用;若市场需求是约束就要给出进一步扩大市场需求的具体办法;若某种内部市场资源是约束,就意味着要采取一系列措施来保证这个环节始终高效率生产。

3.使企业的所有其他活动服从于第二步中提出的各种措施,这样才可以实现系统其他部分与约束部分同步,从而充分利用约束部分的生产能力。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。