TOC瓶颈管理理论/约束理论

 

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  约束理论（制约法）　　指约束管理/ 约束理论 （theory of constraints ，TOC)。

　　简单的讲，约束理论是关于企业应作哪些变化以及如何最好地实现这些变化的理论。具体一些，约束理论是这样一套管理原则──帮助企业找出目标实现过程中存在的障碍，并实施必要的改变来消除这些障碍。约束理论认为，对于任何一个系统来说，如果它的投入/产出过程可以按环节或者阶段进行划分，而且一个环节的产出依赖于前面一个或多个环节的产出的话，那么，这个系统最终的产出将受到系统内生产率最低的环节的限制。换言之，任何一个链条的牢固程度取决与它最薄弱的环节。在论及生产制造企业时，约束理论认为企业的目标就是取得更多的利润。为实现这一目标，可以有三条途径：增加产销率，减少库存，减少运营费用。这三条途径中，正如约束理论奠基者Dr. Goldratt所说，减少库存和减少运营费用会碰到最低减少到0的限制，而对于通过提高产销率来取得更多利润的可能性，则是无穷无尽的。此外， 约束理论还发展出一系列工具，来帮助企业重新审视自己的各种行为和措施，看它们对于企业目标的实现产生了怎样的有利或不利的影响。约束理论指出了生产中的制约或瓶颈。 TOC是什么？ 　　TOC是Theory of Constraints的简称，中文译为“约束理论”。 美国 生产及库存管理协会(APICS)又称它为约束管理(Constraint Management)。 TOC是怎么发展出来？ 　　TOC是由 以色列 的一位物理学家Eliyahu M. Goldratt博士所创立的。他的第一本有关TOC的著作于1984年出版，书名为“目标”(The Goal)。该书以小说的行文写成，描述一位厂长应用TOC在短时间内将工厂转亏为盈的故事。因为该书所描述的是许多工厂都普遍存在的问题，因此该书出版之后，读者甚广，并译成13国语言，成为全球的畅销书，销售量在200万册以上，TOC因而流传。“目标”一书现有中译本。 TOC理论的内容是什么？ 　　TOC认为，任何系统至少存在着一个约束，否则它就可能有无限的产出。因此要提高一个系统 (任何企业或组织均可视为一个系统)的产出，必须要打破系统的约束。任何系统可以想像成由一连串的环所构成，环与环相扣，这个系统的强度就取决于其最弱的一环，而不是其最强的一环。相同的道理，我们也可以将我们的企业或机构视为一条链条，每一个部门是这个链条其中的一环。如果我们想达成预期的目标，我们必须从最弱的一环，也就是从瓶颈(或约束)的一环下手，才可得到显著的改善。换句话说，如果这个约束决定一个企业或组织达成目标的速率，我们必须从克服该约束着手，才可以更快速的步伐在短时间内显著地提高系统的产出。 利用TOC我们是否就可以达到无限的产出？ 　　不，所有的人利用直觉上就可以判断：现实中没有一个系统可以有无限的产出。回到前面所说的链的比喻，如果我们强化了一个最弱的一环，另外一个较弱的一环就会成为新的最弱的环。拿一家公司来说，它的约束会随时间而飘移。例如从制造到成品的分销，或是从生产到研发，或是营销业务可否接到更多客户的订单，在这供应链上的任何一环都可能成为下一个最弱的环。有的约束是在工厂或公司内称之为“内部的约束“，有的是市场或外在环境的约束称之为“外部的约束”。因此，我们要不断地探讨：下一个约束在哪里？我们该如何克服这个新的约束？ TOC一套方法或程序可以约束和克服约束？ 　　TOC有一套思考的方法和持续改善的程序，称为五大核心步骤(Five Focusing Steps)，这五大核心步骤是：

　　第一步，找出（Identify）系统中存在哪些约束。

　　第二步，最大限度利用（Exploit）瓶颈，即提高瓶颈利用率。

　　第三步，使企业的所有其他活动服从于第二步中提出的各种措施。

　　第四步，打破（Elevate）瓶颈，即设法把第一步中找出的瓶颈转移到别处，使它不再是企业的瓶颈。

　　第五步，重返（Repeat）第一步，别让惰性成了瓶颈，即持续改善。

　　这个五大核心步骤可以让人们有能力以逻辑和系统的方式回答任何想作持续改善时必会问的三个问题：

　　1． 要改进什么？(What to change？)

　　2． 要改进成什么？(To what to change？)

　　3． 怎样使改进得以实现？(How to cause the change？)

　　这三个问题可以应用到各式各样的题目上，包括生产、分销、项目管理、公司战略的制定、沟通、授权、团队建设等。 一般人是否都已具备能力？ 　　一般人经过经验的累积，遇到问题时通常会通过直觉来解决问题，但往往只是针对问题的“结果”、“症状”，而不是问题根本的“原因”。因此花了许多时间、精力和成本，却没有触及问题的核心。TOC告诉人们如何通过逻辑的程序，系统地指出问题的核心所在，再依此建构一个完整的方案，并消除可能产生的负面效应，订出导入和行动的方案。 TOC应用的范围很广？ 　　TOC首先可以应用到生产管理。TOC有一种排程的方法叫鼓-缓冲器-绳(Drum-Buffer-Rope；简称DBR)。TOC也应用到分销(Distribution)、供应链(Supply Chain)、项目管理等其他领域，且获得很好的成效。由于任何的改变必然会触及当事人的心理反应，因为大多数人普遍存在有拒绝改变的心态。TOC也因此发展出一套管理技术来“针对抵制改进情绪的6层次剥离法”(Overcoming 6 Layers of Resistance To Change)。这些管理技术可用于“化解日常的冲突”、“授权”、“团队建设－达成挑战性目标”、“构建良好的方案－消除负面效应”等。不仅如此，目前TOC还推广至教育界，几所美国著名的学府还引进成为MBA课程。 什么样的产业可以应用TOC？ 　　TOC可以应用到任何行业，包括盈利和非盈利的机构。目前已应用TOC的产业包括航天工业、汽车制造、半导体、钢铁、纺织、电子、机械五金、食品等行业。TOC也可应用于学校、医院、财团法人、政府机构等。美国三大汽车厂还在QS9000中将TOC列为持续改善的一种方法。TOC也可用于个人的决策与生涯规划上。TOC目前已在教育界从幼儿园到大学推广应用。 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。

TOC解析 序言 　　TOC (Theory Of Constraints 制约法) 是以色列籍物理学家和企管大师 高德 拉特博士(Dr Eliyahu Moshe Goldratt)所发明的一套企业管理方法。

　　TOC 最初被人们理解为对制造企业进行管理、解决瓶颈问题的方法，后来几经改进，发展成以“产销率、库存、运行费”为基础的指标体系，逐渐成为一种而向增加产销率而不是传统的面向减少成本的管理理论和工具，并最终覆盖到企业管理的所有业务职能领域。

　　TOC是一套先进的管理策略，针对企业的大难题，提供一系列突破性的解决方法。TOC指导企业人员如何找出运作上的『瓶颈』(或称『制约』Constraints)，及如何尽量利用他们手上有限的资源(资金、设备、人员等)，令企业在极短时间内及无需大量额外投资下，达致运作及盈利上的显著改善。

　　TOC幷不复杂，很多业界的专家誉之为「简单而有效的常识管理」，认为TOC比MRP( 物料需求计划 )及JIT(及时生产系统)还优胜，TOC 亦为TQM(全面品质管理)及BPR (企业流程改造)提供了一套有效的工具，幷超越了它们。

　　世界各国数以千计的先进企业正成功运用TOC，小至不足五十人的小厂，大至跨国企业如通用汽车、AT&T、3M、National Semiconductor、Intel等，幷视TOC 为令企业恒久保持活力，击败竞争对手的重要武器。 逻辑工具 　　TOC包含一系列逻辑工具，称为TOC思维方法(Thinking Processes)，以及由之而引申出来的、针对企业各种问题的应用专题系统。

　　· TOC思维方法主要针对三个问题：应该在什么环节改善？改善应该带来什么成果？怎样推行改善？

　　· TOC的应用专题系统：

　　1． 操作管理，包括生产管理(Operations: Production)

　　2． 项目管理，例如应用于工程及产品设计

　　(Project Management – Engineering and Product Design etc)

　　3． 配销管理(Distribution)

　　4． 财务及业绩衡量(Finance and Measurements)

　　5． 行销(Marketing)

　　6． 销售(Sales)

　　7． 人事管理(Managing People)

　　8． 策略及战术(Strategy and Tactics)

　　相对于欧美国家，TOC在远东仍然是一个颇新鲜的事物，TOC课程在 香港 、北京等地举办过多次，行业包括电子、制衣、玩具、纺织、电脑、五金、钟表、首饰、电池、光学仪器、塑胶、家俬、灯饰、印刷及出版、纸品、化工、电机、电器产品、石油、食品、模具、机械、电镀、 体育用品 、制药、游戏机、鞋类、包装、漂染、皮具等，参加企业千余家，极受欢迎。

　　 中国 已加入世界贸易组织(WTO)，该地区的企业会遇到更多、更强劲的、来自海外的竞争对手的挑战，因此更需要有强而有力的方法，提高竞争能力，克服以下的难题，TOC就是针对这些难题：

　　无法突破传统管理思维；

　　绩效考核机制效果不明显；

　　各部门运作不协调；

　　生产运营未能为企业带来预期的利润；

　　库存过多，占用了大量现金；

　　无法对市场变化作出快速反应；

　　难以避免价格战；

　　缺乏真正的竞争优势；

　　客户订单不稳定，渠道堵塞；

　　分销网络物流管理效果不佳；

　　项目开支常常超出预算；

　　战略与执行常常脱节。

　　

　　在一款制作*.chm文件的软件中(FAR HTML HELP)

　　TOC(Table Of Contents) 目录的意思

编辑本段 TOC让复杂问题简单化 　　“TOC制约法”（Theory Of Constraints ）是以色列籍物理学家和企管大师高德拉特博士所发明的一套企业管理方法。其管理方法的关键词是“Constraints”，即“制约”。其理论的核心在于：整个系统的绩效通常总由少数因素决定，这些因素就是系统的制约因素。

　　TOC指导工厂企业人员如何找出运作上的“制约”及如何尽量利用自己手上有限的资源（资金、设备、人员等），令企业在极短时间内，以及无需大量额外投资下，达到运作及盈利上的显著改善。

　　TOC包含一系列逻辑工具，称为TOC思维方法，以及由之而引申出来的、针对企业各种问题的应用专题系统。

　　TOC思维方法主要针对三个问题：应该在什么环节改善？改善应该带来什么成果？怎样推行改善？ 打破复杂旧框框 　　企业运营中总会发生形形色色的问题，就像有许多个火车头，管理者在所有环节都疲于奔命，却收效甚微，而许多的管理者都是“当局者迷”。

　　TOC的解决方案是：利用系统固有的简单性，找出制约因素，即运作中最弱的瓶颈，挖尽它的潜能；其他环节尽量迁就它、帮它松绑；发掘隐藏的产能；正确对待效率，并不要求所有人盲目追求高效率；严格控制物料的发放；在生产线上的战略性位置设立缓冲；关注物料是否畅顺流通，而并非产能是否平衡。这样可以增加有效产出，降低成本。实行TOC后，生产线上的制品库存减少，维修所需时间缩短，物料不再需要花大量时间排队，出货速度加快，而且加班和工作压力减少，也有助于提高品质。

　　要尽力找到制约企业无法向目标挺进的因素，找到了就可以集中力量将其松绑。“许多时候人们的头脑被一些既定的观念束缚住了：一般人总觉得，除非公司有很独特的产品，或者公司非常小，否则要它的纯利发生大规模增长是不切实际的。但事实上，如果能找出来阻挡公司业绩前进的因素，并采取具体的步骤去除这些障碍，一家公司完全可以在四年内让年纯利增加到目前的年营业额水平。”高德拉特博士说。 聚焦五步骤 　　我们不妨通过一个小案例，来演示一下改善后的结果。

　　比如：一家特色水饺店，虽然只生产和销售一种水饺，但是销路很好，并且供不应求。但关店后，一些没卖完的半成品（面和馅）就要报废。整个流程如下图：

　　每天水饺店营业12小时，上午7点到晚上7点。每份水饺（12个）卖6元，其中原料3元。小店的营运费15000元每月（含工资、租金和水电等）。每天1班12小时，员工隔天轮休，小店天天营业。除店长、收款台和服务环节外，制作流程每班有5个员工，以手工和常规设备进行生产，不过手工是该店特色所在，一般人难以在短期内学会某些特别的技能。

　　现在，整个小店每天卖出水饺300份，利润多少？按TOC的计算法：

　　利润=有效产出T－营运费OE

　　=T（6－3）×300份×30天－OE15000=12000元

　　我们为小店制定一个改善的目标：不通过大的投资，短期内把利润提高一倍（利润翻番，但不能扩大店面，也没有容量增加设备人力，且不能24小时营业，因为晚上7点到第二天7点一般没生意可做）。

　　现按照“聚焦五步骤”进行分析并做改善。 1 . 找出系统的制约因素 　　我们测出每个工序岗位的小时产能（份）。很显然，包饺子工序是制约因素（也称为瓶颈）。不会错。 2 . 决定如何挖尽制约因素的潜能。 　　你不难发现：按照每小时32份的瓶颈产能，一天可以产出384份，因为做多少就可以卖多少。但现在只销售300份。问题在哪？有一个原因是很显然的，该岗位员工需要有时间吃饭、上卫生间和短暂休息，以及开工准备和收工工作。这些时间是多少呢？经测算是1.5小时。工人休息是必要的，不过若有人顶班的话，1.5小时就补回来了。谁能顶班？只能有劳店长了，店长正好有这项技能，而且小店店长也有条件腾出1.5小时的时间做临时替补。

　　这样，我们挖出了制约因素的潜能，但事实上这样做也只销售到345份。因为即便瓶颈12小时都不缺人，还是会产生工位缺料问题，原因在于它前面的工位也会出现问题，比如“干面”， 也会出现一小会的产出不足。或者备馅，时多时少的，也可能使下道工序出现停工。至此，我们多销售了45份，增加的利润是（6－3）×45×30=4050元。 3 . 令其他一切迁就以上决定 　　要迁就瓶颈，帮助它把潜能挖尽。所以要有措施消除瓶颈缺料的情况。常用的方法就是在瓶颈前安排一个工作堆，通常我们称这个工作堆为“缓冲（Buffer）”。这样，万一前面工序出现暂时停工，就不会令瓶颈也停工。见下图。

　　当我们在瓶颈工位前设立了缓冲以后，它前面的工序除了要喂饱瓶颈以外，还要为它准备缓冲。所以，前面工序的产能就必须大于瓶颈，否则就无法为缓冲备料。有了缓冲，我们的每天销售就达到384份，比345份又多出了39份，可增加利润（6-3）×39×30=3510元。

　　这里我们还看到TOC与精益生产的区别了。

　　事实上，生产线每个工位很难做到平衡的，然而一旦做到平衡，又会出现另一个问题，就是

　　一个资源因故停工，整个生产线就会停工。而TOC的生产线不是这样。

　　如果瓶颈前的工序在备足了缓冲以后是否还要继续生产？

　　以前没有这个问题，大家都可以在自己的岗位上放一个“在制品（WIP）”。在这家店里，在制品往往因当天无法消化而造成报废。损失达到原料成本的5%左右（原料价3元×345份×30天×5%=1552元）。现在可以做到没有原料损失吗？

　　答案是肯定的。只要缓冲满了，就暂缓投料。对缓冲分三个区进行监控（TOC称为缓冲管理），从下到上分别标以红色、黄色和绿色。只要把缓冲的大小设计得合理，在缓冲降低到黄区时，就开始投料，在降低到红区时，前面需要赶工。超过绿区，则停止投料。各道工序，还要遵循一个原则：有料来的时候尽快做，没料的时候原地等一等。

　　所以我们对瓶颈实施“迁就”的时候，竟出现了一个意想不到的好处：在制品降低了，报废减少了，进而利润又增加。现在我们又增加利润3510+1552=5062元。 4 . 为制约因素松绑 　　如果再投资一条“流水线”产品也能完全卖出，当然可以多赚钱。不过如此投资是有条件的，需要场地、合格的人员、有效的管理，而且增加利润未必增加投资回报率。

　　所以在做出新的投资决策以前，我们还是先要考虑对制约因素松绑。有什么办法呢？设想，我们能改变工艺，把瓶颈的部分工作交给其他人来做，使瓶颈的每小时产出更多，那会怎样呢？

　　为了让瓶颈（包饺子工序）提高生产率，达到每小时36份，因此要求把瓶颈部分工作分出来。现增设一个前置工序，交由备馅工序做（看下图）。因为备馅工序做这项工作不如原来由瓶颈做那样熟练，花的时间比较多，所以备馅和前置工序相加，每小时产出从50份降为40份。

　　现在整个系统一天的有效产出增加了：（6－3×95%）4份×12小时×30天=4536元

　　至此我们应用聚焦五步骤中的前四步，令每月的纯利增加了：

　　4050+5062+4536=13108

　　也就是原先的利润额足足增加了一倍有余。其实我们做的动作并不大，没有增加投资，也没有涨价，月纯利润却从12000元猛增到25000元，利润实现了翻番！这就是TOC的威力。

　　你是不是在想“这也太理想化了”，哪有做多少就能卖多少的产品啊。在现实中，绝大多数情况是没有足够多的买主，销售是“制约因素”。这也一样，整个系统要围绕销售采用“聚焦五步骤”进行。为什么做不到呢？只是采取方案不同而已。 5 ． 回头 　　成功完成前面的4步后，绝不能松懈，我们还要从头开始。如果惰性成了公司成长的制约因素，那就可怕了。懒人既不能治愈自己的懒病，也是讳疾忌医的。现实就是这样，要不断努力，不能停顿。TOC的语言称为POOGI（Process Of On Going Improvement，意为“持续改进”）。

　　这个小案例相信可以使您从中看到系统改善的整个过程，并体会“聚焦五步骤”的威力。

　　在实施TOC时，最重要的是能否找到这个“制约”，然后为制约因素松绑。但当你突破一个约束以后，一定要重新回到第一步，开始新的循环。就像一根链条一样，你改进了其中最薄弱的一环，但又会有下一个环成为最薄弱的，因为“今天的解决方案就是明天的问题所在”，而这这个道理恰恰是企业主所忽视的。

　　当然，这只是TOC制约法体系中的第一部分。TOC制约法还涉及思维流程、有效产出设计、通用解决方案、如何使用新技术等内容，它是可以使企业持续改善的工具。

　　TOC(资源约束理论)的九条原则

　　(1)平衡物流，而不是平衡能力

　　(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

　　(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，则是整个系统一小时的损失

　　(5)非瓶颈上获得一小时的节约是毫无意义的

　　(6)瓶颈控制着库存和产销率

　　(7)转运批量可以不等于加工批量

　　(8) 加工批量应该是可变的，不是固定的

　　(9)安排作业计划应该同时兼顾所有约束，提前期是作业计划的结果

TOC思维流程图 通常过程 　　通常的过程 冲突->现状->核心冲突->未来->分支->条件->转变 图表简介 　　1．现状图：识别造成不良效应的核心问题——用逻辑关系列出不良效应

　　2．冲突图：识别问题背后的冲突和假设，化解冲突，实现双赢

　　3．未来图：描述解决方案与追求目标之间的逻辑关系

　　4．分支图：描述解决方案实施后带来的不良后果

　　5．条件图：识别解决方案可能面临的障碍

　　6．转变图：描述克服障碍的详细计划

九条生产作业计划制定原则 平衡与瓶颈 　　(1)、不要平衡生产能力，而要平衡物流

　　(2)、非瓶颈资源的利用水平不是由自身潜力所决定，而是由系统的约束来决定

　　(3)、资源的利用与活力不是一码事

　　(4)、瓶颈损失1小时，相当于整个 [1] 系统损失1小时

　　(5)、非瓶颈上节约开1小时，无实际意义

　　(6)、瓶颈制约了系统的产销率和库存 转运加工批量 　　(7)、转运批量可以不等于1，而且在大多数情况下不应该等于加工批量

　　(8)、加工批量不是固定的，应该是随时间而变化

　　(9)、优先权只能根据系统的约束来设定，提前期是作业计划的结果(不是预先设定的)