（管理科学与工程专业论文）基于约束理论的企业生产现场改善研究.pdf

捅要 论文首先介绍了国内外制造企业生产现场管理的现状及本论文的目的，研 究方法以及所采用的理论和技术手段。 其次阐述了约束理论和丰田生产方式的相关概念，结合我国制造企业的现 状分析了这两种理论在我国制造企业中运用的可行性及优劣势，并通过与国际 大型制造企业生产现场的对比分析总结出我国制造企业普遍存在的瓶颈问题。 在此理论基础上，以案例研究为主要方法，希望通过案例讨论的方式来寻 求一种适应我国制造企业的生产现场改善模式。 首先对a 公司生产现场管理现状进行了简要描述； 其次结合约束理论，严格按照其思维流程对该公司的生产现场进行了分析， 构建了该企业的当前现实树，并找出其瓶颈所在； 通过构建冲突图，寻找解决冲突的注入，建立了公司改善的未来现实树； 以未来现实树为引导，结合丰田生产方式的一系列现场改善工具，从改善 员工工作环境，提高员工满意度，增加员工技能培训，建立一系列制度措施保 证现场的秩序化等方面入手，构建了公司的转变树，并得到了良好的执行； 最后根据案例的实际运行情况，结合笔者的自身体会，对企业应用约束理 论和丰田生产方式改善生产现场的操作流程提出了自己的设想。 关键词：约束理论，丰田生产方式，现场改善 a b s tr a c t t h et h e s i sh a si n t r o d u c e dt h ec u r r e n ts i t u a t i o na b o u tm a n u f a c t u r em a n a g e m e n t a t h o m ea n da b r o a d ，t h e ns i m p l yi n t r o d u c e dt h ep u r p o s e ，r e s e a r c hm e t h o da n d t h e t h e o r yw h a tb e i n gu s e di nt h e t h e s i s a n de x p o u n d e dt h e o r yo fc o n s t r a i n t ( t o c ) a n dt o y o t ap r o d u c t i o ns y s t e m ( t p s ) s e c o n d l y , a n dt h e na n a l y z e dt h ef e a s i b i l i t y ，s u p e r i o r i t y a n di n f e r i o rp o s i t i o n a b o u tt h e s et w ok i n d so ft h e o r yw h e na p p l y i n g i no u rc o u n t r y sm a n u f a c t u r e e n t e r p r i s e s u m m a r i z et h eg e n e r a l l yb o t t l e n e c ki no u rc o u n t r y se n t e r p r i s et h r o u g h c o n t r a s t e dw i t hi n t e r n a t i o n a lm a n u f a c t u r ee n t e r p r i s e s t a k ec a s es t u d ya sm a i nm e t h o do nt h e s et h e o r i e s ，h o p et h r o u g ht h i sw a y t of i n d ap a t t e r nt h a tc a ni m p r o v eo u rc o u n t r ye n t e r p r i s e sm a n u f a c t u r e s c e n e f i r s td e s c r i b e dt h ec u r r e n tp r o d u c t i o nf l o wa b o u tc o m p a n yab r i e f l y ； s e c o n d l y , a n a l y s e si t s m a n u f a c t u r es c e n es t r i c t l ya c c o r d i n gt ot h e o r y o f c o n s t r a i n tt h i n k i n gp r o c e s s ，t h r o u g hs t r u c t u r e dc u r r e n tr e a l i t yt r e e ( c r t ) f i n d i n go u t i t sb o t t l e n e c k ； b ys t r u c t u r e dc o n f l i c tp i c t u r e ，s e e kt h ei n f l e x i o n st ob u i l dt h ef u t u r er e a l i t y t r e e ( f r t ) ； t a k ef r ta sg u i d a n c e ，u t i l i z et h ei n s t r u m e n to ft p s ，i m p r o v et h ee m p l o y e e w o r ke n v i r o n m e n t ，t h ed e g r e eo fs a t i s f a c t i o n ，t r a i n i n ge m p l o y e et e c h n i c a la b i l i t ya n d b u i l das y s t e mt og u a r a n t e es c e n e so r d e r , c o n s t r u c t e di t st r a n s i t i o nt r e ea n dw a s c a r r yo u tp r i m l y ； a c c o r d i n gt ot h ea c t u a lo p e r a t i o no f t h ec a s ea tt h ee n d ，p u tf o r w a r do w r l sv i e w a b o u th o wt oi n t e g r a t et h e o r yo ft o ca n dt p si ni m p r o v i n gm a n u f a c t u r es c e n e k e y w o r d ：t h e o r yo fc o n s t r a i n t ，t o y o t ap r o d u c t i o ns y s t e m ，s c e n ei m p r o v e 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他入已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得丞洼太堂或其他教育机构的学位或 证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论 文中作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：素j 彦签字日期：加钾年f 月f7 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解丞洼太堂有关保留、使用学位论文的规定。特授权 丞洼太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用 影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有 关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：衣f 启书 签字日期：，御年厂月1 7 日 导师签名： 司 签字日期汗，月7 日 第一章绪论 1 1 论文的研究背景 第一章绪论帚一早三：酉化 随着现代经济的迅猛发展，市场需求已发展到了多元化、个性化时代，市 场也从卖方市场转变为买方市场。开放的市场使企业感到巨大的压力，对企业 来说，这是一场全世界范围内的生存竞争，而竞争规则就是强者生存，能迅速 生产出市场需要的质优价廉产品的企业即所谓强者。口前，世界加上制造业在 全球激烈竞争的局势下，正处于从大规模生产和大批量生产方式向多品种小批 量生产方式、甚至大规模定制生产方式转变的重大结构调整阶段。相比先进的 国际制造企业而言，国内企业普遍存在着管理方式落后、缺乏管理技术应用经 验的实际情况，而如何将先进的管理思想成功地应用到生产现场管理中，切实 提高企业的生产效率，从而形成竞争优势是众多企业迫切需要解决的问题。 现场改善是企业最基础最重要也是最难做好的工作，面对激烈的市场竞争 和形形色色的先进的现代管理理论方法，企业往往感到百废待兴却无从下手。 而管理本身的特点是具有可模仿性却不具有可复制性，具有很强的实践性。管 理理论多数来自于对管理实践的经验总结，任何一种理论方法都有它的时代和 文化背景，企业管理也不例外。因此，在引进吸收精益生产管理思想进行现场 改善时必须对其进行深入的研究，并根据本地的环境特点加以本土化的灵活运 用，才能取得较为理想的效果，机械的模仿、盲目的照抄照搬最终会导致失败 或半途而废，口前国内企业实施精益生产和e r p 成功者不多就是很好的证明。 1 1 1 国外企业生产现场管理现状 历史上多数生产方式的变革来自于对生产管理实践的总结和新技术的应 用，而每一次的变革几乎都离不开对生产现场的改善。因此，可以说生产方式 的变革史也就是现场改善的发展史。 从美国现代科学管理之父泰勒( t a y l o r ) 首创科学管理新纪元，奠定了工业 工程( i n d u s t r i a le n g i n e e r i n g ，i e ) 思想后，全球上业化进程不断加快。作为 泰勒主要追随者的亨利福特在福特汽车公司创立了第一条汽车生产流水线。 之后大规模流水生产一直是现代工业生产的主要特征，它以标准化、大批量生 产来实现降低生产成本，提高生产效率。第一次世界大战后，福特与阿尔弗雷 德斯隆开创了大规模生产方式( m a s sp r o d u c t i o n ，m p ) ，超越了欧洲领先若干 世纪的单件牛- 产方式( c r a f tp r o d u c t i o n ，c p ) 。 第一章绪论 第二次世界大战后，社会进入了一个市场需求向多样化发展的新阶段， 相应地要求上业生产向多品种、小批量的方向发展，单品种、大批量的流水生 产方式的弱点就日渐明显了。日本的丰田英二和大野耐一总结了m p 的优点并结 合本土的特点，首创了丰田生产方式( t o y o t ap r o d u c t i o ns y s t e m ，t p s ) ，使日 本的汽车工业超过了美国。美国的一些管理人员通过研究和总结，将丰田的这 种生产方式称作精益生产( l e a np r o d u c t i o n ，l p ) 。随着信息技术的发展和市场 逐渐多元化，1 9 7 3 年约瑟夫哈林顿提出计算机集成制造思想( c o m p u t e r i n t e g r a t e dm a n u f a c t u r i n g ，c i m ) ，相继在2 0 世纪8 0 年代，专家学者们提出 了大规模定制化生产方式( m a s sc u s t o m i z a t io n ，m c ) 。 日本的精益生产虽然令日本制造业面貌一新，却给美国企业带来了莫大的 冲击，同时精益生产在美国企业运用的效果并不理想。这种情况下，西方管理 学者创立了很多适应西方企业的新的管理模式，譬如以色列物理学家e li y a h u g o l d r a t t 博士创立了一种基于“约束”的管理理论，命名为约束理论( t h e o r yo f c o n s t r a i n t s ) ，简称t o c 。约束理论在美国企业界得到很多应用，在2 0 世纪9 0 年代逐渐形成完善的管理体系。美国生产及库存管理协会( a m e r ic a np r o d u c t a n di n v e n t o r yc o n t r o ls o c i e t y ，a p i c s ) 非常关注t o c ，称其为“约束管理 ( c o n s t r a i n tm a n a g e m e n t ) ”，并专门成立了约束管理研究小组。该小组认为：t o c 是管理理念与管理工具的结合，他把企业在实现其目标的过程中现存的或潜伏 的制约因素称为“约束”，通过逐个识别和消除这些约束，使得企业的改进方向 和改进策略明确化，从而帮助企业更有效地实现其目标。 1 9 9 8 年美国通用汽车和里海大学共同研究并提出了全新的制造业生产方式 敏捷制造( a g i l em a n u f a c t u r i n g ，a m ) 。信息技术的快速发展推动了管理 革命的进程，因此产生了一系列基于信息技术的全局或局部改进的技术方法， 如管理信息系统( m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m ，m i s ) 、物料需求计划 ( m a t e r i a lr e q u i r e m e n tp l a n n i n g ， m r p ) 、制造资源计划( m a n u f a c t u r i n g r e c o u r s ep l a n n i n g ，m r pi i ) 和企业资源规划( e n t e r p r i s er e c o u r s ep l a n n i n g ， e r p ) 等。美国学者将t p s 概括总结为精益生产方式，精益理论的内容在实践中 被不断完善和丰富，而精益企业价值就是对精益思想的进一步提升和发展。9 0 年代初，美国的迈克尔哈默( m h a m m e r ) 博士提出了企业过程再造( b u s i n e s s p r o c e s sr e e n g i n e e r i n g ，简称b p r ) 的概念，在全球制造业又掀起了新一轮改善 革命。 1 1 2 目前我国企业生产现场管理现状 当国外生产现场管理理论和实践发展的如火如茶的时候，我国的现场管理 2 第章绪论 理论却还停留在比较落后的阶段，现场管理人员的实践经验也不够成熟。 我国大多数企业一直是按照工厂模式原则，直到改革开放以后才逐渐过渡 到完全按市场经济模式独立经营的现代化公司制运作。与先进国家企业相比， 专业管理的分工不明确，企业容易形成一个相对独立的小社会，什么都要管， 但什么都管不好。我国企业的现场管理水平比较落后，主要体现在定性管理多， 定量管理少；日程管理多，管理改善少；管理人员素质普遍较低。国有企业的 管理制度虽然比较完善，但执行力比较差；而民营企业则是现场管理基础比较 差。在我国，存在着不少的企业，他们甚至连基础的3 s ( 整理、整顿、清扫) 都没有做好，要实现诸如t p s 、m r p 等目标又谈何容易。 当越来越多的跨国企业认识到生产现场管理的重要性的时候，我国的许多 企业在生产现场混乱、一团糟的境况下，对生产现场的管理仍然没有给与足够 的重视。在企业界和管理学界，人们讨论最多的是市场营销，而不是生产现场 管理。大部分企业将大量精力用于如何拓宽市场，如何增加销售，“营销为上 的观念在企业管理者心目中根深蒂固。可是一个企业如果没有良好、强大的生 产系统作后盾的话，营销做得再好，也只是一纸空壳。随着市场竞争的进一步 发展，我国的一部分企业也开始注意到生产现场的重要性，但对其重视程度仍 然不足，在具体的企业管理中，过分强调生产的进度和效率、质量等。单纯的 认为生产现场的状况无关紧要，殊不知良好的生产现场直接决定着一个企业的 形象、产品质量、士气等。因此，企业必须对生产现场的管理给以足够的重视， 为企业生产打造良好的内部环境。 近年来我国一些学者根据国内的市场环境和企业行业特点对现场改善进行 了大量的研究和实践，出版了不少论述。但客观上讲，这一理论还不成体系， 主要以模仿日本和美国模式为主，处于研究的初级阶段。其中台湾学者在精益 生产实践中总结出的n p s ( n e wp r o d u c t i o ns k i l l s ) 是一套比较系统化的理论。 由于国内外理论研究的差异及国内研究百家争鸣的特点，使企业在现场改善理 论的识别、实践和评价上作增加了难度。因此，现场改善理论对我国企业来讲， 还有待深入的研究和完善，并需要进一步结合国内企业和行业的特点，以适应 本土企业的应用和实践。 1 1 3a 公司背景简介 a 公司是大型高科技股份制企业，主要生产包括1 8 7 2 0 、a a a 5 5 0 、a a a 7 5 0 在 内的各种型号镍氢电池。h w 公司承担国家科技部“8 6 3 ”火炬计划，一九九九年 一月由国家科技部、信息产业部联合授予镍氢电池产业化示范基地。一些领导 人也对a 公司迅速发展镍氢电池产业化给予了充分的肯定。公司于九九六年 第一章绪论 正式成立，目前股东为五家，拥有1 2 0 0 0 平米的现代化厂房和设施，员工4 0 0 余人，年龄3 0 岁以下员工为主体，大专以上学历员工占总数的5 0 以上，中层 以上的管理人员均为大学文化水平，中、高级专业技术人员占有相当的比例。 公司实行董事会领导下的总经理责任制，完全按照现代化企业制度要求，以经 营为中心，建立了科学化、规范化的管理制度和管理体系。 但近几年来，随着我国加入世贸，市场竞争越来越激烈，a 公司逐渐失去了 在镍氢电池市场的主导地位：从0 2 至0 5 年，公司的销售额与利润逐年下降， 订单也越来越少，并且极不稳定。这种情况下，a 公司急需通过改革来维持其生 存，在a 公司的改革计划中，现场改善首当其冲。 1 2 本文研究的主要内容 本文以a 公司的现场改善为研究对象，对其现场管理进行了详尽的分析， 利用约束理论找出其中存在的关键问题，并结合精益理论给出适合的改善方案。 1 本论文共分五章 第一章为绪论，主要介绍了论文研究背景，国外生产管理理论发展现状， 国内多数企业生产现场管理的现状，还有本论文研究的主要内容、重难点、研 究方法等。 第二章介绍了约束理论和t p s 的相关概念，并从不同角度对两者进行了比 较。 第三章分析了我国制造企业存在的主要问题，并讨论了t o c 和t p s 在我国 制造企业应用的可行性。 第四章实证分析中给出了应用约束理论对企业生产现场进行改善的实例。 在实证分析中，通过分析企业现存的问题，运用约束理论的相关知识，以严密 的逻辑思维，找出公司现场管理中存在的阻碍现场改进的瓶颈因素，并结合精 益生产理论针对性的给出了现场改善的执行方案，这一章是论文的重点，也是 难点。 第五章结合本论文的案例，给出了工厂利用约束理论和精益生产理论进行 现场改善的简单模型。论文正是按照这个研究思路将研究内容层层推进，直至 结论。 2 论文研究的重难点： ( 1 ) 收集现场管理中存在的问题： ( 2 ) 利用约束理论寻找现场中的瓶颈； ( 3 ) 利用约束理论分析瓶颈并结合精益理论，联系企业实际，提出实用性方 4 第一章绪论 案。 3 论文中的新见解 目前，国内外关于现场改善的研究，多从5 s 的角度出发，结合t p s 中消除 浪费的手法对生产现场进行改善，这些研究多集中于理论方面，仅仅将不同的 理论结合起来，缺乏重点，而且多数课题主要站在企业外部并从单一角度观察 企业，缺乏对企业现场管理的系统研究，没有形成一套系统的、连贯的执行方 案。本文另辟蹊径，从企业自身角度出发，以解决企业内在根本问题为目的， 结合理论，给出实用性较强的企业生产现场改善方案。 1 3 研究方法与意义 本论文主要运用定性与定量结合、理论与实际相结合的方法，从企业生产 现场管理涉及的主要因素的角度来分析生产现场管理中存在的问题，希望能给 出可行的解决方案。 论文运用的主要研究方法有： 1 首先，本文主要采用的是案例研究法。以案例为基础，并结合理论知识，对 实际问题进行分析； 2 依据数据资料和多角度的分析，对a 公司生产现场管理现状进行了详细描述 和分析，并结合约束理论，找出其中存在的瓶颈因素； 3 在对a 公司生产现场管理的研究中，主要以实证分析为主，通过大量的分析， 为企业管理者实施改革提供了强有力的武器。 本文对a 公司生产现场管理创新具有直接的指导作用，同时也为广大企业 不断完善和发展企业生产现场管理，提高企业整体运行效率，解决企业在生产 现场管理中遇到的一些问题提供了思路。 第二章研究理论与方法 第二章研究理论与方法 一般来讲在制造业有两种技术：一种是制造技术，另一种是生产技术。制 造技术是研究如何以合理的工艺生产出满足客户要求的产品的技术，它是通常 意义上的技术：而生产技术是一门管理科学，它是研究如何以低成本、高质量 地生产及时产品的技术，这种技术在市场经济全球化的今天显得尤为重要。 当今制造业内主要存在以下几种生产现场改善理论：工业工程，运筹学的 优化技术，t p s ，还有近二十年才出现的约束理论。本文主要讨论关于约束理论 和t p s ，所以下面着重介绍约束理论和t p s 。 2 1 约束理论 2 0 世纪8 0 年代，日本的“丰田生产方式”( t o y o t a p r o d u c t i o ns y s t e m ，t p s ) 令日本制造业面貌一新，给美国企业带来了莫大的冲击。一时间，很多美国企 业在浓烈的危机感下，纷纷学习，并如法炮制，但是换了国别的t p s 似乎有点 水土不服，实施起来的效果始终不理想。 面对这种情况，以色列物理学家e 1i y a h ug o l d r a t t 博士认为在美国绝大部 分企业没有条件和资源做t p s 所需的巨额投资，所以他创立了一种基于“约束” 的管理理论，命名为约束理论( t h e o r yo fc o n s t r a i n t s ) ，简称t o c 。1 9 8 4 年， g o l d r a t t 博士出版了第一本以小说体写成的t o c 专著目标，描述了一位厂长 应用约束理论使工厂在短时间内转亏为盈的故事。因为书中描述的问题在很多 企业普遍存在，一时间，该书在全球畅销，销售2 0 0 多万册，t o c 从此非常流行。 约束理论在美国企业界得到很多应用，在2 0 世纪9 0 年代逐渐形成完善的 管理体系。美国生产及库存管理协会( a m e r i c a np r o d u c ta n di n v e n t o r yc o n t r o l s o c ie t y ，a p i c s ) 非常关注t o c ，称其为“约束管理( c o n s t r a i n tm a n a g e m e n t ) ”， 并专门成立了约束管理研究小组。该小组认为：t o c 是管理理念与管理工具的结 合，他把企业在实现其目标的过程中现存的或潜伏的制约因素称为“约束”，通 过逐个识别和消除这些约束，使得企业的改进方向和改进策略明确化，从而帮 助企业更有效地实现其目标。 2 1 1t o c 基本概念 约束理论的基本观点是约束因素存在于任何系统中，每个系统都有一个或 几个约束因素，它认为所有限制系统目标实现的因素都是约束因素。例如，一 个制造业的企业生产过程中的瓶颈就是约束因素。t o c 理论的倡导者们十分强调 约束因素的重要性，认为在约束因素和生产成本之间，管理者更应该关注约束 6 第二章研究理论与方法 因素。 尽管t o c 曾一度被认为只是一种简单的安排生产计划的技术，但现在它己 经被广泛应用于制造业。管理者采用t o c 来减少生产过程中的排队时间、提高 产品质量、尽可能地提高企业的获得能力。t o c 发现并改进约束因素的过程分为 五个步骤。t o c 也被用来与全面质量管理( t o t a lo u a lit ym a n a g e m e n t ，t q m ) ， t p s 和作业管理等管理理论综合应用。 下面介绍一些t o c 中常用的概念： 1 约束因素指的是限制系统实现相关绩效目标的任何因素 2 瓶颈和约束因素 瓶颈和约束因素的概念是t o c 的核心，当需求量大于生产能力时，生产过 程中就至少有一个瓶颈，而且瓶颈的数量和位置也随时间的变化而变化。限制 整个系统有效产出的瓶颈称作能力约束源( c a p a c i t yc o n s t r a i n t sr e s o u r c e s ， 简称c c r ) ，也称为瓶颈约束因素。用链来形容，约束因素就是通道中最细、最 薄弱的地方。约束因素分为内部( 生产线上效率最低的机器) 和外部( 如订单不足) 两类。 3 关联事件和统计波动 关联事件指第二个事件必须在第一个事件完成后才能进行。比如机器b 只 有在机器a 完成工作后才能运行。统计波动指结果的非准确预测性，在生产中 可解释为完成同一工作每个人所需的时间各不相同，即使是同一个人，在不同 的时间完成同一工作的时间也不一样，这种波动多数会降低平均速度，所以在 管理上要力求减少关联事件和统计波动。 4 “鼓的缓冲绳”系统( d b r d r u m - b u f f e r r o p es y s t e m ) 所有的制造厂都存在关联现象和统计波动，关键是如何管理从而使公司的 目标得以实现。单单提高一道工序的速度是没有用的，t o c 解决这个问题的方法 是把最慢的与最快的用绳连起来。再用士兵来形容，就是把走得最快的士兵与 最慢的士兵用绳连起来，让最快的士兵拉着最慢的士兵走。t o c 的目的是使系统 中约束因素前后的差距不影响c c r 的输出能力。 5 保持瓶颈满负荷运动 如果在瓶颈处形成空闲，那么就意味着浪费。管理者可以采取多种步骤避 免c c r 时问的浪费。一种方法是在瓶颈前保持一个缓冲区( 比如在瓶颈前维持一 定量的在制品；另一种方法就是加强瓶颈处的质量控制，避免在瓶颈处出现废 品或返工；第三种方法是尽可能提高c c r 的工作在可立即变成有效产出的产品 中的比例，也就是说系统的主瓶颈应尽可能靠近成品环节。 第二章研究理论与方法 2 1 2t o c 的九大管理原则 1 追求流量与市场需求的平衡，而不是生产能力与市场需求的平衡。 追求生产能力的平衡是为了使企业的生产能力得到充分利用。因此在设计 一个新厂时，自然会追求生产过程各环节的生产能力的平衡。但是对于一个己 投产的企业，特别是多品种生产的企业，如果一定要追求生产能力的平衡，那 么即使企业的生产能力充分利用了，但是产品并非都能恰好符合当时市场的需 求，必然有一部分要积压。 t o c 则主张在企业内部追求物流的平衡。所谓物流平衡就是使各个工序都与 瓶颈环节同步，力求生产周期最短、在制品最少。它认为生产能力的平衡实际 是做不到的。因为波动是绝对的，市场每时每刻都在变化；生产能力的稳定只 是相对的。所以必须接受市场波动这个现实，并在这种前提下追求物流平衡。 2 非瓶颈资源的利用程度是由系统的约束决定的，与其本身无关。 系统的约束就是瓶颈。因为系统的产出是由所能经过瓶颈的产品量决定的， 即瓶颈制约着产销率。而非瓶颈资源的充分利用不仅不能提高产销率，而且会 使库存和运行费增加。 3 资源的“利用”( u t i l i z a t i o n ) 和“活化”( a c t i v a t i o n ) 。 “利用”是指资源应该利用的程度，“活化”是指资源使用效率。按传统的 观点，一般是将资源能够利用的能力加以充分利用，即“物尽其用”，所以“利 用”和“活力”是不相同的。按t o c 的观点，两者有着重要的区别：因为做所需 要的工作( 应该做的，即“利用”) 和无论需要与否，最大程度可做的工作( 能够 做的，即“活化”) 之间是明显不同的。所以对系统中“非约束 的安排使用， 应基于系统的“约束”。例如，一个非约束资源能够达到1 0 0 的利用率，但其后 续资源如果只能承受其6 0 的产出，则其另外4 0 的产出，将变成在制品库存； 此时从非约束资源本身考察，其利用率很好，但从整个系统的观点来看，它只 有6 0 的有效性。所以“利用”注重的是有效性，而“活化”注重的则是可行性， 从平衡物流的角度出发，应允许在非关键资源上安排适当的闲置时间。 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。 一般来说，生产时间包括调整准备时间和加工时间。但在约束资源与非约 束资源上的调整准备时间的意义是不同的。因为约束资源控制了有效产出，在 约束资源上中断一个小时，是没有附加的生产能力来补充的。而如果在约束资 源上节省一个小时的调整准备时间，则将能增加一个小时的加工时间，相应地， 整个系统增加了一个小时的产出。所以，约束资源必需保持1 0 0 的“利用”，尽 量增大其产出。为此，对约束资源还应采取特别的保护措施，不使其因管理不 8 第二章研究理论与方法 善而中断或等工。增大约束资源物流的方法可以有如下几种： 减少调整准备时间和频率，约束资源上的批量应尽可能大 尽一切可能减少机器的停工时间 加强质量管理，保证约束资源所处理的原料都是合格品 尽可能提高约束资源的后工序的合格率，减少约束资源的浪费 5 想方设法在非瓶颈资源上节约一小时以提高生产率只是一种幻想非瓶颈资 源不应满负荷工作。 因为非瓶颈资源上除了生产时间( 加工时间和调整准备时间) 之外，还有闲 置时间。节约一个小时的生产时间，将增加一个小时的闲置时间，而并不能增 加系统有效产出。当然，如果节约了一个小时的生产时间，可以减少加工批量， 加大批次，以降低在制品库存和生产提前期，但这些结果能在多大程度上有益 于系统追求的根本目标，依然牢牢受制于约束资源。 6 产量和库存量是由瓶颈资源决定的。 因为有效产出率指的是单位时间内生产出来并销售出去的产品所创造的价 值，所以，很明显它受到企业的生产能力和市场的需求量这两方面的制约，即 它们受由资源约束和市场约束瓶颈所控制的。如果“约束”存在于企业内部， 表明企业的生产能力不足，相应的有效产出率也受到限制；而如果当企业所有 的资源都能维持高于市场需求的能力，那么市场需求就成了“约束”。这时，即 使企业能多生产，但由于市场承受能力不足，有效产出率也不能增加。 同时由于“约束”控制了有效产出率，所以企业的“非约束”应与“约束” 同步，它们的库存水平只要能维持“约束”上的物流连续稳定即可，过多的库 存只是浪费，这种情况下“约束”也就控制了库存。 7 运输批量可以不等于甚至多数情况是不应等于加工批量。 车间现场的计划与控制的一个重要方面就是批量的确定，它影响到企业的 库存和有效产出。t o c 所采用的是一种独特的动态批量系统，它把在制品库存分 为两种不同的批量形式，即运输批量，是指工序间运送一批零件的数量； 加工批量，指经过一次调整准备加工的同种零件的数量，可以是一个或几个转 运批量之和。在自动装配线上，转运批量为1 ，而加工批量则很大。 确定加工批量的大小应考虑：资源的合理应用( 减少设备的调整次数) ；合理 的在制品库存( 减少资金积压和在制品库存费用) 。确定运输批量的大小则是考 虑提高生产过程的连续性、平行性，减少工序间的等待时间和减少运输工作量 与运输费用。两者考虑的出发点不同，所以运输批量不一定要与加工批量相等。 根据t o c 的观点，为了使有效产出达到最大，约束资源上的加工批量必须 大。但另一方面，在制品库存不应因此增加，所以运输批量应该小，即意味着 9 第二章研究理论与方法 非约束资源上的加工批量要小，这样就可以减少库存费用和加工费用。 8 。批量是根据实际情况动态变化的，而不是固定不变的。 9 只有同时考虑到系统所有的约束条件后才能决定加工物品计划进度的优先 级，提前期只是排进度的结果。 m r p i i 制定作业计划的方法一般包括以下几个步骤：确定批量；计算提 前期；安排优先权，再依据它来安排作业计划；根据能力限制调整作业计 划，再重复前三个步骤。可见m r p ii 是按预先制定的提前期，用无限能力计划 法编制作业计划。但当生产提前期与实际情况出入较大时，所得的作业计划就 脱离实际难以付诸实施，m r p i i 也因此招致了许多批评。在这点上，t o c 与m r p 正好相反，即不采用固定的提前期，而是考虑计划期内的系统资源约束，用有 限能力计划法，先安排约束资源上关键件的生产进度计划，以约束资源为基准， 把约束资源之前、之间、之后的工序分别按拉动、工艺顺序、推动的方式排定， 并进行一定优化，接下来编制非关键件的作业计划。所以t o c 中的提前期是批 量、优先权和其它许多因素的函数，是编制作业计划产生的结果。 2 1 3t o c 论的五大核心步骤 上文已经谈到了“约束”的判别，但这只是完成了第一步，为了切实地实 现系统改进，t o c 提出了识别并解决“约束”的五大核心步骤，即： 1 第一步，找出系统中存在哪些约束 企业要增加有效产出的话，一般会在以下方面想办法： 原料( m a t e r ia ls ) ：通过查看原料供应情况来分析 能力( c a p a c i t y ) 包括设备和人员的能力：根据在产品是否积压和废品率来 判断 信息( i n f o r m a t i o n ) ：根据产品在市场上的适销程度等情况来判断 市场( m a r k e t ) ：如果由于市场需求不足而导致生产能力过剩，就要考虑开拓 市场需求 资本( c a p it a l ) ：分析资金的使用情况和企业的融资渠道 政策( p o li c y ) ：找出企业内部和外部约束有效产出增长的各种政策规定 2 第二步，寻找突破( e x p l o i t ) 这些约束的办法 这一步要找出解决第一步中所提出的种种问题的具体办法，从而实现有效 产出的增加。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，就要找出进一步扩大市场需求的具体办法：若某 种内部生产资源是约束，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。当我们要突破某台瓶颈设备利用率比较低这个约束时，要采取的行动 1 0 第二章研究理论与方法 包括： ( 1 ) 设置缓冲时间：这种方式多用于单件小批生产。即在瓶颈设备紧前工序 的完工时间与瓶颈设备的开工时间之间设置一段缓冲时间，以保障瓶颈设备的 开工时间不受前面工序生产率波动和发生故障的影响。缓冲时间的设置，与前 面非瓶颈工序波动的幅度和故障出现的概率及企业排除故障恢复正常生产的能 力有关。 ( 2 ) 在制品缓冲：多用于成批生产，其位置与数量确定的原则与方法同1 。 ( 3 ) 在瓶颈设备前设置质检环节。 ( 4 ) 统计并降低瓶颈设备的产品废品率。 ( 5 ) 找出废品的原因并根除。 ( 6 ) 对返修或返工的方法进行研究改进。 3 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 只有这样，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t o c 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。为简明起见，我们还是以一个生产过程内部协调为例：如果流水线上的一 台机器是约束，那么可以在适当的地方设置时间缓冲，来保证流水线上其他生 产环节对这台机器的供给能够满足这台机器的生产需要。而目前很多企业当中 正是对这点要按照约束环节的生产节拍来协调整个生产流程的工作思想不 明确，从而导致企业过多地追求非约束环节百分之百的利用率，这样给企业带 来的不是更多的利润，而是更多的在制品1 4 第四步，具体实施第二步中提出的措施，使第一步中找出的约束环节不再是 企业的约束 例如，工厂的一台机器是约束，就要缩短设备调整和操作时间、改进流程、 安排加班、增加操作人员、增加机器等等。 5 第五步，谨防人的惰性成为系统的约束 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，但又会有下一个环节成为最薄弱的。 千万要记住，“今天的解决方案就是明天的约束所在”( t o d a y ss o l u t i o ni s t o m o r r o w sp r o b l e m ) ，也许你为了突破这个约束采取了一些很好的措施，可一 旦约束转移到其他环节，这些措施对于新的约束可能无能为力! 那些通过t o c 获得了大量的收益公司，正是那些通过制定战略并选择适当 的环节成为系统中约束的公司。约束是永远存在的，只是面孑l 上的不同。这些 公司设法使约束环节转移到对他们有利的环节上，然后决定相应的企业运作( 产 第二章研究理论与方法 品设计、营销、投资、员工招募等) 。通过t o c ，这些公司可以利用和控制约束， 而不是反过来像现在很多公司那样被约束所控制。 2 1 4t o c 的思维流程( t h i n kp r o c e s s ) 1 思维流程概述 思维流程( t p ) 严格按照因果逻辑和假言逻辑，来回答以下三个问题： 改进什么? ( w h a tt oc h a n g e ? ) 改成什么样子? ( w h a tt oc h a n g et o ? ) 怎样使改进得以实现? ( h o wt oc a u s et h ec h a n g e ? ) 第一个问题类似于五大核心步骤“的第一步：“找出系统中存在哪些约束。” 由于五大步骤往往应用于这样的情况：即约束并非来自一个具体的资源实体， 所以就没有一些现成的摆在那里的证据( 如在制品) 来告诉你哪些是约束。因此， 你只能先摸清楚系统的现状是怎样的，此时用到的逻辑结构图就是“当前现实 树”( c u r r e n tr e a lit yt r e e ) 。建立此树并非是一件易事，但一旦成功完成， 就自然得到了第一个问题“改进什么”的答案。 接下来便是“改成什么样子”的问题。直观上这个问题己表述得很明白， 但要回答它还是应该遵循以下两个步骤：找出克服当前约束的突破点：确保解决 方案所产生的结果不会是乱上添乱。“消雾法”( e v a p o r a t i n gc l o u d ) 可以用来 突破当前约束企业的主要冲突，“未来现实树”( f u t u r er e a l i t yt r e e ) 用来确 认当前面对的不如人意的状况确实能够用这个突破法来转变成令人满意的结 果。而实施这些改进措施会出现的那些意料不到的负面影响可以用“负效应枝 条”( n e g a t i v eb r a n c h e s ) 来表示。如果这些负面影响可以避免，那么你就可以 确信这个解决方案的结果不会是乱上添乱，你也就知道了应该改进成什么样的 结果，即第二个问题的答案。 下面就该解答问题三了。简单说就是，让那些将与这些转变直接相关的人 来制定实施转变所需的行动方案。能动的“思维过程”要把那些受转变最大的 人包括在内，企业应主动去征求这些人的意见，看他们认为什么会阻碍企业推 进这一改进过程。要发动员工集思广益，保证最初的实施能够顺利进行。做到 上述三点，实施计划就基本成型了。解答问题三用到的工具是：“必备树” ( p r e r e q u i s i t et r e e ) 和“转变树”( t r a n s i t i o nt r e e ) 。 2 思维流程的技术工具 ( 1 ) 现实树( r e a lit yt r e e ) 现实树是因果图，分为当前现实树和未来现实树。现实树的建立要严格遵 循若干条逻辑规则。它从“树根”开始，向“树干”和“树枝发展，一直到 第二章研究理论与方法 “树叶”。“树根”是根本性的原因，“树干”和“树枝”是中间结果，“树叶” 是最终结果。对于当前现实树来讲，“树叶”是一些人们不满意的现象，“树根” 是造成这些现象的根本原因或核心问题所在。而在未来现实树当中，它的“树 根”是解决核心问题的方案，“树叶 是最终人们想看到的结果。 ( 2 ) 当前现实树( c u r r e n tr e a lit yt r e e ，c r t ) 要回答“改进什么”，我们往往是从可以得到的例证开始着手，即系统中明 显地存在着哪些不尽人意的地方，如：发货单经常不准时到达：库存超标：提前期 变长：企业内人际关系不融洽，所有这些可以总称为“不良效果”( u n d e s i r a b l e e f f e c t s ，简称u d e ) 。值得注意的是，u d e 并不是真正的问题所在，它们只是一 些表面现象。通过绘出将这些不良效果联系在一起的逻辑关系图，可以大大有 助于找到真正的问题症结所在，它们就显示在这个逻辑图的最低部。这个逻辑 图就是c r t ，它回答了“改进什么 的问题。 ( 3 ) 消雾法( e v a p o r a t i n gc l o u d ) 消雾法用来以双赢( w i n - w i n ) 的方式解决企业中的冲突。此法的得名是由于 企业中的冲突像一团团的云雾一样，往往不是那么一目了然，人们往往不能很 清楚地说出究竟是那些原因造成了这些冲突。消雾法就是要驱散那些弥漫在冲 突周围的混淆和含糊，以便清楚地指出哪些是根本原因并给出解决冲突的方法。 这时冲突便消除了，就像云雾蒸发了一样。 要回答问题二“改成什么样子”，首先要弄清楚为什么存在那些c r t 找出的 “真正的问题”。显然，如果这些问题很轻易就可以被解决的话，企业的管理人 员也不会让它们存在那么久，且一直保留到现在。找出这些问题与冲突以后， 应该设法找到解决问题的突破点( ab r e a k t h r o u g hid e a ) ，我们称之为一个注入 ( i n j e c t i o n ) 。这时就要用到“消雾法”。要注意，不能仅仅找出一个突破点就 了事，还要检验它是否能够对系统产生你所期望的影响。即：这些“注入”的实 施能否将你现在面对的“不良效果”( u d e ) 转变为“满意效果”( d e s i r a b l e e f f e c t s ，简称d e ) 。这便用到“未来现实树”。 ( 4 ) 未来现实树( f u t u r er e a lit yt r e e ，f r t ) 要回答问题二“改成什么样子”，首先要用“消雾法”看清问题和冲突，找 到突破点