Written by 方圓智匯-精益生產管理咨詢公司培訓機構
約束理論（TOC）的概念和發展過程
傳統管理的誤區：
企業中每一環節的改善都有助于系統的改善；整個系統的改善等于各環節改善之和；結果：各環節同時要求更多的資源，實現局部最優化。
約束理論的觀點：
大多數環節的改善無助于整個系統的改善；系統的改善并不是各環節改善之和；系統的有效產出決定于資源鏈上的薄弱環節—約束；結論：從全局考慮，關注并改善約束資源。
約束理論的概念和發展過程：
約束理論(Theory of constraints，TOC)是以色列物理學家高德拉特（Eliyahum Goldratt）于八十年代中期在他的最優生產技術基礎上創立和發展起來的。 最優生產技術 (Optimized Production Technology , OPT) 是由一組管理理念和規則組成的理論體系，逐漸形成了一種面向增加產銷率而不是傳統的面向減少成本的管理理論工具，并且最終覆蓋到企業管理的所有職能方面。
約束理論的形成過程：
約束理論的理論基礎─ OPT
OTP---Optimized Production Technology
OPT的一些重要概念
OPT的九條原則
OPT的計劃與控制─DBR系統
OPT的一些重要概念：
瓶頸與非瓶頸資源 ：
制造資源指的是生產產品所需的全部資源，如市場、機器、物料、廠房和其它固定資產等。
按照通常的思路，在設計一個企業時，總要使生產過程的各個階段和環節的生產能力相等，即達到能力的平衡。這是一種理想狀態，OPT追求物流平衡。
OPT的定義:瓶頸資源，是指實際生產能力小于或等于生產負荷的資源。這一類資源限制了整個企業產出的數量，其余的資源則為非瓶頸資源 。
OPT定義中有兩點值得注意：
生產能力小于市場需求的資源不一定為瓶頸。
OPT的管理思想是：首先抓“重中之重”，使最嚴重的制約因素凸現出來，從而從技術上消除了“避重就輕”、“一刀切”等管理弊病發生的可能。短期的效果是“抓大放小”，長期的效果是大問題、小問題都沒忽略，而且企業整體生產水平和管理水平日益提高。
瓶頸資源是動態轉移的，一個組織的瓶頸資源的數目一般小于5個 。
OPT的九條原則：
OPT的基本思想具體體現在九條原則上。OPT有關生產計劃與控制的算法和軟件，就是按照這九條原則提出和開發的；這些原則也可以獨立于軟件之外，直接用于指導實際的生產管理活動。
原則1:追求物流平衡而非生產能力的平衡
原則2:非瓶頸資源的利用程度不由其本身決 定，而是由系統的約束決定的
原則3:資源的“利用”和“活力”不是同義詞
原則4:瓶頸上一個小時的損失則是整個系統的一個小時的損失
原則5:非瓶頸資源節省的一個小時無益于增加系統產銷率
原則6:瓶頸控制了庫存和產銷率
原則7:轉運批量可以不等于加工批量
原則8:批量大小應是可變的，而不是固定的
原則9:編排作業計劃時應考慮系統資源約，提前期是作業計劃的結果，而不是預定值
企業的目標體系：
企業的財務指標—評價企業是否賺錢：
凈利潤（Net Profit，簡稱NP）
投資收益率（Return on Investment，簡稱ROI） -資產Assets
現金流量（Cash Flow，簡稱CF）
如何評價車間的目標？
傳統車間考核指標：勞動生產率，設備利用率…
TOC提出：
有效產出（Throughput，T）
庫存（Inventory，I）
營運費用（Operating Expenses，OE）
作業指標與財務指標的關系：
成本世界 vs 有效產出的世界：
成本世界里降低運營費用是第一位的，增加有效產出也很重要，但企業對市場的影響有限，庫存成為灰色區域，需要一定的庫存保障銷售，但太多的庫存影響企業目標。
有效產出世界里，增加T是第一位的，最大限度降低庫存次之，降低OE放在最后，因為往往會影響產能。
TOC的五大核心步驟：
第一步：識別約束
約束可能來自企業內部，也可能來自外部，優先處理內部約束。
約束可能來自物料(Materials)、能力(Capacity)、市場(Market)、政策(Policy)，公司固有的制度、員工的態度、習慣。
多數情況（80%）約束來自公司政策。
第二步：開發約束
使約束資源產能最大化。
最大程度的利用時間 (取消午餐休息, 加班, 安排熟練工人…)
加大加工批量 (節約準備時間)
力爭滿負荷（約束資源前設置時間或庫存緩沖）!
瓶頸設備前設質量檢驗，減少無用功。
阻止Murphy對生產過程的影響!
利用緩沖管理保證瓶頸的利用率…
利用裝配和發貨緩沖保證交貨的及時性.。
第三步：服從
這是比較困難的一個步驟，因為必須調整企業政策，文化，考核指標，……
非約束資源的安排服從于約束資源的需要。
利用率和效率不是非約束資源的考核指標。
正是這一點，使得TOC不單單是一種制造理念，而是一種管理理念或經營理念，可以應用于營銷、采購、生產、財務等企業經營各方面的協調。
其他的一切 服從(同步) 于制約因素。
第四步：提高約束產能
如果經過第二、第三步后產能仍不滿足，考慮增加產能，如增加設備、安排外協加工等
一般人常將第二步與第四步等同起來，但在提高之前先開發是非常重要的
一般情況下第二、三步可以滿足需求，不要輕易增加投資
第五步：返回第一步
識別一個約束后，企業要調整一系列政策
經過一輪循環后，可能產生新的瓶頸
不要讓人的惰性成為新的瓶頸
鼓-緩沖-繩子:(Drum-Buffer-Rope)
TOC的思維流程(Thinking Process)
TP嚴格按照因果邏輯，來回答以下三個問題：
改進什么？（What to change?）
改成什么樣子？（What to change to?）
怎樣使改進得以實現？（How to cause the change?）
TOC與MRPⅡ、JIT運用準則比較
TOC與APS的比較
先進計劃和排產系統（Advanced Planning and Scheduling) --- 應用先進的算法、邏輯，對有限的能力、資金、資源、預測、需求管理執行優化和模擬。該技術同時考慮約束的范圍、商業規則，提供實時的計劃和調度、決策支持、訂單和能力的承諾，對多目標進行評價。APS有5個主要部分：需求計劃，生產計劃，生產排產，分銷計劃，運輸管理等。---APICS Dictionary
APS范例
APS數學模型
對APS的看法
APS構造了一個理想的模型，試圖在若干資源能力約束的條件下，求解多目標的最優解。在現實世界中由于變量太多，要求的數據也太多，其適用性是不強的。
由于算法太復雜、變量太多，因而采取基于內存的計算，需要龐大的計算機資源。
大量的理論研究證明，N個零件M臺機床，其作業排序的方案有（N!）m 之多，求最優解是不現實的。
相比之下，約束理論采取抓住主要矛盾，抓瓶頸資源，如果按優先規則排序，尋求可行解的方法是可行的。
TOC在生產管理中的運用
運用TOC轉變生產經營觀念
運用TOC改善企業生產計劃的執行與控制
建立TOC的營銷理念
TOC與MRPⅡ、JIT結合運用
OPT軟件工作原理
對DBR具體算法的看法
高德拉特創造的DBR算法是一個專利，至今尚未公開。但在多品種、小批量、復雜產品制造環境下，關鍵件，瓶頸資源的分布是非常復雜的。要想在瓶頸資源約束條件下，求解物料需求計劃是非常困難的。
DBR用于主生產計劃之后的屏瓶頸資源分析和車間作業計劃是比較可行的。
TOC與MRPⅡ、JIT結合運用
用MRPⅡ與TOC結合，可以考慮在企業級的生產計劃中運用MRPⅡ，在主生產計劃之后，進行瓶頸資源分析，找出解決瓶頸資源的方法。車間級的作業計劃可由TOC中的DBR來完成 。
TOC與JIT結合主要應考慮在“瓶頸”前環節設置合理緩沖，以“瓶頸”工序為“看板”的指命，向前序發出生產和配送指令。
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