约束理论在企业生产能力提升中的应用

【摘 要】约束理论（Theory of Constraint，TOC），是在以色列物理学家、企业管理大师艾利·高德拉特博士提出的最优生产技术基础上发展起来的管理哲学，它把企业在实现生产能力提升的过程中现存的或者潜伏的制约因素称为“约束”或“瓶颈”，通过逐个识别和消除这些“约束”，使企业的改进方向与决策明确化，从而帮助企业提升生产能力，提高企业整体生产能力和生产运行效率，增加企业的整体产出，降低生产运营成本，增强市场竞争力。

【关键词】约束理论；瓶颈；生产能力管理

引言

生产能力是制造企业生产中一项重要的生产要素，是每个制造型企业进行持续经营的基础，也是企业获得稳定收益的关键。不同企业需要针对自己企业本身的特点，进行切实可行的生产改善，找出先进合理和行之有效的管理模式。

1.TOC应用的五大核心步骤和九大基本点

TOC有一套思考的方法和持续改善的程序，称之为五大核心步骤：

第一步，找出系统中存在哪些约束；

第二步，寻找突破这些约束的方法；

第三步，使企业的所有其它活动服从于第二步中提出的各种措施；

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系统的约束；

第五步，回到步骤1，不让惰性成为约束，持续不断地改善。

TOC的应用有以下的九大基本点，也就是基本原则：

（1）平衡物流，而不平衡能力；

（2）非瓶颈资源的利用程度不是由其自身潜力所决定的，而是由系统中的约束来决定的；

（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；而活力是指资源能够利用的程度；

（4）瓶颈上损失1小时是整个系统损失1小时；

（5）非瓶颈上损失或者节约1小时是毫无意义的；

（6）瓶颈制约了系统的产出率和库存；

（7）转运批量可以不等于，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，应该随时间而变化；

（9）作业计划的编制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。

这九大TOC的基本点也就是对TOC应用原则的具体解释，无非是告诉使用者，在进行TOC应用时需要遵守的原则。

2.构建瓶颈工序

在TOC中，寻找系统中的瓶颈资源或是生产流程中的瓶颈工序是TOC的重要核心部分。一般来说，当需求超过能力时，排队最长的站别就是瓶颈。围绕瓶颈，我们可以展开改进工作。找到瓶颈后，一方面可以对产品的流程进行再设计和优化，使得瓶颈工序不再是瓶颈，另外一方面可以直接针对瓶颈工序进行优化或者消除。

构建瓶颈的关键是确认哪些因素是造成瓶颈产生的原因，也就是说瓶颈产生的根源是什么。比如在生产流程中，要分析生产能力低这个问题产生的核心原因是什么，就是分析什么原因或者是哪个流程中的环节造成了瓶颈。在分析构建瓶颈时，我们可以从三个角度来分析：

（1）产生瓶颈的资源限制条件是什么？如果从生产流程的总体上来分析，造成生产能力低的真正核心原因是什么？我们可以分析得出一些结论，比如产品本身的设计结构复杂，造成生产作业困难；生产环境因素，机器设备本身不能满足生产需求；产品生产过程中质量问题返工时间多长等等。如果，我们分析出各种因素产生的真正原因，就可以相应的看出瓶颈资源，那么相应的改善也就有了可突破之处。

（2）瓶颈具体产生于流程的哪些环节？这些环节对瓶颈具体产生有多大影响？可以对这些对瓶颈具体产生影响比较大的环节进行再设计和优化， 使得瓶颈工序不再是瓶颈，这是在瓶颈站外消除瓶颈的一种方案。

（3）分析出瓶颈因素后，还要对此因素的改善优化成本作核算，对改善优化的可行性做出分析。如果说，整体改善优化的成本非常高，或者是根本无法进行改善和优化，那么这个分析出来的瓶颈因素只能算是流程的一个不可改变的因素，且无法提高和改善，也就是先天决定了整个系统的产出。如若要继续改善，只能在此瓶颈的基础上，重新分析出可改善的瓶颈并加以实施。

3.瓶颈工序改善方案

（1）前置工序的优化，降低和匹配缓冲库存

在TOC理论中，实施生产计划与控制的方法是一种称之为“鼓一缓冲—绳”（Drum—Buffer—Rope，简称为DBR）的计划、控制、传递机制的系统。由于在整个生产计划系统中的瓶颈工序是最慢的一个环节，为了最优化流程，增加流程的整体产出以及提高流程的效率，瓶颈工序必须连续的满负荷运转，就是说要保证瓶颈工序的最高产出和效率。

在产品生产流程中，瓶颈后道工序也需跟紧瓶颈的节奏安排和进行生产。能够保证及时的消化瓶颈的产出，保证整体流程的顺畅和不产生过多的在制品库存。

（2）生产部门资源的重新配置

在具体分析生产部门的改善计划之前，需要对企业生产所有的资源作重新的整合和配置。对于一些不是瓶颈的工序或者是能够较容易完成目标的工序，需要对其他的工序进行支持。支持包括两个方面，一个是前后道工序的工作内容的支持，其中包括能够将一些简单的可以区分的工作任务从瓶颈部门转移到非瓶颈工序。第二方面，就是工作人员之间的重新合理的配置。其他非瓶颈工序在资源相对减少的情况下提高本工序的产生效率，能够配合整体项目的成功。

（3）最优化作业排序来提高流程的生产效率

TOC的应用重点是在作业排序上，也就是说通过最优化作业排序来提高流程的生产效率。最优化作业排序适用作业顺序可以调动，有些工作站别的产能大大高于或者大大低于目标产能的情况，这样才能进行站别最优化作业排序。

（4）确保瓶颈资源持续产出高质量产品

根据TOC的理论，瓶颈工序的产能一定程度上决定了系统的整体产能。因此我们要最大限度利用瓶颈资源，确保瓶颈资源持续产出高质量产品。为确保瓶颈资源持续产出高质量产品，减少维修和重工的延误和费用，有效的方法可以采用统计手法和质量管理方法找出不良原因，找出有效改善对策，降低不良率， 从而减少瓶颈资源的浪费，确保瓶颈资源能持续产出高质量产品。

（5）改进或者增加瓶颈设备，提高瓶颈站效率

负荷控制理论认为，车间控制的首要目标是控制在制品存量在一个尽可能低的水平，这样便于产品在车间内的快速流动，缩短通过时间，最终实现按时交货。对于设备利用率，根据TOC可以知道，可以改进或者增加瓶颈设备，减少在制品的数量，真正地实现较高的产出率。

（6）提高瓶颈设备的利用率

提高瓶颈站别的利用率，就是在瓶颈站前后设置缓冲库存，在非瓶颈站别停止作业时，比如其他设备故障停线时间，午休时间，吃饭时间等，瓶颈站别可以继续作业。利用一切可以利用的时间， 让瓶颈站别不停的作业。

4.结语

可以看出，TOC最重要的贡献在于指导企业如何集中利用有限的资源，以达到最大的效益。这种思维方式，不再是以前利用“廉价劳动力”来降低生产成本，而是通过增加企业的整体产出，同时可作为中国类似制造型企业的有益借鉴。

参考文献：

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[2]于骞，金士良，何文中.基于TOC和OTE的生产瓶颈识别与优化[J].机械设计与制造，2011（9）：

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