约束理论——TOC

简单而有效的常识管理—约束理论简介企业面临的挑战•加入WTO在即，市场竞争压力加剧•市场变化加快，要求企业内部快速调整•新产品推出速度加快，产品生命周期缩短•企业生产大量定制，多品种，少批量•客户不断要求降价，降低成本压力大•客户订单随时调整，插单频繁•企业各部门强调自己的重要性，投资不断加大•交货不及时，经常脱期•……生产车间的问题•多品种少批量的生产，混合排产难度大•无法如期交货，太多“救火式”加班•订单需要太多的跟催•生产优先顺序频繁改变，原定计划无法执行•库存不断增加，却常常缺关键物料•生产周期太长，提前期无限膨胀•生产部门往往成为市场表现不佳的替罪羊•……目标与现实成本导向思维模式下一步…过分的削减成本会直接或间接影响产能一个全新的思维模式约束理论TheoryofConstraints什么是约束理论企业的运作是一个相互关联的资源链，比如不能在采购原材料之前开工制造，也不可能在包装完成前交运。营销报价采购制造包装运输什么是约束理论（续）•约束理论的核心观念是任何一个现实的系统至少存在一个约束，比如制造资源•对此别无选择，要么你管理约束，要么约束“管理”你。不管约束是否被认知和管理，它都将影响系统的产出。传统管理的误区•企业中每一环节的改善都有助于系统的改善•整个系统的改善等于各环节改善之和•评价“环”的指标：环的粗细或重量•结果：各环节同时要求更多的资源，实现局部最优化约束理论的观点•大多数环节的改善无助于整个系统的改善•系统的改善并不是各环节改善之和•系统的有效产出决定于资源链上的薄弱环节—约束•结论：从全局考虑，关注并改善约束资源企业的目标企业的目标只有一个：现在和将来都赚钱ToMakeMoneyNowandintheFuture企业的目标（续）有人会认为企业的目标应该是：•现在与将来都满足客户需求•提高员工满意率与安全感企业的目标（续）•三者是相互关联的，选定一个，其它两个成为其必要条件企业现在将来都赚钱提高客户满意率提高员工满意率和安全感所有的活动服从于目标•企业的运作是一个整体系统，部门的目标必须服从企业的整体目标•在设定企业目标以后，应该对企业的一切活动和行为准则进行重新审视，即重新评价这些活动或准则在多大程度上促进或者妨碍了这一目标的实现•企业的所有活动都应该围绕企业的目标进行，与企业目标无关的活动应尽量减少或禁止企业的财务指标—评价企业是否赚钱•净利润（NetProfit，简称NP）•投资收益率（ReturnonInvestment，简称ROI）-资产Assets•现金流量（CashFlow，简称CF）如何评价车间的目标？—车间的作业指标1.有效产出（Throughput，T）2.库存（Inventory，I）3.营运费用（OperatingExpenses，OE）传统车间考核指标：劳动生产率，设备利用率…TOC提出：有效产出（Throughput）•通过实现产品销售来获取盈余的速率•只计算对系统的贡献增加，不包括原材料•T=（销售价格—总变动成本）/时间•没有实现销售的成品库存不是有效产出系统在单位时间内所赚的钱库存（Inventory)系统内当前占用的资金，包括：•原材料库存、在制品库存(WIP)、成品库存•扣除折旧后的固定资产（厂房、设备、土地等）这里的库存部分是负债，而不是资产。以上资源占用资金，产生机会成本和维持库存的费用当前系统内占用的钱营运费用（OperatingExpenses）•系统将库存转化为有效产出的所有费用•直接间接人力成本（操作时间、休息时间、生病、休假等）•期间费用、管理费用、销售费用将库存转化为有效产出所花费的钱作业指标与财务指标的关系现在和将来都能赚钱净利润(NP)投资收益率(ROI)现金流量(CF)企业目标:财务目标:作业目标:有效产出(T)库存(I)营运费用(OE)制造周期成本世界vs有效产出的世界•成本世界里降低运营费用是第一位的，增加有效产出也很重要，但企业对市场的影响有限，库存成为灰色区域，需要一定的库存保障销售，但太多的库存影响企业目标。•有效产出世界里，增加T是第一位的，max？降低库存次之，降低OE放在最后，因为往往会影响产能。•TOC并不主张优先T，而是TQM；运用JIT决定库存。骰子游戏•前后7道工序•平均产能3.5件/天（Max=6,Min=1）•7道工序一天内可以完成•每月（20天）产量多少？生产企业的实际情况游戏记录DayWCR1WIPRoMoWCR2WIPRoMoWCR3WIPRoMoWCR4WIPRoMoWCR5WIPRoMoTotalShipWIPD1D2D3D4D5D6D7D8WCR1工作中心WIP库存Ro当日产能Mo真正产出Ship交货量（参见《目标》中的火柴棒游戏）游戏结果表明•实际交货量3.5*20•原因在于•造成大量时间在等料加工、等待设备•最终的结果是各道工序效应的累加，而且是负的效应的累加依存关系统计波动出货发料在制品库存以一队行进中的队伍做比喻流水线式生产方式鼓手控制节奏所有人同一速度节拍，但任何一人的意外均影响全队的速度由于最慢的人决定了全队的速度，将最前面的人和最慢的人用绳子绑起来，控制总速度，为防止前面的人跌倒而影响最慢的人，在他前面留一点空间。最慢的人成了实际上的鼓手应用于生产制造企业•我们知道企业内肯定存在约束（瓶颈）•我们意识到应更多关注约束资源TOC的五大核心步骤一、识别(Identify)系统约束二、开发(Exploit)系统约束三、其它活动服从(Subordinate)开发约束的需要四、提高(Elevate)约束产能，使其不再是约束五、回到(GoBack)步骤一，不要让人的惰性称为系统约束第一步：识别约束•约束可能来自企业内部，也可能来自外部，优先处理内部约束•约束可能来自物料(Materials)、能力(Capacity)、市场(Market)、政策(Policy)，公司固有的制度、员工的态度、习惯•多数情况（80%）约束来自公司政策以产能约束为例95708060807550120原材料原材料23456781周生产率需求:每周50个第二步：开发约束使约束资源产能最大化•最大程度的利用时间(取消午餐休息,加班,安排熟练工人…)•加大加工批量(节约准备时间)•力争满负荷（约束资源前设置时间或库存缓冲）!•瓶颈设备前设质量检验，减少无用功Focus!95708060807550120时间缓冲原料原料D2345781需求:每周50个阻止Murphy对生产过程的影响!利用缓冲管理保证瓶颈的利用率…利用装配和发货缓冲保证交货的及时性.装配缓冲发运缓冲第三步：服从•这是比较困难的一个步骤，因为必须调整企业政策，文化，考核指标，……•非约束资源的安排服从于约束资源的需要•利用率和效率不是非约束资源的考核指标•这一步常常被忽略，因而丢掉了TOC的主要效益其他的一切服从(同步)于制约因素9570806050120D8075时间缓冲原料原料D2378145根据到期日和时间缓冲下达生产50个的工作令根据到期日下达生产50个的工作令需求:每周50个第四步：提高约束产能•如果经过第二、第三步后产能仍不满足，考虑增加产能，如增加设备、安排外协加工等•一般人常将第二步与第四步等同起来，但在提高之前先开发是非常重要的•一般情况下第二、三步可以满足需求，不要轻易增加投资第五步：返回第一步•识别一个约束后，企业要调整一系列政策•经过一轮循环后，可能产生新的瓶颈•不要让人的惰性成为新的瓶颈9570806050120D8075B时间缓冲原料原料我们的目标是什么?1.提前期和按时交货?2.有效产出?3.库存?4.营运费用?短和一致低低2378145BB高需求:每周50个DBR系统•识别企业的真正约束（瓶颈）所在•基于瓶颈约束建立产品出产计划•“缓冲器”的管理•进入非瓶颈的物料被瓶颈的产出率，即“绳子”所控制鼓（Drum,D）•约束资源的产出速度决定了整个系统的运营速度，即瓶颈控制着企业同步生产的节拍，所以称为“鼓Drum”•安排生产计划时，首先根据优先级安排在约束资源上的计划•“鼓”反映了系统对约束资源的利用•“鼓”的目标是有效产出最大缓冲（Buffer,B）•分为时间缓冲、库存缓冲•保证瓶颈不会出现因缺料而停工•在约束资源的后续组装工序前设置非约束资源缓冲，保证瓶颈能力100%利用95708060807550120时间缓冲原料原料D2345781需求:每周50个绳子（Rope,R）•绳子的目标是在制品库存最小•绳子根据约束资源的生产节拍，决定上游原材料的发放速度•其原理类似于看板管理思想，9570806050120D8075B时间缓冲原料原料2378145BB需求:每周50个RR鼓-缓冲-绳子:(Drum-Buffer-Rope)9570805540120D8075鼓缓冲原料原料由鼓决定生产计划由缓冲保证有效产出由绳子控制发料发运缓冲组装缓冲解决方案的三个阶段•计划:主生产计划,drum计划和物料下达计划.•执行:缓冲管理和采购/发放计划.•控制:评估和过程指示.一个易于理解的方法实用的，交互的FinishedGoods“黑盒”minimize[Fkyk+cijxij+fk(Djzkj)](supplyrestrictions)subjectto(demandrequirements)xkj-Djzkj=0fork=1,2,….p(demandrequirements)zkj=1forj=1,2,….n(distributionrestrictions)eachxijk0eachyk=0,1eachzkj=0,1wherexijk=amountshippedfromplantitodemandareajthroughdistributioncenterk.或...Capacity$整数/线性编程约束理论车间排队变长车间忙于错误的事情重要的工作被推迟部件的提前期增加材料提前发放到系统传统思维：忽视产能交货表现受影响库存增加不重要的工作被放在前面产生加班运营费用增加需求变化增加产能被忽视P&Q练习售价每件$90市场需求每周100件售价每件$100市场需求每周50件D每件15分钟D每件5分钟C每件10分钟C每件5分钟B每件15分钟A每件15分钟A每件10分钟B每件15分钟原料I每件$20原料II每件$20原料III每件$20外购零件每件$5PQ可用资源(部门,机器,人)A,B,C,D各一每周工作5天，每天8小时，即每周2400分钟固定运营费用每周$6000一周最多赚多少钱？一周最多赚多少钱？（一）Q的有效产出=50件*(100-20-20)=3000P的有效产出=100件*(90-5-20-20)=4500总的有效产出7500-营运费用6000净利1500•寻找瓶颈部门工作量C100件*(10+5)分+50件*5分=1750分A100件*15分+50件*10分=2000分D100件*15分+50件*5分=1750分B100件*15分+50件*(15+15)分=3000分•确定P&Q的优先权PQ售价$90$100原料$45$40工时60分50分一周最多赚多少钱？（二）PQ一周最多赚多少钱？（二）尽量利用B，并优先处理QQ的有效产出=50件*(100-20-20)=3000占用B工时=50件*(15+15)=1500分P的产量=(2400-1500)/15分=60件P的有效产出=60件*(90-45)=2700总有效产出3000+2700=5700营运费用6000净利-300一周最多赚多少钱？（三）PQ售价$90$100原料$45$40占用瓶颈B的时间15分30分瓶颈每分钟有效产出$3$2•再次确认P&Q的优先权一周最多赚多少钱？（三）尽量利用B，并优先处理PP的有效产出=100件*(90-45)=4500占用B工时=100件*15=1500分Q的产量=(2400-1500)/30分=30件Q的有效产出=30件*(100-40)=1800总有效产出4500+1800=6300营运费用6000净利+300以后的故