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1、现代生产管理理论和方法现代生产管理理论与方法TOC（约束理论）第一节 TOC的理论一、 TOC产生背景 约束理论（Theory of Constraints，TOC）是以色列物理学家戈德拉特博士（Dr. Eliyahu M. Goldratt）在他的优化生产技术（Optimized Production Technology，OPT）的基础上发展起来的。 OPT是Goldratt博士和其他三个以色列籍合作者创立的，他们在1979年下半年在美国成立了CreativeOutput公司。接下去的七年中，OPT有关软件得到发展，同时OPT管理理念和规则开始成熟起来。CreativeOutput公司的发

2、展几起几落，后关闭。OPT的软件所有权转让给一家名为SchedulingTechnologyGroup的英国公司。TOC首先是作为一种制造管理理念出现。The Goal、The Race这两本最初介绍TOC的书引起了读者的广泛兴趣和实施这套理念的热情。TOC最初被人们理解为对制造业进行管理、解决瓶颈问题的方法，后来几经改进，发展出以产销率、库存、经营成本为基础的指标体系，逐渐形成为一种面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职能方面。 1984年，Goldratt博士在他出版的第一本以小说体写成的TOC专著目标中，描述了一位厂长应用约束理论使工厂在短时

3、间内转亏为盈的故事。Goldratt博士把一个企业比喻作一条链子。链子连结在一起象征一个完整的系统，能够产生巨大的力量，就像企业内部各个部门、科室互相配合、亲密合作，为股东带来巨额利润一般。Goldratt博士认为任何一种体制至少都会有一个约束因素，从而阻碍它充分发挥潜能。以企业为例，它经常为各种不确定的因素所阻碍，无法实现利润最大化。这个系统就如同我们的链条比喻一样，约束因素使它无法承受重荷而很容易断裂。这个简单而形象的比喻深入人心，加上书中描述的问题在很多企业普遍存在，使人读起来有亲切感。一时间，该书在全球畅销，销售200多万册。1986年后半年，Goldratt博士和RobertE.Fo

4、x共同创立Goldratt研究机构。1991年，当更多的人开始知道和了解TOC的时候，TOC又发展出用来逻辑化、系统化解决问题的思维过程（ThinkingProcess,即TP）。TOC理论就这样经过不断地发展而逐渐成熟。约束理论在美国企业界得到很多应用，在20世纪90年代逐渐形成完善的管理体系。美国生产及库存管理协会(American Product and Inventory Control Society, APICS)非常关注TOC，称其为“约束管理(Constraint Management)”，并专门成立了约束管理研究小组。该小组认为：TOC是一套管理理念与管理工具的结合。“约束”

5、即企业在实现其目标的过程中现存的或潜伏的制约因素。约束管理是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，从而达到帮助企业更有效地实现其目标的目的。 总结起来，TOC就是关于进行改进和如何最好地实施这些改进的一套管理理念和管理原则，可以帮助企业识别出在实现目标的过程中存在着哪些制约因素，并进一步指出如何实施必要的改进以消除这些约束，从而更有效地实现企业目标。二、 TOC的概念简单来讲，TOC理论就是关于进行改进和如何最好地实施这些改进的一套管理理念和管理原则，可以帮助企业识别出在实现目标的过程中存在着哪些制约因素，TOC理论称之为约束，并进一步指出如何实施必要的改进来一一消除

6、这些约束，从而更有效地实现企业目标。 人们从不同角度诠释TOC理论，总结起来，有如下三种看法： (1)TOC理论即一套解决约束的流程，用来逻辑地、系统地回答以下三个问题： 改进什么？（What to change?）、 改成什么样子？（What to change to?） 怎样使改进得以实现？（How to cause the change?） 这个定义主要着眼于对阻碍发展的瓶颈因素的理性思考，这三个问题是任何企业改进流程时都必须思考的。 (2)TOC理论即一套日常管理工具。可用来大大提高管理效能，例如：如何有效沟通、如何双赢地解决冲突、如何团队协作、如何进行权利分配等。这个定义主要着眼于企

7、业顺利开展日常管理，而日常管理是成功解决约束的必备条件和基础性工作。 (3)TOC理论即应用到具体领域的具有创新性的实证方案。这些领域涉及生产、分销、营销和销售、项目管理和企业方向的设定等等。这个定义主要着眼于TOC理论的应用研究。三、 TOC的理论要点TOC理论的五层次结构具体地来讲，可以从五个层次结构来分析TOC理论：(1)理论核心层理论核心层包括TOC理论关于企业的目标、衡量标准、“约束”概念、管理原则等定义。(2)管理技术层TOC不仅将其早期发展阶段中的生产与控制系统继承下来，应用于生产制造环境，而且发展形成了一套思维流程（Thinking Process，简称TP），可以广泛地应用于

8、组织、企业甚至个人，以有效地识别并消除实现目标过程中的“约束”。这套流程按照逻辑顺序，系统地回答了以下三个在任何改进过程中都必然提出的问题：改进什么？改成什么样子？怎样使改进得以实现？(3)基础工具层TOC注重日常管理的顺利开展，视其为成功消除“约束”的前提条件和基础工作。在这方面，TOC与其他管理理论思想相互支持，融会贯通，例如经典管理理论所提到的管理方法：如何有效沟通、如何双赢地解决冲突、如何搞好团队协作、如何持续改进等。(4)应用实践层TOC理论自出现以来，在很多企业中得到实际应用，其中不乏福特公司等名列全球500强的企业。这些企业通过具体实践，总结出了各自应用领域的具有创新性的实证方案

9、。这些领域涉及企业战略方向的设定、生产、分销、营销和销售、项目管理等各方面。(5)支撑环境层以TOC理论为管理思想内涵的管理软件已经在西方国家得到较广泛的应用。软件、硬件、业务数据与企业管理人员的经验相结合，成为TOC管理思想得以落实的支撑环境。“约束”的特征Goldratt博士认为，任何系统都是有约束的。我们可以用反证法来证明这一点：如果没有约束，系统的产出将是无限的。现实当中任何系统都不能无限地产出，所以，任何系统都存在着一个或者多个约束。 以赢利为目标的企业和其它非赢利组织均可视为系统。任何系统都可以想象成由一连串的环构成，环环相扣，整个系统的强度就取决于其中最弱的一环。相同的道理，我们

10、也可以将企业视为一条链条，其中的每一个部门都是链条的一环。如果企业想要达成预期的目标，必须从最弱的环节瓶颈或约束的环节大力改进，才可能得到显著的成效。换句话说，哪个环节约束着企业达成目标，就应该从克服这个约束环节着手来进行改革。约束具有两方面的特征，一是“约束”因素受内部和外部的约束；二是“约束”因素具有权重关系。(1)“约束”受内部和外部的约束一般来说，约束可以是三种类型：资源（Resources）、市场（Markets）和法规（Policies）。由于法律法规是一个国家政府所制订的具有强制性的社会约束，因此企业只能在法律的约束下，对来自资源和市场的约束环境进行改造。我们在考虑约束资源时，主

11、要考虑资源约束和市场约束，应该意识到它既受企业外部的约束，也受企业内部的约束。 一般地说，在企业整个的业务经营流程中，任何一个环节只要它阻碍了企业更大程度地增加有效产出或减少库存和运营费用，那么它就是一个“约束”。通常也称作“瓶颈”（Bottle Neck）。通常人们认为：所谓“约束资源”，指的是实际生产能力小于或等于生产负荷的资源，而其余的资源则为非约束资源。有人认为，约束资源指的是无法满足外部需求，或者说是市场需求的资源，这种认识并不全面。举例来说： 某产品的市场需求为每周30个单位，甲车间负责生产产品的底座，其生产能力为每周生产35个单位；乙车间负责生产产品的动力装备，其生产能力为每周生

12、产40个单位；丙车间负责组装产品，其生产能力为每周生产25个单位。显然，丙车间的生产能力无法满足市场需求，为约束资源。改进的办法也很明确：增加丙车间的生产能力。至于提高生产能力的解决途径很多：可以临时招聘员工；可以增加现有员工的工作时间；甚至可以将部分任务外包。 如果情况再复杂一些：对该产品的市场需求为每周28个单位；甲车间的生产能力为每周生产15个单位；乙车间的能力为每周生产25个单位，丙车间的能力为每周生产20个单位。那么，谁又是约束资源呢？如果相对市场需求来说，甲车间、乙车间、丙车间的生产能力都不满足市场需求，都应该为约束资源。但事实上，当前只有甲车间的生产能力为约束资源。 因为丙车间的

13、生产能力虽然可以达到每周生产20个单位，但作为组装车间，它的实际生产能力要受前两个车间的生产能力的限制。丙车间每周最多只能组装15个单位的产品，因为甲车间在最大生产负荷下只能生产15个单位。而乙车间每周生产25个单位，其中10个产出的中间品在丙车间内积压，因为没有配套的甲车间的底座。可见，乙车间生产能力超过了后续环节对它的需求量，是非约束资源。这时，只有将甲车间的生产能力提高，才能更好地满足市场需求，否则如果去盲目改进乙车间或丙车间的话，对最终产出于事无补，而且会产出更多的积压在制品。 可见，生产能力小于市场需求的资源，不一定为约束资源。要综合考虑各方面的约束。 (2)约束因素的权重关系 TO

14、C的管理思想是首先抓“重中之重”，使最严重的制约因素凸现出来，从而从技术上消除了“避重就轻”、“一刀切”等平均主义方式的发生可能。短期来看，是“抓大放小”，长期来看，由于有主次地一个一个地解决问题，大问题、小问题都没忽略，而且企业整体生产水平和管理水平日益提高。 用ABC分类法来筛选待解决的问题，把最紧迫的极少数的约束资源挑选出来，从而避免了管理者陷入大量的事务处理当中而不能自拔，企业有限的资源也得到了充分的利用。第二节 TOC的主要技术工具 一、 思维流程分析法TOC理论最终就是要寻求顾客需求与企业能力的最佳配合，对约束环节进行有效的控制，其余的环节相继地与这一环节同步。 一种管理思想总是需

15、要相应的管理技术的支持。思维流程(Thinking Process，即TP)是TOC主要的工作方法之一，思维流程有以下主要的技术工具：现实树（Reality Tree） 现实树工具用来帮助人们认清企业现实存在的状况。 现实树是因果图，分为当前现实树（Current Reality Tree, CRT）和未来现实树（Future Reality Tree, FRT）。现实树的建立要严格遵循若干条逻辑规则，从“树根”开始，向“树干”和“树枝”发展，一直到“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

16、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。 当前现实树（Current Reality Tree, CRT） 描绘当前现实树（Current Reality Tree, CRT）时，即要回答“改进什么”时，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的那些不尽人意的地方，如发货拖延、库存超标等，总称为“不良效果”（Undesirable Effects，简称UDE）。值得注意的是，UDE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

17、题症结所在，它们就显示在这个逻辑图的最低部。 消雾法（Evaporating Cloud，EC） 消雾法用来以双赢（Win-Win）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，人们往往不能很清楚地说出究竟是哪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，找到解决问题的突破点，也就是去伪存真，去粗存精，由外及内，由表及里，称之为“注入”。 未来现实树（Future Reality Tree, FRT） 用“消雾法”看清问题和冲突，找到“注入”。但这还不是一个充分完整的方案。要回答“改成什么样子”，需要利用未来现实树。在CRT图上，把一个个“注入

18、”插入到它要进行突破的环节。然后，重绘逻辑连接，在CRT的基础上生成FRT。这时，我们就要看“不良效果”是否转变为“满意效果”(Desirable Effects, DE)。 负效应枝条（Negative Effect Branches） 当做完CRT、EC、FRT的一系列工作以后，就要找一些与改进后果相关程度最大的人来参与，以保证改进的成功实施。思维流程法是一项需要高度开放、广泛参与的活动。如果不和这些利益相关者进行全面和充分的沟通的话，就很难消除这部分员工的抵制改革的情绪。思维流程法认为，正是这些受改进影响最大的人，才对那些意料之外的负面效应（即“负效应枝条”）了解得最清楚。所以，思维流程

19、法要求主动寻求这些人的参与，并与他们一道找出避免这些“负效应枝条”长出的办法，以避免实施的失败。此过程可以形象地描述为“剪去负效应枝条”（Trimming the Negative Branches）。 必备树（Prerequisite Tree） 要注意，问题“怎样使改进真正得以实现？”不同于问题“怎样对事物进行改变？”。前者是在改进前后的状态都已知晓的情况下，也就是当前现实树和未来现实树都已经描绘出来的情况下，重点强调如何导致这一改进的实际发生。鉴于人们对自己参与设计的改进方案一般抵触较少，所以回答问题“怎样使改进真正得以实现？”的关键就是，让那些将与这些转变直接相关的人来制定实施转变所需

20、的行动方案。这个工作是思维流程法中最有力的一环，也是TOC与其他那些追求持续改进的思维流程方法相比最显著的一个特色。用来显示克服障碍路径的逻辑图就称为“必备树”。 转变树（Transition Tree） TOC思想的应用成功需要集思广益，找到配合实施最初“注入”的其他“注入”。把所有这些实现成功实施所需的活动集中在一起，并给出它们之间的关系，弄清楚活动的先后顺序应该怎样，也就是“转变树”。 通过上述步骤，改革者可以找出约束因素，并对这些约束因素进行改进。二、 物流分析法企业内部存在着人员流、资金流、信息流、物流。物流是企业流程中的重要组成部分，它历经采购原材料、制作毛坯、加工半成品、组装部件

21、、总装产品及该过程中的物料传输、存储等活动环节。企业的生产管理者可以根据这个活动链中各环节的高度相关的内在关系，制定出一个详尽而周密的生产作业计划，规定出每一种毛坯、零件、部件和产品的投入、出产时间和数量。但在实际中，常常会出现各种问题，如机器损坏、原料不足、半成品和产成品因质量问题而返工等等，这些大量存在的意外的随机事件常常会打乱原本计划好的活动程序。我们如何在这些纷乱的头绪中找出干扰企业的约束瓶颈呢？解决的手段之一就是从“物流”着手。通过对企业中“物流”的分类，我们可以根据不同类型“物流”的特点，认识他们各自的薄弱点，或“瓶颈”所在，从而有针对地进行计划与控制。一般将从原材料到成品这一“产

22、品物流”分为：“V”、“A”和“T”三种类型。其中，“V型物流”是由一种原材料加工或转变成许多种不同的最终产品；“A型物流”是由许多种原材料加工或转变成的一种最终产品；而“T型物流”则是“A型物流”的一个变形，其最终产品有多种。其流程示意关系如下图。实际上，一个企业的“产品物流”往往不只一种类型。我们可以根据占主要地位的“产品物流”来相应地划分企业。如果一个企业其物流形态主要是“V型物流”，那么我们就称这个企业为“V”型企业，其余的以此类推。“V型物流”企业典型的“V型物流”企业如炼油厂、钢铁厂等。其特点有：(1)最终产品的种类较原材料的种类多得多；(2)所有的最终产品，其基本的加工过程相同；

23、(3)企业一般是资金密集型且高度专业化的。V型企业的工艺流程一般来说比较清楚且设计简单，物流路径清晰，通过对物流的分析，比较容易识别、控制与协调企业的瓶颈。对这类企业的约束分析主要集中在对内部流转环节进行衔接性的匹配，要消除上道工序与下道工序之间的拖延、无效返工等状况。“A型物流”企业对于“A”型企业，如造船厂、大型机械装配厂。其特点是：(1)由许多制成的零部件装配成相对较少数目的成品，原材料种类比零部件种类多；(2)一些零部件对特殊的成品来说是唯一的；(3)对某一成品来说，其零部件的加工过程往往是不相同的； “T型物流”企业而对于“T”型企业，如制锁厂，汽车制造厂等。其特点主要包括：(1)由

24、一些共同的零部件装配成相对数目较多的成品；(2)许多成品的零部件是相同的，即存在标准件和通用件；(3)零部件的加工过程通常是不相同的。“A型物流”企业及“T型物流”企业与“V型物流”企业的最大不同点在于，前两者的物流管理难度大。它们存在着物料清单（BOM），工艺流程较复杂，企业的在制品库存较高，生产提前期较长，约束环节不易识别，计划以及工序间的协调工作也非常困难。 要消除“A 型物流”企业和“T型物流”企业的约束环节，主要工作要集中在外部供应链的优化上面。要协调好企业与外部供应商、经销商之间的关系，保证企业在满足市场多变需求的同时，均衡地安排内部的采购、生产、储存等活动。三、 三步诊断法目前，

25、全球的许多企业陷入了地区性或者行业性的生产过剩的困境。由于在供大于求的市场状况下，众多企业出于利润驱动，迅速扩张生产规模，而导致了市场上的过剩状态的出现。如何处理企业包括生产、存储、人员等各方面的过剩能力？一些企业采取了最直接的削减分支机构、裁员、减薪等措施，虽然短期内解决了问题，但是经济复苏时，企业却忙于招聘新人，往往难以招聘到合适的员工，而且要为新员工的培训支付相当大笔的费用。另外，由于部门的削减，也使企业丧失了在一些新的有潜力的领域中的领先地位。 简单的收缩策略、成本削减策略不但没有增强企业自身在市场上的竞争地位，而实际上恰恰放弃了这种优势。 那么，当企业面对剩余的生产能力时该怎么办呢？

26、答案是要把市场看成约束因素，努力去扩展有效的市场需求。可以利用TOC理论，着眼于企业整体功能和长远战略，通过三步诊断过程来消除市场约束因素。 明确以市场为导向的观念 当我们在仓库里面对堆积如山的商品，需要解决产品产销矛盾时，仅仅想到用减少生产的方式去减少库存，是不够的。应该积极采取措施通过生产市场需要的产品，去扩大市场的需求。企业应该树立这样的观念：如果我们的企业存在生产能力过剩的现象，那么市场就是约束因素。顾客是我们利益实现系统中不可缺少的重要环节，事实上也是最重要的环节，因为它最终决定产品是否能够转化为利润。所以，企业的生产应该坚决以市场为导向。 改善内部环节 市场是影响企业效益的重要约束

27、因素，要想充分地利用它，把企业的产品和服务带进市场，从而创造最大企业利润，就必须改善企业内部的各个环节，包括企业的文化氛围。要使员工意识到企业是一个由许多相互制约的子系统组成的有机体，必须追求企业的整体优化，而不是单个环节、或者单个部门的局部优化。因此，需要企业内部各个方面的相互合作、相互协调，才能有效地利用约束因素。 改善外部环境 第三步是改善约束因素。例如市场是约束因素，我们就能有多种途径改善它。最明显的办法莫过于更有效的广告宣传，或者简单地进行更多的广告宣传。更好的方法是细分市场，寻找合适的顾客群体，使企业的产品恰好能满足该消费群体的需要。事实上，这才是有效利用市场的核心部分。 这三步诊

28、断法是一个循环往复的过程。通过不断改进，才能实现企业的利润和运作水平的进一步提高。 通过采用削减成本以实现利润最大化的方法往往导致失败，或者只是能够获得短期利润。事实上，削减成本的方法通常会削弱企业在市场上的竞争力，而它为企业带来的效益却是非常有限的。事实上，我们可以根据约束理论所提供的三步运作程序不断改善企业的各个环节，这样我们就能实现均衡的长远的利润最大化。四、 TOC软件信息技术很快被应用来支持TOC理论。由Creative Output有限公司首先开发了TOC软件。TOC软件产品能够生成详细的生产作业计划、交货期的执行情况、资源的利用情况、采购计划、库存报告、有关有效产出和库存的财务报

29、告等等。实践表明，TOC软件的应用使许多企业都取得了巨大的经济效益，因而TOC也越来越被人们所重视。 TOC软件主要是建立制造流程的仿真模型、采用各种算法找出流程上的约束环节，制订最优的生产计划。目前，最流行的TOC软件有OPT2l和OPT5000，其中，OPT21主要是针对大中型企业的，而OPT5000则是面向小型企业的。 在应用TOC软件的实践中，人们总结出如下经验： (1)TOC软件的应用适合于一些零件种数较少、批量大的产品，而在单件生产车间中发挥的效果不佳。 (2)作好数据的收集工作。 TOC软件的具体运行需要大量的数据支持，例如物料清单（BOM）、加工工艺文件以及精确的加工时间、调整

30、准备时间、最小批量、最大库存、替代设备等等数据。TOC软件对于约束资源和近似于约束资源的数据要求精确。因此，源头数据失真会影响到TOC软件的功能的发挥。 (3)员工培训。 应用TOC软件还需对员工进行培训，使他们能在不同的生产岗位上及时发现问题，跟踪问题，最终用TOC的原理和方法来解决问题。 (4)制订新的考核计划。 应用TOC软件时力求从全局的观点来进行考核，从原材料的采购一直追踪到产品销售。其考核体系对“约束资源”与“非约束资源”是分别对待的，认为对“非约束资源”的考核不应以生产量为依据，而应以它生产的有效的产品量来考核。传统的成本会计考核体系的考核一般看重设备和操作工人的利用率及生产成本

31、，而忽视整个系统的有效性，它着重于局部的优化，这必然助长了人们盲目生产的作法，其结果是无论对瓶颈资源还是对非瓶颈资源都力求充分地使用。各环节为了完成工时和设备利用率会盲目生产，最终必然导致高库存和浪费。 针对这些情况，应该建立新的考核机制以保证TOC软件的实施效果。第三节 TOC理论的应用 一、 Seal公司的采购改进Ball Seal公司主要生产Teflon铅封和弹簧，顾客遍及20多个行业。Peter Ball sells从1989年大学毕业后，就在这家公司工作，自1991年起一直负责生产管理。自1992年起，Peter发现越来越多的定单明显呈现小批量、短时间的特点，每笔定单的订购数量从35

32、0个单位降到了220个单位；顾客要求越来越短的交货时间。尽管公司增加了更多的设备，实施了业务流程重组，把每台设备的装配时间缩短到10分钟，而且雇佣人数一年内就增长了30%，但实际定单交货量只上升了5%，远远低于Peter的预期。 在1994年，Peter开始应用约束理论来改进生产。他发现定单不能及时交付的主要约束瓶颈在于外部供应的部件总不能及时送到，导致装配生产线常常因为零件供应不上，而放慢速度或者停产。于是，公司重新挑选了外部供应商，签订了更严格的供应合同。在贯彻约束理论的60天内，公司把生产周期从8周降到了2周，还去掉了流程中所有不必要的环节，使公司当年的利润翻了一番。二、 Warren公司的供应链优化Warren Featherbone公司是位于Gainesville的一家有着116年历史的生产童装的制造商。虽然该公司对要求在45天内交货的童装销售店Dillards的定单完成率达到了85%，但公司总裁Charles E. (Gus) Whalen还是意识到