約束理論與最優(yōu)生產(chǎn)技術(shù)課程

生產(chǎn)與運(yùn)作管理河南科技大學(xué)管理學(xué)院工商管理系王鳳科第一頁(yè)，共三十五頁(yè)。第十二章

約束理論與最優(yōu)生產(chǎn)技術(shù)第二頁(yè)，共三十五頁(yè)。章節(jié)內(nèi)容了解最優(yōu)生產(chǎn)技術(shù)的基本思想、方法與九項(xiàng)原則描述最優(yōu)生產(chǎn)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)步驟了解約束理論的產(chǎn)生與發(fā)展掌握約束理論的基本原理及約束理論的主要技術(shù)工具第三頁(yè)，共三十五頁(yè)。最優(yōu)生產(chǎn)技術(shù)?背景傳統(tǒng)管理的誤區(qū)：企業(yè)中每一環(huán)節(jié)的改善都有助于系統(tǒng)的改善；整個(gè)系統(tǒng)的改善等于各環(huán)節(jié)改善之和；結(jié)果：各環(huán)節(jié)同時(shí)要求更多的資源，實(shí)現(xiàn)局部最優(yōu)化第四頁(yè)，共三十五頁(yè)。約束理論的觀點(diǎn)：大多數(shù)環(huán)節(jié)的改善無(wú)助于整個(gè)系統(tǒng)的改善；系統(tǒng)的改善并不是各環(huán)節(jié)改善之和；系統(tǒng)的有效產(chǎn)出決定于資源鏈上的薄弱環(huán)節(jié)—約束；結(jié)論：從全局考慮，關(guān)注并改善約束資源最優(yōu)生產(chǎn)技術(shù)?背景第五頁(yè)，共三十五頁(yè)。最優(yōu)生產(chǎn)技術(shù)?產(chǎn)生時(shí)間——70年代末期人物——以色列的物理學(xué)家----EliGoldratt提出提高企業(yè)產(chǎn)出率理論依據(jù)：資源約束理論(TOC)最優(yōu)生產(chǎn)技術(shù)是由一組管理理念和規(guī)則組成的理論體系，逐漸形成了一種面向增加產(chǎn)銷率而不是傳統(tǒng)的面向減少成本的管理理論工具，并且最終覆蓋到企業(yè)管理的所有職能方面。第六頁(yè)，共三十五頁(yè)。最優(yōu)生產(chǎn)技術(shù)?產(chǎn)生第七頁(yè)，共三十五頁(yè)。最優(yōu)生產(chǎn)技術(shù)?目標(biāo)OPT的主要貢獻(xiàn)之一：財(cái)務(wù)指標(biāo)作業(yè)指標(biāo)財(cái)務(wù)指標(biāo)：凈利潤(rùn)：即一個(gè)企業(yè)賺多少錢的絕對(duì)量。凈利潤(rùn)越高的企業(yè)，其效益越好。投資收益率：表示一定時(shí)期的收益與投資比?，F(xiàn)金流量：表示短時(shí)間內(nèi)收入和支出的錢。作業(yè)指標(biāo)：產(chǎn)銷率：即通過銷售活動(dòng)獲取金錢的速率。庫(kù)存：它是一切暫時(shí)不用的資源。運(yùn)行費(fèi)：它是生產(chǎn)系統(tǒng)將庫(kù)存轉(zhuǎn)化為產(chǎn)銷量的過程中的一切花費(fèi)第八頁(yè)，共三十五頁(yè)?，F(xiàn)在和將來都能賺錢凈利潤(rùn)(NP)投資收益率(ROI)現(xiàn)金流量(CF)企業(yè)目標(biāo):財(cái)務(wù)目標(biāo):作業(yè)目標(biāo):有效產(chǎn)出(T)庫(kù)存(I)營(yíng)運(yùn)費(fèi)用(OE)制造周期----負(fù)效應(yīng)最優(yōu)生產(chǎn)技術(shù)?目標(biāo)第九頁(yè)，共三十五頁(yè)。瓶頸（Bottlenecks）是OPT的最重要的概念。按OPT的定義，所謂瓶頸（或瓶頸資源）指的是實(shí)際生產(chǎn)能力小于或等于生產(chǎn)負(fù)荷的資源，這一類資源限制了整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的產(chǎn)出速度。其余的資源則為非瓶頸資源。最優(yōu)生產(chǎn)技術(shù)?基本思想第十頁(yè)，共三十五頁(yè)。瓶頸與非瓶頸的之間存在著四種基本的關(guān)系，如圖12-1所示。它們分別是：（a）（b）（c）（d）非瓶頸瓶頸非瓶頸瓶頸瓶頸非瓶頸裝配中心

市場(chǎng)瓶頸非瓶頸圖12-1最優(yōu)生產(chǎn)技術(shù)?基本思想第十一頁(yè)，共三十五頁(yè)。瓶頸工序與非瓶頸工序例：產(chǎn)品P經(jīng)過A、B兩道工序加工原材料AB市場(chǎng)

15件/周20件/周25件/周瓶頸工序：指的是實(shí)際生產(chǎn)能力小于或等于生產(chǎn)負(fù)荷的資源。最優(yōu)生產(chǎn)技術(shù)?基本思想第十二頁(yè)，共三十五頁(yè)。產(chǎn)品裝配部件裝配部件裝配關(guān)鍵資源網(wǎng)絡(luò)非關(guān)鍵資源網(wǎng)絡(luò)瓶頸工序產(chǎn)品原材料零件工藝路線最優(yōu)生產(chǎn)技術(shù)?基本思想第十三頁(yè)，共三十五頁(yè)。最優(yōu)生產(chǎn)技術(shù)?原則原則一：主張平衡物流，而不平衡能力。所謂物流平衡就是使各個(gè)工序都與瓶頸機(jī)床同步。原則二：非瓶頸資源的利用程度不取決于其自身潛力，而是由系統(tǒng)的約束決定的。原則三：資源的“利用”(Utilization)和“活力”(Activation)不是同義詞。前者是指資源應(yīng)該利用的程度，后者是指資源可以利用的程度。第十四頁(yè)，共三十五頁(yè)。原則四：瓶頸上一小時(shí)的損失就是整個(gè)系統(tǒng)一小時(shí)的損失。原則五：非瓶頸資源獲得的一小時(shí)毫無(wú)意義，因?yàn)橹荒茉黾右恍r(shí)的閑置時(shí)間。原則六：瓶頸控制了庫(kù)存和產(chǎn)銷率。原則七：轉(zhuǎn)運(yùn)批量可以不等于（在許多時(shí)候應(yīng)該不等于）加工批量。最優(yōu)生產(chǎn)技術(shù)?原則第十五頁(yè)，共三十五頁(yè)。原則八：

加工批量應(yīng)是可變的，而不是固定的。原則九：安排作業(yè)計(jì)劃應(yīng)同時(shí)兼顧所有的約束，提前期是作業(yè)計(jì)劃的結(jié)果，而不應(yīng)是預(yù)定值。最優(yōu)生產(chǎn)技術(shù)?原則第十六頁(yè)，共三十五頁(yè)。最優(yōu)生產(chǎn)技術(shù)?DBR系統(tǒng)OPT的生產(chǎn)計(jì)劃與控制系統(tǒng)是通過DBR系統(tǒng)，即：Drum

——喻指企業(yè)生產(chǎn)的節(jié)奏，“鼓”的目標(biāo)是使產(chǎn)出率最大。Buffer

——“緩沖器”提供的物料比預(yù)定的時(shí)間提早一段時(shí)間到達(dá)，對(duì)瓶頸進(jìn)行保護(hù)，使其能力得到充分利用。Rope

——用一根看不見的“繩索”把瓶頸與其上游工序串聯(lián)起來，控制企業(yè)進(jìn)入非瓶頸的物料，使庫(kù)存最小第十七頁(yè)，共三十五頁(yè)。9570806050120D8075時(shí)間緩沖原料原料D2378145根據(jù)到達(dá)日期和時(shí)間緩沖下達(dá)生產(chǎn)50個(gè)的工作令根據(jù)到達(dá)日期下達(dá)生產(chǎn)50個(gè)的工作令需求:每周50個(gè)最優(yōu)生產(chǎn)技術(shù)?DBR系統(tǒng)第十八頁(yè)，共三十五頁(yè)。9570805540120D8075鼓緩沖原料原料由鼓決定生產(chǎn)計(jì)劃

由緩沖保證有效產(chǎn)出

由繩子控制發(fā)料發(fā)運(yùn)緩沖組裝緩沖利用緩沖管理保證瓶頸的利用率…利用裝配和發(fā)貨緩沖保證交貨的及時(shí)性。

最優(yōu)生產(chǎn)技術(shù)?DBR系統(tǒng)第十九頁(yè)，共三十五頁(yè)。識(shí)別瓶頸。當(dāng)需求超過能力時(shí)，排隊(duì)最長(zhǎng)的機(jī)器就是瓶頸。在瓶頸上要采取擴(kuò)大批量的辦法來提高其利用率。瓶頸控制著企業(yè)的生產(chǎn)節(jié)奏——“鼓點(diǎn)”?；谄款i約束，建立產(chǎn)品出產(chǎn)計(jì)劃。一般按有限能力，用順排法對(duì)關(guān)鍵資源排序，使排產(chǎn)計(jì)劃切實(shí)可行；按無(wú)限能力，用倒排法對(duì)非關(guān)鍵資源排序，使之與關(guān)鍵資源上的工序同步。倒排時(shí)，采用的提前期可以隨批量變化，批量也可按情況分解。通過“緩沖器”的管理與控制，對(duì)瓶頸進(jìn)行保護(hù)。通過“繩索”控制進(jìn)入非瓶頸的物料，使庫(kù)存最小。“繩索”把瓶頸與其上游工序串聯(lián)起來，起一種傳遞作用，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的所有部分按“鼓”的節(jié)奏進(jìn)行生產(chǎn)。最優(yōu)生產(chǎn)技術(shù)?DBR實(shí)施步驟第二十頁(yè)，共三十五頁(yè)。約束理論?概念簡(jiǎn)單來講，約束理論就是關(guān)于進(jìn)行改進(jìn)和如何最好地實(shí)施這些改進(jìn)的一套管理理念和管理原則，可以幫助企業(yè)識(shí)別出在實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的過程中存在著哪些制約因素，TOC理論稱之為"約束"，并進(jìn)一步指出如何實(shí)施必要的改進(jìn)來消除這些約束，從而更有效地實(shí)現(xiàn)企業(yè)目標(biāo)。人們從不同角度詮釋TOC理論，總結(jié)起來有如下三種看法：第二十一頁(yè)，共三十五頁(yè)。TOC理論即一套解決約束的流程，用來邏輯地、系統(tǒng)地回答以下三個(gè)問題：改進(jìn)什么？（Whattochange?）、改成什么樣子？（Whattochangeto?）怎樣使改進(jìn)得以實(shí)現(xiàn)？（Howtocausethechange?）TOC理論即一套日常管理工具?？捎脕泶蟠筇岣吖芾硇?，例如：如何有效溝通等。TOC理論即應(yīng)用到具體領(lǐng)域的具有創(chuàng)新性的實(shí)證方案。這些領(lǐng)域涉及生產(chǎn)、分銷、營(yíng)銷和銷售、項(xiàng)目管理和企業(yè)方向的設(shè)定等等。這個(gè)定義主要著眼于TOC理論的應(yīng)用研究。約束理論?概念第二十二頁(yè)，共三十五頁(yè)。

具體地來講，可以從五個(gè)層次結(jié)構(gòu)來分析TOC理論：理論核心層：包括TOC理論關(guān)于企業(yè)的目標(biāo)、衡量標(biāo)準(zhǔn)、“約束”概念、管理原則等定義。管理技術(shù)層：TOC不僅將其早期發(fā)展階段中的生產(chǎn)與控制系統(tǒng)繼承下來，應(yīng)用于生產(chǎn)制造環(huán)境，而且發(fā)展形成了一套思維流程（ThinkingProcess，簡(jiǎn)稱TP）基礎(chǔ)工具層：TOC注重日常管理的順利開展，視其為成功消除“約束”的前提條件和基礎(chǔ)工作。應(yīng)用實(shí)踐層：TOC理論自出現(xiàn)以來，在很多企業(yè)中得到實(shí)際應(yīng)用，其中不乏福特公司等名列全球500強(qiáng)的企業(yè)。支撐環(huán)境層：以TOC理論為管理思想內(nèi)涵的管理軟件已經(jīng)在西方國(guó)家得到較廣泛的應(yīng)用。約束理論?層次結(jié)構(gòu)第二十三頁(yè)，共三十五頁(yè)。如果沒有約束，系統(tǒng)的產(chǎn)出將是無(wú)限的?，F(xiàn)實(shí)當(dāng)中任何系統(tǒng)都不能無(wú)限地產(chǎn)出，所以，任何系統(tǒng)都存在著一個(gè)或者多個(gè)約束。約束具有兩方面的特征：“約束”受內(nèi)部和外部的約束。一般來說，約束可以是三種類型：資源（Resources）、市場(chǎng)（Markets）和法規(guī)（Policies）。約束因素的權(quán)重關(guān)系。TOC的管理思想是首先抓“重中之重”，使最嚴(yán)重的制約因素凸現(xiàn)出來，從而從技術(shù)上消除了“避重就輕”、“一刀切”等平均主義方式的發(fā)生可能。約束理論?“約束”的特征第二十四頁(yè)，共三十五頁(yè)。TOC理論最終就是要尋求顧客需求與企業(yè)能力的最佳配合，對(duì)約束環(huán)節(jié)進(jìn)行有效的控制，其余的環(huán)節(jié)相繼地與這一環(huán)節(jié)同步。一種管理思想總是需要相應(yīng)的管理技術(shù)的支持。思維流程(ThinkingProcess，即TP)是TOC主要的工作方法之一，思維流程有以下主要的技術(shù)工具：現(xiàn)實(shí)樹（RT）：現(xiàn)實(shí)樹是用來幫助人們認(rèn)清企業(yè)現(xiàn)實(shí)存在狀況的工具，分為當(dāng)前現(xiàn)實(shí)樹（CRT）和未來現(xiàn)實(shí)樹（FRT）。消霧法（EC）：消霧法用來以雙贏的方式解決企業(yè)中的沖突。約束理論?思維流程分析法第二十五頁(yè)，共三十五頁(yè)。負(fù)效應(yīng)枝條（NEB）：當(dāng)做完CRT、EC、FRT的一系列工作以后，就要找一些與改進(jìn)后果相關(guān)程度最大的人來參與，以保證改進(jìn)的成功實(shí)施。必備樹（PT）：用來顯示克服障礙路徑的邏輯圖就稱為“必備樹”。必轉(zhuǎn)變樹（TransitionTree）：TOC思想的應(yīng)用成功需要集思廣益，找到配合實(shí)施最初“注入”的其他“注入”。把所有這些實(shí)現(xiàn)成功實(shí)施所需的活動(dòng)集中在一起，并給出它們之間的關(guān)系，弄清楚活動(dòng)的先后順序應(yīng)該怎樣，也就是“轉(zhuǎn)變樹”。約束理論?思維流程分析法第二十六頁(yè)，共三十五頁(yè)。企業(yè)內(nèi)部存在著人員流、資金流、信息流、物流。在實(shí)際中，常常會(huì)出現(xiàn)各種問題，如機(jī)器損壞、原料不足、半成品和產(chǎn)成品因質(zhì)量問題而返工等等。我們?nèi)绾卧谶@些紛亂的頭緒中找出干擾企業(yè)的約束瓶頸呢？解決的手段之一就是從“物流”著手。通過對(duì)企業(yè)中“物流”的分類，我們可以根據(jù)不同類型“物流”的特點(diǎn)，認(rèn)識(shí)他們各自的薄弱點(diǎn)，或“瓶頸”所在，從而有針對(duì)地進(jìn)行計(jì)劃與控制。約束理論?物流分析法第二十七頁(yè)，共三十五頁(yè)。約束理論?物流分析法一般將從原材料到成品這一“產(chǎn)品物流”分為：“V”、“A”和“T”三種類型。第二十八頁(yè)，共三十五頁(yè)。典型的“V型物流”企業(yè)如煉油廠、鋼鐵廠等。其特點(diǎn)有：最終產(chǎn)品的種類較原材料的種類多得多；所有的最終產(chǎn)品，其基本的加工過程相同；企業(yè)一般是資金密集型且高度專業(yè)化的。約束理論?物流分析法第二十九頁(yè)，共三十五頁(yè)。對(duì)于“A”型企業(yè)，如造船廠、大型機(jī)械裝配廠。其特點(diǎn)是：由許多制成的零部件裝配成相對(duì)較少數(shù)目的成品，原材料種類比零部件種類多；一些零部件對(duì)特殊的成品來說是唯一的；對(duì)某一成品來說，其零部件的加工過程往往是不相同的；約束理論?物流分析法第三十頁(yè)，共三十五頁(yè)。而對(duì)于“T”型企業(yè)，如制鎖廠，汽車制造廠等。其特點(diǎn)主要包括：由一些共同的零部件裝配成相對(duì)數(shù)目較多的成品；許多成品的零部件是相同的，即存在標(biāo)準(zhǔn)件和通用件；零部件的加工過程通常是不相同的。約束理論?物流分析法第三十一頁(yè)，共三十五頁(yè)。企業(yè)陷入了地區(qū)性或者行業(yè)性的生產(chǎn)過剩的困境，要把市場(chǎng)看成約束因素，努力去擴(kuò)展有效的市場(chǎng)需求。可以利用TOC理論，著眼于企業(yè)整體功能和長(zhǎng)遠(yuǎn)戰(zhàn)略，通過三步診斷過程來消除市場(chǎng)約束因素。明確以市場(chǎng)為導(dǎo)向的觀念。改善內(nèi)部環(huán)節(jié)改善外部環(huán)境。這三步診斷法是一個(gè)循環(huán)往復(fù)的過程。通過不斷改進(jìn)，才能實(shí)現(xiàn)企業(yè)的利潤(rùn)和運(yùn)作水平的進(jìn)一步提高。約束理論?三步診斷法第三十二頁(yè)，共三十五頁(yè)。TOC軟件產(chǎn)品能夠生成詳細(xì)的生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃、交貨期的執(zhí)行情況和庫(kù)存的財(cái)務(wù)報(bào)告等等。TOC軟件的應(yīng)用使許多企業(yè)都取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，因而TOC也越來越被人們所重視。在應(yīng)用TOC軟件的實(shí)踐中，人們總結(jié)出如下經(jīng)驗(yàn)：TOC軟件的應(yīng)用適合于一些零件種數(shù)較少、批量大的產(chǎn)品，而在單件生產(chǎn)車間中發(fā)揮的效果不佳作好數(shù)據(jù)的收集工作員工培訓(xùn)制訂新的考核計(jì)劃約束理論?TOC軟件第三十三頁(yè)，共三十五頁(yè)。第三十四頁(yè)，共三十五頁(yè)。內(nèi)容總結(jié)生產(chǎn)與運(yùn)作管理。整個(gè)系統(tǒng)的改善等于各環(huán)節(jié)改善之和。系統(tǒng)的改善并不是各環(huán)節(jié)改善之和。時(shí)間——70