TOC制約理論在生產(chǎn)中的應用

豐田生產(chǎn)方式通過看板來指導生產(chǎn)萎坷，而TOC通過DBR（drum鼓胸嘴，buffer緩沖悼院，R rope繩子）和BM（buffer management緩沖管理）來指導生產(chǎn)（如圖6-95所示）记餐。

圖6-95 TOC的DBR和BM

鼓是系統(tǒng)的瓶頸杠巡，通過鼓來指導生產(chǎn)節(jié)奏耸三，通過時間緩沖來保證瓶頸有最大的產(chǎn)出拓轻，通過繩子來控制投料旬盯，保證合適的緩沖而不產(chǎn)生過多的庫存（如圖6-96所示）而钞。

圖6-96 TOC的案例

上邊的例子上成品需要經(jīng)過8個環(huán)節(jié)才能實現(xiàn)沙廉，每一各環(huán)節(jié)下邊的數(shù)字是此道工序每周可以生產(chǎn)的個數(shù)。所以工序D是瓶頸臼节。在TOC中由瓶頸的節(jié)奏（鼓）來決定生產(chǎn)計劃撬陵，由繩子控制發(fā)料俱病，由時間緩沖來防止墨菲效應（系統(tǒng)擾動），保證有效產(chǎn)出袱结。

高德拉特的TOC制約理論是聚焦于改善系統(tǒng)的約束亮隙，目標是增加產(chǎn)出速度。從系統(tǒng)思考的角度來說垢夹，TOC制約理論是通過系統(tǒng)分析尋找系統(tǒng)的約束溢吻；從廣義動量定理Fαt=nmV的角度來看，選擇合適的作用點可以增加廣義速度V果元，即可以增加成果nmV促王。

TOC制約理論的系統(tǒng)框圖：

TOC制約理論的簡單系統(tǒng)框圖如下圖所示，包括系統(tǒng)的輸入（目標緩沖）而晒，投料和生產(chǎn)蝇狼，產(chǎn)出，剩余緩沖反饋（剩余緩沖）倡怎，偏差（緩沖管理）和擾動（墨菲效應）（如圖6-97所示）迅耘。

圖6-97 TOC的緩沖管理

緩沖管理將緩沖分成3種狀態(tài)，它將緩沖平均分成3份监署，剩余2/3倍以上緩沖為綠色颤专，不需要處理，這需要觀察就行钠乏；剩余1/3-2/3倍的緩沖需要時刻關注栖秕；剩余小于1/3倍的緩沖，要立刻采取糾正行動晓避，防止剩余緩沖用完而影響瓶頸的產(chǎn)出（如圖6-98所示）簇捍。

圖6-98 TOC的系統(tǒng)框圖

也可以將投料和生產(chǎn)擴展，這樣的系統(tǒng)框圖更直觀些（如圖6-99所示）俏拱。

圖6-99 TOC的完整系統(tǒng)框圖

在TOC制約理論中暑塑，不是兩道工序間都需要庫存，只需求在瓶頸工序前有庫存就可以保證瓶頸工序一直在工作彰触，由于瓶頸工序的產(chǎn)出決定系統(tǒng)產(chǎn)出梯投，所以保證瓶頸工序產(chǎn)出最大化就能使系統(tǒng)產(chǎn)出最大化命辖。在TOC制約理論中况毅，使用時間緩沖來代替庫存緩沖，其本質(zhì)是相同的尔艇。時間緩沖是為了防止發(fā)生墨菲效應而導致瓶頸工序挨餓尔许，進而導致系統(tǒng)產(chǎn)出減少（如圖6-100所示）。

圖6-100 TOC的系統(tǒng)框圖實例

TOC通過瓶頸的節(jié)奏來決定系統(tǒng)的節(jié)奏终娃，通過緩沖管理來決定目標緩沖大小味廊，通過繩子來實現(xiàn)目標緩沖量，TOC的負反饋系統(tǒng)就是要保持瓶頸前的緩沖量恒定。通過繩子來控制投料的時間余佛，過早投料會產(chǎn)生過多的在制品而導致生產(chǎn)混亂柠新，過晚投料會導致瓶頸物料可生產(chǎn)而影響瓶頸產(chǎn)出。

TOC通過偏差緩沖量大小來決定最前道工序的投料大小辉巡，而每道工序投料的優(yōu)先級和比例則由客戶的重要性恨憎，產(chǎn)品盈利的對比等因素決定。

偏差緩沖量=目標緩沖量-剩余緩沖量=目標緩沖量-（原緩沖量+在制品緩沖量-產(chǎn)出消耗緩沖量）=目標緩沖量-原緩沖量-在制品緩沖量+產(chǎn)出消耗緩沖量

如果在制品的數(shù)量為零郊楣，并且原緩沖量等于目標緩沖量憔恳，那么偏差緩沖量就等于產(chǎn)出品消耗的緩沖量。即投料的平均速度與系統(tǒng)瓶頸的產(chǎn)出速度應該相等净蚤。

案例：

1钥组、工廠的工序布置與產(chǎn)品工藝流程

工廠只有四個工作站：A，B今瀑，C程梦，D

工廠只生產(chǎn)四種產(chǎn)品：產(chǎn)品#1，產(chǎn)品#2橘荠，產(chǎn)品#3作烟，產(chǎn)品#4。每個工序每天只能生產(chǎn)一個產(chǎn)品砾医。

四種產(chǎn)品的生產(chǎn)流程拿撩，分別為：

產(chǎn)品#1：投料-A-B-A-D-出貨

產(chǎn)品#2；投料-C-D-B-B-出貨

產(chǎn)品#3如蚜；投料-A-C-B-C-出貨

產(chǎn)品#4：投料-A-B-B-D-出貨

2压恒、背景資料與數(shù)據(jù)

工廠只運行36天，時間一到工廠就關閉错邦。

工廠在此期間的作業(yè)費用（固定開支）為3000元探赫。

在市場上，每種產(chǎn)品的需求都有9件撬呢。

公司規(guī)定伦吠，每種產(chǎn)品要至少出貨4件。

每件產(chǎn)品的生產(chǎn)周期不可超過9天魂拦。

產(chǎn)品價格毛仪、成本、訂單數(shù)量與在制品的位置（如表6-8所示）：

表6-8四種產(chǎn)品的生產(chǎn)案例

如何在滿足上述要求的情況下芯勘，賺取最多的利潤箱靴。

解答：

1）確定瓶頸工位

A工位生產(chǎn)4種產(chǎn)品需要2(2個A)*9(天)+1*9+1*9=36天；B工位生產(chǎn)4種產(chǎn)品需要1*9+2*9+1*9+2*9=54天荷愕；C工位生產(chǎn)4種產(chǎn)品需要1*9+2*9=27天衡怀；D工位生產(chǎn)4種產(chǎn)品需要1*9+1*9+1*9=27天棍矛。B工位需要的天數(shù)最多，所以B工位是瓶頸抛杨。

2）畫出TOC系統(tǒng)流程框圖

根據(jù)例子和TOC制約理論的系統(tǒng)框圖可以畫出如下的TOC系統(tǒng)流程框圖够委，線上的數(shù)字表示4種產(chǎn)品的流程順序。如#1產(chǎn)品使用11-12-13-14-15表示怖现，第一個數(shù)字表示它是1#產(chǎn)品慨绳，第二個數(shù)字表示它在流程位置。11表示#1產(chǎn)品投料開始真竖，12表示#1產(chǎn)品從A工作站向B工作站流動脐雪，而B工作站前的圓圈表示時間緩沖。13表示#1產(chǎn)品從B工作站向A工作站流動恢共，14表示#1產(chǎn)品從A工作站向D工作站流動战秋，15表示#1產(chǎn)品從D工作站流出，即1#產(chǎn)品通過“投料-A-B-A-D-出貨”完成生產(chǎn)（如圖6-101所示）讨韭。

圖6-101四種產(chǎn)品的TOC系統(tǒng)流程圖

3）計算利潤脂信，確定每種產(chǎn)品生產(chǎn)數(shù)量

下邊通過兩種計算利潤的方法，說明TOC制約理論的瓶頸是如何決定系統(tǒng)產(chǎn)出的透硝。

3.1按照傳統(tǒng)方法計算利潤

如何評估產(chǎn)品的價值狰闪？以這個工廠為例哪一種產(chǎn)品價值較高較賺錢呢（如表6-9所示）？

表6-9傳統(tǒng)方法計算利潤

從傳統(tǒng)的角度看濒生，產(chǎn)品#2最賺錢生產(chǎn)9個(用掉18天B作業(yè)員的時間)埋泵，產(chǎn)品#1跟#3是較不賺錢，各生產(chǎn)4個滿足需求就好(各用掉4天B作業(yè)員的時間)罪治，還剩10天B機器時間生產(chǎn)5個產(chǎn)品#4丽声。

總產(chǎn)出=4*$125+9*$265+4*$150+5*$210=$4535

凈利=$4535-$3000=$1535

3.2按照TOC制約理論來計算利潤

瓶頸決定工廠產(chǎn)出(獲利)大小，所以應該使瓶頸的產(chǎn)出最大化觉义，從而使系統(tǒng)的產(chǎn)出最大化（如表6-10所示）雁社。

表6-10 TOC方法計算利潤

從瓶頸的角度衡量，產(chǎn)品#3最賺錢生產(chǎn)9個(用掉9天B作業(yè)員的時間)晒骇，產(chǎn)品#1跟#4是較不賺錢霉撵，各生產(chǎn)4個滿足需求就好(#1用掉4天，#4用掉8天B作業(yè)員的時間)洪囤，還剩15天B機器時間可生產(chǎn)7個產(chǎn)品#2還剩1天徒坡，此一天可多生產(chǎn)一個產(chǎn)品#1。

總產(chǎn)出=5*$125+7*$265+9*$150+4*$210=$4670

凈利=$4670-$3000=$1670

此處的兩種計算方式的區(qū)別顯示了傳統(tǒng)理論與TOC制約理論之間的區(qū)別箍鼓，也具體的顯示了瓶頸決定系統(tǒng)產(chǎn)出這一原則崭参，瓶頸是系統(tǒng)的關鍵作用點，從廣義動量定理角度說款咖，將力量用于關鍵作用點何暮，可以獲得最大的成果。

4）設定目標緩沖時間大小

目標緩沖時間是TOC中非常重要的一個組成部分铐殃，時間緩沖大小決定了投料的早晚海洼，也就決定了有多少在制品。在制品過多會產(chǎn)生過多庫存富腊，從而使生產(chǎn)混亂坏逢，同時增加負債；在制品過少會使瓶頸挨餓赘被，降低瓶頸的產(chǎn)出是整，從而使系統(tǒng)產(chǎn)出降低。

時間緩沖的目的是為了防止墨菲（系統(tǒng)擾動）發(fā)生而導致瓶頸挨餓的情況發(fā)生民假，所以時間緩沖的大小與系統(tǒng)的穩(wěn)定性負相關浮入，系統(tǒng)越穩(wěn)定，時間緩沖可以越小羊异。

此處將瓶頸前的緩沖時間設定為生產(chǎn)周期的1.5倍事秀，即6天。

5）根據(jù)緩沖時間偏差量決定投料

偏差緩沖量=目標緩沖量-原緩沖量-在制品緩沖量+產(chǎn)出消耗緩沖量

機臺B前有一件#1產(chǎn)品野舶，所以原緩沖量為1天易迹；機臺A前有一件#3產(chǎn)品，B工位需要1天能生產(chǎn)一件#3平道，所以包含在制品1天緩沖量睹欲；機臺A前有一件#4產(chǎn)品，B工位需要2天能生產(chǎn)一件#4一屋，所以包含在制品2天緩沖量句伶；在制品的緩沖量時間為3天。B工位每天只能生產(chǎn)一個產(chǎn)品陆淀，所以每天消耗的時間緩沖也是1天考余。所以，偏差緩沖量為

偏差緩沖量=目標緩沖量-原緩沖量-在制品緩沖量+產(chǎn)出消耗緩沖量

=6-1-3+1=3

因為每天到結(jié)束時才消耗1天的時間緩沖轧苫，如果投料選擇在一天的開始的話楚堤，那么第一次的時間緩沖應該不包含產(chǎn)出消耗量，以后每天需要包含含懊。所以偏差緩沖為2天身冬，以后每一天的投料只要與產(chǎn)出消耗緩沖量相等就能保證偏差緩沖量為0。如果投料的是#2或#4（各包含2天的B緩沖）岔乔，那么應該隔一天再投料酥筝。

6）根據(jù)時間偏差設定投料

根據(jù)TOC產(chǎn)出利潤最大化，算出來每一種產(chǎn)品需要生產(chǎn)的數(shù)量雏门，由于3種產(chǎn)品有在制品嘿歌，所以需要分別減去在制品的數(shù)量掸掏，獲得投料數(shù)量（如表6-11所示）。

表6-11四種產(chǎn)品的投料數(shù)量

由于此案例沒有換模時間的限制宙帝，盡量使三種產(chǎn)品均衡生產(chǎn)丧凤，即均衡投料，每天早晨的投料計劃可以如下圖所示步脓。也可以有很多其他投料組合愿待，只要能保證時間緩沖即可。括號中的數(shù)字表示此產(chǎn)品的第幾次投料（如表6-12所示）靴患。

表6-12四種產(chǎn)品的投料排產(chǎn)

每天早晨投料完成后仍侥，B工位前的時間緩沖為6天。當?shù)?1天早晨投料完成后鸳君，B工位前剩余的時間緩沖為6天农渊，而從第31天到36天正好剩余6天，在第36天下班時相嵌，所有的時間緩沖剛好用完腿时，瓶頸B在36天內(nèi)一直在工作，剛好生產(chǎn)5個#1產(chǎn)品饭宾，7個#2產(chǎn)品批糟，9個#3產(chǎn)品和4個#4產(chǎn)品，系統(tǒng)的產(chǎn)出達到了最大化看铆，利潤達到了最大化徽鼎，沒有任何在制品和庫存。

7）確保瓶頸產(chǎn)出最大化

各工序盡量遵循先進先出的原則弹惦，保證單個產(chǎn)品的生產(chǎn)周期小于9天的限制否淤。如果非瓶頸工序前有多個在制品，盡量先生產(chǎn)含有B工序的產(chǎn)品來保證B工序不挨餓棠隐；非瓶頸工序遵循小鳥嗶嗶原則石抡，有工作盡量完成，沒有工作則等待助泽。

TOC制約理論適用條件：產(chǎn)品超多樣啰扛，需求不穩(wěn)定的產(chǎn)品。

摘自《可以量化的管理學》