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CMIC:智能制造的TOC(瓶颈理论)九原则
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发布时间:2017-09-11 15:53:34   来源:赛迪-中国软件评测中心   作者:秦泽宇

  【CMIC讯】笔者作为中国软件评测中心智能制造企业核心能力评价中心一员,是一个学工业出身的信息化从业者,常常被问及智能制造这个话题,总感觉似乎又有了N年前的ERP“秒天”“秒地”“秒空气”的感觉。跟风是人之长性,作为企业经营者,应该不是这种逻辑。某大型企业,要引领行业智能,巡师问诊,先医后药。
 
  智能制造从来非目的而是强国、强企之手段!鉴于此,才有了此文。智能制造的前提有很多,不如把TOC(瓶颈理论)拿出来,把一些想法与大家分享。
 
  消费者需求日益多样化,原材料价格与人力成本逐渐提高,全球领域的市场竞争日趋激烈,使得传统的生产方式面临着严峻的挑战。寻求新的生产方式以及新的生产管理技术以求下一世纪的生存和发展,已成为各国企业界和学术界高度关注的问题。
 
  在这样的背景下,TOC于上世纪90年代在西方国家迅速发展起来,并远远超越了生产管理的范围,已经在理论、企业、软件、咨询、培训等领域均形成了相当大的规模和声势。“瓶颈管理”,也就是“约束理论”,是Theory of constraint的中文译名,简称为TOC。
 
  其实瓶颈管理就是一套管理理念与管理工具的集合,它把企业在实现其目标的过程中现存的或隐藏的制约因素称为“瓶颈”或者“约束”(Constraint),通过逐个识别和消除这些“瓶颈”,使得企业的改进方向与改进策略明确化,从而达到帮助企业更有效地实现其目标的目的。
 
  简单来说,笔者认为这个医学上的“靶向治疗”是一个意思,白话儿说就是:找到短板,把它补齐嘛!
 
  瓶颈管理又分九大原则。TOC的基本思想构建于九条管理原则之上,亦是TOC之基石。
 
  与TOC相关的生产计划与控制的算法和软件,也是按照这九原则提出和开发的。此外,这些原则也可以独立于软件之外,直接用于指导实际的生产管理活动。下文将与大家聊聊我对这九原则的一些个想法。
 
  原则l
 
  追求物流的平衡,而不是生产能力的平衡追求生产能力的平衡是为了使企业的生产能力得到充分利用。
 
  笔者:简单说所谓物流平衡就是使各个工序都与瓶颈同步,以求生产周期最短、在产品最少。若是设计一个新厂,自然是会追求生产过程各个环节生产能力的平衡,但对于一个已投产、多品种、多批次的生产企业,那么波动是绝对的,生产能力稳定只是相对的,因为我们是市场经济,市场是在随时发生着变化的。并且,即使企业生产能力被充分利用,也不能保证产品都能符合市场需求, 必然有一部分要积压。所以必须接受市场波动这个现实,并在此前提下追求物流平衡。
 
  原则2
 
  “非瓶颈”的利用程度不由其本身决定,而是由系统的“瓶颈”决定的瓶颈资源制约着系统的产出能力,而非瓶颈资源的充分利用不仅不能提高产销率,而且会使库存和运行费增加。
 
  笔者:说来说去一句话:非约束资源的利用程度是由约束资源来决定的。
 
  原则3
 
  资源的“利用”(Utilization)和“活力”(Action)不是同义词 “利用”是指资源应该利用的程度,“活力”是指资源能够利用的程度。
 
  笔者:这个太拗口了,其实说白了,利用就是:考试时所有题你都会,应该能考100分,而活力:虽然你都会,可你写的答题时间不够,两道大题没时间写了,所以虽然你都会但只有80分。
 
  按传统的观点,一般是将资源能够利用的能力加以充分利用,所以“利用”和“活力”是同义的。按瓶颈管理的观点,两者有着重要的区别:因为做所需要的工作(应该做的,即“利用”)与无论需要与否,最大程度可做的工作(能够做的,即“活力”)之间是明显不同的。所以对系统中“非瓶颈”的安排使用,应基于系统的“瓶颈”。
 
  那么我在给大家举一个例子:我大学是机械设计制造及其自动化的,大家都知道汽车的车门是冲压出来的,当然他前面还有很多的工序,但是这个产线的所谓关键点,也就是活力的影响点就在这台冲压机上,因为不论前面的工序生产的有多快,都无法影响到整体生产速率,因为冲压机的吞吐量速率是恒定的;也就是说前面即使效率达到了100%受制于冲压机关键点影响整体评判的所谓“活力”效率也只有80%,所以“利用”注重的是有效性,而“活力”注重的则是能行性,从平衡物流的角度出发,应允许在非关键资源上安排适当的闲置时间。
 
  原则4
 
  “瓶颈”上一个小时的损失则是整个系统的一个小时的损失。
 
  一般来说,生产时间包括调整准备时间和加工时间。如果在约束资源上中断一个小时,是没有附加的生产能力来补充的。而如果在约束资源上节省一个小时的调整准备时间,则将能增加一个小时的加工时间,整个系统增加了一个小时的产出。所以,约束资源必需保持100%的“利用”,尽量增大其产出。
 
  原则5
 
  “非瓶颈”节省的一个小时无益于增加系统产销率因为非瓶颈资源上除了生产时间(加工时间和调整准备时间)之外,还有闲置时间。
 
  节约一个小时的生产时间,将增加一个小时的闲置时间,而并不能增加系统产销率。当然,如果节约了一个小时的生产时间,可以减少加工批量,加大批次,以降低在制品库存和生产提前期。但这些结果能在多大程度上有益于系统追求的根本目标,依然牢牢受制于瓶颈资源。
 
  原则6
 
  “瓶颈”控制了库存和产销率。
 
  因为,产销率指的是单位时间内生产出来并销售出去的产品所创造的利润额,所以,很明显它受到企业的生产能力和市场的需求量这两方面的制约,即它们受由资源瓶颈和市场瓶颈所控制的。如果“瓶颈”存在于企业内部,表明企业的生产能力不足,相应的产销率也受到限制;而如果当企业所有的资源都能维持高于市场需求的能力,那么,则市场需求就成了“瓶颈”。这时,即使企业能多生产,但由于市场承受能力不足,产销率也不能增加。同时,由于“瓶颈”控制了产销率,所以企业的“非瓶颈”应与“瓶颈”同步,它们的库存水平只要能维持“瓶颈”上的物流连续稳定即可,过多的库存只是浪费,这样,“瓶颈”也就相应地控制了库存。
 
  原则7
 
  运输批量可以不等于(在许多时候应该不等于)加工批量车间现场的计划与控制的一个重要方面就是批量的确定,它影响到企业的库存和产销率。
 
  传输批量可以不等于加工批量。车间现场计划与控制的一个重要方面就是批量的确定,T O C采用一种独特的动态批量系统,它把在产品库存分为两种批量形式,即:传输批量是指工序间运送一批零件的数量;加工批量,指经过一次调整准备所加工的同种零件的数量。为了使有效产出达到最大,约束资源上的加工批量必须大; 但在产品库存不应因此增加,非约束资源上的加工批量要小,以减少库存费用和加工费用。
 
  原则8
 
  批量大小应是可变的,而不是固定的原则8是原则7的直接应用。
 
  加工批量应当是一个变数, 根据实际情况动态变化。在T O C中,传输批量是从在产品的角度来考虑的,而加工批量则是从资源类型的角度来考虑的。同一种工件在约束资源和非约束资源上加工时可以采用不同的加工批量,在不同的工序间传送时可以采用不同的运输批量,其大小根据实际需要动态决定。
 
  原则9
 
  编排作业计划时考虑系统资源瓶颈。
 
  只有同时考虑到系统所有的约束条件后才能决定加工计划进度的优先级。T O C用有限能力计划法,先安排约束资源上加工的关键件的生产进度计划,然后编制非关键件的作业计划。所以, T O C中的提前期是批量、优先权和其它许多因素的函数,是编制作业计划产生的结果。

责任编辑:拂晓晨风

 
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