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约束理论(TOC)

已有 7289 次阅读 2010-6-7 14:21 |个人分类:理论研究|系统分类:论文交流|关键词:学者| Theory, TOC, 生产管理, 约束理论, Constraints

1.基本假设
Theory of Constraints (TOC)是由Eliyahu.M.Goldratt在1984年写的书The Goal中提出来的。它的基本假设组织从产量、运营成本、库存三个维度来被衡量和控制的。理论在优化生产技术(Optimized Production Technology,OPT)基础上发展起来的管理哲理,提出了在制造业经营生产活动中定义和消除制约因素的一些规范化方法,以支持连续改进(Continuous Improvement)。同时TOC也是对MRPII和JIT在观念和方法上的发展。一切妨碍企业实现整体目标的因素都是约束。
The underlying premise of Theory of Constraints is that organizations can be measured and controlled by variations on three measures: throughput, operating expense, and inventory. Throughput is money (or goal units) generated through sales. Inventory is money the system invests in order to sell its goods and services. Operating expense is all the money the system spends in order to turn inventory[库存] into throughput[产出].
//这里所说的产出是指企业在某时间通过销售带来的货币价值;库存则是系统为了能销售产品和服务的投资;运营成本是系统为了把投资转化为产量的花费。
1.The goal (i.e., to make money) may be achieve in short-term but it can be counter-productive in long-term. A simple example is: generate money by selling plant or equipment. But, this would be detrimental in long run. Therefore, the emphasis should be on the goal of “making money now as well as in the future”.   //兼顾短期的和长期的利益
2. To achieve The Goal, i.e., the make more and more money, one must try to:
(a) increase throughput //增加产量
(b) minimize operating expenses //削减运营成本
(c) minimize inventory //最小化库存
2.关键步骤
1.Identify the constraint (the resource or policy that prevents the organization from obtaining more of the goal) //识别约束(阻止组织获得目标的资源和政策)
2.Decide how to exploit the constraint (make sure the constraint's time is not wasted doing things that it should not do) //如何使用约束(确定约束时间消耗在不该消耗时间的地方)
3.Subordinate all other processes to above decision (align the whole system or organization to support the decision made above) //在高层决策下细分所有流程(对整个支持高层决策的系统和组织进行排序)
4.Elevate the constraint (if required or possible, permanently increase capacity of the constraint; "buy more") //更新升级约束(如果可能,不断增加约束能力)
5.If, as a result of these steps, the constraint has moved, return to Step 1. Don't let inertia become the constraint.//经过这几步骤,约束消减,继续这个步骤循环。
定义与处理约束下的思维过程(Thinking Processes),包括三个部分:
因果关系法(Effect Cause Effect Method),找出“要改变什么(what to change?)”设定一些尽可能少的假设,通过分析和考验,逐一排斥,找出造成约束的根本原因(root cause),从而找出解决要害问题的有效方法。
驱散迷雾法(Evaporation Cloud Method),处理“改变的方向(what to change to?)”问题,发展了JIT对消除无效劳动和浪费的“刨根问底(fine WHYS)”思想,并提出了一些指导性的规则。
苏格拉底法(Socratic Method),老师提问,不给答案,在找出核心问题之后,发动群众对如何解决核心问题献计献策,使献计的人感到问题是由于他提出了办法得以解决,因而产生一种“参与感”,更主动地投入改革活动。这方法发展了JIT的全员参与(people involvement 、empowerment)的思想。
    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题症结所在,它们就显示在这个逻辑图的最低部。
消雾法(Evaporating CloudEC
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”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着的一个特色。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”。
3.缓冲管理(Buffer Management)
鼓-缓冲-绳法(Drum-Buffer-Rope Approach,DBR法),TOC把主生产计划(MPS)比喻成"鼓Drum",根据生产的瓶颈资源和能力约束资源(Capacity Constraint Resources,CCR)的可用能力来确定企业的最大物流量,作为约束全局的"鼓点",鼓点相当于指挥生产的节拍(Cycle time)。在所有瓶颈和总装工序前要保留物料储备缓冲,以保证充分利用瓶颈资源,实现最大的有效产出。必须按照瓶颈工序的物流量来控制瓶颈工序前道工序的物料投放量,头道工序和其它需要控制的工作中心如同用一根传递信息的绳子牵住的整条产线,按同一节拍,控制在制品流量,以保持在均衡的物料流动条件下进行生产。瓶颈工序前的非制约工序可以用倒排计划,瓶颈工序用顺排计划,后续工序按瓶颈工序的节拍组织生产。
4.软件和应用
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。
(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。
(3)员工培训。
(4)制订新的考核计划。
Critical Chain Project Management (CCPM) is utilized in this area. CCPM is based on the idea that all projects look like A-plants: all activities converge to a final deliverable. As such, to protect the project, there must be internal buffers to protect synchronization points and a final project buffer to protect the overall project. //CCPM基于类似A类企业(所有活动最后聚集到一起为可交付对象),内部缓冲保护并行的活动,项目缓冲则保护整个项目。


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