第四章运营管理理论前沿第一节约束理论约束理论概述约束理论（Theory of Constraints, TOC）是以色列物理学家、企业管理顾问戈德拉特博士(Dr．Eliyahu M．Goldratt)在他开创的优化生产技术(Optimized Production Technology，OPT)基础上发展起来的管理哲理，该理论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。

戈德拉特创立约束理论的目的是想找出各种条件下生产的内在规律，寻求一种分析经营生产问题的科学逻辑思维方式和解决问题的有效方法。

可用一句话来表达TOC，即找出妨碍实现系统目标的约束条件，并对它进行消除的系统改善方法。

TOC强调必须把企业看成是一个系统，从整体效益出发来考虑和处理问题，TOC的基本要点如下：1．企业是一个系统，其目标应当十分明确，那就是在当前和今后为企业获得更多的利润2．一切妨碍企业实现整体目标的因素都是约束按照意大利经济学家帕拉图的原理，对系统有重大影响的往往是少数几个约束，为数不多，但至少有一个。

约束有各种类型，不仅有物质型的，如市场、物料、能力、资金等，而且还有非物质型的，如后勤及质量保证体系、企业文化和管理体制、规章制度、员工行为规范和工作态度等等，以上这些，也可称为策略性约束。

3．为了衡量实现目标的业绩和效果，TOC打破传统的会计成本概念，提出了三项主要衡量指标，即有效产出、库存和运行费用。

TOC认为只能从企业的整体来评价改进的效果，而不能只看局部。

库存投资和运行费用虽然可以降低，但是不能降到零以下，只有有效产出才有可能不断增长(见下表)。

4．鼓-缓冲-绳法(Drum-Buffer-Rope Approach，DBR法)和缓冲管理法(Buffer Management)TOC把主生产计划(MPS)比喻成"鼓"，根据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；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。

换句话说，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队伍，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。

5．定义和处理约束的决策方法TOC强调了三种方法，统称为思维过程(Thinking Processes，TP)，见下表：应用TOC获得成功的企业很多，如美国得克萨斯食品公司深感缩短提前期在竞争上的必要性，从1992年就开始进行了TOC改善活动。

它先以福特公司的电子事业部为样板引进了TOC，结果省去了为增产所需的数亿美元的投资。

半导体乌耶哈工厂也引进了TOC，提前期在1年半内减少了75％，生产能力在同样的设备条件下提高了25％。

第二节最优生产技术OPT(重定向自最优生产技术)OPT（原指最优生产时刻表：Optimized Production Timetables,后指最优生产技术：Optimized Production Technology）什么是OPT?OPT(Optimized Production Technology,最佳生产技术)是一种改善生产管理的技术，以色列物理学家Eli Goldratt博士于70年代提出，用于安排企业生产人力和物料调度的计划方法。

最初被称作最佳生产时间表(Optimized Production Timetable)，80年代才改称为最佳生产技术。

后来Goldratt又进一步将它发展成为约束理论(Theory of Constraints,TOC)。

OPT的倡导者强调，任何企业的真正目标是现在和未来都赚钱；要实现这个目标，必须在增加产销率的同时，减少库存和营运费用。

它吸收MRP和JIT的长处，是以相应的管理原理和软件系统为支柱，以增加产销率、减少库存和运行为目标的优化生产管理技术。

其特别之处不仅在于提供了一种新的管理思想，而且在于它的软件系统。

OPT两大支柱是OPT原理及OPT软件。

它是一套可提高产出、减少存货的分析性技术理论。

OPT系统将重点放在控制整体产出的瓶颈资源上，优先处理所有瓶颈作业，并以平衡物料流动为原则，使整个系统达到产出最大的目的。

OPT的基本内容OPT其指导思想实质上是集中精力优先解决主要矛盾，这对于单件小批生产类型比较适应。

这类企业由于产品种类多、产品结构复杂，控制对象过多，因此必须分清主次，抓住关键环节。

其基本内容包括以下四方面：1) 物流平衡是企业制造过程的关键对企业的产品需求是外部因素，时刻都在变化。

为适应市场，企业必须以可能的低成本、短周期生产出顾客需要的产品。

因此，制造问题主要是物流平衡问题，即需要强调实现物流的同步化。

2) 瓶颈资源是产品制造的关键制约因素在制造过程中，影响生产进度的是瓶颈环节。

瓶颈资源实现满负荷运转，是保证企业物流平衡的基础。

瓶颈资源损失或浪费1小时，制造系统即损失或浪费1小时。

因此，瓶颈资源是制造系统控制的重点，为使其达到最大的产出量可采取以下措施：（1）在瓶颈工序前，设置质量检查点，避免瓶颈资源做无效劳动。

（2）在瓶颈工序前，设置缓冲环节，使其不受前面工序生产率波动影响。

（3）采用动态的加工批量和搬运批量。

对瓶颈资源，通常加工批量较大，减少瓶颈资源的装设时间和次数，提高其利用率；而较小的运输批量，使工件分批到达瓶颈资源，可减少工件在工序前的等待时间，减少在制品库存。

3)由瓶颈资源的能力决定制造系统其他环节的利用率和生产效率。

4)对瓶颈工序的前导和后续工序采用不同的计划方法，提高计划的可执行性。

根据OPT的原理，企业在生产计划编制过程中，首先应编制产品关键件的生产计划，在确认关键件的生产进度的前提下，再编制非关键件的生产计划。

OPT的主要概念（1）识别约束识别企业的真正约束（瓶颈）所在是控制物流的关键。

一般来说，当需求超过能力时，排队最长的机器就是“瓶颈”。

（2）瓶颈约束整个系统的出产计划产品出产计划（Master Schedule）的建立，应该使受瓶颈约束的物流达到最优。

一般按有限能力，用顺排方法对关键资源排序。

为了充分利用瓶颈的能力，在瓶颈上可采用扩大批量的方法，以减少调整准备时间，提高瓶颈资源的有效工作时间。

（3）“缓冲器”的管理。

其目的是防止系统内外的随机波动造成瓶颈出现等待任务的情况。

一般要设置一定的“库存缓冲”或“时间缓冲（Time Buffer）”。

（4）控制进入非瓶颈的物料。

进入系统非瓶颈的物料应与瓶颈的产出率同步。

一般是按无限能力，用倒排方法对非关键资源排序。

非关键资源上排序的目标是使之与关键资源上的工序同步。

倒排时，采用的提前期可以随批量变化，批量也可按情况分解。

OPT的生产排序原则OPT管理思想具体体现在生产排序原则上。

有九条原则是实施OPT的基石。

这些原则独立于软件之外，直接用于指导实际的生产管理活动。

OPT有关生产计划与控制的算法和软件按照这九条原则提出和开发的：1. 重要的是平衡物流，不是平衡能力。

物流平衡使各个工序与瓶颈同步，能力平衡是生产能力充分开动；2. 制造系统的资源可分为瓶颈和非瓶颈两种。

非瓶颈资源的利用率是由系统的其它约束条件决定的，而不是由其本身能力决定的；只有瓶颈制约着系统的产销率。

3. 资源“利用”和“开动”不是同义的；应该反对盲目的使所有的机器或工人忙起来。

4. 瓶颈资源损失一小时相当于整个系统损失一小时，而且是无法补救的。

重点应该抓提高瓶颈的利用率。

5. 想方设法在非瓶颈资源上节约时间以提高生产率只是一种幻想，非瓶颈资源不应满负荷工作。

6. 产销率和库存量是由瓶颈资源决定的。

为保证瓶颈资源负荷饱满并保证企业的产出，在瓶颈工序和总装配线前应有供缓冲用的物料储备。

瓶颈工序前可用拉式作业，其后可用推式作业。

7. 转移批量可以不等于甚至多数情况是不应等于加工批量。

8. 加工批量是可变的，而不是固定不变的。

每个工序的批量按实际情况是动态决定。

9. 提前期应该是可变的而不是固定的。

考虑到系统所有的约束条件后才能决定计划进度的优先级。

提前期只是排进度的结果。

OPT的计划与控制系统又称为DBR系统（Drum－Buffer－Rope approach，“鼓”、“缓冲器”和“绳子”简称DBR法）OPT的发展最优生产技术OPT的管理哲理向许多传统的管理思想发出挑战，从而拉开了论战的序幕。

高德拉特的合伙人之一Robert E. Fox曾经以“OPT, MRP or JIT—What’s Best?” 为题，将OPT作为一种计划方法向MRP的霸主地位提出挑战，并在APICS协会引起很大轰动。

随后，制造业社会试图要求高德拉特公开OPT软件的“黑箱”算法逻辑，又引起了论战。

关于OPT的最后论战是由Eli Goldratt and George Plossl 在1984年APICS的国际会议上顶着巨大压力发布白皮书“A Town Without Walls”引起的，这篇文章间接批评了APICS的领导层。

实施OPT的要求及条件对OPT，目前理论界的认识还不一致，存在着各种看法，主要包括：①把OPT当做一种新的计划思想；②作为一种作业计划的仿真语言；③作为生成MPS、物料和能力需求计划及详细计划的一个软件包；④作为一种处理数据精确度的一种尝试，以求在数据未达到高度精确之前获得利润。

但有一点很明显，即OPT强调的是车间现场，其着眼点在于企业车间现场的一些决策量上，并据此来实现对生产的计划与控制。

其做法的基本点是使用一些重要的判定准则来决定每一作业的先后顺序，即使用一组“管理系数”的加权函数，来确定每个作业的优先权数及批量，制定出一个合理的生产计划。

这些管理系数涉及到理想的产品组合、交货期、理想的安全库存水平以及瓶颈资源的使用等等。

OPT实施的关键是制定计划后的落实工作。

在落实计划过程中，传统的许多做法是有害的，其中最大的威胁将来自传统的成本会计的考核体系。

因为成本会计体系忽视了瓶颈与非瓶颈的区别，其考核一般是通过设备和操作工人的利用率及生产成本，而不是通过整个系统的有效性来进行的，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。

人们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。