计划员的能力提升:TOC理论与生产计划

2019年6月25日13:44:06计划员的能力提升:TOC理论与生产计划已关闭评论

TOC(Theory of constraints),中文译为"瓶颈理论",也被称为制约理论或约束理论,由以色列物理学家高德拉特(Eliyahu M. Goldratt)博士创立,与精益生产、六西格玛并称为全球三大管理理论;其核心观点为立足于企业系统,通过聚焦于瓶颈的改善,达到系统各环节同步、整体改善的目标。

高德拉特博士被业界尊称为“手刃圣牛的武士”,勇于挑战企业管理的旧思维,习惯打破“金科玉律”,以崭新的角度看问题。他曾被《财富》杂志称为“工业界大师”,被《商业周刊》形容为天才。他发明的 TOC 制约法(Theory of

Constraints)为无数大小企业带来营运业绩上的大幅改善,包括国际商业机器(IBM)、通用汽车(GM)、宝洁(Procter&Gamble)、AT&T、飞利浦(Philips)、ABB、波音(Boeing)等。

总之,TOC是简单而有效的常识管理,教导人们清晰思考的方法,改善组织目标。

TOC认为,任何系统至少存在着一个制约因素/瓶颈,否则它就可能有无限的产出。因此要提高一个系统 (任何企业或组织均可视为一个系统)的产出,必须要打破系统的瓶颈。任何系统可以想象成由一连串的环所构成,环与环相扣,这个系统的强度就取决于其最薄弱的一环,而不是其最强的一环。相同的道理,我们也可以将我们的企业或机构视为一条链条,每一个部门是这个链条其中的一环。如果我们想达成预期的目标,我们必须从最弱的一环,也就是从瓶颈的一环下手,才可得到显著的改善。换句话说,如果这个瓶颈决定一个企业或组织达成目标的速率,我们必须从克服该瓶颈着手,才可以更快速的步伐在短时间内显著地提高系统的产出。

系统最终的产出将受到系统内最薄弱环节的限制。换言之,任何一个链条的牢固程度取决于它最薄弱的环节。

TOC有一套思考的方法和持续改善的程序,称为五大核心步骤(Five Focusing Steps),这五大核心步骤是:

第一步,找出(Identify)系统中的瓶颈。

第二步,最大限度利用(Exploit)瓶颈,即决定如何挖尽瓶颈。

第三步,使企业的所有其他活动服从于第二步的决定,即迁就瓶颈。

第四步,打破(Elevate)瓶颈,提升瓶颈的产能,使瓶颈转移到别处。

第五步,重返(Repeat)第一步,找出新的瓶颈,别让惰性成了瓶颈,即持续改善。

我们不妨通过一个小案例,来演示一下改善后的结果。

比如:一家特色水饺店,虽然只生产和销售一种水饺,但是销路很好,并且供不应求。但关店后,一些没卖完的半成品(面和馅)就要报废。整个流程如下图:

每天水饺店营业12小时,上午7点到晚上7点。每份水饺(12个)卖6元,其中原料3元。小店的营运费15000元每月(含工资、租金和水电等)。每天1班12小时,员工隔天轮休,小店天天营业。除店长、收款台和服务环节外,制作流程每班有5个员工,以手工和常规设备进行生产,不过手工是该店特色所在,一般人难以在短期内学会某些特别的技能。

整个小店每天卖出水饺300份,利润多少?按TOC的计算法:

利润=有效产出T-营运费OE

=T(6-3)×300份×30天-OE15000=12000元

我们为小店制定一个改善的目标:不通过大的投资,短期内把利润提高一倍(利润翻番,但不能扩大店面,也没有容量增加设备人力,且不能24小时营业,因为晚上7点到第二天7点一般没生意可做)。

现按照“聚焦五步骤”进行分析并做改善。

找出瓶颈 

我们测出每个工序岗位的小时产能(份)。很显然,包饺子工序是制约因素(也称为瓶颈)。不会错。

挖尽瓶颈 

你不难发现:按照每小时32份的瓶颈产能,一天可以产出384份,因为做多少就可以卖多少。但只销售300份。问题在哪?有一个原因是很显然的,该岗位员工需要有时间吃饭、上卫生间和短暂休息,以及开工准备和收工工作。这些时间是多少呢?经测算是1.5小时。工人休息是必要的,不过若有人顶班的话,1.5小时就补回来了。谁能顶班?只能有劳店长了,店长正好有这项技能,而且小店店长也有条件腾出1.5小时的时间做临时替补。

这样,我们挖出了制约因素的潜能,但事实上这样做也只销售到345份。因为即便瓶颈12小时都不缺人,还是会产生工位缺料问题,原因在于它前面的工位也会出现问题,比如“干面”, 也会出现一小会的产出不足。或者备馅,时多时少的,也可能使下道工序出现停工。至此,我们多销售了45份,增加的利润是(6-3)×45×30=4050元。

迁就瓶颈 

要迁就瓶颈,帮助它把潜能挖尽。所以要有措施消除瓶颈缺料的情况。常用的方法就是在瓶颈前安排一个工作堆,通常我们称这个工作堆为“缓冲(Buffer)”。这样,万一前面工序出现暂时停工,就不会令瓶颈也停工。见下图。

当我们在瓶颈工位前设立了缓冲以后,它前面的工序除了要喂饱瓶颈以外,还要为它准备缓冲。所以,前面工序的产能就必须大于瓶颈,否则就无法为缓冲备料。有了缓冲,我们的每天销售就达到384份,比345份又多出了39份,可增加利润(6-3)×39×30=3510元。

这里我们还看到TOC与精益生产的区别了。

事实上,生产线每个工位很难做到平衡的,然而一旦做到平衡,又会出现另一个问题,就是

一个资源因故停工,整个生产线就会停工。而TOC的生产线不是这样。

如果瓶颈前的工序在备足了缓冲以后是否还要继续生产?

以前没有这个问题,大家都可以在自己的岗位上放一个“在制品(WIP)”。在这家店里,在制品往往因当天无法消化而造成报废。损失达到原料成本的5%左右(原料价3元×345份×30天×5%=1552元)。可以做到没有原料损失吗?

答案是肯定的。只要缓冲满了,就暂缓投料。对缓冲分三个区进行监控(TOC称为缓冲管理),从下到上分别标以红色、黄色和绿色。只要把缓冲的大小设计得合理,在缓冲降低到黄区时,就开始投料,在降低到红区时,前面需要赶工。超过绿区,则停止投料。各道工序,还要遵循一个原则:有料来的时候尽快做,没料的时候原地等一等。

所以我们对瓶颈实施“迁就”的时候,竟出现了一个意想不到的好处:在制品降低了,报废减少了,进而利润又增加。我们又增加利润3510+1552=5062元。

打破瓶颈 

如果再投资一条“流水线”产品也能完全卖出,当然可以多赚钱。不过如此投资是有条件的,需要场地、合格的人员、有效的管理,而且增加利润未必增加投资回报率。

所以在做出新的投资决策以前,我们还是先要考虑对制约因素松绑。有什么办法呢?设想,我们能改变工艺,把瓶颈的部分工作交给其他人来做,使瓶颈的每小时产出更多,那会怎样呢?

为了让瓶颈(包饺子工序)提高生产率,达到每小时36份,因此要求把瓶颈部分工作分出来。现增设一个前置工序,交由备馅工序做(看下图)。因为备馅工序做这项工作不如原来由瓶颈做那样熟练,花的时间比较多,所以备馅和前置工序相加,每小时产出从50份降为40份。

整个系统一天的有效产出增加了:(6-3×95%)4份×12小时×30天=4536元

至此我们应用聚焦五步骤中的前四步,令每月的纯利增加了:

4050+5062+4536=13108

也就是原先的利润额足足增加了一倍有余。其实我们做的动作并不大,没有增加投资,也没有涨价,月纯利润却从12000元猛增到25000元,利润实现了翻番!这就是TOC的威力。

如果将TOC理论引入到生产计划中,也是类似的情况。

首先,我们要发现工厂中的瓶颈工序,并以瓶颈工序进行排产,其它工序原则上以瓶颈工序进行横向展开。

其次,为了使产能提升,针对瓶颈工序,采取各种措施:设备、人员连轴转,保证不因为人、机的原因停产;瓶颈工序前置WIP设置;瓶颈工序前增加QC,使得瓶颈工序的输入产品、原料的产出有效性;抽调最优秀的员工到瓶颈工序操作……

还有,试图从瓶颈工序中找出可以分离的部分,将最优势的资源集中给最困难的地方。

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