限制理論
Theory of Constraint
前言
之前有對高德拉特目標小說拍出的電影做了一次的敘述,如何從一個小說中的工廠案例,看出限制理論想法、概念,以及他的步驟。
而接下來就要回到限制理論本身、相關的方法和延伸出的議題,做系統性地描述,解說作者的概念。(以下內容部分引用自課程講義)
重點節錄
限制理論是一個以系統為導向的改善過程方法,一個系統有一個目標,且系統是由多個活動所組成,其中瓶頸限制了整個系統的運作。我們的目標是找到系統的瓶頸、改善瓶頸、突破瓶頸、找到下一個瓶頸,讓系統朝目標邁進。
以製造現場為例,目標就是增加有效產出。其瓶頸則通常為產能限制最大的系統資源—瓶頸機台。瓶頸機台通常是利用率高且週期時間長的機台,若不以上述兩個數據來看,則可能是系統中累積在製品最多的機台。
在一般推式生產的製造公司中,由於不平衡的產能(原因可能為產能規劃不均、系統變異所照程,如:良率變化大、機台故障停機等所導致的產能損失)往往造成過多的在製品,因此回到上述特性,我們可以以在製品的觀點來找尋系統的瓶頸。
限制理論則認為,增加非瓶頸的強度,是無益於整條鍊的強度。若以環環相扣的鐵鍊來看,最脆弱的地方會決定整條鍊可承受最大的拉力,若非加強此處,則無異於整個鍊條的承受強度。
對於瓶頸,或稱制約因素,則有兩個分類。一個是系統內部的,另一個則是系統外。以下引用講義表列幾點。
內部瓶頸:
- 特定機台或工作站的產能限制(一般定義的瓶頸)
- 搬運/運輸/物流形成生產瓶頸
- 現場管理團隊的能力
- 生產規劃團隊的排程/規劃能力
- 管理階層對於系統產能不正確假設/認知
- 薪資水準/工作環境無法吸引到優秀員工
外部瓶頸:
- 原物料供應,如:原料、客戶供給品不準時抵達
- 特定區域的人力供給(勞工和幹部)
- 公司產品的品牌知名度,當較低時,難保有市場競爭優勢,無法開拓市場需求
- 公司產品的配銷通路
回歸到影片中,鐘納曾以平均產能為例,問廠長羅哥當平均每小時產出10件,是每小時都能產出10嗎?答案顯然是否定的,因為會存在著統計波動,8、9、10、11都是可能出現的產出數量,經平均才會為10。生產線場也是這樣,會存在著統計波動,也就是變異性,而各工作站間物料的流動則會有依存關係,故有效產出的波動就更顯著。此部分回到書上可參照史麥斯危機。
而在影片中層出現的限制理論五步驟,這邊則再詳細敘述一次。
步驟1:找出系統的瓶頸
將改善聚焦在瓶頸,而非瓶頸的改善都可能形成浪費,另外要有可靠的產能量測系統。
步驟2:決定如何充分開發瓶頸的產能已提升系統產出
找出產能限制的關鍵要因,例如作業管理不善、機器數量不足、可靠度問題(機台的當機與維修)等。
可使用TPM(Total
Productive Management)的OEE(Overall
Equipment Effectiveness,整體設備效率)
步驟3:讓其他非限制因素全力配合步驟2所做的決定
提升瓶頸產出為主要目標,除設備限制,也需要作出管理上的改變。
步驟4:打破瓶頸的限制,讓瓶頸不再是瓶頸
讓瓶頸提升到不再為瓶頸,最好能提升(產能)至滿足市場需求。à這部分可以和平衡流量做連接!
步驟5:回到步驟1
找尋瓶頸並持續此循環,是持續改善的過程。
改善手法-DBR的流程控制
D為鼓(Drum):瓶頸決定生產速率就有如行軍的鼓聲。
B為緩衝(Buffer):用於保護瓶頸的存貨,以避免瓶頸的閒置造成的產能損失,但數量不應過高。
R為繩(Rope):限制工作站間的存貨,避免非瓶頸產出過多。
延伸議題與觀念
平衡流量與平衡產能
平衡流量:
瓶頸資源的產出應該要等於市場需求,其他非瓶頸應有預留產能,用於吸收統計波動及依存關係的負面影響。屬於 有效產出世界 管理
平衡產能:
所有資源的產出應該等於市場需求,並無預留產能觀念。
兩者最大差異就是產能設計與預留產能的有無,前者優點是可以應付生產線上的變異性。
績效概念
- 傳統:淨利潤、效率、利用率、投資報酬率
- 限制理論:產出(Throughput)、存貨(Inventory)、營運費用(Operating costs)
- 產出 我們稱作有效產出,是能賣給顧客的成品才算計入,也就是整個系統透過銷售而獲得金錢的速率。因此產出囤積的存貨,不視為產出。
- 存貨 存貨視為負債,而不是資產。存貨定義可參考第一張所談論的存貨管理章節的定義。存貨可能包含原物料、在製品、完成品。
- 營運費用 系統將存貨(原物料、在製品)轉換為有效產出所花費的金錢。如:薪資支出、機器折舊等。
限制理論和一般績效指標差異在於,他更能看出投資於瓶頸的效益。當瓶頸被改善,系統有效產出會增加、存貨會降低、營運費用可能會因為不必讓非瓶頸過於忙碌而降低,也可能會因為存貨降低讓庫存成本降低而下降。
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