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6.7.5 高德拉特的TOC制约理论
内容提要：TOC制约理论是总结流水线生产和丰田生产方式而创立的生产理论，它通过时间缓冲代替流水线的空间缓冲和丰田生产方式的库存缓冲，来达到保证系统产出速度的目标。TOC制约理论指出了瓶颈的产出速度决定系统的产出速度，通过聚焦五步骤来改善瓶颈的产出速度，从而增加了系统的产出速度。
TOC提供一套基于系统方式的整体流程与规则，去挖掘复杂系统固有的简单性，通过聚焦于少数"实体的"和"逻辑的""杠杆点"，使系统各部分同步运行，从而达到系统整体绩效持续改善的理论。
从广义动量定理Fαt=MV的角度说，作用点的选择不同产生的效果不同，作用点越关键，产生的成果越大。从系统的角度说，系统的产出取决于系统的限制因素，也就是瓶颈，所以瓶颈是系统的关键作用点。将力量作用于关键作用点，可以产生最大的成果MV。
TOC制约理论有聚焦五步骤，用来聚焦瓶颈，提升系统产出能力（如图6-131所示）。
图6-131 TOC聚焦五步骤
TOC的聚焦五步骤：
第一步：找出瓶颈；
第二步：挖尽瓶颈；
第三步：迁就瓶颈；
第四步：打破瓶颈；
第五步：回头找瓶颈，避免惰性。
高德拉特后来又将TOC制约理论从生产领域扩展到了项目管理和配销领域等，"瓶颈"也被概括性更广泛的"约束"所代替，聚焦五步骤中的"瓶颈"也都更新为"约束"。
TOC制约理论可以通过直接表达法来理解（如图6-132所示）。
图6-132 TOC的直接表达法
如何通过广义动量定理和系统思考来分析TOC的聚焦五步骤呢？广义动量定理用来分析如何产生和增加成果，系统思考用来分析各种因素的相互影响。这两种方法改如何使用呢（如图6-133所示）？
图6-133 TOC聚焦五步骤系统图
生产型企业的主要目标是提高产出速度V，也就是广义动量定理Fαt=nmV中的V，提高V就能提高成果nmV。由于生产型企业的产品是标准化的产品，产品的质量m是保持既定不变的，而数量n则是顾客需要的数量，也是确定的，而要想增加成果nmV，只能增加产出速度V（如图6-134所示）。
图6-134 TOC制约理论的主要目标
第一步：找出瓶颈
瓶颈是生产速度最慢的工序，找到速度最慢的工序也就找到了瓶颈。也可以通过现象发现瓶颈最慢的工序，如待加工在制品最多的工序，被催货最多的工序，加班最严重的工序。下列流程中，工序1的速度大于工序4的速度，工序4的速度大于工序2的速度，工序2的速度大于工序3的速度，所以工序3就是这个系统的瓶颈（如图6-135所示）。
图6-135 TOC步骤1找到瓶颈
第二步：挖尽瓶颈
瓶颈的产出速度决定了系统的产出速度，所以要尽可能的保证瓶颈工序的产能，为了防止瓶颈工序挨饿，没有材料可以加工而降低瓶颈的产出速度，所以在瓶颈之前增加时间缓冲，时间缓冲就是瓶颈待加工的原料需要的时间。如瓶颈的生产的速度时5个/小时，那么4小时的时间缓冲就是瓶颈前有20个待加工的原料。要充分利用瓶颈的时间，减少瓶颈时间的损失，因为瓶颈损失1小时就等于整个系统损失1小时。如减少瓶颈换模的次数和时间，增加批量的大小；瓶颈前设立质检，确保100%的良品入线；在瓶颈生产完的产品流到后边的工序，要保证这些产品的良品率，以防止浪费瓶颈时间的要求，提高系统的有效产出（如图6-136所示）。
图6-136 TOC步骤2挖尽瓶颈
第三步：迁就瓶颈
非瓶颈工序要迁就瓶颈工序，非瓶颈工序的生产排程由瓶颈的速度决定。通过检测瓶颈前剩余缓冲量的大小，将其反馈与目标缓冲量进行比较，通过偏差量来控制投料的速度，从而保证实际缓冲量和目标缓冲量相等。瓶颈的产出速度是5个每小时，如果目标缓冲量设置为4小时，那么投料的平均速度应该和瓶颈的生产速度相等，保证瓶颈前的实际缓冲始终是4个小时（如图6-137所示）。
图6-137 TOC步骤3迁就瓶颈
第四步：打破瓶颈
由于瓶颈的产出速度决定了系统的产出速度，那么提高瓶颈的产出速度就会提高系统的产出速度。系统的产出速度由新的瓶颈速度决定。比如增加工作人员或者设备提高瓶颈的产出速度；寻求新的工艺，减少瓶颈生产零件所需加工时间；甚至可以采取不同的方法，跳过瓶颈（如图6-138所示）。
图6-138 TOC步骤4打破瓶颈
第五步：回头找瓶颈，避免惰性
回头找瓶颈，避免惰性是第一步开始重新优化整个生产流程，不断的增加系统的产出速度，从而增加系统的有效产出。这一点和精益生产的"尽善尽美"相同。当工序3的这个瓶颈被打破后，工序3的产出速度增加，工序3的速度大于工序2的速度，此时工序2变成了系统的瓶颈，系统的产出速度从原工序3的速度上升到现在工序2的速度，整个系统的产出速度增加。然后就是循环不断的执行步骤1到步骤5，不断的提高整个系统的产出速度（如图6-139所示）。
图6-139 TOC步骤5回头找瓶颈
如果墨菲效应发生在瓶颈前工序、瓶颈工序和瓶颈后工序会对系统产生什么影响呢？
当墨菲效应发生在瓶颈前的工序，此道工序不能正常生产，只要此道工序工序的停止的时间小于缓冲时间，那么系统产出不受影响。因为系统的产出速度由瓶颈的速度决定，只要瓶颈前工序停止的时间小于缓冲时间，瓶颈工序一直没有停止生产，那么系统的产出速度就没有受到影响。即使非瓶颈到瓶颈工序需要一段时间，一般也不需要考虑从非瓶颈到瓶颈这段时间，因为在非瓶颈停止时，它们之间还有在制品，瓶颈消耗完缓冲和它们之间的在制品，非瓶颈的产出产品已经到达瓶颈前。所以缓冲可以应对瓶颈前的墨菲效应，可以应对的最大时间是缓冲时间。
当墨菲效应发生在瓶颈工序时，整个系统的产出停止，瓶颈损失的时间就是系统损失的时间。
当墨菲效应发生在瓶颈工序之后的工序，系统的产出停止，但是由于非瓶颈工序的产出速度大于瓶颈速度，此道工序恢复正常时，系统的产出速度会增加到此道工序产出速度，直到此非瓶颈供工序和瓶颈工序之间的在制品被消耗完，系统的产出速度降到瓶颈速度。瓶颈后的工序可以应对时间更长的墨菲效应，这和非瓶颈工序和瓶颈工序速度之差正相关。瓶颈工序后最慢的工序决定了瓶颈后所有工序应对墨菲效应的能力（如图6-140所示）。
图6-140 TOC对不同环节对墨菲效应的应对
