限制理論

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限制理論 (theory of constraint, TOC) 是由 郭德拉特先生 (Mr. Goldratt) 所提出的，其前身為 1980 年代的最佳化生產技術 (optimized production technique, OPT)。在限制理論中，最基本的假設為系統中存在著瓶頸 (bottleneck)，而此瓶頸決定了系統的產出速率。瓶頸可能是系統中的一部機器、技術熟練的人員、或是專業工具，亦可能是系統的市場容量。在系統中的瓶頸稱為內部瓶頸 (internal bottleneck)、在系統外的稱為外部瓶頸 (external bottleneck)。

系統中如果存在著內部瓶頸，此瓶頸的生產速率決定了整個系統的產出值。因此，Goldratt 提出，在瓶頸資源 (bottleneck resource) 損失一小時，即為整個系統損失一小時，然而在非瓶頸資源 (non-bottleneck resource)節省一小時，卻只是一種幻象。在限制理論中，認為過程的統計變異與相關係是不可避免的。因此，對過程中的瓶頸資源提出保護是迫切且有價值的，反之，若保護過程中的非瓶頸資源，則是不必要的浪費。限制理論有許多成功的實證範例。限制理論講的就是關於如何對付瓶頸的議題。瓶頸是最難通過的地方，是最想突破的地方。

物料資源規劃 (MRP) 從物料與時間的限制出發，要求規劃能夠滿足零件的準確到位和產品的及時交付。發展到 MRP II，則引入了設備和能力的限制，強調排程時不可脫離實際生產能力。限制理論則是拋棄一味削減成本的作法，允許合理數量的庫存 (inventory) 與作業費用 (operating expenses) 的存在，於是限度更加寬鬆，把焦點集中在如何識別和突破「卡脖子」的環節，以求企業流通率 (throughput) 的最大化。

如果沒有限制條件，系統的產出將是無限的。現實當中任何系統都不可能無限地產出，所以，任何系統都存在著一個或者多個限制條件。限制條件總是客觀存在的，但對於那些最關鍵的限制條件，人們總是想要克服它、突破它，好讓自己鬆口氣來。因此，人們自然要關注瓶頸，因而產生限制理論。

衡量目標：

• 瓶頸資源 (bottleneck resource)：產能小於或等於特定要求的任何資源，可能是一部機器、一位技術熟練的人員、或是一項專業技術或工具。
• 非評頸資源 (non-bottleneck resource)：產能大於特定需求的任何資源。
• 產能限制資源 (capacity constraint resource)：資源的利用程度已接近產能，若不仔細規劃可能變成一個瓶頸資源。
• 限制 (constraint)：任何阻礙系統達到較高效能目標的事物均為限制。
• 平衡狀態 (balance state)：系統輸入流量等於輸出流量。
  

一般而言，任何企業組織內可能設定多重目標，

• 公司層級：財務衡量指標，目標就是增加淨利，同時可提高投資報酬率、現金流量。
• 淨利：金錢的絕對衡量標準。
• 投資報酬率：在投資基礎上的相對衡量標準。
• 現金流量：生存的衡量指標。
• 生產層級：作業衡量指標，目標為降低存貨與營用費用，同時提高效產出。
• 有效產出：
• 存貨成本：
• 營運費用：
  

限制理論主要是為解決瓶頸資源的問題，有五個實行步驟：

• 找出系統的瓶頸；
• 決定如何利用瓶頸；
• 根據上述決定，調整其他的一切；
• 把系統的瓶頸鬆綁；
• 假如步驟 4 打破了原有的瓶頸，回到步驟 1。
  

美國品質學會 (CSQ) 六標準差黑帶[size=13.63636302948px]驗證手冊 2009 年版第 32 章「限制理論」。
限制理論 (theory of constraint, TOC) 是一種解決問題的方法，關注解決過程鏈中最薄弱的環節。一般來說，過程中最慢的就是限制，除非提高約束環節的效率，系統的流通率不會提高。限制理論列出了系統改進的五個步驟：

• 識別：找到限制系統效率的過程，如果效率有問題，那麼限制通常有在製品 (work in process, WIP) 在等待加工。
• 開發：使用改進或其他方法改進限制過程的效率。
• 統一：調整（或統一）過程鏈的其他過程，使其與限制匹配。
• 提升：如果系統生產需要進一步改進，限制可能需要大範圍的修改（或提升），這可能需要投入額外的新設備或技法。
• 重複：如果這些步驟已經把過程改進到不再是限制的時候，通過對新限制重複以上步驟，可以進一步提高系統效率。
  

限制理論的優點在於其採用了系統的方法，強調除非改進限制過程，改進個別過程不會改進系統效率。

鼓－緩衝器－繩 (drum-buffer-rope) 法：
需要對上述中的「統一」步驟進行進一步的解釋，郭德拉特 (Goldratt) 把以單列方式行走的一對士兵比擬作生產過程的一條生產線。當第一個士兵向前走的時候，他收到了未加工的材料 – 一塊新場地。每個後續士兵走過相同的場地，相當於進行其他加工過程，當最後一個士兵走過那塊場地後，那塊場地就相當於是成品。這樣各個過程都是作用在同樣不變的材料上，而不是其他材料。完工時間 (lead time) 就是整個隊伍通過某一點的時間。如果每一個士兵都盡其所能地行走，那麼由於要按順序行走，走得慢的士兵就會擋住其後面的士兵，這樣就延長了完工時間。

最慢的士兵就是系統限制，加工場地的速度取決於這個士兵向前移動的速度。這個士兵就是決定整個系統的鼓點，為了避免拖延完工時間，就需要用一條「繩子」把領先的士兵和最慢的士兵聯在一起。

繩子的長度就是緩衝器的大小，當先行士兵行進的速度比限制快，超前到足夠遠的時候，繩子被拉緊，就發出信號讓該士兵停止。用這樣的方法，最長的完工時間和在製品 (WIP) 數就被固定下來。

如果有一名排在最慢士兵後面的士兵突然掉落了他的槍，並由此落後了一些距離，但他是可以追上來的，因為他不是最慢的士兵。這是比喻某一個工作點上比較次要的過程問題。如果一名排在最慢士兵前面的士兵掉了槍，整個小隊必須停止讓最慢的士兵趕上前面一個人。因此如果小隊經常掉落槍，繩子就必須長一點。繩子的長度就緩衝的量。總之，為避免長的完工時間和過多的在製品 (WIP)，所有系統中的過程應當放慢（通過繩子）到最慢過程的速度（鼓），而 WIP 的量(或緩衝器)由各個過程的可靠度決定。

根據郭德拉特先生的描述，限制理論 (TOC) 對經營中的三個相互關聯的重要作業度量有很大的影響，簡要描述如下：

• 產出(標記為 T)：整個系統過程銷售產生利潤的速度；
• 庫存(標記為 I)：系統對準備出售的事物投入的錢；
• 作業費用(標記為 OE)：系統把庫存轉為產出的花費。
  

隨著產出增加，其他兩項比例就會減少，這是符合邏輯的，因為消除了限制，產出就會提高。提高產出意味著系統中的庫存較少，較少的庫存以及較高的產出，意味著可以用較少的錢（即作業費用）把庫存轉化為產出（或輸出）。

限制理論九原則

• 追求物流的平衡，而不是生產能力的平衡。
• 非瓶頸的利用程度不是由其本身決定，而是由系統的瓶頸決定。
• 資源的利用 (utilization) 和行動 (action) 不是同義詞。
• 瓶頸上一個小時的損失則是整個系統的一個小時損失。
• 非瓶頸節省的一個小時無益於增加系統的產銷率。
• 瓶頸控制了庫存和產銷率。
• 運輸批量可以不等於加工批量。
• 批量大小應是可變的，而不是固定的。
• 排程作業規劃時考慮系統資源瓶頸。
  

Brilliant

拜讀了，可以跟KPI同時聯結，也可以想辦法運用在個人身上。