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标  题: 约束理论的管理技术之一
发信站: 哈工大紫丁香 (Tue Apr  3 02:22:37 2001), 转信

约束理论的管理技术之一
――计划与控制系统：DBR
by AMT 王玉荣、孔祥云
　
在确立了企业目标和相应作业指标以后，则应该对企业的一切活动和行为准则进行重新
审视，即重新评价这些活动或准则在多大程度上促进或者妨碍了这一目标的实现。TOC为
我们提供了一套有效的管理技术来具体实施这一评价，能够帮助我们识别并解决实现目
标过程中存在的“约束”。
一、计划与控制的步骤
TOC认为，一个企业的计划与控制的目标就是寻求顾客需求与企业能力的最佳配合，对约
束环节进行有效的控制，其余的环节相继地与这一环节同步。TOC的计划与控制是通过D
BR系统实现的。即“鼓（Drum）”、“缓冲器（Buffer）”和“绳子（Rope）”系统。
如图1所示。
　
图1 “鼓”、“缓冲器”和“绳子”系统
实施计划与控制主要包括以下的步骤（把离散生产作为典型情况）：
（1）识别企业的真正“约束”所在，是控制物流的关键
已知一定时间内生产的产品及其组合，按物料清单计算出要生产的零部件。
按零部件的加工路线及工时定额，计算出各类机床的任务工时。
将任务工时与能力工时比较，负荷最高、最不能满足需求的机床就是约束资源。
找出约束资源之后，把企业里所有的加工设备划分为约束资源和非约束资源。
（2）基于“约束”，建立产品出产计划
产品出产计划（Master Schedule）的建立，应该使系统物流达到最优，因为约束资源控
制着系统的“鼓的节拍（Drum-beat）”，即控制着企业的生产节拍和有效产出，为此，
需要按有限能力法进行生产安排、在约束资源上扩大批量、设置“缓冲器”。
（3）设置“缓冲器”并进行监控，以防止随机波动，使约束资源不致于出现等待任务的
情况。
（4）对企业物流进行平衡，使得进入非约束资源的物料应被约束资源的产出率所控制（
即“绳子”）。
对非约束资源安排作业计划，一般按无限能力倒排法，使之与约束资源上的工序同步。

二、“鼓”、“缓冲器”和“绳子”
1．“鼓”
从以上步骤可以看出，“鼓”是一个企业应用TOC的开端，即识别一个企业的“约束”所
在。“约束”控制着企业同步生产的节奏棗“鼓点”。要维持企业内部生产的同步、企
业生产和市场需求的同步，存在着一系列的问题。其中一个主要问题就是企业的生产如
何能满足市场或顾客的需求而又不产生过多的库存。因而，安排作业计划时，除了要对
市场行情进行正确的预测外，还必须按交货期给顾客赋予一定的优先权数，在“约束”
上根据这些优先权数的大小安排生产，并据此对上下游的工序排序，则得到交付时间，
使交付时间与交货期限得以相符。
为了使交付时间与交货期限相符，靠的是权衡在约束资源上的批量规模。因为，在约束
资源上只有加工时间和调整准备时间，增大约束资源的加工批量，可以减少调整准备时
间，使约束资源的有效能力增加，但会减少系统的柔性，增加库存和提前期。反之，其
效果与增大加工批量相反。两者都会影响到一些订货的交货时间。
从计划和控制的角度来看，“鼓”反映了系统对约束资源的利用。对约束资源应编制详
细的生产作业计划，以保证对约束资源的充分合理的利用。
2．“缓冲器”，又称“缓冲”
一般来说，“缓冲器”分为“时间缓冲”和“库存缓冲”：“库存缓冲”就是保险在制
品，其位置、数量的确定原则同“时间缓冲”。“时间缓冲”则是将所需的物料比计划
提前一段时间提交，以防随机波动，以约束资源上的加工时间长度作为计量单位。例如
，一个三天的“时间缓冲”表示着一个等待加工的在制品队列，它相当于在约束资源上
三天的生产任务。其长度可凭观察与实验确定。再通过实践，进行必要的调整。在设置
“时间缓冲”时，一般要考虑以下几个问题：
要保证约束资源上产出率相对较快的工件在加工过程中不致因为在制品少而停工。
应考虑加工过程中出现的波动。如约束资源上的实际产出率比原来估计的要快，或者约
束资源前的加工工序的产出率比原来估计的要馒，或者出现次品。在有的情况下，还要
考虑前面的机器是否出现故障。因为，如果要对机器故障进行维修，则维持后续工序所
需的在制品库存是难以估计的。所以，在设置“时间缓冲”时一般要设置一定的安全库
存。
根据TOC的原理，约束资源上的加工批量是最大的，而约束资源的上游工序则是小批量多
批次的。约束资源前的加工工序的批次又和各道工序的调整准备时间有关。如果上游工
序的调整准备时间小，或约束资源上的加工时间和前一台机器的加工时间相差很大，则
批次可以较多，批量可以较小。反之，批次则可能较少，甚至和约束资源上的批次相同
，加工批量也和约束资源上的批量相同。
要考虑在制品库存费用、成品库存费用、加工费用和各种人工费用。要在保证约束资源
上加工持续的情况下，使得整个加工过程的总费用最小。
3．“绳子”
如果说“鼓”的目标是使有效产出最大，那么，“绳子”的作用则是使库存最小。我们
知道，“约束”决定着生产线的产出节奏，而在其上游的工序实行拉动式生产，等于用
一根看不见的“绳子”把“约束”与这些工序串联起来，有效地使物料依照产品出产计
划快速地通过非约束作业，以保证约束资源的需要。所以，“绳子”起的是传递作用，
以驱动系统的所有部分按”鼓”的节奏进行生产。在DBR的实施中，“绳子”是由一个涉
及原材料投料到各车间的详细的作业计划来实现的。
“绳子”控制着企业物料的进入（包括“约束”的上游工序与“非约束”的装配），其
实质和“看板”思想相同，即由后道工序根据需要向前道工序领取必要的零件进行加工
，而前道工序只能对已取用的部分进行补充，实行的是一种受控生产方式。在TOC中，就
是受控于约束资源的产出节奏，也就是“鼓点”。没有约束资源发出的生产指令，就不
能进行生产，这个生产指令是通过类似“看板”的物质在工序间传递的。
通过“绳子”系统的控制，使得约束资源前的非约束资源均衡生产，加工批量和运输批
量减少，可以减少提前期以及在制品库存，而同时又不使约束资源停工待料。所以，“
绳子”是约束资源对其上游机器发出生产指令的媒介，没有它，生产就会造成混乱，要
么造成库存过大，要么会使约束资源出现“饥饿”现象。　
　
　

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