基石數(shù)據(jù)：TOC理論物理學(xué)淺析（三）結(jié)存篇

（一）詳析三個制造業(yè)理論

上一節(jié)說到如何增加流速v的值來改變Mv的整體數(shù)值，從而增加有效產(chǎn)出。這一節(jié)主要解析下在廣義動量定律下的以改變速度為代表的三個制造業(yè)理論，福特的流水線，豐田的LP，高德拉特的瓶頸控制理論TOC。

后續(xù)的會說明戴明理論和六西格瑪，其他的理論應(yīng)用我們不在這里討論。這些應(yīng)用有的出現(xiàn)在對應(yīng)理論出現(xiàn)前，有的則是對應(yīng)理論的實踐，控制論和系統(tǒng)論的出現(xiàn)才有這些應(yīng)用的從數(shù)學(xué)和物理學(xué)角度的理論歸納及總結(jié)。

01 福特的流水線

福特的流水線：福特流水線出現(xiàn)以前，汽車工業(yè)的裝配工序以作坊式生產(chǎn)為主，一輛汽車由一群技術(shù)能力高超的技術(shù)工人組裝。在1913年老福特應(yīng)用創(chuàng)新思想及反向思維邏輯，在汽車組裝過程中，把T型車的裝配過程拆成了84個不同的步驟，采用裝配底盤和車架的移動，裝配工人不動的理念，完成了第一條T型汽車組裝線，大大縮短了裝配時間，單件流時間從原來的12小時28分鐘提升到90分鐘。（也有說10秒，那是入庫時間，不是單件流時間）

02 豐田的生產(chǎn)方式TPS

豐田的生產(chǎn)方式TPS：豐田英二在參觀完福特流水線，認為這種生產(chǎn)模式（福特流水線）仍然有很大的改善空間，在大野耐一的努力和推動下，形成了豐田的生產(chǎn)模式：不投入多余的生產(chǎn)要素，只在適當(dāng)時間生產(chǎn)必要數(shù)量的市場或下道工序急需的產(chǎn)品；所有經(jīng)濟活動都要有效。它的實質(zhì)是管理過程的優(yōu)化，通過大力精簡中間管理層，進行組織扁平化改革，減少非直接生產(chǎn)人員；推行生產(chǎn)均衡化，同步化，實現(xiàn)零庫存與柔性生產(chǎn)，強調(diào)單件流的生產(chǎn)方式，推行全生產(chǎn)過程的質(zhì)量保證體系；減少和降低任何環(huán)節(jié)上的浪費；最終實現(xiàn)拉動式準(zhǔn)時化生產(chǎn)。

03 高德拉特的瓶頸控制控制理論TOC

高德拉特的瓶頸控制控制理論TOC：任何系統(tǒng)至少存在著一個制約因素/瓶頸，否則它就可能有無限的產(chǎn)出。因此要提高一個系統(tǒng)（任何企業(yè)或組織均可視為一個系統(tǒng)）的產(chǎn)出，必須要打破系統(tǒng)的瓶頸，強調(diào)瓶頸是系統(tǒng)的最關(guān)鍵因素，瓶頸決定產(chǎn)出，增加瓶頸的速度就是增加最終產(chǎn)品產(chǎn)出速度，同時保證瓶頸工序的來料，讓瓶頸工序不挨餓，瓶頸工序損失一小時系統(tǒng)就是損失一小時。

福特流水線、豐田的TPS生產(chǎn)、TOC制約理論的目標(biāo)都是加快流動，都是通過系統(tǒng)的負反饋來指導(dǎo)生產(chǎn)，是系統(tǒng)產(chǎn)出最大化。這三個速度派的制造業(yè)理論都有一個共同特點就是增加速度以實現(xiàn)Mv的最大化，但在如何解決系統(tǒng)的產(chǎn)出最大化，有不同的手段。
在圖1中，TOC還有一個作用點理論，這個是其他兩個生產(chǎn)理論所沒有的。因為按照FαT=Mv，TOC理論作用于哪一個工序、哪一個環(huán)節(jié)，對于系統(tǒng)的FαT=Mv，效果是不同的。當(dāng)然我們所說TOC理論應(yīng)用于離散制造業(yè)，是針對生產(chǎn)過程大于等于兩個工序以上的情景才有意義，對于單一工序，TOC理論在這類企業(yè)內(nèi)部的生產(chǎn)管理沒有實際意義，我們可以在更高層面的計劃排單來討論TOC理論的應(yīng)用。這個也是TOC不同于其他兩個生產(chǎn)理論的關(guān)鍵，TOC聚焦瓶頸（作用點）來解決系統(tǒng)問題，這個方法簡單有效。

（二）離散制造業(yè)產(chǎn)線結(jié)存篇

01 結(jié)存的產(chǎn)生

TOC的九大原則里面第一條就談到生產(chǎn)系統(tǒng)的平衡是物流平衡，而不是能力平衡，物流平衡是每個工序和瓶頸工序平衡。能力平衡強調(diào)工序生產(chǎn)能力產(chǎn)能的最大化，強調(diào)系統(tǒng)內(nèi)的各局部工序產(chǎn)能最大化。因為在目前中國制造業(yè)里面，占大多數(shù)的已建成工廠在設(shè)計工廠初期有考慮物流和產(chǎn)能平衡，但隨著市場變化，客戶結(jié)構(gòu)變化，工序產(chǎn)能開始出現(xiàn)不匹配，和另外設(shè)計的偏差，加上設(shè)備的更新迭代及替換，造成瓶頸凸顯，同時計劃在安排生產(chǎn)時候按照別的制造業(yè)思想在指導(dǎo)離散制造業(yè)，過分追求設(shè)備稼動率，看到設(shè)備停在那里就不舒服，不開心，就像地主半夜雞叫要長工干活一樣，希望設(shè)備像永動機一樣，一刻不得閑，這個是產(chǎn)生結(jié)存的最大原因。如下圖（2）

瓶頸工序前的情況大家可能好理解些，為何瓶頸工序后的結(jié)存也高居不下？

因素很多，包括：瓶頸工序出來的半成品有部分品質(zhì)問題，在瓶頸后的工序處理不及時；瓶頸工序生產(chǎn)下工序不需要的半成品；瓶頸工序后的工藝、物料齊套等諸多問題，造成等待進而轉(zhuǎn)化為結(jié)存。日積月累所有工序都產(chǎn)生不必要結(jié)存。

02 瓶頸發(fā)現(xiàn)

在產(chǎn)線高結(jié)存情況下，各個工序都能正常產(chǎn)出，努力達到每班/日產(chǎn)量標(biāo)準(zhǔn)，大家比較難于厘清哪里是真正的瓶頸工序。

TOC如何解決和抓準(zhǔn)瓶頸，是通過降低工廠整個產(chǎn)線結(jié)存來確定瓶頸，TOC理論認為不是所有工序之間都需要結(jié)存，只需要瓶頸工序前有結(jié)存就可以，其他工序，特別是瓶頸后的工序理論上都不應(yīng)該有結(jié)存?，F(xiàn)代制造業(yè)，特別是中國經(jīng)過30年的制造業(yè)的高速發(fā)展，形成了全世界門類最齊全的制造業(yè)體系及供應(yīng)鏈，現(xiàn)在很多制造企業(yè)都含有離散制造業(yè)和連續(xù)制造業(yè)形態(tài)的混合制造業(yè)，但大體可以歸到離散為主，連續(xù)為輔的形態(tài)。

如何計算最低結(jié)存量是我們在做TOC改善工廠的產(chǎn)出時考慮的首要因素，豐田在汽車領(lǐng)域的單件流實物思想在離散長流程行業(yè)應(yīng)該理解為虛擬單件（最小流轉(zhuǎn)數(shù)量）。所以在TOC理論中存在一個生產(chǎn)最低流轉(zhuǎn)數(shù)的概念，這個最低流轉(zhuǎn)結(jié)批數(shù)量在不同行業(yè)和不同工廠有不同定義，但理論定義相同。我們在測試系統(tǒng)所需的最低結(jié)存，是先要知道此類工廠此類行業(yè)正常結(jié)批數(shù)量的整個流轉(zhuǎn)時間，來解決整個生產(chǎn)時間問題。如圖（4）

在離散長流程行業(yè)中，圖（2）說明的很清楚，固有的生產(chǎn)工序和工藝就決定了最小流轉(zhuǎn)數(shù)量在產(chǎn)線的不停留的生產(chǎn)時間，這個時間可以定義為標(biāo)準(zhǔn)總工時，由各工序的標(biāo)準(zhǔn)工時的總和計算得到。那么在各工序沒有結(jié)存情況下投料到產(chǎn)出時間，理論上就是這個標(biāo)準(zhǔn)工時，但是為何我們99%的工廠做不到？

最大原因是我們有結(jié)存，各個工序的結(jié)存總和除以我們每天時間產(chǎn)出，就是我們結(jié)存天數(shù)（工時），結(jié)存天數(shù)加上我們的標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)時間就是我們投料到產(chǎn)出的正常時間。

這里面有人會提出我們離散制造業(yè)每個工序應(yīng)該有結(jié)存，因為換型號、換模等等因素，有結(jié)存才正常。但是，結(jié)存多少？是否合理？才是關(guān)鍵。如圖（5）

在產(chǎn)線不停留的情況下，生產(chǎn)最低流轉(zhuǎn)結(jié)批數(shù)量需要多長時間，這個問題我們在很多工廠問過計劃和生產(chǎn)人員，答案五花八門，而且還有很多不知如何回答。試想下，一個司機不知道車能跑多快，或者不能預(yù)估正常情況甲點到乙點的正常時間，計劃部門如何指揮生產(chǎn)部門。

在知道我們最低流轉(zhuǎn)數(shù)的生產(chǎn)時間之后，結(jié)合產(chǎn)線的各工序的線體設(shè)備數(shù)量就可以計算出我們每個工序合理的結(jié)存數(shù)，特別是瓶頸前工序的合理結(jié)存，非瓶頸工序盡量拉低非生產(chǎn)周轉(zhuǎn)的結(jié)存數(shù)。

低結(jié)存對生產(chǎn)流速和品質(zhì)及產(chǎn)線改善浪費是不言而喻的，有些在后續(xù)章節(jié)會分解，先說下我們低結(jié)存對生產(chǎn)交貨和公司運作的重要性。

我們的生產(chǎn)交貨時間是生產(chǎn)結(jié)批時間加上產(chǎn)線結(jié)存數(shù)量除以每天產(chǎn)出的數(shù)量，所以產(chǎn)線結(jié)存越多，交期越長，生產(chǎn)系統(tǒng)擾動越大，產(chǎn)線越混亂，產(chǎn)生的浪費就越多，品質(zhì)越不可靠，品質(zhì)問題越疊加，所以高結(jié)存是工廠的萬惡之首。

前面提到我們制造業(yè)經(jīng)過30年的高速發(fā)展，再有這幾年的智能制造理念推動，所以現(xiàn)在長流程行業(yè)的制造有摻雜了流水線和連續(xù)性流程的混合型離散制造形態(tài)，特別是部分工序有流水線，部分工序有流程控制，還有部分工序是人工操作為主，這類形態(tài)也存在同一工序里面，也有在不同的連接工序之間。在工序內(nèi)部的產(chǎn)出和結(jié)存需要有一個明確的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)存，這個標(biāo)準(zhǔn)結(jié)存由工序內(nèi)的工藝和設(shè)備共同決定，同時我們追求的是本工序的產(chǎn)出和結(jié)存比，這個動態(tài)結(jié)存比可以定義為單一工序的每天周轉(zhuǎn)率，原則上這個越大越好，但還是有個相對合理值，這個因為工序有人工和流水線的混合體，理論上工序內(nèi)流水線的流速決定它的產(chǎn)出，但人工操作部分的需要流轉(zhuǎn)結(jié)存，考慮工序的產(chǎn)能及設(shè)備數(shù)量，理論上鋪滿設(shè)備同時能供應(yīng)流水線的最大產(chǎn)出就足夠，多的就是無效結(jié)存和產(chǎn)出，同時會增加后工序結(jié)存，比如這個工序的部分設(shè)備產(chǎn)能遠遠大于流水線的生產(chǎn)能力，這樣在鋪滿設(shè)備的時候就需要更多的產(chǎn)品，這就增加在線結(jié)存，同時增加產(chǎn)品數(shù)量，就會減低產(chǎn)品流速，M增加，v較小，雖然Mv乘積一樣，但M增加，結(jié)存升高。這個像我們長江一樣，從金沙江開始到虎跳峽在到岷江水流比宜賓到宜昌水流湍急，到下游段就更慢，原因是越到后面水深面寬，流速變慢。一樣道理，產(chǎn)能越大流速越慢（感覺是悖論）。

瓶頸的確定在上面我們也說到是和結(jié)存有關(guān)，高結(jié)存時候你很難評定誰是瓶頸工序，因為大家都是在高結(jié)存下生產(chǎn)，容易渾水摸魚。瓶頸工序在高結(jié)存下他會生產(chǎn)不需要的產(chǎn)品，達到和非瓶頸工序的物流匹配，所以在高結(jié)存下很難確定瓶頸工序。我們在處理發(fā)現(xiàn)瓶頸問題上往往采用截流辦法，結(jié)合最低流轉(zhuǎn)數(shù)的理論生產(chǎn)總時間Tc，加上分析一段時間內(nèi)的市場訂單下到計劃的情況，決定把產(chǎn)線截流幾天，同時保證FQC入庫不變。

實踐中，很多人會擔(dān)心截流影響產(chǎn)出，我們時常看生產(chǎn)線的總結(jié)存數(shù)量除以平均每天出貨量，就可以計算出大體的可入庫天數(shù)，再結(jié)合一段時間的市場下給計劃的訂單結(jié)構(gòu)，會排出適當(dāng)及相對合理的測試瓶頸排單，來追趕前面的舊單保證FQC不斷線（前面章節(jié)我們說過Mv瓶頸大于等于FQC產(chǎn)出），這個就足夠了，同時我們還可以找出瓶頸，順便把在舊的結(jié)存中的垃圾清理出來。

這個好比我們從珠海格力去順德美的吃飯，原本從珠海南屏高速收費站到順德26號收費站一共就82公里，加上兩個城市的進出高速25公里一共107公里，假如現(xiàn)在在26順德出高速口堵車15公里，每小時才能清理7.5公里，理論上在這個時間點情況下沒有車進來, 兩個小時才能把高速堵車清完,我們在珠海的南屏收費站就不應(yīng)該再駛?cè)敫咚?應(yīng)該等到堵車減到7.5公里才可以讓南屏的高速路口放車進來。這樣放車進來有啥好處：

第一，車子不要在高速上面怠速等待；
第二,你可以在高速路口外熄火，減少油錢；

第三，沒有新上高速的車，就減少事故，不會產(chǎn)生二次堵車；

第四，能及時處理堵車問題；

第五，在減少堵車長度后新進來的車可以開足馬力勻速奔跑就省油；

第六，在開足馬力勻速奔跑同時可以測試我哪里的路況是真正的瓶頸。

03 基石對庫存的理解

我們對庫存的理解：庫存是萬惡之源，影響工廠所有收益的罪魁禍?zhǔn)祝?/strong>在豐田生產(chǎn)模式中的七大浪費，都是庫存所帶來的影響，以下列幾個高庫存影響收益的危害。

原材料庫存——其實庫存的是公司現(xiàn)金流的積壓；

半成品庫存——庫存的是儲存的成本增加，工裝增多，搬運增多；

成品的庫存——存在品質(zhì)風(fēng)險，更說明生產(chǎn)做了客戶不及時要的產(chǎn)品；

以上所有還會帶來管理成本，使管理無序，數(shù)據(jù)收集緩慢，更會延長生產(chǎn)周期，降低客戶準(zhǔn)交率，影響與客戶的互信關(guān)系。

04 TOC輔導(dǎo)效果

輔導(dǎo)前，轉(zhuǎn)料車是放滿半成品，開著空調(diào)保障溫度，人員走路小心翼翼防刮擦，跟單員拿著訂單找不到產(chǎn)品。

輔導(dǎo)前1輔導(dǎo)前2輔導(dǎo)前3

輔導(dǎo)后，結(jié)存降低，半成品成本減少，轉(zhuǎn)料車空閑，空調(diào)關(guān)機不耗電，跟單員看計劃排單就知道交期。

輔導(dǎo)后1輔導(dǎo)后2輔導(dǎo)后3

基石認為低庫存才會有高流速，一切改善活動，以產(chǎn)品流帶動公司團隊改善?。?！