TOC理論傻瓜式排產法
內容提要：根據工序總用時公式創立了TOC理論傻瓜式排產法，用來簡化TOC理論的應用，即使不懂TOC制約理論的人，也可以根據此方法對生產進行排產，從而普及TOC理論的使用，增加系統的有效產出。此排產法采用倒推是方法，逐步確定瓶頸開始時間，投料時間，投料速度和承諾交貨期。給出此排產法的步驟以及各步驟的說明，并且給出編程邏輯，以方便讀者將其通過程序或EXCEL實現。
TOC理論傻瓜式排產法也可以稱為廣宇生產排產法或者Gavin's?Scheduling Method（如圖6-102所示）。
TOC理論傻瓜式排產法步驟
1）繪制生產流程圖，標出每道工序速度。
2）確定訂單交期，需求數量。
3）確定瓶頸和非瓶頸，計算極限交貨期和交貨緩沖。
4）確定瓶頸后工序用時。
5）計算瓶頸工序總用時，確定瓶頸工序開始時刻。
6）計算瓶頸緩沖。
7）計算瓶頸緩沖交貨期，確定投料開始時刻。
8）確定投料速度。
9）計算承諾交貨期。
10）將上述數據填寫到生產流程圖中，方便查看。
案例：
客戶需要公司明天17:00交貨，產品數量為15個，產品型號為A產品。如何排產才能保證按時交貨又不過早生產呢？
案例分析：
如何使用TOC理論傻瓜式排產法進行排產，從而保證明天17:00可以生產完15個A產品呢？
我們將使用TOC理論傻瓜式排產法進行解析。
1）繪制生產流程圖，標出每道工序速度。
這個工廠的生產流程有A、B、C、D、E、F這6道工序，每道工序的速度依次為5分/件、6分/件、15分/件、9分/件、20分/件和10分/件，向A工序投料，從F工序加工完就是產成品（如圖6-103所示）。
2）確定訂單交期，需求數量。
訂單的交貨期為明天的17:00，訂單數量為15個。畫出一個時間坐標軸，在17:00處標出交貨時刻和交貨數量（如圖6-104所示）。
3）確定瓶頸和非瓶頸，計算極限交貨期和交貨緩沖。
查看生產流程圖，確定E工序為瓶頸，因為它的速度最慢，速度為20分/件；其他工序為非瓶頸，非瓶頸總時間為5+6+15+9+10=45分鐘。轉移批量是1個。
根據工序總用時公式得到：
極限交貨期=總數量×瓶頸用時+轉移批量×非瓶頸用時
=15×20+1×(5+6+15+9+10)=345分鐘。
交貨緩沖取極限交貨期的1/5，即345/5=69分鐘，為了方便畫圖，取70分鐘。在時間坐標軸上從17:00向前70分鐘，繪制出交貨緩沖（如圖6-105所示）。
極限交貨期是所有環節不出問題的極限時間，極限交貨期不包含任何緩沖時間。因為實際生產中會存在墨菲效應，從而延長交貨期，所以實際承諾交貨期要大于極限交貨期。
轉移批量越小，工序總用時越少，這個轉移批量是按照產線實際情況得出的。
交貨緩沖的作用是為了整條產線出現問題而導致交期延長的問題，類似于關鍵鏈中的項目緩沖。比如F工序在生產最后一個在制品時出現問題導致設備需要50分鐘才能修復，那么由于70分鐘的緩沖大于50分鐘修復+10分鐘生產時間，那么這15個產品還會在17:00準時交貨。
交貨緩沖主要是為了應對這個產線的墨菲效應，它和整個產線的穩定性有關。產線的穩定定越好，交貨緩沖可以越小。訂單數量越大，生產周期越長，發生墨菲效應可能性越大，交貨緩沖需要越長。如果一條產線的可利用率是0.95，那么95分鐘的工作需要95/0.95=100分鐘才能做完，其中的5分鐘是用來應對擾動的。
如果最后一道工序后存在庫存緩沖用于應對訂單，那么交貨緩沖可以取消。
4）確定瓶頸后工序用時。
F為瓶頸后的工序，速度為10分/個。瓶頸后工序用時=批量×瓶頸后工序用時。如果批量為1，那么瓶頸后工序用時就是瓶頸后各道工序用時的累加。此處只有1到工序，所以是10分鐘。此處記錄的是當瓶頸工序完工，需要延遲多久可以從最后一道工序流出。在時間坐標軸上從15:50向前畫出10分鐘瓶頸后用時（如圖6-106所示）。
5）計算瓶頸工序總用時，確定瓶頸工序開始時刻。
瓶頸工序速度為20分/件，訂單數量為15個，那么瓶頸工序總用時=總數量×瓶頸用時=15×20=300分鐘。在時間坐標軸上從15:40向前畫出300分鐘的瓶頸總用時。10:40是瓶頸工序開始生產的時刻。瓶頸開始的時間越早，交貨可靠性越高，但是產生的庫存存放時間越長。為了讓系統產出最大化，瓶頸工序一般都是盡可能在工作的，也就它還有其他訂單。所以訂單的排產也是根據瓶頸工序的（如圖6-107所示）。
6）計算瓶頸緩沖。
瓶頸緩沖時間根據經驗設定，要大于瓶頸前工序的修復時間，取60分鐘。因為瓶頸速度是15分/個，取60分鐘是為了方便轉化為庫存緩沖，即60/15=4個庫存緩沖（如圖6-108所示）。
瓶頸緩沖是用來應對瓶頸前工序的擾動，防止瓶頸前工序出現問題導致瓶頸挨餓，即瓶頸無料可以加工。瓶頸緩沖時間和瓶頸前所有工序的穩定性有關，瓶頸前工序越穩定，瓶頸緩沖時間可以越小。瓶頸緩沖時間可以根據瓶頸前工序的可用率來確定，可用率越高，瓶頸緩沖時間可以越小。
瓶頸緩沖只要大于前邊工序處理擾動的時間即可。比如前邊工序出現擾動，需要55分鐘可以恢復，那么60分鐘的時間緩沖就是合適的。瓶頸緩沖可以根據經驗來設定。
7）計算瓶頸緩沖交貨期，確定投料開始時刻。
確定瓶頸前所有工序的新瓶頸和新非瓶頸，用來計算投料提前期。瓶頸E前工序有A、B、C、D這4道工序，每道工序的速度依次為5分/件、6分/件、15分/件和9分/件，新瓶頸為C，新非瓶頸為A、B和D，其中批量為1。
瓶頸緩沖交貨期=緩沖數量×新瓶頸用時+轉移批量×新非瓶頸用時
= 4×15+1×(5+6+9)=80分鐘（如圖6-109所示）。
投料提前期的計算邏輯也是基于工序總用時公式，相當于瓶頸工序向它之前的所有工序定了一個訂單，訂單交貨期是10:40，訂單數量是4個。
8）確定投料速度。
確定投料速度。按照瓶頸速度進行投料，瓶頸工序速度決定系統產出速度，所以一般瓶頸都在一直生產，所以瓶頸生產一個，投料補充一個，這樣就能保證瓶頸緩沖大小不變（如圖6-110所示）。
如果瓶頸前沒有緩沖，為了盡快建立緩沖，那么瓶頸緩沖數量按照第一道工序速度投料，然后按照瓶頸速度投料。瓶頸緩沖數量的4個按照5分/件投料，然后剩下的11個按照20分/個投料。前4個按照第一道工序投料，是為了盡快建立瓶頸前的緩沖，但是超過第一道工序的速度，投料也不能比第一道工序快的速度流到下一道工序。當瓶頸緩沖完成之后，只要按照瓶頸速度進行投料即可保證瓶頸緩沖時間為1小時。
9）計算承諾交貨期。
承諾交貨期=交貨緩沖+瓶頸后用時+瓶頸總用時+投料提前期
=70+10+300+80=460分鐘（如圖6-111所示）。
10）將上述數據填寫到生產流程圖中，方便查看。
將上述數據填寫到生產流程圖中，以方便查看。其中有一個重要的指導生產的數據。包括投料時間，投料速度，瓶頸緩沖時間和瓶頸工序開始時間。投料開始，物料就會從產線向下道工序流動，投料速度決定了有多少個在制品，在制品越多，庫存越多。通過實際瓶頸緩沖時間和瓶頸緩沖時間的對比，可以得到瓶頸緩沖的狀態，從而實現時間緩沖的管理（如圖6-112所示）。
TOC理論傻瓜式排產法的10步中，并不是每一步都是必須的，可以根據實際應用適當修改，比如是否需要畫時間軸。這里畫出時間軸等只是為了方便直觀上的理解。
TOC理論傻瓜式排產法的編程邏輯
本文給出TOC理論傻瓜式排產法編程的基本邏輯，以方便編程人員編制程序，普及TOC理論的應用。TOC理論傻瓜式排產法的邏輯比較簡單，可以使用EXCEL實現，也可以將其整合到ERP等軟件中。
程序外部輸入：訂單交期，訂貨數量和訂貨種類。
程序輸出：訂單承諾交期，投料開始時間，投料速度，瓶頸工序開始時間，瓶頸緩沖大小和交貨緩沖大小等。
程序設計基于原理：工序總用時公式。即工序總用時=總數×瓶頸時間+轉移批量×非瓶頸時間。
程序邏輯：
1）將生產流程編入程序，包括生產流程的先后順序，每道流程的速度，每道流程的可用率等信息。
2）比較查找確定瓶頸和非瓶頸，確定轉移批量，將工序總用時公式編入程序，用于計算極限交貨期，極限交貨期=需求數量×瓶頸時間+轉移批量×非瓶頸時間。
3）計算交貨緩沖。簡單的方法：交貨緩沖=極限交貨期×k，k為一個比例，比如1/5，這個可以根據以往的經驗進行設置。復雜的方法：訂單需要的數量越多，生產周期越長，發生墨菲效應的可能性越大，交貨緩沖越大。生產線越穩定，墨菲效應發生概率越小，交貨緩沖越小，可以根據訂購數量，產線情況，各工序可用率等做一個函數，來計算交貨緩沖。交貨緩沖的作用是用來應對整條產線的墨菲效應，類似于關鍵鏈中的項目緩沖。
這個緩沖如果過大，那么就是生產時間過早，產生的在制品存放時間過長，導致庫存成本增加。這個緩如果過小，那么無法應對墨菲效應，導致延期交貨，不能滿足客戶要求。
如果有適當的庫存緩沖作為交貨緩沖，那么交貨緩沖可以取消。
4）確定瓶頸后工序用時。找到瓶頸工序后，就可以計算瓶頸工序后的用時，瓶頸后工序用時=批量×瓶頸后所有工序用時。此處計算的是當瓶頸生產的最后一個（或1批）產品轉移到后邊工序，從最后一道工序產出的時間是多少。
5）計算瓶頸工序總用時，確定瓶頸工序開始時刻。
瓶頸工序總用時=總數×瓶頸時間，將此公式編寫進程序，用于計算瓶頸總用時。
6）計算瓶頸緩沖。
瓶頸緩沖時間根據經驗設定，要大于瓶頸前工序的修復時間即可。瓶頸緩沖是用來應對瓶頸前工序的擾動，防止瓶頸前工序出現問題導致瓶頸挨餓，即瓶頸無料可以加工。瓶頸緩沖時間和瓶頸前所有工序的穩定性有關，瓶頸前工序越穩定，瓶頸緩沖時間可以越小。瓶頸緩沖時間可以根據瓶頸前工序的可用率來確定，可用率越高，瓶頸緩沖時間可以越小。
瓶頸緩沖只要大于前邊工序處理擾動的時間即可。比如前邊工序出現擾動，需要55分鐘可以恢復，那么60分鐘的時間緩沖就是合適的。瓶頸緩沖可以根據經驗來設定。
瓶頸緩沖的作用是防止瓶頸前工序出現問題導致瓶頸工序挨餓，即瓶頸無料可以加工。因為系統的產出由瓶頸決定，瓶頸損失1小時，整個系統損失1小時。瓶頸緩沖過大，導致在制品過多，進而導致庫存過多，庫存是負債，負債增加。在制品過多也容易導致生產混亂。瓶頸緩沖過小，不能應對墨菲效應，導致瓶頸挨餓，進而降低系統產出。瓶頸緩沖的設置可以參照墨菲效應發生的概率，產線的可利用率和訂貨數量決定。
7）計算瓶頸緩沖交貨期，確定投料開始時刻。
瓶頸緩沖交貨期=瓶頸緩沖數量×新瓶頸+批量×新非瓶頸。在瓶頸緩沖時間確定后，可以將時間緩沖轉換為庫存緩沖，即庫存緩沖=時間緩沖/瓶頸速度。這時相當于瓶頸工序是客戶，它向它的前邊工序下了一個訂單，訂單需求數量就是瓶頸庫存緩沖，交貨時間就是瓶頸開始生產的時刻。此時可以將瓶頸前所有工序看做新的產線，那么就有新瓶頸和新非瓶頸，利用瓶頸緩沖極限交貨期=瓶頸緩沖庫存數量×新瓶頸時間+轉移批量×新非瓶頸時間，就可以獲得投料的提前期。
8）確定投料速度。
投料速度可以按照瓶頸生產速度進行投料。因為瓶頸影響系統的產出，所以瓶頸一般都在一直工作，瓶頸前也一直有緩沖，那么瓶頸生產一個，投料補充一個，就可以保證瓶頸緩沖大小不變。
如果瓶頸前沒有緩沖，那么瓶頸緩沖數量的那幾個可以按照第一道工序的速度投料，以便盡快建立起瓶頸緩沖，然后其他的按照瓶頸速度投料即可。
9）計算承諾交貨期。
承諾交貨期=交貨緩沖+瓶頸后用時+瓶頸總用時+投料提前期，承諾交貨期需要的幾個時間數據，在上邊的步驟中均以計算好，累加即可。
10）程序輸出承諾交貨期，投料時間，投料速度，瓶頸緩沖，交貨緩沖和極限交貨期等結果。此結果可以輸入生產系統，從而指導生產。
在EXCEL編程中，使用MAX和MATCH函數，基本上就可以編寫傻瓜式排產法了。MAX函數用來比較獲得瓶頸和新瓶頸，MATCH函數用來區分瓶頸前的工序和瓶頸后的工序。
摘自《可以量化的管理學》
