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管理学的发展：约束理论

Kevin J。 Watson a， * ， John H。 Blackstone b，1 ， Stanley C。 Gardiner c，2

a 新奥尔良大学，工商管理学院，新奥尔良，洛杉矶70148，美国

b乔治亚大学，特里商业学院，雅典，佐治亚 30601，美国

c加州州立大学奇科分校商学院，奇科，加利福尼亚95929，美国

网上发行 12/2006

摘要

2004年，约束理论庆祝其诞25周年。在这25年里，约束理论开始是作为一个调度软件,现已经发展成为一个包括原则与做法的、跨越大量运作管理分支学科的管理哲学。随着约束理论的发展，它被相关从业者和学者所接受。在其发展的这一点上，当它从利基到主流的过渡中，重新审查已经完成的和仍然存在的缺陷是很重要的，以便能审查承诺和妨碍被更好的接受的问题。为此，我们以客观的方式审查约束理论概念和做法的演变。

copy; 2006 Elsevier B。V。公司版权所有

关键词：约束理论；会计/操作界面；生产控制系统；运作策略

1. 引言

1979年，约束理论（TOC）管理学的发展开始于采用最优化生产时刻表调度软件 (Goldratt and Cox，1984)。TOC 已经从这个简单的生产调度软件程序演变成一套集成管理工具，它包括三个相互关联的领域：物流/生产、 性能测试、 问题解决工具/思维工具(Spencer and Cox，1995)。由于这种方法简单但强大，多种操运营管理分支学科的学术文献和大众媒体中已经讨论了TOC 技术的应用。包括：项目管理（Goldratt，1997；Leach，1999；Umble and Umble，2000；Steyn， 2001；Cohen等，2004 ）零售业（(Gardiner，1993；Goldratt，1994），供应链管理（Rahman，2002，Watson and Polito，2003；Simatupang 等，2004 ），过程改进（Schragenheim and Ronen，1991；Atwater and Chakravorty，1995；Gattiker and Boyd，1999）以及各种生产环境（Jacobs，1983；Koziol，1988；Lambrecht and Segaert，1990；Raban and Nagel，1991）从早期采用者的轶事证据研究报告表明，TOC技术可能使产量增加的同时减少库存和周期时间。（Aggarwal，1985；Johnson，1986；Koziol，1988）严谨的学术测试验证了早期的一些发现，那些发现揭示了使用TOC技术的专业化生产系统超越那些使用物料需求计划（MRP）系统，精益生产，敏捷制造，准时生产制（JIT）（Ramsay 等，1990；Fogarty等，1991；Cook，1994；Holt，1999；Mabin and Balderstone，2000）的性能。这些研究结果表明，TOC系统能产生更大的输出量，同时降低库存、生产提前期，以及周期时间的标准偏差。

TOC即使已经被大量的财富500强公司应用；3M（Minnesota Mining and Manufacturing明尼苏达矿务及制造业公司），亚马逊，波音（美国航空航天制造公司），达美航空公司，美国福特汽车公司，美国通用电气公司，美国通用汽车公司，朗讯科技公司都已经公开揭示了通过TOC部署的解决方案带来的显著改善。许多采用TOC的公司由于竞争原因声明不愿意透露改良措施。TOC的应用不仅仅只限于营利性公司；非营利组织和政府机构例如人类栖息地，比勒陀利亚学术医院，英国国民保健服务，联合国，NASA美国国家航空航天局，美国国防部（空军、海军陆战队和海军），以及以色列空军也都已经成功应用TOC解决方案。

然而，尽管学术文献和大众媒体有越来越多TOC实施的潜在利益的证据，但大众主流的接受仍然难以捉摸。根据2003制造商普查，TOC推动了美国接近5%的生产设备的过程改进工作， (IW/MPI，2003)。此外，TOC实施似乎是各种方法中最不成熟的，据报道42个应用TOC的设备中仅有一个实现了转化过程。

我们已经接手这一研究项目，去更好的理解TOC的承诺与阻碍其被广泛接受的问题。尽管我们将引用大量的学术文章，但我们不希望他成为一个文献综述。我们打算以一个客观的方式讨论主TOC概念和实践的演变。为了明确地关注主TOC概念的发展，我们将TOC的演变划分为五个时期，图1：

1. OPT时代—秘密算法
2. The Goal《目标》时代—阐明滚筒缓冲绳DBR调度
3. The Haystack Syndrome《干草堆综合症》时代—阐明TOC措施
4. The Itrsquo;s Not Luck《决不是靠运气》—思维过程适用于各种主题
5. The Critical Chain 《关键链》时代—TOC项目管理

图一：TOC发展大时代的的时间线

以Dr .Goldratt的书名来定义时代并不意味着他就是TOC的发展的唯一因素。事实上，我们参考了四百多本书，文章、论文、会议论文、报告等一些相关的知识体系。此外，据悉，从业者们多次在许多采用TOC的公司取得非法进步。然而，Dr.Goldratt的书作为有效的时间界限，让我们能分析一些主要事件和在每一个时代的发展。五个时代的有关讨论是在一次TOC文献查漏之后。这次调查旨在地区，一旦解决，将有助于等多的人接受TOC。我们总结讨论了什么将成为第六个TOC时代，这包括评估新应用和对未来研究的建议。

*通讯作者电话： 1 504 280 3121

邮箱地址：KWatson@uno。edu (K。J。 Watson)，

JBlackst@terry。uga。edu (J。H。 Blackstone)，

SGardiner@csuchico。edu (S。C。 Gardiner)。

1

Tel。: 1 706 542 3718。

2

Tel。: 1 530 898 6747。

0272-6963/$ – 见前页copy; 2006 Elsevier B。V。 版权所有

doi:10。1016/j。jom。2006。04。004

2.时代1：OPT最优化生产技术

约束理论有一个不起眼的开始，不是开始于生产管理未来的一些宏伟蓝图，而是来自于一个简单的帮助请求。1970年代末，Dr.Eliyahu Goldratt 的一个邻居种植那种能做鸡舍的植物(Bylinski，1983)。邻居请身为物理学家的Goldratt帮他制定一个调度计划来提高产量。Goldratt通过制定计划，使得植物产量在短的时间内增加了两倍。

1980年， Goldratt在美国介绍了那个解决方案：最优化生产时刻表—后来重命名为最优化生产技术或者OPT，那时，他向APICS（美国生产及管理库存）发表了论文(Goldratt，1980)。那个方案首先在Fry等学术文献中被描述(1992)，包括四个主要组成部分： BUILDNET模块、服务、分解和OPT(最初被称为大脑)。 BUILDNET模块的数据的组织允许OTP有效的为瓶颈位置生成主生产计划(Goldratt，1988b)。基于约束时间表，在非瓶颈位置服务模块落后于作业计划生产，并确定释放的非约束材料。模块之间的功能和关系通过图2的纽带关系进行了阐述(1993)。模块之间的功能和关系通过图2的纽带关系进行了阐述(1993)。另外，在 OPT时代中，Goldratt (1988b)在他思想演变过程中给出了个漂亮的交代。

图2：OPT模块

OPT很快就被一些大公司采用。 在采用后的三年里，Bylinski (1983) 报道了几个成功的OPT的是实施，包括两通用电气工厂。在1985年九/十月份的哈佛商业评论中，Aggarwal报道，全球100家企业以最低价格200万美元购买了OPT。然而，失败和成功相伴相随，几个工厂在实施OPT的过程中遇到了问题。调查实施的失败使Goldratt博士面对基本核心问题：对OPT是如何产生的缺乏了解和重视。

在OTP的应用过程中，由于它让一些设备高效繁忙的工作而其他的则闲置，OTP作业计划出现了争议。在大多数的美国工厂里，这一定程度上违背了绩效评估系统，因为工人们通常会被测量个人的效率。 因此，工人们有时候会忽视作业计划，为避免不利的绩效评估，工人们会为了库存保持忙碌的状态去生产零件。这些行为通过工厂造成了的不同步的物质流，打乱了作业计划，危及OPT本身的成功。为了打击这种行为，Goldratt决定教育管理人员和工人们纠正把效率作为工人生产力的主要衡量标准的谬论。作为他最初努力的一部分， Goldratt颁布了9条OPT规定， Table 1 (Goldratt and Fox，1986)。第三条规定“资源的“利用”（Utilization）和“活力”（Activation）不是同义词”；强调管理将绩效评估作为OPT实施的一部分的需求。TOC的主要原则是在每个系统中至少有一个约束存在去限制系统性能达到相对其目标更高的水平。约束最大化的利用应形成系统最大化的输出。然而，为了迫使非约束资源100%的激活不会增加输出，他只能创建超额库存。其余的OPT规则强调了前面的要点。

表1

OPT 9大规则

1。平衡物流，而不是平衡生产能力。

2。非瓶颈资源的利用程度不是由它们自己的潜力决定的，而是由系统的约束决定的。

3。资源的“利用”（Utilization）和“活力”（Activation）不是同义词。

4。瓶颈上一个小时的损失则是整个系统的一个小时的损失。

5。非瓶颈获得的一个小时是毫无意义的。

6。瓶颈控制了库存和产销率。

7。转运批量可以不等于（在许多时候应该不等于）加工批量。

8。加工批量应该是可变的，而不是固定的

9。排作业计划时应同时兼顾所有的约束，提前期是作业计划的结果，而不应是预定值。

改编自Goldratt， E。M。 和R。E。 Fox， The Race。 1986，Croton-on-Hudson， NY: 北河出版社

虽然Goldratt尝试教育管理者和工作者通过提供达到目标的动力来取得成果，但OPT生产计划和绩效评估系统之间的不一致性并不是OPT唯一有争议的一个方面。 Creative Output是一个最初销售OPT的公司，他试图通过在暗箱中安装OPT去保护专有算法使得唯一的输出工厂收到的是一个作业计划（bylinski，1983）因此，最初包装的OPT规则导致了对关于生产计划是如何产生的了解缺乏。Mamp;M Mars公司的失败之后这种神秘的面纱被揭开，Mamp;M Mars公司起诉Creative Output 公司和寻求释放的OPT算法为证明他的主张：Creative Output 公司应该意识到OPT对于他们的具体情况来说不是一个合适的解决方案，不可能提供出承诺的收益。之后这个问题被解决；Goldratt从Creative Output公司离开不久之后专注于管理教育和概念发展的诉讼在很多人的眼中是玷污了TOC。然而，应该注意的是，Goldratt离开之后，软件企业迁移到了英国，Goldratt的弟弟作为调度技术集团继续成功地在市场销售OPT和其他TOC软件产品。Manugistics在2001年1月获得调度技术，直到今天仍继续出售各种基于软件解决方案的TOC。

3. 时代2：The Goal

尽管反复试图去关注效率的误区(Goldratt，1981，1983)，但从业人员的反应是冷淡的。Goldratt将他的观点“were not a revelation”告诉管理者，尽管内容有争议，也没有消除效率措施的风潮。由于未能通过在行业会议上演讲引起响应，Goldratt改变了他的战术。1984年，他和Jeff Cox编写The Goal，一部关于制造业的小说，写的是主角AlexRogo通过他导师Jonah的一些针对性问题拯救了他的工厂。这本书撰写的主要目的是教育运用OPT设备的工人们跟随OPT计划进行作业。然而，它成为了一本商业畅销书，许多公司试图落实在书中的概念。

The Goal 描述的了大量的启发式方法和已成为TOC的实践基础的技术。在他的基础上，The Goal列出了五个主要步骤(5FS)，5FS已经演变成现在的<str

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