TOC及TRIZ理論在制造企業流程管理中的應用

周旭波

（廣東環西生物科技股份有限公司，廣東 普寧 515343）

0 引言

隨著市場經濟的不斷發展以及全球經濟一體化的推動，企業在市場上面臨的競爭日趨激烈。在這種背景下，企業越來越重視自身流程管理，不斷探尋行之有效的流程管理，以提高企業的競爭力和生存力。但是很多企業在實行流程管理的過程中，卻發現流程越來越復雜、效率卻越來越低下、運營費用越來越高、半成品庫存積壓越來越多、企業的生產產量和利潤卻不見起色。TOC理論的出現為上述企業流程管理中存在的問題提供了一種很好的解決思路。TOC理論可以看作是一種基于瓶頸能力的流程管理方法，它區分了流程系統中的瓶頸資源與非瓶頸資源，依據瓶頸資源的能力，進行相應的流程管理，能使企業以較小的投入取得較大的收益。TOC理論的五大核心步驟中最重要的一步就是打破瓶頸，往往很多企業在施行TOC的過程中，對瓶頸資源進行了不斷開發，卻始終無法打破瓶頸。TRIZ理論是一種極為行之有效的發明問題解決理論，對于解決具體問題和技術沖突具有一整套的方法和實用工具，在開發瓶頸、打破瓶頸的過程中借助于TRIZ工具可以大大提高解決問題的效率，往往會取得意想不到的效果。

1 TOC理論

TOC理論是由以色列物理學家Eliyahu M.Goldratt博士所創立的。他在1984年出版的一本書名為《目標》（The Goal）的著作中首次提出了TOC的觀點[1]。TOC理論最重要的貢獻在于指導企業如何把有限的資源集中利用在整個流程系統中最關鍵的地方，并使企業的效益最大化[2]。這種方法突破了傳統流程管理的局限性，改變了傳統的管理觀念，使企業逐漸正視到企業流程中瓶頸的存在，要想提高系統的產出必須提高瓶頸的生產能力。

TOC理論強調在流程管理中要重視系統性、整體性和持續性。如果我們想要提高企業或是組織的整體水平，我們必須從最弱的一環，也就是從瓶頸（或約束）的一環著手進行改進，打破瓶頸的約束，并且去發現并解決新的約束環節，這樣，整個系統才能得到顯著的持續不斷的改善[3]。TOC理論提出了識別并解決瓶頸的5大核心步驟：識別、開發、服從、打破、重復。世界500強的企業中有很多在流程管理中采用TOC技術，并取得了顯著的改進成效，例如3M、Amazon、Boeing、Delta Airline、Ford Motor Company、GE、General Motors 以及 Lucent Technologies 等[4]。

2 TRIZ理論

TRIZ理論是發明問題解決理論的簡稱，是由前蘇聯發明家阿奇舒勒和他的團隊在1946年創立的。阿奇舒勒和他的研究機構通過研究分析了全世界大量專利和創新案例，成功地揭示了創造發明的內在規律和原理。阿奇舒勒和他的TRIZ機構潛心研究50多年來提出了TRIZ系列的多種工具，如沖突矩陣、76標準解答、ARIZ、AFD、物-場分析、ISQ、DE、8 種演化類型、科學效應等，并將這些工具和TRIZ理論形成了一整套成熟的發明創新的工具和理論[5]。

隨著人們對TRIZ的不斷深入研究，其基本思想和工具已開始在流程管理領域研究和應用。石宇強等將TRIZ應用于生產流程優化，提出了基于經典IE與TRIZ的生產流程優化方法；徐華等基于TRIZ理論和TOPSIS方法結合經典IE方法對減速機生產流程進行了優化研究；趙文燕等提出一種TRIZ在管理流程優化中的應用流程，并提到可以借用TOC的工具識別沖突，但并未進行深入分析應用；Anthony、Ellen、Eduardo等人都提出了將TRIZ和TOC的理論和工具相結合的思維流程。

在TRIZ應用的過程中，企業往往把流程中出現的各種問題利用TRIZ工具進行分析，并制定相當多的技術改進方案。一方面，技術方案較多且獨立，實施人員在實施這些方案的時候分不清輕重緩急，實施起來雜亂無章，最后讓實施人員感到身心疲憊；另一方面，企業在實施這些方案的過程中投入較多人力、物力、財力，結果卻收效甚微。TOC理論指導人們對流程中的關鍵環節和瓶頸資源進行識別和開發，并使其他非瓶頸資源服從瓶頸資源，達到了資源的最大化利用，但是TOC在打破瓶頸方面缺少理論指導和實用工具，尤其是在瓶頸環節出現技術性的瓶頸時，TOC便無能為力，只能依靠技術性的專業知識進行分析解決。而TRIZ是一種強大的技術進化體系，通過TRIZ體系中的多種工具，對瓶頸資源進行技術創新和改造，可以快速有效地解決瓶頸環節的實際問題。

3 基于TOC及TRIZ理論對H企業的生產流程進行改進

3.1 案例背景及問題分析

H企業A產品生產線主要生產工序有：DB工序、TH工序、YF工序、FJ工序、GL工序、TQ工序、JZ工序。目前，A產品產量無法滿足市場需求，因此需要對A產品生產流程進行改造以提高產量。目前，生產流程中的各工序作為單獨的流程環節進行管理，各工序現有的管理思想都是盡可能的滿負荷生產。表面上看，整個流程中的各個工序都在拼命努力工作，重要設備也滿負荷運轉。但是以TOC的思維方式來分析公司的生產流程就會看出以下幾個問題：

（1）生產流程中的半成品存貨較多；

（2）各工序的生產管理都是以各自為中心，生產線的整體生產水平不高；

（3）在生產管理中整個生產流程的瓶頸不明確，生產計劃的制定具有一定的盲目性；

（4）緩沖罐的設置和管理不合理；

（5）單個工序設備故障往往影響整個生產線的生產，等等。

要解決以上幾個問題，我們首先就要以TOC的思想為指導來分析找出生產流程中的瓶頸。通過對生產流程上的生產數據進行統計處理，計算各工序的生產能力，并進行比較，找出最小產能的工序即瓶頸環節。

從表1中我們可以很明顯地看出各工序生產能力的對比水平，從而很容易確定FJ工序為生產流程中產能的瓶頸環節。

3.2 流程優化方案

根據TOC的指導思想，識別整個流程中的瓶頸工序為FJ工序僅僅是流程優化的第一步，接下來要對瓶頸工序進行開發，非瓶頸工序生產計劃安排服從瓶頸工序，并進一步通過技術改造來打破瓶頸。按照TOC理論，根據瓶頸工序對整個流程進行計劃與控制，以瓶頸工序的生產速度為依據，使其他工序與瓶頸工序同步，設置合理的緩沖，保護瓶頸工序的生產不受系統波動的影響。通過TOC理論的方法徹底消除了瓶頸工序缺料停車的情況，同時去掉了很多不必要的中間品存貨，根據瓶頸工序的生產能力制訂了整個系統流程的生產計劃，縮短了制品在生產流程中的停留時間。

表1 A產品生產線各工序對應成品生產能力一覽表

為了打破FJ工序的產能瓶頸，采用TRIZ理論中的方法和工具對FJ工序進行分析并制訂技術改進方案。通過使用TRIZ理論中系統分析、因果分析、矛盾分析、資源分析等方法，分析了FJ工序產能瓶頸的關鍵性技術問題——發酵培養過程中的溶氧不足，確定了改善的參數（增加溶解氧）和惡化的參數（氧利用率低、能耗增加）之間構成的技術沖突。通過TRIZ理論工具，如發明原理、裁剪法、進化法則及最終理想解等制訂了多種技術改進方案，并進行方案評價與決策，具體如下：

表2 發酵溶氧系統問題解決方案一覽表

3.3 流程改進評價

通過TOC理論的指導與分析，確定了瓶頸環節為FJ工序，并使用TRIZ理論的工具和方法進行分析，確定FJ工序存在的問題和技術沖突，并得到多種解決方案。決策采用的第一組合方案在實際操作執行的過程中取得了很好的效果，大大提高了發酵過程中的溶氧，使FJ工序的產能取得了較大突破，打破了整個流程中FJ工序的產能瓶頸，提高了整個生產流程的產能水平。

4 結論

現代的企業內部，各種活動已經環環相扣，形成了一個完整的系統，流程管理不是單個部門的問題，而是一個系統的問題。流程中的每一環節都會影響其他的環節。流程管理就是將各個環節密切地聯系起來，使系統中各個環節形成一個有機整體。卓越的流程管理是形成企業核心競爭力的關鍵，也是每個企業追求的目標。TOC和TRIZ都是解決實際問題的理論方法和工具，能夠指導企業在流程管理和優化過程中合理利用各種資源，解決關鍵問題，用最短的時間、最小的投入取得最大的收益。TOC理論指導企業識別并改進瓶頸環節，避免盲目改造和浪費資源，TRIZ理論可以為打破瓶頸提供多種技術方案和實用方法。TRIZ與TOC的結合可以將TRIZ理論中的方法和工具應用在關鍵的環節，可以避免企業盲目使用TRIZ改進流程中的每一個環節、制定出大量改進方案卻收效甚微的情況。將TOC和TRIZ結合到流程管理中，把管理方法和創新方法相結合，通過持續地循環改進，可以有效地提高流程管理的水平，為企業創造更多的效益。

[1]E M GOLDRART，J COX.The Goal [M].New York，NY：North River Press，1984.

[2]劉夢露.由《目標》看資源的有效利用[J].商，2014（21）：91.

[3]王玉榮.瓶頸管理[M].北京：機械工業出版社，2002.

[4]張霄.基于TOC理論的制造型企業管理的應用研究[D].天津：天津大學，2008.

[5]檀潤華.發明問題解決理論[M].北京：科學出版社，2004.