TOC及TRIZ理论在制造企业流程管理中的应用

周旭波

（广东环西生物科技股份有限公司，广东 普宁 515343）

0 引言

随着市场经济的不断发展以及全球经济一体化的推动，企业在市场上面临的竞争日趋激烈。在这种背景下，企业越来越重视自身流程管理，不断探寻行之有效的流程管理，以提高企业的竞争力和生存力。但是很多企业在实行流程管理的过程中，却发现流程越来越复杂、效率却越来越低下、运营费用越来越高、半成品库存积压越来越多、企业的生产产量和利润却不见起色。TOC理论的出现为上述企业流程管理中存在的问题提供了一种很好的解决思路。TOC理论可以看作是一种基于瓶颈能力的流程管理方法，它区分了流程系统中的瓶颈资源与非瓶颈资源，依据瓶颈资源的能力，进行相应的流程管理，能使企业以较小的投入取得较大的收益。TOC理论的五大核心步骤中最重要的一步就是打破瓶颈，往往很多企业在施行TOC的过程中，对瓶颈资源进行了不断开发，却始终无法打破瓶颈。TRIZ理论是一种极为行之有效的发明问题解决理论，对于解决具体问题和技术冲突具有一整套的方法和实用工具，在开发瓶颈、打破瓶颈的过程中借助于TRIZ工具可以大大提高解决问题的效率，往往会取得意想不到的效果。

1 TOC理论

TOC理论是由以色列物理学家Eliyahu M.Goldratt博士所创立的。他在1984年出版的一本书名为《目标》（The Goal）的著作中首次提出了TOC的观点[1]。TOC理论最重要的贡献在于指导企业如何把有限的资源集中利用在整个流程系统中最关键的地方，并使企业的效益最大化[2]。这种方法突破了传统流程管理的局限性，改变了传统的管理观念，使企业逐渐正视到企业流程中瓶颈的存在，要想提高系统的产出必须提高瓶颈的生产能力。

TOC理论强调在流程管理中要重视系统性、整体性和持续性。如果我们想要提高企业或是组织的整体水平，我们必须从最弱的一环，也就是从瓶颈（或约束）的一环着手进行改进，打破瓶颈的约束，并且去发现并解决新的约束环节，这样，整个系统才能得到显著的持续不断的改善[3]。TOC理论提出了识别并解决瓶颈的5大核心步骤：识别、开发、服从、打破、重复。世界500强的企业中有很多在流程管理中采用TOC技术，并取得了显著的改进成效，例如3M、Amazon、Boeing、Delta Airline、Ford Motor Company、GE、General Motors 以及 Lucent Technologies 等[4]。

2 TRIZ理论

TRIZ理论是发明问题解决理论的简称，是由前苏联发明家阿奇舒勒和他的团队在1946年创立的。阿奇舒勒和他的研究机构通过研究分析了全世界大量专利和创新案例，成功地揭示了创造发明的内在规律和原理。阿奇舒勒和他的TRIZ机构潜心研究50多年来提出了TRIZ系列的多种工具，如冲突矩阵、76标准解答、ARIZ、AFD、物-场分析、ISQ、DE、8 种演化类型、科学效应等，并将这些工具和TRIZ理论形成了一整套成熟的发明创新的工具和理论[5]。

随着人们对TRIZ的不断深入研究，其基本思想和工具已开始在流程管理领域研究和应用。石宇强等将TRIZ应用于生产流程优化，提出了基于经典IE与TRIZ的生产流程优化方法；徐华等基于TRIZ理论和TOPSIS方法结合经典IE方法对减速机生产流程进行了优化研究；赵文燕等提出一种TRIZ在管理流程优化中的应用流程，并提到可以借用TOC的工具识别冲突，但并未进行深入分析应用；Anthony、Ellen、Eduardo等人都提出了将TRIZ和TOC的理论和工具相结合的思维流程。

在TRIZ应用的过程中，企业往往把流程中出现的各种问题利用TRIZ工具进行分析，并制定相当多的技术改进方案。一方面，技术方案较多且独立，实施人员在实施这些方案的时候分不清轻重缓急，实施起来杂乱无章，最后让实施人员感到身心疲惫；另一方面，企业在实施这些方案的过程中投入较多人力、物力、财力，结果却收效甚微。TOC理论指导人们对流程中的关键环节和瓶颈资源进行识别和开发，并使其他非瓶颈资源服从瓶颈资源，达到了资源的最大化利用，但是TOC在打破瓶颈方面缺少理论指导和实用工具，尤其是在瓶颈环节出现技术性的瓶颈时，TOC便无能为力，只能依靠技术性的专业知识进行分析解决。而TRIZ是一种强大的技术进化体系，通过TRIZ体系中的多种工具，对瓶颈资源进行技术创新和改造，可以快速有效地解决瓶颈环节的实际问题。

3 基于TOC及TRIZ理论对H企业的生产流程进行改进

3.1 案例背景及问题分析

H企业A产品生产线主要生产工序有：DB工序、TH工序、YF工序、FJ工序、GL工序、TQ工序、JZ工序。目前，A产品产量无法满足市场需求，因此需要对A产品生产流程进行改造以提高产量。目前，生产流程中的各工序作为单独的流程环节进行管理，各工序现有的管理思想都是尽可能的满负荷生产。表面上看，整个流程中的各个工序都在拼命努力工作，重要设备也满负荷运转。但是以TOC的思维方式来分析公司的生产流程就会看出以下几个问题：

（1）生产流程中的半成品存货较多；

（2）各工序的生产管理都是以各自为中心，生产线的整体生产水平不高；

（3）在生产管理中整个生产流程的瓶颈不明确，生产计划的制定具有一定的盲目性；

（4）缓冲罐的设置和管理不合理；

（5）单个工序设备故障往往影响整个生产线的生产，等等。

要解决以上几个问题，我们首先就要以TOC的思想为指导来分析找出生产流程中的瓶颈。通过对生产流程上的生产数据进行统计处理，计算各工序的生产能力，并进行比较，找出最小产能的工序即瓶颈环节。

从表1中我们可以很明显地看出各工序生产能力的对比水平，从而很容易确定FJ工序为生产流程中产能的瓶颈环节。

3.2 流程优化方案

根据TOC的指导思想，识别整个流程中的瓶颈工序为FJ工序仅仅是流程优化的第一步，接下来要对瓶颈工序进行开发，非瓶颈工序生产计划安排服从瓶颈工序，并进一步通过技术改造来打破瓶颈。按照TOC理论，根据瓶颈工序对整个流程进行计划与控制，以瓶颈工序的生产速度为依据，使其他工序与瓶颈工序同步，设置合理的缓冲，保护瓶颈工序的生产不受系统波动的影响。通过TOC理论的方法彻底消除了瓶颈工序缺料停车的情况，同时去掉了很多不必要的中间品存货，根据瓶颈工序的生产能力制订了整个系统流程的生产计划，缩短了制品在生产流程中的停留时间。

表1 A产品生产线各工序对应成品生产能力一览表

为了打破FJ工序的产能瓶颈，采用TRIZ理论中的方法和工具对FJ工序进行分析并制订技术改进方案。通过使用TRIZ理论中系统分析、因果分析、矛盾分析、资源分析等方法，分析了FJ工序产能瓶颈的关键性技术问题——发酵培养过程中的溶氧不足，确定了改善的参数（增加溶解氧）和恶化的参数（氧利用率低、能耗增加）之间构成的技术冲突。通过TRIZ理论工具，如发明原理、裁剪法、进化法则及最终理想解等制订了多种技术改进方案，并进行方案评价与决策，具体如下：

表2 发酵溶氧系统问题解决方案一览表

3.3 流程改进评价

通过TOC理论的指导与分析，确定了瓶颈环节为FJ工序，并使用TRIZ理论的工具和方法进行分析，确定FJ工序存在的问题和技术冲突，并得到多种解决方案。决策采用的第一组合方案在实际操作执行的过程中取得了很好的效果，大大提高了发酵过程中的溶氧，使FJ工序的产能取得了较大突破，打破了整个流程中FJ工序的产能瓶颈，提高了整个生产流程的产能水平。

4 结论

现代的企业内部，各种活动已经环环相扣，形成了一个完整的系统，流程管理不是单个部门的问题，而是一个系统的问题。流程中的每一环节都会影响其他的环节。流程管理就是将各个环节密切地联系起来，使系统中各个环节形成一个有机整体。卓越的流程管理是形成企业核心竞争力的关键，也是每个企业追求的目标。TOC和TRIZ都是解决实际问题的理论方法和工具，能够指导企业在流程管理和优化过程中合理利用各种资源，解决关键问题，用最短的时间、最小的投入取得最大的收益。TOC理论指导企业识别并改进瓶颈环节，避免盲目改造和浪费资源，TRIZ理论可以为打破瓶颈提供多种技术方案和实用方法。TRIZ与TOC的结合可以将TRIZ理论中的方法和工具应用在关键的环节，可以避免企业盲目使用TRIZ改进流程中的每一个环节、制定出大量改进方案却收效甚微的情况。将TOC和TRIZ结合到流程管理中，把管理方法和创新方法相结合，通过持续地循环改进，可以有效地提高流程管理的水平，为企业创造更多的效益。

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

[2]刘梦露.由《目标》看资源的有效利用[J].商，2014（21）：91.

[3]王玉荣.瓶颈管理[M].北京：机械工业出版社，2002.

[4]张霄.基于TOC理论的制造型企业管理的应用研究[D].天津：天津大学，2008.

[5]檀润华.发明问题解决理论[M].北京：科学出版社，2004.