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摘要：工厂管理的常识告诉我们，产能是由瓶颈决定的，在瓶颈上浪费一小时，就相当于工厂的产能浪费一小时。然而，想要提高有效产出，却不只是让瓶颈100%运转那么简单。甚至来说，工厂瓶颈的负荷率越高，有效产出反而可能会下降。 计划变更引发的混乱 工厂管理的常识告诉我们，产能是由瓶颈决定的，在瓶颈上浪费一小时，就相当于工厂的产能浪费一小时。 我们来看这家A工厂的例子。这大概会是很多工厂都曾经出现过或仍在发生的现象吧！很长一段时间（或某一段时间，比如这次疫情期间，很多工厂停产）以来，A工厂接到的订单较多，做不过来。生产管理部门几经分析确认，工厂的瓶颈就是某工序的大型加工中心。为了消化前期积压的订单和后期还可能涌入的新订单，工厂决定将加工中心从两个班次增加为三个班次，每天24小时满负荷生产。生产计划人员根据订单交货期的紧急程度进行详细排产和备料，确保各项资源，尤其是瓶颈资源不要停下来。对瓶颈资源的运行监控表明，工厂内瓶颈资源已经是近似100%的负荷率在运转。然而，时不时发生的客户紧急插单或生产计划的变动，导致早先已经排好产的订单不得不调整。牵一发动全身，每一次订单或计划的变动都使得工厂内的其它部门和资源不得不相应的调整，而这些调整又会影响到其它订单的交付。情况变得越来越糟糕。工人们满身疲惫，生管人员焦头烂额，销售人员每天催单，采购人员总是在紧急补货。怎么办？难道是立即采购一台新的加工中心，你知道，那可能需要很久，而我们的客户未必有耐心等。等3个月或6个月新设备到位后，或许这一波订单潮涌就过去了。到那时，我们面临的将很可能是另一个麻烦，高昂的设备投资静静地躺在车间一角，天天在挨饿。这样的景象少见吗？以笔者十多年的工厂咨询经验，实在是不少见。医院手术室的案例启示 《稀缺》一书的作者，塞德希尔·姆莱纳，在书中给我们介绍了一个医院手术室的案例。 圣约翰医疗中心(St. john' s Regional Health Center)是位于密苏里州的一家提供急诊服务的医院。这家医院在手术室的安排和使用上遇到了一些问题。每年，医院里的32间手术室要进行的手术多达3万台，而安排手术室就成了一个难题，因为手术室永远都被排得满满当当的。2002年，手术室的使用率达到了100%。当出现需要紧急医治的患者时，医院不得不将很早以前安排好的手术时间往后推。急诊手术在所有手术中的概率大约为20%。一份研究报告称：“由于存在这种现实情况，医生有时要在凌晨两点钟做手术，他们经常会为进行一台两个小时的手术而等待数个小时之久，而员工们也经常会在毫无准备的情况下加班加点地工作。” 手术量超越了手术室的接纳能力，重新安排手术的代价十分高昂。员工们也因睡眠不足和工作规定而烦恼不已，这些都致使其工作效率的进一步下滑。 医院管理层从美国医疗卫生改善协会请来了一位顾问。这位顾问没有带着医院每日压力所导致的管窥心态去看待问题，而是换了一种眼光对整件事情进行分析。他给出的解决办法颇为令人惊讶：留下一间手术室待用。圣约翰医疗中心负责普通外科和创伤外科的肯尼斯·拉森(Kenneth Larson)医生后来在回忆当初自己的想法时这样说道:“我们已经很忙了，他们还要拿走我们的东西。简直是疯了。”但是，这一建议背后存在着深刻的内在逻辑。从表面来看，圣约翰医疗中心缺乏的是手术室——不管如何重新安排手术，都没有办法解决这个问题。但如果你看到了问题的深层次原因就会发现，医院所缺乏的是另一种东西。医院的手术可以分为两种：计划之中的和计划之外的。目前，计划之中的手术已经占满了所有手术室；计划之外的手术一旦出现(而且肯定会出现)，医院就需要对现有的手术时间表进行修改。为了解决急诊手术问题而将计划之中的手术改期，需要付出一定的成本：一部分成本是经济账，比如加班费；一部分成本是医疗账，因为工作人员可能会出现医疗失误；还有一部分成本是效率帐——让员工在没有准备的情况下加班到很晚，效率一定不会高，而且他们在加班状态下肯定不会表现出最佳状态，每台手术的时间都会比前一台更长。如果没有因急诊手术而导致的重新安排，每个人都能在指定的时间内做好工作，以更高的效率完成计划内的任务，那么手术室的数量就足以容纳所有手术。因此，手术室的稀缺，并非真的是医院缺乏做手术的空间，而是因为其没有能力用现有的手术室来处理急诊手术。领导这次行动的急救中心副总裁克里斯蒂·登普西( Christy Dempsey)称：“每个人都认为，因为无法对计划外临时出现的急诊手术进行预期，所以将一间手术室独立出来专门处理这些临时增加的手术，就是对空间的浪费“。其实,“计划外”或“预期外”手术的说法，存在一定的误导性。这种说法意味着，这些急诊手术的发生是无法被预测的。虽然每一次急诊手术的发生都无法被提前知晓，但这类手术存在的事实是完全可以被预测的。“预期外”手术出现的规律很稳定，那么,为什么不将一间手术室专门开辟为计划外手术之用呢？这样一来，其他所有手术室就都能顺顺利利地排满日程，不受突发手术的影响，而所有计划外手术则全部被归入了一间特别设立的手术室。一间手术室专门用来接纳急诊手术之后，医院的手术接诊率立刻上升了5.1%。每天下午3点之后进行的手术数量下降了45%，医院的收入也出现了增长。实验仅进行了一个月，医院就将这种操作方法纳入了正规流程。随后的两年间，医院的手术接诊量分别上涨了7%和11%。变动性和利用率对系统的影响 上例中，医院手术室的缺乏，实际上就是余闲的缺乏，即缺少必要的缓冲，因而无法应对紧急事件的冲击。我们知道，变动性是客观存在的。尽管我们可以设法将其中的一部分减少甚至消除，但我们不能无视它的存在和影响。各种意外和变动对系统的影响，可以用《工厂物理学》中给出的Kingman 方程（VUT方程）来解释。简单地说，工站的排队时间受变动性的大小、工站利用率的高低和有效加工时间T的影响，即，LT=V x U x T。笔者使用Minitab软件模拟了这几个变量相互影响的图形，见图1和图2。为了计算简单和简化模型，有效加工时间固定为常数1（加工时间可以是分钟或小时）。图中左侧的纵坐标显示的是周期时间CT。 
图1告诉我们，工站的利用率越高，受到变动性的影响就越大，当利用率为99%时，变动性（用变异系数的方差来衡量）系数大于1.0，周期时间就陡然上升，当利用率为95%或90%时，系数大于1.5的变动就使得周期时间大幅提高。图2也同样反映了不同变动系数下的曲线的拐点。我们看到，当利用率大于80%以上时，变动系数大于1.5的周期时间曲线明显上升，利用率到95%左右时出现拐点（快速上升）。 利用率反映的就是工站的负荷率。因为工站是瓶颈工序，因为瓶颈工序决定了系统的产出，因为我们想要充分地利用瓶颈，所以我们就没有给瓶颈留下任何余闲，我们认为那是一种浪费。这样做是正确的吗？ 瓶颈工序，也需要一些产能缓冲 让我们来试着用下图3所示的疑云图清晰地思考一下这个问题。我们的目标是“更好地响应并满足顾客需求”，为了实现这一目标，我们一方面需要“快速交付顾客的需求”，同时还应当“处理好计划变更和紧急事件”。为了“快速交付顾客的需求”，我们需要给“瓶颈资源满负荷排产”，同时，为了“处理好计划变更和紧急事件”，我们应当“给瓶颈资源留些余闲”。我们陷入了两难的冲突。如果将本已紧张的瓶颈产能预留却没有被使用，意味着浪费了瓶颈资源宝贵的有效产出，但是，如果不给瓶颈资源预留一些产能就不能适应计划和需求的变动。
图3：要否给瓶颈资源留出余闲 许多系统的正常运转，都以余闲的存在为前提。这里的余闲就是TOC所说的缓冲。设置合理的缓冲，并对缓冲进行恰当的管理，可以吸收来自系统内部和外部的大多数变异。上例中医院手术室案例用到的就是TOC中产能缓冲的管理方法。瓶颈前的非瓶颈工作站需要一些产能缓冲，为的是保护瓶颈不因非瓶颈的原因挨饿。瓶颈后的非瓶颈工作站需要一些产能缓冲，为的是保护瓶颈不因非瓶颈的原因阻塞。瓶颈工作站提前预留一些产能缓冲，为的是保护瓶颈不因紧急插单或计划调整而陷入混乱。那就是，在给瓶颈或CCR（产能受限资源）计划排产时预留10~20%的产能以应对生产系统内部和外部的变动。预留的产能缓冲并非是纯粹的浪费或完全不可用，只是不把这部分产能排在计划内而已，如果某一时段没有计划外的需求，则计划内的某些需求可以提前使用这部分预留的产能。综上，工厂很多时候，表面上看是产能不足，实质上是产能管理方法不当所导致的恶性循环。在医院的案例中，多数人的第一反应就是手术室是瓶颈，需要增加手术室。同样，在工厂里，面对系统的产出不足，我们最容易做出的决定就是通过添置设备、增加人力或零件外包等不需要动太多脑筋的方法来增加瓶颈的产能。 可见，正确地识别瓶颈和有效地管理瓶颈是多么重要啊！但我们经常是看不清楚，想不明白，却又自以为是。
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