6TOC改善方法
——整合精益、六西格瑪與約束理論

6TOC改善方法
——整合精益、六西格瑪與約束理論

編者按

本文作者托德·克里西博士（Todd Creasy）是北卡羅來納州西卡羅萊納大學副教授，阿什維爾博橋公司的顧問，美國質量協會會員和注冊六西格瑪黑帶。6TOC改善方法整合六西格瑪、精益和約束理論（TOC），關注流程瓶頸，消除浪費和偏離規范的現象。本文以實例和圖表相結合的方式，詳細介紹了實施6TOC的10個步驟，以及6TOC的幾個關鍵要素。

露天開采和地下采礦需要昂貴的機器設備，比如在美國，購買一臺12噸鏟車和一輛35噸拖斗卡車分別需要120萬美元和35萬美元。每個開采點需要購置幾臺設備，還得額外付機械組裝費，共計需要花費數千萬美元。

這些資金投入形成了行業進入壁壘，并使得提高生產力的實踐變得復雜化。因為資金投入大，開采點的管理者會注意避免不必要的花費，努力做到提高工人和設備的生產能力與控制開銷并重。

為了實現減少或保持投入的同時增加產出的目標，企業進行了長期研發，并最終導致了6TOC的誕生。6TOC是一種六西格瑪管理、精益管理和約束理論（TOC）相結合的管理方法，其原則及步驟如表 1所示。

雖然這個改善管理流程和提高生產能力的方法是以美國中南部一個有50多個開采點的采礦企業為例來說明的，但是6TOC適用于范圍更廣的行業。

作為三者的整合體，6TOC兼具六西格瑪管理、精益管理和約束理論的特色。六西格瑪管理側重于改進質量和減少不規范產品，精益管理則致力于通過七種方式消除浪費。這兩者再加上注重瓶頸因素的約束理論，構成了強勁的組合，如果有改進生產力的管理支持，效果會更明顯。

表1 6TOC的執行步驟

表2 采礦點的特定指標

6TOC首先要辨識期望指標。企業都有表征成功或盈利的財務指標和經營指標。這些指標中的一些與盈利的相關性比另一些要更高。作為6TOC的一部分，改善的結果應對達到期望指標有直接或間接影響。

采礦業需要考慮一些適用特定地點和時間的測量指標，比如每小時生產噸數、總成本占銷售額比例、每噸產量成本和每噸超時費等。表2例舉了一些適用特定地點的指標。

在對50多個地點的14個月經營指標和月末經營成果進行分析后，得出的結論是，每人每小時生產噸數（TPMH）最能體現企業的盈利能力，可以作為期望指標。

為了確定最重要的單一指標，一些大企業也曾做過類似的分析。例如，西南航空公司鎖定安檢時間，連鎖藥店沃爾格林關注顧客每次交易收入，都大大提高了企業利潤。

圖1 礦石開采重要環節流程

圖2 產能圖——每小時生產噸數

產能達不到要求時

其次，6TOC 要確定哪些流程能創造價值。在某些行業，可能從零部件海外生產、原材料供應或是接收零部件等就開始創造價值。

在采礦行業，一旦從石料中揀出礦石，就開始創造價值了。接下來，礦石經過粗碎機、傳送帶運送、二級粉碎機、傳送帶多次運送，到達料堆，顧客卡車裝運，稱好重量，并開具發貨單。

大致了解整個流程之后，可將其分為三四個部分。各個部分之間有合理的界限劃分，并且通常在開始或結束時具有測量體系。圖1展示的是某礦井礦石軋碎運送過程的三個階段。

經營瓶頸（供不應求時會出現的問題）是約束理論（TOC）推崇者最感興趣的問題。6TOC的第三步就是發現并分析各階段的瓶頸。當需求超越了產能或某一區域實際產量小于它的最大產能時，就出現了瓶頸。這種情況下，某個重要環節表現不佳，會削減整個企業的總產量。

通常，露天開采的第一階段是把（從石料中提取的）粗粒礦石裝到卡車上，再運到粗碎機上，稱重，然后儲存。這個過程需要大量人力和設備（一輛大型鏟車、幾輛拖斗卡車和一個粗碎機）。

假如在整個過程中只考慮這一部分，如何確定阻礙增產的瓶頸呢？可參考埃里亞胡·戈德拉特的關鍵鏈和吞吐量強度理論，即各個步驟和任務在整個過程中如何聯接，并相互作用，最終共同推動整個進程。

優勢來自對各步驟和任務相互聯系的了解。吞吐量強度可以展示出最弱環節。如產能圖（圖 2）所示，每個環節都進行了單獨測量，以確定最大產出。因此，突破的重點可放在那些長期導致整體產出不理想的瓶頸上。

鏟車需測試每小時能裝載的噸數。五次測試的平均結果為每小時2 540 噸。拖斗卡車也要進行測試，測試的平均拖斗量為每小時718 噸。五次測試中粗碎機的平均結果為每小時910噸。由此看來，拖斗卡車會成為瓶頸，可采取相應措施改進這個薄弱環節。

由于管理團隊采用六西格瑪方式采集數據并進行分析，成功地發現了拖斗卡車的薄弱性，從而避免了錯誤猜想和經驗管理。在測試之前，管理層曾考慮再買一臺鏟車或是換一臺更大的軋碎機來加大吞吐量，其實這兩項支出都還為時過早。

充分利用和改進制約因素

戈德拉特改進瓶頸過程的五個步驟里，第二步和第四步分別是充分利用和加以改進。充分利用制約因素包括挖掘所有積極因素。改進制約因素則包含一些通常需要資金投入來加大產能和突破瓶頸。

充分利用或改進制約因素的方法與人力、流程和設備息息相關。思考以下問題有助于推進相關進程：

人力。相關人員是否接受過培訓，能處理因員工缺席而帶來的問題？員工在進行某項工作時未達最佳狀態，是否因為缺乏相關培訓，或因為這是他們一貫的作風？員工是否會為避免設備故障等不良結果而有意放慢工作進度？設備現場是否采用了5S 現場管理法，并對執行狀況進行了監管？

流程。是否所有員工都明白自己的行為對流程上下游的影響？是否所有員工都清楚整個流程中的關鍵（或瓶頸）在哪？是否同時存在完成一項工作的形式方法和實際方法？是否考慮了防錯法（poka-yoke）及其對整個進程的影響？是否有專人負責工作流程的文件化？

設備。當前設備是否在技術參數范圍內運轉？設備是否進行常規校準？設備是否放置合理、布局緊湊？

在采礦業的案例中，通過挖掘所有的積極因素來充分利用制約因素。通過精益管理來確定拖斗卡車裝運一次通常耗時多久。拖斗卡車的裝運始于裝載粗粒礦石，運送并卸載到粗碎機，再返回原處，準備下一次裝運。碎石裝載地和卸載地之間的距離從一二百米到3公里多不等。

每輛拖斗卡車上都裝有接近感應開關，用來測量兩次卸載礦石之間的時間。相關數據經由接近感應開關傳送給連接到移動電話的機載GPS系統，每日更新，再傳輸到云數據庫。

我們測試了每輛拖斗卡車，把實際裝運時間和可實現裝運時間進行對比。結果參見圖3。裝運時間更短，則實際裝運能力更大，從而充分利用了制約因素。

圖3 實際裝運時間與可實現裝運時間比較

人力、流程和設備

可實現裝運時間比實際裝運時間少1分30秒。這個差距看似微乎其微，實則不然。如果采礦點有3輛卡車同時運作，每輛卡車的裝載量是35 噸，就會出現巨大的累計差距。如果裝運一次耗時5分鐘，每輛卡車每天可裝運96 次（每小時12次，每天工作8小時）。如果裝運一次耗時3分30秒，每輛卡車每天可裝運136 次（每小時17 次，每天工作8小時）。

從理論上說，相同的設備在相同的工作時間內可以多裝載40次。3輛卡車同時運作，每輛卡車的裝載量是35 噸，那么裝載量可以增加4 200噸。

再來分析一下在人力、流程和設備方面造成這種制約的原因。

人力。相關操作人員沒有積極爭取最大的產出。他們耽擱了時間。司機在裝載前沒有準確地將卡車停在最靠近裝載機的位置。鏟車司機在裝載時也不高效，使得裝載過程耗時更長。

司機在操作前不知道要求他們裝運的次數，所以他們也不了解自己的操作進度。這違背了約瑟夫·朱蘭“員工狀態可控”的原則。這種狀態經過改進后，司機們良性競爭，力爭最短的操作時間。每天的成績可在次日張貼公布，如圖4所示。

?劉玉東:《社區概念在中國語境下的實質內涵》，《江西師范大學學報》(哲學社會科學版)2011年第3期。

流程。運輸途中，如遇到其他車輛經過，會延緩卡車的速度。途中某些地段的路面不夠寬，不足以讓兩輛卡車相向安全通過。必須得有一輛卡車暫停，讓另一輛卡車先過，從而耽誤了運輸時間。

圖4 司機操作時間比較圖

設備。運輸途中的路面不平整。顛簸的路面給司機帶來不適，會減少裝運次數。所用卡車品牌型號和最大車速不同，給整個裝運團隊增加了合作的難度，也會減少裝運次數。不按要求提前做好車輛維護，造成車輛臨時停運，同樣影響裝運。

溝通策略

在開采點的整個生產流程中，有充分利用或改進制約因素的機會。這個結論在其他開采點也適用。期望指標確定之后，企業各層級（企業高層、戰略運營機構和開采團隊）都要制定與期望指標直接或間接相關的考核指標。這些相關指標的確定，能使整個企業團結一心，朝著一個共同的目標努力。

圖 5 展示的是一個指標金字塔的例子。金字塔有三層。頂層代表包括期望指標在內的高層管理者最關心的指標。中層表示部門管理者最關注的一般指標。底層則是與基層員工具體工作相關的基礎指標。

執行6TOC的最后一步是管理層和員工之間的溝通體系。朱蘭說，員工狀態可控是指員工必須了解工作的目標，清楚自己的工作進展，在工作滯后的情況下，能積極主動地想辦法迎頭趕上，最后達成目標。

運用精益管理，可以根據企業各層級最關注的指標建立一套溝通體系。企業高層每月通過查閱包含期望指標和其他相關指標的正式財務報表和報告，了解企業運營的相關信息。

圖5 采礦業的指標金字塔

圖6 6TOC 溝通體系

各分公司或各部門管理層每周獲取各地橫向對比的相關運營信息。基層管理者和員工則每天看到張貼出的前一日工作的相關數據。6TOC 溝通體系見圖6，溝通體系中所用的記分卡和記分板范例見圖 7。

圖7 溝通體系

事半功倍

6TOC能讓采礦企業突破慣有的經營模式和行業盛行的傳統思維方式。六西格瑪管理、精益管理和約束理論相結合，能讓企業事半功倍，無需增加開支就提升產能。

因為生產目標通常在八小時工作時間結束前就能完成，所以，通常在工作時間以外進行的預先維護工作也可以安排在正常工作時間內進行。同樣，由于積極安排好預先維護，工廠和設備的利用率也從80%左右提升到95%左右。

在大部分開采點，幾乎不需要增加投資就能達到這樣的成效。此前，很多老員工都認為必須購買或翻新設備才能達到提升設備的利用率和產能。

由于每噸礦石的生產耗時變少，設備費用也隨之減少。由于在吞吐過程中增加了測量，庫存的準確性也得以提升，從而避免了會計期末的報表上出現令人驚愕的數據。

采礦點的平均每小時生產噸數比較和每月環比產量見圖8（用箱線圖表示）。

不斷尋求突破的管理者會一直尋找能幫助團隊和企業邁向更大成功的管理方法。六西格瑪管理和精益管理的有效結合，說明兩種管理方法在滿足企業或項目需求上的優勢是可以互補的。再加上約束理論，三者就形成一個能快速發現問題根源、提出解決辦法、直接影響生產效果的強大組合。不論在哪個行業，6TOC都能在充分利用制約因素并改進產能的同時做到省時、省力和省錢，使企業更好地滿足包括顧客、供應商、團隊成員和管理者在內的各利益相關方的需求。

（王蕓 編譯）

圖8 月度績效