基于TOC和Witness餛飩行業的仿真和應用

梁素梅 吳迪

摘 要：以某餛飩店作為研究對象，以約束理論（TOC）為基礎，運用約束理論五步驟法對餛飩店進行仿真優化，明顯提高了此餛飩店的利潤收入，達到賺錢的目標。

關鍵詞：約束理論;餛飩行業;仿真;凈利

中圖分類號：TB???? 文獻標識碼：A????? doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2021.12.081

1 約束理論（TOC）

約束理論（Theory of Constraints，TOC）是猶太企業管理大師艾利，高德拉特博士提出的一整套管理方法，通常可以讓企業在極短時間內，且無需大量額外投資的情況下，使業績產生突破性的增長。針對企業庫存高企不下，準時交貨率難以保障，項目進度總是延遲，業績難以突破，如果無論如何改善，這些現象還是在企業中反復出現，那就要考慮TOC了。約束理論的核心思想是通過降低瓶頸資源對產銷率（T）的約束、減少庫存（I）和降低經營成本（OE）等手段達到企業賺錢的最終目的。瓶頸資源指需求大于或等于實際生產能力的資源或活動;或者是降低產能率的資源或活動為瓶頸（約束）。其他的資源成為非瓶頸資源。它是建立在解決瓶頸資源的問題上，適用于解決各種瓶頸的五個聚焦步驟（five focusing steps）為：第一步：找出餛飩店生產流程中的瓶頸工序——包餛飩工序。第二步：決定如何挖盡約束因素的潛能——包餛飩工序工人休息時由店長頂崗，做到人停，包餛飩不停。第三步：令其他一切遷就以上決定第二步——在包餛飩瓶頸工序前設立“緩沖器”，保證一定的緩沖庫存，安排紅黃綠緩沖管理。第四步：為約束因素松綁——改變工藝，把包餛飩瓶頸工序的部分工作交給其他工序來做。第五步：假如步驟四的改善打破了原先的約束，則再回到步驟一。餛飩店盈利的前提是產銷率升高，庫存減少和經營成本降低。

2 某餛飩店現狀分析

餛飩幾乎是大部分中國人的心頭好，冬天吃上一碗熱乎乎的餛飩，就是最親切的生活方式。某一家手工特色餛飩店，現包現煮，如圖1所示，只生產和銷售一種肉餡的餛飩，每天營業銷路相當好，顧客絡繹不絕，排隊者有之，供不應求。每天營業時間共計14個小時，從每天早上七點營業，晚上九點打烊。每份餛飩有20個，賣10元每份。其中原材料費用是4元每份。餛飩店的每個月的經營費為20000元（包括租金、工資和水電費等）。小工每天十四小時/班，隔天輪休，制作餛飩流程中每班有5個員工（除店長、收款臺和服務環節外），和面1人，搟面1人，備餡1人，包餛飩1人，下鍋煮1人。

此餛飩店經過和面、搟面、備餡后，通過把餛飩皮和餡料包餛飩，然后下鍋煮熟，端出來出售如圖3。測出每個工序崗位的小時產能（份）。包餛飩是32份每小時，搟面是39份每小時，下鍋40份每小時，和面和備餡都是50份每小時。

3 餛飩店Witness仿真模型

通過Witness建模仿真得圖2。經過轉換，包餛飩是1.875分鐘，搟面是1.54分鐘，下鍋1.5分鐘，和面和備餡都是1.2分鐘。運行1天60*12=720分鐘。得到各工人的產能如表1。得到包餛飩是32份每小時，搟面是39份每小時，下鍋40份每小時，和面和備餡都是50份每小時。

由表1可知，運行一天得到和面有467份，搟面466份，備餡599份，包餛飩382份，下鍋382份。包餛飩實際有384份，包餛飩仿真結果382份與實際有384份相差不多，誤差為0.5%在允許誤差范圍內，可用Witness仿真餛飩店流程。

4 具體應用研究

4.1 找出餛飩店生產流程中的瓶頸工序——包餛飩工序

在餛飩店平均估算出每個工序的每小時產能（份）。包餛飩是32份小于搟面39份小于下鍋40份小于和面50份（備餡50份）很顯然，包餛飩工序是約束因素（也稱為瓶頸）。包餛飩工序產能最小，決定了整個系統的產能。

4.2 決定如何挖盡約束因素的潛能——包餛飩工序工人休息時由店長頂崗，做到人停，包餛飩不停

餛飩店的瓶頸產能是以包餛飩的產能決定的，一天總計可以包384份餛飩。實際上該餛飩店應該包了多少餛飩就可以賣多少餛飩。但實際上該餛飩店每天只能賣出300份。通過實施小工吃飯等休息時間由餛飩店店長頂崗，做到“人停，包餛飩不停”;餛飩店保持小工的穩定性，安排熟練的小工在各工序（和面、搟面、備餡、包餛飩和下鍋），取消瓶頸工序包餛飩輪班實習，盡可能保證包餛飩工序滿負荷運轉，這一方案開發餛飩店的約束工序包餛飩，釋放包餛飩工序的潛能。餛飩店店長頂崗后，能節省出1.5個小時來包餛飩，餛飩店釋放了包餛飩的潛能，在瓶頸工序包餛飩工序實施用餛飩店店長頂崗小工，該餛飩店可以增加48份餛飩的銷售額。這樣操作后，可以為該餛飩店增加到348份餛飩的銷售額。但是即使餛飩店的瓶頸工序連續14小時運轉都不缺人，同樣可能會出現瓶頸工序包餛飩缺物料的問題，因為在包餛飩工序的前面的三個工序也會出現“干面”或者短暫的餛飩份數不夠等問題。還可能出現一些意外：準備餛飩的肉餡時，或者多了，或者少了，不可能是剛好夠;還有可能包餛飩的下一道工序下鍋煮因為斷電等客觀原因出現罷工等。

4.3 令其他一切遷就以上決定——在包餛飩瓶頸工序前設立“緩沖器”，保證一定的緩沖庫存，安排紅黃綠緩沖管理

要遷就瓶頸工序包餛飩，必須竭盡全力釋放包餛飩工序的潛能。在瓶頸工序包餛飩前設立“緩沖器”，保證一定的緩沖庫存（面粉和餡料及配料等），保證不應為前面的工序導致瓶頸工序包餛飩因為缺料而等工見圖3。當餛飩店在瓶頸包餛飩工序前設立了緩沖器后，包餛飩前的工序不僅要滿足瓶頸工序包餛飩，還要準備足夠的庫存緩沖為瓶頸工序。綜上所述，前面工序的產能一定要大于瓶頸產能，否則無法備料為庫存緩沖。設置庫存緩沖后，餛飩店的每天銷售額就可達到包多少餛飩賣多少餛飩的目標了。即可以賣出384份餛飩，比348份又多出了36份，全效能投入使用。

在精益生產中，餛飩店很難平衡每個工序的，然而一旦平衡了每個工序，其他新的問題又可能會出現，比如說任意一個工序（和面、搟面、備餡和下鍋）有可能因故停工，餛飩店就會停工。然而TOC的餛飩店生產不是這樣的。在該餛飩店，為了有效降低在制品餛飩庫存，實施三區緩沖管理：只要餛飩庫存緩沖器滿了，就暫緩投料（餛飩皮和餡料）。建立自下而上的紅黃綠金字塔三色管理。設置合適的緩沖大小，當緩沖庫存降到黃區時，設置成開始投料;當降到紅區時，即包餛飩前面的各工序需要加快速度，趕工各項工序。當沒過綠區時，設置成停止投料。各道工序共同遵循一個原則：物料來的時候迅速做，沒料的時候原地休憩等待。通過緩沖管理，可以減少原料損失（原料損失占據原料成本的5%），合理實施后可以做到沒有原料損失。餛飩店對瓶頸實施“遷就”的時候，降低了餛飩在制品，減少報廢浪費，進而增加了利潤。

4.4 為約束因素松綁——改變工藝，把包餛飩瓶頸工序的部分工作交給其他工序來做

在餛飩店額外增加一條生產餛飩流水線，可以增加餛飩產能，可以多盈利。但是相比增加的經營成本（同樣需要增加直接和間接的人力成本，管理成本等）是不夠的。在做出花巨大的成本投資新的生產線前，餛飩店其實可以對包餛飩工序松綁并釋放其潛能。餛飩店稍微變動一下分工，把包餛飩的部分工作分擔給其他小工做。具體實施如下：增設一個前置工序在包餛飩工序前，并備餡工序來完成。因備餡工序的小工不如原來的瓶頸工序的小工熟練，花費時間較長。現統計備餡和前置工序之和，備餡產能從50份降為40份每小時，見圖4。增加前置工序，重新分工后瓶頸包餛飩工序的產能增加至36份每小時，提高瓶頸（包餛飩工序）生產率。

4.5 回頭看——謹防人的惰性

在餛飩店實施約束理論時，最重要的是找到包餛飩這個瓶頸工序，然后找到方案和措施來消除包餛飩這個瓶頸工序。當打破了包餛飩這個工序的瓶頸后，餛飩店務必開始新一輪的循環，尋找出新的瓶頸工序，因為進過新的一輪循環后，新的瓶頸可能產生，就好比一根鏈條一樣，改進了鏈條中最薄弱的一環，原來其他的次薄弱環節又有可能成為下一環節最薄弱的，而店老板一般很容易忽視這個道理。所以實施完前四個步驟后，決不能停止，餛飩店要繼續從頭開始。要持續，循環改進。不要讓人的惰性成為餛飩店新的瓶頸。

5 結論

通過某分析某餛飩店包餛飩流程，建立基于Witness的仿真模型，發現可以用Witness來仿真包餛飩流程，誤差為0.5%在允許誤差范圍內。運用約束理論的五步驟法分析餛飩流程。經過約束理論分析后：（1）此餛飩店在4.2下多生產32*1.5=48份餛飩。（2）此餛飩店在4.3下多生產36份餛飩。（3）此餛飩店在4.4下原料成本降低了5%。（4）此餛飩店在4.5下多生產4*12=48份餛飩。此餛飩店月利潤跟運用約束理論前增加，凈利了26902元。基于TOC分析餛飩店后，打破了包餛飩工序這個瓶頸工序的約束，提高系統產能，增加業績，增加了餛飩店在疫情形勢下的市場的核心競爭力，提高盈利空間，可達到有一定的推廣作用。

參考文獻

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基金項目：云南省教育廳科學研究基金項目“基于排隊論的鋼鐵物流區段‘一罐到底模式受鐵罐規劃模型”（2018JS535）。

作者簡介：梁素梅（1986-），女，漢族，湖南邵陽人，碩士研究生，講師，研究方向：科學工程計算。