传统MRPII从物流控制入手，在保证库存量最小的前提下，力图使生产效率达到最高，但在计划排产时对于生产过程中普遍存在的瓶颈与非瓶须并不加以区别 [1] ，故在车间作业管理模块中不能抓住制约生产的关键因素——瓶颈，而往往依赖现场管理人员根据经验对计划的执行情况进行控制。我们知道经验管理是管理的较低层次，这必然一方面导致生产作业不能按计划完成，另一方面会使在制品在瓶颈前的库存过多。这一矛盾在传统MRPII系统中是难以解决的。
2 TOC简介
20世纪70年代末，以色列物理学家EliGoldratt博士提出最优生产技术(Optimized Production Tech- nology，简称OPT)，80年代以来他又在此基础上逐步发展成约束理论(Theory of Constraint，简称TOC)。简而言之，TOC是围绕系统中存在的制约因素——“约束”进行管理的一套管理思想和管理原则。它可以帮助企业或组织机构识别出在实现目标的过程中存在着哪些约束，并进一步指出如何实施必要的改进来消除这些约束，从而更有效地实现其目标 [2] 。
TOC认为，企业的约束是多方面的，有市场、物料、能力、工作流程、资金、管理体制、员工行为等，其中，市场、物料和能力是主要的约束。企业生产必然受到其生产过程中存在的最薄弱的环节——约束的制约。因此，若某约束决定了企业实现目标的速率，则必须从克服该约束着手，才能在短时间内以更流畅的生产节奏显著地提高企业的产销率。运用TOC哲理分析生产计划与控制的方法是一种称之为“鼓—缓冲器—绳”(Drum- Buffer-Rope，简称DBR)的系统。
在DBR系统中，把MPS比作“鼓”；根据瓶颈资源的“活力”(Activation，即可用能力)确定物流量，以此作为约束全局的“鼓点”来控制在制品库存量；在所有瓶颈和装配工序前均设“缓冲器”，确保起制约作用的瓶颈资源得到充分利用，即实现约束的“利用”(Utili- zation)最大化；所有需要控制的工作中心如同被一根传递信息的“绳子”串联起来的队伍，相互保持一定间隔，按同一“鼓点”行进。这样，通过鼓(D)、瓶颈(B)、绳(R)3种基本元素就可形象地描述企业生产过程中存在的制约关系，见图1。
3 MRPII与TOC的结合[3]
由于MBPII主要强调物料需求计划和库存控制[3] ，而TOC则是一种可应用到能力管理和现场作 业管理方面的哲理。故将MRPII与TOC相互结合可 形成功能较完备的生产计划与控制管理系统。 依据TOC观点，应把能力管理和现场作业管理的控制重点放在瓶颈工序上，在保持均衡的物料流动条件下，确保瓶颈工序不会发生停工待料。同时 通过采取措施来提高瓶颈工作中心的利用率，从而 得到最大的有效产出。将TOC的这一原则以及DBR方法结合到 MRPII系统各个模块中，根据市场约束(客户订单与预测)经能力约束修订生成主生产计划(MPS)。运行 CRP以确定约束资源，经DBR方法分析得出约束资源及其相关资源，再对其编制详细的生产作业计划，以保证对约束资源的充分合理的利用。“缓冲器”采用“时间缓冲”和“库存缓冲”两种方式，“库存缓冲”即安全库存，一般经统计得出；而“时间缓冲”则是将所书需的物料比计划提前一段时间提交，以防随机波功。
具体的系统功能模型见图2，实施步骤如下：
1) MRP估算物料交货期及工序交货期；
2) CRP初步平衡生产能力；
3)识别约束及划分关键资源网络与非关键资源网络；
4)关键资源网络采用有限能力排产，非关键资源网络采用CRP无限能力排产；
5)设置缓冲器；
6)检查及生成车间作业计划。
一旦完成前5个步骤，若在系统中没有其它的约束，即可生成车间作业计划。然而在初次运行后，往往会发现还存在其它约束c此时应重新检查数据的合理性并重复以上过程，直到将所有的约束都移到生产网络的关键资源部分为止。nextpage
4 要点说明
4.1 瓶颈辩识[2]
经过上述条件的筛选，任何企业只应存在少量瓶颈资源。有统计表明，按TOC的观点，瓶颈资源一。般少于5个。假设每种资源的生产能力是无限的，在生产网络的基础上通过运行CRP倒排方法，输出各个资源的负荷率以及每种资源的平均负荷率，再以此来确定瓶颈。若生产网络的数据完全精确，则显然平均负荷率最高的就是瓶颈。
4.2 生产网络构造
通过 BOM和加工工艺构成产品网络，再和资源描述结合生成生产网络。生产网络由“结点”
与“边”组成，可反映产品的加工过程、产品的装配关系以及相关的资源描述。利用数据结构中带权有向图的邻接多重表表示法，生产网络的数据模型如图3所示。
4.3 计划模型构造
构造生产网络的主要目的是建立起系统的线性规划模型。根据实际生产需要，一般宜采用提前／拖期生产计划方法，在有限能力的前提下，平衡生产以求准时交货，使得提前期或拖延期F(x)最小。
目标函数
其中 i表示资源号， j表其中i表示资源号，j表示物料号，t为计划单位时段； α、β分别表示单位价格产品单位时间提前的惩罚系数和拖期的惩罚系数，V i 为物料j的价格，d ij 物料j在资源i上的交货时段；MR ij 为物料j计划期内对资源i总需求量，MR ij (t)为物料j在t时间段对资源i需求量， C i (t)为 t时段的能力；X ij (t)为1，表示物料j在时段t占用资源i：为O，则不占用。
4.4 关键资源网络与非关键资源网络排产[1，2，4]
关键资源网络部分由瓶颈作业及其下游作业(包括客户订单与预测在内)构成，其余部分即为非关键资源网络。对于关键资源网络，采用有限能力顺排的方法编制作业计划，其目标是使瓶颈上的空闲时间为O，从而使产销率最大；对于非关键资源网络，则通过CRP模块采用无限能力倒排的方法编制作业计划。注意此处调用CRP模块时，并非从订单上的完工期限开始倒排，而是从有限能力排产模块确定的完工期限开始倒排。也就是说，提前期并非事先设定，而是运算得出，这一点与传统MRPII不同 [4] 。
4.5 缓冲器设置
在设置“时间缓冲时，应注意以下几个问题[2，4] ：
1）要保证瓶颈上的产出率相对较快的工件在加工过程中不致因为在制品少而停工。
2）应考虑实际加工过程中出现的波动，故在设置“时间缓冲”的同时一般要设置一定的安全库存。
3）根据TOC原理，瓶颈的上游工序则是小批量多批次的。
4）应综合考虑在制品库存费用、成品库存费用、加工费用和各种人工费用。在保证瓶颈上加工持续的情况下，使得整个加工过程的总费用最小。
5 结束语
在国外，APICS为TOC设立了专门的研究小组—Con- straints Management(CM)分会，并且已应用于许多企业，如福特汽车公司的电器分部、通用汽车公司等。其中，在福特汽车公司的电器分部的TOC的实施效果较JIT的实施效果更为出色[2]。我国对TOC的研究与应用，则处于刚刚起步阶段，但它在国外的发展情况使我们有理由相信，随着对TOC的研究深入并加以逐步推广，必将推动我国企业生产管理水平的提高，最终促进企业市场竞争能力的增强。
