6TOC改善方法——整合精益、六西格玛与约束理论

6TOC改善方法
——整合精益、六西格玛与约束理论

编者按

本文作者托德·克里西博士（Todd Creasy）是北卡罗来纳州西卡罗莱纳大学副教授，阿什维尔博桥公司的顾问，美国质量协会会员和注册六西格玛黑带。6TOC改善方法整合六西格玛、精益和约束理论（TOC），关注流程瓶颈，消除浪费和偏离规范的现象。本文以实例和图表相结合的方式，详细介绍了实施6TOC的10个步骤，以及6TOC的几个关键要素。

露天开采和地下采矿需要昂贵的机器设备，比如在美国，购买一台12吨铲车和一辆35吨拖斗卡车分别需要120万美元和35万美元。每个开采点需要购置几台设备，还得额外付机械组装费，共计需要花费数千万美元。

这些资金投入形成了行业进入壁垒，并使得提高生产力的实践变得复杂化。因为资金投入大，开采点的管理者会注意避免不必要的花费，努力做到提高工人和设备的生产能力与控制开销并重。

为了实现减少或保持投入的同时增加产出的目标，企业进行了长期研发，并最终导致了6TOC的诞生。6TOC是一种六西格玛管理、精益管理和约束理论（TOC）相结合的管理方法，其原则及步骤如表 1所示。

虽然这个改善管理流程和提高生产能力的方法是以美国中南部一个有50多个开采点的采矿企业为例来说明的，但是6TOC适用于范围更广的行业。

作为三者的整合体，6TOC兼具六西格玛管理、精益管理和约束理论的特色。六西格玛管理侧重于改进质量和减少不规范产品，精益管理则致力于通过七种方式消除浪费。这两者再加上注重瓶颈因素的约束理论，构成了强劲的组合，如果有改进生产力的管理支持，效果会更明显。

表1 6TOC的执行步骤

表2 采矿点的特定指标

6TOC首先要辨识期望指标。企业都有表征成功或盈利的财务指标和经营指标。这些指标中的一些与盈利的相关性比另一些要更高。作为6TOC的一部分，改善的结果应对达到期望指标有直接或间接影响。

采矿业需要考虑一些适用特定地点和时间的测量指标，比如每小时生产吨数、总成本占销售额比例、每吨产量成本和每吨超时费等。表2例举了一些适用特定地点的指标。

在对50多个地点的14个月经营指标和月末经营成果进行分析后，得出的结论是，每人每小时生产吨数（TPMH）最能体现企业的盈利能力，可以作为期望指标。

为了确定最重要的单一指标，一些大企业也曾做过类似的分析。例如，西南航空公司锁定安检时间，连锁药店沃尔格林关注顾客每次交易收入，都大大提高了企业利润。

图1 矿石开采重要环节流程

图2 产能图——每小时生产吨数

产能达不到要求时

其次，6TOC 要确定哪些流程能创造价值。在某些行业，可能从零部件海外生产、原材料供应或是接收零部件等就开始创造价值。

在采矿行业，一旦从石料中拣出矿石，就开始创造价值了。接下来，矿石经过粗碎机、传送带运送、二级粉碎机、传送带多次运送，到达料堆，顾客卡车装运，称好重量，并开具发货单。

大致了解整个流程之后，可将其分为三四个部分。各个部分之间有合理的界限划分，并且通常在开始或结束时具有测量体系。图1展示的是某矿井矿石轧碎运送过程的三个阶段。

经营瓶颈（供不应求时会出现的问题）是约束理论（TOC）推崇者最感兴趣的问题。6TOC的第三步就是发现并分析各阶段的瓶颈。当需求超越了产能或某一区域实际产量小于它的最大产能时，就出现了瓶颈。这种情况下，某个重要环节表现不佳，会削减整个企业的总产量。

通常，露天开采的第一阶段是把（从石料中提取的）粗粒矿石装到卡车上，再运到粗碎机上，称重，然后储存。这个过程需要大量人力和设备（一辆大型铲车、几辆拖斗卡车和一个粗碎机）。

假如在整个过程中只考虑这一部分，如何确定阻碍增产的瓶颈呢？可参考埃里亚胡·戈德拉特的关键链和吞吐量强度理论，即各个步骤和任务在整个过程中如何联接，并相互作用，最终共同推动整个进程。

优势来自对各步骤和任务相互联系的了解。吞吐量强度可以展示出最弱环节。如产能图（图 2）所示，每个环节都进行了单独测量，以确定最大产出。因此，突破的重点可放在那些长期导致整体产出不理想的瓶颈上。

铲车需测试每小时能装载的吨数。五次测试的平均结果为每小时2 540 吨。拖斗卡车也要进行测试，测试的平均拖斗量为每小时718 吨。五次测试中粗碎机的平均结果为每小时910吨。由此看来，拖斗卡车会成为瓶颈，可采取相应措施改进这个薄弱环节。

由于管理团队采用六西格玛方式采集数据并进行分析，成功地发现了拖斗卡车的薄弱性，从而避免了错误猜想和经验管理。在测试之前，管理层曾考虑再买一台铲车或是换一台更大的轧碎机来加大吞吐量，其实这两项支出都还为时过早。

充分利用和改进制约因素

戈德拉特改进瓶颈过程的五个步骤里，第二步和第四步分别是充分利用和加以改进。充分利用制约因素包括挖掘所有积极因素。改进制约因素则包含一些通常需要资金投入来加大产能和突破瓶颈。

充分利用或改进制约因素的方法与人力、流程和设备息息相关。思考以下问题有助于推进相关进程：

人力。相关人员是否接受过培训，能处理因员工缺席而带来的问题？员工在进行某项工作时未达最佳状态，是否因为缺乏相关培训，或因为这是他们一贯的作风？员工是否会为避免设备故障等不良结果而有意放慢工作进度？设备现场是否采用了5S 现场管理法，并对执行状况进行了监管？

流程。是否所有员工都明白自己的行为对流程上下游的影响？是否所有员工都清楚整个流程中的关键（或瓶颈）在哪？是否同时存在完成一项工作的形式方法和实际方法？是否考虑了防错法（poka-yoke）及其对整个进程的影响？是否有专人负责工作流程的文件化？

设备。当前设备是否在技术参数范围内运转？设备是否进行常规校准？设备是否放置合理、布局紧凑？

在采矿业的案例中，通过挖掘所有的积极因素来充分利用制约因素。通过精益管理来确定拖斗卡车装运一次通常耗时多久。拖斗卡车的装运始于装载粗粒矿石，运送并卸载到粗碎机，再返回原处，准备下一次装运。碎石装载地和卸载地之间的距离从一二百米到3公里多不等。

每辆拖斗卡车上都装有接近感应开关，用来测量两次卸载矿石之间的时间。相关数据经由接近感应开关传送给连接到移动电话的机载GPS系统，每日更新，再传输到云数据库。

我们测试了每辆拖斗卡车，把实际装运时间和可实现装运时间进行对比。结果参见图3。装运时间更短，则实际装运能力更大，从而充分利用了制约因素。

图3 实际装运时间与可实现装运时间比较

人力、流程和设备

可实现装运时间比实际装运时间少1分30秒。这个差距看似微乎其微，实则不然。如果采矿点有3辆卡车同时运作，每辆卡车的装载量是35 吨，就会出现巨大的累计差距。如果装运一次耗时5分钟，每辆卡车每天可装运96 次（每小时12次，每天工作8小时）。如果装运一次耗时3分30秒，每辆卡车每天可装运136 次（每小时17 次，每天工作8小时）。

从理论上说，相同的设备在相同的工作时间内可以多装载40次。3辆卡车同时运作，每辆卡车的装载量是35 吨，那么装载量可以增加4 200吨。

再来分析一下在人力、流程和设备方面造成这种制约的原因。

人力。相关操作人员没有积极争取最大的产出。他们耽搁了时间。司机在装载前没有准确地将卡车停在最靠近装载机的位置。铲车司机在装载时也不高效，使得装载过程耗时更长。

司机在操作前不知道要求他们装运的次数，所以他们也不了解自己的操作进度。这违背了约瑟夫·朱兰“员工状态可控”的原则。这种状态经过改进后，司机们良性竞争，力争最短的操作时间。每天的成绩可在次日张贴公布，如图4所示。

㉑刘玉东:《社区概念在中国语境下的实质内涵》，《江西师范大学学报》(哲学社会科学版)2011年第3期。

流程。运输途中，如遇到其他车辆经过，会延缓卡车的速度。途中某些地段的路面不够宽，不足以让两辆卡车相向安全通过。必须得有一辆卡车暂停，让另一辆卡车先过，从而耽误了运输时间。

图4 司机操作时间比较图

设备。运输途中的路面不平整。颠簸的路面给司机带来不适，会减少装运次数。所用卡车品牌型号和最大车速不同，给整个装运团队增加了合作的难度，也会减少装运次数。不按要求提前做好车辆维护，造成车辆临时停运，同样影响装运。

沟通策略

在开采点的整个生产流程中，有充分利用或改进制约因素的机会。这个结论在其他开采点也适用。期望指标确定之后，企业各层级（企业高层、战略运营机构和开采团队）都要制定与期望指标直接或间接相关的考核指标。这些相关指标的确定，能使整个企业团结一心，朝着一个共同的目标努力。

图 5 展示的是一个指标金字塔的例子。金字塔有三层。顶层代表包括期望指标在内的高层管理者最关心的指标。中层表示部门管理者最关注的一般指标。底层则是与基层员工具体工作相关的基础指标。

执行6TOC的最后一步是管理层和员工之间的沟通体系。朱兰说，员工状态可控是指员工必须了解工作的目标，清楚自己的工作进展，在工作滞后的情况下，能积极主动地想办法迎头赶上，最后达成目标。

运用精益管理，可以根据企业各层级最关注的指标建立一套沟通体系。企业高层每月通过查阅包含期望指标和其他相关指标的正式财务报表和报告，了解企业运营的相关信息。

图5 采矿业的指标金字塔

图6 6TOC 沟通体系

各分公司或各部门管理层每周获取各地横向对比的相关运营信息。基层管理者和员工则每天看到张贴出的前一日工作的相关数据。6TOC 沟通体系见图6，沟通体系中所用的记分卡和记分板范例见图 7。

图7 沟通体系

事半功倍

6TOC能让采矿企业突破惯有的经营模式和行业盛行的传统思维方式。六西格玛管理、精益管理和约束理论相结合，能让企业事半功倍，无需增加开支就提升产能。

因为生产目标通常在八小时工作时间结束前就能完成，所以，通常在工作时间以外进行的预先维护工作也可以安排在正常工作时间内进行。同样，由于积极安排好预先维护，工厂和设备的利用率也从80%左右提升到95%左右。

在大部分开采点，几乎不需要增加投资就能达到这样的成效。此前，很多老员工都认为必须购买或翻新设备才能达到提升设备的利用率和产能。

由于每吨矿石的生产耗时变少，设备费用也随之减少。由于在吞吐过程中增加了测量，库存的准确性也得以提升，从而避免了会计期末的报表上出现令人惊愕的数据。

采矿点的平均每小时生产吨数比较和每月环比产量见图8（用箱线图表示）。

不断寻求突破的管理者会一直寻找能帮助团队和企业迈向更大成功的管理方法。六西格玛管理和精益管理的有效结合，说明两种管理方法在满足企业或项目需求上的优势是可以互补的。再加上约束理论，三者就形成一个能快速发现问题根源、提出解决办法、直接影响生产效果的强大组合。不论在哪个行业，6TOC都能在充分利用制约因素并改进产能的同时做到省时、省力和省钱，使企业更好地满足包括顾客、供应商、团队成员和管理者在内的各利益相关方的需求。

（王芸 编译）

图8 月度绩效