TOC理论的SDBR本质分析和优化——《可以量化的管理学》

内容提要：本节首先简要介绍什么是SDBR，然后分析SDBR和DBR的区别，接下来介绍SDBR的使用方法，然后介绍了SDBR广宇计算公式和SDBR的优化。在SDBR广宇计算公式中，给出了SDBR投料时间和安全交期通用的计算方法，假设从投料开始到CCR可以开始生产这段时间所占生产缓冲的比例为a，而从CCR可以开始到生产缓冲结束这段时间的比例就是1-a，那么，

投料日期=CCR计划负荷- a×生产缓冲

安全交期= CCR计划负荷+ (1-a)×生产缓冲

1．什么是SDBR

SDBR（SimplifiedDrum-Buffer-Rope）简化的鼓-缓冲-绳，它是由斯拉根海默所创立，它的本质和DBR相同，但是SDBR在逻辑上取消了DBR中的瓶颈缓冲和装配缓冲，只保留了交货缓冲。DBR认为系统的瓶颈在工厂内部，而瓶颈决定系统的产出。SDBR认为系统的瓶颈在工厂外部，即市场是瓶颈。在供过于求的时代，市场是瓶颈符合大多数工厂的情况。

DBR 的优势在于能够对瓶颈资源进行详细的生产计划排程，充分利用瓶颈资源的产能，从而获得更多的有效产出。

DBR 关注瓶颈产出最大化，SDBR 更关注交期。SDBR通过对生产缓冲的监控、对CCR（Capacity ConstrainedResource，产能限制资源）的展望，确保SDBR 具有更好的交期保护机制。同时，SDBR 对生产的波动也有更好的应对能力。另外，SDBR比DBR更容易实施。

2．SDBR和DBR的区别和联系

SDBR和DBR有什么区别和联系呢？

1）瓶颈位置的区别。DBR认为瓶颈在工厂内，是瓶颈产出决定了工厂可以达到的成果。而SDBR认为瓶颈是市场，在工厂外，是市场决定了工厂可以达到的成果。如果工厂的供给小于市场的需求，那么瓶颈就在工厂内部；如果工厂供给大于市场需求，那么瓶颈就是市场。这和经济学中的供不应求和供过应求的道理相同，供不应求，市场迁就工厂；供过于求，工厂迁就市场，其原理就是TOC中的非瓶颈迁就瓶颈。以当前的市场环境来分析，供不应求的企业少于供过于求的企业。

2）关注点区别。DBR关注于瓶颈产出最大化，而SDBR关注于订单的准时交货。这点区别也是由于瓶颈位置，或者市场的供求关系决定的。DBR处于工厂供不应求的环境中，工厂生产的产品都会被卖出去，而瓶颈决定系统的产出，那么要想工厂的利润最大化，就需要工厂的产出最大化，进而就需要瓶颈产出最大化，所以DBR关注于瓶颈产出最大化。而SDBR处于工厂供过于求的状态，工厂内部的限制资源CCR如果生产最大化，那么必将超过市场需求而形成库存卖不出去，导致工厂的成本增加，所欲SDBR并不要求CCR产出最大化，而是满足市场需求即可。那么为什么SDBR要关注交货期呢？因为在供过于求的市场中，客户就有很多选择，同类产品的售价几乎相同，那么你如何来显示你比别的厂家有优势呢？可靠的交货期就是SDBR提出相对于其他企业的优势。大家都以相同的售价进行销售，但是SDBR可以给客户一个可靠的交货期承诺，从而保证客户在承诺的交货期拿到货物而不会因为订单没完成而对客户造成损失，可靠的交货期相当于减少客户因订单延期的造成的成本增加，即降低客户损失的风险。实行SDBR还可以区别对待不同交期要求的客户，从而为企业争取到快速订单和超快速订单，从而增加企业的产出。在供不应求的DBR环境和供过于求的SDBR环境中，客户对于交期的忍耐程度是不同的。在DBR中，企业供不应求，即使不能按期交货，客户也需要忍耐，即使客户不忍耐交期而使工厂失去了这个订单也没什么事情，因为供不应求，还会有其他客户抢着购买。而在SDBR的环境中，供过于求，客户对于企业的忍耐有限，如果交期不能保证，那么很容易失去客户，而市场是瓶颈，那么订单的丢失就是企业的损失，因为市场决定了工厂的产出。

3）缓冲区别。DBR包含瓶颈缓冲，装配缓冲和出货缓冲这三种缓冲，而SDBR只包含出货缓冲这一种缓冲。

DBR在瓶颈工序之前有瓶颈缓冲，用来应对瓶颈前的墨菲效用，防止瓶颈挨饿；装配点前有装配缓冲，用来应对装配点前的墨菲效应，防止装配点挨饿；市场前有出货缓冲，用来应对市场前的墨菲效应，防止客户挨饿。DBR的种瓶颈缓冲，装配缓冲以及出货缓冲和关键链中的资源缓冲，接驳缓冲以及项目缓冲是一一对应的（如图6-113所示）。

图6-113 DBR模型

SDBR中只有出货一种缓冲，用来应对市场前的所有墨菲效应，为了防止市场挨饿，也就是为了保证订单按期交货。出货缓冲在SDBR中被称为生产缓冲，指从投料到订单完成这段时间。SDBR中的生产缓冲比DBR中的出货缓冲保护的范围更长，因为生产缓冲覆盖了DBR中瓶颈缓冲和装配缓冲的范围（如图6-114所示）。

图6-114 SDBR模型

为什么SDBR要取消瓶颈缓冲和装配缓冲呢？这是基于什么逻辑得到的这个结果呢？

TOC中一个核心观点是要平衡流动而不要平衡产能。既然流动对于产出非常重要，斯拉根海默问道：瓶颈缓冲对于流动是不是一种干扰或中断呢？如果瓶颈缓冲是一种中断，那么我们真的需要瓶颈缓冲吗？因为瓶颈缓冲促使了零件的提早发放，而这些零件会提早达到瓶颈工序前，然后等待瓶颈的加工。而这种等待对于流程来说就是一种中断，由于提早投料而延长了交货期。如果墨菲效应没有发生，那么DBR的极限交货期=加工时间+瓶颈缓冲时间，而SDBR的极限交货期=加工时间，DBR比SDBR多了一个瓶颈缓冲时间，从而与SDBR的关注点交期这个目标相违背，所以SDBR取消了瓶颈缓冲，同理，SDBR也取消了装配缓冲。SDBR在逻辑上取消了瓶颈缓冲和装配缓冲，但是实际中这个缓冲还是存在的。如果实际不存在这个缓冲，那么CCR只需要上道工序过来什么就加工什么就行，因为没有其他选择。而缓冲管理却是需要CCR按照缓冲状态来决定谁先生产和谁后生产，那么就必然存在选择，也就是有缓冲。

4）鼓区别。

在DBR中，认为瓶颈在工厂内部，即由工厂内部的瓶颈做鼓，来确定生产节奏和投料速度。而在SDBR中，认为市场是瓶颈，由市场做鼓。在DBR中，需要按照瓶颈的节奏对生产进行详细的排产。在SDBR中，由于取消了瓶颈缓冲，就不需要对瓶颈进行详细的排产，而是使用CCR计划性负荷来代替。CCR计划性负荷可以通过利特尔法则进行计算。CCR计划性负荷时间=在制品数量×CCR时间，这里的在制品值在一定时间范围内所以订单订购的数量，CCR时间指生产CCR生产一个零件的时间。在SDBR中，由于瓶颈是市场，工厂的供给能力大于市场需求能力，那么CCR会有闲置的情况发生。

5）绳子区别。

在DBR中，是通过瓶颈点和装配点的节奏来确定绳长来投料的，而在SDBR中是通过市场来确定绳长来投料的。

6）缓冲管理的区别。

在DBR中，有瓶颈缓冲，装配缓冲和出货缓冲，所以就有3个缓冲管理。在SDBR中只有生产缓冲，所以SDBR只有一个缓冲管理。

缓冲状态=（缓冲全长 - 剩余缓冲）/缓冲全长=已用缓存/缓冲全长

比如缓冲全长是10天，剩余2天，那么缓冲状态就是（10-2）/10=80%，如果缓冲剩余15天，那么缓冲状态就是（10-15）/10= -50%。

在DBR中的缓冲，有时可以转化为库存缓冲，比如瓶颈前的缓冲。假设瓶颈生产1个零件的时间是20分钟，而瓶颈前有3小时的缓冲，就是瓶颈前有3小时的在制品等待瓶颈生产，那么这个瓶颈缓冲可以转化为库存缓冲，库存缓冲=瓶颈时间缓冲/瓶颈节拍=3×60/20=9个。而在SDBR中的生产缓冲就是时间缓冲，没办法转化为库存缓冲，所以时间缓冲的通用性更广一些。

这里介绍一下处理缓冲的两大方法，方法一是缓冲补充，方法二是优先级排序。流水线生产，精益生产和丰田生产方式采用的是缓冲补充的方法，而TOC制约理论主要采用优先级排序的方法。

缓冲补充方法：缓冲补充方法就是设定一个缓冲，可以是空间缓冲，库存缓冲或者时间缓冲，当缓冲减少时，通过上道工序的生产将缓冲补充到设定值，然后停止此产品的生产。比如在丰田生产方式中，一个工序的A产品的设定库存缓冲是3个，当下道工序取走2个后，缓冲偏差变为2个，此时此道工序生产2个来补充这个缓冲到3个。而在TOC的瓶颈缓冲中，假设瓶颈缓冲是180分钟，而由于投料发生延迟问题而导致缓冲变为120分钟，那么缓冲偏差就是缓冲设定-剩余缓冲=缓冲偏差=180-120=60分钟。如果瓶颈节拍时20分钟/个，那么投料可以增加3个零件的投料，从而增加60分钟的瓶颈缓冲。

优先级排序方法：优先级排序方法是TOC制约理论特有的缓冲管理方法，它优先生产缓冲状态高的产品，从而保证此产品先生产完。缓冲状态为80%的产品的优先级高于缓冲状态为60%的产品。优先级排序在SDBR中尤为重要，因为CCR没有详细的生产排程，它只能通过缓冲状态来决定先生产哪种产品，从而保证订单交期的可靠性。

优先级排序适用于多样化的产品，特别是交期要求多样的产品。对于单一标准化的产品，优先级排序的作用不大。比如某工厂只生产1种标准化的产品，那么生产出来的产品就适用于它的所有客户，任意一个零件的先生产出来和后生产出来没有区别，都是同一种零件，都满足客户需求。

3．SDBR的使用

在SDBR中，以市场需求为鼓，用一个生产缓冲代替原来的瓶颈缓冲和出货缓冲。不再为瓶颈做详细排程， 只对投料排程，但须监控CCR（内部瓶颈工序）的负荷。

SDBR中有两个重要的日期，一个是投料日期，一个是安全交货日期。投料日期=CCR负荷计划-1/2生产缓冲，安全交期= CCR负荷计划+1/2生产缓冲。其中生产缓冲是指从订单派遣到订单完成所消耗的时间，而斯拉根海默说这个生产缓冲要充裕，即保证在生产缓冲内订单可以完成。生产缓冲并不包括向客户交货的过程中消耗的运输时间。生产缓冲如何确定呢？斯拉根海默建议将工厂当初的生产提前期减半作为生产缓冲。如果之前这家工厂的生产提前期是20天，那么取20天的一半，即10天作为生产缓冲。这样做的基本原理是，通过消除大批量生产和很高的在制品水平，已经大大减少了流程中的主要中断，考虑到净加工时间只占生产提前期的很小一部分，那么通过将等待时间减半，总的生产提前期就能减半。

图6-115 SDBR投料和交期计算

一个企业的生产缓冲是10天，CCR的负荷计划排产到13号，那么一个新订单的CCR就增加在13日的后边。这个订单的投料日期= CCR负荷-1/2生产缓冲= 13-1/2×10=8号，安全交期= CCR负荷+1/2生产缓冲=13+1/2×10=18号，即这个订单的投料日期是8号，而安全交期是18号。市场的同类产品的标准交货期是20天，而这个订单在18号完成，还有7天的弹性时间（如图6-115所示）。

这个生产缓冲可以是一个标准订单从投料到完成的时间，比如标准订单的批量是48个，如果大于48个，那么就可以切成几个标准订单进行排产；如果小于48个可以按照标准订单进行排产。

CCR负荷是如何计算的呢？假设工厂内部的CCR速度是10分钟/个，一天工作8小时，那么8小时就是480分钟，可以生产48个产品。如果一个订单是48个，那么这个订单就占用了1天的CCR负荷，而如果一个订单是24个，那么它就占用0.5天CCR负荷，CCR负荷是一个时间段内所有订单占用CCR时间的累加。

为了应对快速订单，CCR通常留有一定的产能，这样当接到快速订单是，这部分产能就可以去生产，从而保证快速订单的交期，而又不影响正常订单的交期，因为正常订单是按照80%的CCR计算的交期（如图6-116所示）。

图6-116 SDBR预留产能

而如果在这段期间没有接到快速订单，那么这部分CCR产能就可以用来生产正常的订单，而不会浪费CCR产能。

3．SDBR的投料时间和安全交期的分析

在SDBR中，为什么选用1/2生产缓冲来计算投料时间和安全交期呢？那是因为SDBR假设CCR在生产缓冲的中间部位，而如果实际中CCR不在生产缓冲的中间，会出现什么问题呢？

如果CCR在生产缓冲的头部，那么按照1/2生产缓冲计算的投料时间是8号，安全交期是18号，而实际中，投料日期应该是11号，而安全交期是21号。提前投料的影响不是很大，但是安全交期计算少了，很可能不能安全交货，从而带来损失（如图6-117所示）。

图6-117 CCR在生产缓冲头部的影响

如果CCR在生产缓冲的尾部，那么按照1/2生产缓冲计算的投料时间是8号，安全交期是18号，而实际中，投料日期和安全交期也分别是8号和18号。但是由于CCR在生产缓冲的尾部，预计在13日出现这个订单的CCR工作并没有出现，而是在16日才出现，那么CCR就需要等到16日才能加工这个订单，从而导致CCR挨饿，降低了系统的产出（如图6-118所示）。

图6-118 CCR在生产缓冲尾部的影响

对于这两种情况，TOC专家给出了建议。如果CCR在生产缓冲的头部，那么投料延后20%，安全交期延后20%。如果CCR在生产缓冲的尾部，那么投料提前20%，安全交期提前20%。

斯拉根海默的处理更复杂难懂一些，他在《Supply ChainManagement at Warp Speed》中将给出了一个包括前部正常加工，中间长时间加工和后部正常加工的生产流程（如图6-119所示）。

图6-119 斯拉根海默的例子

他说，如果CCR在前部，那么

安全交期=LP +1/2B1 + OL + B2，

(Planned load + half the upstream buffer + length of the long operation +

full downstream buffer)；

投料时间= LP -1/2B1

(Planned load - half the upstream buffer)。

如果CCR在后部，那么

安全交期=LP +1/2B2

(Planned load + half the last time buffer)；

前部缓冲交期[or OL(START DATE)]= LP - 1/2B2 - OL

(Planned load - half the last time buffer - the time for the long

operation)；

而投料时间= OL(START DATE) - B1

(Due date for the start of the long operation - the first time buffer)。

可以整理得到投料时间= OL(START DATE) - B1= LP - 1/2B2 - OL -B1

之所以这里边还是使用1/2，那是因为斯拉根海默假设CCR在前部或后部正常加工的中间位置。

看完斯拉根海默的原版说明，大家可能更困惑了，投料日期和安全交期到底如何计算，每一次都要去套斯拉根海默的模型吗？计算错误要么导致到期无法提交产品，要么CCR挨饿，这都降低了工厂的产出。