系统 · 4/8
瓶颈Bottlenecks
必经环节里,产能最低的一环限制整体产出,其他地方提速也帮不上忙。
一条船堵住航道,就让两端的船队停了下来。2021 年 3 月 23 日,“长赐号”在埃及苏伊士运河搁浅,横在航道中。运河管理局主席奥萨马·拉比组织救援,拖船拉拽,挖掘机清理船头附近的泥沙。等待通行的货轮即使换上更强的发动机,也无法穿过被堵住的航道。3 月 29 日,救援人员终于使船脱浅,运河恢复通航。决定船队能否继续前进的,是那段被堵住的水道。
为什么成立
必经环节中,最低产能限制整体产出
每小时只能烤熟六十份面包的烤箱,会把整条生产线卡在六十份。揉面机每小时能做一百份,包装台能处理八十份,但每份成品都必须经过烤箱。工序稳定、原料和订单充足时,持续产出就是每小时六十份。
把各环节处理同一种产品的产能记作 ,整体每小时产出记作 :
白话说,成品必须通过每一道工序,整体产出不能超过其中最低的产能。瓶颈要按任务量与可用产能的比例找:一道工序耗时长,若有足够多台机器并行,也未必卡住全局。
改善瓶颈,才会增加整体产出
把揉面能力从一百份提高到一百二十份,不会多卖出一份面包;继续投料只会增加等待烘烤的面团。把烤箱提高到每小时九十份,整条线才能升到八十份,此时包装台成了新瓶颈。局部效率的提高,只有解除整体约束时才会变成更多产出。
高德拉特把这种判断变成了五步行动:找到约束;先用好现有能力;让其他环节配合它;再投入资源提高它的能力;约束转移后重新寻找。对面包店来说,就是先减少烤箱空转,提前备好合格面团,按烤箱节奏投料,再决定是否添置设备。若面包已经卖不完,下一步该解决的是订单,而不是继续买烤箱。
出处
瓶颈概念来自生产管理与系统分析,并非高德拉特首创。以利亚胡·高德拉特与杰夫·科克斯在 1984 年出版的《目标》中,用工厂故事呈现了约束理论的核心思路:围绕限制整体产出的约束组织改进。书中的工厂是小说场景,不是实验记录;约束理论后来发展出五步聚焦法。
换个领域看
商业
机器越多越慢
2018 年,特斯拉爬坡生产 Model 3 时,马斯克承认过度自动化拖累了生产,并撤掉一套复杂的传送带系统。昂贵设备若让关键工序停顿,就会限制交付。工厂此时最该追问的是:哪一步正在拦住下一辆成车,怎样让它连续工作?
个人生活
晚饭卡在灶台
一家人要同时端上三道热菜,厨房却只有一个可用炉头,每道菜都要炒十分钟。两个人把洗菜、切菜压到五分钟,炒菜仍要依次占用炉头三十分钟。再加一个人切菜不会让热菜更快上桌;把一道菜改用烤箱,才让两道菜能同时烹调。
投资
扩产未必增收
一家有充足订单的矿企,每年能采出一千万吨矿石,专用铁路却只能运走六百万吨。投资者看到新采矿设备时,应先看运输能力是否同步增加。若铁路容量未变,新增开采能力无法带来更多交付;铁路扩容后,也要检查港口能否接住这些货。
遇事时问自己
- 我想增加的整体成果是什么,又用什么单位衡量?
- 每份成果必须经过哪些环节,哪个环节的任务量最接近或超过可用产能?
- 给疑似瓶颈多一点可用时间或能力,整体产出会增加吗?
- 我能否先减少瓶颈的空等、返工和无关任务,并让其他环节按它的节奏安排工作?
- 解除这个约束后,下一个限制会出现在供给、处理能力还是需求端?
边界与误用
最低产能决定整体产出,适用于成果必须经过共同环节、目标明确的流程。多种产品争用同一批设备时,限制会随产品组合变化;并行路线能互相替代时,也不能直接取所有环节的最小值。最常见的误用,是把单次耗时最长的步骤当成瓶颈:耗时长但能大量并行的环节,未必限制每小时产出。若任务是缩短一次交付的等待时间,就要追踪这次任务的实际路径。服务时间忽长忽短时,还应保留余量,不能把关键岗位排满后就认定效率最高。
练一练
一家软件公司批量处理客户的数据转换任务。每份任务都要依次经过自动转换、人工复核和发送。自动转换每份耗时十二分钟,有四台机器同时工作;人工复核每份耗时六分钟,只有一人负责;发送每小时能处理三十份。任务充足,各环节持续工作,转换后的文件越积越多。
哪项调整最可能提高每小时完成并发送的任务数?
一名复核人员每小时只能处理十份,限制了完成量。增加一人后,复核能力升至二十份,整体产出才有机会随之提高。
转换单次耗时最长,优先加机器很直观。但四台机器合计每小时能处理二十份,已经超过复核能力,加机器只会增加等待复核的文件。
机器一直工作容易让人觉得效率提高了。但复核每小时只能接住十份,奖励更多转换量会增加积压,未必增加交付。
客户收到文件才算完成,改善发送环节看起来很直接。但发送能力已经高于前面能提供的任务量,升级后仍要等复核。
这里要比较各环节每小时的总处理能力,不能只比较单份任务的耗时。四台转换机器合计能处理二十份,复核却只有十份;先提高复核能力,才会增加完成并发送的任务数。
一家上市检测公司每月最多接收三万份样本,实验室能检测二万四千份,但报告审核每月只能完成一万二千份。公司准备增加审核人员,把审核能力提高到二万二千份。现有客户每月只需要一万八千份检测,单价不变,近期没有新客户,样本当月检测并出具报告后才确认收入。
投资者对扩员后的月收入,哪种判断最站得住?
收入来自检测服务,关注实验室设备很自然。但现有检测能力已经足够,增加审核人员可以让更多已完成的检测变成收入。
审核能力从一万二千份升到二万二千份,按这个比例估算很诱人。但新增能力需要订单来填满,现有需求只能支持一万八千份。
原先每月最多出具一万二千份报告,扩员后可以满足一万八千份需求。此后限制收入的是订单量,继续增加审核人员也无法凭空增加收入。
实验室有大量闲置能力,收入翻倍看起来有依据。但检测完成还要出具报告,而且客户每月只需要一万八千份。
审核能力提高后,原来的限制被解除,整体成果又受到需求约束。按单价不变计算,从一万二千份增至一万八千份,月收入最多增长五成。
一座社区图书馆开设两个还书窗口。每本书任选一个窗口,就能完成扫码和归还,没有后续共同手续。甲窗口每小时能处理四十本,乙窗口能处理六十本。高峰时每小时有一百二十本书要归还,工作人员可以引导读者分流,两边都能持续工作。
对两个窗口合计的持续处理能力,哪种判断最站得住?
每本书只需经过一个窗口,两条路线可以互相替代。在合理分流且持续工作的条件下,两边的处理能力可以相加。
分流确实能用好两个窗口,容易让人以为队伍就能消失。但需求仍高于两边合计的一百本,等待归还的书还会增加。
看到两个环节的能力不同,取较小值很容易。但书不必依次经过两个窗口,甲窗口不会限制乙窗口完成归还。
让读者选择较快的窗口,似乎能减少等待。但集中到乙窗口会闲置甲窗口,放弃它每小时能完成的四十本。
取最低产能,要求每份成果都必须经过那些环节。这里两个窗口是可替代的路线,每本书只走其中一条,因此应计算合计能力,不能直接取较小值。