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約束理論

1.約束理論概述

約束理論(Theory of Constraints, TOC)是以色列物理學(xué)家、企業(yè)管理顧問戈德拉特博士(Dr.Eliyahu M.Goldratt)在他開創(chuàng)的優(yōu)化生產(chǎn)技術(shù)(Optimized Production Technology,OPT)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的管理哲理,該理論提出了在制造業(yè)經(jīng)營生產(chǎn)活動(dòng)中定義和消除制約因素的一些規(guī)范化方法,以支持連續(xù)改進(jìn)(Continuous Improvement)。同時(shí)TOC也是對MRPII和JIT在觀念和方法上的發(fā)展。

戈德拉特創(chuàng)立約束理論的目的是想找出各種條件下生產(chǎn)的內(nèi)在規(guī)律,尋求一種分析經(jīng)營生產(chǎn)問題的科學(xué)邏輯思維方式和解決問題的有效方法??捎靡痪湓拋肀磉_(dá)TOC,即找出妨礙實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)目標(biāo)的約束條件,并對它進(jìn)行消除的系統(tǒng)改善方法。

TOC強(qiáng)調(diào)必須把企業(yè)看成是一個(gè)系統(tǒng),從整體效益出發(fā)來考慮和處理問題,TOC的基本要點(diǎn)如下:

1.企業(yè)是一個(gè)系統(tǒng),其目標(biāo)應(yīng)當(dāng)十分明確,那就是在當(dāng)前和今后為企業(yè)獲得更多的利潤

2.一切妨礙企業(yè)實(shí)現(xiàn)整體目標(biāo)的因素都是約束

按照意大利經(jīng)濟(jì)學(xué)家帕拉圖的原理,對系統(tǒng)有重大影響的往往是少數(shù)幾個(gè)約束,為數(shù)不多,但至少有一個(gè)。約束有各種類型,不僅有物質(zhì)型的,如市場、物料、能力、資金等,而且還有非物質(zhì)型的,如后勤及質(zhì)量保證體系、企業(yè)文化管理體制、規(guī)章制度、員工行為規(guī)范工作態(tài)度等等,以上這些,也可稱為策略性約束。

3.為了衡量實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的業(yè)績和效果,TOC打破傳統(tǒng)的會(huì)計(jì)成本概念,提出了三項(xiàng)主要衡量指標(biāo),即有效產(chǎn)出、庫存和運(yùn)行費(fèi)用。TOC認(rèn)為只能從企業(yè)的整體來評價(jià)改進(jìn)的效果,而不能只看局部。庫存投資和運(yùn)行費(fèi)用雖然可以降低,但是不能降到零以下,只有有效產(chǎn)出才有可能不斷增長(見下表)。

4.鼓-緩沖-繩法(Drum-Buffer-Rope Approach,DBR法)和緩沖管理法(Buffer Management)

TOC把主生產(chǎn)計(jì)劃(MPS)比喻成"鼓",根據(jù)瓶頸資源和能力約束資源(Capacity Constraint Resources,CCR)的可用能力來確定企業(yè)的最大物流量,作為約束全局的"鼓點(diǎn)",鼓點(diǎn)相當(dāng)于指揮生產(chǎn)的節(jié)拍;在所有瓶頸和總裝工序前要保留物料儲(chǔ)備緩沖,以保證充分利用瓶頸資源,實(shí)現(xiàn)最大的有效產(chǎn)出。必須按照瓶頸工序的物流量來控制瓶頸工序前道工序的物料投放量。換句話說,頭道工序和其它需要控制的工作中心如同用一根傳遞信息的繩子牽住的隊(duì)伍,按同一節(jié)拍,控制在制品流量,以保持在均衡的物料流動(dòng)條件下進(jìn)行生產(chǎn)。瓶頸工序前的非制約工序可以用倒排計(jì)劃,瓶頸工序用順排計(jì)劃,后續(xù)工序按瓶頸工序的節(jié)拍組織生產(chǎn)。

5.定義和處理約束的決策方法

TOC強(qiáng)調(diào)了三種方法,統(tǒng)稱為思維過程(Thinking Processes,TP),見下表:

約束理論(Theory of Constraints,TOC) 圖例2

應(yīng)用TOC獲得成功的企業(yè)很多,如美國得克薩斯食品公司深感縮短提前期在競爭上的必要性,從1992年就開始進(jìn)行了TOC改善活動(dòng)。它先以福特公司的電子事業(yè)部為樣板引進(jìn)了TOC,結(jié)果省去了為增產(chǎn)所需的數(shù)億美元的投資。半導(dǎo)體烏耶哈工廠也引進(jìn)了TOC,提前期在1年半內(nèi)減少了75%,生產(chǎn)能力在同樣的設(shè)備條件下提高了25%。

2.約束理論產(chǎn)生的背景

約束理論(Theory of Constraints,TOC)是以色列物理學(xué)家戈德拉特博士(Dr。 Eliyahu M。 Goldratt)在他的優(yōu)化生產(chǎn)技術(shù)(Optimized Production Technology,OPT)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。

OPT是Goldratt博士和其他三個(gè)以色列籍合作者創(chuàng)立的,他們在1979年下半年在美國成立了CreativeOutput公司。接下去的七年中,OPT有關(guān)軟件得到發(fā)展,同時(shí)OPT管理理念和規(guī)則開始成熟起來。CreativeOutput公司的發(fā)展幾起幾落,后關(guān)閉。OPT的軟件所有權(quán)轉(zhuǎn)讓給一家名為SchedulingTechnologyGroup的英國公司。

TOC首先是作為一種制造管理理念出現(xiàn)。《The Goal》、《The Race》這兩本最初介紹TOC的書引起了讀者的廣泛興趣和實(shí)施這套理念的熱情。TOC最初被人們理解為對制造業(yè)進(jìn)行管理、解決瓶頸問題的方法,后來幾經(jīng)改進(jìn),發(fā)展出以"產(chǎn)銷率、庫存、經(jīng)營成本"為基礎(chǔ)的指標(biāo)體系,逐漸形成為一種面向增加產(chǎn)銷率而不是傳統(tǒng)的面向減少成本的管理理論和工具,并最終覆蓋到企業(yè)管理的所有職能方面。

1984年,Goldratt博士在他出版的第一本以小說體寫成的TOC專著《目標(biāo)》中,描述了一位廠長應(yīng)用約束理論使工廠在短時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)虧為盈的故事。Goldratt博士把一個(gè)企業(yè)比喻作一條鏈子。鏈子連結(jié)在一起象征一個(gè)完整的系統(tǒng),能夠產(chǎn)生巨大的力量,就像企業(yè)內(nèi)部各個(gè)部門、科室互相配合、親密合作,為股東帶來巨額利潤一般。Goldratt博士認(rèn)為任何一種體制至少都會(huì)有一個(gè)約束因素,從而阻礙它充分發(fā)揮潛能。以企業(yè)為例,它經(jīng)常為各種不確定的因素所阻礙,無法實(shí)現(xiàn)利潤最大化。這個(gè)系統(tǒng)就如同我們的鏈條比喻一樣,約束因素使它無法承受重荷而很容易斷裂。這個(gè)簡單而形象的比喻深入人心,加上書中描述的問題在很多企業(yè)普遍存在,使人讀起來有親切感。一時(shí)間,該書在全球暢銷,銷售200多萬冊。1986年后半年,Goldratt博士和RobertE。Fox共同創(chuàng)立Goldratt研究機(jī)構(gòu)。1991年,當(dāng)更多的人開始知道和了解TOC的時(shí)候,TOC又發(fā)展出用來邏輯化、系統(tǒng)化解決問題的"思維過程"(ThinkingProcess,即TP)。TOC理論就這樣經(jīng)過不斷地發(fā)展而逐漸成熟。

約束理論在美國企業(yè)界得到很多應(yīng)用,在20世紀(jì)90年代逐漸形成完善的管理體系。美國生產(chǎn)及庫存管理協(xié)會(huì)(American Product and Inventory Control Society, APICS)非常關(guān)注TOC,稱其為“約束管理(Constraint Management)”,并專門成立了約束管理研究小組。該小組認(rèn)為:TOC是一套管理理念與管理工具的結(jié)合。“約束”即企業(yè)在實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)的過程中現(xiàn)存的或潛伏的制約因素。約束管理是通過逐個(gè)識別和消除這些約束,使得企業(yè)的改進(jìn)方向和改進(jìn)策略明確化,從而達(dá)到幫助企業(yè)更有效地實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)的目的。

總結(jié)起來,TOC就是關(guān)于進(jìn)行改進(jìn)和如何最好地實(shí)施這些改進(jìn)的一套管理理念和管理原則,可以幫助企業(yè)識別出在實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的過程中存在著哪些制約因素,并進(jìn)一步指出如何實(shí)施必要的改進(jìn)以消除這些約束,從而更有效地實(shí)現(xiàn)企業(yè)目標(biāo)。

3.TOC的九條原則

TOC的九條生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃制定原則:

  1. 不要平衡生產(chǎn)能力,而要平衡物流
  2. 非瓶頸資源的利用水平不是由自身潛力所決定,而是由系統(tǒng)的約束來決定
  3. 資源的利用與活力不是一碼事
  4. 瓶頸損失1小時(shí),相當(dāng)于整個(gè)系統(tǒng)損失1小時(shí)
  5. 非瓶頸上節(jié)約開1小時(shí),無實(shí)際意義
  6. 瓶頸制約了系統(tǒng)的產(chǎn)銷率和庫存
  7. 轉(zhuǎn)運(yùn)批量可以不等于1,而且在大多數(shù)情況下不應(yīng)該等于加工批量
  8. 加工批量不是固定的,應(yīng)該是隨時(shí)間而變化
  9. 優(yōu)先權(quán)只能根據(jù)系統(tǒng)的約束來設(shè)定,提前期是作業(yè)計(jì)劃的結(jié)果(不是預(yù)先設(shè)定的)

4.TOC的五大核心步驟

TOC有一套思考的方法和持續(xù)改善的程序,稱為五大核心步驟(Five Focusing Steps),這五大核心步驟是:

第一步,找出系統(tǒng)中存在哪些約束。

第二步,尋找突破(Exploit)這些約束的辦法。

第三步,使企業(yè)的所有其他活動(dòng)服從于第二步中提出的各種措施。

第四步,具體實(shí)施第二步中提出的措施,使第一步中找出的約束環(huán)節(jié)不再是企業(yè)的約束。

第五步,回到步驟1,別讓惰性成為約束,持續(xù)不斷地改善。

5.MRPⅡ、JIT和TOC的對比分析[1]

MRPⅡ起源于美國,根植于批量生產(chǎn)方式。其優(yōu)勢在于長期計(jì)劃能力,缺點(diǎn)集中于:(1)提前期、批量等參數(shù)預(yù)先靜態(tài)設(shè)定;(2)能力約束考慮不足;(3)計(jì)劃與控制相分離;(4)底層功能較弱,造成計(jì)劃的抗擾動(dòng)能力差。適用于有一定批量、提前期相對穩(wěn)定、能力需求波動(dòng)不大的生產(chǎn)類型。

JIT起源于日本,根植于重復(fù)性生產(chǎn)方式。其缺點(diǎn)在于:(1)整體計(jì)劃性弱,生產(chǎn)控制只是被動(dòng)跟隨;(2)追求零庫存,但未考慮到庫存對系統(tǒng)的產(chǎn)銷率、物流平衡等方面的正面影響;(3)對設(shè)備、人員及供應(yīng)鏈要求很高。JIT最適用的是按訂單裝配(ATC))且物流發(fā)達(dá)的生產(chǎn)類型。

TOC起源于以色列,由猶太人物理學(xué)家Eliyahu M,Goldratt博士率先提出,根植于離散型生產(chǎn)方式。TOC的優(yōu)勢在于:(1)正視瓶頸的存在并充分利用瓶頸把瓶頸計(jì)劃調(diào)度和非瓶頸的計(jì)劃調(diào)度區(qū)別對待;(2)TOC不需要預(yù)先設(shè)定提前期,提前期是編制計(jì)劃的結(jié)果;(3)綜合了推拉兩種方式的優(yōu)點(diǎn);(4)TOC承認(rèn)能力不平衡的絕對性,保證生產(chǎn)物流的平衡和生產(chǎn)節(jié)奏的同步;(5)TOC是集計(jì)劃與控制于一體的方法,實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)計(jì)劃與控制的和諧與統(tǒng)一。TOC主要適用于離散生產(chǎn)、機(jī)群型布置多品種批量生產(chǎn)和有多種產(chǎn)品搭配組合的訂貨生產(chǎn)及訂貨組裝生產(chǎn)。

6.約束理論的核心及關(guān)鍵技術(shù)[1]

1.約束理論的核心思想

約束理論認(rèn)為:企業(yè)的最終目標(biāo)就是在現(xiàn)在和將來賺取更多的利潤,只有當(dāng)企業(yè)能夠持續(xù)盈利的時(shí)候,才能夠在競爭中求得生存。采用TP會(huì)計(jì)理論(through put accounting)作為衡量企業(yè)能否獲利的標(biāo)準(zhǔn),與傳統(tǒng)的財(cái)務(wù)指標(biāo)體系(產(chǎn)銷率T、庫存I、運(yùn)行費(fèi)OE)的關(guān)系如圖1所示。

Image:圖1 作業(yè)指標(biāo)、財(cái)務(wù)指標(biāo)與制造周期的關(guān)系.jpg

從圖1中可以看出,產(chǎn)銷率的增加、庫存和運(yùn)行費(fèi)用的降低可以提高凈利潤,增大投資收益率和增加現(xiàn)金流量。但是,要想通過減少庫存和運(yùn)行費(fèi)用來實(shí)現(xiàn)多賺錢的目標(biāo)是有限度的,因?yàn)樵跇O限的情況下也只能把庫存和運(yùn)行費(fèi)減少到零,而通過產(chǎn)銷率來增加利潤卻有著無限的可能。

那么,如何增加系統(tǒng)的產(chǎn)銷率呢?約束理論認(rèn)為,系統(tǒng)的產(chǎn)銷率是由系統(tǒng)中的一個(gè)或者少數(shù)的幾個(gè)約束環(huán)節(jié)(通常又稱“瓶頸”)所決定的。所以,增加系統(tǒng)的產(chǎn)銷率最有效的辦法就是充分利用瓶頸的活力。因?yàn)?,“瓶頸上損失一小時(shí)等于整個(gè)系統(tǒng)損失一小時(shí)”,“非瓶頸的利用程度不由其本身決定,而由系統(tǒng)的瓶頸決定”。因此,約束理論的核心就在于充分利用瓶頸資源,不斷突破系統(tǒng)約束,如此往復(fù),有針對性、有重點(diǎn)地對系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)。

2.約束理論在生產(chǎn)計(jì)劃中應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)

在制造系統(tǒng)中應(yīng)用約束理論制定生產(chǎn)計(jì)劃,其所涉及到的關(guān)鍵技術(shù)和步驟包含以下三個(gè)方面:

(1)瓶頸資源識別。對于制造系統(tǒng),瓶頸資源就是指那些生產(chǎn)任務(wù)量大于其生產(chǎn)能力的設(shè)備/制造單元。因?yàn)樵谌蝿?wù)不斷變化的單件小批量生產(chǎn)環(huán)境下生產(chǎn)能力不平衡是必然的、不可避免的;生產(chǎn)能力不平衡說明必然存在能力上的薄弱環(huán)節(jié),即瓶頸環(huán)節(jié);企業(yè)計(jì)劃與控制的重點(diǎn)應(yīng)是企業(yè)的瓶頸環(huán)節(jié)。

(2)瓶頸資源排產(chǎn)。瓶頸資源的確定將企業(yè)的整個(gè)生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)劃分為關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)和非關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò),將需要生產(chǎn)的零部件劃分為關(guān)鍵件和一般件。為保證瓶頸資源的充分利用,需按照生產(chǎn)訂單的重要、緊急程度對瓶頸資源上的生產(chǎn)任務(wù)按照一定規(guī)則、合理的批量進(jìn)行排序。

(3)DBR系統(tǒng)排產(chǎn)。安排好瓶頸資源上的生產(chǎn)任務(wù)后,需要在整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)恰當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置合理的緩沖,選取合適的批量,瓶頸資源之前的工序按照“拉動(dòng)”方式進(jìn)行,瓶頸資源之后的工序按照“推動(dòng)”方式進(jìn)行,完成計(jì)劃期內(nèi)所有任務(wù)的排產(chǎn)。

7.瓶頸的時(shí)間性及識別方法

 1.瓶頸資源的定義

  一般來說,瓶頸可以是三種類型:資源、市場和法規(guī)。對于一個(gè)生產(chǎn)型企業(yè),假定瓶頸資源就是生產(chǎn)系統(tǒng)能力最薄弱的環(huán)節(jié),即瓶頸設(shè)備。從實(shí)現(xiàn)計(jì)劃目標(biāo)的角度出發(fā),把凡是設(shè)備負(fù)荷率達(dá)到或接近100%(如97%以上)的設(shè)備定為瓶頸資源。因此,對于瓶頸資源可以做出如下定義:

  對于系統(tǒng)中的 件資源X1X2...Xn,實(shí)際產(chǎn)出能力為C1、C2...Cn,系統(tǒng)的外部需求量為MR1MR2...MRn。某些資源之間存在互為輸入和輸出的關(guān)聯(lián)關(guān)系R。假設(shè)與資源Xi相關(guān)聯(lián)的資源組成的集合為S,即:

  S= {j|j ne i land exists R(X_i,X_j)}

  那么,當(dāng)且僅當(dāng) C_i le  min(MR_i, min(forall C_j, j in S))時(shí),資源Xi為瓶頸資源。

  2.瓶頸的時(shí)間性及識別方法

  在實(shí)際生產(chǎn)過程中,系統(tǒng)的瓶頸隨生產(chǎn)任務(wù)的更改和人員、設(shè)備等外界因素的變動(dòng)而動(dòng)態(tài)變化。所以,同一資源在計(jì)劃期內(nèi)負(fù)荷率還與時(shí)間有關(guān)系,稱為瓶頸的時(shí)間性。因此識別瓶頸資源就需要根據(jù)一定的規(guī)則對計(jì)劃期進(jìn)行時(shí)間段劃分,分別計(jì)算每臺(tái)設(shè)備在相應(yīng)時(shí)間段內(nèi)的任務(wù)負(fù)荷率。時(shí)間段的劃分有兩個(gè)步驟:(1)各零件工序交貨期的計(jì)算;(2)按照一定的規(guī)則進(jìn)行時(shí)間段的劃分。下面由一個(gè)例子說明任務(wù)計(jì)劃期內(nèi),基于時(shí)間段的瓶頸資源的確定方法。

  假設(shè)已知:A、B、C、D、E、F六種零件的生產(chǎn)工藝、工時(shí)定額和零件的交貨期,如表1所示(在這里假設(shè)生產(chǎn)批量已知)。假設(shè)零件A、B、c、D、E、F的各工序之間的運(yùn)輸和檢驗(yàn)時(shí)間如表2所示。

表1 各零件的工時(shí)定額及交貨期
零件名稱生產(chǎn)批量序名稱及工時(shí)定額(單位:分鐘)零件交貨期
12345
A400車0.06鉆0.02鏜0.06磨0.04第十周末
B20o車0.03車0.05鉆0.04鏜0.07銑0.05第九周末
C20o銑0.08鉆0.04鏜0.08磨0.05第九周末
D400車0.06銑0.08車0.04鏜0.08磨0.06第十周末
E600車0.05銑0.05鉆0.02車0.04鏜0.08第十周末
F400銑0.06銑0.08鉆0.04磨0.06第十周末
表2 運(yùn)輸和檢驗(yàn)時(shí)間   單位:小時(shí)
零件1—22—33—44—5
A132
B0131
C132
D1122
E1112
F011

 上述六種零件均在一個(gè)成組單元內(nèi)生產(chǎn)。該生產(chǎn)單元有車床2臺(tái),銑床、鏜床、鉆床、磨床各1臺(tái)。假設(shè)每周按6個(gè)班,每班工作8小時(shí)計(jì)算,第十周末為廠歷的第480小時(shí);計(jì)劃期為第四周末到第十周末,即從廠歷的第192小時(shí)開始到第480小時(shí)結(jié)束;上個(gè)計(jì)劃期內(nèi)遺留下來的任務(wù)有:車192小時(shí)、銑96小時(shí)、鉆72小時(shí)、鏜150小時(shí)、磨88小時(shí)。

  第一步,計(jì)算各工序的工序交貨期。

  各零件的工序最遲完工時(shí)間可按下式計(jì)算:

T_ij = T_j - sum_{t+1}^n Q_j times t_{ij} - sum_{t+1}^{n-1} t_{ch}    (1)

  其中,Tij為j零件i工序的最遲交貨時(shí)間;Tj為j零件的最遲交貨時(shí)間;sum_{t+1}^n Q_j times t_{ij}為一批j零件自i+1至n工序的加工時(shí)間,批量為Qjsum_{i+1}^{n-1} t_{ch}為某工件由i+1工序到n-1工序的工序間運(yùn)輸和檢驗(yàn)時(shí)間之和。

  為了研究的方便,假定在各工序零件的生產(chǎn)批量和零件的需求批量相等;運(yùn)輸和檢驗(yàn)可以當(dāng)成是零件的一道加工工序,計(jì)算出開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間。由(1)式計(jì)算得到各機(jī)床上各工序的開始時(shí)間和完工時(shí)間(如表3所示)。

Image:表3 零件各工序交貨時(shí)間計(jì)算表.jpg

  第二步,劃分設(shè)備的時(shí)間段。因?yàn)槠款i具有時(shí)間性,在計(jì)算各設(shè)備負(fù)荷率之前必須進(jìn)行時(shí)間段的劃分。本文提出在劃分設(shè)備的時(shí)間段時(shí)應(yīng)遵循以下幾條規(guī)則。

  規(guī)則一:每個(gè)時(shí)間段內(nèi)必須都包含有完整的任務(wù)。這樣可以避免部分任務(wù)被掩蓋,真實(shí)反映設(shè)備的實(shí)際負(fù)荷狀況。

  規(guī)則二:合并原則。對某一臺(tái)機(jī)床而言,若一個(gè)時(shí)間段內(nèi)只有一個(gè)單獨(dú)的任務(wù),則應(yīng)與在該機(jī)床上加工的上一個(gè)時(shí)間段相結(jié)合,形成一個(gè)新的時(shí)間段。因?yàn)椋绻谀硞€(gè)時(shí)間段內(nèi)只含有一道任務(wù)的話,則該時(shí)間段內(nèi)的機(jī)床的負(fù)荷率一定為1,根據(jù)TOC中對瓶頸資源的定義,負(fù)荷率大于或等于1的資源即為瓶頸資源,這樣就會(huì)造成假瓶頸的出現(xiàn)。如果該任務(wù)是本計(jì)劃期內(nèi)該機(jī)床所承擔(dān)的第一項(xiàng)加工任務(wù)(上期遺留任務(wù)不在此列),則不受該規(guī)則的限制。

  規(guī)則三:所劃分的兩個(gè)時(shí)間段之間不允許出現(xiàn)間斷。將劃分的時(shí)間段按照時(shí)間大小進(jìn)行排序,如果上一時(shí)間段的結(jié)束時(shí)間不是下一時(shí)間段的開始時(shí)間,則需要將下一個(gè)時(shí)間段的開始時(shí)間調(diào)整為上一個(gè)時(shí)間段的結(jié)束時(shí)間。因?yàn)樵谶@里計(jì)算出的時(shí)間均是各工序的最遲完工時(shí)間,不能推遲,只能提前。

  規(guī)則四:第一個(gè)時(shí)間段的開始時(shí)間應(yīng)為計(jì)劃期的開始時(shí)間。

  在對設(shè)備進(jìn)行時(shí)間段劃分和負(fù)荷率計(jì)算時(shí),上述四條規(guī)則的優(yōu)先級別從高到低,應(yīng)按順序執(zhí)行?,F(xiàn)以鏜床為例,說明在時(shí)間段劃分中運(yùn)用上述原則的具體過程:(1)統(tǒng)計(jì)所有在鏜床上加工的負(fù)荷及其開始和結(jié)束時(shí)間,并按照開始時(shí)間的大小進(jìn)行排序;(2)根據(jù)上述的四種規(guī)則進(jìn)行時(shí)間段的合并,并計(jì)算鏜床的負(fù)荷率。過程如圖2所示。鏜床的時(shí)間段劃分結(jié)果如圖3所示。

Image:約束理論的瓶頸識別研究.jpg

  由圖3可知,采用改進(jìn)的時(shí)間段劃分方法,可以更準(zhǔn)確地反映設(shè)備的實(shí)際負(fù)荷情況,由此計(jì)算出的負(fù)荷率更能用于指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)。有效的瓶頸資源確定方法為后續(xù)進(jìn)行瓶頸資源排產(chǎn),實(shí)施DBR方法,突破系統(tǒng)約束奠定了基礎(chǔ)。

8.TOC的主要技術(shù)工具

一、 思維流程分析法

TOC理論最終就是要尋求顧客需求企業(yè)能力的最佳配合,對約束環(huán)節(jié)進(jìn)行有效的控制,其余的環(huán)節(jié)相繼地與這一環(huán)節(jié)同步。

一種管理思想總是需要相應(yīng)的管理技術(shù)的支持。思維流程(Thinking Process,即TP)是TOC主要的工作方法之一,思維流程有以下主要的技術(shù)工具:

現(xiàn)實(shí)樹(Reality Tree)

現(xiàn)實(shí)樹工具用來幫助人們認(rèn)清企業(yè)現(xiàn)實(shí)存在的狀況。

現(xiàn)實(shí)樹是因果圖,分為當(dāng)前現(xiàn)實(shí)樹(Current Reality Tree, CRT)和未來現(xiàn)實(shí)樹(Future Reality Tree, FRT)。現(xiàn)實(shí)樹的建立要嚴(yán)格遵循若干條邏輯規(guī)則,從“樹根”開始,向“樹干”和“樹枝”發(fā)展,一直到“樹葉”?!皹涓笔歉拘缘脑颍皹涓伞焙汀皹渲Α笔侵虚g結(jié)果,“樹葉”是最終結(jié)果。對于當(dāng)前現(xiàn)實(shí)樹來講,“樹葉”是一些人們不滿意的現(xiàn)象,“樹根”是造成這些現(xiàn)象的根本原因或核心問題所在。而在未來現(xiàn)實(shí)樹當(dāng)中,它的“樹根”是解決核心問題的方案,“樹葉”是最終人們想看到的結(jié)果。

當(dāng)前現(xiàn)實(shí)樹(Current Reality Tree, CRT)

描繪當(dāng)前現(xiàn)實(shí)樹(Current Reality Tree, CRT)時(shí),即要回答“改進(jìn)什么”時(shí),我們往往是從可以得到的例證開始著手,即系統(tǒng)中明顯地存在著的那些不盡人意的地方,如發(fā)貨拖延、庫存超標(biāo)等,總稱為“不良效果”(Undesirable Effects,簡稱UDE)。值得注意的是,UDE并不是真正的問題所在,它們只是一些表面現(xiàn)象。通過繪出將這些不良效果聯(lián)系在一起的邏輯關(guān)系圖,可以大大有助于找到真正的問題癥結(jié)所在,它們就顯示在這個(gè)邏輯圖的最低部。

消霧法(Evaporating Cloud,EC)

消霧法用來以雙贏(Win-Win)的方式解決企業(yè)中的沖突。此法的得名是由于企業(yè)中的沖突像一團(tuán)團(tuán)的云霧一樣,人們往往不能很清楚地說出究竟是哪些原因造成了這些沖突。消霧法就是要驅(qū)散那些彌漫在沖突周圍的混淆和含糊,找到解決問題的突破點(diǎn),也就是去偽存真,去粗存精,由外及內(nèi),由表及里,稱之為“注入”。

未來現(xiàn)實(shí)樹(Future Reality Tree, FRT)

用“消霧法”看清問題和沖突,找到“注入”。但這還不是一個(gè)充分完整的方案。要回答“改成什么樣子”,需要利用未來現(xiàn)實(shí)樹。在CRT圖上,把一個(gè)個(gè)“注入”插入到它要進(jìn)行突破的環(huán)節(jié)。然后,重繪邏輯連接,在CRT的基礎(chǔ)上生成FRT。這時(shí),我們就要看“不良效果”是否轉(zhuǎn)變?yōu)椤皾M意效果”(Desirable Effects, DE)。

負(fù)效應(yīng)枝條(Negative Effect Branches)

當(dāng)做完CRT、EC、FRT的一系列工作以后,就要找一些與改進(jìn)后果相關(guān)程度最大的人來參與,以保證改進(jìn)的成功實(shí)施。思維流程法是一項(xiàng)需要高度開放、廣泛參與的活動(dòng)。如果不和這些利益相關(guān)者進(jìn)行全面和充分的溝通的話,就很難消除這部分員工的抵制改革的情緒。思維流程法認(rèn)為,正是這些受改進(jìn)影響最大的人,才對那些意料之外的負(fù)面效應(yīng)(即“負(fù)效應(yīng)枝條”)了解得最清楚。所以,思維流程法要求主動(dòng)尋求這些人的參與,并與他們一道找出避免這些“負(fù)效應(yīng)枝條”長出的辦法,以避免實(shí)施的失敗。此過程可以形象地描述為“剪去負(fù)效應(yīng)枝條”(Trimming the Negative Branches)。

必備樹(Prerequisite Tree)

要注意,問題“怎樣使改進(jìn)真正得以實(shí)現(xiàn)?”不同于問題“怎樣對事物進(jìn)行改變?”。前者是在改進(jìn)前后的狀態(tài)都已知曉的情況下,也就是當(dāng)前現(xiàn)實(shí)樹和未來現(xiàn)實(shí)樹都已經(jīng)描繪出來的情況下,重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)如何導(dǎo)致這一改進(jìn)的實(shí)際發(fā)生。鑒于人們對自己參與設(shè)計(jì)的改進(jìn)方案一般抵觸較少,所以回答問題“怎樣使改進(jìn)真正得以實(shí)現(xiàn)?”的關(guān)鍵就是,讓那些將與這些轉(zhuǎn)變直接相關(guān)的人來制定實(shí)施轉(zhuǎn)變所需的行動(dòng)方案。這個(gè)工作是思維流程法中最有力的一環(huán),也是TOC與其他那些追求持續(xù)改進(jìn)的思維流程方法相比最顯著的一個(gè)特色。用來顯示克服障礙路徑的邏輯圖就稱為“必備樹”。

轉(zhuǎn)變樹(Transition Tree)

TOC思想的應(yīng)用成功需要集思廣益,找到配合實(shí)施最初“注入”的其他“注入”。把所有這些實(shí)現(xiàn)成功實(shí)施所需的活動(dòng)集中在一起,并給出它們之間的關(guān)系,弄清楚活動(dòng)的先后順序應(yīng)該怎樣,也就是“轉(zhuǎn)變樹”。

通過上述步驟,改革者可以找出約束因素,并對這些約束因素進(jìn)行改進(jìn)。

二、 物流分析法

企業(yè)內(nèi)部存在著人員流、資金流、信息流、物流。物流是企業(yè)流程中的重要組成部分,它歷經(jīng)采購原材料、制作毛坯、加工半成品、組裝部件、總裝產(chǎn)品及該過程中的物料傳輸、存儲(chǔ)等活動(dòng)環(huán)節(jié)。企業(yè)的生產(chǎn)管理者可以根據(jù)這個(gè)活動(dòng)鏈中各環(huán)節(jié)的高度相關(guān)的內(nèi)在關(guān)系,制定出一個(gè)詳盡而周密的生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃,規(guī)定出每一種毛坯、零件、部件和產(chǎn)品的投入、出產(chǎn)時(shí)間和數(shù)量。但在實(shí)際中,常常會(huì)出現(xiàn)各種問題,如機(jī)器損壞、原料不足、半成品和產(chǎn)成品因質(zhì)量問題而返工等等,這些大量存在的意外的隨機(jī)事件常常會(huì)打亂原本計(jì)劃好的活動(dòng)程序。我們?nèi)绾卧谶@些紛亂的頭緒中找出干擾企業(yè)的約束瓶頸呢?解決的手段之一就是從“物流”著手。

通過對企業(yè)中“物流”的分類,我們可以根據(jù)不同類型“物流”的特點(diǎn),認(rèn)識他們各自的薄弱點(diǎn),或“瓶頸”所在,從而有針對地進(jìn)行計(jì)劃與控制。

一般將從原材料到成品這一“產(chǎn)品物流”分為:“V”、“A”和“T”三種類型。其中,“V型物流”是由一種原材料加工或轉(zhuǎn)變成許多種不同的最終產(chǎn)品;“A型物流”是由許多種原材料加工或轉(zhuǎn)變成的一種最終產(chǎn)品;而“T型物流”則是“A型物流”的一個(gè)變形,其最終產(chǎn)品有多種。其流程示意關(guān)系如下圖。

實(shí)際上,一個(gè)企業(yè)的“產(chǎn)品物流”往往不只一種類型。我們可以根據(jù)占主要地位的“產(chǎn)品物流”來相應(yīng)地劃分企業(yè)。如果一個(gè)企業(yè)其物流形態(tài)主要是“V型物流”,那么我們就稱這個(gè)企業(yè)為“V”型企業(yè),其余的以此類推。

“V型物流”企業(yè)

典型的“V型物流”企業(yè)如煉油廠、鋼鐵廠等。其特點(diǎn)有:

(1)最終產(chǎn)品的種類較原材料的種類多得多;

(2)所有的最終產(chǎn)品,其基本的加工過程相同;

(3)企業(yè)一般是資金密集型且高度專業(yè)化的。

V型企業(yè)的工藝流程一般來說比較清楚且設(shè)計(jì)簡單,物流路徑清晰,通過對物流的分析,比較容易識別、控制與協(xié)調(diào)企業(yè)的瓶頸。對這類企業(yè)的約束分析主要集中在對內(nèi)部流轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行銜接性的匹配,要消除上道工序與下道工序之間的拖延、無效返工等狀況。

“A型物流”企業(yè)

對于“A”型企業(yè),如造船廠、大型機(jī)械裝配廠。其特點(diǎn)是:

(1)由許多制成的零部件裝配成相對較少數(shù)目的成品,原材料種類比零部件種類多;

(2)一些零部件對特殊的成品來說是唯一的;

(3)對某一成品來說,其零部件的加工過程往往是不相同的;

“T型物流”企業(yè)

而對于“T”型企業(yè),如制鎖廠,汽車制造廠等。其特點(diǎn)主要包括:

(1)由一些共同的零部件裝配成相對數(shù)目較多的成品;

(2)許多成品的零部件是相同的,即存在標(biāo)準(zhǔn)件和通用件;

(3)零部件的加工過程通常是不相同的。

“A型物流”企業(yè)及“T型物流”企業(yè)與“V型物流”企業(yè)的最大不同點(diǎn)在于,前兩者的物流管理難度大。它們存在著物料清單(BOM),工藝流程較復(fù)雜,企業(yè)的在制品庫存較高,生產(chǎn)提前期較長,約束環(huán)節(jié)不易識別,計(jì)劃以及工序間的協(xié)調(diào)工作也非常困難。

要消除“A 型物流”企業(yè)和“T型物流”企業(yè)的約束環(huán)節(jié),主要工作要集中在外部供應(yīng)鏈的優(yōu)化上面。要協(xié)調(diào)好企業(yè)與外部供應(yīng)商經(jīng)銷商之間的關(guān)系,保證企業(yè)在滿足市場多變需求的同時(shí),均衡地安排內(nèi)部的采購、生產(chǎn)、儲(chǔ)存等活動(dòng)。

三、 三步診斷法

目前,全球的許多企業(yè)陷入了地區(qū)性或者行業(yè)性的生產(chǎn)過剩的困境。由于在供大于求的市場狀況下,眾多企業(yè)出于利潤驅(qū)動(dòng),迅速擴(kuò)張生產(chǎn)規(guī)模,而導(dǎo)致了市場上的過剩狀態(tài)的出現(xiàn)。如何處理企業(yè)包括生產(chǎn)、存儲(chǔ)、人員等各方面的過剩能力?一些企業(yè)采取了最直接的削減分支機(jī)構(gòu)、裁員、減薪等措施,雖然短期內(nèi)解決了問題,但是經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇時(shí),企業(yè)卻忙于招聘新人,往往難以招聘到合適的員工,而且要為新員工的培訓(xùn)支付相當(dāng)大筆的費(fèi)用。另外,由于部門的削減,也使企業(yè)喪失了在一些新的有潛力的領(lǐng)域中的領(lǐng)先地位。

簡單的收縮策略、成本削減策略不但沒有增強(qiáng)企業(yè)自身在市場上的競爭地位,而實(shí)際上恰恰放棄了這種優(yōu)勢。

那么,當(dāng)企業(yè)面對剩余的生產(chǎn)能力時(shí)該怎么辦呢?答案是要把市場看成約束因素,努力去擴(kuò)展有效的市場需求。可以利用TOC理論,著眼于企業(yè)整體功能和長遠(yuǎn)戰(zhàn)略,通過三步診斷過程來消除市場約束因素。

明確以市場為導(dǎo)向的觀念

當(dāng)我們在倉庫里面對堆積如山的商品,需要解決產(chǎn)品產(chǎn)銷矛盾時(shí),僅僅想到用減少生產(chǎn)的方式去減少庫存,是不夠的。應(yīng)該積極采取措施通過生產(chǎn)市場需要的產(chǎn)品,去擴(kuò)大市場的需求。企業(yè)應(yīng)該樹立這樣的觀念:如果我們的企業(yè)存在生產(chǎn)能力過剩的現(xiàn)象,那么市場就是約束因素。顧客是我們利益實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中不可缺少的重要環(huán)節(jié),事實(shí)上也是最重要的環(huán)節(jié),因?yàn)樗罱K決定產(chǎn)品是否能夠轉(zhuǎn)化為利潤。所以,企業(yè)的生產(chǎn)應(yīng)該堅(jiān)決以市場為導(dǎo)向。

改善內(nèi)部環(huán)節(jié)

市場是影響企業(yè)效益的重要約束因素,要想充分地利用它,把企業(yè)的產(chǎn)品和服務(wù)帶進(jìn)市場,從而創(chuàng)造最大企業(yè)利潤,就必須改善企業(yè)內(nèi)部的各個(gè)環(huán)節(jié),包括企業(yè)的文化氛圍。要使員工意識到企業(yè)是一個(gè)由許多相互制約的子系統(tǒng)組成的有機(jī)體,必須追求企業(yè)的整體優(yōu)化,而不是單個(gè)環(huán)節(jié)、或者單個(gè)部門的局部優(yōu)化。因此,需要企業(yè)內(nèi)部各個(gè)方面的相互合作、相互協(xié)調(diào),才能有效地利用約束因素。

改善外部環(huán)境

第三步是改善約束因素。例如市場是約束因素,我們就能有多種途徑改善它。最明顯的辦法莫過于更有效的廣告宣傳,或者簡單地進(jìn)行更多的廣告宣傳。更好的方法是細(xì)分市場,尋找合適的顧客群體,使企業(yè)的產(chǎn)品恰好能滿足該消費(fèi)群體的需要。事實(shí)上,這才是有效利用市場的核心部分。

這三步診斷法是一個(gè)循環(huán)往復(fù)的過程。通過不斷改進(jìn),才能實(shí)現(xiàn)企業(yè)的利潤和運(yùn)作水平的進(jìn)一步提高。

通過采用削減成本以實(shí)現(xiàn)利潤最大化的方法往往導(dǎo)致失敗,或者只是能夠獲得短期利潤。事實(shí)上,削減成本的方法通常會(huì)削弱企業(yè)在市場上的競爭力,而它為企業(yè)帶來的效益卻是非常有限的。事實(shí)上,我們可以根據(jù)約束理論所提供的三步運(yùn)作程序不斷改善企業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié),這樣我們就能實(shí)現(xiàn)均衡的長遠(yuǎn)的利潤最大化。

9.約束理論在物流企業(yè)中的應(yīng)用[2]

1.企業(yè)供應(yīng)鏈模型及現(xiàn)狀

實(shí)踐證明,TOC作為一種先進(jìn)的管理思想,除了可以應(yīng)用到生產(chǎn)管理領(lǐng)域,也可以應(yīng)用到分銷和供應(yīng)鏈管理領(lǐng)域。什么是供應(yīng)鏈?它是指產(chǎn)品生產(chǎn)和流通過程中所涉及的原材料供應(yīng)商、生產(chǎn)商、批發(fā)商零售商以及最終消費(fèi)者組成的供需網(wǎng)絡(luò)。該供應(yīng)鏈模型由供應(yīng)商的供應(yīng)開始,經(jīng)生產(chǎn)商的制造、加工、裝配和倉儲(chǔ),到分銷、零售直至最終需求的客戶。

近幾年,我國的制造業(yè)總體上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了從賣方市場買方市場的轉(zhuǎn)變,企業(yè)為了應(yīng)對激烈的市場競爭,對物流成本越來越重視, 日本人提出的JIT因?yàn)樘岢銕齑?,最大限度地減少庫存費(fèi)用,不少企業(yè)因此將其奉為上策。有些企業(yè)在實(shí)施JIT之后,完全實(shí)現(xiàn)了零庫存。然而客觀地講,JIT所追求的消滅浪費(fèi)的理念,在我國目前的市場環(huán)境中是難以全面實(shí)現(xiàn)的。一是企業(yè)內(nèi)部的物流組織結(jié)構(gòu)不盡合理,無法正常地銜接,影響整體的效率;二是因?yàn)槲覈袌鼍哂邢喈?dāng)?shù)牟▌?dòng)性,企業(yè)處于供應(yīng)鏈的下游,由于牛鞭效應(yīng),應(yīng)急處理往往具有滯后性,導(dǎo)致了安全庫存沿供應(yīng)鏈向上游增大而積累了大量超過市場需要的庫存;三是供應(yīng)鏈企業(yè)之間缺乏真正密切協(xié)作的關(guān)系,上游供應(yīng)商對企業(yè)零部件、原材料的供應(yīng)難以真正做到準(zhǔn)時(shí)、有效。

我國一些企業(yè)的零庫存并不等于沒有庫存,只不過他們自己不設(shè)立倉庫,而由上游的供應(yīng)商在這些企業(yè)周圍建立倉庫,將零部件存儲(chǔ)在里面,并由倉庫按照制造企業(yè)的用料需求為他們隨時(shí)送貨。實(shí)際上這是加重了供應(yīng)商的負(fù)擔(dān)。此外我國的許多企業(yè)在采用JIT供應(yīng)體系時(shí),實(shí)行所謂的“多渠道供貨制”,即兩家或者兩家以上的供應(yīng)商供應(yīng)同一零部件,幾家供應(yīng)商為了爭奪訂單往往會(huì)運(yùn)用價(jià)格競爭的手段。此舉對于制造企業(yè)無疑是有利的,但是對于供應(yīng)商來說,極有可能吃不消。為了應(yīng)付因需求方生產(chǎn)波動(dòng)所帶來的訂單變動(dòng),供應(yīng)商必然要采取加大庫存的方法。而實(shí)際上由于往往只有一家供應(yīng)商得到訂單,或者每一家供應(yīng)商得到一部分訂單,大部分的庫存可能會(huì)形成積壓,特別是那些專用性強(qiáng)的零部件需求量本來就少,最后損失只能由供應(yīng)商承擔(dān)。

2.DBR分析

如果我們換一種思路,運(yùn)用TOC的DBR觀點(diǎn)來處理庫存問題,或許是可以避免上述問題的。在對待庫存上,TOC的觀點(diǎn)很簡單,庫存唯一的目的是在一段時(shí)間內(nèi)支持產(chǎn)銷量,使企業(yè)不至于因市場的波動(dòng)而產(chǎn)生缺貨。為此,企業(yè)在約束環(huán)節(jié)之前,就應(yīng)合理地設(shè)置庫存“緩沖”,以防止因隨機(jī)波動(dòng)使約束環(huán)節(jié)出現(xiàn)等待任務(wù)等情況,同時(shí)通過“繩子” 力求達(dá)到物流的同步流動(dòng)。一味追求做不到的事情對企業(yè)是沒有必要的,也是不經(jīng)濟(jì)的。企業(yè)應(yīng)該接受市場需求波動(dòng)及其引起的相關(guān)問題的現(xiàn)實(shí),并在這種前提下追求物流平衡,即各個(gè)子系統(tǒng)與“約束”子系統(tǒng)同步,以求生產(chǎn)周期最短,在制品最少。由于顧客的需求變化,因此市場的波動(dòng)是絕對的,生產(chǎn)能力的穩(wěn)定是相對的。此時(shí),市場成為約束資源,即“鼓點(diǎn)”,制約著產(chǎn)品的庫存量。完全消滅庫存并不可取,特別是在我國制造業(yè)企業(yè)目前的生產(chǎn)管理水平下,還是應(yīng)該保留適當(dāng)?shù)膸齑妗N覈圃鞓I(yè)企業(yè)應(yīng)重點(diǎn)考慮通過提高產(chǎn)銷量的方法來增加收入,這就是要求企業(yè)能加大科學(xué)技術(shù)力量的投人,提高產(chǎn)品的技術(shù)含量,使產(chǎn)品具有差異性,從而擁有更強(qiáng)的競爭力。同時(shí),企業(yè)還應(yīng)該時(shí)時(shí)注重員工的培訓(xùn),以科學(xué)的發(fā)展觀來武裝思想,為企業(yè)創(chuàng)造更大的財(cái)富。相反,只通過采用削減成本以實(shí)現(xiàn)利潤的方法往往只能夠獲得短期的利潤,未免有些鼠目寸光。事實(shí)上,一味削減成本的方法有時(shí)還會(huì)削弱企業(yè)在市場上的競爭力,為企業(yè)帶來的效益是非常有限的。

3.DBR評價(jià)

約束理論獨(dú)特的管理思想和方法在物流管理中的應(yīng)用,能迅速提高物流管理的有效性,也能給企業(yè)帶來一些獨(dú)特的優(yōu)勢。

其一,反應(yīng)能力增強(qiáng),應(yīng)變力變快。約束理論的DBR思想幫助企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)抓住主要流程或環(huán)節(jié)進(jìn)行管理,使其從一大堆煩瑣的物流管理工作中解脫出來,能更好地進(jìn)行宏觀調(diào)控,增強(qiáng)企業(yè)的市場反應(yīng)能力。有效的約束管理從職能導(dǎo)向轉(zhuǎn)移到以鼓點(diǎn)為導(dǎo)向,通過及時(shí)、準(zhǔn)確的瓶頸優(yōu)化或轉(zhuǎn)移,能以最快的速度滿足市場需求。其二,工作有序化和透明化。約束理論關(guān)注企業(yè)各活動(dòng)環(huán)節(jié)的具體運(yùn)作情況及其內(nèi)在聯(lián)系,并在必要時(shí)建立起新的關(guān)系網(wǎng)絡(luò),這有利于各部門環(huán)節(jié)的有序化和透明化。其三,企業(yè)管理通過DBR管理方法在物流管理中的有效應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)企業(yè)的高效。企業(yè)以鼓點(diǎn)為重點(diǎn),不斷地發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題,能逐步實(shí)現(xiàn)企業(yè)的有序管理。

在科技迅猛發(fā)展、競爭空前激烈的今天,國際上的企業(yè)界和學(xué)術(shù)界已關(guān)注到約束管理在企業(yè)中的重要作用。但在我國國內(nèi),由于各種原因,企業(yè)對約束理論還存在著一些顧慮,約束理論管理思想并未得到很好的運(yùn)用,學(xué)術(shù)界也未對此進(jìn)行深入的研究。本文就在學(xué)習(xí)和研究約束理論管理思想的基礎(chǔ)上,借鑒國外企業(yè)的成功經(jīng)驗(yàn),對我國物流企業(yè)的現(xiàn)有狀況進(jìn)行了一次研究分析,并根據(jù)分析所得出的結(jié)論,將約束理論應(yīng)用于物流企業(yè)的庫存管理運(yùn)輸管理中,給我國企業(yè)的管理提供思想上的指導(dǎo)和方法上的輔助。

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