限制驅導式排程法

Goldratt 與 Fox 博士於 1986 年提出一套生產管理的解決方案，高德拉特博士稱之為”

限制驅導式排程法”(DBR, Drum-Buffer-Rope approach)。限制驅導式排程方法係根據限制理 論五個循環步驟所發展出來的一種排程技術。限制驅導式排程是一套建立在限制理論上的 生產管理方法。這套方法提供了現場排程與管理思維，可引導工廠體質之持續改善，被視 為一套直觀、可行且滿足現在與未來市場競爭環境的生產管理機制。

一、 瓶頸排程節奏(DRUM)

所謂的鼓(DRUM)係指瓶頸排程節奏，這個節奏是以求依瓶頸而設計，來推導整個系統 之運作。當確認系統的限制後，由於系統績效決定於系統限制，因此系統能否能達到最大 有效產出的關鍵在於系統限制能否能充份發揮。所以必須以確保已做最充分利用系統限制 為前提下，來決定生產節奏。由於瓶頸排程是以系統限制的需求來規劃，用以驅動整個系 統之運作，所以稱之為限制驅導式排程。系統限制排程設計將決定系統績效，必須有一定 程度的複雜度，因此是限制驅導式排程法最主要但難度最高的技術問題，至於如何設計瓶 頸產能站的生產節奏，則必須依工廠環境與需求的不同來設計，但推導的排程在現場必須 具有相當程度的可行性，與一般所做的主生產排程 (MPS, Master Production Schedule) 並不 相同。

二、 緩衝 (Buffer)

為確保限制驅導節奏的可行，必須要給予適當的時間緩衝保護。保護的目的有二：其 一是在於確保訂單能及時到達瓶頸資源進而確保出貨的時間不會延誤，其二是要確保受限 產能不會因斷料而沒工作。若訂單不能及時到達受限產能製程站，則會破壞瓶頸排程節奏 的次序，因而造成訂單交期的延誤。因此緩衝對瓶頸節奏是非常重要的，限制驅導式排程 法是以時間緩衝 (buffer) 的觀念來達到保護的目的。時間緩衝的內容包含設置與加工時間 以及保護系統可能發生的不穩定狀況與負荷高峰的寬放等。緩衝區的時間為下列兩項因素 的函數：(1) 現場內如機器加工時間、機器設置時間、機器當機時間、生產不良品、人員缺 勤等隨機變異的程度。(2) 非瓶頸資源產能負荷之程度。時間緩衝是用來保護系統而不是對 各製程站的個別保護，也就是說緩衝所要保護的是訂單在區段(瓶頸資源前後)之績效。從投 料 到 瓶 頸 產 能 之 前 必 須 給 予 瓶 頸 排 程 緩 衝 (Constraint Capacity Resource Buffer, CCR Buffer)，以保護瓶頸排程節奏的進行；瓶頸站有回流情形發生，則應有一回流緩衝(Loop Buffer)來保護瓶頸排程節奏之進行。而從瓶頸產能後到出貨站之間，則必須給予出貨緩衝

(Shipping Buffer)，以保護訂單能在交期前及時完成。

三、 投料節奏(Rope)

此外為確保瓶頸產能排程的可行，除了緩衝時間的保護外，就是投料時機必須配合限 制生產節奏的需要，投料節奏(Rope)的推導方法是由該訂單於限制驅導節奏上的預定開始加 工時間扣除瓶頸產能緩衝時間。現場在備料或投料時一定得依照投料時程的節奏，決不可 任意投料，如此，投料節奏則可和限制驅導節奏達到同步 (synchronization) 的效果，也才 能確保瓶頸資源可以充份利用。

四、 緩衝管理 (Buffer Management)

Drum-Buffer-Rope 在限制驅導式管理機制的用途是為生產系統做最佳規劃，那麼緩衝管 理的用途就是確保生產系統能依最佳規劃來執行，Goldratt & Fox[26]提出緩衝管理的現場管 理方法，緩衝管理將緩衝時間依緊急度區分在製品到達的狀況，能以最簡單的程序發揮現 場管理的效果。由於系統的不穩定與負荷高峰不是常態，因此當這些隨機狀況發生時，將 透過時間緩衝來保護。時間緩衝應區分優先程度來管理，我們將緩衝區分為三個區域，並 透過監控在這三個區域所出現的空洞位置而達到訂單交期的掌握 [3]：

(1) 趕工區 (expediting zone)：若空洞出現在本區域表示製令即將要加工，若再不採取行動，

可能會有延誤瓶頸排程，進而打亂整個系統生產節奏的疑慮，因此管理者必須對該製 令採取行動，例如跟催或趕工等。

(2) 警示區 (mentioned zone)：若空洞出現在本區域表示製令尚有一些時間緩衝，管理者還 不必急著採取行動，只要對這些空泂繼續追蹤其進展即可。

(3) 忽略區 (ignored zone)：若空洞出現在本區域，由於離加工時間還早，而所給的時間緩 衝尚足以讓其趕上進度，因此不要介入干涉，而可予以忽略。

我們可以根據空洞在各區域出現的比重，來研判緩衝時間大小的合理性。例如忽略區空洞 平均的百分比超過 70%或更高是正常的，但如果忽略區空洞平均的百分比小於 50%，則表 示系統使用太大的緩衝時間而過度保護系統，應該可以縮短緩衝的時間長度。相反的，趕 工區上的空洞是不允許有的，因此空洞的平均百分比應該低於 10%才合理，跟催或趕工這 些干擾現場派工的行動才不會太多，但如果本區空洞的平均百分比高過 10%或更高時，則 表示系統保護不夠，則應增大緩衝的時間長度以提供較大的保護。

緩衝管理提供主動性的管理資訊，管理者妥善運用緩衝管理，將能輕鬆應付工廠環境的不 確定性及隨機變動，而不必到處救火，緩衝管理是一套在實踐限制驅導式排程規劃的現場 管理系統。

五、 現場派工

限制驅導式排程，只包含了瓶頸站的生產節奏及投料節奏，至於非瓶頸站則沒有給予固 定的生產排程。依照這樣的排程方法，現場派工的方式可分為二種：其一為瓶頸站與投料 站需完全以計劃指示生產；其二為非瓶頸站的生產排程是由該站的技術員或領依現場的需 求機動調整。由於工廠資源中產出速度最慢的資源為瓶頸機台，當投料節奏是依瓶頸產能 規劃時，表示現場其餘非瓶頸站會有多餘的產能或者該站的在製品存貨會很有限。因此，

非瓶頸站的原則或紀律非常簡單，例如使用最簡單的先進先出法則可，當然必須確保到達 瓶頸站的時間及出貨的時間。只要現場技術員或領班確實遵守，即可達成配合瓶頸產的需 求。

六、 現場績效指標 (Shop Floor Performance Index)

由於績效指標會影響現場的作業行為，因此限制理論提出產出觀的新績效衡量指標：有 效產出-元-天（Throughput Dollar Day, TDD）與存貨-元-天（Inventory Dollar Day，IDD），

用以取代以往如產能利用率、CLIP (Confirmed Line Item Performance)、CVP (Confirmed Volume Performance)等局部最佳的績效指標。

產能利用率將驅使現場提高機台稼動，儘可能加大生產批量，但通常只會生產許多不是 客戶要的在製品或成品，CLIP 則會驅使現場生產容易做的訂單，通常延誤的訂單會被刻意 忽略，因為生產延誤的訂單對CLIP 沒有幫助，CVP 會驅使現場生產與 CLIP 相同的行為。

TDD 指標代表訂單的價值與延誤天數的乘積，以驅使現場優先服務價值高的產品以增大產 出，以驅使現場儘可能降低所有訂單的延誤天數以使生產週期更為集中，TDD 指標的目標 值為零。IDD 指標則代表訂單材料投入的價值與停留在現場的時間，用以驅使現場能盡力 縮短所有訂單的生產週期，而非一昧地追求產能利用率來傷害生產週期的表現。