讀完 The Box 腦子開始動，隱約感覺這本書的脈絡可以與生產科學的架構卡在一起，於是決定先從生產科學系統觀出發，梳理梳理我腦中積塵已久的知識片段。
生產系統的物理學
企業的唯一目標就是獲利，若將企業視為一個系統，則產、銷、人、發、財各個子系統發生的所有的管理活動都在支援這個目標，且不外乎透過增加產出或減少成本的方式。
為了對齊管理方向，各個子系統都有量化指標作為績效的衡量，而財務報表則反映所有環節在過去一整個週期的管理活動成果。
為了捕捉更即時且具體的變化，生產系統透過三大因子來反映生產現場的績效 - 產出率 (Throughput, TH)、週期時間(Cycle time, CT)以及在製品(Work in process, WIP)。這三大因子好量化、好觀測、敏感反映變化且與績效高度相關，是定義科學化生產最優秀的基石。
- TH 反映單位時間下系統產出
- CT 反映每單位產出的時間成本
- WIP 反映系統內資源總量，也就是存貨
所有管理活動皆透過三大因子反映，有如生產界的 First principle，而其著名方程關係如下。
WIP = TH x CT
WIP 不變的情況下，要更多的產出就要讓 CT 更短。
理想與現實的差距是變異
通常 WIP 是管理者用來調節系統的因子，管理者依照策略決定要讓系統內留下多少資源，例如一次只要一件 (WIP=1) 或是塞爆 (WIP=超大)。有趣的是，這三者之間的關係不是線性的，因為 TH 有上限，產出率的極限就是每一台機器隨時都滿載。有效的管理就是讓系統投入剛好的資源(WIP=剛好)，就能讓機器維持滿載，而無效的管理就是資源的低效運用，要嘛過多存貨堆積在系統中或是機器稼動率不夠高。
在確定性的理想環境下，WIP 的甜蜜點是很好解出來的，但生產現場或者說真實世界本是隨機且充滿變化的，諸如 : 員工生病、機器磨損、環境濕度，所以理論值只存在於理論中，系統必須具備「緩衝 Buffering」 來吸收變異的影響，增加 robustness，以維持系統績效。
提升系統績效的兩條路
第一條路 - 控制變異
控制變異是提升系統績效的第一條路徑，而緩衝的種類可以對應回三因子 : 存貨緩衝 (WIP)、產能緩衝 (TH) 以及時間緩衝 (CT)。又到了典型的決策選擇題，緩衝要選擇 CP 值最高的，但是誰是最高，這個決策難以量化，需要從更大的範疇思考，例如 : 增加存貨會不會隱藏真正有問題的環節 ? 增加產能會不會無法應對景氣下行週期 ? 延後交期會不會影響競爭力 ? 這牽涉到了對於全局觀、與利益關係人的協調、視野經驗、決策者的個人特質甚至運氣。
採用緩衝控制變異能讓實際效率平均而言更靠近理論值，但理論天花板就卡在那邊，唯有推高理論天花板，才有機會讓實際效率再次突破。
第二條路 - 優化
改善系統產出的第二條路是優化，優化系統的瓶頸，因為瓶頸決定了系統的產出績效，是系統的最佳施力點。說穿了其實也是 CP 值的概念，投入資源用於優化瓶頸，對於整體產出的影響最為卓越，而且是最不會出差錯的策略，環環相扣的系統中，要優化一個環節會遇到不同的阻力，不斷優化非瓶頸環節，不但沒辦法提升系統產出，甚至可能增加瓶頸環節的負擔，反而降低系統產出。
優化的策略也可以對應回三因子，針對 WIP 優化，通常屬於投料策略的優化或生產哲學的優化，例如 JIT 藉由供應鏈的管理，讓生產線上擁有最剛好的存貨。針對 TH 優化，導入更好的設備、更多的機台。針對 CT 的優化，更快的製程、更lean的工作流程。
生產管理活動不外乎這兩條路徑 : 控制變異或優化，前者找變異，後者找瓶頸，很多時候瓶頸作業本身就是變異源頭。
向左走還向右走 ?
藉由控制變異讓實際產出逼近理論上限，藉由優化來推高理論上限，此時也擴大了實際產出與理論上限的距離，控制變異的管理再度介入，讓系統逼近理論上限，不斷循環是生產管理活動的寫照。突然想到，軟體工程說的 :「過早的最佳化是萬惡根源」管理上應優先採用控制變異的手段讓系統高效率運轉，再尋找瓶頸優化向上突破。一則控制變異後才能明確定義瓶頸，二則優化也引入了更多的變異，無異於讓變異盤根錯節，讓控制變異的成本指數上升。
往前延伸一下
帶著這套框架讓我有一套脈絡去拆解管理哲學，拉式系統、Drum-Buffer-Rope、Lean production、JIT、TOC....等等這些哲學引入的工具或觀念都能對應回這套框架，不外乎在控制變異或優化瓶頸。
- 關於變異
- 不外乎人、機、料、法、環。
- 環節越多變異就越多
- 關於瓶頸
- 存貨最多的
- 稼動率永遠滿載的
- 限制最多的
- 需要審核的
- 作為樞紐的，例如部門對接的環節
那些反直覺或矛盾的觀念 :
- 每一台機器都 100% 運作，是最好的狀態
- 理論上正確，但實際上生產線難以完全平衡，每一台都滿載代表用了很多非必要的存貨，同時瓶頸正在累積存貨，系統正在累積變異。
- 客戶催促交期，若要增加投料，也務必要加開瓶頸產能，否則 CT 反而更長，因等待時間更多。
- 人類擅長帶著靜態、考慮平均、假設獨立的視角下決策，忽略動態、隨機、相互依賴的非線性關係。
