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制約理論（TOC）

概要

TOCでは、すべてのシステムには総スループットを制限する制約（ボトルネック）が少なくとも1つ存在するとされています。ボトルネックではないプロセスを改善しても、システムの出力は向上しません。ボトルネックを改善した場合にのみ向上します。5つの集中ステップは、制約を特定して管理するための体系的な方法です。

フレームワーク

IRON LAW: The System Is Only as Strong as Its Weakest Link

Improving a non-bottleneck process is a WASTE of resources — it produces
more work-in-progress that piles up at the bottleneck. Before optimizing
any process, verify it IS the bottleneck. If it's not, stop.

5つの集中ステップ

1. 特定する — ボトルネックを見つけます（稼働率が最も高い、待ち行列が最も長い、仕掛品（WIP）の蓄積が最も多い工程）。
2. 最大限に活用する — リソースを追加せずに、ボトルネックのスループットを最大化します（ダウンタイムを減らし、この工程の無駄を排除し、入力が途切れないようにします）。
3. 他のすべてを従属させる — 他のすべてのプロセスのペースを、ボトルネックのリズムに合わせます。ボトルネックではない工程を最大能力で稼働させてはいけません。
4. 制約を強化する — 最大限に活用しても不十分な場合、ボトルネックの能力を高めるために投資します（設備の追加、採用、外部委託）。
5. 繰り返す — 強化後、制約が別の工程に移ることがあります。ステップ1に戻ります。

ドラム・バッファ・ロープ（DBR）スケジューリング

要素	内容	目的
ドラム	ボトルネックのペース	システム全体のリズムを決めます
バッファ	ボトルネックの手前に設ける時間バッファ	ボトルネックの作業が途切れないようにします
ロープ	始点で作業の投入を指示するシグナル	投入速度をボトルネックのペースに結び付け、WIPを制御します

スループット会計（TOCの財務指標）

指標	定義
スループット（T）	売上高 - 真に変動するコスト（材料費のみ）
投資（I）	システム内に拘束されている資金（在庫、設備）
営業費用（OE）	システムの運用にかかるその他すべてのコスト
純利益	T - OE
ROI	(T - OE) / I

出力形式

# TOC Analysis: {System/Process}

## System Map
{Process A} → {Process B} → {**Process C (bottleneck)**} → {Process D} → Output

## Constraint Identification
- Bottleneck: {process step}
- Evidence: {utilization %, queue length, WIP accumulation}
- Current throughput: {units/period}

## Five Focusing Steps
| Step | Action | Expected Impact |
|------|--------|----------------|
| 1. Identify | {bottleneck location} | — |
| 2. Exploit | {optimize without investment} | +X% throughput |
| 3. Subordinate | {pace other processes} | Reduce WIP by X% |
| 4. Elevate | {investment if needed} | +X% throughput |
| 5. Repeat | {new constraint location} | — |

## DBR Implementation
- Drum: {bottleneck pace = X units/hour}
- Buffer: {X hours of WIP before bottleneck}
- Rope: {release new work every X minutes}

例

正しい適用例

シナリオ： PCB組み立てライン（5つの工程）にTOCを適用

• 工程ごとのスループット：はんだペースト印刷（100個/時）→ ピックアンドプレース（80個/時）→ リフロー炉（50個/時） → 検査（90個/時）→ 梱包（120個/時）
• ボトルネック：リフロー炉（50個/時）— スループットが最も低く、稼働率が最も高い工程
• 最大限に活用する： 炉の段取り替え時間を30分から10分に短縮 → 実効能力が15%向上
• 従属させる： ピックアンドプレースを55個/時に減速します（炉の前でWIPを過剰に生産しないようにします）
• 強化する： 必要に応じて、2台目のリフロー炉を追加します → 能力が2倍になります

誤った適用例

• より高速なピックアンドプレース機を購入（80→120個/時） → リフロー炉（50個/時）が依然としてボトルネックのため、システムのスループットは変わりません。投資が無駄になりました。鉄則に反しています。

注意点

• 制約は物理的なものとは限りません： 市場の需要、方針、経営陣の注意が真の制約である場合があります。工場が1,000個生産できても、販売数が500個にとどまるなら、市場が制約です。
• ボトルネックの移動： 1つの制約を強化すると、ボトルネックが移動します。チームはステップ5（繰り返す）を忘れて、達成を祝ってしまいがちです。
• 従属させることは直感に反します： ボトルネックではない機械を最大能力未満で稼働させるのは、無駄に感じられます。しかし、そうではありません。ボトルネックではない工程での過剰生産は、システムを滞らせるWIPを生み出します。
• TOCとリーンの違い： リーンはあらゆる場所の無駄を排除します。TOCは制約のみに焦点を当てます。この2つは互いを補完します。TOCで注力すべき場所を見つけ、リーンでその方法を最適化します。

参考資料

• ドラム・バッファ・ロープの実装の詳細については、references/dbr-scheduling.mdを参照してください。