Lý thuyết về ràng buộc (TOC) là một triết lý quản lý tổng thể được giới thiệu bởi Eliyahu M. Goldratt trong cuốn sách năm 1984 có tựa đề Mục tiêu (the Goal), nhằm giúp các tổ chức đạt được mục tiêu của họ một cách liên tục. Goldratt đã điều chỉnh khái niệm quản lý dự án bằng cuốn sách Critical Chain, được xuất bản năm 1997.

Người đề xướng một khái niệm tương tự trước đó là Wolfgang Mewes[1] ở Đức với các ấn phẩm về lý thuyết quản lý định hướng quyền lực (Machtorientierte Führungstheorie, 1963) và sau đó với hệ thống Energo-Kybernetic (EKS, 1971), sau này đổi tên thành Chiến lược Engpasskonzentrierte (Chiến lược tập trung vào nút cổ chai) như một lý thuyết nút cổ chai tiên tiến hơn. Các ấn phẩm của Wolfgang Mewes được bán trên thị trường thông qua FAZ Verlag, nhà xuất bản của tờ báo Đức Frankfurter Allgemeine Zeitung (tờ báo Frankfurt). Tuy nhiên, mô hình Lý thuyết về những ràng buộc được Goldratt sử dụng đầu tiên.

Giả định chính

Tiền đề cơ bản của lý thuyết về ràng buộc là các tổ chức có thể được đo lường và kiểm soát bằng các biến thể trong ba đại lượng đo: thông lượng, chi phí vận hành và hàng tồn kho. Hàng tồn kho là tất cả số tiền mà hệ thống đã đầu tư vào việc mua những thứ mà nó dự định bán. Chi phí hoạt động là toàn bộ số tiền mà hệ thống chi tiêu để chuyển hàng tồn kho thành thông lượng. Thông lượng là tốc độ mà hệ thống tạo ra tiền thông qua bán hàng.[2]

Trước khi có thể đạt được mục tiêu, trước tiên phải đáp ứng các điều kiện cần thiết. Những điều này thường bao gồm an toàn, chất lượng, nghĩa vụ pháp lý, vv. Đối với hầu hết các doanh nghiệp, mục tiêu chính nó là để kiếm tiền. Tuy nhiên, đối với nhiều tổ chức và doanh nghiệp phi lợi nhuận, việc kiếm tiền là điều kiện cần thiết để theo đuổi mục tiêu. Cho dù đó là mục tiêu hay điều kiện cần thiết, hiểu cách đưa ra quyết định tài chính hợp lý dựa trên thông lượng, hàng tồn kho và chi phí hoạt động là một yêu cầu quan trọng.

Năm bước tập trung

Lý thuyết về các ràng buộc dựa trên giả thiết rằng tỷ lệ đạt được mục tiêu của một hệ thống hướng mục tiêu (tức là, năng suất của hệ thống) bị giới hạn bởi ít nhất một ràng buộc.

Lập luận bằng phép phản chứng như sau: Nếu không có gì ngăn cản hệ thống đạt được thông lượng cao hơn (tức là, nhiều đơn vị mục tiêu trong một đơn vị thời gian), thông lượng của nó sẽ là vô hạn - điều không thể trong hệ thống thực tế.

Chỉ bằng cách tăng lưu lượng thông qua ràng buộc, tổng thông lượng có thể tăng lên.

Giả sử mục tiêu của một hệ thống đã được khớp nối với các phép đo xác định, các bước để tập trung là:

1. Xác định (các) ràng buộc của hệ thống.
2. Quyết định cách khai thác (các) ràng buộc của hệ thống.
3. Phân cấp mọi thứ khác cho (các) quyết định ở trên.
4. Nâng cao (các) ràng buộc của hệ thống.
5. Cảnh báo! Nếu trong các bước trước, một ràng buộc đã bị hỏng, quay lại bước 1, nhưng không cho phép quán tính gây ra ràng buộc của hệ thống.

Mục tiêu của một tổ chức thương mại là: "Kiếm nhiều tiền ngay bây giờ và trong tương lai",[3] và các phép đo của nó được tính bằng cách tính toán thông lượng với: thông lượng, hàng tồn kho và chi phí hoạt động.

Năm bước tập trung nhằm đảm bảo những nỗ lực cải tiến liên tục tập trung vào các ràng buộc của tổ chức. Trong tài liệu TOC, điều này được gọi là quá trình cải tiến liên tục (POOGI).

Các bước tập trung này là các bước quan trọng để phát triển các ứng dụng cụ thể được đề cập dưới đây.

Các ràng buộc

Một ràng buộc là bất cứ điều gì ngăn cản hệ thống đạt được mục tiêu của nó. Các ràng buộc có thể xuất hiện từ nhiều dạng, nhưng nguyên tắc cốt lõi trong TOC là không có hàng chục hoặc hàng trăm ràng buộc. Có ít nhất một, nhưng hầu hết là chỉ một vài trong bất kỳ hệ thống nào. Các ràng buộc có thể là nội bộ hoặc bên ngoài hệ thống. Một ràng buộc nội bộ là khi thị trường đòi hỏi từ hệ thống nhiều hơn khả năng mà nó cung cấp. Nếu gặp trường hợp này, thì trọng tâm của tổ chức phải là khám phá ra ràng buộc đó và thực hiện năm bước tập trung để mở nó ra (và có khả năng loại bỏ nó). Một ràng buộc bên ngoài tồn tại khi hệ thống có thể sản xuất nhiều hơn thị trường mong muốn. Nếu gặp trường hợp này, thì tổ chức nên tập trung vào các cơ chế để tạo ra nhiều nhu cầu hơn cho các sản phẩm hoặc dịch vụ của mình.

Các loại ràng buộc (nội bộ)

• Thiết bị: Cách thiết bị hiện đang được sử dụng hạn chế khả năng của hệ thống để sản xuất hàng hóa / dịch vụ có thể bán được nhiều hơn.
• Con người: Thiếu người có tay nghề làm hạn chế hệ thống. Các mô hình tinh thần được tổ chức bởi con người có thể gây ra hành vi trở thành một ràng buộc.
• Chính sách: Một chính sách chính thứchoặc bất thành văn cũng sẽ ngăn cản hệ thống tạo ra nhiều hơn.

Khái niệm về ràng buộc trong Lý thuyết Ràng buộc là tương tự nhưng khác với ràng buộc hiển thị trong tối ưu hóa toán học. Trong TOC, ràng buộc được sử dụng như một cơ chế tập trung để quản lý hệ thống. Trong tối ưu hóa, ràng buộc được viết vào các biểu thức toán học để giới hạn phạm vi của giải pháp (X có thể không lớn hơn 5).

Xin lưu ý: các tổ chức có nhiều vấn đề với thiết bị, con người, chính sách, v.v. (sự cố chỉ là - sự cố - và không phải là một ràng buộc trong ý nghĩa thực sự của khái niệm TOC). Ràng buộc là yếu tố hạn chế ngăn cản tổ chức nhận được nhiều thông lượng hơn (thông thường, doanh thu thông qua bán hàng) ngay cả khi không có gì sai.

Phá vỡ ràng buộc

Nếu công suất thông lượng của một ràng buộc được nâng lên tới điểm mà nó không còn là yếu tố giới hạn của hệ thống, điều này được gọi là "phá vỡ" ràng buộc. Các yếu tố hạn chế bây giờ là một phần khác của hệ thống, hoặc có thể ở bên ngoài vào hệ thống (một hạn chế bên ngoài). Điều này không được nhầm lẫn với một sự cố.

Bộ đệm

Bộ đệm là đối tượng được sử dụng xuyên suốt lý thuyết ràng buộc. Chúng thường là kết quả của các bước con của năm bước tập trung. Các bộ đệm được đặt trước ràng buộc quản lý, do đó đảm bảo ràng buộc không bao giờ bị thiếu hụt. Các bộ đệm cũng được đặt phía sau ràng buộc để ngăn chặn sự cố thuận chiều từ việc chặn đầu ra của ràng buộc. Các bộ đệm được sử dụng theo cách này bảo vệ ràng buộc khỏi các biến cố từ phần còn lại của hệ thống và phải cho phép biến cố bình thường của thời gian xử lý và khó chịu thỉnh thoảng xảy ra  (Murphy) trước và sau ràng buộc.

Bộ đệm có thể là một ngân hàng các đối tượng vật lý trước một trung tâm làm việc, chờ đợi để được xử lý bởi trung tâm công việc đó. Bộ đệm cuối cùng sẽ giúp bạn có thời gian, như thời gian trước khi công việc đạt đến hạn chế và thường được gọi là bộ đệm thời gian. Luôn luôn có đủ (nhưng không quá mức) việc trong hàng đợi trước ràng buộc và không gian không tải phía sau ràng buộc.

Bộ đệm không phải là một dãy công việc nhỏ trước mỗi trung tâm làm việc trong một hệ thống Kanban mặc dù nó tương tự nếu bạn coi dây chuyền lắp ráp là ràng buộc quản lý. Một điều kiện tiên quyết trong lý thuyết là với một ràng buộc trong hệ thống là tất cả các phần khác của hệ thống phải có đủ năng lực để theo kịp công việc tại ràng buộc và bắt kịp nếu thời gian bị mất. Trong một dòng cân bằng, như trong Kanban, khi một trung tâm công việc xuôi dòng trong một khoảng thời gian dài hơn bộ đệm cho phép, thì toàn bộ hệ thống phải đợi cho đến khi trung tâm làm việc đó được phục hồi. Trong một hệ thống TOC, tình huống duy nhất mà công việc đang gặp nguy hiểm là nếu ràng buộc không thể xử lý được (hoặc do sự cố, bệnh tật hoặc "lỗ hổng" trong bộ đệm - nếu có lỗi xảy ra thì bộ đệm thời gian không thể bảo vệ).

Do đó, quản lý bộ đệm đại diện cho một thuộc tính quan trọng của lý thuyết ràng buộc. Có rất nhiều cách để áp dụng bộ đệm, nhưng thường được sử dụng nhất là hệ thống trực quan chỉ định bộ đệm theo ba màu: xanh lục (vàng), vàng (thận trọng) và đỏ (yêu cầu hành động). Hệ thống trực quan này cho phép toàn bộ hệ thống được điều chỉnh và do đó phụ thuộc vào sự cần thiết của ràng buộc một cách toàn diện. Điều này cũng có thể được thực hiện hàng ngày trong một phòng vận hành trung tâm mà ai cũng có thể truy cập.

Các loại nhà máy

Có bốn loại nhà máy chính trong hệ thống thuật ngữ của TOC. Vẽ luồng vật liệu từ dưới cùng lên trên cùng trên một trang và bạn có bốn loại. Họ chỉ định dòng chảy chung của vật liệu thông qua một hệ thống, và cũng cung cấp một số gợi ý về nơi để tìm kiếm các vấn đề điển hình. Loại phân tích này được gọi là phân tích VATI[4] vì nó sử dụng hình dạng từ dưới lên của các chữ cái V, A, T và I để mô tả các loại nhà máy. Bốn loại có thể được kết hợp theo nhiều cách thành các cơ sở lớn hơn, ví dụ như "nhà máy A cấp liệu cho nhà máy V".

• Nhà máy loại V: Dòng chảy chung của vật liệu là một-đến-nhiều (một đầu vào và nhiều đầu ra), từ một loại nguyên liệu thô có thể làm ra nhiều sản phẩm cuối cùng. Ví dụ điển hình là các nhà máy chế biến thịt hoặc nhà máy sản xuất thép. Vấn đề chủy yếu trong nhà máy loại V là "bị mất trộm", trong đó hoạt động (A) ngay sau một điểm rẽ nhánh "đánh cắp" vật liệu dùng cho các hoạt động khác (B). Một khi vật liệu đã được xử lý bởi A, nó không thể quay lại và được chạy qua B mà không phải làm lại đáng kể.
• Nhà máy loại A: Dòng chảy chung của vật liệu là từ nhiều-đến-một (nhiều cửa vào và một cửa ra). Ví dụ như trong nhà máy lắp ráp, nơi nhiều cụm lắp ráp con hội tụ để tạo nên một lắp ráp hoàn chỉnh cuối cùng. Vấn đề chủ yếu của nhà máy loại A là việc đồng bộ hóa các đường hội tụ sao cho mỗi nguồn cấp đều có thể đưa vật liệu đến điểm lắp ráp cuối cùng đúng thời điểm.
• Nhà máy loại T: Dòng chảy chung là của một nhà máy loại I (hoặc có nhiều dòng), mà sau đó chia thành nhiều bộ phận lắp ráp (từ nhiều-đến-nhiều) (nhiều đầu vào - nhiều đầu ra). Hầu hết các chi tiết sản xuất được sử dụng cho nhiều dây chuyền lắp ráp và gần như tất cả các cụm sử dụng nhiều chi tiết. Các thiết bị cá nhân, chẳng hạn như máy tính, là ví dụ tốt. Nhà máy loại T bị cả hai vấn đề là vấn đề đồng bộ hóa của nhà máy A (tất các bộ phận không có sẵn cho một lắp ráp) và các vấn đề "bị mất trộm" của nhà máy loại V (một lắp ráp đánh cắp các bộ phận có thể được sử dụng cho một lắp ráp khác).
• Nhà máy loại I: Các luồng dữ liệu theo một chuỗi, chẳng hạn như trong một dây chuyền lắp ráp. Công việc chính được thực hiện theo một chuỗi các sự kiện liên tiếp (một đầu vào - một đầu ra). Ràng buộc là hoạt động chậm nhất.

Từ danh sách trên, người ta có thể suy luận rằng: đối với các hệ thống phi vật chất, người ta có thể dùng cấu trúc V, A, T hoặc I để mô tả dòng chảy công việc hoặc dòng chảy của các quy trình, thay vì luồng vật lý tương tự như các nhà máy. Một dự án, ví dụ, là một chuỗi hình chữ A của công việc, lên đến đỉnh điểm trong một dự án được giao.