Барабан веревка. Упрощенная система барабан-буфер-веревка

Метод "Барабан-Буфер-Веревка" (DBR–Drum-Buffer-Rope) – один из оригинальных вариантов "выталкивающей" логистической системы, разработанной в ТОС (Theory of Constraints) ,,. Она очень похожа на систему лимитированных очередей FIFO, за исключением того, что в ней не ограничиваются запасы в отдельных очередях FIFO.

Рис.9. Структура метода "Барабан-Буфер-Веревка" (DBR).

Вместо этого устанавливается общий лимит на запасы, находящиеся между единственной точкой составления производственного расписания и ресурсом, ограничивающим производительность всей системы, РОП (в примере, приведенном на рисунке 9, РОП-ом является участок 3). Каждый раз, когда РОП завершает выполнение одной единица работы, точка планирования может запускать в производство еще одну единицу работы. Это в данной логистической схеме называется "веревкой" (Rope). "Веревка" - это механизм управления ограничением против перегрузки РОП. По существу, это график отпуска материалов, который предотвращает поступление работы в систему в темпе более высоком, чем она может быть обработана в РОП. Концепция веревки используется для предотвращения появления незавершенного производства в большинстве точек системы (кроме защищенных плановыми буферами критических точек).

Поскольку РОП диктует ритм работы всей производственной системы, то график его работы именуется "Барабаном" (Drum). В методе DBR особое внимание уделяется именно ресурсу, ограничивающему производительность, поскольку именно он определяет максимально возможный выход всей производственной системы в целом, так как система не может производить больше, чем ее самый маломощный ресурс. Лимит запасов и временной ресурс оборудования (время его эффективного использования) распределяется так, чтобы РОП всегда мог вовремя начать новую работу. Этот в рассматриваемом методе именуется "Буфером" (Buffer). "Буфер" и "верёвка" создают условия, предотвращающие недогрузку или перегрузку РОП.

Заметим, что в "вытягивающей" логистической системе DBR буферы, создаваемые перед РОП, имеют временной, а не материальный характер.

Временной буфер есть резерв времени, предусматриваемый для защиты запланированного времени "начала обработки", с учетом разброса в прибытии на РОП конкретной работы. Например, если расписание РОП требует начать конкретную работу на участке 3 во вторник, тогда материал для этой работы должен быть отпущен достаточно рано, чтобы все предшествующие обработке РОП шаги (участки 1 и 2) были закончены еще в понедельник (т.е. за один полный рабочий день до требуемого срока). Буферное время служит для "защиты" наиболее ценного ресурса от простоев, поскольку потеря времени этого ресурса эквивалентна невозвратной потери в конечном результате всей системы. Поступление материалов и производственных заданий может осуществляться на основе заполнения ячеек "Супермаркета" Передача деталей на последующие этапы обработки после их прохождение через РОП уже не являются лимитируемым FIFO, т.к. производительность соответствующих процессов заведомо выше .

Рис.10. Пример организации буферов в методе DBR в зависимости от положения РОП.

Необходимо отметить, что только критические пункты в цепи производства защищаются буферами (см. рисунок 10). Такими критическими пунктами являются:

сам ресурс с ограниченной производительностью (участок 3),

любой последующий этап процесса, где происходит сборка детали, обработанной ограничивающим ресурсом с другими частями;

отгрузка готовой продукции, содержащей детали, обработанные ограничивающим ресурсом.

Поскольку в методе DBR защита от возможных отклонений сосредоточена в наиболее критичных местах производственной цепи и устраняется во всех прочих местах, время производственного цикла может быть сокращено, иногда на 50 процентов или более, без ухудшения надежности в соблюдении сроков отгрузки продукции потребителям.

Рис.11. Пример диспетчерского контроля прохождения заказов в РОП в методе DBR.

Алгоритм DBR – это обобщение известного метода OPT ,, который многие специалисты называют электронным воплощением японского метода "Канбан", хотя на самом деле, между логистическими схемами восполнения ячеек "Супермаркета" и методом "Барабан-Буфер-Веревка", как мы уже видели, имеется значительная разница.

Недостатком метода "Барабан-Буфер-Веревка" (DBR) является требование существования РОП, локализуемого на заданном горизонте планирования (на интервале расчета расписания для выполняемых работ), что возможно только в условиях серийных и крупносерийных производств. Однако для мелкосерийных и единичных производств локализовать РОП, в течение достаточно длительного интервала времени, вообще говоря, не удается, что значительно ограничивает применимость рассмотренной логистической схемы для этого случая.

Классический механизм Барабан-Буфер-Веревка не всегда удается грамотно применить на практике. Чаще всего сложно соблюсти правильную последовательность, где сначала идет Веревка, далее следует Буфер, а Барабан задействуется только в особых случаях. К тому же, существенной преградой успешного применения механизма являются трудности в синхронизации продаж и производственного процесса. В этой связи, достаточно высокий интерес представляет упрощенная система Барабан-Буфер-Канат .

Классическая система Барабан-Буфер-Веревка представляет собой механизм управления производственными процессами, направленный на то, чтобы «расшить» ограничение системы, подчинить всё производство максимально эффективному использованию ограничения. На практике построение такой системы включает в себя разработку подробного план-графика работ для ограничения (барабан), создание защитного буфера, предотвращающего возможность простаивания ограничения (буфер), а также организацию механизма своевременного отпуска работы в производство (веревка).

Однако при внедрении механизма ББК есть также и скрытая посылка: продажи и производство – это процессы, происходящие в двух самодостаточных подразделениях, и отдел продаж может порой посылать новые заказы в производственные цеха, даже когда последние с трудом могут (или совершенно не могут) выполнить их. Однако в таком случае, очевидно, что эта посылка должна быть разрушена. Это – та ситуация, в которой ограничением является рынок, и производство должно подчинить свою работу этому ограничению.

Так что же делать в том случае, когда механизм ББК внедрен в производство, но стало очевидным, что производство больше не является ограничением?

В этом случае неизбежно столкновение с выводом о том, что некоторые положения методики ББК больше не являются необходимыми.

Во-первых, строгий план-график, определяющий работу ограничения: его наличие определяет, что ограничение всегда задействовано в работе. Это также предполагает безоговорочное соблюдение спланированного расписания работ для ограничения. И хотя все это, безусловно, полезные вещи для ограничения, имеющегося в производственном процессе на заводе, они делают сам завод «негибким» к изменениям рыночного спроса: спрос увеличивается, клиент требует выполнения заказа в более короткие сроки, объем заказов становится чересчур большим и т.п.

Во-вторых, классический механизм барабан-буфер-веревка требует создания трех видов буфера:

• Буфер отгрузки – для обеспечения поставки заказов в срок;
• Буфер ограничения – для обеспечения работы ограничения при сбоях в рабочем графике;
• Буфер сборки – для своевременного получения сборочным цехом (расположенным в производственной системе после ограничения) всех необходимых для сборки ресурсов.

Однако на практике многие предприятия не используют буфер сборки, и на деле же работают для обеспечения дополнительной защиты буфера отгрузки. Это является сигналом того, что фактически системы ББК не предоставляет какого-либо механизма по расстановке приоритетов для поступающих с буферов сигналов. В первую очередь, проблема в следующем: отгружаю ли я продукцию, или же просто поддерживаю работу ограничения?

В-третьих, механизм ББК чрезвычайно сложный! Существует масса вещей, которые программное обеспечение системы ББК не может в полой мере учитывать. например:

• взаимозависимость некоторых производственных этапов и прочие технологические ограничения, которые требуют дополнительного упорядочивания;
• для некоторых производственных этапов (например, сушильных печей), которые одновременно обрабатывают несколько заказов (или обрабатывают заказы частями), чересчур сложно составить план-график работ;
• если ограничение представляет собой набор похожих, но не одинаковых машин, проблема составления план-графика также весьма существенна;
• необходимость многократного прохождения заказов через этап, являющийся ограничением (или через несколько ограничений)

Наконец, на практике часто возникает необходимость реорганизации расписания. Фактически, учитывая строгое расписание работы ограничения, это может привести к коренным переменам во всех процессах, результатом чего может стать сдвиг сроков выполнения заказов. И это совершенно не способствует максимальному увеличению эффективности использования рыночного ограничения.

Так как нет такого ПО, которое могло бы учесть все эти сложности при внедрении системы ББК, всегда требуется иметь дополнительные программы, которые будут пытаться учесть все эти неучтенные аспекты. Как минимум, это усложняет применение механизма ББК. Как максимум, это становится причиной утраты доверия к этому механизму.

Это не может радовать. Получается, что при всей простоте идеи, заложенной в механизм ББК, его практическое применение становится гораздо более сложным, чем это необходимо. Классическая система ББК называет этот парадокс «конфликтом успешного решения»: «делать простые вещи, чтобы добиться хорошей работы» против «усложняйте, чтобы получить максимум результатов». Разрешить этот конфликт можно проверкой того, в какой степени простые решения и сложные решения влияют на окончательные результаты. В некоторых ситуациях простые решения могут способствовать возникновению проблем, например:

1. Мы можем столкнуться с необходимостью недоиспользования ограничения в производстве. Если настоящим ограничением является рынок, это означает, что мощности производства должны быть больше мощностей рынка (т.е. предприятие должно быть в состоянии ответить на увеличение спроса). Т.е., завод должен работать так, чтобы его мощности были недоиспользованы – другими словами, ограничение не должно быть задействовано на 100%.

2. Порядок, в котором работа поступает на ограничение, приводит к существенным потерям времени, из-за чего происходит недоиспользование мощности производственного ограничения. Такая ситуация возникает, когда на ограничение влияет целый ряд взаимозависимых производственных этапов. Это достаточно редкое явление, однако в таких случаях требуется внедрение более эффективного механизма барабан-буфер-веревка.

3. Этап-ограничение делает много такой работы, которая существенно не нужна. Этого не должно происходить, если в это момент Канат «втягивает» в цех заказы, которые действительно требует рынок.

Основные принципы упрощенной системы ББК

Каковы ключевые принципы классической системы ББК, которые сохраняются для упрощенной системы? Выделяются три главных аспекта:

1. Субординация по отношению к рынку (мы должны знать, обеспечиваем ли мы установленные сроки поставки заказа);

2. Веревка (не направлять чрезмерно много материалов в производственный процесс, чтобы ограничение получало лишь нужные материалы вовремя и не создавалось лишнего незавершенного производства);

3. Снизить загруженность всего производства.

Для обеспечения пункта 1, отдел продаж получает в распоряжение инструмент, который помогает быстро ответить на вопрос «Какая будет дата поставки по этому заказу?». Стандартным ответом на такой вопрос будет стандартное время выполнения заказа. Однако этот инструмент будет рассчитывать свой вариант времени выполнения заказа путем отправки этого заказа на ограничение в следующий возможный момент, к чему будет добавляться 1/2 буфера отгрузки.

Если полученный результат будет превышать действовавшее ранее стандартное время выполнения заказа, то будет использоваться новое (более долгое) время, так как именно оно, скорее всего, является более адекватным. Если полученный результат окажется меньшим, то используется действовавшее ранее стандартное время, и вводится более длительный буфер заказа, который позволит гарантировать, что заказ поступит на звено-ограничение в нужный момент. (Да, именно каждому заказу присваивается отдельный «буфер заказа», который поможет контролировать его выполнение).

Чтобы обеспечить пункты 2 и 3, для производственных цехов должны быть установлены простые правила. У каждого заказа есть свой буфер, который устанавливается отдельно для каждого заказа. Работа поступает в систему с учетом времени, отведенного на ее выполнение – т.е. по тем же принципам, которые действуют для Каната в классической системе ББК. Приоритет устанавливается в зависимости от цвета, присваиваемого буферу заказа. Рабочие центры будут ежедневно получать эту информацию и устанавливать приоритеты для своей деятельности, и вместо разных сигналов, поступающих от буферов сборки, ограничения и отгрузки, будет существовать только один вид сигналов.

Но это только выглядит слишком просто.

Не создаст ли такая система слишком много незавершенного производства?

Не возникнет ли угроза перезагрузки (или, наоборот, простаивания) ограничения, если не будет детально проработанного план-графика его работы? Что, если будут возникать экстренные заказы или же другие изменения в объеме заказов? Первые два пункта разобраны выше.

Как быть с экстренными заказами? Если ваша бизнес-среда подразумевает возможность возникновения таковых, то часть спланированных заказов будет откладывается, чтобы были обработаны экстренные заказы. При этом будет необходимо обеспечить поставку этих товаров в более сжатые сроки, если этого будет требовать отдел продаж. Если при поступлении заказов в систему их приоритет изменяется, то необходимо изменить сроки выполнения заказов.

Например, если требуется поставить заказ на неделю раньше, то время, отведенное на его выполнение, сократится, и будет рассчитан новый приоритет буфера. Нет необходимости в том, чтобы осуществлять сложные изменения расписания работы звена-ограничения.

Однако здесь существует несколько моментов, где следует быть особо внимательным . Если завод работает как по системе «производство на заказ», так и по системе «работа на склад», то заказы типа «на склад» изменяют приоритетность на основании потребления из буферных запасов. Если в системе нет способов защиты от таких изменений, то мы можем влиять на сроки выполнения работы «на заказ».

Помимо этого, стоит быть осторожным с взаимозависимыми процессами, время выполнения которых может существенно увеличиться/сократиться под влиянием тех работ, которые проходят в рабочем центре. Здесь в первую очередь необходимо проверить, можно ли оптимизировать эти этапы, чтобы не возникало существенных проблем при сдвигах приоритетов работ. Другим решением может являться выявление предпочтительной последовательности работ и поручить старшему мастеру принимать решения «на лету» — отталкиваясь от этой последовательности и с учетом понимания того, является ли буфер достаточно продолжительным для выполнения всех произведенных производственных изменений.

Откат к классической системе ББК должен являться крайней мерой, когда все приведенные способы в рамках упрощенного механизма ББК не будут в состоянии эффективно устранять проблему неэффективной траты времени на этапе-ограничении.

Обобщая вышесказанное, сущность упрощенной системы ББК заключается в том, что лишь один тип буфера определяет как приоритетность и график отпуска работ, так и деятельность отдела продаж по составлению планов прохождения заказов через всю систему. Просто и эффективно.

В теории ограничений (TOC ) многих смущают два различных аспекта. Первый из них — инструменты по усовершенствованию производства, включающие метод управления ограничениями «Барабан - буфер - веревка» (drum-buffer-rope ). Второй аспект, который становится все более известным и широко используемым, — это мыслительные процессы, которые, согласно ТОС , являются мощными инструментами, однако для того чтобы понять и применять их, требуются некоторое время и усилия.

Теория ограничений, известная еще как управление ограничениями, была разработана доктором Элияху Голдраттом. Его взгляды были представлены широкому кругу читателей в бестселлере «Цель». В данной книге автор представил и разъяснил технологию «Барабан - буфер - веревка» и метод пяти сфокусированных шагов. В книге также были обозначены мыслительные процессы, однако подробно они не рассматривались. Некоторые компании использовали концепции, изложенные в этой книге, чтобы существенно усовершенствовать свои технологические процессы, другие не смогли этого сделать. И причиной тому вовсе не положения ТОС и не люди, читавшие «Цель». Книга написана в жанре романа, она знакомит читателя с концепциями, но не является учебником или руководством по внедрению ТОС .

Наша цель — краткий обзор различных инструментов, чтобы затем вы могли принять осознанное решение, какой именно из них использовать. Имеются специальные материалы и организации, к которым можно обратиться с целью более подробного изучения, если данные методы будут взяты на вооружение.

При рассмотрении ТОС часто пренебрегают тем фактом, что многие из инструментов, представленных в книге, должны использоваться в процессе применения пяти сфокусированных шагов, которые применяются для выявления и устранения узких мест, или ограничений. Во время фазы устранения могут понадобиться различные инструменты для усовершенствования процесса.

6.1. Почему «Цель»?

Название книги — «Цель» — имеет особое значение. ТОС — это философия управления, разработанная для применения к производственной организации. Она начинается с подготовки производственного графика и попытки оптимизировать планирование работы производственного предприятия. Ставится вопрос: в чем цель данной организации? Ответ — получение прибыли сейчас и в будущем. Важно понимать это, поскольку в конечном итоге основное стремление большинства компаний — получить прибыль. Подобная цель и у некоммерческих организаций, разница лишь в том, куда затем поступают полученные деньги и на что они тратятся. Любой вид деятельности организации должен так или иначе способствовать достижению намеченного. Концепция эффективной производительности и расчеты на ее основе (все это будет подробно рассмотрено ниже) базируются на этой цели — получение прибыли.

6.2. «Барабан - буфер - веревка»

Несмотря на то, что метод управления ограничениями «Барабан - буфер - веревка» используется после выявления ограничений на стадии пяти сфокусированных шагов, мы начнем с него, поскольку многим он более знаком. Как уже отмечалось, данная книга ориентирована прежде всего на предприятия малого бизнеса в производственной сфере, поэтому предполагается, что большинство читателей связаны с производством. Метод «Барабан - буфер - веревка» будет рассмотрен именно в контексте производства, но его можно применять к любым процессам. Не забывайте об этом, когда начнете выявлять и устранять ограничения. Они могут иметь место и вне вашего производственного процесса.

Итак, что именно понимается под ограничением? Ограничение — это то, что мешает системе работать на более высоком уровне. В контексте производства ограничение, или узкое место, — это все то, что не позволяет компании производить столько продукции, сколько ей требуется. Заметьте, мы не сказали «производить столько продукции, сколько возможно». Вам, может быть, и не требуется производить столько, сколько возможно, для достижения целей (здесь прослеживается связь с понятием эффективной производительности, которое будет рассмотрено ниже). Ограничивающий ресурс — это единица оборудования, участок, инструмент, работник или даже устоявшаяся политика предприятия, которые препятствуют большей производительности.

В процессе производства осуществляется несколько этапов, на которых различные сырьевые материалы и комплектующие подвергаются операциям обработки и сборки готового изделия. Каждый этап данного процесса характеризуется своими производственными возможностями, или производственной мощностью. Компании нередко рассматривают каждый этап по отдельности, вместо того чтобы взять весь процесс в целом. Многие предложения по усовершенствованию нацелены на повышение эффективности только одного или нескольких этапов производственного процесса. В сущности, большинство методов оценки эффективности работы организации и ее руководителей основываются на оценке эффективности, или производительности, отдельных этапов процесса. В теории ограничений такой способ мышления считается в корне неверным.

На рисунке 6.1 показана последовательность этапов производства, которое рассматривалось в главе 4, с указанием мощности каждого участка. Участок сверления является ограничением (узким местом), поскольку именно он сдерживает производительность всей системы. Для более ясного понимания ситуации рассмотрим ее подробнее. Конечно, легче выявить ограничение

на упрощенном примере, где операции выстроены в определенной последовательности. В традиционной производственной среде операции не всегда следуют строго друг за другом, что приводит к некоторым затруднениям.

Теория ограничений утверждает, что необходимо рассматривать всю систему в целом и что оптимизация одного этапа процесса необязательно приведет к достижению цели. Многим трудно принять такое положение, однако если вы оглянетесь и подумаете, то найдете в нем смысл. Возьмем пример из главы о бережливом производстве (глава 4) — простой трехстадийный процесс сверления, пайки и сборки модели XL 10 . В данном случае мощности каждого этапа составляют: для процесса сверления — 12 изделий в час (по пять минут на одно изделие), процесса пайки — 20 изделий в час (по три минуты на одно изделие), процесса сборки — также 20 изделий в час.

Максимальная производительность этого трехстадийного процесса составляет 12 изделий в час, то есть равна уровню производительности первой стадии — процесса сверления. Даже если бы существовала возможность удвоить производительность процесса пайки, установив дополнительное оборудование, — об этом не стоит и думать. Увеличение производительности процесса пайки абсолютно не скажется на общей производительности системы. Для увеличения общей производительности необходимо увеличить мощность процесса сверления, поскольку именно эта часть системы характеризуется наименьшей производственной мощностью.

Если вы еще не поняли, почему максимальная производительность системы составляет только 12 изделий в час, тогда как производительность участков пайки и сборки — 20 изделий в час, рассмотрим данный пример подробнее. Во-первых, предположим, что продукция переходит от стадии к стадии по одному изделию: как только обработка одного изделия завершена, оно перемещается на следующую стадию, а не ожидает формирования целой партии изделий и перемещения всей группы. Итак, начинаем отправлять в производство по одному изделию. Всего отправим 20 штук.

Сколько времени займет обработка 20 изделий на первом участке — сверления? Участок работает с производительностью 12 штук в час, следовательно, обработка 20 изделий займет около 1 часа 40 минут (20 / 12 = 1,67 часа, или 1 час 40 минут). Поскольку изделия перемещаются по стадиям системы по одному, сразу после операции сверления изделие поступает на участок пайки. Изделия покидают участок сверления со скоростью 12 штук в час. На следующей стадии — пайке — могут обрабатываться 20 изделий в час, то есть участок пайки могут покидать 20 штук в час, однако сюда поступает только 12. Следовательно, паяльная установка будет некоторое время простаивать. Участки сборки и пайки также могут производить по 20 изделий в час, однако участок пайки покидают 12 изделий в час (поскольку именно столько поступает на данное звено).

В итоге все 20 изделий будут обработаны со скоростью 12 штук в час. Возможно, вы по-прежнему думаете, что если производительность последнего звена в цепочке составляет 20 изделий в час, то и производительность системы такая же. Проанализируем процесс еще раз. Изделия покидают участок сверления со скоростью 12 изделий в час, следовательно, и поступают на участок пайки с той же скоростью. На участке сборки может обрабатываться 20 изделий в час, однако поступают на него лишь 12 штук в час. Соответственно, покидают эту стадию каждый час все те же 12 изделий. Участок сборки мог бы обрабатывать 20 изделий в час, если бы они поступали на участок в таком количестве, однако этого не происходит.

Как видите, вкладывать ресурсы в увеличение производственной мощности процессов пайки или сборки бесполезно. Необходимо сконцентрировать усилия на процессе сверления — участке наименьшей мощности. На рисунке 6.2 показана система с увеличенной мощностью процесса сборки. Нетрудно заметить, что ограничение сохраняется на прежнем участке, так что усилия по увеличению мощности процесса сборки затрачены даром.

Если вы все еще полагаете, что можете добиться производительности системы в 20 изделий в час, то рассмотрим ситуацию с другой стороны. Давайте создадим запас и посмотрим, что получится. Допустим, мы сформировали запас изделий и пустили его в производство на стадиях пайки и сборки, чтобы данные участки работали с номинальной производительностью (рис. 6.3).

Итак, что получится при наличии запаса? (Мы не задаемся вопросом, как мы его сформировали.) Рассмотрим по отдельности все этапы. На участке сборки можно обрабатывать 40 изделий в час, 80 изделий готово к обработке. Таким образом, 40 штук будут сходить каждый час с производственной линии. Рассматривая только процесс сборки, увидим, что можно было бы работать с максимальной производительностью в течение двух часов.

Теперь рассмотрим процесс пайки. На участке пайки можно обрабатывать 20 изделий в час, 80 изделий готово к обработке. Значит, данный участок может работать с максимальной производительностью в течение четырех часов. При максимальной производительности процесса каждый час 20 изделий покидают участок пайки и поступают на участок сборки. За два часа накопится 40 единиц, ожидающих поступления на участок сборки. Обработка исходных 80 изделий займет два часа на участке сборки, так что на момент завершения их обработки еще 40 изделий будут ожидать своей очереди на данном участке. Значит, сборка будет работать с максимальной производительностью в течение трех часов.

При наличии сформированного запаса участок сборки может работать с максимальной производительностью в течение трех часов, а участок пайки — в течение четырех часов. Через три часа участок сборки уже не сможет работать с максимальной производительностью, весь запас будет израсходован, и мы останемся с тем количеством, которое поступает с участка пайки, а это 20 изделий в час. После трех часов работы участок пайки все еще работает с максимальной производительностью, а участок сборки — с производительностью 20 единиц в час, несмотря на то что может обрабатывать 40. А что произойдет через четыре часа работы? На участке пайки закончится запас изделий, и работа его снова будет ограничена тем количеством, которое поступает с участка сверления (12 изделий в час). Итак, через четыре часа работы возвращаемся к производительности в 12 изделий в час, что является пределом по ограничивающему ресурсу.

На какое-то время мы ввели себя в заблуждение, предположив, что сможем добиться от системы большей производительности. Чудесным образом мы сформировали некоторое количество запасов, что позволило двум участкам работать с более высоким выходом. Однако как могли возникнуть данные запасы? Чтобы их создать, на некоторое время нужно замедлить или прекратить работу оборудования. Если оборудование простаивает, то продукция не выпускается. Поскольку некоторое время выхода продукции нет, а затем в течение нескольких часов работа идет с повышенной производительностью, то средняя производительность составит все те же 12 или менее изделий в час. Если ограничивающий ресурс работает постоянно, а другие ресурсы функционируют без длительных перерывов, система дает 12 единиц в час. В случае простоя ограничивающего ресурса или его работы с меньшей производительностью снижается производительность всей системы.

Теперь изменим мощности процессов и поставим ограничивающий ресурс в конце вместо начала (рис. 6.4). Например, изменим мощность процессов сверления и пайки, они будут одинаковы — 40 изделий в час. Это означает, что обработка изделий займет по полторы минуты на стадиях сверления и пайки и пять минут на стадии сборки (изначально было пять минут на сверление и три минуты на пайку и сборку).

Теперь, отправив изделия в производство, можно будет обрабатывать по 40 изделий в час на участках сверления и пайки, однако, когда они достигнут стадии сборки, мощность снизится. Что же произойдет? Полуфабрикаты начнут скапливаться на участке сборки. На традиционном предприятии считается, что каждый станок, участок или отдел должны работать с максимальной производительностью. Простой — это плохо! Вы отдали кучу денег за оборудование, платите рабочим, а потому необходимо, чтобы оборудование постоянно работало. Помимо этого, многие методы оценки деятельности предприятия и системы премирования основаны на эффективности использования машинного времени. Если вы начальник участка сверления и вас оценивают по эффективности использования машинного времени, разве вы не будете в этом случае работать с максимальной производительностью? Конечно будете! А что случится на следующих участках производственной линии, что произойдет с системой в целом? Давайте посмотрим.

Если изделия отправляются в производство так, чтобы первые два участка работали с максимальной производительностью, то, как уже отмечалось, полуфабрикаты начнут скапливаться на участке сборки. Более того, будут обрабатываться различные виды изделий, так что накопятся запасы разных полуфабрикатов. Данный факт поставит нас перед задачей: как определить, какой вид скопившихся полуфабрикатов обработать первым? Можно догадаться, что приоритеты будут постоянно меняться, вы начнете производить одно изделие, потом будете переключаться на другое, когда оно понадобится потребителю. Однако давайте пока оставим эту проблему.

Все это замечательно, но причем здесь барабан, буфер и веревка? Давайте разберемся. Вы, наверное, думаете: первое, что нужно сделать, — увеличить производительность ограничивающего ресурса. Теоретически это должно увеличить производительность всей системы, однако необходимо проверить данное предположение. Следует рассмотреть несколько важных вопросов. Во-первых, действительно ли производительность составляет 12 изделий в час? Даже если система потенциально способна обеспечить такую производительность, это не означает, что она фактически ее обеспечивает. Запланированные или внеплановые простои оборудования, вызванные поломками, ремонтом, нехваткой рабочих, сменой инструмента или просто отсутствием работы, приводят к тому, что реальный выход продукции не соответствует плану или ожиданиям. Необходимо исследовать причины случившегося и посмотреть, что можно сделать, чтобы устранить их и увеличить производительность. Во-вторых, нужно спросить себя, действительно ли производительность необходимо увеличивать. Продаете ли вы все, что производите, или продукция лишь пополняет запас? Разумеется, могут быть веские причины для создания запаса, однако их следует внимательно проанализировать.

Как уже отмечалось, от ограничивающего ресурса зависит общая производительность системы. Ограничивающий ресурс (или узкое место) — это барабан, который определяет темп. Вспомните Бена Гура и человека на галере, который на огромном барабане отбивал ритм для гребцов.

В методе «Барабан - буфер - веревка» барабан задает ритм работы для всей системы. Барабан является ограничением, узким местом в системе, поскольку это наименее производительная стадия. Как видно на примере (рис. 6.4), участок сборки определяет темп для всего производственного процесса. Мы будем использовать этот «барабан» и с его помощью контролировать себя, чтобы избежать перегрузки системы или создания нежелательных запасов (вы обратили внимание на то, что это нежелательные запасы?).

Поскольку барабан задает темп для системы в целом, необходимо, чтобы все звенья в цепи подчинялись этому темпу. Барабан будет определять поступление материалов в производство. Если вы подаете материалы с той скоростью, с которой их можно обрабатывать на участках сверления и пайки, то в результате получите большой объем полуфабрикатов на участке сборки, который не сможет обработать их достаточно быстро. Когда вы перейдете к более сложным системам, поступление материалов в производство в темпе барабана (ограничивающего ресурса) станет еще важнее.

Итак, что такое барабан, понятно. Теперь рассмотрим буфер. Это буферные запасы, то есть количество запасов, которое вы содержите перед барабаном. Если барабан, или ограничивающий ресурс, по какой-то причине простаивает, производительность всей системы снижается. Предназначение буфера — способствовать обеспечению участка-барабана материалами для работы, не допускать простоя. В нашем примере буфер будет создан перед участком сборки. Мы не хотим, чтобы этот участок простаивал, а потому содержим перед ним некоторый запас полуфабрикатов, чтобы всегда иметь возможность обеспечить участок работой. Буферное количество нужно не просто создать — его необходимо планировать и контролировать. Не следует накапливать слишком большие объемы запасов, поскольку это приводит к другим проблемам, но и не стоит допускать их нулевого уровня. Количество запасов нужно поддерживать на необходимом уровне путем производства большего или меньшего количества на предыдущих стадиях. Если мы захотим увеличить объем буфера, то увеличим скорость обработки или количество, которое обрабатывается в системе, пока не достигнем необходимого уровня. Если нужно уменьшить буфер — замедлим скорость производства или уменьшим количество обрабатываемых изделий.

И наконец, у нас есть веревка. Веревка связывает барабан, то есть операцию, задающую темп, с подачей материалов в производство. Нежелательно подавать в систему объемы со скоростью большей, чем темп барабана (если только не понадобилось создать запас для буфера). Веревка — это сигнал, с помощью которого ограничивают поток материалов в систему. При планировании поступления материалов в систему следует контролировать состояние ограничивающего ресурса (барабана) и буфера (буферов). Возможно, это нелегко принять, но могут быть такие периоды, когда в систему вообще не допускаются материалы или изделия для обработки. Некоторые станки или участки предприятия будут простаивать. Идея необходимости постоянной занятости всех и всего настолько укоренилась на многих производственных предприятиях (и в других организациях), что с данным стереотипом иногда очень сложно бороться. Утверждение особенно справедливо в тех случаях, когда менеджеров оценивают и премируют по эффективности и производительности работы отдельных участков или подразделений. Однако не забывайте, что нас интересует работа системы в целом, а не какого-либо участка или отдела. Посмотрим, что теперь представляет собой система (рис. 6.5).

Не забывайте, что рассматривается работа системы в целом. Производительность всей системы равна производительности ограничивающего ресурса. Повышение производительности, качества работы, эффективности в любой другой части процесса — пустая трата времени и денег. Простои оборудования и незанятость персонала иногда необходимы. Это не значит, что люди могут сидеть и ничего не делать. Пока основная производственная работа на участке приостановлена, всегда найдется множество полезных дел. Работники могут заниматься техобслуживанием оборудования или уборкой помещений, проходить обучение или тренинг, помогать на других участках. Без сомнения, можно предложить множество идей, чтобы с пользой занять работников. Например, персонал может работать над увеличением мощности и эффективности ограничивающего ресурса. Не будет ли это полезнее всего?

В описанном случае производственный процесс достаточно несложен, поскольку включает всего три этапа. Разумеется, процессы большинства производств не так просты. Если вы работаете по традиционной производственной схеме, то производство, скорее всего, разделено на участки с различными видами оборудования на каждом из них. Производится несколько групп и видов изделий, имеются различные сборочные узлы и полуфабрикаты. У вас достаточно сложный график производства, взаимоисключающие и изменяющиеся приоритеты и, возможно, даже специальная группа экспедиторов.

В такой обстановке порой нелегко выявить ограничивающий ресурс. Тем не менее, наверное, есть догадки, где находится узкое место процесса. Если вы не уверены в правильности выводов, то первое, на что следует обратить внимание, — это область, где скапливаются запасы материалов.

Независимо от сложности вашей производственной структуры рассмотренные нами концепции работают одинаково. Возможно, возникнет необходимость в нескольких буферах, однако узкое место в системе будет только одно (по крайней мере, один наиболее важный ограничивающий ресурс), и оно будет задавать темп работы для всей системы. Ограничение, или барабан, будет определять поток материалов на входе в систему с помощью веревки — некоего сигнала. Рассмотрим рисунок 6.6, на котором представлена более сложная система, в которой по-прежнему используется механизм «Барабан - буфер - веревка».

Поступление материалов в систему контролирует ограничивающий ресурс — шлифовку. Не все изделия проходят обработку на стадии шлифовки, поэтому материалы для данных изделий поставляются по мере необходимости. В любом случае следует проявлять осторожность. Обычный (неограничивающий) ресурс может снабжать материалами ограничивающий. Однако очевидно, что перегружать такой обычный ресурс не стоит, чтобы не поставить под угрозу снабжение ограничивающего. Рассмотрим это ниже.

6.2.1. Буфера и управление ими

Под буфером мы подразумеваем буферные запасы, поскольку создаем их перед ограничивающими ресурсами, чтобы предотвратить простои в узких местах из-за отсутствия работы. Возможно, правильнее было бы называть эти буфера буферами времени. Те же проблемы, с которыми мы сталкиваемся при управлении производственной мощностью, возникают и при управлении буферами. Вы работаете с ассортиментом продукции и должны иметь стандартные методы анализа и управления мощностью или буфером, которые помогут измерять мощность или размер буфера и управлять ими. Очень часто в качестве стандарта выступает время.

Продемонстрируем это на примере обработки XL 10 . Данная модель для одного изделия требует по три минуты на сверление и пайку и пять минут на сборку. Другой вид продукции, скажем RG 7 , потребует для одного изделия четыре минуты на сверление, пять минут на пайку и восемь — на сборку. Если мы будем оперировать штуками, то буфер в количестве 100 изделий на самом деле означает различные размеры буферов для этих двух наименований; 100 штук XL 10 трансформируется в 8,3 часа работы сборочного участка, а 100 штук RG 7 — в 13,3 часа. Если буфер служит для защиты ограничивающего ресурса от простоя ввиду отсутствия работы, то важно знать именно объем работы в буфере, а не просто количество изделий. Вот почему буфер времени так удобен в использовании.

Еще один важный вопрос: какого объема должны быть буфера? Чтобы дать ответ, рассмотрим еще раз, для чего они необходимы. Это защита для узкого места. Мы не хотим, чтобы ограничивающий ресурс оставался без работы, поскольку именно он определяет производительность всей системы. Каким образом создается буфер? Ресурсы, которые снабжают ограничивающий ресурс, наполняют и буфер. Ограничивающий ресурс должен обрабатывать изделия с постоянной скоростью (в идеале, конечно), поскольку мы концентрируем усилия на обеспечении его постоянной работой (за исключением простоев по необходимости). Колебания производительности снабжающей операции влияют на размер буфера.

Если при снабжающих операциях возникают проблемы, вызывающие перебои в работе, то буфер не будет пополняться и начнет уменьшаться. Если вы захотите увеличить его размер, все, что вам нужно сделать, — это повысить производительность снабжающих операций. Вряд ли это будет проблемой, поскольку данные операции имеют более высокую мощность, чем ограничивающий ресурс. Размер буфера должен определяться тем, насколько велики колебания производительности снабжающих операций, какого рода проблемы вызывают перебои в снабжении и сокращение буфера.

Размер буфера должен составлять по меньшей мере такое время (вы помните, что это буфер времени?), которого достаточно для восстановления работы после некоторого количества перебоев на снабжающих операциях. Как показано в главах 5 и 7, посвященных методу «Шесть сигм» и контролю качества, отклонения тяготеют к определенной закономерности. Это значит, что продолжительность и частота перебоев в производстве будут иметь некую закономерность, знание которой можно использовать для определения размера буферов.

Если колебания производительности настолько малы, что вы способны восстановиться после перебоев в работе, не используя буфер, можно вообще от него отказаться. По мере того как отклонения в продолжительности или частоте перебоев возрастают, размер буфера тоже необходимо увеличивать. Кроме того, как и с любым видом отклонений, могут случаться редкие, аномальные события. Что-то серьезное, например полный выход из строя какого-либо узла оборудования, замена которого займет две недели, — скорее всего (будем надеяться), редкое событие. Невозможно застраховать себя от любой неожиданности, так что необходимо выбрать некоторый удобный для вас уровень защиты. Принимайте все это во внимание, определяя размер буфера. Разумеется, проще всего начать с приблизительного или даже произвольного его размера.

Нет ничего плохого в том, чтобы сделать разумный прогноз и начать его воплощение в жизнь. Потратьте на это хотя бы некоторые усилия. Не так важна отправная точка, как дальнейшие действия. Как только определен размер буфера и создан данный буфер, следует наблюдать за ним и осуществлять управление. Нужно сравнивать фактический размер буфера с запланированным, предложенным вами. Фактический размер буфера будет колебаться, поскольку колеблется производительность снабжающих буфер операций. Производительность этих операций меняется по двум причинам: из-за неконтролируемых перебоев в работе (нормальные отклонения) и в результате планирования производственного графика и действий, обеспечивающих соответствие размера буфера планам (запланированные отклонения). Управление буфером сводится к наблюдению за его состоянием и контролю. Желательно следить за размером буферов одновременно как за мерой эффективности работы и как за контрольным механизмом. Если размер буфера не меняется, значит, вы его не расходуете и он ни от чего вас не защищает. Он просто занимает место, требует наблюдения, однако на самом деле не так уж и нужен. В действительности это не совсем верно — буфер и в данном случае кое-что делает, однако не то, что требуется. Одним словом, следите за размером ваших буферов, управляйте ими и изменяйте их, когда это целесообразно.

Мы рассмотрели один из наиболее известных аспектов ТОС (метод «Барабан - буфер - веревка»), однако эта теория содержит еще несколько важных этапов, которые, возможно, придется пройти, прежде чем перейти к описанному нами методу. Рассмотрим еще один аспект ТОС , который поможет нам достичь стадии использования метода «Барабан - буфер - веревка» — пяти сфокусированных шагов.

6.3. Пять сфокусированных шагов

Обычно толчком к изменениям становится серьезная проблема или кризис. Некоторые компании предусмотрительно вводят системы, позволяющие отслеживать процессы и вносить изменения еще до возникновения проблемы, однако в большинстве случаев именно серьезная проблема заставляет нас искать пути усовершенствования. Чаще всего это ответная реакция, а не запланированное действие. Происходит нечто нежелательное, кто-то об этом сигнализирует — и сотрудники пытаются что-либо предпринять. Это «что-либо» чаще всего будет просто непродуманным решением на скорую руку, которое в действительности не решает проблему.

В идеале следует регулярно пересматривать и анализировать системы и процессы, чтобы вносить изменения и усовершенствования еще до того, как возникнут неприятности. Но даже если вы этого не делаете и сталкиваетесь с проблемой, которую необходимо решить, пять сфокусированных шагов — это прекрасное начало.

Пять сфокусированных шагов используются для того, чтобы определить, к чему и как именно нужно приложить силы и время, чтобы внести усовершенствования в процесс. Следует выяснить, что именно нужно менять, на что и каким образом, рассматривая это в контексте достижения к цели вашего предприятия. Пять сфокусированных шагов предполагают следующие действия.

• Выявить ограничения системы.
• Решить, как использовать ограничения системы.
• Привести все остальные элементы системы в соответствие с предыдущими шагами.
• Устранить ограничения системы.

Если на предыдущем этапе ограничение было снято, снова вернуться к шагу 1, но не позволять инерции становиться причиной ограни­чения.

6.3.1. Шаг 1: выявить ограничения системы

Данный шаг кажется достаточно ясным, однако не все так просто. Производственные процессы редко бывают несложными, а проблемы не всегда понятны. Обычно проблемы начинаются с претензий потребителей (например, заказ не был отгружен в срок или укомплектован не полностью, потребитель получил бракованные изделия, обещанные сроки не удовлетворяют требованиям клиентов, производственный цикл слишком длинный и т. п.).

Вместо реальных попыток решить основную проблему внимание часто акцентируют только на вопросах сроков отгрузки. Производственные графики, если они есть, теряют смысл. Очередность выполнения заказов перераспределяется в цехах таким образом, чтобы удовлетворить тех, кто громче всех требует своего. Работа над частично готовыми заказами приостанавливается и откладывается в пользу новых горящих заявок, чтобы выполнить их на участке прямо сейчас. Покупателей обзванивают, упрашивают и подкупают обещанием, что заказанные материалы будут отгружены сегодня, а те, что еще не заказаны, — готовы завтра. Вы и сами знаете, как это происходит.

Все перечисленное — признаки того, что система вышла из-под контроля, а вы, наверное, видели, как это бывает. Должен существовать более привлекательный вариант. Вместо того чтобы бегать туда-сюда, пытаясь наскоро «потушить пожар», необходимо внести некоторые изменения в процессы и системы, иначе такая спешка гарантирована постоянно. На некоторое время ритм может замедлиться, однако рано или поздно еще один потребитель предъявит претензии — и вы снова начнете работать в режиме пожарной команды. Следовательно, внести изменения необходимо. Но нельзя действовать наугад, важно знать, что конкретно требует изменений. Прежде чем предпринимать что-либо, следует выяснить, что именно необходимо заменить. Наконец, нужно определить, каким образом внести изменения. Часто это самое трудное. Вы знаете, что необходимо предпринять, но как это сделать? Рассмотрим это чуть позже.

Лучше всего начать с поиска операции, перед которой скапливаются запасы. Скопление запасов — хороший индикатор узкого места, однако в данном факте следует удостовериться. Ограничения в основном бывают трех видов: в политике предприятия, в ресурсах и в материалах. Наиболее распространенными можно назвать ограничения в политике предприятия. Казалось бы, их легче и дешевле всего преодолевать, однако это не всегда так. Ограничения в устоявшейся практике включают в себя размеры партий, правила отгрузки и т. п. Например, продукция производится определенными партиями. Знаете ли вы, почему размеры партий именно такие? Наверное, нет. Скорее всего, ответом будет фраза «Потому что мы делаем так» или «Мы всегда делали так». Почему приоритет был отдан именно таким размерам? Почему изделия производятся именно в таком порядке? Часто трудно найти ответы на данные вопросы, а такие ограничения в устоявшейся практике могут влиять на производительность всей системы. Необходимо выяснить, в чем причина ограничения.

Ограничения в ресурсах возникают не так часто, как может показаться. Проблемы обычно связаны с порядком снабжения системы работой, а не с каким-то определенным звеном внутри самой системы. Ресурсы — это оборудование, инструменты, персонал и все, что необходимо для производства вашей продукции. Ограничения в ресурсах можно легко преодолеть, по крайней мере теоретически. Ограничением внутри ограничения может стать лишь решение привлечь большее количество ресурсов, а также выявить и оценить потребности в дополнительных ресурсах.

Ограничения в материалах широко не распространены, однако встречаются. Удостоверьтесь в том, что ограничение действительно связано с материалом, а не с устоявшейся практикой. Материалов нет в наличии, или их недостаточно, или вы просто не предвидели необходимости в них, не запланировали и не заказали вовремя? В этом и состоит различие между ограничением в материалах и ограничением в устоявшейся практике: действительно ли отсутствуют материалы или это ошибка планирования.

6.3.2. Шаг 2: решить, как использовать ограничения системы

Сейчас вам нужно решить, что предпринять, чтобы преодолеть ограничения. Это в некотором роде стадия переработки схемы процесса. Следует определить, какими будут ваши усовершенствования. Второй шаг предназначен именно для ситуаций, когда требуется разработать новые процедуры или правила. Необходимость привлечения новых ресурсов или модификации существующих тоже выясняется именно на данной стадии. На протяжении этого этапа нужно постоянно помнить об основной цели и понятии пропускной способности.

Способ преодоления ограничения частично определяется видом самого ограничения. Каким бы оно ни было, усовершенствование или новая версия процесса будут похожи на него. Поскольку вероятнее всего, что ограничение связано с устоявшейся практикой, решение проблемы представляет собой изменение какого-либо процесса или внедрение нового. В первую очередь следует проанализировать существующий процесс, составить блок-схему операций. Сложно что-то изменить, если вы смутно представляете себе ситуацию в данный момент. Очень многие полагают, что хорошо знают текущие процессы, однако, пока схема не изображена на бумаге, состояние процесса неизвестно.

Когда текущее состояние дел отражено наглядно, можно начинать искать пути усовершенствования процесса. Это именно та область, где могут пригодиться многие другие знакомые вам инструменты. Возможно, ограничение выглядит как ограничение в ресурсах, потому что вы не в состоянии обрабатывать достаточно материалов, чтобы выполнять заказы потребителей и соответствовать их производственным циклам. Однако может быть, что ограничение связано с устоявшейся практикой, системой работы по традиционной производственной схеме. Вместо того чтобы продолжать работать в таком режиме и пытаться решить проблему за счет дополнительной рабочей смены или дополнительных единиц оборудования, попробуйте перейти к ячеечному производству и использовать методологию бережливого производства.

Возможно, проблема связана с определением приоритетов в исполнении заявок или с планированием, поскольку информационные системы не соответствуют вашим потребностям. Ограничением в этом случае может стать отсутствие информации или плохая ее обработка. Данное ограничение можно преодолеть с помощью усовершенствованной информационной системы — внедрив систему планирования ресурсов предприятия (ERP ). Для выявления ограничений системы и разработки улучшенных процессов можно использовать метод «Шесть сигм». Если ограничение возникает по причине отсутствия запасов или их плохого контроля, то его можно преодолеть с помощью системы циклического учета.

6.3.3. Шаг 3: привести все остальные элементы системы в соответствие с предыдущими шагами

Что же это значит — привести все остальные элементы системы в соответствие с предыдущими шагами? Поскольку ограничение определяет эффективность работы всей системы, необходимо сосредоточить на нем усилия. Не нужно беспокоиться об усовершенствовании других частей системы, поскольку оно не повлияет на ее эффективность в целом. Но вы должны гарантировать, что все оставшиеся части работают синхронно с ограничивающим ресурсом, так чтобы он никогда не находился в простое.

Подчинение означает, что все остальные части системы снабжают ограничение, то есть ресурсы, которые не ограничивают производительность, снабжают ограничивающий ресурс. Вы должны управлять этими средствами так, чтобы ограничивающий ресурс был достаточно загружен. Не стоит обеспечивать слишком большой объем работы (это как раз то, чего мы пытаемся избежать), однако нельзя допускать и простоев ограничивающего ресурса. Поставка материалов в систему, производственный график и очередность обработки заказов в остальных ее частях должны быть синхронизированы с ограничением или подчинены ему. Все усилия сосредоточиваются на достижении максимальной эффективности и производительности ограничивающего ресурса. Это и есть подчинение.

6.3.4. Шаг 4: устранить ограничения системы

Устранить ограничение системы означает превратить ограничивающий ресурс в неограничивающий. После того как вы сделали все что могли для достижения максимальной пропускной способности системы — сосредоточили усилия на усовершенствовании ограничения, — можно вкладывать средства в повышение мощности ограничения. Вернемся к нашему примеру. Если процесс сборки был ограничивающим ресурсом и сделано все что нужно для повышения его производительности, то, возможно, придется добавить еще установку или участок сборки, чтобы увеличить производительность системы.

Предположим, система бережливого производства внедрена, организованы рабочие ячейки и введена система вытягивания в целях преодоления ограничения и вам по-прежнему нужно повышать производительность. В данном случае следует подумать об установке дополнительного оборудования, создании новых ячеек, найме дополнительных работников или введении дополнительных смен для увеличения мощности. Однако вы не должны делать этого, пока не попробуете все остальные варианты устранения ограничения.

6.3.5. Шаг 5: возвращаемся к шагу 1?

Если на предыдущем этапе ограничение было снято, возвращайтесь к шагу 1 и не позволяйте инерции стать причиной ограничения системы. В конце концов, после внесения всех усовершенствований, снятия ограничения и увеличения пропускной способности нужно вернуться к шагу 1 и начать сначала. Предупреждение об инерции, приводящей к ограничению, означает, что вы не должны просто продолжать делать то, что делали. Необходимо удостовериться, что ограничение определено верно, и выявить любое новое ограничение, которое могло неожиданно возникнуть в ходе работы.

После осуществления первых четырех шагов, выявления ограничения, внесения корректив в процесс и устранения ограничивающего ресурса появится новое ограничение. Оно должно появиться. Даже если вы провели прекрасные усовершенствования и увеличили пропускную способность и мощность до самого высокого уровня в системе, в процессе по-прежнему будет иметь место ограничение. Помните, что ваша цель — зарабатывать деньги, сейчас и в будущем. Вы желаете по-прежнему увеличивать доходы. В этом случае объемы продаж, не соответствующие максимальной мощности, станут новым ограничением и придется преодолевать его, чтобы использовать возросшие производственные мощности.

6.3.6. Изменения

Данное исследование наводит на важную мысль о том, что все должно меняться. Организации нелегко меняться. Управление изменениями — это область, которую упускают из виду во многих организациях. Чтобы усовершенствование воплотилось в жизнь, вносить изменения и управлять ими нужно эффективно. Итак, как же мы осуществляем изменения?

Считается, что люди противятся переменам. Это неверно: люди любят меняться. Они изменяются постоянно. Проблемы возникают, когда предпринимаются попытки заставить работников измениться. Это никому не нравится, люди делают все возможное, чтобы воспротивиться давлению. Возникает вопрос, как подвести работников к тому, чтобы они сами хотели перемен и добивались реализации изменений, которые вы хотите внести.

Один из способов привлечь людей — это «подкупить» их, чтобы они осуществили необходимые вам перемены. Данный метод имеет свои преимущества, однако он весьма пассивен. «Хорошо, мы согласны, что необходимо внести изменения. Что дальше?» — такой подход обычно не приводит к необходимым преобразованиям. Используются другие методы: просьбы, уговоры, даже подкуп, однако они не очень эффективны. Так что же делать, как убедить людей измениться?

Зададимся вопросами: почему люди меняют что-то? Что заставляет их желать перемен? Люди меняются, когда видят в этом выгоду для себя: «Что мне это даст?» Выгоды могут быть как материальными (деньги, более легкая работа, сокращение рабочего времени), так и нематериальными (повышение статуса, удовлетворение работой, чувство контроля над ситуацией). Вполне вероятно, что персонал будет менять процесс при получении тех же денег, работая меньше часов или выполняя более легкую работу. Некоторые работники готовы к переменам при условии получения нового, звучащего солиднее, звания. Если люди смогут почувствовать удовлетворение от работы, ощутить, что их усилия потрачены не зря, они сами захотят перемен. Если изменение — это их идея (или они так думают), то работники стремятся начать процесс преобразований. А если они еще и контролируют процесс (потому что это их идея и они предлагают, что и как нужно сделать), то будут бороться за эти изменения. И наоборот, люди будут расстроены и разочарованы, если все останется по-прежнему.

В этом и заключается фокус: заставить людей почувствовать свою личную сопричастность, контроль над процессом изменения; подтолкнуть их самих выдвинуть идею что-то изменить; убедить их поверить, что необходимо модифицировать процесс, поскольку его нынешнее течение неприемлемо. Доктор Голдратт рекомендует метод Сократа (искусство добиться истины путем установления противоречий в суждении противника) и применение мыслительных процессов, чтобы осуществить необходимые перемены. Обсудим эти методы в разделе 6.5, а пока рассмотрим подробно еще один аспект теории ограничений, который затронули чуть ранее.

6.4. Эффективная производительность и отчетность на ее основе

Порой бывает непросто определить, получаете вы прибыль или нет. Правила бухгалтерского учета и расчета стоимости не способствуют простоте и ясности такой оценки, по крайней мере для неспециалиста. Прибыльность на бумаге еще не означает, что вы действительно зарабатываете деньги. Положительный баланс — более точный показатель прибыльности, особенно для предприятия малого бизнеса.

В теории ограничений предлагается еще более точный способ оценки прибыльности (то есть достижения цели). Концепция эффективной производительности и бухгалтерских отчетов на ее основе выступает в качестве альтернативы традиционным методам расчета на основе себестоимости. Многие подтверждают: для того чтобы установить, приближаетесь ли вы к цели, отчетность на основе эффективной производительности более действенна. Несмотря на это, данный вид расчета еще не получил широкого распространения. До тех пор пока отчетность по эффективной производительности не признают организации по стандартизации бухгалтерского учета и органы государственного регулирования, а также пока ее не включат в университетскую программу по бухгалтерскому учету, будет нелегко добиться признания данного метода. Разумеется, это не значит, что вы не сможете или не должны его использовать. Любое предприятие может применять те методы оценки, которые помогают определить, зарабатывает ли оно деньги. Проблема будет только в необходимости выражать результаты отчетности по эффективной производительности на основе расчета себестоимости и финансового учета.

Что же такое эффективная производительность? Если вы обучались традиционным расчетам на основе себестоимости или просто знакомы с ними, понятие эффективной производительности потребует некоторого переосмысления. Если вы не разбираетесь в бухгалтерии, то нужно хотя бы ознакомиться с ее основами (хотя этого не пожелаешь и врагу). Эффективная производительность — это скорость, с которой предприятие зарабатывает деньги. Это не просто выход годной продукции. Помните: чтобы иметь эффективную производительность, необходимо реализовывать продукцию (иными словами, необходимы продажи). Если вы просто производите изделия, которые пополняют запасы, то получаете производительность, но ее нельзя назвать эффективной (рис. 6.7).

Звучит достаточно просто (собственно, так оно и есть). Трудность состоит в соотнесении данного метода со сложностями и правилами традиционного

бухгалтерского учета и изменением образа мышления. Прочитайте определение еще раз: скорость, с которой зарабатываются деньги. Если нет продаж — вы не получаете денег, следовательно, нет эффективной производительности. Эффективная производительность — это не общая выручка от продаж, а заработанные деньги. Это деньги, полученные от продажи, минус деньги, затраченные на производство и продажу продукции. Различие между эффективной производительностью и чистой прибылью состоит в том, что в обычной бухгалтерии чистая прибыль основывается на себестоимости продукции, включающей в себя распределение накладных расходов и затрат на заработную плату, в то время как в расчетах по эффективной производительности эти затраты трактуются по-другому.

Согласно ТОС , совместно с эффективной производительностью используются еще две величины: затраты на операционные расходы и затраты, связанные с запасами. В ТОС понятие запасов отличается от традиционного. В соответствии с ТОС , запасы — это средства, затраченные на приобретение всего необходимого для производства продукции, которая будет продаваться. Запасы включают все активы предприятия, такие как основное и вспомогательное оборудование, здания, а также все материалы и комплектующие, но не включают затраты на зарплату и накладные расходы. Операционные расходы определяются как средства, затраченные на превращение запасов в эффективную производительность. Операционные расходы — это зарплаты и накладные расходы, комиссионные с продаж и другие связанные с ними расходы.

В ТОС чистая прибыль рассчитывается следующим образом:

Чистая прибыль = эффективная производительность – затраты на производство,

а рентабельность инвестиций:

Рентабельность инвестиций = чистая прибыль / инвестиции,

Рентабельность инвестиций = (эффективная производительность – затраты на производство) / инвестиции.

Данные расчеты несколько отличаются от традиционного способа, однако это очень полезные инструменты оценки эффективности вашей компании, функция которых — предоставить предприятиям возможность более качест­венно оценить финансовую эффективность. Финансовые расчеты и определение себестоимости не теряют актуальности, однако они предоставляют недостаточно информации для того, чтобы способствовать достижению цели.

Методы расчетов в ТОС оценивают систему в целом (эффективная производительность — это все заработанные компанией деньги, она не оценивает какую-то отдельную часть производственного процесса). Традиционные методы оценки используются в основном для оценки эффективности отдельных частей, а не системы в целом. Как уже было отмечено в разделе о методе «Барабан - буфер - веревка», имеет значение только эффективность всей системы. Определять эффективность работы отдельных частей системы в качестве предварительного этапа перед внесением изменений бессмысленно, если вы не работаете над устранением ограничения.

6.5. Мыслительные процессы

Пять сфокусированных шагов нужны для того, чтобы направить усилия по верному пути. «Барабан - буфер - веревка» — это метод планирования работы предприятия и управления производством и запасами. Мыслительные процессы нужны для выявления основополагающих проблем, разработки усовершенствованных процессов, преодоления возникающих препятствий. Вам необходимо знать, что изменить, на что заменить и как воплотить в жизнь эти изменения. Мыслительные процессы — это методологии, разработанные для применения логики, чтобы обеспечить эффективную и тщательную работу над данными шагами. Цель мыслительных процессов — представить логически обоснованные мысли и доводы на бумаге, чтобы их можно было оценить, обсудить и пересмотреть по мере необходимости. В мыслительных процессах используются логические диаграммы, напоминающие блок-схемы.

6.5.1. «Рассеивание тумана»

Хотя метод Сократа весьма эффективен для определения первопричин, чаще всего его недостаточно, чтобы найти решение обозначенной проблемы.

Первопричиной чаще всего бывает конфликт между двумя противоположными силами. Процесс «рассеивания тумана», известный также как диаграмма разрешения конфликтов, предназначен для урегулирования существующего конфликта. Приверженцы ТОС считают, что компромиссы необязательно разрешат конфликт, кроме того, разрешение конфликта таким способом нежелательно. Они считают, что можно найти такое решение, при котором выигрывают обе стороны.

Необходимо четко обозначить проблему: описание ее на бумаге облегчает визуализацию и понимание. Метод «рассеивания тумана» — это способ обозначить и визуализировать проблему так, чтобы можно было легко определить и отразить на бумаге цель, необходимые условия, предпосылки и собственно конфликт. Предполагается, что четкое определение проблемы способствует поиску верного решения. На рисунке 6.8 показана наиболее распространенная форма диаграммы разрешения конфликта.

Что же мы подразумеваем под «рассеиванием тумана»? На первый взгляд, «рассеять туман» — значит, преодолеть или устранить конфликт, заставить его исчезнуть. Это верно в некоторой степени: мы хотим заставить туман конфликта испариться, однако не совсем так, как вы думаете.

Обычно подобная ситуация (рис. 6.8) немедленно наводит на мысль о компромиссном варианте (в нашем случае должен быть некий вид среднего уровня запасов и ассортимент изделий, изготавливаемых как под заказ, так и на склад). Однако компромисс — это не то, что нам нужно. Даже если он возможен, то не всегда является наилучшим решением.

Метод «рассеивания тумана» стимулирует переосмысление проблемы или разногласия. Проблема обозначена, описана — зачем же ее переосмысливать? Возможно, обозначенная проблема не является истинной. Возможно, есть необходимость пересмотреть ситуацию и усомниться в наших предположениях.

Вот в чем и заключается сложность. Нам кажется, что проблема обозначена четко и конфликт выявлен, однако в основе лежат пока не обозначенные нами предположения. В примере мы определили, что проблема связана с временем на отгрузку продукции и необходимостью его сократить. Первый вопрос, который возникнет, — «почему?». Почему нужно сокращать время на отгрузку продукции? Возможные варианты ответа: потребителю необходимо более короткое время цикла или же его могут обеспечивать конкуренты. Может быть, так оно и есть, но давайте рассмотрим некоторые пока не обозначенные допущения.

Допускается, что промежуток времени между поступлением заказа от потребителя / его размещением и получением им заказанной продукции слишком велик. Предполагается также, исходя из обозначенной проблемы, что для сокращения времени цикла нужно либо хранить запас на складе, либо ждать, пока потребитель не закажет продукцию. Если мы храним запасы, то нам достаточно только отобрать и отгрузить изделия. Если ожидаем того момента, когда потребитель разместит заказ, то можем производить только то, что заказано, и не тратить время на производство других видов продукции. Чтобы иметь возможность поставлять продукцию со склада, необходимо увеличить объемы запасов, и наоборот, если мы работаем под заказ, то снижаем объемы. Разумеется, невозможно одновременно увеличивать и уменьшать количество запасов, так что налицо признаки внутреннего конфликта двух утверждений.

Но давайте рассмотрим наши допущения. Начнем с самого первого и значительного: следует снизить время производственного цикла для удовлетворения требований потребителей. Может быть, это и так, а может, и нет. Скорее всего, проблема не в продолжительности цикла, а в чем-то другом. Наверное, продолжительность цикла слишком сильно колеблется, а потребителю необходима большая стабильность. Вполне вероятно, что просто нет возможности обеспечить выполнение заказа в обещанные сроки. Может быть, обозначенное время абсолютно не соответствует фактическому времени, которое необходимо для производства, упаковки и отгрузки продукции. Возможно, мы пытаемся решить не ту проблему!

Метод «рассеивания тумана» подразумевает не просто обозначение проблемы и изложение ее на бумаге, он включает в себя обнаружение всех этих допущений по умолчанию, их анализ и поиск истинного источника проблемы. Если разрушить хотя бы одно из оснований нашей проблемы, выраженной на диаграмме, то она будет решена и конфликт исчезнет. Проблема, над которой необходимо работать, останется, однако на этот раз, скорее всего, это будет истинная причина конфликта: системная проблема, а не локальная. Теперь будем рассматривать задачу системно, по мере ее переоценки и анализа лежащих в основе допущений, и задавать вопросы, не упуская из виду общую цель.

Цель состоит в получении прибыли путем увеличения эффективной производительности. Рассматривая изначально обозначенную проблему с точки зрения достижения цели, мы сконцентрировали усилия на совершенствовании всей системы и увеличении эффективной производительности вместо того, чтобы просто «поправить» какую-то часть системы, в нашем случае — время отгрузки товара потребителю. В этом и состоит сила и преимущество метода «рассеивания тумана». Понадобится практика, но необходимо попробовать и оценить данный метод.

6.5.2. Дерево текущей реальности

Еще один метод ТОС — это дерево текущей реальности, представляющее собой тип логической диаграммы, который отражает нынешнее состояние — то, как идет работа в данный момент. Цель дерева текущей реальности — выявить основную причину любого фактора, который препятствует достижению цели. Так же как и диаграмма разрешения конфликтов, дерево текущей реальности способствует разрешению конфликтной ситуации посредством четкого выявления и документирования текущего состояния производственного процесса. По меньшей мере, выявляется и документируется представление о нем. Так или иначе, начинать правильнее всего с упомянутых действий. Дерево текущей реальности напоминает карту процесса, но это логическая карта. Вы должны четко представлять, где находитесь, прежде чем решите, куда следует двигаться.

При построении дерева текущей реальности обычно начинают с наблюдения нежелательных эффектов (undesirable effects , UDE ). Далее в обратном порядке сопоставляются причины и следствия, пока не обнаруживается первопричина всех тех UDE , с которых начинали. Вернемся к примеру и начнем с UDE , который заключается в том, что потребители не удовлетворены сроками отгрузки. На рисунке 6.9 представлено простое дерево текущей реальности, основанное на данном нежелательном эффекте. В этом примере начинаем с констатации нежелательного эффекта: «Потребители не удовлетворены сроками отгрузки». Задержка происходит по двум основным причинам: во-первых, время отгрузки слишком продолжительно, во-вторых, потребители изменяют свои заказы в последний момент. На самом деле это нежелательные эффекты, так что нужно искать причины, их породившие, и мы будем делать это до тех пор, пока не определим одну или несколько первопричин. В данном случае мы проследили цепочку до конца и обнаружили, что время на пуск, остановку и переналадку слишком велико, отсутствует система штрафов за изменение заказа в последний момент, а отдел продаж премируется только за объем продаж. Это дает прекрасную возможность найти решения для ликвидации выявленных причин.

6.5.3. Дерево будущей реальности

Аналогично дереву текущей реальности дерево будущей реальности используется для разработки и анализа прогнозируемых состояний системы в будущем, а также причинно-следственных связей, которые к ним приведут. Отправной точкой становится первоначальный проект дерева будущей реальности. Исходные доводы и мысли излагаются на бумаге, в логическом формате, что позволяет просматривать и обсуждать эти данные. Доводы, выраженные в виде причин и следствий, необходимо тщательно обосновать и проанализировать.

Опять-таки это отправная точка. По мере анализа ситуации и особенно когда придет время вносить изменения, возможно, возникнет необходимость модифицировать план. Это нормально, не стоит ожидать, что первоначальный проект останется без изменений. По мере работы вы улучшите план. На рисунке 6.10 представлен пример дерева будущей реальности.

В дерево будущей реальности можно включить возможные негативные последствия, или UDE (рис. 6.11). В процессе работы над новым технологическим процессом или изделием следует постараться предусмотреть потенциальные проблемы или возможные негативные воздействия. Это не только привнесет больше реальности в расчеты, но и поможет разработать решения, тактику ослабления влияния или устранения проблем, если они будут возникать.

Данные логические диаграммы — «рассеивание тумана», дерево текущей реальности и дерево будущей реальности — основаны на причинно-следственных связях. Работа с ними потребует некоторой практики, однако они очень полезны для анализа и преодоления проблем и поиска решений. Карты процесса и создания ценности также весьма информативны и могут использоваться совместно с логическими диаграммами. Так что используйте все элементы накопленного инструментария, если они применимы для ваших задач и приведут к нужному результату.

Примечание

Метод обучения путем постановки вопросов, а не чтения лекций. Обучаемый сам находит ответы на вопросы, вместо того чтобы получать уже готовые. В приложении к анализу первопричин это значит, что причина выявляется путем ответов на серию вопросов.

«Бен Гур» (Ben Hur ) — классическая кинолента 1959 года (США), действие которой происходит в библейские времена. Главный герой — Бен Гур — был сослан на галеры. — Прим. переводчика.

Теория ограничений - популярная методология управления системами в различных видах деятельности, разработанная в 1980-е годы Элияху Голдраттом и базирующаяся на поиске и управлении ключевым ограничением системы, которое предопределяет успех и эффективность всей системы в целом. Основной особенностью методологии является то, что делая усилия над управлением очень малым количеством аспектов системы, достигается эффект, намного превышающий результат одновременного воздействия на все или большинство проблемных областей системы сразу или поочерёдно.

Подход теории ограничений основан на том, чтобы выявлять это ограничение и управлять им для увеличения эффективности достижения поставленной цели (для бизнеса ускорение и увеличение генерации прибыли). Где эффективность – это скорость достижения цели с минимально возможными затратами и без урезания цели по содержанию. Методологически теория ограничений включает в себя ряд логических инструментов, позволяющих найти ограничение, выявить стоящее за ним управленческое противоречие, подготовить решение и внедрять его с учетом интересов всех заинтересованных сторон. Нацеленность на конечный результат позволяет добиваться чрезвычайно быстрых результатов (для бизнеса 2-3 месяца), нацеленность на взаимовыгодные решения позволяет повышать уровень взаимодействия и мотивацию персонала. Элияху Голдратт разработал и опубликовал прикладные решения Теории ограничений для операционных процессов и управления производством, управления финансами и формирования показателей, управления проектами (разработка новой продукции, строительство), логистики и всей цепи поставок, маркетинга, всех видов продаж, управления персоналом, формирования тактики и стратегии развития системы.

Среди предлагаемых теорией ограничений методов - набор правил проверки логичности утверждений [⇨] о работе организации и причинно-следственных связей между ними, алгоритмы построения причинно-следственных диаграмм , метод «барабан - буфер - верёвка», а также метод критической цепи для управления проектами.

Метод «барабан - буфер - верёвка»

Одним из методов теории ограничений, широко применяемым в сфере производства, является метод «барабан - буфер - верёвка», задающий следующие принципы:

• «барабан» - производство должно работать по некоторому ритму;
• «буфер» - перед ограничением должен находиться некоторый буфер запасов материалов, защищающий ограничение от простоев;
• «верёвка» - материалы должны подаваться в производство только тогда, когда запасы перед ограничением достигли некоторого минимума, не раньше, чтобы не перегрузить производство.

Метод барабан-буфер-веревка основан на анализе оборачиваемости запасов и ее соотношения с оборачиваемостью дебиторской и кредиторской задолженности.

Барабан – это образное выражение. Символ, который говорит о том, что необходимо поддерживать определенный ритм производства, единый с ритмом получения денег от покупателей и оплаты поставщикам; по сути идет речь об управлении продолжительностью финансового цикла.

Буфер – также образное выражение, суть которого в необходимости нормирования запасов, расчета величины дефицита и излишков по каждой номенклатурной позиции;

Веревка – еще один символ, суть которого в визуализации и маркировке отклонений от норм, формировании сигналов и оповещений при появлении таких отклонений.

Управление запасами на основе метода барабан-буфер-веревка легко осуществить в Excel с использованием финансовых моделей.

Мыслительные процессы

Теория ограничений предлагает также более общий системный подход к поиску и снятию ограничений, который может быть применен не только в производстве, но и в других, самых разнообразных системах. Данный подход состоит из последовательного построения аналитических схем следующих типов:

• Дерево текущей реальности (ДТР, аналогичное диаграмме текущего состояния, используемой многими организациями) - для выявления причинно-следственных отношений между нежелательными явлениями и корневой причиной большинства данных нежелательных явлений.
• Диаграмма разрешения конфликта (ДРК) - для устранения противоречий в системе, которые часто являются причиной нежелательной ситуации в системе. Способ устранения противоречий принято называть инъекцией .
• Дерево будущей реальности (ДБР) - когда выбраны некоторые способы (инъекции) устранения выявленных с помощью ДТР корневых причин проблем или конфликта в диаграмме разрешения конфликта, строится дерево, показывающее будущее состояние системы. Это необходимо для выявления негативных последствий выбранных инъекций (негативных ветвей ) и выбора способов борьбы с ними.
• Дерево перехода - для выявления возможных препятствий на пути преобразований и их устранения.
• План преобразований - для выработки конкретных инструкций для исполнителей для внедрения планируемых изменений.

Данный подход описан в художественной форме в книге «Цель-2. Дело не в везении» . Более формальным академическим языком - в книге У. Детмера «Теория ограничений Голдратта» .

Критерии проверки логических построений

Метод мыслительных процессов Голдратта, в отличие от многих подобных методик визуализации информации (например, диаграммы Исикавы , ментальных карт), предлагает набор правил, позволяющих проверить наличие причинно-следственных связей и их достоверности. Такие правила называются критериями проверки логических построений (КПЛП, Categories of Legitimate Reservation) - это восемь положений, при помощи которых можно проверить, доказать или опровергнуть правильность выстроенных причинно-следственных связей:

1. Ясность - все однозначно понимают утверждения, используемые в диаграмме.
2. Наличие утверждения - утверждение содержит законченную мысль.
3. Наличие причинно-следственных отношений - действительно ли названная причина вызывает указанное следствие?
4. Достаточность приведенной причины - названная причина достаточна, чтобы вызвать указанное следствие, в данном контексте.
5. Проверка наличия альтернативной причины - не может ли названная причина быть всего лишь одной из возможных?
6. Недопустимость подмены причины следствием - перепутаны причина и следствие.
7. Поиск проверочного следствия - если названная причина имеет место, то у неё должны быть не только указанное следствие, но и некоторые другие, побочные, следствия (которые не обязательно должны быть указаны в конкретной диаграмме).
8. Отсутствие тавтологии - следствие предлагается в качестве обоснования существования причины.

Примечания

Литература

• Эли Шрагенхайм. Теория ограничений в действии: Системный подход к повышению эффективности компании = Management Dilemmas. - М. : Альпина Паблишер , 2014. - 286 с. - ISBN 978-5-9614-4727-9 .
• Элияху М. Голдратт , Джефф Кокс. Цель. Процесс непрерывного совершенствования = англ. The Goal: A Process of Ongoing Improvement . - Минск: Попурри, 2009. - 496 с. - 7000 экз. - ISBN 978-985-15-0641-1 .
• Элияху М. Голдратт , Джефф Кокс. Цель. Процесс непрерывного улучшения. Цель-2. Дело не в везенье =

Лисин Н.Г., Одиноков С. И.

Всем известно, что в типовом решении 1С:ERP реализована революционная методика планирования производства. Но как она соотносится с классическими методиками MRP, APS, ТОС (ББВ)?

Правда ли, что 1С:ERP использует методы теории ограничений ТОС («Барабан-буфер-веревка» )?

Попробуем ответить на этот вопрос, не перегружая читателя тоннами выкладок, формул и прочих теоретических изысканий, как это принято в учебниках.

Рассматривать будем только межцеховое планирование (так называемый уровень «глобального диспетчера»); внутрицеховое планирование и управление партиями запуска-выпуска (маршрутными листами) в этой статье не затрагиваем.

Прежде чем приступить к обсуждению этого вопроса, вкратце напомним, в чем суть, преимущества и возможная область использования методов расчета сквозных межцеховых графиков производства MRP/CRP, APS, ББВ (ТОС, DBR).

MRP/CRP/RCCP (Material Requirements Planning, Capacity Requirements Planning, Rough-Cut Capacity Planning )

График межцеховых передач изделий рассчитывается от плановой даты выпуска изделия по заказу назад во времени (справа -> налево ). При этом программа исходит из структуры дерева продукции (дерево конечной продукции разворачивается назад во времени простым разузлованием) и суммарного времени выполнения всех операций над полуфабрикатами (компонентами) в цехах.

На каждый интервал времени (день, смена) программа записывает, какие производственные мощности нужны для выполнения каждого заказа (в этом состоит методика CRP). Потребность фиксируется «постфактум», вне зависимости от доступности в процессе планирования – другими словами, есть ли в смене (дне, неделе) доступное время работы оборудования с учетом ремонтов и занятости на других заказах.

Можно сделать так, что записываться будут потребности во времени работы только тех мощностей, которые признаны логистами потенциально узкими местами. Это позволит не перегружать систему информацией (методика RCCP ).

Также в системе CRP/RCCP содержится информация о доступном фонде времени работы производственных мощностей в каждом интервале, а именно:

• время работы видов рабочих центров (ВРЦ , групп однотипного оборудования) с учетом остановки на ремонты,
• и время работы трудовых ресурсов (работников) по цехам c учетом отпусков и больничных.

После того как все заказы распланированы по межцеховым перемещениям, логистсмотрит отчет – сопоставление требуемой планом потребности во времени работы мощностей (поинтервально) и доступного фонда времени работы мощностей.

Дефициты времени работы мощностей и трудовых ресурсов выявляются поинтервально:

Дефицит мощности на интервал = Суммарная потребность во времени работы мощности по всем заказам на интервал – Доступный фонд времени работы мощности на интервал

• Положительное значение – дефицит
• Отрицательное значение – профицит (избыток мощности).

Если есть дефицит хотя бы в одном интервале, то условно считается, что вся совокупность заказов неисполнима. В таком случае производят соответствующие манипуляции с датами выпуска заказов (смещение в будущее для разгрузки производства) и их дальнейшее перепланирование с тем, чтобы сбалансировать загрузку и устранить дефициты.

Таким образом, методика MRP/CRP/RCCP позволяет увидеть дефициты мощностей «постфактум» после процедуры планирования, но не предлагает выполнить распределение заказов по оси времени, чтобы эти дефициты устранить. Такая разводка заказов по датам делается логистами вручную на основании их опыта и приоритетов заказов. Далее все заказы перепланируются и снова проверяются на наличие дефицитов.

Таких итераций может быть несколько; они осуществляются до тех пор, пока график производства не станет хотя бы приблизительно сбалансирован по мощностям (т.е. не будут устранены все дефициты).

Задача расчета возможной даты выполнения нового заказа решается крайне приблизительно - график и потребные мощности нового заказа накладываются на уже рассчитанную поинтервально загрузку мощностей по имеющимся заказам. Затем логисты проверяют, какая новая загрузка мощностей получилась, и не вышла ли она за пределы доступного фонда мощностей:

• если нет, дата заказа признается исполнимой,
• если да , логист подбирает такую дату выпуска по новому заказу, чтобы суммарный график производства был исполним; если заказ важный, то другой заказ можно вручную отодвинуть во времени вперед, тем самым освободив место для нового заказа.

Такая схема не вызывает особых проблем, если, исходя из принятых заказов клиентов, производство по мощностям загружено не более, чем на 70% . Иначе говоря, «главное продать, а произвести всегда сможем». Неточность планирования сглаживается оставшимися 30% доступного времени работы мощностей.

Задачи оптимизации загрузки, минимизации НЗП и переналадок решают локальные цеховые диспетчера “на местах” согласно своему чутью и опыту – для этого у них есть пространство для маневра, так как график производства “дырявый” и он не загружает на 100% мощности в горизонте планирования.

Это нормальная ситуация на предприятиях, где ограничением объема продаж за любой период является рынок, а не производство, что влечет за собой постоянную недозагрузку производства.

Другое дело, если ограничением продаж за период является производство, либо мощности производства примерно соответствуют среднему объему заказов клиентов за период. Сразу надо сказать, что такая ситуация, возможно, говорит о несбалансированности предприятия с рынком, а также наличии серьезных проблем с точным планированием производства с максимально плотной его загрузкой, которая позволяет выполнять как можно большее количество заказов за период.

При сезонном характере спроса планирование может быть выстроено не оптимально: в сезон низкого спроса производство недогружено, а в сезон высокого спроса - аврал.

Поскольку в таких ситуациях выполняется планирование с максимально плотной загрузкой производства, такое планирование рискованно, так как всегда есть вероятность не выполнить заказ в срок из-за, например, поломки оборудования или брака. Сложно оптимизировать производство, укрупнять партии и минимизировать переналадки, возможна «нервозность», авральность производства. Интересы производственников (оптимизировать производство и работать ритмично) начинают противоречить интересам коммерсантов (продать как можно больше и быстро выполнять срочные заказы, в том числе на новые виды продукции).

Для полноты изложения отметим, что при более пристальном рассмотрении вопроса методология CRP распадается на два подраздела:

• RCCP (Rough-Cut Capacity Planning ). Предварительное планирование производственных мощностей. Процедура быстрой проверки дефицитов нескольких ключевых мощностей (потенциально «узких» мест). Смысл выделения этой процедуры только в высокой ее скорости, так как проверяются не все мощности, а очень ограниченный их перечень.

• FCRP (Finite Capacity Resource Planning ). Окончательное планирование производственных мощностей. Процедура проверки дефицитов всех производственных мощностей.

APS (Advanced Planning and Scheduling)

В ситуации, когда потенциальным ограничением продаж продукции является производство, решением (достаточно относительным) является метод APS.

Главное отличие APS от MRP/CRP заключается в следующем: при расчете графика межцеховых передач полуфабрикатов программа опускается до технологических операций и планирует операции на конкретные единицы оборудования, захватывая время их работы. Продвинутые APS-системы захватывают также время работы персонала и прочие ограничения производства (время работы оснастки и т.д.).

Самый первый и приоритетный заказ захватывает время работы мощностей из доступного фонда времени работы мощностей. Следующий заказ захватывает то, что осталось от первого и так далее, пока не будут распланированы все заказы.

При поступлении нового заказа его можно поставить в конец очереди -он захватит те мощности на временной оси, которые остались от всех имеющихся заказов. А можно его «втиснуть» в середину очереди - он опять же захватит те мощности на временной оси, которые остались от всех имеющихся заказов, стоящих в очереди перед ним, но не будет учитывать мощности заказов, стоящих в очереди после него. В этом случае, разумеется, требуется перепланирование всех заказов, стоящих в очереди позже.

Чтобы захватить время работы мощности, программа анализирует временную ось и ищет свободное время работы мощностей, оставшееся после плановых ремонтов и других, более приоритетных заказов. При этом программа старается соблюдать критерии оптимизации производства - она минимизирует время переналадок, размер НЗП, максимизирует партии передаваемых изделий, снижает себестоимость производства и т. д.

Можно сказать, что APS-система строит сквозное (по всем цехам) пооперационное расписание работы оборудования для выполнения заказа на уровне глобального диспетчера, снимая эту задачу с цеховых диспетчеров.

Планирование может производиться:

• Справа-налево (операции назначаются на временную ось как можно позже, туда, где есть свободное время мощностей). Минусы: срыв графика операций подразделением неминуемо приводит к просрочке даты выполнения заказа. В результате возникает необходимость перепланирования и, как следствие, смещение дат выпуска по заказам, либо сверхурочная/авральная работа. Нервозность графика, перенасыщенность дедлайнами, высокая «напряженность» производственных партий.
• Слева - направо (операции назначаются на временную ось как можно раньше, туда, где есть свободное время мощностей, но не раньше даты начала производства, отмеченной в заказе). Минусы: потребности в материалах наступают раньше, чем это реально нужно для выполнения заказа. В целом, это более оптимальный режим, особенно при недозагруженном производстве и неограниченном сроке хранения продукции. Лучше начать выполнять заказ заранее, чтобы гарантированно успеть к сроку.

Как показывает схема, при планировании «как можно раньше» для выполнения заказа остается запас времени, равный разнице между датой выпуска, желаемой клиентом, и датой выпуска, рассчитанной предприятием.

Если нужно посчитать минимальную дату исполнения заказа, то наиболее эффективно эта задача решается в режиме «слева-направо». Заказ вставляется в очередь заказов (очередь на захват мощностей) и захватывает мощности, которые остались от заказов, стоящих в очереди перед ним. Поскольку этапы производства распределяются по доступным временным интервалам слева направо, программа определяет:

• расчетную дату запуска заказа в производство (дата начала выполнения самого первого этапа в структуре продукта) – дату, на которую есть свободная мощность для выполнения самой первой операции;
• расчетную дату выпуска по заказу – дату, которая получилась в результате последовательного захвата мощностей операциями заказа слева-направо, начиная с первой операции.

Проще говоря, при поступлении нового заказа программа старается расположить его на временной оси как можно левее - там, где есть свободное место работы оборудования (с учетом уже распланированных более приоритетных заказов) для самой первой операции по заказу. Место найдется в любом случае - это и будет дата запуска заказа. Затем ищется временная точка (свободная мощность) для следующей операции и так далее. В конце концов, программа «выходит» на последнюю операцию и также планирует ее на доступное время оборудования – это будет дата выпуска по заказу.

Казалось бы, чего еще желать? Такая система представляется идеальной. График загружает производство на максимальную мощность, производство согласно графику работает ритмично (без авралов и простоев), реализация за период выводится на максимально возможный объем, клиенты довольны – в результате точного планирования заказы выполняются в срок, моментально определяются возможные сроки выполнения заказа.

Однако не все так просто. В теории – красиво. А на практике возможны проблемы:

• В результате распределения операций заказов по времени работы оборудования может (к примеру) наблюдаться следующая картина: первый заказ с выпуском на 10-е число номенклатуры Х 10 шт. распределился на три дня с запуском 7-го, а второй заказ с выпуском на 20-е число той же номенклатуры и количества запускать надо уже завтра – он распылился на двадцать дней. Диспетчеру цеха такой график может показаться странным. Зачем запускать 2-го числа, если сдавать 20-го, а цикл производства длится три дня? Такой график может получиться из-за оптимизации переналадок, а также по другим не вполне понятным диспетчеру причинам.
  • Налицо неравномерное сложно пересекающееся распределение операций заказов разных приоритетов во времени, не всегда очевидное диспетчерам, а значит, существует опасность ухода диспетчеров от этого графика. Многие, вероятно, потребуют у глобального диспетчера просто дать график сдачи изделий по заказам, «а какие операции когда запускать - с этим мы сами разберемся». Все-таки на уровне глобального диспетчера (межцеховой график) сложно учесть все внутрицеховые нюансы.
• Срыв исполнения в срок любой плановой операции, брак, задержка в поставке материала, болезнь работника и тому подобное приводит к каскадной невыполнимости всех последующих операций, максимально плотно распланированных во времени (именно плотно, а иначе зачем APS?). В таких ситуациях необходимо немедленно перепланировать график, так как он стал неактуальным – весь график, по всем цехам и заказам.
  • Перепланирование может выполняться с разной периодичностью, например, в конце каждой смены или суток. В результате, график может перестроиться до неузнаваемости. А перестройка графика - это не только изменение требований к ближайшим переналадкам и потребности в оснастке (что «бьет» по цехам и вспомогательному производству), но и изменение расчетных дат выпуска по заказам (что «бьет» по клиентам, с которыми приходится договариваться на более поздние сроки). Все это порождает нервозность и высокую напряженность как на самом производстве, так и в отделе продаж.
• APS требует точности нормативных данных, в том числе учета множества параметров производства. Данных по этим параметрам у технологов может не оказаться – зачастую они не формализованы и находятся в головах у мастеров цехов (локальных диспетчеров). Ели нюансы не учтены, график будет неисполним. Оцифровка и структуризация таких нормативных данных (пооперационных маршрутных карт) со всеми параметрами, необходимыми для расчета производственных расписаний, а также поддержание актуальности этой информации для среднего машиностроительного, приборостроительного предприятия является задачей невероятной организационной сложности!
• APS – система абсолютно детерминирующая, формализующая всю работу цеха «сверху» с максимальной детальностью (вплоть до операций) с уровня глобального диспетчера (ПДО). Локальные диспетчеры исполняют график операций, спущенный сверху. Именно график операций, а не график сдачи изделий. В этом графике операций не учитываются производственные параметры, которые неизвестны программе-планировщику, но которые напрямую влияют на расчет исполнимого графика . Примеры (разумеется, это лишь малая часть):
• 
  • Токарь Иванов сегодня не в настроении и ему не нужно доверять ответственную деталь, а токаря Козлова нельзя подпускать к старому станку – у него повышенная конусность и он запорет заготовку.
  • На одном из наших проектов APS – система, как оказалось, не умеет соединять станки в производственную линию как один поточный РЦ (таково требование технологии), с удалением этих станков из фонда доступной мощности. Описать эту совокупность РЦ как один РЦ тоже нельзя – для других изделий они планируются отдельно…
  • Проблема с сопряженными деталями: нельзя сверлить крышку пока не просверлен корпус, хотя крышка и корпус находятся в разных ветках дерева продукции и соединяются лишь на сборке.
  • Сложности возникают с передачей по кооперации на сторону или в другие цеха при нехватке мощностей.
  • Печь может работать не только в синхронном, но и в асинхронном режиме. Она выводится на заданную температуру, а дальше заготовки закладываются и вынимаются не синхронно (одной загрузочной партией), а в разное время, согласно длительности термообработки каждой заготовки.
  • Такие ситуации опытный локальный диспетчер разруливает без проблем, тогда как программа на это не способна. Для этого требуется искусственный интеллект. Вот почему системы, которые дают диспетчеру ориентировочный график сдачи изделий и оставляют простор для творчества при планировании операций внутри цеха, более устойчивы и менее нервозны. APS-система во многом лишает диспетчера цеха возможности маневра и самостоятельности в учете нюансов.
• APS-системы основаны на сложнейшей математике – в частности, генетических алгоритмах. Самые простые APS-системы используют эвристические жадные алгоритмы. В любом случае, воспроизвести (просчитать) результаты планирования вручную невозможно, как невозможно объяснить опытному логисту, почему программа распланировала именно так, хотя есть другой, более оптимальный план. Действительно, никаких гарантий, что программа найдет в тысяче вариантов планов самый оптимальный, нет.
• И наконец, посчитаем, сколько плановых операций APS-система должна планировать на месяц вперед.
  • Например, 1000 заказов на готовую продукцию в месяц, по каждому – 1000 операций по всем цехам. Получаем миллион операций, которые необходимо рассчитывать, оптимизировать и записывать в базу данных, скорее всего, ежедневно, а значит на процедуру планирования при трехсменном режиме работы отводится полчаса - час.

Итак, основными недостатками APS-систем являются:

• Невозможность учесть все производственные параметры для точного расчета графика. Если для MRP неточный график – это нормально, то для APS – губительно, так как подразумевает неисполнимость графика и его постоянное перепланирование. А это нервозность и неритмичность производства.
• Организационная сложность в создании, оцифровке нормативной системы (спецификаций, маршрутных карт). Приведение того, что есть на предприятии, к формату, который требует APS, непрерывная поддержка актуальности этих данных.
• Высокая требовательность к быстродействию и объемам хранилищ данных.

Если эти недостатки не проявляются на конкретном производстве, то APS-система является абсолютной рекомендацией к использованию.

В последнее время много говорится о том, как сложно разработать универсальную APS-систему для всех отраслей. Наиболее успешно работают узкоспециализированные APS-системы, «заточенные» под конкретные отрасли и учитывающие все особенности конкретных производств.

MES (Manufacturing Execution System)

Для полноты картины отметим еще MES-системы. Провести четкую грань между APS и MES-системой не всегда просто. Этой теме посвящено множество исследований.

Например, APS-систему можно условно считать MES-системой, если все предприятие состоит из одного цеха, а перепланирование цеха возможно по итогам выполнения каждой операции с тем, чтобы получить точный измененный план операций после выполнения каждой операции.
.

Характерными особенностями MES-систем можно считать:

• Планирование операций на уровне локального диспетчера только внутри цеха. В качестве исходных данных используется график сдачи изделий цехом.
• Перепланирование графика в автоматическом режиме (например, каждые 15 минут) по итогам выполнения операций предыдущей версии графика. В любом случае, перепланирование выполняется с периодичностью, равной средней длительности операций. В результате, диспетчер (и рабочие на рабочих центрах) видят непрерывно актуализируемый график операций по рабочим центрам с учетом того, чем сейчас заняты РЦ.
• Точный расчет расписаний работы оборудования в краткосрочном горизонте (несколько смен) с учетом всех производственных параметров. То есть получается реально исполнимый график, не требующий корректировки диспетчером из-за неучтенных нюансов. При большом количестве операций диспетчер просто не сможет просматривать и корректировать все плановые операции каждые 15 минут.
• Прямая связь с оборудованием – передача сигналов с оборудования в MES-систему о текущих режимах работы оборудования, фактическом старте и завершении операций. Это важно, так как требования к оперативности и точности ввода фактических данных очень высоки.

MES-системы наиболее эффективны, когда являются узкоспециализированными (это позволяет учесть в системе специфические производственные параметры), встроены в конкретное производственное оборудование и поставляются с ним.

ТОС, ББВ/DBR (Теория ограничений систем, «Барабан-буфер-веревка», «Drum, buffer, rope»)

Данная методика является поистине революционной и не сразу была признана корифеями. Создана всемирно известным исследователем, родоначальником Теории ограничений, Элияху Голдраттом.

Данная гениальная методика бросает вызов традиционным методикам и призвана не только устранить недостатки APS и MRP, но и объединить их достоинства.

Методика «барабан-буфер-веревка», что это?

ББВ основана на следующих очевидных предпосылках:

1. Производство чаще всего не является полностью сбалансированным. Пропускную способность производства для каждого вида продукции ограничивает лишь один вид производственного ресурса (мощности). Например, некий уникальный дорогой станок. Исключение - поточные и непрерывные производства, в которых каждый РЦ потока полностью сбалансирован с другими РЦ. Но это не случай ТОС, и даже не случай, когда требуется детальное планирование производства.
2. Нет смысла детально планировать каждый производственный участок. Достаточно точно распланировать участок с узким производственным ресурсом - «барабаном ». Это будет основной такт производства. График работы барабана соблюдается неукоснительно. Он должен быть загружен непрерывно с минимумом переналадок. Это значит, что производство загружено максимально.
   • Очевидно, что остановка барабана - эта остановка деятельности всего предприятия. Рассчитать дату выполнения заказа очень просто: для этого нужно назначить обработку заказа на один РЦ - барабан – захватив время его работы. Расписание обработки заказов на один рабочий центр можно составить в Excel.
3. Все остальные участки автоматически будут подлаживаться под основной такт барабана, так как их пропускная способность выше, чем требуется для обеспечения такта работы барабана. Поэтому график работы участков не нужен. Достаточно запускать исходные материалы в начальные участки за некоторое время до поступления на барабан и требовать с участков немедленно обрабатывать и отправлять изделия дальше соответствующим участкам-получателям, выполняющим следующие операции.
   • Принцип запуска материалов в производство до выхода изделий на барабан - это «веревка ». Веревка «дергает» материалы со склада в соответствии с тактом барабана, причем только в том количестве, которое нужно для барабана. Ни в коем случае нельзя выдавать материалов больше, чем требуется барабану - в противном случае участки начнут увеличивать партии с целью оптимизировать производство, и их пропускная способность станет меньше, чем у барабана. Иными словами, барабан перестанет быть узким местом.
4. График должен быть таким, чтобы перед барабаном всегда находилась непустая очередь изделий. Это обеспечит непрерывность его загрузки. Чтобы очередь была непустой, исходные материалы надо запускать в производство гораздо раньше, чем того требует длительность обработки до барабана. Например, время такого опережения запуска материалов может быть в 3 раза больше длительности обработки до барабана. Такое время опережения называется временным «буфером ».
5. Нет смысла контролировать своевременность сдачи всех изделий цехами. Достаточно контролировать, какие изделия вышли из «зеленой зоны» - т. е. не поступили в очередь к барабану своевременно согласно производственному циклу. Такие изделия/заказы требуют контроля и вмешательства диспетчера.
   • Используется принцип светофора. Если заказ в «зеленой зоне», не обращаем на него внимания. Если заказ в «желтой зоне» - т. е. прошло уже 1/3 буфера, но не более 2/3 буфера, а заказ так и не вышел к барабану - начинаем разбираться, почему возникла задержка. Если заказ в «красной зоне» - т. е. прошло более 2/3 буфера, а заказ так и не вышел к барабану - срочно вмешиваемся, иначе расписание работы барабана нарушится. Разумеется, за счет других заказов в очереди барабан, скорее всего, не остановится, что говорит о большой устойчивости системы.

Между барабаном и выпуском готовой продукции могут быть выпуски промежуточных полуфабрикатов - в этом случае при планировании необходимо учитывать «завершающий буфер». Другими словами, от обработки на барабане до выпуска готового изделия проходит некоторое фиксированное время, которое учитывается (добавляется) при планировании. Например, если продукцию по заказу надо выпустить 10-го числа, а завершающий буфер – 3 дня, то работа барабана для обработки заказа планируется на 7-е число.

К сожалению, ББВ тоже не является абсолютно универсальной методикой.

ББВ отлично работает, если в производстве есть ярко выраженный узкий рабочий центр для каждого вида продукции, который не мигрирует при изменении ассортимента выпускаемой продукции. Если узкое место сложно «поймать» или оно мигрирует, то с ББВ будут проблемы.

Итак, мы рассмотрели 3 основные методики планирования. Каждая из них имеет свои плюсы и минусы. У каждой есть свои ограничения. Возможно ли найти универсальную методику, своего рода «золотую середину», обладающую плюсами всех остальных методик, но лишенную их недостатков?

Решаема ли эта задача? Не сродни ли она попыткам средневековых алхимиков превратить свинец в золото или изобрести вечный двигатель?

Поиски “философского камня” в 1С:ERP…

Алгоритм планирования производства 1C:ERP

Мы не будем описывать все нюансы. Опишем лишь основные моменты, составляющие суть алгоритма межцехового планирования производства в 1С:ERP.

Для каждого производственного подразделения временная ось разбивается на равные интервалы. Например, сутки или недели – это самые востребованные варианты. Причем для каждого подразделения интервал настраивается индивидуально.

В заказе на производство задаются желаемые дата запуска и выпуска:

• Раньше желаемой даты запуска (реквизит “дата начать не ранее” ) программе запрещено планировать выполнение графика по заказу.
• Выпуск изделия должен быть запланирован не позже желаемой даты выпуска. По сути, это дата, желаемая клиентом.

В каждом подразделении описываются виды рабочих центров (ВРЦ), имеющиеся в подразделении, а также доступный суммарный плановый фонд времени работы ВРЦ с учетом ремонтов.

ВРЦ состоит из отдельных РЦ, но при планировании учитывается суммарный фонд времени ВРЦ.

В спецификации на этап производства указывается:

• в каком подразделении выполняется этап,
• рабочее время каких ВРЦ этого подразделения необходимо захватить при выполнении спецификации этапа.

В спецификации этапа следует указывать только потенциально узкие места (ВРЦ) подразделения. В этом случае график межцеховых передач по заказу будет строиться согласно захвату времени работы этих ВРЦ, без учета тех ВРЦ, которые не являются узкими местами.

Методика планирования слева – направо или справа – налево определяется в отдельно взятом заказе на производство. Исходя из этого параметра, уже можно отнести 1С: ERP к системам APS класса, т.к. алгоритм MRP подразумевает расчет графика производства только справа – налево

Программа выполняет последовательное планирование заказов по очереди заказов. Очередь заказов определяется приоритетом заказа, в рамках заказов с одним приоритетом очередь определяется в соответствии с датой ввода документа. Очередь заказов рассчитывается в рамках одного подразделения – диспетчера.

В соответствии с параметром «Размещение выпуска» система осуществляет поиск интервала планирования для размещения этапов производства левее даты потребности назад во времени или правее даты «Начать не ранее» вперед по времени, которая будет являться точкой отсчета.

После этого планирование осуществляется вправо или влево в соответствии с размещением выпуска до полного размещения заказа в производстве. При этом этапы захватывают время работы ВРЦ, указанных в его спецификации, и делает это захваченное время недоступным для всех последующих менее приоритетных заказов.