"Вузьке місце", що це? Замовлення не вчасно: нові технології, старі проблеми Статистичний метод пошуку вузьких місць
Термін «вузьке місце» є досить поширеним та популярним. Більшість діяльності в lean спрямована на виявлення і усунення і , що перешкоджають ідеальному виконанню тієї чи іншої роботи, функціонуванню того чи іншого . У будь-якому процесі і в будь-якій роботі навіть неозброєним поглядом завжди можна знайти безліч і. Термін «вузьке місце» таки відповідає на запитання «з чого ж почати? » Почніть саме з нього.
У перекладі з англійської, вузьке місце або bottle neck перекладається як «шийка пляшки». Це відмінна аналогія у тому, щоб зрозуміти суть терміна. Уявіть, що ви хочете вилити воду або висипати пісок із пляшки. Ви не зможете зробити це швидко, пляшка буде повільно спустошуватися у міру витікання води (висипання піску) через вузьку шийку пляшки. Чим вже шийка, тим повільніша швидкість спустошення пляшки. Якщо зробити те ж саме зі склянкою (спустошити її), подібних проблем ви не зустрінете. Циліндрична форма склянки дозволить виплеснути весь вміст без затримок. Повертаючись до пляшки, уявіть, що вона має спотворену форму, наприклад, у вигляді пісочного годинника, тобто. у неї є кілька таких шийок різної величини (різного діаметра). При спустошенні такої пляшки, або для того, щоб висипати пісок з пісочного годинника, вам знадобиться не менше часу, т.к. вам доведеться чекати поки весь вміст пройде через найвужчу шийку (вузьке місце). Цей же принцип застосовується до будь-якого процесу.
У виробництві вузьке місце – це місце (операція, працівник чи етап процесу), після якого робота обривається та сповільнюється. Якщо взяти кілька послідовних операцій, то вузьким місцем буде та операція (або кілька операцій), якої перевищує , визначеного потребою Замовника. Наприклад, якщо час циклу трьох операцій 10, 15 та 10 секунд відповідно. Час такту становить 12 секунд, отже, операція №2 є вузьким місцем, т.к. як би бездоганно не працювали дві інші операції, зрештою вони чекатимуть на операцію №2, а Замовник отримуватиме одиницю готового виробу не через 12, а через 15 секунд.
Вузьке місце в операціях видно, якщо уявити завантаження у вигляді . У масштабах потоку можна також побачити вузькі місця: там, де з різних причин завищено . Причинами може бути не тільки технологія виконання самої операції, але і наявність величезної кількості втрат усередині неї, а також наявність проблем, що періодично виникають, також збільшують фактичний час циклу. Індикатором наявності вузького місця у потоці створення цінності завжди є запаси. Вони утворюються перед операціями, час циклу яких об'єктивно більше часу циклу інших операцій. Вони постають перед особливо проблемними операціями, які часто зупиняються через часті (поломки, проблеми з якістю тощо).
Розглянувши будь-який, ви завжди можете побачити вузьке місце, тобто його етап, який стримує весь процес, не дає йому працювати швидше і ефективніше. Крім того, і часто для визначення вузького місця досить просто спостерігати за процесом, звернути увагу на наявність індикатора (запасів).
Для остаточного розуміння суті вузького місця наведемо приклад із життя. Три друзі збираються піти на футбол, домовившись зустрітися біля стадіону у призначений час, але один із них спізнюється і решті доводиться на нього чекати, пропускаючи цікавий початок матчу.
На завершення ще раз повторимо, навіщо нам потрібне окреме поняття. А точніше, навіщо вміти визначати вузькі місця. Поверніться до прикладів і подумайте, чи є сенс покращувати інші операції, працювати над іншими проблемами, якщо не займатися вузьким місцем? Звичайно, ні. Вміння правильно визначити вузьке місце і сконцентрувати увагу на ньому – починати поліпшення або вирішення проблем саме з нього – є певним принципом розміщення пріоритетів у lean. Це логічно, зрозуміло і очевидно, проте на практиці часто зустрічаються покращення (у проектах та поточній роботі), спрямовані будь-куди, але не на вузьке місце.
17. Аналіз вузьких місць, що виникають на підприємстві.
Завдання оперативного планування виробничої програми полягає у визначенні номенклатури та обсягів продукції. Для цього мають бути відомі такі дані:
1) ціни на продукцію;
2) витрати на виробництво продукції;
4) наявні виробничі потужності.
Проблематика планування виробничої програми
визначається насамперед видом та кількістю вузьких місць у виробництві. Крім того, значення мають можливі альтернативні технологічні процеси. Йдеться про обладнання, що встановлюється, і про інтенсивність його використання у виробничому процесі.
Можливі різноманітні підходи до планування виробничої програми.
На підприємстві існують три важливі підходи:
а) Відсутність вузьких місць.
Оскільки немає вузьких місць, то може вироблятися вся продукція.
б) Наявність одного вузького місця.
Припустимо, встановлено, що у підприємстві є одне вузьке місце. Необхідно розрізняти випадки єдиного та можливого альтернативного технологічного процесу.
Якщо змінні витрати в одиницю часу однакові для всіх продуктів, то потрібно перевірити, чи для всіх продуктів і процесів суми покриття є позитивними або для окремих комбінацій продуктів і процесів вони негативні
Якщо відомі виторг від продажу та змінні витрати на одиницю продукції, а значить, і сума покриття, то оптимальну виробничу програму можна сформувати поетапно. Орієнтація на величину суми покриття дозволяє послідовно складати програму, якщо є тільки одне вузьке місце.
в) Наявність кількох вузьких місць.
Якщо під час перевірки програм збуту і виробництва виявляється, що у виробництві є відразу кілька вузьких місць, прийняти рішення складніше. І тут слід застосовувати методи лінійного програмування.
Планування оптимальної виробничої програми має здійснюватися виключно з витратної погляду, необхідно враховувати орієнтовані прибуток критерії. Дані розрахунків за повними витратами є недостатніми для планування оптимальної виробничої програми, оскільки за таких розрахунків витрати не поділяються на змінні та постійні. Поряд із витратами необхідно враховувати вплив управлінських рішень на виручку від продажу та суми покриття. У зв'язку з цим потрібно використовувати дані розрахунків сум покриття.
Наявність одного вузького місця можна пояснити двома причинами:
а) якщо виробничий процес одноступінчастий, то існуючих потужностей виявляється недостатньо для максимально можливої кількості всіх продуктів з позитивними сумами покриття;
б) якщо виробничий процес багатоступінчастий, то вузьке місце виникає лише одному ділянці, потужності якого бракує виробництва всіх товарів.
Якщо на підприємстві є вузьке місце, необхідно розрахувати відносні величини сум покриття за одиницю часу завантаження вузького місця за окремими групами продуктів. З огляду на це слід змінити ранжировану послідовність виробництва продуктів з метою досягнення оптимального значення виробничого результату. Визначення програми продажу та виробництва без урахування потужностей у вузькому місці призводить до зниження загальної суми покриття. Це неправильне рішення, оскільки в такому разі підприємство втрачає свої суми покриття
Теорію обмежень систем було сформульовано у 80-ті роки ХХ ст. та стосувалася управління виробничими підприємствами. Коротко її суть зводиться до того, що у кожній виробничій системі діють обмеження, які стримують ефективність. Якщо усунути ключове обмеження, система запрацює значно ефективніше, ніж намагатися впливати на всю систему відразу. Тому процес удосконалення виробництва слід розпочинати з усунення вузьких місць.
Зараз термін bottleneck може використовуватися для будь-якої галузі — у сфері послуг, розробці програмного забезпечення, логістиці, повсякденному житті.
Що таке bottleneck
Визначення bottleneck звучить як місце у виробничій системі, в якому виникає перевантаження, тому що потік матеріалів надходить занадто швидко, але не може бути так само швидко перероблений. Часто це станція з меншою потужністю ніж попередній вузол. Термін походить з аналогії з вузьким шийкою пляшки, яка уповільнює шлях рідини назовні.
Bottleneck - вузьке місце у виробничому процесі
На виробництві ефект пляшкового шийки викликає простої та виробничі витрати, знижує загальну ефективність та збільшує терміни відвантаження продукції замовникам.
Існує два типи вузьких місць:
- Короткострокові вузькі місця- Викликані тимчасовими проблемами. Хороший приклад — лікарняна чи відпустка ключових співробітників. Ніхто в команді не може повноцінно замінити їх і робота зупиняється. На виробництві це може бути поломка одного із групи верстатів, коли його навантаження розподіляється між робочим обладнанням.
- Довгострокові вузькі місця- Діють постійно. Наприклад, постійна затримка місячних звітів у компанії через те, що одна людина має обробити величезну кількість інформації, яка надійде до неї лавиною наприкінці місяця.
Як визначити bottleneck у виробничому процесі
Існує кілька способів пошуку bottleneck на виробництві різного рівня складності, із застосуванням спеціальних інструментів та без. Почнемо з простих способів, заснованих на спостереженні.
Черги та затори
Процес на виробничій лінії, який збирає перед собою найбільшу чергу з одиниць незавершеного виробництва, зазвичай є пляшковим шийкою. Такий спосіб пошуку bottleneck підходить для штучного конвеєрного виробництва, наприклад, на лінії розливу. Добре видно, де лінії скупчуються пляшки, і який механізм має недостатню потужність, часто ламається або обслуговується недосвідченим оператором. Якщо на лінії кілька місць скупчення, то ситуація складніша, і потрібно використовувати додаткові методи, щоб знайти найкритичніше вузьке місце.
Пропускна здатність
Пропускна спроможність усієї виробничої лінії прямо залежить від виходу обладнання bottleneck. Ця характеристика допоможе знайти головну пляшечку шийки процесу виробництва. Збільшення випуску одиниці устаткування, яка є вузьким місцем, істотно вплине загальний випуск лінії. Перевіривши по черзі все обладнання, можна виявити bottleneck - тобто той крок, збільшення потужності якого найбільше вплине на вихід всього процесу.
Повна потужність
Більшість виробничих ліній відстежують відсоток завантаження кожної одиниці устаткування. Верстати та станції мають фіксовану потужність та в процесі виробництва використовуються на певний відсоток від максимальної потужності. Станція, яка задіює максимум потужності – bottleneck. Таке обладнання стримує процент використання потужності іншого обладнання. Якщо ви збільшите потужність bottleneck, то потужність усієї лінії зросте.
Очікування
Процес виробництва також враховує час простоїв та очікування. Коли на лінії є пляшкова шийка, то обладнання, що йде одразу ним, довго простоює. Bottleneck затримує виробництво і наступний верстат не отримує достатньо матеріалу, щоб працювати безперервно. Коли ви виявите верстат з довгим часом очікування, то шукайте на попередньому кроці пляшку.
Крім спостереження за виробництвом для виявлення вузьких місць використовуються такі інструменти:
Value Stream Mapping – карта створення потоків цінності
Як тільки ви з'ясуйте причину чи причини вузьких місць, потрібно визначити діїдля розширення пляшкового шийки та нарощування виробництва. Можливо, вам знадобиться перемістити співробітників у проблемну зону або найняти додатковий персонал та закупити обладнання.
Пляшкова шийка може виникнути там, де оператори переналаштовують обладнання для виробництва іншого продукту. У такому разі треба подумати, як скоротити простої. Наприклад, змінити графік виробництва, щоб зменшити кількість переналагодження або зменшити їх вплив.
Як зменшити вплив вузьких місць
Bottleneck менеджмент пропонує виробничим компаніям використовувати три підходи, щоб зменшити вплив вузьких місць.
Перший підхід
Збільшення потужності існуючих вузьких місць.
Існує кілька способів збільшити потужність вузьких місць:
- Додайте ресурси до обмежуючого процесу. Необов'язково наймати нових працівників. Крос-функціональне навчання персоналу може зменшити вплив вузьких місць із незначними витратами. У такому разі робітники обслуговуватимуть одразу кілька станцій та полегшуватимуть проходження вузьких місць.
- Забезпечте безперебійне подання деталей на вузьке місце. Завжди слідкуйте за незавершеним виробництвом перед вузьким місцем, керуйте подачею ресурсів на станцію bottleneck, враховуйте овертайми, протягом яких обладнання також завжди повинно мати деталі для обробки.
- Переконайтеся, що вузьке місце працює лише з якісними деталями. Не витрачайте потужність та час роботи вузького місця на опрацювання шлюбу. Розташовуйте точки контролю якості перед станціями bottleneck. Це підвищить пропускну спроможність процесу.
- Перевірте графіки виробництва. Якщо у процесі випускається кілька різних продуктів, які вимагають різного часу роботи bottleneck, скоригуйте графік виробництва так, щоб загальний попит на bottleneck зменшився
- Збільште час роботи обладнання, що обмежує. Нехай bottleneck працює довше, ніж інше обладнання. Призначте оператора, який обслуговуватиме процес під час обідніх перерв, планових простоїв і, якщо потрібно, понаднормово. Хоча цей метод не зменшить час циклу, він буде підтримувати роботу bottleneck доки інше обладнання простоюватиме.
- Скоротіть простої. Уникайте планових та позапланових простоїв. Якщо обладнання bottleneck вийде з ладу під час робочого процесу, негайно відправте ремонтну бригаду, щоб відремонтувати та запустити його. Також постарайтеся скоротити час переналагодження обладнання з одного продукту на інший.
- Удосконаліть процес саме у вузькому місці. Використовуйте VSM, щоб усунути дії, що не додають цінності, і скоротити час на додавання цінності, позбавившись втрат. У результаті ви отримаєте коротший час циклу.
- Перерозподіліть навантаження на bottleneck. Якщо можливо, розділіть операцію на частини та призначте їх на інші ресурси. У результаті ви отримаєте коротший цикл і збільшену потужність.
Другий підхід
Продаж надлишків виробництва, які випускає обладнання, що не відноситься до пляшкового шийки.
Наприклад, у вас на лінії 20 ін'єкційних пресів, а ви використовуєте лише 12 із них, тому що обладнання bottleneck не може переробити випуск усіх 20 пресів. У цьому випадку ви можете знайти інші компанії, які зацікавлені у субпідряді на операції лиття під тиском. Ви будете у прибутку, тому що отримаєте від субпідрядників більше, ніж ваші змінні витрати.
Третій підхід
Скорочення потужності, що не використовується.
Третій варіант оптимізації виробництва — розпродати обладнання з екстра потужністю та скоротити чи перемістити персонал, який його обслуговує. В цьому випадку потужність всього обладнання буде зрівняна.
Приклади bottleneck поза виробництвом
Транспорт
Класичний приклад — пробки на дорогах, які можуть постійно утворюватися у певних місцях, або тимчасово з'являтися під час ДТП або проведення дорожніх робіт. Інші приклади – шлюз на річці, навантажувач, залізнична платформа.
Комп'ютерні мережі
Повільний Wi-Fi-роутер, підключений до ефективної мережі з високою пропускною здатністю, є вузьким місцем.
Комунікація
Розробник, який шість годин на день проводить на нарадах, і лише дві години пише код.
Програмне забезпечення
У додатку теж є вузькі місця - це елементи коду, на яких програма "гальмує", змушуючи користувача чекати.
"Залізо" комп'ютера
Вузькі місця в комп'ютері - це обмеження апаратних засобів, при яких потужність системи обмежується одним компонентом. Часто процесор розглядається як обмежуючий компонент відеокарти.
Бюрократія
У повсякденному житті ми часто зустрічаємося з вузькими місцями. Наприклад, коли раптово закінчуються бланки для паспортів або прав водія і вся система зупиняється. Або коли потрібно пройти медогляд, а кабінет флюорографії працює лише три години на день.
Вердикт
Вузькі місця у виробництві, менеджменті та житті – це точки потенційних покращень.
Розширення bottleneck дасть відчутний приріст продуктивності та ефективності.
А не звертати уваги на обмежуючі елементи системи — значить недоотримувати прибуток і працювати гірше за свої можливості.
Виконаємо розрахунок планового завантаження обладнання та визначимо "вузькі місця". Побудуємо календарний план виробництва та проаналізуємо виробничу програму щодо її виконуваності.
Визначення вузьких місць виробничої програми. Розрахунок та баланс завантаження обладнання при плануванні виробництва.
Будь-який начальник виробництва регулярно ставить запитання «Чи зможе він зробити все заплановані замовлення у строк. Чи достатньо для цього виробничих потужностей підприємства? Наскільки напруженою передбачається робота у цьому плановому періоді?
У цьому ролику будуть продемонстровані модулі системи TCS, що дозволяють, по-перше, розрахувати та проаналізувати об'ємні показники завантаження обладнанняв тимчасовий період, а по-друге, візуалізувати календарний план виробництвау вигляді діаграми Ганта з одночасним відображенням завантаження обладнання, що цікавить.
Отже, як вихідні дані в системі TCS вже створено виробничі замовлення на готові вироби - монтажні шафи в різній комплектації та кількості, та замовлення на виготовлення уніфікованих комплектуючих власного виробництва для підтримання нормативу складського запасу.
У кожного із цих замовлень визначено орієнтовну дату випуску. Для замовлень товарної продукції зазвичай умови договору, для внутрішнього замовлення це приблизно середина месяца. Нагадаємо, що на складі ми маємо певний запас уніфікованих комплектуючих (резерв), з якого і комплектуватимуться замовлення першої половини місяця. А виготовлені до середини місяця позиції внутрішнього замовлення підуть відновлення складського резерву і комплектування інших замовлень періоду.
Наступним кроком виконаємо розрахунок дат запуску для товарних позицій та їх складових, а також комплектуючих, що виготовляються окремим замовленням для уніфікованих складових деталей. Виділимо всі виробничі специфікації планового періоду та запустимо макрос. Розрахунок дат запуску/випуску".
В результаті, для всіх деталей і складальних одиниць, що виготовляються, ми отримуємо орієнтовні дати початку і закінчення виробництва, розраховані виходячи із заданих термінів і застосовуваних технологічних процесів.
Зробимо ці виробничі специфікації робітниками і отримаємо на відповідній закладці номенклатурний план виробництва. У ньому перераховані позиції з кількістю, яку необхідно виготовити, та терміни.
Отже, рання дата запуску партії – 18 лютого, найпізніша дата випуску – 23 березня 2010 року.
На закладці "Техпроцес" представлена детальніша інформація, а саме план з операцій. Тобто. Список всіх робіт, які необхідно виконати для виготовлення всіх запланованих позицій. Для кожної роботи розраховано трудомісткість її виконання, а також відповідно до технологічного процесу відображено обладнання, цех, ділянку, професію та розряд.
Також, у системі TCS ведеться інформація про верстатний парк підприємства, тобто. реальній кількості кожної моделі обладнання та їх наявність у підрозділах. Наприклад, у нас на першій ділянці сьомого цеху розташовані прес Amada та прес FINN-POWER, на другій ділянці обладнання для зварювання, на третій столи для збирання та контролю.
Для оцінки здійсненності даного плану використовуємо модуль системи TCS . Встановимо дати початку та кінця періоду, в який передбачається виконувати заплановані роботи, а саме 18 лютого та 23 березня 2010 року. Виконаємо розрахунок.
Через війну розрахунку показується список всіх моделей устаткування, задіяних до виконання робіт. Вказується, до яких груп воно входить і де розташоване. Для кожної моделі вважається фонд робочого часу в годиннику на заданий період. При розрахунку враховується кількість цього обладнання у підрозділі та графік його планових ремонтів та обслуговування. Також розраховується, скільки годин сумарно дане обладнання буде зайнято виконанням запланованих операцій. В останній колонці відображається планове завантаження.
Насправді, залежно від величини підприємства його структури цей перелік може бути дуже великим (багато цехів, ділянок, моделей). Реально працювати з таким обсягом інформації може бути складно. Тому для зручності можна скористатися різними налаштуваннями.
Наприклад, показати завантаження тільки по одному цікавому для нас підрозділу. Виберемо першу ділянку дванадцятого цеху чи другу ділянку сьомого цеху. Можна показати завантаження тільки цікавить нас Групи обладнаннянаприклад, Контрольної . Обладнання цієї групи є у різних підрозділах підприємства.
Щоб швидко виявити потенційні вузькі місця нашого виробничого плану, достатньо ввести граничне значення завантаження. Введемо 70%, вважаючи, що обладнання, завантаження якого у плановому періоді перевищує 70-80%, становить так звану групу ризику. Приховаємо рядки з меншим завантаженням. У прикладі лише гідравлічний координатно-револьверний прес FINN-POWER завантажиться більш ніж 70%, тобто. Для плану на березень, він є тим вузьким місцем.
Випадковий вихід з ладу даного обладнання може призвести до зривів виконання якщо не всього плану, то багатьох замовлень планового періоду. Що зазвичай призводить не лише до фінансових штрафних санкцій, а й до втрат не фінансового характеру. Наприклад, ця негативна подія може вплинути на ділову репутацію підприємства.
Вивчимо, яке обладнання також слід звернути особливу увагу. Вводимо граничне значення 50% і просто розфарбуємо такі рядки у вибраний колір. До FINN-POWER додався листозгинальний прес Amada, його розрахункове завантаження складає 57%. Всі інші цехи та обладнання в них завантажені не так сильно і, швидше за все, не вимагатимуть підвищеної уваги плановика.
Таким чином, використовуючи модуль "", можна зробити такі висновки:
Здійснимо чи не здійснимо, принципово, наш план. Критерієм цієї оцінки буде перевищення 100% завантаження за якоюсь моделлю. Якщо десь завантаження більше 100%, то не допоможуть сучасні методи оптимізації виробничого розкладу. І тут треба збільшувати фонд роботи устаткування, тобто. або збільшувати тимчасовий період, або наймати додатковий персонал, який працюватиме в другу зміну, або запускати поряд другий екземпляр обладнання.
План нашого прикладу немає жодної позиції, яка має значення завантаження перевищувало б 100%. Отже, принаймні теоретично, заданий обсяг робіт можна виконати у встановлені терміни на наявному устаткуванні. Здійснимо чи не здійснимо план у реаліях нашого виробництва. Ця оцінка також дозволяє зробити висновок про здійсненність представленого плану, але не теоретично, як перша, а ближче до життя та індивідуальних особливостей кожного виробництва. Наприклад, очевидно, що завантаження обладнання в 99% дозволить виконати план лише за умов роботи без збоїв, затримок і простоїв, коли всі системи продубльовані і на підприємстві працюють роботи. Насправді ж збої та затримки регулярно трапляються з різних причин. То матеріал під час не привезли, то верстат не налагодили, то робітник захворів, то аварія в електромережі тощо. і т.п. Тому на кожному підприємстві, навіть для різних цехів та ділянок цього підприємства чи різного виду робіт цей критерій має різне значення. Наприклад, для однієї ділянки критичної вважається завантаження 80%, а для іншої – 60%.
Тобто. для кожного типу робіт або ділянки можна виконати порівняння з відповідним індивідуальним граничним значенням, яке досвідченим плановикам зазвичай відоме з практики. Чи відповідає структура існуючої на підприємстві верстатного парку виробничої програми. Такий висновок буде корисний для підприємств, мають стабільну виробничу програму, тобто. виробничий план яких можна побудувати заздалегідь, і він не схильний до сильних змін з місяця на місяць.
У нашому прикладі більшість моделей обладнання не завантажено і на 40%, тоді як завантаження пресу FINN-POWER досягає критичного значення. Якби такий стан справ мав місце в серійному провадженні, то для збільшення обсягу виробництва нам слід було б купити насамперед саме заготівельне обладнання.
Керівник напряму виробничих рішень, СофтБаланс
Автоматизовані системи позмінного планування в тому вигляді, в якому ми бачимо їх зараз, беруть свій початок у середині 70-х років минулого століття, коли відомий вчений, автор Теорії обмежень Еліяху Голдратт представив усьому світу систему складання розкладу виробництва в цілому по підприємству (до того моменту вважалося, що це неможливо). Ті принципи, закладені Голдраттом, працюють і зараз, допомагаючи заводам і фабрикам вибудовувати процес ефективного розподілу завантаження виробничих потужностей.
В даний час є досить велика кількість всіляких систем позмінного планування, - але, незважаючи на їхню різноманітність, нерідко зустрічається ситуація, коли на підприємстві або взагалі немає системи позмінного планування, або вона не виконує своїх функцій і абсолютно «відірвана від життя».
Проте, варто забувати, що будь-яка автоматизована система - це, передусім, інструмент на вирішення конкретних завдань. Головною залишається, все ж, методологія.
Розглянемо основні проблеми, з якими стикаються менеджери, відповідальні за управління виробничим процесом, а також роль та основні варіанти автоматизації деяких виробничих процесів на цеховому та міжцеховому рівні.
У статті згадані методи та принципи, що найефективніше застосовуються в дискретному виробництві (зокрема - в машинобудуванні та приладобудуванні), проте фундаментальні основи зачіпають будь-який вид виробництва, як ланцюжки взаємопов'язаних процесів.
Боротьба з простроченими замовленнями з виробництва - мабуть, основна проблема будь-якого заводу. « У нас дуже багато замовлень, тому ми не встигаємо- основне пояснення, яке можна чути від менеджерів з виробництва. Чи так це? Найчастіше при детальному аналізі бізнес-процесів тієї чи іншої виробничого підприємства бачимо, що ключова проблема - над підвищеної завантаженні (« комерційний департамент уклав дуже багато контрактів») і не в автоматизованій системі (коли її взагалі немає або коли « система не працює»), а - у раціональному плануванні виробництва рівня конкретного верстата.
«Вузькі місця» та їх роль у раціональному плануванні виробництва
Перший крок у вирішенні проблем пропускної спроможності виробництва - це знайти вузькі місця»(англ. – «bottleneck», дослівно – «пляшкове шийка»). Згідно з Голдраттом, під «вузьким місцем» розуміється робочий центр (верстат, робоче місце, лінія), пропускна здатність якого менша або дорівнює потребі в ньому з боку запитів ринку (вираженої, наприклад, обсягом поточного портфеля замовлень). У 90% виробництв є такі робітничі центри. Залежно від специфіки тієї чи іншої галузі це можуть бути як робочі місця ручної обробки, так і найсучасніші верстати з ЧПУ.
Головна ознака «вузького місця» – це порівняно великі черги деталей та напівфабрикатів на вході верстата чи робочого місця. « Перед якими верстатами найдовша черга деталей та напівфабрикатів? Якому етапі виробничого циклу спостерігається максимальний час пролеживания? Між якими точками маршруту є максимальний залишок незавершеного виробництва?»- Відповівши на ці питання, ми наблизимося до визначення «вузьких місць» на виробництві. Обчисливши такі робочі центри, можна приступати до наступного кроку - ефективного виробничого менеджменту, що базується на планування «від вузьких місць».
Мінімізація – «вузьких місць» на виробництві може забезпечуватись наступними організаційними заходами:
- Метод попереднього планування
Пропускна спроможність усієї виробничої лінії визначається пропускною спроможністю самого «повільного» робочого центру в технологічному процесі. З точки зору планування завантаження виробничих потужностей, це правило використовується при так званому попередньому плануванні виробництва.
Основне завдання цієї методики - швидко оцінити можливість виробництва тієї чи іншої обсягу продукції з мінімальною кількістю вхідних даних.
Суть методу - у визначенні завантаження всієї виробничої лінії з аналізу завантаження робочих центрів, які стосуються «вузьких місць». Такий розрахунок ґрунтується лише на одному показнику - продуктивність робочого центру для тієї чи іншої номенклатури готової продукції . У цьому немає значення, якому етапі у виробничий процес включається «вузьке місце». Головне – щоб технологічний процес включав цей робочий центр.
Попередній план виробництва вимагає мінімум вхідних даних та розраховується відносно швидко (з огляду на продуктивність сучасних систем автоматизації та за наявності вхідних даних – практично миттєво). При застосуванні для підприємства методу попереднього планування схема ієрархії планів виробництва може бути таким:
Малюнок 1.
Змінні плани формуються безпосередньо виходячи з об'ємно-календарного плану виробництва. Проте оцінка здійсненності планів виробництва відіграє важливу роль у прийнятті управлінських рішень менеджерів з виробництва: даний метод дозволяє забезпечити швидкий зворотний зв'язок між бізнес-процесом складання загального плану виробництва та бізнес-процесом його розміщення в розкладі роботи обладнання.
- Використання пріоритетів замовлень. Кольорове маркування партій та штрихкодування
Система пріоритетів замовлень застосовується на виробничих підприємствах різної специфіки досить широко завдяки своїй ефективності і простоти. Ланцюжок дій із застосування пріоритетів замовлень може виглядати так:
Малюнок 2.
Пріоритети замовлень, призначені комерційним відділом чи начальником виробництва (залежно від специфіки бізнес-процесів), - впливають на візуальне маркуваннявсіх матеріалів і напівфабрикатів (деталей та складальних одиниць – ДСЄ), яка – надалі стає орієнтиром – пріоритетності обробки для робітників на всьому маршруті виробництва.
Інший аспект ідентифікації партій незавершеного провадження (НЗП) - це штрихкодування. Головне завдання штрихкодування партій НЗП – це автоматизація обліку факту переміщення деталей, складальних одиниць та інших напівфабрикатів за маршрутом виробництва. Практика свідчить про зниження витрат на облік факту руху товарно-матеріальних цінностей (ТМЦ) з виробництва на десятки відсотків. На сьогоднішній день – облік факту руху ТМЦ за допомогою штрихкодування партій – атрибут майже будь-якого дискретного виробництва.
Ключова ідея реалізації штрихкодування у виробництві - це використання даних позмінного планування для друку штрих-кодів на етикетках, що прикріплюються безпосередньо до деталей або до виробничої тари (залежно від виду виробництва). Змінне завдання, отримане в результаті позмінного планування, містить всю необхідну інформацію про виріб (напівфабрикат):
- код та найменування напівфабрикату;
- код та найменування кінцевої продукції;
- номер та статус замовлення;
- код підрозділу та обробного робочого центру;
- плановий час подачі на робочий центр.
Таким чином, при випуску змінних завдань у системі позмінного планування (як правило - частина MES-системи, від англ. «Manufacturing Enterprise Solution»), оператор системи (або, як варіант, диспетчер) одночасно випускає етикетки на продукцію, одержувану на конкретному аналізованому робочий центр. Після завершення виготовлення деталей першого переділу, етикетка кріпиться до деталі, і всі її подальші переміщення по маршруту виробництва відзначаються на робочому місці обліку руху матеріальних потоків, що має сканер штрих-коду (СШК).
« У нас на виробництві працює найсучасніше високопродуктивне обладнання. Ми не можемо працювати швидше.»- як правило, це не так. Часто, незважаючи на високу продуктивність у рамках одного верстата, продуктивність всього підприємства може бути знижена неоптимальним використанням робочого часу обслуговуючого персоналу.
По найбільш критичним ділянкам виробництва, зазвичай, забезпечують такий графік роботи, у якому устаткування чи робоче місце - використовується безперервно. Як правило, - цей захід є виключно організаційним, практично не торкаючись контуру автоматизації (за винятком, можливо, автоматизованого обліку незапланованих простоїв). Слід зазначити, що забезпечення безперервності роботи обладнання реалізується не тільки шляхом цілодобової роботи, але і, наприклад, поділом за часом переналагодок та перерв обслуговуючого персоналу. Так само - виключається ситуація, коли обладнання простоює між різними партіями деталей через те, що наладчики тимчасово зайняті іншою роботою.
Детальне позмінне планування. Загальна концепція
Здавалося б, усе сказане вище - не більше, ніж констатація здорового глузду. Тим не менш, ми часто спостерігаємо, як виробництво «захлинається» в потоці замовлень, що наростає. Навіть незважаючи на чітке розуміння менеджментом того, які робочі центри виробництва є «вузькими місцями», цей факт мало враховується при управлінні виробництвом і при плануванні завантаження виробничих потужностей.
Тепер розглянемо - відображення підходів теорії обмежень у сучасних системах автоматизації позмінного планування та управління виробництвом на цеховому та міжцеховому рівні. Отже, як було сказано вище, позмінне планування бере вхідні дані про плани випуску з таких джерел:
- Об'ємно-календарні (стратегічні) плани виробництва;
- План випуску на замовлення;
- індивідуальні позапланові випуски продукції;
При плануванні можуть бути враховані результати попереднього планування, про яке було зазначено вище. Однак всі види планування, що виконуються до позмінного планування містять інформацію тільки про обсяг і склад продукції, що випускається. Для позмінного планування необхідні також інші мінімально необхідні складові – це графік роботи обладнання та робочих центрів, а також нормативна база(або -нормативно-довідкова інформація, НСІ).
НСІ для позмінного планування складається з двох розділів:
- Нормативний склад виробу;
- Технологія виробництва.
Нормативний склад виробу - це дерево вкладених специфікацій (для багатопереробного виробництва), що містить інформацію про склад готового виробу та всіх його вузлів аж до кожного матеріалу. Технологія виготовлення – це набір технологічних карт виробництва, елементарними частинами яких є технологічні операції. Ключовим показником тут є норматив виконання операції (час у секундах, необхідний здійснення однієї операції тієї чи іншої виду). Примітка: Деякі експерти в галузі автоматизації позмінного планування вважають, що побудові ефективної системи планування виробництва часто заважає відсутність ретельно вивіреної бази нормативів виконання виробничих операцій. Однак слід пам'ятати, що найбільш критично мати точні нормативи лише за «вузькими місцями».
Крім даних планів, графіка роботи обладнання та НСІ, сучасна система позмінного планування також використовує як вхідну інформацію час переналагодження та враховує планових ремонтів та обслуговування. Загальна схема вхідної інформації, яка використовується системою позмінного планування, представлена нижче:
Малюнок 3
Загальний алгоритм формування позмінних планів
Більшість сучасних систем позмінного планування так чи інакше ґрунтується, або принаймні враховує теорію обмежень Голдратта, яка привносить ряд критеріїв оптимізації позмінного плану. Завдання алгоритму планування – скласти план роботи обладнання, а також план потреб у матеріалах у короткостроковому періоді (горизонт планування – місяць, тиждень, доба). Критерії оптимізації у разі є додатковими обмежувачами всіх можливих варіантів побудови виробничої програми(Плану виробництва за змінами). Існує дві основні групи критеріїв оптимізації:
- Критерії оптимізації розподілу завантаження робочих центрів;
- Критерії вибору порядку виконання технологічних операцій;
Обидві групи критеріїв можуть бути довільно скомбіновані для різних робочих центрів, підрозділів, а також підприємства (цеху, заводу) в цілому.
Критерії оптимізації розподілу завантаження робочих центрів визначають правила вибору, коли і який робочий центр має бути переданий той чи інший матеріал/напівфабрикат. Існують такі основні критерії оптимізації:
- Максимальна потужність вантажопотоку (обсяг ТМЦ, що переробляються в одиницю часу в натуральних показниках).
- Мінімізація часу переналагодження.
- Мінімізація часу транспортування (між робочими центрами та підрозділами).
- За пріоритетами замовлень.
Критерії вибору порядку виконання технологічних операцій дозволяють автоматично визначати послідовність технологічних операцій у межах черги технологічних операцій одному робочому центрі. Класично виділяються такі правила розподілу операцій у черзі одного робочого центру:
- FCFS (first come, first served - «першою надійшла, першою обслужена»);
- LCFS (last come, first served - «останньої надійшла, першою обслужена»);
- SPT (shortest processing time - вибір насамперед коротких операцій);
- LPT (longest processing time - вибір насамперед тривалих операцій);
- STPT (shortest total processing time remaining - вибір операцій у порядку, зворотному часу виконання маршруту);
- EDD (earliest due date – вибір операції з найбільш раннім терміном виконання);
- STR/OP (slack time remaining per operation - першими виконуються операції маршрутів з найменшим запасом часу для однієї операцию);
- CR (critical ratio - першими виконуються операції маршрутів з найменшим критичним ставленням, що розраховується за формулою:
ЧасДоЗавершенняМаршруту / ТривалістьОпераційМаршруту)
Як видно зі списку критеріїв оптимізації, сучасні системи автоматизації дозволяють вирішувати завдання позмінного планування досить гнучко, але за однієї важливої умови - при постановці задачі автоматизації позмінного планування дуже важливо мати міцну методологічну базу. В іншому випадку, набори критеріїв оптимізації будуть не більшими, ніж «налаштуваннями програми, яка не працює».
Окрім використання вищезгаданих критеріїв оптимізації, сучасна система позмінного планування реалізує другий цикл планування «від вузьких місць»: безпосередньо при позмінному плануванні система автоматично визначає список найзавантаженіших робочих центрів. І тут пошук «вузьких місць» система проводить не за критерієм співвідношення пропускної спроможності робочого центру та запитів ринку, а, по ознаками «вузького місця», тобто. - за статистикою рівня НЗП, довжиною черги та ін.
Висновок
Незважаючи на розвиток технологій, дискретне виробництво ще досить довго підкорятиметься принципам, відкритим ще в 70-х роках минулого століття, тому методологія управління системними процесами на виробництві залишається найважливішою базою для ефективного управління підприємством. Нестача методології (а як наслідок – потреба у проведенні управлінського консалтингу) особливо гостро спостерігається на підприємствах середнього бізнесу – коли обсяги виробництва вже значні, але компанія ще не здійснила «стрибок» на новий рівень управління та автоматизації своїх ключових процесів – виробництва готової продукції.
У цій статті тезово наведено основні можливості систем позмінного планування (як правило - входять до складу MES-систем) без прив'язки до конкретного розробника або рішення - для того, щоб на рівні концепції показати важливість підходу як бази для автоматизації. Яким би не був об'єкт автоматизації - сама система позмінного планування завжди залишається інструментом досягнення кінцевої мети виробничого підприємства. А кінцева мета виробничого підприємства – це приносити прибуток (Еліяху Голдратт, бізнес-роман "Мета", 1984р.).