Управление производством

Решения для сборочного производства на основе Теории ограничений

В предыдущей статье (журнал «Умное производство» №15, стр.65) нами были рассмотрены сложности, которые возникают при управлении производственным потоком. Еще раз вкратце напомним основные моменты.
11 января 2012

ВВЕДЕНИЕ

Оборудование, производимое машиностроительным предприятием, содержит большое количество деталей, из которых собирается конечное изделие. В большинстве случаев такое предприятие имеет дело с типом производственного потока «А» или «Т». Поскольку каждое изделие может состоять из сотен, если не из тысяч компонентов, огромные усилия затрачиваются на изготовление одних деталей силами собственного производства, закупку других у внешних поставщиков и субподрядчиков, а также на обеспечение наличия в нужное время полных комплектов для сборки.

Ежедневная действительность машиностроительных предприятий состоит в том, что каких-либо деталей часто нет в наличии, когда они необходимы на сборке. На производстве постоянно говорят о нехватке, дефиците или некомплекте. Проблемы нехватки становятся тяжелой головной болью для руководителей производства и ведут к неудовлетворительному уровню деятельности предприятия.

Эти проблемы известны на протяжении многих лет, и в попытке их решить традиционно используются следующие подходы.

  • Планировать по-другому с целью достижения синхронизации потока движения деталей и компонентов. Для этого можно применить алгоритм mrp (material requirements planning – планирование потребности в материалах), разработанный в 60-х годах прошлого века для производства электронного оборудования. Как правило, механические детали производились в механических цехах предприятий, а электронные компоненты закупались у внешних поставщиков.
  • Создать специальную организационную единицу – отдел управления материалами для того, чтобы руководить планированием и обеспечением наличия того, что необходимо для производства оборудования.
  • Обеспечить производство интегрированными информационными системами MRPII (Manufacturing Resource Planning – планирование ресурсов производства), разработанными в начале 70-х для того, чтобы облегчить управление производством, особенно в части управления материалами.

Хотя приведенные выше решения помогли предприятиям существенно повысить уровень их деятельности, они не решили проблему нехваток. Поэтому потребность сборочных производств в том, чтобы иметь на сборке полный комплект деталей и компонентов, в настоящее время так же сильна, как и все последние 40 лет. Для решения этой проблемы некоторые предприятия пытаются значительно увеличить свои запасы, однако слишком большой уровень запасов требует больших капиталовложений и оказывает негативный эффект на уровень финансовой деятельности. Это область, в которой TOC может помочь.

РЕШЕНИЯ TOC ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВОМ

Решение TOC для управления производством имеет три варианта, в каждом из которых учитывается, каким образом производитель поставляет свою продукцию на рынок.

  1. Производство на заказ.

Для производителя это наиболее предпочтительный, но не всегда реалистичный режим работы, при котором производство оборудования начинается после того, как клиент подтверждает окончательный заказ на закупку продукции. При этом он согласен со сроками поставки, которые включают в себя время, необходимое для закупки и производства всех деталей и компонентов, а также время сборки и испытаний готового изделия. Решение TOC для «Производства на заказ» (Make to Order – MTO) включает в себя управленческую установку и механику, которые способны обеспечить высокий уровень выполнения заказа в конкурентоспособные сроки.

  1. Производство для обеспечения наличия.

Противоположно производству на заказ есть среда, в которой клиенты ожидают наличия продукции у производителя на момент размещения заказа. Это вынуждает предприятие производить продукцию на склад и приводит к тому, что изготовление и закупка комплектующих осуществляются на основе прогнозов. Для такой среды в TOC есть решение, которое называется «Производство для обеспечения наличия» (Make to Availability – MTA). Оно обеспечивает высокий уровень наличия продукции в соответствии с колебаниями спроса, высокий уровень обслуживания и одновременно с этим высокую надежность поставок при низком уровне запасов.

  1. Производство для обеспечения внутреннего наличия.

Некоторые машиностроительные предприятия сталкиваются с ситуацией, когда время выполнения заказа, требуемое клиентом, меньше, чем полное время производственного цикла. Однако из-за неопределенности в конечном спросе собирать готовую продукцию не имеет смысла. Такие предприятия склонны создавать запас деталей и хранить его на складе перед сборкой. Когда же поступает «твердый» заказ, сборочные комплекты поступают со склада на сборку. Для такого сценария в TOC есть решение, называемое «Производство для внутреннего наличия» (Make to Internal Availability – MTIA). Его целью является обеспечение наличия запаса деталей и компонентов на складе перед сборкой с одновременным обеспечением низкого уровня запасов.

Машиностроительные предприятия также могут сочетать в себе эти среды. Например, некоторые клиенты покупают на заказ (MTO). Для других, как правило, стратегических клиентов предприятие может принять решение о производстве конечных изделий на основе внутреннего прогноза (можно назвать это «псевдо-MTO»). Третий тип клиентов обслуживается посредством создания и управления запасами на складе.

  1. Производство для обеспечения внутреннего наличия перед сборкой.

Для управления производственным потоком каждая позиция, входящая в конечное изделие, имеет собственный идентификационный номер, обычно называемый единицей складского хранения – SKU (Stock Keeping Unit). Все эти позиции (детали, компоненты и узлы на заводах типа «А» и «Т»), как правило, поступают на склад перед сборкой и находятся там в ожидании формирования сборочного комплекта для конкретного производственного заказа. Некоторые из них предназначены или зарезервированы для конкретного конечного изделия, производство которого планируется и управляется по принципам производства на заказ (MTO).

Решение, необходимое производству для обеспечения внутреннего наличия (MTIA), работает с позициями, находящимися в запасах. Эти позиции предназначены не для конкретного заказа, а для непрерывного потребления. Обычно они представляют собой стандартные детали и компоненты, используемые в больших количествах, а также для производства различных изделий. В традиционной среде MRP эти складские позиции управляются с использованием какого-либо метода, например, «Min-Max» или «Точка перезаказа» (Reorder point). При применении решения ТОС для обеспечения наличия перед сборкой позиции (SKU), управляемые по системе MTIA, четко отмечены в системе как позиции, по которым предполагается наличие запаса в любой момент времени.

ОБЩАЯ СТРУКТУРА РЕШЕНИЯ TOC ДЛЯ MTIA

Направление решения – рассматривать запас перед сборкой в качестве буфера запаса (Stock Buffer). Используя термин «буфер запаса» в соответствии с принципами TOC, мы подразумеваем, что запас содержится в стратегической точке с предусмотренной целью и что он постоянно отслеживается, измеряется, управляется и регулируется для того, чтобы обеспечить достижение этой цели.

Тактика решения – заготовительное производство и снабжение работают по методу пополнения и управления буфером для обеспечения наличия деталей и компонентов в буфере запаса перед сборкой, не допуская при этом излишков запасов. Решение содержит три основных составных блока (см. рис. 1). 

Необходимая управленческая установка для MTIA

Производство для внутреннего наличия – MTIA – это решение TOC. Управление по принципам TOC всегда начинается с обеспечения правильной управленческой установки. Это является первым блоком внедрения решения. Руководители производства и отдела управления материалами принимают обязательство по обеспечению наличия требуемых материалов при одновременном обеспечении низкого уровня запасов. Эта установка должна проявляться в их способе управления, в принимаемых решениях, а также в том, что они должны довести до своих сотрудников всю важность этой установки. Это обязательство должно отражаться в первичных показателях. Такими показателями должны быть:

  1. отсутствие нехватки – процент позиций, управляемых по системе MTIA, с ненулевым свободным для использования запасом (то есть, не приписанным специфическому заказу). Цель – иметь уровень наличия, настолько близкий к 100%, насколько это возможно на практике;
  2. низкий уровень запасов, измеряемый оборачиваемостью запасов или объемом запаса, выраженным в днях (Days Inventory On Hand – DIOH). Мы рекомендуем предприятиям использовать существующий у них в настоящее время способ оценки оборачиваемости их запасов. Для отдельной SKU показатель может быть рассчитан на основе количества единиц. Для расчетов по всем позициям, управляемым по MTIA, вместо количества используется общая стоимость запасов.

Результаты по показателям должны публиковаться и быть визуально доступными на всех управленческих уровнях в отделах производства и управления материалами, а также для высшего руководства. Графики должны демонстрировать непрерывное улучшение, а после достижения приемлемого уровня – стабильность показателя и устойчивость в удержании достигнутого уровня обслуживания сборки.

НЕМЕДЛЕННЫЕ УЛУЧШЕНИЯ

Важно, чтобы каждая новая управленческая инициатива, внедряемая на предприятии, давала результаты через максимально короткий промежуток времени. Люди, которые участвуют в проведении изменений, должны видеть, что их усилия и готовность к проведению изменений приводят к положительным результатам, иначе они разочаровываются и теряют интерес к внедряемым подходам. Второй блок внедрения – достижение немедленных улучшений в обеспечении уровня наличия – содержит в себе действия, которые направлены на снижение уровня нехватки деталей и компонентов перед сборкой, и дает более глубокое понимание того, что необходимо сделать для увеличения числа готовых для сборки комплектов.

Немедленные улучшения достигаются посредством внедрения четырех элементов:

  • установление и управление наборами буферов запасов для всех SKU, управляемых по MTIA. Для каждой позиции (SKU) создается свой буфер запаса;
  • установление связей между статусом буфера запасов и управлением потоком движения деталей и компонентов на пути к складу;
  • выполнение корректирующих действий для восстановления уровня наличия в тех случаях, когда выявляется риск возникновения нехватки;
  • обеспечение наличия сырья и компонентов для производства, чтобы производство могло быстрее реагировать на потребности, диктуемые буферами запасов.

Основой решения является буфер запаса для каждой отдельной SKU. Наличие означает, что, когда это необходимо для сборки, на складе перед сборкой достаточно запаса. На количество запаса в наличии влияют два основных фактора:

  • уровень потребления этой позиции сборкой;
  • время и надежность пополнения потребленного запаса.

Запас на сборочном складе (перед сборкой) служит «двигателем» системы (рис. 2). Как только какое-то количество единиц позиции потреблено, информация об этом поступает в систему пополнения. На основании этой информации запускается производство рабочего заказа и начинается его движение через производство к складу. То, какое количество запаса данной позиции еще имеется на складе перед сборкой, оказывает влияние на скорость движения рабочего заказа по производственным подразделениям.

Система пополнения работает по принципу «циркуляции по замкнутой цепи». Общий уровень запаса в замкнутой цепи является постоянным и отражает количество всех единиц каждой позиции, которые могут находиться в трех различных местах:

  1. «на руках» – на сборочном складе;
  2. в пути – в виде НЗП в производственных подразделениях или в процессе транспортировки от производства к складу;
  3. в заявке на производство – в виде информации о том, сколько единиц данной позиции было потреблено из буфера и требует пополнения. Подразумевается, что они будут произведены и доставлены на сборочный склад.

Суммарное количество единиц по этим трем позициям равно размеру буфера данной SKU. Для каждой SKU начальный размер буфера рассчитывается по следующей формуле: максимальное прогнозируемое потребление сборкой детали или компонента в течение среднего времени производства или поставки с поправкой на уровень ненадежности времени пополнения. Из этой формулы видно, что уровень деятельности производства оказывает существенное влияние на уровень запасов в системе. Чем короче время производственного цикла и чем более оно надежно, тем ниже уровень запасов.

Фактически, весь процесс пополнения очень прост и понятен. Система управления запасами регулярно, минимум один раз в день (а в некоторых ситуациях – чаще), дает информацию об уровне потребления со склада каждой позиции, управляемой по MTIA. Планово-диспетчерская служба принимает решение, когда создать рабочий заказ и запустить его в производство. Приоритет рабочему заказу назначается на основании количества запаса «на руках» на складе по отношению к общему размеру буфера. Цветовое обозначение статуса буфера производится в соответствии с уровнем запаса на складе. Буфер разбивается на три равные части.

Верхняя треть, когда уровень запаса «на руках» составляет 67-100%, окрашивается в зеленый цвет. Средняя треть – 34-66% – в желтый, а нижняя треть – 0-33% – в красный цвет (рис. 3).

В идеале уровень запаса «на руках» должен поддерживаться в желтой зоне. Когда он опускается в красную зону, от руководителей требуются корректирующие действия, обеспечивающие прибытие пополнения до того, как он будет исчерпан полностью. Когда уровень запаса становится нулевым, статус буфера обозначается черным.

Предприятия, внедрившие MTIA, получают существенные улучшения в течение нескольких недель. Лучший способ продемонстрировать улучшения – показать график изменения уровня запаса на сборочном складе. Приведенный на рисунке 4 график является типичным для уровня запасов после внедрения MTIA. Средний уровень запасов значительно снижается, во многих случаях на 30-50%, с одновременным повышением уровня наличия.

НЕПРЕРЫВНЫЕ УЛУЧШЕНИЯ

Когда внедрена система MTIA, запускается в действие процесс непрерывных улучшений – POOGI (Process Of On-Going Improvement) – третий блок внедрения. Основная информация поступает от управления буфером: когда статус буфера «черный» или «красный», системе требуется информация о том, что задерживает пополнение запаса на склад. Статистический анализ выявляет области системы, которые реагируют недостаточно быстро. В терминологии TOC это называется «Управление буфером для обеспечения процесса непрерывных улучшений POOGI». Результаты анализа служат исходной информацией для инициатив, направленных на дальнейшее улучшение процесса быстрого пополнения.

POOGI обеспечивает поддержание высокого уровня наличия на складе и помогает системе подготовиться к росту продаж вследствие повышения надежности поставок и улучшения реакции на запросы рынка.

ЧТО ДАЛЬШЕ?

В этой статье мы описали базовую концепцию решения MTIA. Предприятиям, решившим применить его на практике, необходимо дальнейшее изучение относящихся к решению знаний, а также проверка того, каким образом интегрировать это решение в существующую систему. Также им необходимо изучить механику и все практические шаги для претворения решения в реальность и получения ожидаемого эффекта. Эти знания можно получить в рамках программы «Стратегические решения TOC».