Переналадка оборудования в логистических системах. Описание общепризнанных логистических систем и концепций управления. Принципы и методы системы управления производством фирмы «Тойота»

Страница 40 из 41

Микрологистическая концепция «тощего производства»

В последние годы на многих западных фирмах при организации производства и в оперативном менеджменте получила распространение логистическая концепция «тощего производства» (lean production, LP). Логистическая концепция «тощего производства» - это развитие концепции «точно в срок». Она включает в себя такие элементы, как системы KANBAN и «планирования потребностей/ресурсов». Сущность внутрипроизводственной логистической концепции «тощего производства» выражается в творческом соединении следующих основных компонентов:

Высокого качества;

Небольшого размера производственных партий;

Низкого уровня запасов;

Высококвалифицированного персонала;

Гибких производственных технологий.

Концепция «тощего производства» получила свое наименование потому, что требует гораздо меньше ресурсов, чем массовое производство (меньше запасов, времени на производство единицы продукции), вызывает меньшие потери от брака и т.д. Таким образом, эта концепция соединяет в себе преимущества массового (большие объемы производства – низкая себестоимость) и мелкосерийного производства (разнообразие продукции и гибкость). Основные цели концепции «тощего производства» в плане логистики:

Высокие стандарты качества продукции;

Низкие производственные издержки;

Быстрое реагирование на изменение потребительского спроса;

Малое время переналадки оборудования.

Ключевыми элементами реализации логистических целей в оперативном менеджменте при использовании этой концепции являются:

Уменьшение подготовительно-заключительного времени;

Небольшой размер партий производимой продукции;

Малая длительность производственного периода;

Контроль качества всех процессов;

Общее продуктивное обеспечение (поддержка), партнерство с надежными поставщиками;

Эластичные потоковые процессы;

«тянущая» информационная система.

Большое значение для реализации концепции «тощего производства» во внутрипроизводственной логистической системе имеет всеобщий контроль качества на всех уровнях производственного цикла. Как правило, большинство западных фирм использует при контроле качества своей продукции концепцию всеобщего управления качеством и серию стандартов ISO-9000. В процессах изготовления продукции и управления потоками материальных ресурсов в системе «тощего производства» обычно выделяют пять составляющих, которые мы обозначим соответствующими символами:

– трансформация (материальные ресурсы превращаются в готовую продукцию);

– инспекции (контроль на каждом этапе производственного цикла);

– транспортировка (материальных ресурсов, запасов незавершенного производства и готовой продукции);

– складирование (материальных ресурсов, запасов незавершенного производства и готовой продукции);

– задержки (в производственном цикле).

Логистическое управление этими компонентами должно быть направлено на реализацию целей систем «тощего производства». В этом плане необходимыми элементами являются трансформация и транспортировка, инспекции качества нужно проводить как можно реже (в соот-ветствии с концепцией всеобщего управления качеством), а элементы «складирование» и «задержки» – вообще исключить. Иными словами, необходимо убрать бесполезные операции, что является девизом концепции «тощего производства».

Современные концепции управления в производственной логистике. Часть 1. «Выталкивающие» и «вытягивающие» системы планирования

Евгений Фролов (Докт. техн. наук, профессор кафедры информационных технологий и вычислительных систем Московского государственного технологического университета «СТАНКИН»)

Термин «логистика» нередко связывают со складированием и перемещением грузов, то есть с логистикой поставок. При этом, как правило, забывают, что к логис-тике относятся также процессы планирования производства и управления производственными операциями, потоками материалов внутри компании-производителя.

Производственная логистика — обеспечение качественного, своевременного и комплектного производства продукции в соответствии с хозяйственными договорами, сокращение производственного цикла и оптимизация затрат на производство. Цель производственной логистики заключается в точной синхронизации процесса производства и логистических операций во взаимосвязанных производственных и обеспечивающих подразделениях.

К общим задачам (функциям) производственной логистики относятся:

• планирование и диспетчирование производства на основе прогноза потребностей в готовой продукции (далее ГП) и заказов потребителей;
• разработка планов-графиков производственных заданий цехам и другим производственным подразделениям;
• разработка графиков запуска-выпуска продукции, согласованных со службами снабжения и сбыта;
• установление нормативов незавершенного производства и контроль за их соблюдением;
• оперативное управление производством и организация выполнения производственных заданий;
• контроль за количеством и качеством ГП;
• участие в разработке и реализации производственных нововведений;
• контроль себестоимости производства ГП.

При организации движения материального потока в цепи поставок принято выделять два подхода:

• системы, движение материального потока в которых основано на принципе «выталкивания» материальных ресурсов предыдущим производственным звеном на последующее на всем пути их продвижения в цепи поставок, когда для каждого участка централизованно составляются индивидуальные планы производства и для этого резервируются определенные материалы и межоперационные заделы;
• системы, движение материального потока в которых основано на принципе «вытягивания» материальных ресурсов последующим в технологической цепочке производственным звеном с предыдущего на всем пути их продвижения в цепи поставок.

Оба вида систем находят широкое применение на различных предприятиях и в разных типах экономики (рыночной, централизованно управляемой, переходной). Отметим, что обе системы нацелены на удовлетворение потребности последующего звена за счет соответствующей (по объему, срокам, качеству и т.д.) поставки от предшествующего звена.

Различие касается способов управления движением потоков и в первую очередь степени централизации планирования поставок по межзвенным передачам — централизованное и децентрализованное планирование.

Еще один принципиально важный признак, отличающий эти две логистические системы, заключается в том, что в своей основе они имеют различные подходы к установлению ритма, определяющего движение всего материального потока. Причина в том, что «выталкивающая» и «вытягивающая» системы ориентируются на различный характер потребительского спроса. «Выталкивающая» система ориентирована преимущественно на относительно постоянный спрос в течение довольно длительного промежутка времени. Поэтому в основе всех плановых расчетов она может использовать постоянные значения ритма изготовления продукции. Системы «вытягивающего» типа в качестве планового периода для определения средних оборотных заделов рассматривают периоды от одного до трех месяцев. Оперативное управление в этих системах производится на гораздо меньшем горизонте планирования.

В задачах производственной логистики, в отличие от логистики поставок, в первую очередь ставится задача организации управления материальными потоками как внутри, так и между производственными подразделениями (цехами, участками). И то, что ассоциируется в цепочке поставок с «вытягивающей» системой с выражением: «Один потребитель последовательно вытягивает поставки, осуществляемые другими звеньями, включенными в общую цепочку поставщиков» (что-то наподобие паровоза, тянущего за собой вагоны), в производственной логистике имеет несколько иной смысл. Под «вытягивающей» логистической схемой на уровне организации и управления производством (Pull Scheduling) понимается ситуация, когда план работы, составленный только для одного производственного подразделения, автоматически порождает планы работ для всех остальных участков, включенных в технологическую цепочку. Это тот же паровоз, но здесь уже не требуется, чтобы он шел непременно впереди всего состава!

«Выталкивающая» логистическая система (Push Scheduling)

«Выталкивающая» логистическая система — это такая организация движения материальных потоков через производственную систему, при которой материальные ресурсы подаются с предыдущей операции на последующую в соответствии с заранее сформированным жестким графиком поставок. Материальные ресурсы «выталкиваются» с одного звена производственной логистической системы на другое. Каждой операции общим расписанием устанавливается время, к которому она должна быть завершена. Полученный продукт «проталкивается» дальше и становится запасом незавершенного производства на входе следующей операции. То есть для такого способа организации движения материальных потоков неважно, продолжится ли обработка данного продукта на следующей стадии и в каком состоянии в настоящее время находится используемое для этой обработки рабочее место: занято оно выполнением совсем другой задачи или ожидает поступления продукта для обработки. В результате нередко случаются задержки в работе технологического оборудования и рост запасов незавершенного производства. Структура «выталкивающей» логистической системы приведена на рис. 1.

Рис. 1. Структура «выталкивающей» системы производственной логистики

«Выталкивающая» система с централизованным планированием предполагает, что каждый производственный участок получает конкретные задания на плановый период (это могут быть комплекты деталей) и отчитывается о его выполнении перед централизованной системой управления предприятием. Результаты своей работы каждое производственное подразделение передает на склад. При таком планировании и участок, и централизованную систему управления интересуют только выполнение сроков и объемов планового задания. Каждый отдельный участок при таком виде планирования существует как бы изолированно. Его не интересует, что будет с изделиями, которые он отправляет на промежуточный склад, и есть ли там остатки продукции предыдущего месяца. При наличии остатков на складе возникает избыток запасов в системе, при задержке с пополнением запасов — дефицит, способный остановить производственный процесс. При возникновении изменений, например, спроса или поставок планы должны оперативно пересматриваться, что резко повышает трудоемкость плановой работы. В отечественной практике этот вид планирования до недавнего времени был единственным; в условиях рыночной экономики он используется в основном на заготовительных предприятиях и предприятиях с массовым типом производства, производящих стандартизованную продукцию широкого назначения. «Выталкивающая» логистическая система является методологическим базисом для MRP-II и реализуется, как правило, на уровне современных ERP-систем.

Мы не будем подробно останавливаться на описании функциональных возможностей ERP-систем по причине не столько того, что об этом написано достаточно много, сколько того, что ERP-системы, по сути, не являются прямым инструментом планирования работ на предприятии.

По прошествии десяти лет консультанты и пользователи наконец-то поверили в то, что ERP — это прежде всего корпоративная информационная система, система управления предприятием, своего рода кровеносная и нервная система промышленного организма, соединяющая островки логистики многочисленных органов, выполняющих определенные функции (документооборот, управление закупками, поставками, складскими запасами и пр.).

О характере планирования работ, технологических операций на станки и другие единицы технологического оборудования в ERP-системах можно сказать одной фразой: планирование в большинстве систем ведется на основе старого стандарта MRP-II без учета текущей загрузки данного оборудования и состояния обработки изделий. То есть, по сути, любой детальный ERP-план будет практически невыполним.

Рис. 2. ERP: формирование плана выпуска продукции (производственной программы)

Любое планирование на уровне ERP ограничивается лишь формированием для каждого производственного участка объемного месячного или декадного плана (рис. 2). Корректировать такие планы оперативно не удается, вот почему их реализация предполагает строгую исполнительскую дисциплину во всех вовлеченных в производственную цепочку подразделениях предприятия. В данном случае можно говорить об организации производства, контролируемого ERP, как производства с определенным запасом «устойчивости» по отношению к возникающим отклонениям от составленного объемного плана. Вся тяжесть при этом ложится на исполнителей — «как хочешь, но плановое задание к рассчитанному сроку выполни!». И, что особенно важно, ERP, выдав задание всем подразделениям, при возникновении потребности в корректировке планов не в состоянии с этим справиться, поскольку любой пересчет даст ту же картину общего задания — задания в объемах, но не в детальных сроках по изделиям и операциям, обрабатываемым на конкретном производственном участке. Последнее обстоятельство значительно сужает область эффективного применения «выталкивающей» логистической системы.

«Вытягивающая» логистическая система (Pull Scheduling)

«Вытягивающая» логистическая система — это такая организация движения материальных потоков, при которой материальные ресурсы подаются («вытягиваются») на следующую технологическую операцию с предыдущей по мере необходимости, а поэтому жесткий график движения материальных потоков отсутствует. Размещение заказов на пополнение запасов или изготовление материальных ресурсов (операционных заделов) или ГП происходит, когда их количество достигает определенного критического уровня. Эта система основана на «вытягивании» продукта последующей операцией с предыдущей операции в тот момент, когда последующая операция готова к данной работе. То есть когда в ходе одной операции заканчивается обработка единицы продукции, посылается сигнал-требование на предыдущую операцию. И предыдущая операция отправляет обрабатываемую единицу дальше только тогда, когда получает на это запрос (принцип Just-in-Time), — рис. 3.

Известный американский специалист в области управления производством Дэвид Хэллетт приводит следующее определение: «“Вытягивающая” система — это используемая для управления производством система, в которой объем создаваемых операционных заделов (запасов) определенным образом ограничен.

Опираясь на это определение, можно сказать, что любая логистическая методика, которая ограничивает уровень операционных заделов, будет создавать “вытягивание”».

Принято выделять пять базовых типов «вытягивающих» логистических систем Pull Scheduling:

• восполнение «супермаркета» (Supermarket Replenishment);
• лимитированные очереди FIFO (Capped FIFO Lanes);
• метод «барабан-буфер-веревка» (Drum Buffer Rope);
• лимит незавершенного производства (WIP Cap);
• метод вычисляемых приоритетов (Priority Sequenced Lanes).

Восполнение «супермаркета»

Традиционные системы управления производством требуют значительных денежных ресурсов для того, чтобы поддерживать необходимые запасы материалов. Когда японская автомобильная компания «Тойота» перестраивалась после Второй мировой войны, ей остро не хватало оборотных средств, предприятие не могло позволить себе использовать традиционную логистическую концепцию. Руководство компании решило узнать, что происходит в мире, и задалось вопросом, какая отрасль наиболее рационально использует свои запасы. Ответ был — супермаркеты!

В настоящее время типичный супермаркет оборачивает свои запасы более 50 раз в год. Обычная производственная компания, которая использует «выталкивающую» логистическую систему управления, оборачивает свои запасы от одного до десяти раз в год. Применяя «вытягивающую» логистическую систему и другие принципы «бережливого производства» «Тойота» достигла немыслимого для производственного предприятия показателя в 50-70 оборотов производственных запасов в год!

Принципиальная схема метода восполнения «супермаркета» приведена на рис. 3.

Она действует следующим образом (рис. 4). Процесс-потребитель забирает исходные материалы из ячеек супермаркета тогда, когда ему это нужно.

Для каждого изготавливаемого изделия (заказа) рассчитывается «точка восполнения» исходных материалов.

Как только суммарное количество материалов в ячейках супермаркета и исполняемых заказах опускается ниже «точки восполнения», процессу-поставщику посылается новый заказ на их поставку. В качестве такого заказа может выступать пустой контейнер, карточка «Канбан», световой сигнал, пустая ячейка «супермаркета» и т.п. (оформлять заказ на бумаге необязательно — подходит предельно простой вариант: «если видишь пустое место, заполни его»).

Для каждого восполняемого материала рассчитывается объем соответствующей партии. Количество изделий во всех новых заказах равно объему восполняемых материалов.

Процесс-поставщик исполняет заказ на восполнение материалов.

Заказанные материалы физически помещаются в соответствующие ячейки «супермаркета».

Заметим, что в данном случае формальное производственное расписание работ имеется только у процесса-потребителя. План работ для процесса-поставщика формируется автоматически в реальном времени самой «вытягивающей» логистической системой. Это очень важный аспект «вытягивающей» системы управления производством: «Неважно, сколько процессов управляется вытягивающей системой, главное, что в ней будет только одна точка планирования!»

Итак, единственная точка планирования выпуска готовой продукции — это один производственный участок, для которого в «вытягивающей» логистической системе происходит расчет основного расписания, определяющего работу всего производства в целом. Работа других участков, включенных в технологическую цепочку, автоматически планируется самой «вытягивающей» системой.

На величину точки восполнения, его объем и общий потенциальный производственный запас материалов по каждому изделию в системе влияют следующие переменные:

• усредненный спрос за период времени;
• время выполнения заказа от того момента, когда затребованные для восполнения материалы поступают в ячейки «супермаркета»;
• размер партии восполняемых материалов;
• время, в течение которого процесс-потребитель сможет получить требуемые материалы из ячеек «супермаркета».

Увеличение любого из этих параметров неминуемо вызовет увеличение общего потенциального объема производственных запасов.

Фактическая средняя величина запасов в ячейках «супермаркета» в хорошо спроектированной системе большую часть времени будет составлять 10-15% от их общего потенциального объема, продиктованного планом выпуска готовой продукции.

Для того чтобы связать в «вытягивающей» системе управления несколько производственных участков, следует использовать несколько «супермаркетов».

Каждый из трех «супермаркетов» в этом примере независим от остальных и функционирует так же, как «супермаркет» из примера, показанного на рис. 5. Единственной точкой, где составляется производственное расписание, в этой системе будет участок 4. Проще всего определить это место таким образом: единственной точкой планирования производства в этой «вытягивающей» логистической системе будет процесс, который изымает продукцию из последнего (по технологии производства продукции) «супермаркета».

Следует отметить, что метод восполнения «супермаркета» хорошо применим лишь в тех случаях, когда участок-потребитель имеет возможность выбирать из множества различных вариантов полуфабрикатов, расположенных в ячейках. В других ситуациях этот метод обычно бывает менее предпочтительным.

Для составления детальных расписаний выполняемых работ в точке планирования на предприятиях интерес представляют системы классов APS (Advanced Planning & Scheduling Systems) и MES (Manufacturing Execution Systems).

По сравнению с алгоритмами MRPII, алгоритмы APS при составлении расписаний одновременно учитывают как потребности материалов, так и мощности предприятия с учетом их текущей и спланированной загрузки. В алгоритмах APS учитываются переналадки и некоторые другие параметры технологической среды, в которой происходит обработка изделий на конкретном производственном участке.

Упростив в определенном смысле алгоритм построения расписания, разработчики APS дали возможность в пределах существующих вычислительных мощностей получать допустимые производственные расписания и более-менее точно прогнозировать сроки исполнения заданий (рис. 6). При этом APS-системы не ставят себе более сложных задач вроде минимизации в построенных расписаниях сроков переналадки, транспортных операций, уменьшения количества задействованного оборудования и т.п., поскольку учет этих требований неминуемо приведет к утяжелению алгоритмов и невозможности за кратчайшее время получать расписания для больших размерностей. В связи с этим APS-системы имеют на своем вооружении крайне ограниченный состав критериев планирования. Следует отметить, что и эта существующая возможность получения хотя бы допустимых расписаний (в пределах получаса) не зря появилась в середине 90-х годов. Увеличение производительности вычислительных машин с одновременным снижением их стоимости в очередной раз явилось катализатором прогресса в области управления производством.

Лимитированные очереди FIFO

Когда нет необходимости предоставлять участку-потребителю возможность выбора, лучше использовать не «супермаркет», а очередь FIFO (от англ. First-In-First-Out — «первым пришел, первым вышел», то есть очередность в порядке поступления).

На рис. 7 показана «вытягивающая» логистическая система, которая связывает систему восполнения «супермаркета» с лимитированными очередями FIFO. Единственная точка расчета производственного расписания находится на участке 2, потому что он следует непосредственно за последним «супермаркетом системы». Между участками 2 и 3 находится лимитированная очередь FIFO.

Лучший способ представить себе лимитированную очередь FIFO — это вообразить, как перемещаются по трубе теннисные мячики.

Диаметр трубы чуть больше, чем диаметр мячиков (рис. 8). Мячики могут свободно перемещаться по трубе, но поменять их местами внутри трубы невозможно — здесь нет «полосы для обгона». К тому же длина трубы ограничена и одновременно в нее помещаются только три мячика (это и есть лимит очереди FIFO). Участок 3 будет производить продукт F, поскольку у него нет другого выбора. Вот почему для участка 3 не нужен отдельный план работ на уровне самостоятельного производственного расписания. План действий этого процесса строго диктуется самой «вытягивающей» системой управления.

То же самое справедливо и для участка 1. Заметим, что если участок 2 закончит изготовление продукта, а очередь FIFO (пример на рис. 9) из заданий на участок 3 будет уже заполнена, то он прекращает свою работу во избежание переполнения этой очереди. Для процесса 2 это будет сигналом, что он функционирует быстрее всей остальной системы. Аналогичным образом в случае, если участок 3 затребует следующее задание из предшествующей ему очереди FIFO и окажется, что она пуста, то и процесс 3 тоже остановится. Такая система демонстрирует, какой процесс в данный момент является самым медленным.

На рис. 10 показано текущее состояние запасов на каждом участке (в примере предполагается, что каждый участок выполняет только одно текущее задание). Какое производственное звено в данный момент функционирует медленнее остальных? Сейчас это участок 3. Это так называемое текущее ограничение (Current Constraint), именуемое ресурсом, ограничивающим производительность всей системы (РОП). Его легко обнаружить, определив процесс, у которого отношение величины запасов в предшествующей очереди FIFO к величине запасов в последующей очереди FIFO достигает максимального значения. Проще говоря, самый медленный участок образует перед собой наибольший объем незавершенного производства. Д. Хэллетт называет такую логистическую схему управлением «по завалам» (Management by Piles).

Рис. 10. Распределение операционных запасов в методе лимитированных очередей FIFO

Поскольку все производственные участки, которые не являются текущим РОП, время от времени будут оставаться без работы, то должно быть определено правило, чем загружать свободные ресурсы в такие моменты. На практике для этого организуется некоторый буфер из дополнительных заданий, которые могут быть выполнены свободными ресурсами, что приводит к увеличению фактического объема НЗП.

Следует заметить, что в приведенной схеме время выполнения заказа в производстве связано с моментом запуска клиентского заказа на участке 2. Подсчет времени выполнения заказа всегда начинается в единственной точке планирования. Время выполнения заказа участком 1 на пополнение ячеек «супермаркета» не влияет на время выполнения клиентского заказа, потому что предполагается, что все материалы, которые могут потребоваться участку 2, имеются в достаточном количестве в ячейках «супермаркета». Последнее обстоятельство может оказаться весьма жестким требованием для практической реализации описанной логистической схемы.

Преимущество «вытягивающей» логистической системы типа лимитированных очередей FIFO перед «супермаркетами» заключается в следующем:

• в этой системе содержится меньше запасов;
• уменьшаются риски срыва сроков исполнения клиентского заказа;
• упрощается управление;
• имеется возможность находить процесс, лимитирующий общую производительность системы, — текущее ограничение РОП.

Примечательно, что под «вытягивающей» логистической системой обычно понимают такую организацию материальных потоков, когда один потребитель последовательно вытягивает поставки, осуществляемые предыдущими звеньями поставщиков, включенными в общую цепочку, то есть то, что называется восполнением «супермаркета» (Supermarket Replenishment). Ассоциируется такой подход с неким «паровозом», вытягивающим за собой вагоны. Но, как мы видели на примере метода лимитированных очередей FIFO (Capped FIFO Lanes), в производственной логистике под «вытягивающей» логистической схемой на уровне организации и управления производством понимается и такая ситуация, когда план работы, составленный только для одного подразделения, автоматически порождает производственные планы работ для всех остальных участков, включенных в технологическую цепочку. Это тот же «паровоз», но здесь уже не требуется, чтобы он располагался непременно впереди всего состава!

Лимитированные очереди FIFO можно достаточно успешно использовать в массовых и крупносерийных производствах, где объем выпуска достаточно высок и технологический процесс постоянен для всего семейства выпускаемых продуктов.

А вот насколько успешно этот логистический «паровоз» справляется с задачами управления в позаказных производствах (то есть мелкосерийного и единичного типа), мы рассмотрим в следующих публикациях. Оставайтесь с нами!

Тема 8. Функциональные области логистики

Характеристика функциональных областей логистики

Характеристика логистических функций

Международная логистика

Вопрос 1. Характеристика функциональных областей логистики

Функциональная область логистики «снабжение» (Закупочная логистика)

Снабжение в тактическом аспекте – ежедневные операции, традиционно связываемые с закупками и направленные на избежание дефицита. Стратегическая сторона снабжения – собственно сам процесс управления закупками, связи и взаимодействия с другими отделами предприятия, поставщиками, потребностями конечного потребителя, планирование и разработка новых закупочных схем, методов и т.п.

Цель функциональной области «снабжение» - удовлетворение потребности производства в материальных ресурсах с максимально возможной эффективностью и создание надежного и бесперебойного материального потока в организацию.

Задачи снабжения :

· Определение потребности в материальных ресурсах;

· Исследование рынка закупок;

· Оценка и выбор поставщиков;

· Осуществление закупок;

· Контроль и оценка выполнения закупок;

· Создание запасов, проведение подходящей политики запасов и инвестиций в них;

· Подготовка бюджета закупок и др.

Эволюция функций управления закупками показана на рис. 8.1.

Рис. 8.1 - Эволюция функций управления
закупками (снабжением)

Функциональная область логистики «производство» (Производственная логистика)

Цель функциональной области «производство» – обеспечение логистической поддержки управления производственными процедурами. Задачи :

· Оперативно-календарное планирование выпуска готовой продукции (ГП);

· Оперативное управление технологическими процессами производства;

· Всеобщий контроль качества, поддержание стандартов и соответствующего сервиса;

· Стратегическое и оперативное планирование поставок материальных ресурсов (МР);

· Организация внутрипроизводственного складского хозяйства;

· Прогнозирование, планирование и нормирование расходов МР в производстве;

· Организация работы внутрипроизводственного технологического транспорта;

· Управление запасами МР, незавершенного производства (НП), ГП на всех уровнях;

· Физическое распределение МР и ГП (внутрипроизводственное) и др.

Существует два типа производственных логистических систем: толкающего (выталкивающего) типа и тянущего (вытягивающего) типа .

Толкающие системы характеризуются следующим: время выполнения каждой операции устанавливается общим расписанием, к этому времени операция должна быть завершена; Полученный продукт далее «проталкивается» дальше и становится запасом НП в начале следующей операции. Этот вариант игнорирует то, что в настоящее время делает следующий участок, а он может быть занят или ожидать поступления НП. Результатом становятся задержки в работе и рост запасов незавершенного производства.

Вытягивающие системы характеризуются следующим: когда в ходе одной операции заканчивается обработка единицы продукции, посылается сигнал на предыдущую операцию и сообщается, что требуется другая единица для работы. Другими словами, предыдущая операция отправляет обрабатываемую единицу только тогда, когда получает на это запрос.

Системы выталкивающего типа основываются на строгом графике производства и дают возможность применения систем планирования ресурсов (MRP – I, МRP – II). Планирование осуществляется на основе следующих источников информации (рис.8.2):

Основного графика, где указывается объем каждого продукта, изготавливается в каждый промежуток времени;

Ведомость спецификации материалов, где перечисляются материалы, необходимые для производства каждого вида продукции;

Учетная документация по запасам, где показано наличие материалов.

Рис.8.2 - Процедура планирования потребности в материалах,
основанного на производственных графиках

Вытягивающие системы работают в соответствии с концепциями точно-в-срок и быстрой реакции на запросы потребителей. Примером вытягивающих систем является система КАНБАН, рис.8.3.

Условия функционирования системы КАНБАН:

1) Все материалы хранятся и перемещаются в стандартных контейнерах, для каждого материала используется свой контейнер.

2) Контейнер перемещается только тогда, когда к нему прикрепляется канбан перемещения.

3) Когда одни участок нуждается в материалах (запас НЗП до уровня повторного заказа), к пустому контейнеру прикрепляется канбан перемещения. Это сигнал для отправления контейнера на предыдущий участок или участок хранения НЗП.

На этом участке к контейнеру прикрепляется канбан производства, и конейнер передается на предыдущий участок.

Рис. .8.3 - Система «канбан» с двумя картами

4) Это сигнал для производства следующий порции товара, достаточной для заполнения контейнера.

5) Контейнер заполняется, к нему прикрепляется канбан перемещения, и отправляется на следующий участок

Преимущества вытягивающих систем очевидны: снижение запасов, сокращение времени выполнения заказа, сокращается время производства продукции, более полная загрузка оборудования, повышенная производительность, упрощенное планирование и диспетчирование, повышение качества материалов и продуктов и др.

Проблемы, возникающие в производственных логистических системах вытягивающего типа:

Долгое время до существенного улучшения

Зависимость от высокого качества материалов, поставляемых поставщиком

Зависимость от способности поставщиков обеспечивать потребность в точные сроки

Необходимость разработки динамичных графиков

Зависимость от времени переналадки оборудования

Противодействия со стороны персонала

Работа сотрудников в обстановке повышенного стресса и др.

1.3 Функциональная область логистики «распределение» (Распределительная логистика)

Цель – интегрированное управление логистическими функциями и операциями продвижения готовой продукции и сопутствующим сервисом от производителей и/или оптовых торговых компаний до конечных или промежуточных производителей

Задачи распределения на микроуровне :

· Организация получения и обработки заказа;

· Выбор вида упаковки, комплектация и т.д.;

· Организация доставки и контроль за транспортировкой;

· Организация послереализационного обслуживания.

Задачи распределения на макроуровне :

· Выбор и построение распределительной системы (каналов распределения);

· Определение оптимального количества складов на обслуживаемой территории;

· Определение оптимального расположения распределительных центров (складов) на обслуживаемой территории.

Решения в области распределения определяются двумя концепциями: специализация и ассортимент. Специализация на определенных операциях и/или функциях позволяет фирмам выполнить их наилучшим образом. Как правило, в системах распределения привлекают логистических посредников для выполнения функций: транспортировка, складирование, грузопереработка, организация продаж и т.п. Логистические посредники, специализирующиеся на отдельных функциях и операциях могут их выполнить лучше и более эффективно, чем фирма-производитель.

Концепция продуктового ассортимента заключается в создании комплекта материалов, продукции и т.п., требуемого конкретным потребителям. Процесс создания такого продуктового микса включает три этапа: концентрацию (сбор), кастомизацию (сортировку и группировку) и рассеивание (отправка в конкретное место).

Логистические посредники в распределении выполняют следующие функции:

а) функции (операции) физического распределения (транспортировка, складирование, упаковка, грузопереработка и т.п.);

б) функции обмена (купли-продажи);

в) поддерживающие функции (страхование рисков, информационная поддержка, финансирование и т.п.)

Наличие посредников значительно усложняет принятие эффективных решений. Основные проблемы возникают в области согласования локальных групп посредников и глобальными, или стратегическими, целями фирмы-организатора логистического процесса. Необходимо учитывать кооперацию логистических посредников (ассоциации, союзы, связанные взаимоотношения и другие формы), их конкуренцию и возникающие между ними горизонтальные (между посредниками одного уровня) и вертикальные (между посредниками разных уровней) конфликты.

Just In Time
DRP (distribution requirements planning)
MRPII - Manufacturing resource planning
LEAN PRODUCTION
ROP, QR, CR, AR
EOQ МОДЕЛЬ
Система двух уровней
Двухбункерная схема
Модель с постоянной периодичностью заказа
Метод АВС
Нестационарные и стохастические модели управления запасами
Используются следующие сокращения:
МР - материальные ресурсы;
ГП - готовая продукция.

Концепция JUST IN TIME (JIT)
Основная идея JIT: если производственное расписание задано (абстрагируясь от спроса и заказов), то можно организовать движение материальных потоков так, что все материалы и компоненты будут поступать в нужном кол-ве в нужное место и точно к назначенному сроку для производства или сборки. В таком случае не нужны запасы материальных ресурсов. Таким образом, основная задача - координация снабжения с производственным менеджментом, или абстрактнее - синхронизация потребностей в МР с потоком МР.

Основное предположение - возможность синхронизации возникновения потребностей в МР с их поставками.

Можно выделить, по крайней мере, два основных предположения данной концепции:
возможно обеспечить поставку МР точно в заданный срок;
возможно предсказать спрос на готовую продукцию (ГП) хотя бы на срок поставки + срок производства;
Отсюда возникает требование быстрой реакции на изменение спроса и, соответственно, быстрой смены производственной программы.

JIT характеризуется:

Минимальными (в идеале - нулевыми) запасами;
короткими логистическими цепями;
небольшими объемами производства и пополнения запасов;
взаимоотношением по закупкам с небольшим количеством надежных поставщиков и перевозчиков;
эффективной информационной поддержкой;
высоким качеством ГП и логистического сервиса.
Принципы функционирования JIT системы на примере системы KANBAN:
На основании исследований спроса формируется производственная программа. По этой программе последнее в производственной цепочке подразделение (например, сборочный цех) получает заказ на сборку определенного количества ГП (карточку с указание кол-ва ГП и номенклатуры и кол-ва комплектующих). Тогда это подразделение отправляет свой заказ на комплектующие (аналогичную карточку) предыдущему в производственной цепочке подразделению и получает в указанный срок нужные комплектующие в заданном количестве (на один заказ). Если подразделений много, то процесс заказывания итеративно повторяется, пока не будет сформирован заказ внешнему поставщику.

Таким образом, запасы "вытягиваются" по каналам физического распределения от поставщиков. Заказ на пополнение запаса возникает только тогда, когда кол-во МР в подразделении достигает критической величины. Фактически, производство обеспечивается материальными ресурсами только на выполнение одного заказа.

В таком случае необходимость складов отпадает, но критичными становятся качество информационных систем, точное предсказание спроса, качество поставок. Поставщики становятся партнерами в бизнесе и могут даже интегрироваться в компанию - потребитель их продукции. Очень важна территориальная близость поставщиков.

Концепция МRP
MRP - Materials requirements planning

Цели MRP-систем:

Удовлетворение потребности в материалах, компонентах и комплектующих для планирования производства и доставки потребителю,
поддержание низких уровней запасов МР, ГП,
планирование производственных операций, расписаний доставки, закупочных операций.
В процессе реализации этих целей система обеспечивает поток плановых количеств МР и запасов продукции за время, используемое для планирования. Система MRP начинает свою работу с определения, сколько и в какие сроки необходимо произвести конечной продукции. Затем система определяет время и необходимые кол-ва МР для удовлетворения потребностей производственного расписания.

Ядром MRP системы является программный комплекс, который и проводит все расчеты и анализ по определенным алгоритмам на основании базы данных о МР и их запасах, и на основании производственного расписания. На выходе программный комплекс дает набор документов, в том числе схемы доставки МР по подразделениям, объемы и сроки поставок.

Затем собственно все планы реализуются. Таким образом, MRP система как бы запланированно проталкивает МР по подразделениям.
При сбоях или изменениях производственной программы приходится перепланировать все заново.

Основные недостатки MRP систем:
значительный объем вычислений и предварительной обработки данных
возрастание логистических на обработку заказов и транспортировку при стремлении фирмы еще больше уменьшить запасы МР или перейти на работу с малыми заказами с высокой частотой их выполнения
нечувствительность к кратковременным изменениям спроса
большое количество отказов из-за большой размерности системы и ее комплексности
К этому прибавляются общие недостатки всех толкающих систем: недостаточно точное отслеживание спроса и обязательное наличие страховых запасов. Наличие страховых запасов, с одной стороны, замораживает оборотные средства, но, с другой стороны, дает системе большую чем у jit устойчивость при резких колебаниях спроса и ненадежности поставщиков.

Для толкающих систем характерно наличие жестко заданного производственного расписания.

MRP системы используются, как правило, когда спрос на МР сильно зависит от спроса потребителя на ГП, или когда надо работать с большой номенклатурой МР. Вообще, MRP системы предпочтительнее JIT тогда, когда имеется достаточно длинный производственный цикл.

Наличие недостатков в MRP системах повлекло за собой создание MRP2 систем, обладающих большей гибкостью планирования, лучшей организацией поставок и лучшей реакцией на изменения спроса.

Важное место в MRP2 занимают блоки прогнозирования спроса, размещения заказов и управления запасами.

Концепция LEAN PRODUCTION
Логистическая концепция "Lean Production" по существу является развитием подхода "just in time" и включает в себя такие элементы как системы KANBAN и MRP.

Основные цели Lean Production в плане логистики:
высокие стандарты качества продукции
низкие производственные издержки
быстрое реагирование на потребительский спрос
короткое время переналадки оборудования
Ключевыми элементами реализации логистических целей при использовании являются:

1) уменьшение подготовительно-заключительного времени
2) маленькие размеры партий производимой продукции
3) короткое основное производственное время
4) контроль качества всех процессов
5) общее продуктивное обеспечение (поддержка)
6) партнерство с надежными поставщиками
7) эластичные потоковые процессы
8) "тянущая" информационная система

Ограничения на поставщиков в концепции "Lean Production":
доставка МР должна осуществляться в соответствии с технологией JIT
МР должны отвечать всем требованиям стандартов качества; входной контроль МР должен быть исключен
цены на МР должны быть как можно ниже из расчета длительных хозяйственных связей по поставкам МР, но цены не должны превалировать над качеством МР и доставки их потребителю
продавцы МР должны предварительно согласовывать возникающие перед ними проблемы и трудности с потребителем
продавцы должны сопровождать поставки МР документацией (сертификатами), подтверждающей контроль качества их изготовления, или документацией по организации такого контроля у фирмы - производителя
продавцы должны помогать покупателю в проведении экспертиз или адаптации технологий к новым модификациям МР
МР должны сопровождаться соответствующими входными и выходными спецификациями
Большое значение для реализации концепции "Lean Production" во внутрипроизводственной логистической сети имеет всеобщий контроль качества на всех уровнях производственного цикла. Как правило, большинство западных фирм использует при контроле качества своей продукции концепцию TQM и серию стандартов системы управления качеством ISO-9000.

MRP II
MRPII Manufacturing resource planning

MRP II Standart System содержит описание 16 групп функций системы:

1. Sales and Operation Planning (Планирование продаж и производства).
2. Demand Management (Управление спросом).
3. Master Production Scheduling (Составление плана производства).
4. Material Requirement Planning (Планирование материальных потребностей).
5. Bill of Materials (Спецификации продуктов).
6. Inventory Transaction Subsystem (Управление складом).
7. Scheduled Receipts Subsystem (Плановые поставки).
8. Shop Flow Control (Управление на уровне производственного цеха).
9. Capacity Requirement Planning (Планирование производственных мощностей).
10. Input/output control (Контроль входа/выхода).
11. Purchasing (Материально техническое снабжение).
12. Distribution Resourse Planning (Планирование ресурсов распределения).
13. Tooling Planning and Control (Планирование и контроль производственных операций).
14. Financial Planning (Управление финансами).
15. Simulation (Моделирование).
16. Performance Measurement (Оценка результатов деятельности).

Задачей информационных систем класса MRP II является оптимальное формирование потока материалов (сырья), полуфабрикатов (в том числе находящихся в производстве) и готовых изделий. Система класса MRP II - имеет целью интеграцию всех основных процессов, реализуемых предприятием, таких как снабжение, запасы, производство, продажа и дистрибьюция, планирование, контроль за выполнением плана, затраты, финансы, основные средства и т.д.

Результаты использования интегрированных систем стандарта MRP II:
получение оперативной информации о текущих результатах деятельности предприятия как в целом, так и с полной детализацией по отдельным заказам, видам ресурсов, выполнению планов;
долгосрочное, оперативное и детальное планирование деятельности предприятия с возможностью корректировки плановых данных на основе оперативной информации;
решение задач оптимизации производственных и материальных потоков;
реальное сокращение материальных ресурсов на складах;
планирование и контроль за всем циклом производства с возможностью влияния на него в целях достижения оптимальной эффективности в использовании производственных мощностей, всех видов ресурсов и удовлетворения потребностей заказчиков;
автоматизация работ договорного отдела с полным контролем за платежами, отгрузкой продукции и сроками выполнения договорных обязательств;
финансовое отражение деятельности предприятия в целом;
значительное сокращение непроизводственных затрат;
защита инвестиций, произведенных в информационные технологии;
возможность поэтапного внедрения системы, с учетом инвестиционной политики конкретного предприятия.
В основу MRP II положена иерархия планов. Планы нижних уровней зависят от планов более высоких уровней, т.е. план высшего уровня предоставляет входные данные, намечаемые показатели и/или какие-то ограничительные рамки для планов низшего уровня. Кроме того эти планы связаны между собой таким образом, что результаты планов нижнего уровня оказывают обратное воздействие на планы высшего уровня.

Если результаты плана нереалистичны, то этот план или планы высшего уровня должны быть пересмотрены. Таким образом можно проводить координацию спроса и предложения ресурсов на определенном уровне планирования и ресурсов на высших уровнях планирования.

ERP
ERP - Enterprise resource planning

Система управления предприятием, соответствующая концепции ERP, должна включать:
Управление цепочкой поставок (Supply Chain Management - SCM, ранее - DRP, Distribution Resource Planning)
Усовершенствованное планирование и составление расписаний (Advanced Planning and Scheduling -- APS)
Модуль автоматизации продаж (Sales Force Automation -- SFA)
Автономный модуль, отвечающий за конфигурирование (Stand Alone Configuration Engine -- SCE)
Окончательное планирование ресурсов (Finite Resource Planning - FRP)
Интеллект бизнеса, OLAP-технологии (Business Intelligence -- BI)
Модуль электронной коммерции (Electronic Commerce -- EC)
Управление данными об изделии (Product Data Management - PDM)
Главная задача ERP-системы -- добиться оптимизации (по времени и ресурсам) всех перечисленных процессов.

Довольно часто вся присущая концепции ERP совокупность задач реализуется не одной интегрированной системой, а некоторым комплектом ПО. В основе такого комплекта, как правило, лежит базовый ERP-пакет, к которому через соответствующие интерфейсы подключены специализированные продукты третьих фирм (отвечающие за электронную коммерцию, за OLAP, за автоматизацию продаж и проч.).

ERP связывает выполнение основных операций и обеспечивает повторяемый набор правил и процедур. Обработка заказов связана с планированием производства и плановые потребности автоматически передаются к процессу закупки и обратно. Стоимость продукции и финансовый учет автоматически изменяются, а критическая информация об операциях, прибыльности продукции, результатах деятельности подразделений и так далее становятся доступны в реальном времени. Устанавливается систематическая, измеряемая методология. После внедрения такой методологии бизнеса, процесс его улучшения может быть определен, выполнен и повторен на предсказуемой основе.

CSRP
CSRP - Customer Synchronized Resource Planning

Задача CSRP - синхронизировать покупателя с внутренним планированием и производством

CSRP использует интегрированную функциональность ERP и перенаправляет производственное планирование от производства далее, к покупателю. CSRP предоставляет действенные методы и приложения для создания продуктов с повышенной ценностью для покупателя.

Для внедрения CSRP необходимо:
1. Оптимизировать производственную деятельность (операции), построив эффективную производственную инфраструктуру на основе методологии и инструментария ERP.
2. Интегрировать покупателя и сфокусированные на покупателе подразделения организации, с основными планирующими и производственными подразделениями.
3. Внедрить открытые технологии, чтобы создать технологическую инфраструктуру, которая может поддерживать интеграцию покупателей, поставщиков и приложений управления производством.

Покупательская информация существует в подразделениях из четырех основных функциональных областей:
1.Продажа и Маркетинг
2.Обслуживание покупателей
3.Техническое обслуживание
4.Исследование и разработка.

Каждое из этих подразделений проводит значительное время, взаимодействуя с покупателем. Но в большинстве традиционных организаций эти подразделения тратят мало времени на взаимодействие с плановыми или производственными отделами. CSRP интегрирует деятельность предприятия, ориентированную на покупателе, в центр системы управления бизнесом.

CSRP устанавливает методологию ведения бизнеса, основанную на текущей информации о покупателе и сдвигает фокус предприятия с планирования от потребностей производства к планированию от заказов покупателей. Деятельность по производственному планированию не просто расширяется, а удаляется и заменяется запросами покупателей, переданными из подразделений организации, ориентированных на работу с покупателями.

Непосредственная интеграция с информацией о конфигурации заказов позволяет производственным подразделениям увеличить целостность процесса планирования путем снижения количества повторной работы и снижения числа перерывов из-за наплыва заказов. Усовершенствование производственного планирования дает возможность обеспечить лучшую оценку сроков поставок и улучшить поставку вовремя. Производственное планирование теперь позволяет оптимизировать операции на основе действительных покупательских заказов, а не на прогнозах или оценках. С доступом в реальном времени к точной информации о заказах покупателей, подразделения планирования могут динамически изменять группирование работ, последовательность исполнения заказов покупателей, приобретения и заключения субконтрактов с целью улучшения обслуживания покупателей и снижения стоимости. Требования покупателей к продукту могут передаваться непосредственно от покупателя к субконтрактору или поставщику, устраняя ошибки и задержки, которые встречаются при трансляции заказов покупателей в заказы на покупку. Изменения в заказе покупателя могут приводить к автоматическим изменениям в заказах поставщикам, уменьшая количество повторной работы и задержки. Качество продуктов и правильность заказа основных комплектующих могут быть значительно улучшены, а также уменьшены циклы их доставки.

Выгоды успешного применения CSRP - это повышение качества товаров, снижение времени поставки, повышение ценности продуктов для покупателя и так далее, а в результате этого - снижение производственных издержек, но что более важно, это создание инфраструктуры приспособленной для создания продуктов удовлетворяющих потребности покупателя, улучшение обратной связи с покупателями и обеспечение лучших услуг для покупателей. Это не эффективность производства, которая будет обеспечивать временные конкурентные преимущества, скорее это способность создавать продукты, удовлетворяющие потребности покупателя и лучший сервис.

Прочие логистические концепции (ROP, QR, CR, AR)
Среди прочих микрологистических концепций большое распространение получили различные варианты концепции "demand-driven techniques" - DDT (реагирования на спрос). Наиболее известными являются четыре варианта концепции: "rules based reorder" (ROP), "quick response" (QR), "continuous replenishment" (CR) и "automatic replenishment" (AR).

ROP
Концепция ROP использует методику контроля и управления запасами, основанную на точке заказа (перезаказа) -"reorder point" и статистических параметрах расхода продукции (см. EOQ модель). Концепция применяется для определения и оптимизации уровней страховых запасов в целях элиминирования (исключения влияния) колебаний спроса. Эффективность метода ROP в сильной степени зависит от точности прогнозирования спроса.

Сфера использования ROP относится в основном к регулированию уровней страховых запасов, причем те или иные варианты логики точек заказа используют другие DDT ориентированные методы.

QR
QR концепция представляет собой логистическую координацию между ритейлерами и оптовиками с целью улучшения продвижения ГП в их дистрибутивных сетях в ответ на предполагаемое изменение спроса. Реализация этой концепции осуществляется путем мониторинга продаж в розничной торговле и передачи информации об объемах продаж по специфицированной номенклатуре и ассортименту оптовикам и от них - производителям ГП. Информационная поддержка обеспечивает разделение QR процесса между ритейлерами, оптовиками и производителями.

CR
CR концепция является модификацией QR концепции и предназначена для устранения необходимости в заказах на пополнение запасов ГП. Целью CR является установление эффективного логистического плана, направленного на непрерывное пополнение запасов ГП у ритейлеров.

AR
Дальнейшим улучшением QR и CR стратегий явилась логистическая концепция AR (автоматического пополнения запасов). Стратегия AR обеспечивает поставщиков (производителей) ГП необходимым набором правил для принятия решений по товарным атрибутам и категориям. Путем применения AR метода поставщик может удовлетворить потребности ритейлера в товарной категории за счет устранения необходимости отслеживания единичных продаж и уровней запасов для товаров быстрой реализации.

Классическая модель расчета параметров заказа - EOQ модель
Наиболее распространенная на практике оптимизационная модель управления запасами - модель экономичного размера заказа (Economic order quantity - EOQ). Эта модель может использоваться при следующих ограничениях:

Спрос (расход) является непрерывным, а интенсивность спроса =const;
период между двумя смежными заказами (поставками) постоянен;
спрос удовлетворяется полностью и мгновенно;
транзитный и страховой запасы отсутствуют;
емкость склада не ограничена;
затраты на выполнение заказа (c0) и цена поставляемой продукции в течение планового периода постоянные;
затраты на поддержание запаса единицы продукции в течение единицы времени постоянные и равны сh.
Критерием оптимизации размера заказа на пополнение запасов в данной модели является минимум общих затрат на выполнение заказов и поддержание запаса (МР, ГП) на складе в течение планового периода. Составляющие суммарных затрат по разному зависят от размера заказа (величины поставки партии)

Затраты на выполнение заказа возрастают прямо пропорционально размеру заказа, а затраты на поддержание запаса с увеличением его размера падают, как это отражено на графиках. Суммарные годовые затраты имеют характерный вид вогнутой кривой, имеющей минимум, что позволяет оптимизировать размер запаса.

Модель с постоянным размером заказа (двухбункерная система)
Предусматривает пополнение запаса каждый раз на одну и ту же фиксированную величину, причем заказ на нее производится в момент, когда наличие запаса на складе снижается до определенного заданного уровня.

При неравномерном (случайном) спросе моменты заказов возникают через неравные промежутки времени.

Запас условно разделен на два бункера QI,QII. Из первого бункера от уровня═ QI+QII═ запас расходуется для удовлетворения потребностей в течение периода между последней поставкой и моментом заказа. Из второго бункера запас (QII) расходуется от момента заказа до момента очередной поставки, т.е. за время выполнения заказа, которое является постоянной величиной. Запас второго бункера должен быть достаточным для удовлетворения спроса за время выполнения заказа и может включать (в случае необходимости) страховой запас.

Модель с постоянной периодичностью заказа
Заказ повторяется через равные промежутки времени. В момент заказа проверяется наличие запаса на складе, размер заказа равен разности между фиксированным необходимым (максимальным) запасом и его фактическим наличием, т.е. величина заказа является переменной.

В данной модели определению подлежит уровень максимального запаса и период между двумя смежными поставками. Применение данной модели целесообразно при установлении регулярных сроков поставки и возможности запасать продукцию в любом количестве.

Достоинством системы является то, что при ней не нужно вести регулярный (ежедневный) учет наличия запасов на складе, а лишь к моменту, когда подходит время заказа. Это сокращает трудоемкость учета.

Метод АВС
Метод ABC состоит в том, что вся номенклатура МР (ГП) располагается в порядке убывания суммарной стоимости всех позиций номенклатуры одного наименования на складе. При этом цену единицы МР (ГП) умножают на количество их на складе, и список составляется в порядке убывания этих величин (произведений). Затем в группу А относят все наименования в списке, сумма стоимостей которых составляет 75-80% от суммарной стоимости всего запаса, в В - 10-15%, в С - 5-10%. Опыт показывает, что обычно в группу А попадает 10-15% всей номенклатуры, В - 20-25% и к третьей группе С относится 60-70% всей номенклатуры. Таким образом, основное внимание при контроле, нормировании и управлении запасами должно быть уделено группе А, которая при своей малочисленности составляет подавляющую часть стоимости хранимых запасов, тем самым вызывая наибольшие расходы по их хранению и содержанию в запасе. Для группы А целесообразно применять те модели управления, в которых требуется постоянный (ежедневный) контроль за уровнем запаса. Часто в эту группу включают и наиболее дефицитные МР.

Нестационарные и стохастические модели управления запасами
Выбор оптимальных объемов поставок сводится к перебору по конечному числу возможных вариантов разбиения периода планирования на отрезки, в течение каждого из которых спрос обеспечивается одной и той же поставкой, или, что то же самое, перебору по различным вариантам множества моментов опустошения склада. Для организации перебора удобно использовать логику динамического программирования.

5. МЕТОД «БАРАБАН-БУФЕР-ВЕРЕВКА» (DBR)

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.

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.

6. ЛИМИТ НЕЗАВЕРШЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА (НЗП)

«Вытягивающая» логистическая система с лимитом незавершенного производства (НЗП) похожа на метод DBR. Отличие заключается в том, что здесь создаются не временные буферы, а задается некий фиксированный лимит материальных запасов, который распределяется на все процессы системы, а не заканчивается только на РОП. Схема приведена на рисунке 12.

Рис. 12.

Этот подход к построению «вытягивающей» системы управления» значительно проще рассмотренных выше логистических схем, внедряется легче, и ряде случаев является более эффективным. Как и в рассмотренных выше «вытягивающих» логистических системах здесь имеется единственная точка планирования, — это участок 1 на рисунке 12.

Логистическая система с лимитом НЗП имеет некоторые преимущества по сравнению с методом DBR и системой лимитированных очередей FIFO:

• неполадки, колебания ритма производства и другие проблемы процессов с запасом производительности не приведут к остановке производства из-за отсутствия работы для РОП, и не будут снижать общую пропускную способность системы;
• правилам планирования должен подчиняться только один процесс;
• не требуется фиксировать (локализовать) положение РОП;
• легко обнаружить местонахождение текущего участка РОП. К тому же, такая система дает меньше «ложных сигналов» по сравнению лимитированными очередями FIFO.

Рассмотренная система хорошо работает для ритмичных производств со стабильной номенклатурой выпускаемых изделий, отлаженными и неизменяемыми технологическими процессами, что соответствует массовым, крупносерийным и серийным производствам. В производства единичных и мелкосерийных, где постоянно запускаются в производство новые заказы с оригинальной технологией их изготовления, где сроки выпуска продукции диктуются потребителем и могут, вообще говоря, изменяться непосредственно в процессе изготовления изделий, тогда на уровне производственного менеджмента появляется множество организационных проблем. Опираясь лишь на правило FIFO в передаче полуфабрикатов от участка к участку, логистическая система с лимитом незавершенного производства в таких случаях теряет свою эффективность.

Важной особенностью рассмотренных выше «выталкивающих» логистических систем 1-4 является возможность вычисления времени выпуска (цикла обработки) изделий по известной формуле Литлла :

Время выпуска = НЗП/Ритм,

Однако для производств мелкосерийных и единичных понятие Ритма производства становится весьма расплывчатым, поскольку этот тип производств никак нельзя назвать ритмическими. Более того, статистика говорит о том, что в среднем вся станочная системы в таких производствах остается наполовину недогруженной, что происходит за счет постоянных перегрузок одного оборудования и одновременного простоя другого в ожидании работы, связанной с изделиями, пролеживающими в очереди на предыдущих стадиях обработки. Причем простои и перегрузки станков постоянно мигрируют от участка к участку, что не позволяет их локализовать и применить ни один из перечисленных выше логистических схем вытягивания. Еще одной особенностью мелкосерийных и единичных производств является необходимость выполнения заказов в виде целого комплекта деталей и сборочных единиц к фиксированному сроку. Это значительно усложняет задачу производственного менеджмента, т.к. детали, входящие в этот комплект (заказ), могут технологически подвергаться различным процессам обработки, и каждый из участков может представлять собой РОП для одних заказов, не вызывая проблем при обработке других заказов. Таким образом в рассматриваемых производствах возникает эффект так называемого «виртуального узкого места» (Virtual Bottle-Neck): вся станочная системы в среднем остается недогруженной, а ее пропускная способность низкой. Для таких случаев наиболее эффективной «вытягивающей» логистической системой является Метод вычисляемых приоритетов.

7. МЕТОД ВЫЧИСЛЯЕМЫХ ПРИОРИТЕТОВ

Метод вычисляемых приоритетов является своеобразным обобщением двух рассмотренных выше «выталкивающих» логистических систем: системы пополнения «Супермаркета» и системы с лимитированными очередями FIFO. Разница в том, что в данной системе уже не все пустые ячейки в «Супермаркете» пополняются в обязательном порядке, а производственные задания, оказавшись в лимитированной очереди, продвигаются от участка к участку не по правилам FIFO (т.е. не соблюдается обязательная дисциплина «в порядке поступления»), а по другим вычисляемым приоритетам. Правила вычисления этих приоритетов назначаются в единственной точке планирования производства, — в примере, приведенном на рисунке 13, это второй производственный участок, следующий непосредственно за первым «Супермаркетом». На каждом последующем производственном участке функционирует своя собственная исполнительная производственная система , (MES — Manufacturing Execution System), задача которой — обеспечить своевременную обработку поступающих на вход заданий с учетом их текущего приоритета, оптимизировать внутренний материальный поток и вовремя показать возникающие проблемы, связанные с этим процессом ,. Значительное отклонение в обработке конкретного задания на одном из участков может повлиять на вычисляемое значение его приоритета.

Рис. 13.

Процедура «вытягивания» осуществляется за счет того, что каждый последующий участок может начинать выполнять только те задания, которые имеют максимально возможный приоритет, что выражается в первоочередном заполнении на уровне «Супермаркета» не всех доступных ячеек, а лишь тех, что соответствуют приоритетным заданиям. Последующий участок 2, хотя и является единственной точкой планирования, определяющей работу всех остальных производственных звеньев, сам вынужден выполнять только эти наиболее приоритетные задания. Численные значения приоритетов заданий получаются за счет вычислений на каждым из участков значений общего для всех критерия. Вид этого критерия задается основным планирующим звеном (участком 2), а его значения каждый производственный участок самостоятельно вычисляет для своих заданий, либо вставших в очередь на обработку, либо находящихся в заполненных ячейках «Супермаркета» на предыдущей стадии.

Впервые такой метод восполнения ячеек «Супермаркета» стал применяться на японских предприятиях компании «Тойота» и получил название «Процедуры выравнивания производства» или «Хейдзунка» (Heijunka) ,. Ныне процесс заполнения «Ящика Хейдзунка» является одним из ключевых элементов «вытягивающей» системы планирования, используемой в TPS (Toyota Production System), когда приоритеты поступающих заданий назначаются или вычисляются вне выполняющих их производственных участков на фоне действующей «вытягивающей» системы восполнения «Супермаркета» (Канбан). Пример назначения одного из директивных приоритетов исполняемому заказу (аварийный, срочный, плановый, переходящий, прочее) приведен на рисунке 14.

Рис. 14. Пример назначения директивного
приоритета исполняемым заказам

Другой вариант передачи заданий от одного участка к другому в данной «вытягивающей» логистической системе служит так называемое «вычисляемое правило» приоритетов.

Рис. 15. Последовательность исполняемых заказов
в методе вычисляемых приоритетов

Очередь производственных заданий, передаваемых от участка 2 к участку 3 (рисунок 13), ограничена (лимитирована), но в отличие от случая, изображенного на рисунке 4, сами задания могут меняться местами в этой очереди, т.е. изменять последовательность своего поступления в зависимости от их текущего (вычисляемого) приоритета. Фактически это означает, исполнитель сам не может выбрать с какого задания начинать работу, но в случае изменения приоритета заданий ему, возможно, предстоит, недоделав текущее задание (превратив его в текущий НЗП), переключиться на выполнение наиболее приоритетного. Конечно, в такой ситуации при значительном числе заданий и большом числе станков на производственном участке необходимо использовать MES, т.е. проводить локальную оптимизацию материальных потоков, проходящих через участок (оптимизировать исполнение заданий, уже находящихся в обработке). В результате для оборудования каждого участка, не являющегося единственной точкой планирования, составляется локальное оперативное производственное расписание, которое подвергается коррекции каждый раз, как только изменяется приоритет исполняемых заданий. Для решения внутренних оптимизационных задач используются свои критерии, именуемые «Критерии загрузки оборудования». Задания, ожидающие обработки между участками, не связанными «Супермаркетом», упорядочиваются по «Правилам выбора из очереди» (рисунок 15), которые, в свою очередь, могут тоже изменяться в течение времени.

Если Правила вычисления приоритетов заданиям назначаются «извне» по отношению к каждому производственному участку (Процессу), то Критерии загрузки оборудования участка определяют характер прохождения внутренних материальных потоков. Эти критерии связаны с использованием на участке оптимизационных MES-процедур, предназначенных исключительно для «внутреннего» пользования. Они выбираются непосредственно диспетчером участка в режиме реального масштаба времени, рисунок 15.

Правила выбора из очереди назначаются на основании значений приоритетов исполняемых заданий, а также с учетом фактической скорости их исполнения на конкретном производственном участке (участок 3, рисунок 15).

Диспетчер участка может, учитывая текущее состояние производства, самостоятельно изменять приоритеты отдельных технологических операций и, используя MES-систему корректировать внутреннее производственное расписание. Пример диалога по изменению текущего приоритета операции приведен на рис.16.

Рис. 16.

Чтобы вычислить значение приоритета конкретного задания, выполняемого или ожидающего своей обработки на конкретном участке, проводится предварительное группирование заданий (деталей, входящих в определенный заказ) по ряду признаков:

1. Номер сборочного чертежа изделия (заказа);
2. Обозначение детали по чертежу;
3. Номер заказа;
4. Трудоемкость обработки детали на оборудовании участка;
5. Длительность прохождения деталей данного заказа через станочную систему участка (разница между временем начала обработки первой детали и окончанием обработки последней детали данного заказа).
6. Суммарная трудоемкость операций, выполняемых над деталями, входящими в данный заказ.
7. Время переналадки оборудования;
8. Признак обеспеченности обрабатываемых деталей технологической оснасткой.
9. Процент готовности детали (число завершенных технологических операций);
10. Число деталей из данного заказа, которые уже прошли обработку на данном участке;
11. Общее число деталей, входящих в заказ.

Ориентируясь по приведенным признакам и вычисляя ряд специфических показателей таких как напряженность (отношение показателя 6 к показателю 5), сравнивая значения 7 и 4, анализируя соотношения показателей 9, 10 и 11, локальная MES-системы производит расчет текущего приоритета для всех деталей, оказавшихся в одной группе.

Заметим, что детали из одного заказа, но находящиеся на разных участках, могут иметь и различные значения вычисляемого приоритета.

Логистическая схема Метода вычисляемых приоритетов применяется в основном в многономенклатурных производствах мелкосерийного и единичного типов. Представляя собой «вытягивающую систему» планирования и используя локальные MES для обеспечения высокой скорости прохождения заказов через отдельные производственные участки, эта логистическая схема использует децентрализованные вычислительные ресурсы для поддержания эффективности процессов в условиях изменяющихся приоритетов исполняемых заданий.

Рис. 17. Пример детального производственного расписания
для рабочего места в MES

Отличительной особенностью этого метода является то, что MES система позволяет в пределах производственного участка составлять детальные расписания выполняемых работ ,,. Несмотря на определенную сложность в реализации, метод вычисляемых приоритетов обладает значительными преимуществами:

• текущие отклонения, возникающие в ходе производства, компенсируются средствами локальных MES на основании изменяющихся приоритетов выполняемых заданий, что значительно повышает пропускную способность всей системы в целом.
• не требуется фиксировать (локализовать) положение РОП и лимитировать НЗП;
• имеется возможность оперативно контролировать серьезные сбои (например, поломка оборудования) на каждом участке и пересчитывать оптимальную последовательность обработки деталей, входящих в различные заказы.
• наличие на отдельных участках локальных производственных расписаний позволяет проводить оперативный функционально-стоимостной анализ производства .

В заключение заметим, что рассмотренные в данной статье типы «вытягивающих» логистических систем обладают общими для них характерными признаками, это:

1. Сохранение во всей системе в целом ограниченного объема устойчивых запасов (оборотных заделов) с регулированием их объема на каждом этапе производства независимо от действующих факторов.
2. План обработки заказов, составленный для одного участка (единственной точки планирования), определяет (автоматически «вытягивает») планы работ других производственных подразделений предприятия.
3. Продвижение заказов (производственных заданий) происходит как от последующего в технологической цепочке участка к предыдущему на израсходованные в процессе производства материальные ресурсы («Супермаркет»), так и от предыдущего участка к последующему по правилам FIFO или по вычисляемым приоритетам.

ЛИТЕРАТУРА

1. Jonson J., Wood D., Murphy P. Contemporary Logistics. Prentice Hall, 2001.
2. Гаврилов Д.А. Управление производством на базе стандарта MRP II. — СПб.: Питер, 2003. — 352 с.
3. Вумек Д, Джонс Д. Бережливое производство. Как избавиться от потерь и добиться процветания вашей компании. — М.: Альпина Бизнес Букс, 2008, 474 с.
4. Hallett D. (перевод Казарина В.) Pull Scheduling Systems Overview . Pull Scheduling, New York, 2009. pp.1-25.
5. Голдратт Э. Цель. Цель-2. — М.: Баланс Бизнес Букс, 2005, с. 776.
6. Dettmer, H.W. Breaking the Constraints to World-Class Performance. Milwaukee, WI: ASQ Quality Press, 1998.
7. Goldratt, E.. Critical Chain. Great Barrington, MA: The North River Press, 1997.
8. Фролов Е.Б., Загидуллин Р.Р. . // Генеральный директор, №4, 2008, с. 84-91.
9. Фролов Е.Б., Загидуллин Р.Р. . // Генеральный директор, №5, 2008, с. 88-91.
10. Zagidullin R., Frolov E. Control of manufacturing production by means of MES systems. // Russian Engineering Research, 2008, Vol. 28, No. 2, pp. 166-168. Allerton Press, Inc., 2008.
11. Фролов Е.Б., Загидуллин Р.Р. Оперативно-календарное планирование и диспетчирование в MES-системах. // Станочный парк, №11, 2008, с. 22-27.
12. Фролов Е.Б., . // Генеральный директор, №8, 2008, с. 76-79.
13. Мазурин А. ФОБОС: Эффективное управление производством на уровне цеха. // САПР и графика, №3, март 2001, с. 73-78. — Компьютер Пресс.

Евгений Борисович Фролов , д.т.н., профессор, Московский государственный технологический университет "СТАНКИН", кафедра "Информационные технологии и вычислительные системы".