Логистика производственных процессов на предприятии

Временной буфер – это 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, так как производительность соответствующих процессов заведомо выше.

Следует отметить, что только критические пункты в цепи производства защищаются буферами. 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.

Недостатком метода «Барабан-Буфер-Веревка» 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.

4. Лимит незавершенного производства (WIP Cap) (рис. 1.6).

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.

     Рисунок 1.6 - Структура метода лимита незавершенного производства (НЗП)

Примечание - Источник: собственная разработка на основе данных источника [5, с.151].

Данный 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.

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

• 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 с 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.

5. Метод вычисляемых приоритетов (Priority Sequenced Lanes) (рис. 1.7).

Метод вычисляемых приоритетов является своеобразным обобщением двух рассмотренных выше 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. На каждом последующем производственном участке функционирует своя собственная исполнительная производственная система, 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.

Рисунок 1.7 - Структура метода вычисляемых приоритетов

Примечание - Источник: собственная разработка на основе данных источника [5, с. 154].

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 каждом 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.

Очередь производственных заданий, передаваемых от участка 2 к участку 3 ограничена (лимитирована). Но в отличие от случая, изображенного на (рисунке 7.), сами задания могут меняться местами в этой очереди, то есть изменять последовательность своего поступления в зависимости от их текущего (вычисляемого) приоритета. Фактически это означает, что 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, то есть 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», 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.

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

Диспетчер участка может, учитывая текущее состояние производства, самостоятельно изменять приоритеты отдельных технологических операций и, используя MES-систему корректировать внутреннее производственное расписание.

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:

• номер сборочного чертежа изделия (заказа);
• обозначение детали по чертежу;
• номер заказа;
• обработки детали на оборудовании участка;
• длительность прохождения деталей данного заказа через станочную систему участка (разница между временем начала обработки первой детали и окончанием обработки последней детали данного заказа);
• суммарная трудоемкость операций, выполняемых над деталями, входящими в данный заказ;
• время переналадки оборудования;
• признак обеспеченности обрабатываемых деталей технологической оснасткой;
• процент готовности детали (число завершенных технологических операций);
• число деталей из данного заказа, которые уже прошли обработку на данном участке;
• общее число деталей, входящих в заказ.

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, данная логистическая схема использует децентрализованные вычислительные ресурсы для поддержания эффективности процессов в условиях изменяющихся приоритетов исполняемых заданий.

Отличительной особенностью данного 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:

1) 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;

2) не требуется фиксировать (локализовать) положение РОП и  лимитировать НЗП;

3) имеется возможность  оперативно контролировать серьезные  сбои (например, поломка оборудования) на каждом участке и пересчитывать  оптимальную последовательность  обработки деталей, входящих в  различные заказы;

4) наличие на отдельных  участках локальных производственных  расписаний позволяет проводить  оперативный функционально-стоимостной  анализ производства.

Таким образом, можно отметить, что рассмотренные типы «вытягивающих» логистических систем обладают общими для них характерными признаками:

• сохранение во всей системе в целом ограниченного объема устойчивых запасов (оборотных заделов) с регулированием их объема на каждом этапе производства независимо от действующих факторов;
• план обработки заказов, составленный для одного участка (единственной точки планирования), определяет (автоматически «вытягивает») планы работ других производственных подразделений предприятия;
• 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.

          На практике в настоящее время наиболее распространены  следующие варианты вытягивающих систем:  just in time — JIT (точно в срок) и внутрипроизводственная система KANBAN (Япония).

Система КАNВАN не требует тотальной компьютеризации производства, однако она предполагает высокую дисциплину поставок, а также высокую ответственность персонала. Она позволяет существенно снизить производственные запасы. Тянущие микрологистические системы типа KANBAN, устраняя излишние запасы, могут эффективно работать лишь при относительно коротких производственных циклах, точном прогнозировании спроса и некоторых других производственно-технологических условиях.

        Примером синтеза в производстве продукции ключевых элементов MRP и KANBAN на основе современных информационно-компьютерных технологий служит система ОРТ (Optimized Production Tehnology) — оптимизированная производственная технология, которая относится к классу «тянущих» микрологистических систем, интегрирующих процессы снабжения и производства.  Основной принцип работы этой системы заключается в выявлении в производственном процессе так называемых «узких» мест (критических ресурсов). Эффект системы ОРТ с логистических позиций заключается в снижении производственных и транспортных издержек, уменьшении запасов незавершенного производства, сокращении времени производственного цикла, снижении потребности в складских и производственных площадях, повышении ритмичности отгрузки готовой продукции потребителям [1, с. 101].