Логистика производственных процессов на предприятии

Таким образом, полученный продукт «проталкивается» дальше и становится запасом незавершенного производства на входе следующей операции. То есть такой способ организации движения материальных потоков как бы игнорирует информацию о том, продолжится ли обработка данного продукта на следующей стадии, и в каком состоянии в настоящее время находится используемое для этой обработки рабочее место: занято ли оно выполнением другой задачи или ожидает поступления продукта для обработки. В результате нередко появляются задержки в работе технологического оборудования и рост запасов незавершенного производства.

     «Выталкивающая» система с централизованным планированием предполагает, что каждый производственный участок получает конкретные задания на плановый период 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 [3, с. 180].

При наличии остатков на складе возникает избыток запасов в системе, при задержке с пополнением запасов возникает дефицит, способный остановить производственный процесс. При возникновении изменений, например, спроса или поставок, планы должны оперативно пересматриваться, что резко увеличивает трудоемкость плановой работы. В отечественной практике этот вид планирования был до недавнего времени единственным; в условиях рыночной экономики он используется в основном на заготовительных предприятиях и предприятиях с массовым типом производства, производящих стандартизованную продукцию широкого назначения.

      На практике реализованы следующие варианты выталкивающих систем MRP-1 (Material Requirement Planning); MRP-2; DRP (планирования распределения продукции/ресурсов). Данные системы характеризуются высоким уровнем автоматизации управления позволяющим реализовать следующие основные функции: обеспечение текущего регулирования и контроля производственных запасов; согласование в реальном масштабе времени и оперативное корректирование планов и действий различных служб предприятия (снабженческих, производственных, сбытовых) [3, с. 185].

«Вытягивающая» логистическая система - это такая организация движения материальных потоков, при которой материальные ресурсы подаются («вытягиваются») на следующую технологическую операцию с предыдущей по мере необходимости, и поэтому жесткий график движения материальных потоков отсутствует. Размещение заказов на пополнение запасов или изготовления материальных ресурсов (операционных заделов) или готовой продукции происходит, когда их количество достигает определенного критического уровня. Данная система основана на «вытягивании» продукта последующей операцией с предыдущей операции в тот момент времени, 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.

Вытягивающая система - это система, используемая для управления производством, в которой объем создаваемых операционных заделов (запасов) определенным образом ограничен.

Любая логистическая методика, которая ограничивает уровень операционных заделов, будет создавать «вытягивание» [5, с. 121].

     Принято выделять 5 базовых типов «вытягивающих» логистических систем:

1. Восполнение «Супермаркета» (Supermarket Replenishment).

Метод восполнения «Супермаркета» действует следующим образом (рис.1.2). 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 становится 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. 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».

В данном случае формальное производственное расписание работ имеется только у процесса-потребителя. План работ для процесса-поставщика формируется автоматически в реальном масштабе времени самой «вытягивающей» логистической системой. Это очень важный аспект «вытягивающей» системы управления производством: «не важно, сколько процессов управляется вытягивающей системой, главное, что в ней будет только одна точка планирования» [5, с. 135].

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 планируются 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 затребованное 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 любой из этих величин 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».

При этом каждый из «Супермаркетов» независим от остальных.

 

 

 

      Рисунок 1.1 - Структура метода восполнения «Супермаркета»

Примечание - Источник: собственная разработка на основе данных источника [5, с. 140].

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;

2. Лимитированные очереди FIFO (Capped FIFO Lanes).

Когда нет необходимости предоставлять участку-потребителю возможность выбора, лучше использовать не «Супермаркет», а очередь FIFO.

 

 

Рисунок 1.2- Структура метода лимитированных очередей FIFO

Примечание - Источник: собственная разработка на основе данных источника [5, с. 142].

 

На рис. 1.2 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 [5, с. 140].

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

 

Рисунок 1.3 - Последовательность исполняемых заказов в методе лимитированных очередей FIFO

Примечание - Источник: собственная разработка на основе данных источника [5, с. 145].

 

Диаметр трубы чуть больше, чем диаметр мячиков. Мячики могут свободно перемещаться по трубе, но никоим образом нельзя поменять их местами внутри трубы. По сути, здесь нет «полосы для обгона». К тому же, длина трубы ограничена и одновременно в нее помещается только 3 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 [19, с. 77].

Тоже самое справедливо и для участка 4. Заметим, что если Участок 2 закончит изготовление продукта, а очередь FIFO 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 времени является самым медленным.

 

 

 

Рисунок 1.4 - Пример распределения операционных запасов в методе лимитированных очередей FIFO

Примечание - Источник: собственная разработка на основе данных источника [5, с. 147].

 

На рис. 1.4 показано текущее состояние запасов на каждом участке (предполагается, что каждый участок выполняет только одно текущее задание). В данный момент участок 3 функционирует медленнее остальных. Это так называемое текущее ограничение (Current Constraint), которое именуется ресурсом, ограничивающим производительность все 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.

Так как 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 времени. 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.

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

3. Метод «Барабан-Буфер-Веревка» (Drum Buffer Rope) (рис. 1.5).

 

 

 

Рисунок 1.5 - Структура метода «Барабан-Буфер-Веревка» (DBR)

Примечание - Источник: собственная разработка на основе данных источника [5, с. 149].

 

Метод «Барабан-Буфер-Веревка» – один из оригинальных вариантов «выталкивающей» логистической системы, который очень похож на систему лимитированных очередей FIFO, за исключением того, что в нем не ограничиваются запасы в отдельных очередях FIFO. Вместо этого устанавливается общий лимит на запасы, находящиеся между единственной точкой составления производственного расписания и ресурсом, ограничивающим производительность всей системы. Каждый раз, когда РОП завершает выполнение одной единицы работы, точка планирования может запускать в производство еще одну единицу работы. Это в данной логистической схеме называется «веревкой». «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).

Вследствие того, что РОП диктует ритм работы всей производственной системы, то график его работы именуется «Барабаном». В методе «Барабан-Буфер-Веревка» особое внимание уделяется именно ресурсу, ограничивающему производительность, так как именно он определяет максимально возможный выход всей производственной системы в целом, поскольку 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». «Буфер» и «верёвка» создают условия, предотвращающие недогрузку или перегрузку РОП.