Метод барабан буфер веревка. "Барабан-Буфер-Канат" — методика планирования производства

Для любого производства сегодня особенно остро стоит задача выполнения заказов клиентов в минимально возможные сроки. При кажущейся простоте, выполнить эту задачу отнюдь нелегко. Сегодня существует множество подходов к управлению производством, но, зачастую, они слишком сложные, дорогостоящи, требуют длительного времени внедрения, и поэтому неэффективны. Есть ли альтернатива?

Мировые эксперты в области управления производством, разработавшие Теорию Ограничений (Theory of Constrains), утверждают, что, возможно, эти методики действительно работают на многих предприятиях по всему миру. Но, зачастую, их можно заменить куда более простыми и понятными решениями, построенными на базе инструментов Теории ограничений.

Ключевым вопросом в производстве является составление производственной программы и управление процессом для её реализации. Для этих целей Теория ограничений предлагает использовать инструмент «Буфер-Барабан-Веревка». Он базируется на следующей идее: объем выпуска продукции всего предприятия зависит от объема выпуска наименее производительного участка или станка. Излишки незавершенного производства НЗП или срыв сроков выполнения заказов чаще всего связано с тем, что остальные участки работают несогласованно с ограничивающим ресурсом.

Барабан

В связи с этим, необходимо синхронизировать работу всех участков, сосредоточив усилия на планировании работы ограничения-«барабане» (ограничение как барабан задает такт работы всего предприятия). Важным отличием такого подхода является то, что только для ограничения составляется подробный план и порядок работы, остальные участки работают по принципу «эстафетчика»: «получил задание - сделай его как можно быстрее».

Наличие свободных мощностей, обычно позволяет этим участкам сделать все вовремя. Заказы в плане работы ограничения расставляются в зависимости от срока выполнения. Это позволяет производить продукцию в срок необходимый клиенту.

Веревка

Чтобы избежать скопления НЗП в производственной цепочке, необходимо вовремя отпускать материалы со склада. В качестве такого времени предлагается использовать среднее время прохождения заказа от материалов до ограничения. Такой подход, с одной стороны, позволяет обеспечить ограничивающий ресурс заготовками в нужное время, а с другой, не создаст излишних запасов. Тем самым, мы как бы привязали канат: соотнесли темп работы ограничения и с темпом отпуска материалов в производство.

Буфер

В реальной жизни всегда есть место случайности, предсказать которые почти невозможно, но необходимо учитывать: сломался станок, рабочий не вышел на работу и т.д. Для борьбы с такими случайностями нужно управлять так называемым буфером.

Когда мы «привязали канат», то при расчете были использованы данные о среднем времени прохождения заказа. Если этот заказ поставить в приоритет, то срок его выполнения значительно уменьшится (практика показывает, что обычно это время составляет треть от среднего времени прохождения заказа). Поэтому если мы раздели все время на три зоны: зеленую, желтую, красную; и будем отслеживать, в какой зоне находится тот или иной заказ, то получим действенный инструмент управления.

Поясним на примере. Допустим время прохождения заказа от запуска материалов до ограничения составляет 9 дней. Разделим это время на три равные зоны по три дня. Сегодня утро 1.04.2011 - день отпуска сырья в производство, поэтому заказ находится в зеленой зоне. Пусть четвертого числа утром мы увидим, что заказ находится в желтой зоне. Это значит, что об этом заказе можно не беспокоиться. Если седьмого числа мы заметим, что заказ перешел в красную зону, то нужно беспокоиться о его выполнении. Прежде всего, необходимо определить, на какой операции находится заказ, и оценить вероятность завершения в срок. Если очевидно, что заказ не успевает, то необходимо ставить его в приоритет.

Для производственной системы достаточно создать и отслеживать три вида буферов:

Буфер ограничения, предназначенный для защиты ограничения от недогрузки;
. буфер отгрузки - защищает соблюдение сроки выполнения заказа;
. буфер сборки - защищает производственный поток, идущий от ресурса ограниченной мощности, от остановки вследствие недостатка комплектующих, которые поступают от других ресурсов.

Такая система позволяет своевременно получать информацию и управлять производством, фокусируя усилия там, где это необходимо.

До этого мы ни разу не говорили о том, как осуществить выполнение плана и повысить результативность предприятия. Остановимся коротко на этом вопросе. Если ограничивающий ресурс определяет выпуск всего предприятия, то все усилия необходимо сосредоточить на его максимальном использовании. Для этого могут пригодиться различные инструменты борьбы с потерями рабочего времени этого ресурса. Например, такие инструменты бережливого производства (Lean) как:

Система быстрой переналадки (SMED);
. система всеобщего ухода за оборудованием (TPM);
. система Poka Yoke - защита от ошибок персонала;
. визуализация;
. система 5S, и д.р.

В этом случаи эффективность этих инструментов повышается в разы и результатов не придется ждать годы.

Однако возникает закономерный вопрос. А почему бы сразу, если мы определили узкое место, не инвестировать средства и увеличить его мощность «расширив» или «расшив» его? Ответ прост. Обычно это требует значительных финансовых вложений и занимает длительное время и это могут позволить себе далеко не все предприятия. При этом инструменты, позволяющие максимально использовать ограничение, не требуют значительных финансовых вложений и эффект от их применения проявляется почти мгновенно. Очень часто применение таких инструментов, вообще снимают вопрос об инвестициях. Данный факт является еще одним аргументом в пользу максимального использования ограничения, вместо немедленных инвестиций.

Подведем итоги. Что предлагает Теория ограничений для производства?

Существенно упростить процесс планирования: подробный производственный план составляется только для ограничивающего ресурса.
. Сократить объем незавершенного производства в системе: все производство работает согласовано (вытягивание вместо выталкивания),
. Повысить количество заказов, выполняемых в срок: управление буферами.
. Сократить время выполнения заказов: контроль над временем выполнения заказов и анализ причин проникновения в красную зону буфера.
. Увеличить производственную мощность предприятия, благодаря максимальному использованию ограничивающего ресурса.

Лисин Н.Г., Одиноков С. И.

Всем известно, что в типовом решении 1С:ERP реализована революционная методика планирования производства. Но как она соотносится с классическими методиками MRP, APS, ТОС (ББВ)?

Правда ли, что 1С:ERP использует методы теории ограничений ТОС («Барабан-буфер-веревка» )?

Попробуем ответить на этот вопрос, не перегружая читателя тоннами выкладок, формул и прочих теоретических изысканий, как это принято в учебниках.

Рассматривать будем только межцеховое планирование (так называемый уровень «глобального диспетчера»); внутрицеховое планирование и управление партиями запуска-выпуска (маршрутными листами) в этой статье не затрагиваем.

Прежде чем приступить к обсуждению этого вопроса, вкратце напомним, в чем суть, преимущества и возможная область использования методов расчета сквозных межцеховых графиков производства MRP/CRP, APS, ББВ (ТОС, DBR).

MRP/CRP/RCCP (Material Requirements Planning, Capacity Requirements Planning, Rough-Cut Capacity Planning )

График межцеховых передач изделий рассчитывается от плановой даты выпуска изделия по заказу назад во времени (справа -> налево ). При этом программа исходит из структуры дерева продукции (дерево конечной продукции разворачивается назад во времени простым разузлованием) и суммарного времени выполнения всех операций над полуфабрикатами (компонентами) в цехах.

На каждый интервал времени (день, смена) программа записывает, какие производственные мощности нужны для выполнения каждого заказа (в этом состоит методика CRP). Потребность фиксируется «постфактум», вне зависимости от доступности в процессе планирования – другими словами, есть ли в смене (дне, неделе) доступное время работы оборудования с учетом ремонтов и занятости на других заказах.

Можно сделать так, что записываться будут потребности во времени работы только тех мощностей, которые признаны логистами потенциально узкими местами. Это позволит не перегружать систему информацией (методика RCCP ).

Также в системе CRP/RCCP содержится информация о доступном фонде времени работы производственных мощностей в каждом интервале, а именно:

время работы видов рабочих центров (ВРЦ , групп однотипного оборудования) с учетом остановки на ремонты,
и время работы трудовых ресурсов (работников) по цехам c учетом отпусков и больничных.

После того как все заказы распланированы по межцеховым перемещениям, логистсмотрит отчет – сопоставление требуемой планом потребности во времени работы мощностей (поинтервально) и доступного фонда времени работы мощностей.

Дефициты времени работы мощностей и трудовых ресурсов выявляются поинтервально:

Дефицит мощности на интервал = Суммарная потребность во времени работы мощности по всем заказам на интервал – Доступный фонд времени работы мощности на интервал

Положительное значение – дефицит
Отрицательное значение – профицит (избыток мощности).

Если есть дефицит хотя бы в одном интервале, то условно считается, что вся совокупность заказов неисполнима. В таком случае производят соответствующие манипуляции с датами выпуска заказов (смещение в будущее для разгрузки производства) и их дальнейшее перепланирование с тем, чтобы сбалансировать загрузку и устранить дефициты.

Таким образом, методика MRP/CRP/RCCP позволяет увидеть дефициты мощностей «постфактум» после процедуры планирования, но не предлагает выполнить распределение заказов по оси времени, чтобы эти дефициты устранить. Такая разводка заказов по датам делается логистами вручную на основании их опыта и приоритетов заказов. Далее все заказы перепланируются и снова проверяются на наличие дефицитов.

Таких итераций может быть несколько; они осуществляются до тех пор, пока график производства не станет хотя бы приблизительно сбалансирован по мощностям (т.е. не будут устранены все дефициты).

Задача расчета возможной даты выполнения нового заказа решается крайне приблизительно - график и потребные мощности нового заказа накладываются на уже рассчитанную поинтервально загрузку мощностей по имеющимся заказам. Затем логисты проверяют, какая новая загрузка мощностей получилась, и не вышла ли она за пределы доступного фонда мощностей:

если нет, дата заказа признается исполнимой,
если да , логист подбирает такую дату выпуска по новому заказу, чтобы суммарный график производства был исполним; если заказ важный, то другой заказ можно вручную отодвинуть во времени вперед, тем самым освободив место для нового заказа.

Такая схема не вызывает особых проблем, если, исходя из принятых заказов клиентов, производство по мощностям загружено не более, чем на 70% . Иначе говоря, «главное продать, а произвести всегда сможем». Неточность планирования сглаживается оставшимися 30% доступного времени работы мощностей.

Задачи оптимизации загрузки, минимизации НЗП и переналадок решают локальные цеховые диспетчера “на местах” согласно своему чутью и опыту – для этого у них есть пространство для маневра, так как график производства “дырявый” и он не загружает на 100% мощности в горизонте планирования.

Это нормальная ситуация на предприятиях, где ограничением объема продаж за любой период является рынок, а не производство, что влечет за собой постоянную недозагрузку производства.

Другое дело, если ограничением продаж за период является производство, либо мощности производства примерно соответствуют среднему объему заказов клиентов за период. Сразу надо сказать, что такая ситуация, возможно, говорит о несбалансированности предприятия с рынком, а также наличии серьезных проблем с точным планированием производства с максимально плотной его загрузкой, которая позволяет выполнять как можно большее количество заказов за период.

При сезонном характере спроса планирование может быть выстроено не оптимально: в сезон низкого спроса производство недогружено, а в сезон высокого спроса - аврал.

Поскольку в таких ситуациях выполняется планирование с максимально плотной загрузкой производства, такое планирование рискованно, так как всегда есть вероятность не выполнить заказ в срок из-за, например, поломки оборудования или брака. Сложно оптимизировать производство, укрупнять партии и минимизировать переналадки, возможна «нервозность», авральность производства. Интересы производственников (оптимизировать производство и работать ритмично) начинают противоречить интересам коммерсантов (продать как можно больше и быстро выполнять срочные заказы, в том числе на новые виды продукции).

Для полноты изложения отметим, что при более пристальном рассмотрении вопроса методология CRP распадается на два подраздела:

RCCP (Rough-Cut Capacity Planning ). Предварительное планирование производственных мощностей. Процедура быстрой проверки дефицитов нескольких ключевых мощностей (потенциально «узких» мест). Смысл выделения этой процедуры только в высокой ее скорости, так как проверяются не все мощности, а очень ограниченный их перечень.

FCRP (Finite Capacity Resource Planning ). Окончательное планирование производственных мощностей. Процедура проверки дефицитов всех производственных мощностей.

APS (Advanced Planning and Scheduling)

В ситуации, когда потенциальным ограничением продаж продукции является производство, решением (достаточно относительным) является метод APS.

Главное отличие APS от MRP/CRP заключается в следующем: при расчете графика межцеховых передач полуфабрикатов программа опускается до технологических операций и планирует операции на конкретные единицы оборудования, захватывая время их работы. Продвинутые APS-системы захватывают также время работы персонала и прочие ограничения производства (время работы оснастки и т.д.).

Самый первый и приоритетный заказ захватывает время работы мощностей из доступного фонда времени работы мощностей. Следующий заказ захватывает то, что осталось от первого и так далее, пока не будут распланированы все заказы.

При поступлении нового заказа его можно поставить в конец очереди -он захватит те мощности на временной оси, которые остались от всех имеющихся заказов. А можно его «втиснуть» в середину очереди - он опять же захватит те мощности на временной оси, которые остались от всех имеющихся заказов, стоящих в очереди перед ним, но не будет учитывать мощности заказов, стоящих в очереди после него. В этом случае, разумеется, требуется перепланирование всех заказов, стоящих в очереди позже.

Чтобы захватить время работы мощности, программа анализирует временную ось и ищет свободное время работы мощностей, оставшееся после плановых ремонтов и других, более приоритетных заказов. При этом программа старается соблюдать критерии оптимизации производства - она минимизирует время переналадок, размер НЗП, максимизирует партии передаваемых изделий, снижает себестоимость производства и т. д.

Можно сказать, что APS-система строит сквозное (по всем цехам) пооперационное расписание работы оборудования для выполнения заказа на уровне глобального диспетчера, снимая эту задачу с цеховых диспетчеров.

Планирование может производиться:

Справа-налево (операции назначаются на временную ось как можно позже, туда, где есть свободное время мощностей). Минусы: срыв графика операций подразделением неминуемо приводит к просрочке даты выполнения заказа. В результате возникает необходимость перепланирования и, как следствие, смещение дат выпуска по заказам, либо сверхурочная/авральная работа. Нервозность графика, перенасыщенность дедлайнами, высокая «напряженность» производственных партий.
Слева - направо (операции назначаются на временную ось как можно раньше, туда, где есть свободное время мощностей, но не раньше даты начала производства, отмеченной в заказе). Минусы: потребности в материалах наступают раньше, чем это реально нужно для выполнения заказа. В целом, это более оптимальный режим, особенно при недозагруженном производстве и неограниченном сроке хранения продукции. Лучше начать выполнять заказ заранее, чтобы гарантированно успеть к сроку.

Как показывает схема, при планировании «как можно раньше» для выполнения заказа остается запас времени, равный разнице между датой выпуска, желаемой клиентом, и датой выпуска, рассчитанной предприятием.

Если нужно посчитать минимальную дату исполнения заказа, то наиболее эффективно эта задача решается в режиме «слева-направо». Заказ вставляется в очередь заказов (очередь на захват мощностей) и захватывает мощности, которые остались от заказов, стоящих в очереди перед ним. Поскольку этапы производства распределяются по доступным временным интервалам слева направо, программа определяет:

расчетную дату запуска заказа в производство (дата начала выполнения самого первого этапа в структуре продукта) – дату, на которую есть свободная мощность для выполнения самой первой операции;
расчетную дату выпуска по заказу – дату, которая получилась в результате последовательного захвата мощностей операциями заказа слева-направо, начиная с первой операции.

Проще говоря, при поступлении нового заказа программа старается расположить его на временной оси как можно левее - там, где есть свободное место работы оборудования (с учетом уже распланированных более приоритетных заказов) для самой первой операции по заказу. Место найдется в любом случае - это и будет дата запуска заказа. Затем ищется временная точка (свободная мощность) для следующей операции и так далее. В конце концов, программа «выходит» на последнюю операцию и также планирует ее на доступное время оборудования – это будет дата выпуска по заказу.

Казалось бы, чего еще желать? Такая система представляется идеальной. График загружает производство на максимальную мощность, производство согласно графику работает ритмично (без авралов и простоев), реализация за период выводится на максимально возможный объем, клиенты довольны – в результате точного планирования заказы выполняются в срок, моментально определяются возможные сроки выполнения заказа.

Однако не все так просто. В теории – красиво. А на практике возможны проблемы:

В результате распределения операций заказов по времени работы оборудования может (к примеру) наблюдаться следующая картина: первый заказ с выпуском на 10-е число номенклатуры Х 10 шт. распределился на три дня с запуском 7-го, а второй заказ с выпуском на 20-е число той же номенклатуры и количества запускать надо уже завтра – он распылился на двадцать дней. Диспетчеру цеха такой график может показаться странным. Зачем запускать 2-го числа, если сдавать 20-го, а цикл производства длится три дня? Такой график может получиться из-за оптимизации переналадок, а также по другим не вполне понятным диспетчеру причинам.
- Налицо неравномерное сложно пересекающееся распределение операций заказов разных приоритетов во времени, не всегда очевидное диспетчерам, а значит, существует опасность ухода диспетчеров от этого графика. Многие, вероятно, потребуют у глобального диспетчера просто дать график сдачи изделий по заказам, «а какие операции когда запускать - с этим мы сами разберемся». Все-таки на уровне глобального диспетчера (межцеховой график) сложно учесть все внутрицеховые нюансы.
Срыв исполнения в срок любой плановой операции, брак, задержка в поставке материала, болезнь работника и тому подобное приводит к каскадной невыполнимости всех последующих операций, максимально плотно распланированных во времени (именно плотно, а иначе зачем APS?). В таких ситуациях необходимо немедленно перепланировать график, так как он стал неактуальным – весь график, по всем цехам и заказам.
- Перепланирование может выполняться с разной периодичностью, например, в конце каждой смены или суток. В результате, график может перестроиться до неузнаваемости. А перестройка графика - это не только изменение требований к ближайшим переналадкам и потребности в оснастке (что «бьет» по цехам и вспомогательному производству), но и изменение расчетных дат выпуска по заказам (что «бьет» по клиентам, с которыми приходится договариваться на более поздние сроки). Все это порождает нервозность и высокую напряженность как на самом производстве, так и в отделе продаж.
APS требует точности нормативных данных, в том числе учета множества параметров производства. Данных по этим параметрам у технологов может не оказаться – зачастую они не формализованы и находятся в головах у мастеров цехов (локальных диспетчеров). Ели нюансы не учтены, график будет неисполним. Оцифровка и структуризация таких нормативных данных (пооперационных маршрутных карт) со всеми параметрами, необходимыми для расчета производственных расписаний, а также поддержание актуальности этой информации для среднего машиностроительного, приборостроительного предприятия является задачей невероятной организационной сложности!
APS – система абсолютно детерминирующая, формализующая всю работу цеха «сверху» с максимальной детальностью (вплоть до операций) с уровня глобального диспетчера (ПДО). Локальные диспетчеры исполняют график операций, спущенный сверху. Именно график операций, а не график сдачи изделий. В этом графике операций не учитываются производственные параметры, которые неизвестны программе-планировщику, но которые напрямую влияют на расчет исполнимого графика . Примеры (разумеется, это лишь малая часть):
- Токарь Иванов сегодня не в настроении и ему не нужно доверять ответственную деталь, а токаря Козлова нельзя подпускать к старому станку – у него повышенная конусность и он запорет заготовку.
- На одном из наших проектов APS – система, как оказалось, не умеет соединять станки в производственную линию как один поточный РЦ (таково требование технологии), с удалением этих станков из фонда доступной мощности. Описать эту совокупность РЦ как один РЦ тоже нельзя – для других изделий они планируются отдельно…
- Проблема с сопряженными деталями: нельзя сверлить крышку пока не просверлен корпус, хотя крышка и корпус находятся в разных ветках дерева продукции и соединяются лишь на сборке.
- Сложности возникают с передачей по кооперации на сторону или в другие цеха при нехватке мощностей.
- Печь может работать не только в синхронном, но и в асинхронном режиме. Она выводится на заданную температуру, а дальше заготовки закладываются и вынимаются не синхронно (одной загрузочной партией), а в разное время, согласно длительности термообработки каждой заготовки.
- Такие ситуации опытный локальный диспетчер разруливает без проблем, тогда как программа на это не способна. Для этого требуется искусственный интеллект. Вот почему системы, которые дают диспетчеру ориентировочный график сдачи изделий и оставляют простор для творчества при планировании операций внутри цеха, более устойчивы и менее нервозны. APS-система во многом лишает диспетчера цеха возможности маневра и самостоятельности в учете нюансов.
APS-системы основаны на сложнейшей математике – в частности, генетических алгоритмах. Самые простые APS-системы используют эвристические жадные алгоритмы. В любом случае, воспроизвести (просчитать) результаты планирования вручную невозможно, как невозможно объяснить опытному логисту, почему программа распланировала именно так, хотя есть другой, более оптимальный план. Действительно, никаких гарантий, что программа найдет в тысяче вариантов планов самый оптимальный, нет.
И наконец, посчитаем, сколько плановых операций APS-система должна планировать на месяц вперед.
- Например, 1000 заказов на готовую продукцию в месяц, по каждому – 1000 операций по всем цехам. Получаем миллион операций, которые необходимо рассчитывать, оптимизировать и записывать в базу данных, скорее всего, ежедневно, а значит на процедуру планирования при трехсменном режиме работы отводится полчаса - час.

Итак, основными недостатками APS-систем являются:

Невозможность учесть все производственные параметры для точного расчета графика. Если для MRP неточный график – это нормально, то для APS – губительно, так как подразумевает неисполнимость графика и его постоянное перепланирование. А это нервозность и неритмичность производства.
Организационная сложность в создании, оцифровке нормативной системы (спецификаций, маршрутных карт). Приведение того, что есть на предприятии, к формату, который требует APS, непрерывная поддержка актуальности этих данных.
Высокая требовательность к быстродействию и объемам хранилищ данных.

Если эти недостатки не проявляются на конкретном производстве, то APS-система является абсолютной рекомендацией к использованию.

В последнее время много говорится о том, как сложно разработать универсальную APS-систему для всех отраслей. Наиболее успешно работают узкоспециализированные APS-системы, «заточенные» под конкретные отрасли и учитывающие все особенности конкретных производств.

MES (Manufacturing Execution System)

Для полноты картины отметим еще MES-системы. Провести четкую грань между APS и MES-системой не всегда просто. Этой теме посвящено множество исследований.

Например, APS-систему можно условно считать MES-системой, если все предприятие состоит из одного цеха, а перепланирование цеха возможно по итогам выполнения каждой операции с тем, чтобы получить точный измененный план операций после выполнения каждой операции.
.

Характерными особенностями MES-систем можно считать:

Планирование операций на уровне локального диспетчера только внутри цеха. В качестве исходных данных используется график сдачи изделий цехом.
Перепланирование графика в автоматическом режиме (например, каждые 15 минут) по итогам выполнения операций предыдущей версии графика. В любом случае, перепланирование выполняется с периодичностью, равной средней длительности операций. В результате, диспетчер (и рабочие на рабочих центрах) видят непрерывно актуализируемый график операций по рабочим центрам с учетом того, чем сейчас заняты РЦ.
Точный расчет расписаний работы оборудования в краткосрочном горизонте (несколько смен) с учетом всех производственных параметров. То есть получается реально исполнимый график, не требующий корректировки диспетчером из-за неучтенных нюансов. При большом количестве операций диспетчер просто не сможет просматривать и корректировать все плановые операции каждые 15 минут.
Прямая связь с оборудованием – передача сигналов с оборудования в MES-систему о текущих режимах работы оборудования, фактическом старте и завершении операций. Это важно, так как требования к оперативности и точности ввода фактических данных очень высоки.

MES-системы наиболее эффективны, когда являются узкоспециализированными (это позволяет учесть в системе специфические производственные параметры), встроены в конкретное производственное оборудование и поставляются с ним.

ТОС, ББВ/DBR (Теория ограничений систем, «Барабан-буфер-веревка», «Drum, buffer, rope»)

Данная методика является поистине революционной и не сразу была признана корифеями. Создана всемирно известным исследователем, родоначальником Теории ограничений, Элияху Голдраттом.

Данная гениальная методика бросает вызов традиционным методикам и призвана не только устранить недостатки APS и MRP, но и объединить их достоинства.

Методика «барабан-буфер-веревка», что это?

ББВ основана на следующих очевидных предпосылках:

Производство чаще всего не является полностью сбалансированным. Пропускную способность производства для каждого вида продукции ограничивает лишь один вид производственного ресурса (мощности). Например, некий уникальный дорогой станок. Исключение - поточные и непрерывные производства, в которых каждый РЦ потока полностью сбалансирован с другими РЦ. Но это не случай ТОС, и даже не случай, когда требуется детальное планирование производства.
Нет смысла детально планировать каждый производственный участок. Достаточно точно распланировать участок с узким производственным ресурсом - «барабаном ». Это будет основной такт производства. График работы барабана соблюдается неукоснительно. Он должен быть загружен непрерывно с минимумом переналадок. Это значит, что производство загружено максимально.
- Очевидно, что остановка барабана - эта остановка деятельности всего предприятия. Рассчитать дату выполнения заказа очень просто: для этого нужно назначить обработку заказа на один РЦ - барабан – захватив время его работы. Расписание обработки заказов на один рабочий центр можно составить в Excel.
Все остальные участки автоматически будут подлаживаться под основной такт барабана, так как их пропускная способность выше, чем требуется для обеспечения такта работы барабана. Поэтому график работы участков не нужен. Достаточно запускать исходные материалы в начальные участки за некоторое время до поступления на барабан и требовать с участков немедленно обрабатывать и отправлять изделия дальше соответствующим участкам-получателям, выполняющим следующие операции.
- Принцип запуска материалов в производство до выхода изделий на барабан - это «веревка ». Веревка «дергает» материалы со склада в соответствии с тактом барабана, причем только в том количестве, которое нужно для барабана. Ни в коем случае нельзя выдавать материалов больше, чем требуется барабану - в противном случае участки начнут увеличивать партии с целью оптимизировать производство, и их пропускная способность станет меньше, чем у барабана. Иными словами, барабан перестанет быть узким местом.
График должен быть таким, чтобы перед барабаном всегда находилась непустая очередь изделий. Это обеспечит непрерывность его загрузки. Чтобы очередь была непустой, исходные материалы надо запускать в производство гораздо раньше, чем того требует длительность обработки до барабана. Например, время такого опережения запуска материалов может быть в 3 раза больше длительности обработки до барабана. Такое время опережения называется временным «буфером ».
Нет смысла контролировать своевременность сдачи всех изделий цехами. Достаточно контролировать, какие изделия вышли из «зеленой зоны» - т. е. не поступили в очередь к барабану своевременно согласно производственному циклу. Такие изделия/заказы требуют контроля и вмешательства диспетчера.
- Используется принцип светофора. Если заказ в «зеленой зоне», не обращаем на него внимания. Если заказ в «желтой зоне» - т. е. прошло уже 1/3 буфера, но не более 2/3 буфера, а заказ так и не вышел к барабану - начинаем разбираться, почему возникла задержка. Если заказ в «красной зоне» - т. е. прошло более 2/3 буфера, а заказ так и не вышел к барабану - срочно вмешиваемся, иначе расписание работы барабана нарушится. Разумеется, за счет других заказов в очереди барабан, скорее всего, не остановится, что говорит о большой устойчивости системы.

Между барабаном и выпуском готовой продукции могут быть выпуски промежуточных полуфабрикатов - в этом случае при планировании необходимо учитывать «завершающий буфер». Другими словами, от обработки на барабане до выпуска готового изделия проходит некоторое фиксированное время, которое учитывается (добавляется) при планировании. Например, если продукцию по заказу надо выпустить 10-го числа, а завершающий буфер – 3 дня, то работа барабана для обработки заказа планируется на 7-е число.

К сожалению, ББВ тоже не является абсолютно универсальной методикой.

ББВ отлично работает, если в производстве есть ярко выраженный узкий рабочий центр для каждого вида продукции, который не мигрирует при изменении ассортимента выпускаемой продукции. Если узкое место сложно «поймать» или оно мигрирует, то с ББВ будут проблемы.

Итак, мы рассмотрели 3 основные методики планирования. Каждая из них имеет свои плюсы и минусы. У каждой есть свои ограничения. Возможно ли найти универсальную методику, своего рода «золотую середину», обладающую плюсами всех остальных методик, но лишенную их недостатков?

Решаема ли эта задача? Не сродни ли она попыткам средневековых алхимиков превратить свинец в золото или изобрести вечный двигатель?

Поиски “философского камня” в 1С:ERP…

Алгоритм планирования производства 1C:ERP

Мы не будем описывать все нюансы. Опишем лишь основные моменты, составляющие суть алгоритма межцехового планирования производства в 1С:ERP.

Для каждого производственного подразделения временная ось разбивается на равные интервалы. Например, сутки или недели – это самые востребованные варианты. Причем для каждого подразделения интервал настраивается индивидуально.

В заказе на производство задаются желаемые дата запуска и выпуска:

Раньше желаемой даты запуска (реквизит “дата начать не ранее” ) программе запрещено планировать выполнение графика по заказу.
Выпуск изделия должен быть запланирован не позже желаемой даты выпуска. По сути, это дата, желаемая клиентом.

В каждом подразделении описываются виды рабочих центров (ВРЦ), имеющиеся в подразделении, а также доступный суммарный плановый фонд времени работы ВРЦ с учетом ремонтов.

ВРЦ состоит из отдельных РЦ, но при планировании учитывается суммарный фонд времени ВРЦ.

В спецификации на этап производства указывается:

в каком подразделении выполняется этап,
рабочее время каких ВРЦ этого подразделения необходимо захватить при выполнении спецификации этапа.

В спецификации этапа следует указывать только потенциально узкие места (ВРЦ) подразделения. В этом случае график межцеховых передач по заказу будет строиться согласно захвату времени работы этих ВРЦ, без учета тех ВРЦ, которые не являются узкими местами.

Методика планирования слева – направо или справа – налево определяется в отдельно взятом заказе на производство. Исходя из этого параметра, уже можно отнести 1С: ERP к системам APS класса, т.к. алгоритм MRP подразумевает расчет графика производства только справа – налево

Программа выполняет последовательное планирование заказов по очереди заказов. Очередь заказов определяется приоритетом заказа, в рамках заказов с одним приоритетом очередь определяется в соответствии с датой ввода документа. Очередь заказов рассчитывается в рамках одного подразделения – диспетчера.

В соответствии с параметром «Размещение выпуска» система осуществляет поиск интервала планирования для размещения этапов производства левее даты потребности назад во времени или правее даты «Начать не ранее» вперед по времени, которая будет являться точкой отсчета.

После этого планирование осуществляется вправо или влево в соответствии с размещением выпуска до полного размещения заказа в производстве. При этом этапы захватывают время работы ВРЦ, указанных в его спецификации, и делает это захваченное время недоступным для всех последующих менее приоритетных заказов.

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,

где НЗП — объем незавершенного производства, Ритм — это количество изделий, выпускаемых в единицу времени.

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:

Номер сборочного чертежа изделия (заказа);
Обозначение детали по чертежу;
Номер заказа;
Трудоемкость 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.

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:

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.

ЛИТЕРАТУРА

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

Евгений Борисович Фролов

Согласно теории ограничений, предложенной Э.Голдраттом, в каждом производстве можно выделить сравнительно небольшой перечень рабочих центров, являющихся узкими местами, производительность которых ограничивает производительность всего производства в целом. Для достижения максимальной производительности производства эти узкие места должны быть по возможности расширены и использованы максимально эффективно.

Метод "Барабан-буфер-веревка" Теории ограничения систем ТОС Э. Голдрата в : Общее описание

Конкретные шаги по оптимизации производства с учетом его узких мест объединены в методику, известную как “Барабан-буфер-веревка” или DBR (Drum-Buffer-Rope). Основные шаги по использованию методики:

рабочие центры, являющиеся узкими местами. Методика называет эти узкие места барабанами ;
обеспечить наиболее эффективную загрузку барабанов. Для этого следует точно распланировать их работу, составить расписание работы этих барабанов, исключающее простои;
подчинить выполнение работы на прочих рабочих центрах работе барабана. Время производства на рабочих центрах, стоящих в процессе производства перед барабаном, методика называется буфером . Работа в буферах должна начинаться заранее, за указанное время до запланированного времени начала работы барабана. Длительность буфера должна быть выбрана с таким расчетом, чтобы работы в нем были обязательно выполнены до времени работы барабана. Таким образом, буфер должен страховать барабан от простоев.

Для поддержки методики “барабан-буфер-веревка” (далее ББВ) функционал управления производством предлагает следующий порядок работы:

все производство разбивается на этапы. Выделение этапов не является следствием методики ББВ, но оно может быть необходимо для других целей, например выделения частей производства, выполняющихся на разных территориях;
на каждом этапе выделяется ключевой рабочий центр данного этапа - его барабан. Для барабана указывается точная информация о его производительности. Для всех работ, выполняющихся перед ним и после него, задается обобщенное время выполнения, за которое они гарантированно будут выполнены, - буфер ;
планирование графика производства выполняется на базе информации из этапов производства. Таким образом, для планирования производства не требуется детальная информация о производительности всех рабочих центров: достаточно знать производительность ключевых рабочих центров и время работы в буферах; в процессе производства контролируется статус выполнения работы в буферах перед ключевыми рабочими центрами.

Советы по использованию методики “Барабан-буфер-веревка”

Один из наиболее эффективных подходов к поиску узких мест - посмотреть, перед какими рабочими центрами скапливаются заготовки, ожидающие обработки.
Контроль качества может быть целесообразно расположить перед “барабаном”. В этом случае узкое место будет обрабатывать только заведомо качественные заготовки и его неэффективная работа будет исключена.
Следует постоянно следить за производством и контролировать изменение состава его узких мест. Новые узкие места могут выявляться при оптимизации загрузки узких мест, выявленных ранее.
Должны быть приняты все возможные меры, чтобы “барабан” не простаивал и работал эффективно.
По возможности производительность “барабана” должна быть увеличена, т.к. это увеличивает производительность всей системы.

Литература по методологии ТОС Теории ограничения систем.

Индикаторы эффективности захватили корпоративный мир. Сотрудники компаний концентрируются на достижении целевых показателей, от выполнения которых зависит повышение зарплаты и карьерный рост. Мало кто из работников задумывается, как их индивидуальные успехи влияют на результат компании в целом.

Нам кажется, что локальные улучшения непременно ведут к улучшениям глобальным. Практика доказывает, что это не так. Мы всего лишь приняли это допущение за аксиому и организовали всю работу на его основе. Создатель теории ограничений Элияху Голдратт в книге «Цель. Процесс непрерывного улучшения» раскрывает опасность такого подхода: следуя старым неверным допущениям, мы загоняем свою компанию в ловушку.

Эта статья будет полезна тем, кто устал улучшать
все подряд. Мы расскажем, как повысить эффективность вашей компании с помощью воздействия на несколько ключевых факторов.

Цели и показатели

Основная цель бизнеса - делать деньги. Это очевидно. Но чем больше разрастается компания, тем сильнее главная цель отдаляется от каждого сотрудника. Не минует эта участь и управленческий персонал - менеджеры все больше погрязают в пучине статистических данных и ключевых показателей эффективности.

Интернет-маркетолог борется за повышение конверсии сайта и снижение стоимости клика.

Начальник заводского цеха концентрируется на росте производительности и сокращении времени простоя оборудования.

Менеджер по продажам ставит во главу угла выручку и объем продаж.

На первый взгляд все логично. Но Голдратт предупреждает: гонка за максимизацией локальных показателей не ведет к повышению эффективности всей системы. Более того, местная оптимизация может стать причиной глубокого кризиса в компании.

Чтобы избежать простоя оборудования при отсутствии реальных заказов, станки загружают работой впрок. Это хорошо отражается на показателях производительности, но губит бизнес: все больше денег «замораживается» в виде незавершенного производства или излишков продукции, которые плохо продаются и требуют затрат на хранение.

Чувство цели

Красивые цифры хорошо смотрятся на бумаге, но тащат вашу компанию в пропасть.

Чтобы справиться с кризисом, Голдратт призывает сфокусироваться на самой главной цели. После того как цель определена, нужно ввести простую систему индикаторов, которые максимально точно показывают, приближаемся ли мы к поставленной цели или отдаляемся от нее.

Голдратт предлагает использовать три базовых показателя: скорость генерации дохода, связанный капитал и операционные расходы.

Скорость генерации дохода - скорость, с которой компания зарабатывает деньги посредством продаж.

Связанный капитал - деньги, вложенные компанией в материалы и оборудование, которые могут быть проданы.

Операционные расходы - деньги, которые компания тратит на превращение связанного капитала в генерацию дохода.

Главное достоинство такой системы показателей в том, что она дает предельно точный и ясный взгляд на реальную ситуацию.

Если связанный капитал увеличивается, например в случае роста незавершенного производства, значит, эффективность компании снижается.

Если операционные расходы падают, эффективность растет.

Если мы наблюдаем высокие показатели производительности труда и оборудования, но продукцию покупают плохо, радоваться нечему.

Ограничение системы

Производственный процесс построен на основе жесткой последовательности операций: изготовление деталей, обработка, сборка, контроль качества. Точно так же можно декомпозировать любой бизнес-процесс вашей компании, будь то продажи, маркетинг или бухгалтерия.

Это важно сделать по одной причине - сила цепи равна силе самого слабого из ее звеньев. Как только вы разложите рабочий процесс на последовательные элементы, можно будет найти звено, ограничивающее производительность всей компании.

Бухгалтер не успевает вовремя выставлять счета на оплату, как результат - приход денег от покупателей задерживается.

Дизайнер не успевает верстать буклеты по заявкам отдела маркетинга.

Менеджер интернет-магазина не успевает обзванивать всех клиентов в день поступления заявки.

В производстве ввели специальный термин для этого элемента - «узкое место» . Но фактически узкое место может появиться в любой бизнес-функции.

Голдратт называет узкие места компании ограничениями системы .

Ограничения могут быть связаны с политикой компании, ее правилами и процедурами, с недостатком ресурсов и материалов, с нехваткой заказов или слишком медленным реагированием на потребности клиента.

Как только главное ограничение вашей компании найдено, нужно сделать две вещи.

Во-первых, следует по возможности расширить мощность узкого места.

Если персонал отдела не справляется с работой, стоит организовать хронометраж рабочего времени. По его результатам нужно определить, как использовать рабочее время эффективнее. Например, можно заменить часть ручного труда автоматизированными процессами. Если это невозможно, придется расширить штат.

Когда вы повысили мощность ограничения до предела или убедились, что это невозможно, нужно переходить ко второму шагу. На этом этапе вы адаптируете весь рабочий процесс с учетом мощности узкого места.

Нет смысла на 100% загружать каждого сотрудника и каждую единицу оборудования, если в итоге продукты их работы застопорятся перед узким местом и не смогут попасть к конечному потребителю вовремя.

По теории ограничений ресурсы, которые узким местом не являются, должны простаивать определенную часть времени. Эти ресурсы обладают избыточной мощностью в отличие от узкого места, мощности которого недостаточны.

Барабан - буфер - веревка

Чтобы в корне изменить процесс управления бизнесом, необходимо отказаться от предпосылок, которые раньше считались незыблемыми: принцип 100%-ной занятости сотрудников или оборудования, условия поставки материалов, расписание обедов. Вместо этого Голдратт предлагает построить весь технологический процесс вокруг узкого места компании по методу «барабан - буфер - веревка».

Барабан - это ограничение, которое задает ритм всему рабочему процессу. Вместо того чтобы максимизировать производительность на каждом этапе, мы работаем под ритм «барабана», то есть адаптируем рабочий процесс под ограничение.

Контекстная реклама генерирует 100 лидов в сутки, а менеджеры по продажам могут качественно обработать только 50 заявок. Операционные расходы растут, при этом общий уровень обслуживания снижается. Решение - настраиваем контекстную рекламу так, чтобы получить предсказуемое количество лидов, которое наши менеджеры в состоянии качественно и своевременно обработать.

Буфер - резерв перед узким местом. Поскольку главное ограничение определяет эффективность всей системы, очень важно использовать его по максимуму и не допускать простоев. Буфер обеспечивает узкое звено работой, даже если какой-то из предыдущих элементов цепочки на время выходит из строя.

Если основной поток заявок идет с сайта, нужен запасной план на случай технических неполадок. Например, менеджеры могут обзвонить старых клиентов, которые давно ничего не покупали. Чтобы избежать простоя, необходимо иметь готовую базу.

Веревка - механизм, связывающий буфер и барабан. Мы подаем новые материалы в производство только тогда, когда буфер перед узким звеном спустился ниже определенного минимума. Если этим условием пренебречь, мы снова вернемся к перегрузке рабочего процесса.

Непрерывность процесса

Невозможно оптимизировать рабочий процесс раз и навсегда. На смену решенным проблемам приходят новые трудности. Голдратт подчеркивает - процесс улучшений должен быть непрерывным. Модель непрерывного внедрения улучшений состоит из пяти шагов:

1. Найдите ограничение системы. Выясните, что ограничивает эффективность всей компании. Узкое место - это то, что мешает вашему бизнесу делать больше денег.

2. Решите, как эффективно использовать ограничение. Определитесь, как использовать узкое звено по максимуму. Именно на этом участке не должно быть простоев и потери времени

3. Согласуйте остальные действия с этим решением. Адаптируйте весь рабочий процесс с учетом мощности вашего узкого звена. Убедитесь, что все остальные бизнес-функции позволяют узкому звену работать бесперебойно

4. Повысьте пропускную способность ограничения Купите дополнительное оборудование, наймите персонал, внедрите автоматизацию или измените рабочие процедуры.

5. Перейдите к первому шагу. Устранив проблему в одном узком месте, мы возвращаемся в начало алгоритма и снова находим ограничения, с помощью которых можно повысить эффективность всей системы.

Текст: Жанна Омельяненко

Иллюстрации: Константин Амелин

Иллюстрация: Shutterstock

Голос проекта «Большие планы»-Димитрий Чумак , диктор, тренер по публичным выступлениям, ораторскому мастерству и развитию голоса.Подробности с удовольствием расскажет лично. Пишите [email protected]

Послесловие:

Сергей Козлов, Генеральный директор Мегаплана

С теорией ограничений я познакомился, как, в общем-то, и должно было быть, еще когда работал на заводе. Мой тогдашний руководитель очень увлекался этой книгой. И под новый, 2008 год, когда мы отмечали с виски у него в кабинете успешную защиту бюджета, он подарил мне книгу Голдратта «Цель». Вот это был действительно хороший подарок на Новый год. По крайней мере, в моем сознании многие представления перевернулись. Несмотря на то что я теперь работаю в ИТ-компаниях, книга по-прежнему у меня на полке занимает важное место. Есть в ней, конечно, и отголоски 1980-х годов с их индустриализацией, но и сегодня для проектной работы и создания программных продуктов подходят. Просто основные производственные силы другие в ИТ, другие «горлышки бутылок» и взаимодействие цехов. От дизайнеров - к фронтэндщикам, от тестирования - в релиз.

Друзья, а что вы думаете с тщетности улучшения всего подряд?