Современные требования к менеджеру 6 страница

24.3. Интегрированные системы оперативного управления производством

Реализация функций предприятия по выпуску промышленной продукции требует осуществления подготовки производства, основных производственных процессов, технического обслуживания производства и его материального обеспечения. Наибольшая эффективность достигается в том случае, если все эти сферы производственно-хозяйственной деятельности связаны между собой, а процессы подготовки и обеспечения производства, собственно производства и его обслуживания протекают непрерывно-параллельно или параллельно-последовательно во времени; обеспечение необходимой взаимосвязи и непрерывности достигается на основе интегрированной системы оперативного управления производством.

На протяжении многих лет наиболее часто применялись четыре системы интегрированного управления производством.

Это система MRP-2 (Manufacturing Resource Planning) - система планирования производственных ресурсов. До 70-х годов XX в. в США использовалась система планирования потребностей в материальных ресурсах MRP-1 (Material Requirements Planning), которая в рамках концепции единой системы управления производством на базе ЭВМ трансформировалась в MRP-2.

Вторая система MAP (Material Availability Planning) возникла также в США в качестве альтернативы системе MRP и представляет собой систему планирования реального обеспечения материальными ресурсами.

Третья и четвертая системы возникли в Японии и получили названия «канбан» и «точно в срок» (just-in-time). В западноевропейских странах есть приверженцы каждой из названных систем оперативного планирования. Однако до настоящего времени большее предпочтение в этих странах отдается системе MRP.

Системы MRP и MAP. Основные преимущества, которые дает внедрение системы MRP: снижение издержек производства за счет уменьшения складских запасов, сокращение сроков изготовления продукции и их соблюдение.

Размеры снижения запасов на складах составляют в среднем 20% и более. Непременным условием функционирования системы MRP является точность исходных данных (в отношении номенклатуры точность должна быть не менее 98%, по запасам и незавершенному производству - не ниже 95%). Поэтому на многих предприятиях ее внедрению предшествует реорганизация информационных систем. В целом налаживание работы предприятия по этой системе занимает от двух до четырех лет (во всяком случае, не менее года). При этом очень важна переподготовка персонала.

На рынке США предлагаются сотни пакетов программ для целей внедрения MRP. Наибольшим спросом из них пользуются пакет Mapix компании IBM.

Основу системы MRP составляет прогнозируемый спрос, который служит главным критерием, определяющим количество производимых изделий. Наиболее важный фактор успеха этой системы - точное исследование рынка.

В сравнении с «канбан» система MRP допускает большие размеры запасов. Так, на американских предприятиях запасы комплектующих изделий планируются в среднем из расчета обеспечения производства в течение трех месяцев.

Когда прогнозы рынка сделаны, в системе MRP используются процедуры, основанные на применении компьютеров: определение последовательности операций технологического процесса, определение размеров партий продукции; управление процессом производства непосредственно в цехах.

Как показывает практика, использование системы MRP не всегда обеспечивает эффективность, а подчас дезорганизует планирование производственной и снабженческо-сбытовой деятельности. Объясняется это несовершенством самой логики, заложенной в MRP. Так, адаптационные возможности системы незначительны. Система не обеспечивает координированного учета множества требований, поступающих извне, а потому не позволяет действительно объективно определить оптимальные размеры партий готовой продукции. В результате пропадает возможность достоверно оценивать степень эффективности принимаемых решений и реальные размеры экономии от принятого варианта поставок и использования материальных ресурсов.

Все эти недостатки во многом преодолеваются в случае использования альтернативной системы планирования реального обеспечения материальными ресурсами MAP. В соответствии с этой системой оперативное управление осуществляется не на основе перспективного производственного плана, а на базе дискретного потока данных относительно фактически поступающих заказов на поставку продукции. В этих условиях процесс определения размеров партий и продуктовой структуры выпуска продукции приобретает динамичный характер и протекает под воздействием оценки главного фактора: величины затрат на материальные ресурсы, поступающие из внешних источников. При этом учитываются сроки поставок материальных ресурсов, а также «перекрестное» воздействие множества факторов и требований, которые в системе MAP задаются по мере их определения.

Таким образом, в рамках системы MAP входными являются данные о фактическом поступлении заказов на продукцию, а параметрами, регулирующими размеры партий готовой продукции, - данные о фактическом кумулятивном уровне затрат на материальные ресурсы, складывающемся в текущем периоде. Размеры партий определяются в разрезе различных видов одновременно производимой продукции с таким расчетом, чтобы не допускалось превышения предельного уровня вложений в материальные ресурсы.

Система «канбан». Система «канбан» представляет собой систему оперативного регулирования производственных запасов и материальных потоков между отдельными производственными подразделениями, построенную по принципу вытягивания предметов труда с предшествующих участков. Главным правилом системы «канбан» является межоперационная поставка исключительно доброкачественных бездефектных деталей и полуфабрикатов.

Идея системы «канбан» заключается в том, чтобы производить и поставлять продукцию именно тогда, когда она должна быть поставлена потребителю, изготавливать детали не впрок, а непосредственно для подачи на сборку и поставлять исходное сырье именно в тот момент, когда оно необходимо для изготовления из него деталей.

Эта система может эффективно использоваться лишь при условии относительной стабильности принятой производственной программы для предприятия в целом (предполагающей одновременно гибкое изменение объемов выпуска отдельных изделий при незначительных отклонениях показателей загрузки оборудования от установленного уровня).

«Канбан» - это информационная система, использующая карточки, с помощью которых каждый последующий этап, стадия производства, операция информирует предыдущий этап, операцию о своей доле работы, т. е. о своей загрузке. Эта система находит более широкое применение, так как она много проще, быстрее и точнее передает фактические данные, чем любая компьютерная система того же назначения. При этом снижается стоимость обработки информации.

Система «точно в срок». Система «точно в срок» - это высоко интегрированная система комплексного решения производственных проблем от идеи продукта до его поставки потребителю; система, представляющая процесс производства как единый, ведущий к непрерывному производственному потоку по всей цепочке.

Цель системы «точно в срок» состоит в сокращении накладных расходов производства. Программа реализации этой цели предполагает минимизацию потерь и затрат ресурсов: «нуль брака», «нуль переналадки», «нуль партионности», «нуль завалов и заторов», «нуль простоев», нуль подготовительно-заключительного времени», «нуль перемещений», «нуль поломок» и т. д.

Гибкое производство является основой системы «точно в срок». Стремление полностью обработать каждую деталь в одну операцию, использование паллетизации, роботизации, магазинов, кассет и робо-каров, интеграция управления, постоянное автоматическое отслеживание местонахождения каждой детали и состояния ее готовности создают возможность значительного сокращения незавершенного производства, заделов и запасов.

Философия системы «точно в срок» - это философия постоянного совершенствования производства, борьбы с потерями и недостатками. Это связано с решением первоочередных задач рационального управления запасами и доведения их до оптимального уровня; повышения эффективности процессов транспортирования и перемещения материалов; обеспечения одновременного изготовления всех деталей, необходимых на сборке в комплекте; повышения качества обрабатываемых деталей; постоянного повышения квалификации кадров. Опыт 20 заводов США показал, что внедрение системы «точно в срок» требует хорошо подготовленных управленцев среднего звена, особенно организаторов производства.

Внедрение системы «точно в срок» дает интегральный эффект по многим показателям. Как показывает практика, характерными результатами внедрения этой системы являются сокращение запасов и времени производства на 90%, затрат труда - на 10-30%, времени подготовки производства - на 75%, производственных площадей - на 50%, косвенных расходов - на 50-60%, парка подъемно-транспортного оборудования - на 90%, повышение качества продукции на 75-90%.

Примером тому может служить фирма Nothen Telecom. Так, при внедрении в конце 80-х годов системы «точно в срок» на производственной линии по выпуску электронно-лучевых трубок монитора были достигнуты четыре преимущества: сокращение затрат рабочего времени на 40%; снижение числа дефектов с 24% до нуля; уменьшение производственной площади на 70%; более активное участие рабочих в принятии решений.

На предприятии фирмы Hewlett-Packard (США) внедрение в середине 80-х годов системы «точно в срок» дало резкое увеличение производительности труда. Период времени между прибытием комплектующих деталей и отправкой готовой продукции сократился с шести недель до одного часа. Производственная площадь уменьшилась вдвое, а общее время реализации заказа сократилось на 85%. Трудоемкость выполнения заказа сократилось на 30%.

Система MRP-1. Система планирования материальных ресурсов (MRP-1) представляет особый интерес, так как отражает, как правило, существующий общий уровень организации и управления производством на отечественных промышленных фирмах. В этой системе осуществляется календарное разузлование каждого изделия, формируются комплекты заготовок и деталей по участкам производства, которые включаются в планы производственных участков в соответствии с договорными сроками выполнения заказов. Если пропускная способность участка ниже объема производственных заданий, то ее увеличивают либо за счет найма новых рабочих, либо за счет увеличения сменности работы, либо за счет использования сверхурочных работ и т. д.

На блок-схеме (рис. 24.2) показаны взаимосвязи между функциями планирования и управления производством, а также их связь с другими видами деятельности фирмы.

Рис. 24.2. Блок-схема полного цикла функций интегрированной системы управления производством MRP-1

Как видно из этой схемы, основой MRP-1 является планирование материальной потребности производства. Согласно этой схеме согласование плана производства с имеющимися производственными мощностями подразделений проводится лишь при проведении объемно-календарных расчетов, которые выполняются по принципу равной плотности работ относительно длительности стадий производства в цикле выполнения заказа. Это свидетельствует об использовании статического восприятия очень динамичного производственного процесса и приводит к существенным ошибкам и недостаткам в планировании и управлении процессами производства и реализации продукции.

Сегодня на машиностроительных предприятиях, как правило, используются статические методы планирования и управления производством, но они порождают ряд трудноразрешимых проблем. Назовем и охарактеризуем их.

1. Дефицит производственных мощностей. Производство может отставать от графика из-за нехватки рабочей силы и оборудования. Это приводит к дополнительным сверхурочным работам, нарушениям сроков поставок готовой продукции, жалобам потребителей, необходимости ведения учета неудовлетворенных заявок и другим аналогичным трудностям.

2. Субоптимальность календарных планов производства. Из-за отсутствия четких приоритетов заказов, неэффективности действующих правил формирования графиков и вследствие постоянных изменений текущего состояния работ в цехах многие работы назначаются к выполнению неправильно. Как следствие происходит прерывание производственных циклов для выполнения таких работ, у которых неожиданно увеличились приоритеты, возрастает число переналадок оборудования, а работы, шедшие по графику, вдруг начинают отставать.

3. Большие длительности производственных циклов. Пытаясь скомпенсировать трудности, связанные с первой и второй проблемами, планирующий персонал практикует выделение дополнительного времени на выполнение отстающих заказов. В результате производство в цехе перегружается, сбиваются приоритеты заказов, что в итоге приводит к чрезмерному увеличению продолжительности производственных циклов.

4. Неэффективное управление запасами. В то время, когда суммарные запасы сырья, полуфабрикатов и готовой продукции чрезмерно велики, по некоторым необходимым в производстве позициям имеет место дефицит. Высокий уровень суммарных запасов означает большие издержки по их содержанию, а нехватка сырья приводит к отставанию от графиков производства.

5. Низкий КПД оборудования. Эта проблема отчасти является следствием плохого календарного планирования (излишне частые переходы с выпуска одного вида продукции на другой, прерывание работ), а также других факторов, которые не могут контролироваться в полной мере (например, движение узких и широких мест в производстве, поломки оборудования, снижение спроса на выпускаемую продукцию).

6. Отклонения от технологии производства. Например, замена постоянных технологических маршрутов на специально подбираемые последовательности операций в обход узких мест. В результате растет объем наладочных работ, на станки устанавливается неподходящая оснастка, уменьшается эффективность процесса обработки.

С этими проблемами сталкиваются не только в России, но, например, и в США. Они свидетельствуют о недостаточной надежности плановых расчетов. Все эти проблемы в значительной мере порождены ошибочным представлением о ходе производства как о статичном.

Представление о ходе производства как о статичном базируется на следующем.

Предполагается, что длительность производственного цикла детали является величиной конечной, окончательной, а на самом деле она является величиной вероятностной - ошибка в определении сроков составляет не менее 40%.

Предполагается, что длительность производственного цикла ведущей детали комплекта определяет длительность его производственного цикла, тогда как длительность производственного цикла комплекта деталей как минимум в 1,5 раза больше длительности производственного цикла ведущей детали комплекта. Ошибка возрастает в 1,5 раза.

Если первые два предположения приводят только к нарушениям плановых сроков, то последующие повинны в разбалансировке планов, во включении в план непредсказуемого движения узких и широких мест внутри производственных подразделений и дефицита деталей на сборке.

Предполагается, что трудоемкость изготовления изделия распределяется равномерно в пределах каждой стадии длительности производственного цикла. На самом деле плотность (интенсивность) работ на протяжении цикла каждой стадии производства меняется в значительных пределах. Если принятые сроки выполнения заказов являются обязательными, то в момент завершения развертывания процесса изготовления на каждом производственном участке фактическая интенсивность работ более чем в два раза больше плановой.

Предполагается, что внутри каждой стадии производства структура трудоемкости работ изготовления изделия во времени не меняется. На самом деле она меняется очень сильно. Так, стартовых операций нет в конце каждой стадии изготовления изделия, а финишных нет в начале.

В конечном итоге несовершенство календарно-плановых расчетов хода производства на предприятии приводит к известным порокам: к постоянно возникающему дефициту деталей, непредвиденному движению узких мест, к распределению работ вместо их планирования, к штурмовщине и неритмичности в работе, к значительным потерям рабочего времени.

Предполагается, что длительность изготовления каждого заказа зависит от индивидуальных характеристик этого заказа (от сложности состава и процессов изготовления заказа, от трудоемкости и длительности цикла изготовления заказа по стадиям производства, от средней трудоемкости операции в процессе изготовления заказа). На самом деле длительность цикла изготовления заказа зависит от характеристики того набора заказов, которые запланированы на один плановый период и от особенностей организации процесса производства на предприятии. Особенности организации производства, как правило, зависят от среднего коэффициента закрепления операций за рабочим местом, от метода установления размеров партий деталей, от методов преодоления трудностей управления движением узких и широких мест в производстве.

Система MRP-2. Система MRP-2 по сравнению с MRP-1 является более интегрированной. Обычно система MRP-1 охватывает управление материальным потоком от закупки сырья и комплектующих и до реализации готовой продукции (подсистемы прогнозирования сбыта и закупок, управления закупками, управление технической подготовкой производства, управление производством, управление запасами, управление сбытом, калькуляцию затрат).

Система MRP-2 включает также подсистемы: внутрифирменного планирования; имитационного моделирования процессов производства и хозяйственной деятельности; бухгалтерского учета и финансового управления; управления контрактами; управления информацией и управленческой деятельностью; управления качеством продукции и другие по мере ее развития.

За рубежом интенсивно развивается методология антикризисного управления BRP (Business Process Reengineering - реорганизация процессов производства и управления). В этой методологии упор делается на маркетинговые исследования; на разработку и постановку на производство новой продукции; реорганизацию структуры предприятия, его документооборота и системы управления; на переобучение и рекрутирование персонала. Эта методология активно влияет на развитие системы MRP-2.

Система MRP-2 более производительна, чем система MRP-1. Система MRP-1 обеспечивает использование рабочего времени рабочих и оборудования до 50%, система MRP-2 - до 70%. Это происходит за счет применения более совершенных методов сглаживания динамики движения узких и широких мест при согласовании во времени трудоемкости производственной программы каждого подразделения с его пропускной способностью.

Так как система MRP-2 построена исходя из статического представления о ходе производства, то это как раз порождает непредсказуемое движение узких и широких мест в производстве. Использование имитационного моделирования в системе MRP-2 как информационного сопровождения хода производства, как метода выбора более рациональных решений позволяет несколько сгладить негативные последствия динамики движения узких и широких мест в производстве.

Система MRP-2 сегодня является международным стандартом организации и управления предприятием. Этот стандарт построен в соответствии с современными принципами организации и управления производственными процессами. В качестве основных принципов MRP-2 используются следующие положения:

- непрерывный однонаправленный поток взаимодополняющих заказов - основа организации производственной деятельности;

- снабжение, производство, сбыт как типовые этапы движения заказов по сквозным единым графикам выполнения заказов;

- минимизация запасов готовой продукции, материалов и комплектующих;

- оптимизация заделов незавершенного производства;

- учет ограничений ресурсов (времени, материальных, трудовых, финансовых, информационных) для выполнения заказа;

- выполнение заказа только тогда, когда нужно потребителю;

- интеграция и компьютеризация процессов выполнения заказов и управления предприятием.

На рис. 24.3 представлена блок-схема, которая отображает во взаимодействии основные функции автоматизированной интегрированной системы управления производством в MRP-2.

Рис. 24.3. Блок-схема полного цикла основных функций интегрированной системы управления производством в MRP-2

Приведем основные функции управления производством системы MRP-2.

Объемное планирование производства. Задача объемного (агрегированного) производственного планирования состоит в том, чтобы дать оценку общих уровней выпуска по группам изделий для следующего планового отрезка времени. Планирование производства опирается на прогнозы реализации и используется для увеличения или уменьшения запасов. Оно стабилизирует уровень производства в интервале планирования и позволяет организовать запуск в производство новых видов изделий. Здесь осуществляется предварительная оценка выполнимости плана производства по ключевым ресурсам предприятия (станкам, рабочим, материалам, электроэнергии и т. д.), корректировка плана производства, если он не проходит по ресурсам, или пополнение ресурсов.

Формирование основного графика. Объемный план производства должен быть трансформирован в основной график, который по каждому виду продукции устанавливает объемы выпуска и сроки изготовления. В свою очередь, этот график подлежит преобразованию в заказы на поставку сырья, заказы на поставку комплектующих изделий и календарные планы выпуска деталей, производимых цехом. Все эти действия должны быть согласованы во времени и координированы для того, чтобы обеспечить выпуск готовой продукции в соответствии с основным графиком производства. Как правило, основной график производства представляет собой перечень видов продукции, подлежащей выпуску, с указанием размеров партий и сроков их изготовления. Основной график должен быть согласован с производственными возможностями предприятия.

Планирование материальных потребностей. На базе основного графика для каждого вида продукции должны планироваться поставки необходимых компонентов и комплектующих узлов. Для изготовления различных компонентов нужно заказать сырье, а также все закупаемые на стороне детали. И все это должно быть спланировано таким образом, чтобы в нужный момент компоненты и комплектующие узлы имелись в наличии. В целом эта задача называется планированием материальных потребностей (ПМП) или просто планированием потребностей.

Снабжение (управление закупками и контрактами). В процессе планирования сначала осуществляется отбор тех узлов выпускаемых фирмой изделий, которые предстоит изготовить в собственном производстве; остальные компоненты должны приобретаться на стороне. Выбор между этими альтернативами представляет собой известную дилемму: «Изготовить или купить?». Для изготовления нужных компонентов собственными силами следует приобрести сырье. Оформление заказов на сырье и поставляемые со стороны комплектующие узлы входит в функции отдела снабжения. Графики подачи заказов и получения заказных поставок должны согласовываться с расписанием, которое определено в процессе планирования потребностей.

Организация и управление выполнением заказов. Процедура формирования календарных планов производства также основывается на планировании материальных потребностей. В эту задачу входит назначение моментов начала и окончания изготовления компонентов внутризаводского ассортимента. Решение задачи календарного планирования осложняется действием нескольких факторов. Во-первых, число отдельных компонентов и заказов, включаемых в календарный план, может измеряться тысячами. Во-вторых, каждая деталь должна следовать по своему индивидуальному технологическому маршруту. Некоторые детали на своем маршруте могут проходить через десятки станков. В-третьих, число станков в цехе ограничено и станки разные. Они выполняют разные операции и обладают разными характеристиками и производительностью.

Календарный план производства лежит в основе функции сменно-суточного управления на каждом производственном участке. Основным содержанием сменно-суточного управления является: выдача индивидуальных заданий отдельным станочникам; оперативная подготовка каждого сменно-суточного задания; комплектование и запуск в производство партий деталей и сборочных единиц собственного изготовления; контроль, анализ и регулирование хода производства, хода поставок материалов и комплектующих; учет выполнения планов производства и поставок.

Формирование календарного плана и сменно-суточное управление реализацией этого календарного плана, как самые сложные функции, нуждаются в поддержке средствами ЭВМ.

Используемые сегодня имитационные модели подетально-пооперационного хода производства, построенные по тем или другим правилам приоритетов, не могут сопровождать ход производственного процесса в реальном времени. Поэтому они используются в основном для проверки или обоснования принимаемых решений и не могут препятствовать возникновению и движению узких и широких мест в производстве.

В подсистему «Организация и управление выполнением заказов» входит функция контроля за выполнением заказов, которая включает следующие задачи:

- приоритетный контроль и запуск заказов в производство;

- получение информации о незавершенном производстве для подсистемы ПМП;

- контроль за состоянием выполнения заказов в цехах;

- обеспечение выходной производственной информации для управления производственными мощностями.

Управление приоритетами. На предприятии общее число подлежащих выполнению работ, как правило, существенно превышает число имеющихся станков. В соответствии с этим к каждому станку или центру обработки будет выстраиваться очередь работ, ожидающих выполнения. Распределение работ между обрабатывающими станками или центрами осуществляется согласно общеизвестным правилам приоритетов. Управление приоритетами также связано с поддержанием соответствующих приоритетов в незавершенном производстве в ответ на изменения состояния работ по выполнению заказов:

- наивысший приоритет присваивается работам с «наиболее ранним сроком завершения»;

- наивысший приоритет отдается работе с «наименьшим временем выполнения»;

- работы выполняются в порядке их поступления по принципу «первым пришел - первым обслужен»;

- наивысший приоритет присваивается работе с «минимальным резервом времени» в графике ее выполнения (Резерв времени = В - В , где В - время, оставшееся до назначенного срока; В - остаточное время обработки);

- наивысший приоритет отдается работе с самым низки «критическим отношением» К , которое определяется по формуле К = В / В .

Получение информации о незавершенном производстве. Эта информация необходима для управления процессом изготовления сборочных единиц и деталей, находящихся в производстве. Информация об объемах и сроках завершения различных этапов выполнения заказов сопоставляется с планом, сформированным в подсистеме ПМП. Любые расхождения, например по причине производственного брака, могут приводить к дополнительным заявкам на поставку материалов и к корректировке приоритетов в рамках плана выпуска других компонентов заказа.

Контроль за состоянием выполнения заказов. Ежесменный рапорт мастера участка о состоянии работ по заказам дает информацию о ходе выполнения заказов в цехе. Точность и оперативность рапорта о состоянии работ по заказам зависит от правильности и своевременности собираемой исходной информации. Эта информация охватывает производственно-складские операции, такие, как завершение технологических операций, движение материалов, действия по сдаче заказа и т. д.