Принципы Теории системных ограничений (планирования производства в ERP). Упрощенная система барабан-буфер-веревка Пошаговое внедрение управления системой через ограничения

25.02.2024

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

Теория ограничений - популярная методология управления производством, разработанная в 1980-е годы Элияху Голдраттом , в основе которой лежит нахождение и управление ключевым ограничением системы, которое предопределяет успех и эффективность всей системы в целом. Основной особенностью методологии является то, что делая усилия над управлением очень малым количеством аспектов системы, достигается эффект, намного превышающий результат одновременного воздействия на все или большинство проблемных областей системы сразу.

Подход теории ограничений основан на том, чтобы выявлять это ограничение и управлять им для увеличения скорости генерации прибыли. Методологически теория ограничений включает в себя ряд логических инструментов, позволяющих найти ограничение, выявить стоящее за ним управленческое противоречие, находить решение и внедрять его с учетом интересов всех заинтересованных сторон. Нацеленность на конечный финансовый результат позволяет добиваться быстрых результатов для бизнеса (2-3 месяца), нацеленность на взаимовыгодные решения позволяет повышать уровень взаимодействия и мотивацию персонала. Теория применяется в управлении производством, в управлении проектами (разработка новой продукции, строительство), управлении закупками и дистрибуцией товара.

Среди предлагаемых теорией ограничений методов - набор правил проверки логичности утверждений о работе организации и причинно-следственных связей между ними, , метод «барабан - буфер - верёвка», а также метод критической цепи для управления проектами.

Энциклопедичный YouTube

1 / 3

✪ Теория ограничений Голдратта. Дерево будущей реальности (ДБР)

✪ Голдратт Давайте мыслить глобально Теория ограничений

✪ Открытый семинар: Теория ограничений Голдратта

Субтитры

Метод «барабан - буфер - верёвка»

Одним из методов теории ограничений, широко применяемым в сфере производства, является метод «барабан - буфер - верёвка», задающий следующие принципы:

«барабан» - производство должно работать по некоторому ритму;
«буфер» - перед ограничением должен находиться некоторый буфер запасов материалов, защищающий ограничение от простоев;
«верёвка» - материалы должны подаваться в производство только тогда, когда запасы перед ограничением достигли некоторого минимума, не раньше, чтобы не перегрузить производство.

Мыслительные процессы

Теория ограничений предлагает также более общий системный подход к поиску и снятию ограничений, который может быть применен не только в производстве, но и в других, самых разнообразных системах. Данный подход состоит из последовательного построения аналитических схем следующих типов:

Дерево текущей реальности (ДТР, аналогичное диаграмме текущего состояния, используемой многими организациями) - для выявления причинно-следственных отношений между нежелательными явлениями и корневой причины большинства данных нежелательных явлений.
Диаграмма разрешения конфликта (ДРК) - для устранения противоречий в системе, которые часто являются причиной нежелательной ситуации в системе. Способ устранения противоречий принято называть инъекцией .
Дерево будущей реальности (ДБР) - когда выбраны некоторые способы (инъекции) устранения выявленных с помощью ДТР корневых причин проблем или конфликта в диаграмме разрешения конфликта, строится дерево, показывающее будущее состояние системы. Это необходимо для выявления негативных последствий выбранных инъекций (негативных ветвей ) и выбора способов борьбы с ними.
Дерево перехода - для выявления возможных препятствий на пути преобразований и их устранения.
План преобразований - для выработки конкретных инструкций для исполнителей для внедрения планируемых изменений.

Данный подход описан в художественной форме в книге «Цель-2. Дело не в везении» . Более формальным академическим языком - в книге У. Детмера «Теория ограничений Голдратта» .

Критерии проверки логических построений

Метод мыслительных процессов Голдратта, в отличие от многих подобных методик визуализации информации (например, диаграммы Исикавы , ментальных карт), предлагает набор правил, позволяющих проверить наличие причинно-следственных связей и их достоверности. Такие правила называются критериями проверки логических построений (КПЛП, Categories of Legitimate Reservation) - это восемь положений, при помощи которых можно проверить, доказать или опровергнуть правильность выстроенных причинно-следственных связей:

Ясность - все однозначно понимают утверждения, используемые в диаграмме.
Наличие утверждения - утверждение содержит законченную мысль.
Наличие причинно-следственных отношений - действительно ли названная причина вызывает указанное следствие?
Достаточность приведенной причины - названная причина достаточна, чтобы вызвать указанное следствие, в данном контексте.
Проверка наличия альтернативной причины - не может ли названная причина быть всего лишь одной из возможных?
Недопустимость подмены причины следствием - перепутаны причина и следствие.
Поиск проверочного следствия - если названная причина имеет место, то у неё должны быть не только указанное следствие, но и некоторые другие, побочные, следствия (которые не обязательно должны быть указаны в конкретной диаграмме).
Отсутствие тавтологии - следствие предлагается в качестве обоснования существования причины.

Примечания

Литература

Эли Шрагенхайм. Теория ограничений в действии: Системный подход к повышению эффективности компании = Management Dilemmas. - М. : Альпина Паблишер , 2014. - 286 с. - ISBN 978-5-9614-4727-9 .
Элияху М. Голдратт , Джефф Кокс. Цель. Процесс непрерывного совершенствования = англ. The Goal: A Process of Ongoing Improvement . - Минск: Попурри, 2009. - 496 с. - 7000 экз. -

Классический механизм Барабан-Буфер-Веревка не всегда удается грамотно применить на практике. Чаще всего сложно соблюсти правильную последовательность, где сначала идет Веревка, далее следует Буфер, а Барабан задействуется только в особых случаях. К тому же, существенной преградой успешного применения механизма являются трудности в синхронизации продаж и производственного процесса. В этой связи, достаточно высокий интерес представляет упрощенная система Барабан-Буфер-Канат .

Классическая система Барабан-Буфер-Веревка представляет собой механизм управления производственными процессами, направленный на то, чтобы «расшить» ограничение системы, подчинить всё производство максимально эффективному использованию ограничения. На практике построение такой системы включает в себя разработку подробного план-графика работ для ограничения (барабан), создание защитного буфера, предотвращающего возможность простаивания ограничения (буфер), а также организацию механизма своевременного отпуска работы в производство (веревка).

Однако при внедрении механизма ББК есть также и скрытая посылка: продажи и производство – это процессы, происходящие в двух самодостаточных подразделениях, и отдел продаж может порой посылать новые заказы в производственные цеха, даже когда последние с трудом могут (или совершенно не могут) выполнить их. Однако в таком случае, очевидно, что эта посылка должна быть разрушена. Это – та ситуация, в которой ограничением является рынок, и производство должно подчинить свою работу этому ограничению.

Так что же делать в том случае, когда механизм ББК внедрен в производство, но стало очевидным, что производство больше не является ограничением?

В этом случае неизбежно столкновение с выводом о том, что некоторые положения методики ББК больше не являются необходимыми.

Во-первых, строгий план-график, определяющий работу ограничения: его наличие определяет, что ограничение всегда задействовано в работе. Это также предполагает безоговорочное соблюдение спланированного расписания работ для ограничения. И хотя все это, безусловно, полезные вещи для ограничения, имеющегося в производственном процессе на заводе, они делают сам завод «негибким» к изменениям рыночного спроса: спрос увеличивается, клиент требует выполнения заказа в более короткие сроки, объем заказов становится чересчур большим и т.п.

Во-вторых, классический механизм барабан-буфер-веревка требует создания трех видов буфера:

Буфер отгрузки – для обеспечения поставки заказов в срок;
Буфер ограничения – для обеспечения работы ограничения при сбоях в рабочем графике;
Буфер сборки – для своевременного получения сборочным цехом (расположенным в производственной системе после ограничения) всех необходимых для сборки ресурсов.

Однако на практике многие предприятия не используют буфер сборки, и на деле же работают для обеспечения дополнительной защиты буфера отгрузки. Это является сигналом того, что фактически системы ББК не предоставляет какого-либо механизма по расстановке приоритетов для поступающих с буферов сигналов. В первую очередь, проблема в следующем: отгружаю ли я продукцию, или же просто поддерживаю работу ограничения?

В-третьих, механизм ББК чрезвычайно сложный! Существует масса вещей, которые программное обеспечение системы ББК не может в полой мере учитывать. например:

взаимозависимость некоторых производственных этапов и прочие технологические ограничения, которые требуют дополнительного упорядочивания;
для некоторых производственных этапов (например, сушильных печей), которые одновременно обрабатывают несколько заказов (или обрабатывают заказы частями), чересчур сложно составить план-график работ;
если ограничение представляет собой набор похожих, но не одинаковых машин, проблема составления план-графика также весьма существенна;
необходимость многократного прохождения заказов через этап, являющийся ограничением (или через несколько ограничений)

Наконец, на практике часто возникает необходимость реорганизации расписания. Фактически, учитывая строгое расписание работы ограничения, это может привести к коренным переменам во всех процессах, результатом чего может стать сдвиг сроков выполнения заказов. И это совершенно не способствует максимальному увеличению эффективности использования рыночного ограничения.

Так как нет такого ПО, которое могло бы учесть все эти сложности при внедрении системы ББК, всегда требуется иметь дополнительные программы, которые будут пытаться учесть все эти неучтенные аспекты. Как минимум, это усложняет применение механизма ББК. Как максимум, это становится причиной утраты доверия к этому механизму.

Это не может радовать. Получается, что при всей простоте идеи, заложенной в механизм ББК, его практическое применение становится гораздо более сложным, чем это необходимо. Классическая система ББК называет этот парадокс «конфликтом успешного решения»: «делать простые вещи, чтобы добиться хорошей работы» против «усложняйте, чтобы получить максимум результатов». Разрешить этот конфликт можно проверкой того, в какой степени простые решения и сложные решения влияют на окончательные результаты. В некоторых ситуациях простые решения могут способствовать возникновению проблем, например:

1. Мы можем столкнуться с необходимостью недоиспользования ограничения в производстве. Если настоящим ограничением является рынок, это означает, что мощности производства должны быть больше мощностей рынка (т.е. предприятие должно быть в состоянии ответить на увеличение спроса). Т.е., завод должен работать так, чтобы его мощности были недоиспользованы – другими словами, ограничение не должно быть задействовано на 100%.

2. Порядок, в котором работа поступает на ограничение, приводит к существенным потерям времени, из-за чего происходит недоиспользование мощности производственного ограничения. Такая ситуация возникает, когда на ограничение влияет целый ряд взаимозависимых производственных этапов. Это достаточно редкое явление, однако в таких случаях требуется внедрение более эффективного механизма барабан-буфер-веревка.

3. Этап-ограничение делает много такой работы, которая существенно не нужна. Этого не должно происходить, если в это момент Канат «втягивает» в цех заказы, которые действительно требует рынок.

Основные принципы упрощенной системы ББК

Каковы ключевые принципы классической системы ББК, которые сохраняются для упрощенной системы? Выделяются три главных аспекта:

1. Субординация по отношению к рынку (мы должны знать, обеспечиваем ли мы установленные сроки поставки заказа);

2. Веревка (не направлять чрезмерно много материалов в производственный процесс, чтобы ограничение получало лишь нужные материалы вовремя и не создавалось лишнего незавершенного производства);

3. Снизить загруженность всего производства.

Для обеспечения пункта 1, отдел продаж получает в распоряжение инструмент, который помогает быстро ответить на вопрос «Какая будет дата поставки по этому заказу?». Стандартным ответом на такой вопрос будет стандартное время выполнения заказа. Однако этот инструмент будет рассчитывать свой вариант времени выполнения заказа путем отправки этого заказа на ограничение в следующий возможный момент, к чему будет добавляться 1/2 буфера отгрузки.

Если полученный результат будет превышать действовавшее ранее стандартное время выполнения заказа, то будет использоваться новое (более долгое) время, так как именно оно, скорее всего, является более адекватным. Если полученный результат окажется меньшим, то используется действовавшее ранее стандартное время, и вводится более длительный буфер заказа, который позволит гарантировать, что заказ поступит на звено-ограничение в нужный момент. (Да, именно каждому заказу присваивается отдельный «буфер заказа», который поможет контролировать его выполнение).

Чтобы обеспечить пункты 2 и 3, для производственных цехов должны быть установлены простые правила. У каждого заказа есть свой буфер, который устанавливается отдельно для каждого заказа. Работа поступает в систему с учетом времени, отведенного на ее выполнение – т.е. по тем же принципам, которые действуют для Каната в классической системе ББК. Приоритет устанавливается в зависимости от цвета, присваиваемого буферу заказа. Рабочие центры будут ежедневно получать эту информацию и устанавливать приоритеты для своей деятельности, и вместо разных сигналов, поступающих от буферов сборки, ограничения и отгрузки, будет существовать только один вид сигналов.

Но это только выглядит слишком просто.

Не создаст ли такая система слишком много незавершенного производства?

Не возникнет ли угроза перезагрузки (или, наоборот, простаивания) ограничения, если не будет детально проработанного план-графика его работы? Что, если будут возникать экстренные заказы или же другие изменения в объеме заказов? Первые два пункта разобраны выше.

Как быть с экстренными заказами? Если ваша бизнес-среда подразумевает возможность возникновения таковых, то часть спланированных заказов будет откладывается, чтобы были обработаны экстренные заказы. При этом будет необходимо обеспечить поставку этих товаров в более сжатые сроки, если этого будет требовать отдел продаж. Если при поступлении заказов в систему их приоритет изменяется, то необходимо изменить сроки выполнения заказов.

Например, если требуется поставить заказ на неделю раньше, то время, отведенное на его выполнение, сократится, и будет рассчитан новый приоритет буфера. Нет необходимости в том, чтобы осуществлять сложные изменения расписания работы звена-ограничения.

Однако здесь существует несколько моментов, где следует быть особо внимательным . Если завод работает как по системе «производство на заказ», так и по системе «работа на склад», то заказы типа «на склад» изменяют приоритетность на основании потребления из буферных запасов. Если в системе нет способов защиты от таких изменений, то мы можем влиять на сроки выполнения работы «на заказ».

Помимо этого, стоит быть осторожным с взаимозависимыми процессами, время выполнения которых может существенно увеличиться/сократиться под влиянием тех работ, которые проходят в рабочем центре. Здесь в первую очередь необходимо проверить, можно ли оптимизировать эти этапы, чтобы не возникало существенных проблем при сдвигах приоритетов работ. Другим решением может являться выявление предпочтительной последовательности работ и поручить старшему мастеру принимать решения «на лету» — отталкиваясь от этой последовательности и с учетом понимания того, является ли буфер достаточно продолжительным для выполнения всех произведенных производственных изменений.

Откат к классической системе ББК должен являться крайней мерой, когда все приведенные способы в рамках упрощенного механизма ББК не будут в состоянии эффективно устранять проблему неэффективной траты времени на этапе-ограничении.

Обобщая вышесказанное, сущность упрощенной системы ББК заключается в том, что лишь один тип буфера определяет как приоритетность и график отпуска работ, так и деятельность отдела продаж по составлению планов прохождения заказов через всю систему. Просто и эффективно.

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.

Теория ограничений - популярная методология управления системами в различных видах деятельности, разработанная в 1980-е годы Элияху Голдраттом и базирующаяся на поиске и управлении ключевым ограничением системы, которое предопределяет успех и эффективность всей системы в целом. Основной особенностью методологии является то, что делая усилия над управлением очень малым количеством аспектов системы, достигается эффект, намного превышающий результат одновременного воздействия на все или большинство проблемных областей системы сразу или поочерёдно.

Подход теории ограничений основан на том, чтобы выявлять это ограничение и управлять им для увеличения эффективности достижения поставленной цели (для бизнеса ускорение и увеличение генерации прибыли). Где эффективность – это скорость достижения цели с минимально возможными затратами и без урезания цели по содержанию. Методологически теория ограничений включает в себя ряд логических инструментов, позволяющих найти ограничение, выявить стоящее за ним управленческое противоречие, подготовить решение и внедрять его с учетом интересов всех заинтересованных сторон. Нацеленность на конечный результат позволяет добиваться чрезвычайно быстрых результатов (для бизнеса 2-3 месяца), нацеленность на взаимовыгодные решения позволяет повышать уровень взаимодействия и мотивацию персонала. Элияху Голдратт разработал и опубликовал прикладные решения Теории ограничений для операционных процессов и управления производством, управления финансами и формирования показателей, управления проектами (разработка новой продукции, строительство), логистики и всей цепи поставок, маркетинга, всех видов продаж, управления персоналом, формирования тактики и стратегии развития системы.

Среди предлагаемых теорией ограничений методов - набор правил проверки логичности утверждений [⇨] о работе организации и причинно-следственных связей между ними, алгоритмы построения причинно-следственных диаграмм , метод «барабан - буфер - верёвка», а также метод критической цепи для управления проектами.

Метод «барабан - буфер - верёвка»

«барабан» - производство должно работать по некоторому ритму;
«буфер» - перед ограничением должен находиться некоторый буфер запасов материалов, защищающий ограничение от простоев;
«верёвка» - материалы должны подаваться в производство только тогда, когда запасы перед ограничением достигли некоторого минимума, не раньше, чтобы не перегрузить производство.

Метод барабан-буфер-веревка основан на анализе оборачиваемости запасов и ее соотношения с оборачиваемостью дебиторской и кредиторской задолженности.

Барабан – это образное выражение. Символ, который говорит о том, что необходимо поддерживать определенный ритм производства, единый с ритмом получения денег от покупателей и оплаты поставщикам; по сути идет речь об управлении продолжительностью финансового цикла.

Буфер – также образное выражение, суть которого в необходимости нормирования запасов, расчета величины дефицита и излишков по каждой номенклатурной позиции;

Веревка – еще один символ, суть которого в визуализации и маркировке отклонений от норм, формировании сигналов и оповещений при появлении таких отклонений.

Управление запасами на основе метода барабан-буфер-веревка легко осуществить в Excel с использованием финансовых моделей.

Мыслительные процессы

Дерево текущей реальности (ДТР, аналогичное диаграмме текущего состояния, используемой многими организациями) - для выявления причинно-следственных отношений между нежелательными явлениями и корневой причиной большинства данных нежелательных явлений.
Диаграмма разрешения конфликта (ДРК) - для устранения противоречий в системе, которые часто являются причиной нежелательной ситуации в системе. Способ устранения противоречий принято называть инъекцией .
Дерево будущей реальности (ДБР) - когда выбраны некоторые способы (инъекции) устранения выявленных с помощью ДТР корневых причин проблем или конфликта в диаграмме разрешения конфликта, строится дерево, показывающее будущее состояние системы. Это необходимо для выявления негативных последствий выбранных инъекций (негативных ветвей ) и выбора способов борьбы с ними.
Дерево перехода - для выявления возможных препятствий на пути преобразований и их устранения.
План преобразований - для выработки конкретных инструкций для исполнителей для внедрения планируемых изменений.

Критерии проверки логических построений

Ясность - все однозначно понимают утверждения, используемые в диаграмме.
Наличие утверждения - утверждение содержит законченную мысль.
Наличие причинно-следственных отношений - действительно ли названная причина вызывает указанное следствие?
Достаточность приведенной причины - названная причина достаточна, чтобы вызвать указанное следствие, в данном контексте.
Проверка наличия альтернативной причины - не может ли названная причина быть всего лишь одной из возможных?
Недопустимость подмены причины следствием - перепутаны причина и следствие.
Поиск проверочного следствия - если названная причина имеет место, то у неё должны быть не только указанное следствие, но и некоторые другие, побочные, следствия (которые не обязательно должны быть указаны в конкретной диаграмме).
Отсутствие тавтологии - следствие предлагается в качестве обоснования существования причины.

Примечания

Литература

Эли Шрагенхайм. Теория ограничений в действии: Системный подход к повышению эффективности компании = Management Dilemmas. - М. : Альпина Паблишер , 2014. - 286 с. - ISBN 978-5-9614-4727-9 .
Элияху М. Голдратт , Джефф Кокс. Цель. Процесс непрерывного совершенствования = англ. The Goal: A Process of Ongoing Improvement . - Минск: Попурри, 2009. - 496 с. - 7000 экз. - ISBN 978-985-15-0641-1 .
Элияху М. Голдратт , Джефф Кокс. Цель. Процесс непрерывного улучшения. Цель-2. Дело не в везенье =