Как преодолеть ограничение?
Его нужно использовать.
Как известно, согласно теории ограничений (TOC), в каждый момент времени в системе существует единственное ограничение, которое влияет на мощность системы в целом. В данной статье мы рассмотрим некоторые ограничения, которые характерны для компаний, занимающихся производством продукции и инструменты управления этими ограничениями.
В отношении производственных предприятий ограничения можно разделить на те, которые находятся внутри самого предприятия и те, которые находятся за его пределами. В качестве примера внешнего ограничения можно привести долю рынка, которую занимает продукция компании. Если объемы производства продукции у компании превысят долю рынка, у нее возникнут проблемы со сбытом.
Однако в большинстве случаев наблюдается как раз обратная ситуация, когда ограничение находится внутри самого предприятия. Одна единица оборудования, один критический ресурс, выступающий в роли ограничения, влияет на общий объем выпуска продукции. При этом не имеет значения, что мощность остальных ресурсов в несколько раз (или даже десятков раз) больше мощности ограничивающего ресурса.
Компания может не сталкиваться с такими проблемами постоянно. Например, если спрос на продукцию имеет выраженную сезонность, то проблемы с мощностями могут возникать только в периоды увеличения объемов продаж. Тем не менее, проблема нехватки мощностей достаточно распространена, что, в свою очередь, открывает ряд вопросов, связанных с планированием их загрузки.
Как показывает практика, определение ограничения - того самого критического ресурса - это только начало пути. Устранение ограничения может занять достаточно длительное время, потребовать значительных финансовых затрат или вообще оказаться невозможным. В этом случае выход один – полная загрузка критического ресурса для обеспечения максимально возможного объема выпуска продукции. Описание решения данной задачи выглядит достаточно просто: необходимо обеспечить максимальную загрузку ресурса, который является ограничением. При этом также необходимо уменьшить загрузку и синхронизировать работу остальных ресурсов, чтобы перед «слабым звеном» не увеличивался объем запасов незавершенного производства и сформировать буфер, чтобы критический ресурс не простаивал.
На самом деле, в ходе решения такой задачи возникает множество вопросов. Если критический ресурс используется на первой технологической операции при производстве продукции, то планирование времени запуска последующих операций вручную еще возможно выполнить. Если же ограничение связано с какой-либо операцией внутри технологического маршрута, то планирование времени запуска предыдущих и последующих операций становится очень трудоемкой задачей. При составлении графика необходимо учитывать доступность не только оборудования, но и персонала и инструментов, которые используются на операциях. Некоторым заданиям на производство может быть присвоен повышенный приоритет, что необходимо учитывать при определении последовательности размещения заказов в производстве. После того, как операции расставлены в соответствии с приоритетами заказов, может значительно увеличится время простоя оборудования, поскольку теперь не учитывается оптимальная последовательность операций для сокращения времени переналадок. При этом необходимо постоянно следить за тем, чтобы заказы выполнялись вовремя или, по крайней мере, чтобы запланированное количество запаздывающих заказов было минимальным. Если продукция не произведена к требуемому сроку, компания теряет деньги, поскольку не в состоянии выполнить обязательства по поставке продукции своим клиентам. Преждевременное выполнение заказов также не является положительным фактором, поскольку в этом случае формируются дополнительные запасы на складе, которые «связывают» свободные финансовые средства. В дополнение к этому, составив отличный график операций для производства, вы через несколько дней можете обнаружить, что реальная ситуация в цеху отличается от запланированной вами, а для поддержания графика в актуальном состоянии его необходимо периодически обновлять.
Изучением проблем планирования загрузки ресурсов, имеющих ограниченную мощность, занимается отдельная дисциплина – планирование с учетом ограничений (constraint-based scheduling, CBS). CBS использует математические методы для поиска наиболее подходящего варианта загрузки ресурсов. Поскольку описанные выше проблемы планирования связаны с операционной деятельностью предприятия, производители систем класса ERP стремятся обеспечить в своих продуктах поддержку планирования с учетом ограничений.
Рассмотрим, какие возможности обеспечивает модуль CBS в системе IFS Applications. Фактически – это интегрированный инструмент, который позволяет в реальном времени формировать графики выполнения технологических операций. При формировании графика CBS обрабатывает значительные объемы данных. Точность и достоверность этих данных напрямую влияет на конечный результат. Благодаря тому, что модуль встроен в саму систему ERP, обмен данными с другими модулями системы осуществляется напрямую, минуя процедуры экспорта/импорта (как в случае с APS-системами) и ручной ввод. Помимо качества данных, интеграция дает еще одно преимущество – скорость обмена данными. Именно благодаря скорости обмена данными с модулем управления заказами в производстве при составлении графиков CBS учитывает текущую фактическую загрузку ресурсов и их мощность.
При составлении плана выполнения технологических операций модуль CBS использует различные методы оптимизации, такие как «наименьшее время простоя» или «как можно позже». Составленный в результате график гарантирует, что в любой момент времени доступная мощность ресурсов не будет превышена, а также что в момент начала операции все необходимые ресурсы (оборудование, персонал, инструмент, материалы) будут доступны и не заняты выполнением других операций.
Ранее мы уже обращали внимание на то, что даже идеальный график необходимо время от времени корректировать. Модуль CBS позволяет оперативно скорректировать график в случае, например, внепланового ремонта оборудования. При этом информацию о недоступности ресурсов можно получать непосредственно из соответствующих модулей системы IFS Applications. График можно корректировать как автоматически, на основании моделей оптимизации, так и вручную на диаграмме Гантта.
Помимо планирования по ограничениям модуль CBS также позволяет определить оптимальный порядок выполнения технологических операций на оборудовании, чтобы сократить время переналадок. Оптимизация выполняется на основании значений одной или нескольких характеристик продукта.
CBS может применяться для сокращения запасов в случае, если ограничение находится вне предприятия (например, в период снижения спроса). Используя метод оптимизации «как можно позже» можно добиться того, что продукция будет производиться точно к требуемой дате отгрузки. В результате сокращаются запасы готовой продукции, а поставки сырья и материалов планируются именно к тому моменту, когда возникнет потребность в производстве. Такой подход позволяет компании добиться значительного снижения размера инвестиций в запасы.
Модуль CBS в основном используется в производстве, тем не менее, результаты работы этого модуля также важны и для отдела продаж. Если вы применяете стратегию «производство под заказ», CBS позволяет точно определять даты выполнения заказов клиентов. Менеджер может сообщить клиенту точную дату доставки в момент ввода заказа. Безусловно, в перспективе точность выполнения заказов способствует увеличению лояльности клиентов.
В заключение, кроме того, что CBS является инструментом для увеличения доступной мощности, нужно также отметить аналитические возможности модуля. С помощью моделирования вы можете анализировать, каким образом изменение доступной мощности повлияет на своевременность выполнения заказов в производстве. Модель, сформированная при помощи модуля CBS, сможет стать серьезным аргументом на совещаниях: в случае необходимости выполнить раньше один из заказов, можно увидеть последствия такого решения для производственного графика в целом. При использовании принципов теории ограничений, анализируя плановую загрузку мощностей, вы можете выявлять «узкие места» в технологических процессах.
Ограничения неизбежно присутствуют в любой системе. Теория ограничений предлагает нам варианты того, как можно использовать эти ограничения с выгодой для компании. CBS – это современный инструмент, который на практике доказал свою эффективность в управлении ограничениями на производстве. В результате оптимизации работы критического ресурса на предприятии повышается оборачиваемость и уменьшается стоимость запасов, увеличиваются объемы производства продукции, что в конечном итоге приводит к росту прибыли и повышению показателя рентабельности компании.
