Принципи теорії системних обмежень (планування виробництва в ERP). П'ять фокусуючих (напрямних) кроків Барабан мотузка

Для будь-якого виробництва сьогодні особливо гостро постає завдання виконання замовлень клієнтів у мінімально можливий термін. При простоті, що здається, виконати це завдання аж ніяк нелегко. Сьогодні існує безліч підходів до управління виробництвом, але часто вони надто складні, дорогі, вимагають тривалого часу впровадження, і тому неефективні. Чи є альтернатива?

Світові експерти з управління виробництвом, які розробили Теорію Обмежень (Theory of Constrains), стверджують, що, можливо, ці методики дійсно працюють на багатьох підприємствах по всьому світу. Але, найчастіше, їх можна замінити куди більш простими і зрозумілими рішеннями, побудованими з урахуванням інструментів Теорії обмежень.

Ключовим питанням у виробництві є складання виробничої програми та управління процесом для її реалізації. Для цього Теорія обмежень пропонує використовувати інструмент «Буфер-Барабан-Верьовка». Він базується на наступній ідеї: обсяг випуску продукції всього підприємства залежить від обсягу випуску найменш продуктивної ділянки чи верстата. Надлишки незавершеного виробництва НЗП чи зрив термінів виконання замовлень найчастіше пов'язані з тим, що інші ділянки працюють неузгоджено з обмежуючим ресурсом.

Барабан

У зв'язку з цим необхідно синхронізувати роботу всіх ділянок, зосередивши зусилля на плануванні роботи обмеження-«барабани» (обмеження як барабан задає такт роботи всього підприємства). Важливою відмінністю такого підходу є те, що тільки для обмеження складається докладний план і порядок роботи, решта ділянок працює за принципом «естафетника»: «отримав завдання - зроби його якнайшвидше».

Наявність вільних потужностей зазвичай дозволяє цим ділянкам зробити все вчасно. Замовлення щодо роботи обмеження розставляються залежно від терміну виконання. Це дозволяє виробляти продукцію в термін, необхідний клієнту.

Мотузка

Щоб уникнути накопичення НЗП у виробничому ланцюжку, необхідно вчасно відпускати матеріали зі складу. Як такий час пропонується використовувати середній час проходження замовлення від матеріалів до обмеження. Такий підхід, з одного боку, дозволяє забезпечити обмежуючий ресурс заготовками у потрібний час, з другого, не створить зайвих запасів. Тим самим ми як би прив'язали канат: співвіднесли темп роботи обмеження і з темпом відпустки матеріалів у виробництво.

Буфер

У реальному житті завжди є місце випадковості, передбачити які майже неможливо, але необхідно враховувати: зламався верстат, робітник не вийшов працювати і т.д. Для боротьби з такими випадковостями потрібно керувати так званим буфером.

Коли ми прив'язали канат, то при розрахунку були використані дані про середній час проходження замовлення. Якщо це замовлення поставити на пріоритет, то термін його виконання значно зменшиться (практика показує, що зазвичай цей час становить третину від середнього часу проходження замовлення). Тому якщо ми поділи весь час на три зони: зелену, жовту, червону; і відстежуватимемо, в якій зоні знаходиться те чи інше замовлення, то отримаємо дієвий інструмент управління.

Пояснимо на прикладі. Допустимо час проходження замовлення від запуску матеріалів до обмеження становить 9 днів. Розділимо цей час на три рівні зони по три дні. Сьогодні ранок 1.04.2011 – день відпустки сировини у виробництво, тому замовлення знаходиться у зеленій зоні. Нехай четвертого числа вранці ми побачимо, що замовлення знаходиться у жовтій зоні. Це означає, що це замовлення можна не турбуватися. Якщо сьомого числа ми зауважимо, що замовлення перейшло до червоної зони, то треба турбуватися про його виконання. Насамперед необхідно визначити, на якій операції знаходиться замовлення, і оцінити ймовірність завершення в строк. Якщо очевидно, що замовлення не встигає, необхідно ставити його в пріоритет.

Для виробничої системи достатньо створити та відстежувати три види буферів:

Буфер обмеження призначений для захисту обмеження від недовантаження;
. буфер відвантаження - захищає дотримання термінів виконання замовлення;
. буфер складання - захищає виробничий потік, що йде від ресурсу обмеженої потужності, від зупинки внаслідок нестачі комплектуючих, що надходять від інших ресурсів.

Така система дозволяє своєчасно отримувати інформацію та керувати виробництвом, фокусуючи зусилля там, де це необхідно.

До цього ми жодного разу не говорили про те, як здійснити виконання плану та підвищити результативність підприємства. Зупинимося коротко на цьому питанні. Якщо обмежуючий ресурс визначає випуск всього підприємства, всі зусилля необхідно зосередити з його максимальному використанні. Для цього можуть стати у нагоді різні інструменти боротьби з втратами робочого часу цього ресурсу. Наприклад, такі інструменти ощадливого виробництва (Lean) як:

Система швидкого переналагодження (SMED);
. система загального догляду за обладнанням (TPM);
. система Poka Yoke – захист від помилок персоналу;
. візуалізація;
. система 5S, та д.р.

У цьому випадку ефективність цих інструментів підвищується в рази і на результати не доведеться чекати роки.

Проте виникає закономірне питання. А чому б одразу, якщо ми визначили вузьке місце, не інвестувати кошти та збільшити його потужність «розширивши» чи «розшивши» його? Відповідь проста. Зазвичай це вимагає значних фінансових вкладень і займає тривалий час, і це можуть дозволити собі далеко не всі підприємства. При цьому інструменти, що дозволяють максимально використовувати обмеження, не вимагають значних фінансових вкладень, і ефект від їх застосування проявляється майже миттєво. Дуже часто застосування таких інструментів взагалі знімають питання про інвестиції. Цей факт є ще одним аргументом на користь максимального використання обмеження замість негайних інвестицій.

Підведемо підсумки. Що пропонує Теорія обмежень для виробництва?

Істотно спростити процес планування: докладний виробничий план складається тільки для ресурсу, що обмежує.
. Скоротити обсяг незавершеного виробництва у системі: все виробництво працює узгоджено (витягування замість виштовхування),
. Підвищити кількість замовлень, що виконуються у строк: керування буферами.
. Скоротити час виконання замовлень: контроль за часом виконання замовлень та аналіз причин проникнення в червону зону буфера.
. Збільшити виробничу потужність підприємства завдяки максимальному використанню обмежуючого ресурсу.

5. МЕТОД «БАРАБАН-БУФЕР-ВЕРІВКА» (DBR)

Метод "Барабан-Буфер-Верьовка" (DBR-Drum-Buffer-Rope) - один з оригінальних варіантів "виштовхуючої" логістичної системи, розробленої в ТГЗ (Theory of Constraints),,. Вона дуже схожа на систему лімітованих черг FIFO, крім того, що в ній не обмежуються запаси в окремих чергах FIFO.

Мал. 9.

Натомість встановлюється загальний ліміт на запаси, що знаходяться між єдиною точкою складання виробничого розкладу та ресурсом, що обмежує продуктивність всієї системи, РОП (у прикладі, наведеному на малюнку 9, РОП є ділянка 3). Кожного разу, коли РВП завершує виконання однієї одиниці роботи, точка планування може запускати у виробництво ще одну одиницю роботи. Це в цій логістичній схемі називається "мотузкою" (Rope). "Верьовка" - це механізм управління обмеженням проти перевантаження РОП. Фактично, це графік відпустки матеріалів, який запобігає надходження роботи у систему у темпі вищому, ніж може бути оброблена в РОП. Концепція мотузки використовується для запобігання появі незавершеного виробництва у більшості точок системи (крім захищених плановими буферами критичних точок).

Оскільки РОП диктує ритм роботи всієї виробничої системи, то графік його називається «Барабаном» (Drum). У методі DBR особлива увага приділяється саме ресурсу, що обмежує продуктивність, оскільки саме він визначає максимально можливий вихід усієї виробничої системи в цілому, оскільки система не може виробляти більше, ніж її найпотужніший ресурс. Ліміт запасів та тимчасовий ресурс обладнання (час його ефективного використання) розподіляється так, щоб РВП завжди міг вчасно розпочати нову роботу. Цей аналізований метод називається «Буфером» (Buffer). "Буфер" і "мотузка" створюють умови, що запобігають недовантаженню або перевантаженню РОП.

Зауважимо, що у «витягуючій» логістичній системі DBR буфери, що створюються перед РОП, мають тимчасовий, а чи не матеріальний характер.

Тимчасовий буфер є резерв часу, передбачений захисту запланованого часу «початку обробки», з урахуванням розкиду у прибуття на РОП конкретної роботи. Наприклад, якщо розклад РВП вимагає почати конкретну роботу на ділянці 3 у вівторок, тоді матеріал для цієї роботи повинен бути відпущений досить рано, щоб усі попередні кроки (дільниці 1 і 2) були закінчені ще в понеділок (тобто за один повний робочий день до необхідного терміну. Буферний час служить для «захисту» найціннішого ресурсу від простоїв, оскільки втрата часу цього ресурсу еквівалентна неповоротній втрати в кінцевому результаті всієї системи. Надходження матеріалів та виробничих завдань може здійснюватися на основі заповнення осередків «Супермаркету» Передача деталей на наступні етапи обробки після їх проходження через РОП вже не є FIFO, що лімітується, т.к. продуктивність відповідних процесів свідомо вище.

Мал. 10.Приклад організації буферів у методі DBR
залежно від положення РВП

Слід зазначити, що лише критичні пункти в ланцюзі виробництва захищаються буферами (див. рис. 10). Такими критичними пунктами є:

    сам ресурс з обмеженою продуктивністю (ділянка 3),

    будь-який наступний етап процесу, де відбувається складання деталі, обробленої обмежуючим ресурсом з іншими частинами;

    відвантаження готової продукції, що містить деталі, оброблені ресурсом, що обмежує.

Оскільки у методі DBR захист від можливих відхилень зосереджений у найбільш критичних місцях виробничого ланцюга та усувається у всіх інших місцях, час виробничого циклу може бути скорочений, іноді на 50 відсотків або більше, без погіршення надійності у дотриманні термінів відвантаження продукції споживачам.

Мал. 11.Приклад диспетчерського контролю
проходження замовлень у РОП у методі DBR

Алгоритм DBR — це узагальнення відомого методу OPT, який багато фахівців називають електронним втіленням японського методу «Канбан», хоча насправді між логістичними схемами заповнення осередків «Супермаркету» та методом «Барабан-Буфер-Верьовка», як ми вже бачили, є значна різниця.

Недоліком методу «Барабан-Буфер-Верьовка» (DBR) є вимога існування РВП, що локалізується на заданому горизонті планування (на інтервалі розрахунку розкладу для виконуваних робіт), що можливе лише в умовах серійних та великосерійних виробництв. Однак для дрібносерійних та одиничних виробництв локалізувати РОП протягом досить тривалого інтервалу часу, взагалі кажучи, не вдається, що значно обмежує застосовність розглянутої логістичної схеми для цього випадку.

6. ЛІМІТ НЕЗАВЕРШЕНОГО ВИРОБНИЦТВА (НЗП)

"Витягує" логістична система з лімітом незавершеного виробництва (НЗП) схожа на метод DBR. Відмінність полягає в тому, що тут створюються не тимчасові буфери, а задається фіксований ліміт матеріальних запасів, який розподіляється на всі процеси системи, а не закінчується тільки на РОП. Схема наведено малюнку 12.

Мал. 12.

Цей підхід до побудови «витягуючої» системи управління значно простіше розглянутих вище логістичних схем, впроваджується легше, і ряд випадків є більш ефективним. Як і в розглянутих вище «витягуючих» логістичних системах тут є єдина точка планування, це ділянка 1 на малюнку 12.

Логістична система з лімітом НЗП має деякі переваги порівняно з методом DBR та системою лімітованих черг FIFO:

    неполадки, коливання ритму виробництва та інші проблеми процесів із запасом продуктивності не призведуть до зупинки виробництва через відсутність роботи для РВП, і не знижуватимуть загальну пропускну спроможність системи;

    правилам планування має підпорядковуватися лише один процес;

    не потрібно фіксувати (локалізувати) положення РВП;

    легко виявити місцезнаходження поточної ділянки РВП. До того ж, така система дає менше «хибних сигналів» порівняно з лімітованими чергами FIFO.

Розглянута система добре працює для ритмічних виробництв зі стабільною номенклатурою виробів, що налагоджені і незмінними технологічними процесами, що відповідає масовим, великосерійним і серійним виробництвам. У виробництві одиничних і дрібносерійних, де постійно запускаються у виробництво нові замовлення з оригінальною технологією їх виготовлення, де терміни випуску продукції диктуються споживачем і можуть змінюватися безпосередньо в процесі виготовлення виробів, тоді на рівні виробничого менеджменту з'являється безліч організаційних проблем. Спираючись лише на правило FIFO у передачі напівфабрикатів від ділянки до ділянки, логістична система з лімітом незавершеного виробництва у таких випадках втрачає свою ефективність.

Важливою особливістю розглянутих вище «виштовхуючих» логістичних систем 1-4 є можливість обчислення часу випуску (циклу обробки) виробів за відомою формулою Літлла:

Час випуску = НЗП/Ритм,

де НЗП - обсяг незавершеного виробництва, Ритм - це кількість виробів, що випускаються в одиницю часу.

Однак для виробництв дрібносерійних та поодиноких поняття Ритма виробництва стає дуже розпливчастим, оскільки цей тип виробництв ніяк не можна назвати ритмічними. Більше того, статистика говорить про те, що в середньому вся верстатна системи в таких виробництвах залишається наполовину недовантаженою, що відбувається за рахунок постійних перевантажень одного обладнання та одночасного простою іншого в очікуванні роботи, пов'язаної з виробами, що пролежать у черзі на попередніх стадіях обробки. Причому простої та перевантаження верстатів постійно мігрують від ділянки до ділянки, що не дозволяє їх локалізувати та застосувати жоден із перерахованих вище логістичних схем витягування. Ще однією особливістю дрібносерійних та одиничних виробництв є необхідність виконання замовлень у вигляді цілого комплекту деталей та складальних одиниць до фіксованого терміну. Це значно ускладнює завдання виробничого управління, т.к. деталі, що входять до цього комплекту (замовлення), можуть технологічно піддаватися різним процесам обробки, і кожна з ділянок може бути РОП для одних замовлень, не викликаючи проблем при обробці інших замовлень. Таким чином, у розглянутих виробництвах виникає ефект так званого «віртуального вузького місця» (Virtual Bottle-Neck): вся верстатна система в середньому залишається недовантаженою, а її пропускна здатність низькою. Для таких випадків найбільш ефективною «логістичною системою, що витягує», є Метод обчислюваних пріоритетів.

7. МЕТОД ВИЧИСЛЮВАНИХ ПРІОРИТЕТІВ

Метод пріоритетів, що обчислюються, є своєрідним узагальненням двох розглянутих вище «виштовхувальних» логістичних систем: системи поповнення «Супермаркету» та системи з лімітованими чергами FIFO. Різниця в тому, що в цій системі вже не всі порожні осередки в «Супермаркеті» поповнюються в обов'язковому порядку, а виробничі завдання, опинившись у лімітованій черзі, просуваються від ділянки до ділянки не за правилами FIFO (тобто не дотримується обов'язкової дисципліни « у порядку надходження»), а за іншими пріоритетами, що обчислюються. Правила обчислення цих пріоритетів призначаються у єдиній точці планування виробництва, — у прикладі, наведеному малюнку 13, це другий виробничий ділянку, наступний безпосередньо за першим «Супермаркетом». На кожній наступній виробничій ділянці функціонує своя власна виконавча виробнича система , (MES - Manufacturing Execution System), завдання якої - забезпечити своєчасну обробку завдань, що надходять на вхід, з урахуванням їх поточного пріоритету, оптимізувати внутрішній матеріальний потік і вчасно показати проблеми, що виникають, пов'язані ,. Значне відхилення в обробці конкретного завдання на одній з ділянок може вплинути на значення його пріоритету.

Мал. 13.

Процедура «витягування» здійснюється за рахунок того, що кожна наступна ділянка може починати виконувати ті завдання, які мають максимально можливий пріоритет, що виражається в першочерговому заповненні на рівні «Супермаркету» не всіх доступних осередків, а лише тих, що відповідають пріоритетним завданням. Наступний ділянку 2, хоч і є єдиною точкою планування, що визначає роботу всіх інших виробничих ланок, сам змушений виконувати ці найбільш пріоритетні завдання. Чисельні значення пріоритетів завдань виходять за рахунок обчислень на кожній із ділянок значень загального для всіх критеріїв. Вигляд цього критерію задається основною плануючою ланкою (дільницею 2), яке значення кожен виробничий ділянку самостійно обчислює своїх завдань, або які у чергу на обробку, чи які у заповнених осередках «Супермаркета» попередньої стадії.

Вперше такий метод заповнення осередків «Супермаркету» став застосовуватися на японських підприємствах компанії «Тойота» і отримав назву «Процедури вирівнювання виробництва» або «Хейдзунка» (Heijunka). Нині процес заповнення «Ящика Хейдзунка» є одним з ключових елементів «витягуючої» системи планування, що використовується в TPS (Toyota Production System), коли пріоритети завдань, що надходять, призначаються або обчислюються поза виконуючими їх виробничими дільницями на тлі діючої «витягуючої» системи заповнення «Супермаркету» (Канбан). Приклад призначення одного з директивних пріоритетів замовленню, що виконується (аварійний, терміновий, плановий, перехідний, інше) наведено на малюнку 14.

Мал. 14.Приклад призначення директивного
пріоритету виконуваним замовленням

Інший варіант передачі завдань від однієї ділянки до іншої в даній «логістичній системі, що витягує», служить так зване «обчислюване правило» пріоритетів.

Мал. 15.Послідовність замовлень, що виконуються
у методі обчислюваних пріоритетів

Черга виробничих завдань, що передаються від ділянки 2 до ділянки 3 (рисунок 13), обмежена (лімітована), але на відміну від випадку, зображеного на малюнку 4, завдання можуть змінюватися місцями в цій черзі, тобто. змінювати послідовність свого надходження залежно від їхнього поточного (обчислюваного) пріоритету. Фактично це означає, що виконавець сам не може вибрати з якого завдання починати роботу, але у разі зміни пріоритету завдань йому, можливо, доведеться, недоробивши поточне завдання (перетворивши його на поточний НЗП), переключитися на виконання найбільш пріоритетного. Звісно, ​​у такій ситуації при значній кількості завдань і велику кількість верстатів на виробничій ділянці необхідно використовувати MES, тобто. проводити локальну оптимізацію матеріальних потоків, що проходять через ділянку (оптимізувати виконання завдань, які вже перебувають у обробці). В результаті для обладнання кожної ділянки, що не є єдиною точкою планування, складається локальний оперативний виробничий розклад, який коригується щоразу, як тільки змінюється пріоритет виконуваних завдань. Для вирішення внутрішніх оптимізаційних завдань використовуються свої критерії, що називаються «Критерії завантаження обладнання». Завдання, які очікують на обробку між ділянками, не пов'язаними «Супермаркетом», упорядковуються за «Правилами вибору з черги» (рисунок 15), які, у свою чергу, можуть також змінюватися протягом часу.

Якщо Правила обчислення пріоритетів завданням призначаються «ззовні» стосовно кожної виробничої дільниці (Процесу), то Критерії завантаження обладнання ділянки визначають характер проходження внутрішніх матеріальних потоків. Ці критерії пов'язані з використанням на ділянці оптимізаційних MES-процедур, призначених виключно для внутрішнього користування. Вони вибираються безпосередньо диспетчером ділянки як реального масштабу часу, рисунок 15.

Правила вибору з черги призначаються на підставі значень пріоритетів завдань, що виконуються, а також з урахуванням фактичної швидкості їх виконання на конкретній виробничій ділянці (ділянка 3, малюнок 15).

Диспетчер ділянки може, враховуючи поточний стан виробництва, самостійно змінювати пріоритети окремих технологічних операцій та, використовуючи MES-систему, коригувати внутрішній виробничий розклад. Приклад діалогу щодо зміни поточного пріоритету операції наведено на рис.16.

Мал. 16.

Щоб обчислити значення пріоритету конкретного завдання, яке виконується або очікує своєї обробки на конкретній ділянці, проводиться попереднє групування завдань (деталей, що входять до певного замовлення) за рядом ознак:

    Номер складального креслення виробу (замовлення);

    Позначення деталі за кресленням;

    Номер замовлення;

    Трудомісткість обробки деталі на устаткуванні ділянки;

    Тривалість проходження деталей цього замовлення через верстатну систему ділянки (різниця між часом початку обробки першої деталі та закінченням обробки останньої деталі цього замовлення).

    Сумарна трудомісткість операцій, що виконуються над деталями, що входять до цього замовлення.

    Час переналагодження обладнання;

    Ознака забезпеченості оброблюваних деталей технологічним оснащенням.

    Відсоток готовності деталі (кількість завершених технологічних операцій);

    Число деталей із цього замовлення, які вже пройшли обробку на даній ділянці;

    Загальна кількість деталей, що входять до замовлення.

Орієнтуючись за наведеними ознаками і обчислюючи ряд специфічних показників таких як напруженість (відношення показника 6 до показника 5), порівнюючи значення 7 і 4, аналізуючи співвідношення показників 9, 10 і 11, локальна MES-системи робить розрахунок поточного пріоритету одній групі.

Зауважимо, що деталі з одного замовлення, але що знаходяться на різних ділянках, можуть мати і різні значення пріоритету, що обчислюється.

Логістична схема Методу пріоритетів, що обчислюються, застосовується в основному в багатономенклатурних виробництвах дрібносерійного і одиничного типів. Представляючи собою «витягуючу систему» ​​планування та використовуючи локальні MES для забезпечення високої швидкості проходження замовлень через окремі виробничі ділянки, ця логістична схема використовує децентралізовані обчислювальні ресурси для підтримки ефективності процесів в умовах пріоритетів виконуваних завдань, що змінюються.

Мал. 17.Приклад детального виробничого розкладу
для робочого місця в MES

Відмінною особливістю цього методу є те, що MES система дозволяє в межах виробничої ділянки складати детальні розклади виконуваних робіт. Незважаючи на певну складність у реалізації, метод обчислюваних пріоритетів має значні переваги:

    поточні відхилення, що виникають у ході виробництва, компенсуються засобами локальних MES на підставі пріоритетів виконуваних завдань, що змінюються, що значно підвищує пропускну здатність всієї системи в цілому.

    не потрібно фіксувати (локалізувати) положення РВП та лімітувати НЗП;

    є можливість оперативно контролювати серйозні збої (наприклад, поломка устаткування) кожному ділянці і перераховувати оптимальну послідовність обробки деталей, які входять у різні замовлення.

    наявність на окремих ділянках локальних виробничих розкладів дозволяє проводити оперативний функціонально-вартісний аналіз виробництва.

На закінчення зауважимо, що розглянуті в цій статті типи «витягуючих» логістичних систем мають загальними для них характерними ознаками, це:

    Збереження у всій системі загалом обмеженого обсягу стійких запасів (оборотних заділів) з регулюванням їх обсягу кожному етапі виробництва незалежно від чинних чинників.

    План обробки замовлень, складений однієї ділянки (єдиної точки планування), визначає (автоматично «витягує») плани робіт інших виробничих підрозділів підприємства.

    Просування замовлень (виробничих завдань) відбувається як від наступного в технологічному ланцюжку ділянки до попереднього на витрачені в процесі виробництва матеріальні ресурси («Супермаркет»), так і від попередньої ділянки до наступної за правилами FIFO або пріоритетами, що обчислюються.

Є.Б. Фролов, Московський державний технологічний університет "Станкін"

Відповідно до теорії обмежень, запропонованої Э.Голдраттом, у кожному виробництві можна назвати порівняно невеликий перелік робочих центрів, є вузькими місцями, продуктивність яких обмежує продуктивність всього виробництва, у цілому. Для досягнення максимальної продуктивності виробництва ці вузькі місця мають бути по можливості розширені та використані максимально ефективно.

Метод "Барабан-буфер-мотузка" Теорії обмеження систем ТГС Е. Голдрата в : Загальний опис

Конкретні кроки щодо оптимізації виробництва з урахуванням його вузьких місць об'єднані в методику, відому як "Барабан-буфер-мотузка" або DBR (Drum-Buffer-Rope). Основні кроки щодо використання методики:

  • робочі центри є вузькими місцями. Методика називає ці вузькі місця барабанами;
  • забезпечити найбільш ефективне завантаження барабанів. Для цього слід точно розпланувати їхню роботу, скласти розклад роботи цих барабанів, що виключає простої;
  • підкорити виконання роботи інших робочих центрах роботі барабана. Час виробництва на робочих центрах, які стоять у процесі виробництва перед барабаном, методика називається буфером. Робота в буферах повинна починатися заздалегідь, за вказаний час до запланованого початку роботи барабана. Тривалість буфера повинна бути обрана з таким розрахунком, щоб роботи в ньому обов'язково були виконані до часу роботи барабана. Таким чином, буфер повинен страхувати барабан від простоїв.

Для підтримки методики "барабан-буфер-мотузка" (далі ББВ) функціонал управління виробництвом пропонує наступний порядок роботи:

  • все виробництво розбивається на етапи. Виділення етапів не є наслідком методики ББВ, але воно може бути необхідним для інших цілей, наприклад виділення частин виробництва, що виконуються на різних територіях;
  • на кожному етапі виділяється ключовий робочий центрданого етапу – його барабан. Для барабана вказується точна інформація про його продуктивність. Для всіх робіт, що виконуються перед ним та після нього, задається узагальнений час виконання, за який вони гарантовано будуть виконані, - буфер;
  • планування графіка виробництва виконується з урахуванням інформації з етапів виробництва. Таким чином, для планування виробництва не потрібна детальна інформація про продуктивність усіх робочих центрів: достатньо знати продуктивність ключових робочих центрів та час роботи у буферах; у процесі виробництва контролюється статус виконання роботи у буферах перед ключовими робочими центрами.

Поради щодо використання методики “Барабан-буфер-мотузка”

  • Один з найефективніших підходів до пошуку вузьких місць – подивитися, перед якими робочими центрами накопичуються заготовки, що очікують на обробку.
  • Контроль якості може бути доцільно розташувати перед "барабаном". У цьому випадку вузьке місце оброблятиме лише свідомо якісні заготівлі та його неефективна робота буде виключена.
  • Слід постійно стежити за виробництвом та контролювати зміну складу його вузьких місць. Нові вузькі місця можуть бути виявлені при оптимізації завантаження вузьких місць, виявлених раніше.
  • Мають бути вжиті всі можливі заходи, щоб “барабан” не простоював та працював ефективно.
  • По можливості продуктивність "барабану" має бути збільшена, т.к. це збільшує продуктивність усієї системи.

Література з методології ТГЗ Теорії обмеження систем.

Однією з найскладніших завдань з виробництва є планування виробничого процесу забезпечення оперативного управління з його основі. Існує кілька різних підходів. Ми в рамках цієї статті зупинимося на сутності та перевагах підходу розробленого теорією обмеження «Барабан-буфер-канат».

Сутність методу полягає в максимальному спрощенні завдання: планування виробничих завдань тільки для одного ресурсу, що є обмеженням та забезпечення синхронної роботи всіх інших ділянок. Зрозуміло, що від обсягу випуску цього обмежуючого ресурсу і залежить випуск всього заводу, тому немає необхідності забезпечувати оптимальне завантаження решти всіх центрів і планувати їх роботу.

Терміном «барабан» у ББК позначається виробничий графік внутрішній ресурс обмеженої потужності (РОМ), що визначає продуктивність підприємства в цілому. Так обмеження встановлює темп чи ритм роботи всієї компанії, оберігаючи від надвиробництва та навантаження в необмеженнях. Це дозволяє забезпечити гнучкість та високий ступінь реакції системи.

«Буфер» у ББК це захисний механізм, що дозволяє максимально використовувати потужність ресурсу, що обмежує (ліквідувати можливі простої) і виконувати замовлення клієнтів у термін. Проте це предмети, а час. Буфер призначений для того, щоб незавершене виробництво надходило за певний час до запланованого початку обробки. Одночасно передбачено механізм контролю за витрачанням буфера та просуванням заготівлі, деталі, вузла або виробу з виробничого ланцюжка.

«Канат» — це засіб комунікації, що дозволяє забезпечити синхронність відпуску матеріалів та швидкість роботи обмеження. Такий механізм дозволяє уникнути надлишків матеріалів у виробничій системі, прискорити виробництво, скоротити запаси та час виконання замовлення. Фактично, це план відпуску матеріалів зі складу, який коригується залежно від режимів роботи обмеження.

Даний механізм планування дозволяє:

  • Контролювати та керувати виконанням замовлень у встановлені терміни.
  • Зменшити час виробничого циклу.
  • Скоротити кількість незавершеного виробництва, у системі.

Ще однією перевагою даного методу є його гнучкість: ББК можна використовувати як при виробництві на замовлення, так і при виробництві на склад.

На відміну з інших систем ББК націлений на генерацію доходу, а чи не зниження виробничих запасів. При цьому використання цього методу дозволяє побачити вузькі місця у виробництві, і сфокусовано вживати заходів щодо вирішення проблем, що виникли. При цьому ефект від таких заходів буде миттєвим та відчутним. Так застосування методу швидкої переналагодження (SMED) з ощадливого виробництва ресурсу обмеженої потужності (РОМ), миттєво підвищить обсяг випуску всього підприємства. Таким чином, підходи Теорії Обмежень не суперечать, а доповнюють існуючі методики, істотно посилюючи ефект від їх застосування.

Теорія обмежень- популярна методологія управління системами у різних видах діяльності, розроблена в 1980-ті роки Еліяху Голдраттом і яка базується на пошуку та управлінні ключовим обмеженням системи, що зумовлює успіх та ефективність усієї системи в цілому. Основною особливістю методології є те, що роблячи зусилля над управлінням дуже малою кількістю аспектів системи, досягається ефект, що набагато перевищує результат одночасного впливу на всі або більшість проблемних областей системи відразу або по черзі.

Підхід теорії обмежень ґрунтується на тому, щоб виявляти це обмеження та керувати ним для збільшення ефективності досягнення поставленої мети (для бізнесу прискорення та збільшення генерації прибутку). Де ефективність – це швидкість досягнення мети з мінімально можливими витратами та без урізання мети за змістом. Методологічно теорія обмежень включає у собі ряд логічних інструментів, дозволяють знайти обмеження, виявити управлінське протиріччя, що стоїть за ним, підготувати рішення і впроваджувати його з урахуванням інтересів усіх зацікавлених сторін. Націленість на кінцевий результат дозволяє досягати надзвичайно швидких результатів (для бізнесу 2-3 місяці), націленість на взаємовигідні рішення дозволяє підвищувати рівень взаємодії та мотивацію персоналу. Еліяху Голдратт розробив і опублікував прикладні рішення Теорії обмежень для операційних процесів та управління виробництвом, управління фінансами та формування показників, управління проектами (розробка нової продукції, будівництво), логістики та всього ланцюга поставок, маркетингу, всіх видів продажів, управління персоналом, формування тактики та стратегію розвитку системи.

Серед запропонованих теорією обмежень методів – набір правил перевірки логічності тверджень [⇨] про роботу організації та причинно-наслідкових зв'язків між ними, алгоритми побудови причинно-наслідкових діаграм, метод «барабан – буфер – мотузка», а також метод критичного ланцюга для управління проектами.

Метод «барабан – буфер – мотузка»

Одним із методів теорії обмежень, що широко застосовується у сфері виробництва, є метод «барабан - буфер - мотузка», що задає наступні принципи:

  • «Барабан» - виробництво має працювати за деяким ритмом;
  • «буфер» - перед обмеженням має бути певний буфер запасів матеріалів, що захищає обмеження від простоїв;
  • «мотузка» - матеріали повинні подаватися у виробництво лише тоді, коли запаси перед обмеженням досягли деякого мінімуму, не раніше, ніж перевантажити виробництво.

Метод барабан-буфер-мотузок заснований на аналізі оборотності запасів та її співвідношення з оборотністю дебіторської та кредиторської заборгованості.

Барабан – це образне вираження. Символ, який говорить про те, що необхідно підтримувати певний ритм виробництва, єдиний із ритмом отримання грошей від покупців та оплати постачальникам; по суті йдеться про керування тривалістю фінансового циклу.

Буфер – також образний вираз, суть якого у необхідності нормування запасів, розрахунку величини дефіциту та надлишків з кожної номенклатурної позиції;

Мотузка – ще один символ, суть якого у візуалізації та маркування відхилень від норм, формуванні сигналів та оповіщень при появі таких відхилень.

Управління запасами на основі методу барабан-буфер-мотузка легко здійснити в Excel з використанням фінансових моделей.

Мислячі процеси

Теорія обмежень пропонує також більш загальний системний підхід до пошуку та зняття обмежень, який може бути застосований не тільки у виробництві, а й в інших найрізноманітніших системах. Цей підхід складається з послідовної побудови аналітичних схем наступних типів:

  • Дерево поточної реальності(ДТР, аналогічне діаграмі поточного стану, використовуваної багатьма організаціями) - виявлення причинно-наслідкових відносин між небажаними явищами і кореневою причиною більшості даних небажаних явищ.
  • Діаграма вирішення конфлікту(ДРК) – для усунення протиріч у системі, які часто є причиною небажаної ситуації в системі. Спосіб усунення протиріч прийнято називати ін'єкцією.
  • Дерево майбутньої реальності(ДБР) - коли вибрано деякі способи (ін'єкції) усунення виявлених за допомогою ДТР кореневих причин проблем або конфлікту в діаграмі вирішення конфлікту, будується дерево, що показує майбутній стан системи. Це необхідно для виявлення негативних наслідків вибраних ін'єкцій ( негативних гілок) та вибору способів боротьби з ними.
  • Дерево переходу- виявлення можливих перешкод шляху перетворень та його усунення.
  • План перетворень- для вироблення конкретних інструкцій для виконавців для впровадження запланованих змін.

Цей підхід описаний у художній формі у книзі «Мета-2. Справа не в везінні». Більш формальною академічною мовою – у книзі У. Детмера «Теорія обмежень Голдратта».

Критерії перевірки логічних побудов

Метод розумових процесів Голдратта, на відміну багатьох подібних методик візуалізації інформації (наприклад, діаграми Ісікави , ментальних карт), пропонує набір правил, дозволяють перевірити наявність причинно-наслідкових зв'язків та його достовірності. Такі правила називаються критеріями перевірки логічних побудов(КПЛП, Categories of Legitimate Reservation) - це вісім положень, за допомогою яких можна перевірити, довести чи спростувати правильність збудованих причинно-наслідкових зв'язків:

  1. Ясність- всі однозначно розуміють твердження, які у діаграмі.
  2. Наявність затвердження- Затвердження містить закінчену думку.
  3. Наявність причинно-наслідкових відносин- чи справді названа причина викликає вказане слідство?
  4. Достатність наведеної причини- названа причина достатня, щоб викликати зазначене слідство у цьому контексті.
  5. Перевірка наявності альтернативної причини- чи не може названа причина бути лише однією з можливих?
  6. Неприпустимість заміни причини наслідком- переплутані причина та слідство.
  7. Пошук перевірного слідства- якщо названа причина має місце, то у неї повинні бути не лише зазначене слідство, а й деякі інші, побічні, наслідки (які не обов'язково мають бути зазначені у конкретній діаграмі).
  8. Відсутність тавтології- слідство пропонується як обґрунтування існування причини.

Примітки

Література

  • Елі Шрагенхайм.Теорія обмежень у дії: Системний підхід до підвищення ефективності компанії = Management Dilemmas. - М.: Альпіна Паблішер, 2014. - 286 с. - ISBN 978-5-9614-4727-9.
  • Еліха М. Голдратт, Джефф Кокс.Ціль. Процес безперервного вдосконалення = анг. The Goal: A Process of Ongoing Improvement. – Мінськ: Попурі, 2009. – 496 с. - 7000 екз. - ISBN 978-985-15-0641-1.
  • Еліха М. Голдратт, Джефф Кокс.Ціль. Процес безперервного покращення. Ціль-2. Справа не в везіння =