Специфика внедрения бережливого производства: Lean-инструменты «Хейдзунка» + «вытягивающая логистическая система»

Cогласно целям Национального проекта «Производительность труда и поддержка занятости», принятом в рамках реализации майских Указов Президента Российской Федерации, рост производительности труда на средних и крупных предприятиях базовых несырьевых отраслей экономики должна быть не ниже 5% в год (более 20% прирост производительности труда к 2024 году). Одним из инструментов повышения производительности труда принята концепция Бережливого производства (Lean Manufacturing). В статье обсуждаются лишь некоторые вопросы специфики применения бережливого производства, в частности, таких, известных его Lean-инструментов, как «Хейдзунка» и «вытягивающая логистическая система».
Специфика внедрения бережливого производства:  Lean-инструменты «Хейдзунка» + «вытягивающая логистическая система»

«Рука прилежных будет господствовать, а ленивая будет под данью».

Ветхий Завет. Притчи Соломона


 

1 ноября 2018 года состоялось знаковое событие: исполнилось ровно 30 лет термину «Lean Production» (Manufacturing). Автором этого термина является Джон Кравчик. Это он в 1988 году написал статью «Триумф Лин системы производства» (Triumph of the Lean Production System [1]) в которой анализирует преимущества и недостатки конвейерного производства, организованного так, чтобы все запасы были минимальны. Спасибо Джону – это он подарил нам сам термин «Lean». «Lean» — это дословно худой, подтянутый, спортивный. Производство с минимальными запасами – это и есть производство «без излишеств», или эффективное производство с т.з. НЗП. Случилось так, что термин «Lean Manufacturing» остальные авторы, в частности известный Дж. Вумек, нашли уместным в описании уже своих наблюдений за развитием японского промышленного менеджмента. Последующая книга Джеймса Вумека и Дэниеля Джонсона [2] дала старт новой для того времени концепции «Lean Manufacturing», которая в России именуется «Бережливым производством» (БП).

Обманчивая простота

Описание американцами концепции появилось в России в 2003 году, когда были переведены несколько популярных книг американских исследователей производственной системы компании Тойота или Toyota Production System (TPS). Эти книги заражали сознание тем, что добиться эффективности производства мирового уровня можно очень быстро простыми, понятными каждому здравомыслящему человеку методами и внятными стандартными инструментами. При этом создавалось впечатление, что особых интеллектуальных и материальных затрат для ее реализации не требуется. И вот, по прошествии 16-ти лет внедрений, мы вынуждены констатировать факт: взрывного роста производительности и качества управления только за счет внедрения БП у подавляющего числа экспериментаторов не произошло как на предприятиях РФ, так, кстати, и на Западе. Былое очарование приверженцев БП переходит в отторжение и в рост негативного отношения к данному концепту.

Важный вопрос: почему в Японии TPS успешно применяется, а её аналог у нас и в европейских странах вызывает такие проблемы в реализации?

Во-первых: Различие во взглядах на принципы TPS. Так американец Дж. Вумек - автор известной книги, текст которой был положен в основу Lean-концепции, сформулировал 5 принципиальных подходов TPS. Его коллега Дж. Лейкер сумел обнаружить уже 14 принципов. В то же время эти авторы изложили лишь некоторые базовые методологические приемы, которые они наблюдали на машиностроительных предприятиях японского автоконцерна. Сегодня, по прошествии определенного времени, мы понимаем, чего же в этой Lean-концепции не хватает: а именно, нет внятного описания методологии ее применения для производств отличных от массового, конвейерного типа, в производствах с большой номенклатурой производства. В описаниях американских наблюдателей так же отсутствуют сведения об алгоритмическом и программном обеспечении, используемом в TPS ещё в 80-х годах о котором упоминает Ясухиро Монден в труде «Производственная система Тойоты» (1989 г.). Т.е. можно предположить, что авторы исходной концепции «Бережливого производства» описали только вершину айсберга, именуемого TPS. А вопрос: «Почему Lean-инструменты хорошо работают лишь в подводной части этого айсберга, т.е. только на предприятиях Toyota?» - до сих пор тревожит умы руководителей отечественных производств (рис.1).
 


Рис. 1. Проблемы применимости инструментов Lean в бережливом производстве.

 

Мало того, что хитроумные японцы далеко не все показали любопытным американцам, да еще и исходная терминология Lean-концепции была переведена на русский язык, мягко говоря, не совсем корректно. Это вызвало и вызывает множество противоречивых толкований терминов и определений специально разработанного государственного стандарта (ГОСТ Р 56020-2014).

Во-вторых: Описания «простых инструментов» вызвало к активной жизни целое движение начитанных консультантов по TPS, которые в подавляющем большинстве никогда организацией своих производств не занималась. Они были не в состоянии оценивать риски своих организационных экспериментов в силу отсутствия базовых инженерных знаний, знаний технологий, организационных подходов к организации производственных структур (справка: создатели всех высокоэффективных производственных систем были инженерами, выходцами из цеховой среды). Соответственно, это обстоятельство не позволяло консультантам критически оценивать инновационную Lean-концепцию, а точнее границы её применимости.

Во-третьих: вера собственников в быстрые результаты. Собственники промышленных предприятий в основной массе своей так же не отличились критическим отношением к написанному в книге Дж.Вумека [2], так как они, как и свежеиспеченные консультанты, не имели опыта цеховой организации производства различных типов. Для них методология казалась одинаково применимой для любого типа производства от производства муки – до изготовления самолетов.

Как правило, провалы внедрений и консультантами, и собственниками оправдывались негативным влиянием только человеческого фактора, а сами инструменты оставались вне критики. Однако, по мнению авторов настоящей статьи, это не так. Несомненно, простые инструменты БП дают мощный эффект, но лишь тогда, когда они базируются на невидимых, подводных фундаментах айсберга под названием «Toyota Production System» [2,11]. Об этих фундаментах и пойдет речь в данной статье.


История «вытягивающих» логистических схем управления производством

На заре прошлого века для индустриальной эпохи массового потребления требовалось и массовое производство. Одним из системных решений этой бизнес-задачи было изобретение конвейерной сборки автомобилей Генри Фордом. Он разделил процесс на простейшие операции, которые производятся в движении линии конвейера по пути хода одного единого процесса производства одной модели автомобиля. Это позволило достигнуть максимума производительности, привлекать персонал низкой квалификации, деятельность которого жестко регламентировалась стандартами и мастерами в рамках каждого упорядоченного рабочего места сборки. Пригодилось всё, что до Форда разработали другие отцы-основатели научной организации труда – Тейлор и др.

Поэтому особенно важным в те годы была высокая производительность, непрерывность и надежность работы сборочного конвейера. Чтобы добиться этой цели создавались значительные «буферные» запасы деталей и комплектующих для сборки. Это позволяло компенсировать время на многочисленные случайные сбои в обрабатывающих производствах, логистике и т.п. Так появились следующие определения (требования) к процессу организации конвейерного производства: надежный (robust), а значит запасливый (buffered).

С точки зрения бизнеса в послевоенных исторических условиях в США буферный метод организации был оправдан, а в Японии нет и вот почему: у японцев после войны была серьезная проблема - спрос на товары был массовым, а покупательная способность населения очень низкая и неустойчивая (совсем как у нас сейчас). Поэтому для них «запасливый», надежный американский метод организации массового конвейерного производства был разорителен. Пришлось изобретать принципиально новые методы управления, такие, чтобы высокая производительность конвейера сохранилась, и в то же время запасы должны были быть предельно минимальными. Потребовалось соединить не соединяемое. Главная проблема находилась не в организации самого процесса сборки – а в процессах, предшествовавших ей. На первый план вышли не только высокое качество производства деталей и сборок с «первого раза», но и высокий уровень заинтересованности, дисциплины и взаимодействия всего персонала.

Компания Тойота продвинулась на этом пути быстрее всех лишь потому, что ещё в 20-30-х годах уже изобрела и отработала несколько важных подходов к решению этой сложной задачи: это так называемая «автономизация» станков, позволявшая многостаночное обслуживание, а также и принцип «встроенного качества», разработанный сыном основателя компании Кийтиро Тойода в тот же период. Это были первые, базовые фундаменты TPS.

Заметим, что между рабочими и руководством уже тогда сложились «взрослые» отношения взаимных обязательств. Так, владелец и управляющий, талантливый инженер и организатор - Кийчиро Тойода, вынужден был сдержать своё слово, ранее данное рабочим, и добровольно покинул компанию в кризисный 1949 год. Такие смелые, мужские поступки высшего руководства устанавливали высочайшую степень доверия между сотрудниками и руководством предприятия. (мы рекомендуем консультантам по БП обязательно рассказывать собственникам про этот важный случай истории создания TPS, так как это так же один из её невидимых фундаментов). Другими словами, предпосылки к принципиально новому японскому подходу к организации производства были уже сложены из подобных и, многих других, важных фундаментов.

Идея производить и тут же подавать детали и сборочные единицы на главный конвейер практически без запасов потребовала не только идеального качества компонентов, но и идеальной упорядоченности и синхронизации поставок по циклу и такту конвейера для всех параллельных, последовательных, взаимозависимых и единичных технологический процессов. Синхронизация любой ценой – вот главная задача, а она могла быть решена лишь при наличии реактивной коммуникационной среды и мгновенного (оперативного) планирования операций.

Методом создания такой коммуникационной среды послужила система «KANBAN», которую придумал бывший железнодорожник, грубиян и живодёр, наводящий ужас на всех работников, - начальник обрабатывающего производства Тойота господин Таити Оно. Он жестко и безоговорочно перестроил всю структуру производства деталей и сборочных единиц по принципу предметно-замкнутых участков (или «производственных ячеек») с таким расчетом, чтобы эти участки значительно не перестраивались и были настроены на мгновенное начало изготовления качественной детали или узла. Т.е. число переналадок и настройки отдельных единиц оборудования на изготовление разных деталей и сборочных единиц было минимальным. Рабочие места должны были быть в готовности приступить к работе по команде Kanban-карточки и быть устойчивыми в любое время (принцип Сицуке). Постоянная готовность рабочего места к выполнению операции – цель и задача комплекса мероприятий, которые теперь называют «5S» [2,11].

Как только приходила команда (Kanban-карточка) «Изготовить» конкретную деталь или сборочную единицу – то в работу запускалась соответствующая ячейка, и изготавливались детали не партиями, а по одной в нужном количестве и в жестких рамках синхронизации времени такта главного конвейера. Т.е. конвейер по мере потребления незначительных запасов в ходе сборки автомобилей – сам раздавал карточки-задания, т.е. оперативно планировал производство и восполнение запаса через ящики «Хейдзунка» (была такая рукотворная коммуникационная среда). Всё как в американском супермаркете начала 60-х годов прошлого века.

Такая система управления именуется ныне «вытягивающейся» логистической схемой, а а сама система KANBAN носит также название «Метод восполнения «Супермаркета»» [3,4].


Рис. 2. А.К. Гастев (1882-1941) – основатель концепции научной организации труда НОТ.

 

Нельзя не вспомнить, что во многом методологической основой современного бережливого производства так же явились идеи известного советского ученого Алексея Капитоновича Гастева - основателя концепции научной организации труда (НОТ), руководителя Центрального института труда (ЦИТ ВЦСПС), рисунок 2. Его идеи и методы эффективной научной организации труда, предложенные еще в 20-х годах прошлого века, были позаимствованы японскими сенсеями при создании своей TPS, о чем свидетельствовал сам создатель TPS Таичи Оно.

 

Ящик Хейдзунка – инструмент выравнивания потока

«Хейдзунка» (Heijunka) - Выравнивание производства по видам и объему продукции в течение фиксированного периода времени. Инструмент, используемый на Тойоте (в системе TPS) для выравнивания номенклатуры и объема производства путем инициирования движения по предприятию Kanban-карточек через фиксированные промежутки времени (также носит название «ящик выравнивания» или «ящик Хейдзунка»). Пример японской Kanban-карточки приведен на рисунке 3.


Рис. 3. Kanban-карточка (требование на производство конкретной продукции в TPS)

Увы, но и сегодня, скорее всего по незнанию, никто не знает о том, как и с помощью какого промышленного софта этот ящик «Хейдзунка» заполняется на предприятиях Тойота. Как упорядочивается множество используемых Kanban-карточек во времени. Создается такое впечатление, что в TPS до сих пор эта задача решается визуальными методами и реализуется вручную, а многочисленные «рукотворные» варианты ее реализации на российских машиностроительных заводах, - наглядное тому подтверждение (см. пример на рис. 4).

Заметим, что в требованиях, предъявляемых Lean к организации потока, декларируется: «Применяйте Хейдзунка», но как это сделать никто толком не объясняет.


Рис. 4. «Рукотворный» ящик Хейдзунка глазами отечественного Lean-консультантов

А между тем, именно правильно заполненный KANBAN-карточками ящик Хейдзунка является основным ядром управления японской «вытягивающей» логистической системой, где фактически формируется производственное расписание (Production Schedule) выполнения работ в цехах предприятия с учетом матрицы переналадок (SetUp Change Protocol) [3,6].

На сегодняшний день для расчета цеховых производственных расписаний применяются специализированные программные продукты класса APS (Advanced Planning System) и MES (Manufacturing Execution System), см. рисунок 5 [8,9,12].


Рис.5. Ящик Хейдзунка в виде расписания работ (MES система «ФОБОС», Россия)

Как мы уже отмечали выше, в организационном отношении часть логистической системы предприятия, к которой относится управление внутрицеховыми материальными потоками, образует производственную логистическую систему.

Сегодня принято выделять 5 (пять, а не одна, как утверждается в Lean) базовых типов «вытягивающих» логистических систем, имеющих алгоритмическое решение в виде соответствующего промышленного софта [4,8,11]:

  • Восполнение «Супермаркета» (KANBAN) (Supermarket Replenishment);

  • Лимитированные очереди FIFO  (Capped FIFO Lanes)

  • Метод «Барабан-Буфер-Веревка» (Drum Buffer Rope) 

  • Лимит незавершенного производства   (WIP Cap)

  • Метод вычисляемых приоритетов (Priority Sequenced Lanes)



Восполнение «Супермаркета» (KANBAN)

Принципиальная схема метода KANBAN (восполнения «супермаркета») приведена на рисунке 3. Авторы метода: Кийчиро Тойода и Таичи Оно, Япония.


Рис.6. Метод восполнения «Супермаркета» - KANBAN (К.Тойода,Т.Оно, Япония)

Она действует следующим образом:

  • Процесс-потребитель забирает исходные материалы из ячеек супермаркета тогда, когда ему это нужно.

  • Для каждого изготавливаемого изделия (заказа) рассчитывается «точка восполнения» исходных материалов.

  • Как только суммарное количество материалов в ячейках супермаркета и исполняемых заказах становится ниже «точки восполнения», процессу-поставщику посылается новый заказ на их поставку. В качестве такого заказа может выступать пустой контейнер, карточка «Канбан», световой сигнал, пустая ячейка «Супермаркета» и т.п. (Оформлять заказ на бумаге не обязательно, - подойдет даже простой вариант: «если видишь пустое место, то заполни его»).

  • Для каждого восполняемого материала рассчитывается объем соответствующей партии. Количество изделий во всех новых заказах равно объему восполняемых материалов.

  • Процесс-поставщик исполняет заказ на восполнение материалов.

  • Заказанные материалы физически помещаются в соответствующие Kanban-ячейки «Супермаркета».

Область применения метода восполнения «Супермаркета» (KANBAN) - серийное производство с циклически повторяющейся номенклатурой изготавливаемых изделий.

Ниже на рисунке 7 приведена структура метода «Лимитированных очередей FIFO», также представляющей собой вытягивающую логистическую систему.
 

Лимитированные очереди FIFO

Лучший способ представить лимитированную очередь FIFO (рисунок 6), состоящую из выполняемых производственных заказов, - это представить себе, как перемещаются по трубе теннисные мячики. Диаметр трубы чуть больше, чем диаметр мячиков. Мячики могут свободно перемещаться по трубе, но никоим образом нельзя поменять их местами внутри трубы. По сути, здесь нет «полосы для обгона». К тому же, длина трубы ограничена и одновременно в нее помещается к примеру только 3 мячика (это и есть лимит очереди FIFO). Участок 3 будет производить продукт F, поскольку у него нет другого выбора. Вот почему для участка 3 не нужен отдельный план работ на уровне самостоятельного производственного расписания. План действий этого процесса строго диктуется самой «вытягивающей» логистической системой управления.


Рис.7. Метод лимитированных очередей FIFO (First-In-First-Out)

То же самое справедливо и для участка 4. Заметим, что если Участок 2 закончит изготовление продукта, а очередь FIFO из заданий на участок 3, будет уже заполнена, то он прекращает свою работу во избежание переполнения этой очереди. Для Процесса 2 это будет сигналом, что он функционирует быстрее всей остальной системы. Аналогичным образом в случае, если участок 3 затребует следующее задание из предшествующей ему очереди FIFO и окажется, что она пуста, то и Процесс 3 тоже остановится. Такая система демонстрирует, какой процесс в данный момент времени является самым медленным.

Преимущество «вытягивающей» логистической системы типа лимитированных очередей FIFO перед «Супермаркетами» заключается в следующем:

  • в этой системе содержится меньше запасов;

  • уменьшаются риски срыва сроков исполнения клиентского заказа;

  • упрощается управление;

  • имеется возможность находить процесс, лимитирующий общую производительность системы, - текущее ограничение РОП;

Область применения : метод лимитированных очередей FIFO можно использовать в массовых и крупносерийных производствах, где объем выпуска достаточно высок и технологический процесс постоянен для всего семейства выпускаемых продуктов.

Подробнее описание метода см. [3]


«Барабан-Буфер-Веревка»

Метод «Барабан-Буфер-Веревка» (DBR–Drum-Buffer-Rope) – один из оригинальных вариантов «вытягивающей» логистической системы, разработанной в теории ограничений - ТОС (Theory of Constraints) Автор метода - Элия Голдратт, Израиль [5]. Она очень похожа на систему лимитированных очередей FIFO, за исключением того, что в ней не ограничиваются запасы в отдельных очередях FIFO.


Рис.8. Метод «Барабан-Буфер-Веревка» - DBR Drum-Buffer-Rope (Э.Голдратт, Израиль)

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 8, 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. Передача деталей на последующие этапы обработки после их прохождение через РОП уже не являются лимитируемым FIFO, т.к. производительность соответствующих процессов заведомо выше. Подробности метода см. [5,6].

Область применения - серийные производства с длительным циклом обработки деталей и сборочных единиц, где время изготовления изделий достаточно для того, чтобы успеть локализовать РОП и применить DBR-алгоритм (5-шаговую процедуру «фокусирующих шагов»).
 

Лимит незавершенного производства

«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 9.

Рис.9. Метод «Барабан-Буфер-Веревка» - DBR Drum-Buffer-Rope (Д.Хэллет, США)

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 9.

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.

 

Область применения - ритмичные производства 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.

 

Замечание: Важной особенностью рассмотренных выше «вытягивающих» логистических систем является возможность вычисления времени выпуска (цикла обработки) изделий по известной формуле Литлла [3,4]:

Время выпуска = НЗП/Ритм,

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

В то время как размер партии обрабатываемых деталей в DBR рассчитывается соответствующим алгоритмом, другие описанные выше вытягивающие логистические методы (KANBAN, Capped FIFO Lanes, WIP Cap), базируясь на общей формуле Литла, могут быть сконфигурированы в более сложные структуры [3] применительно к серийным производствам.

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.

 

Метод вычисляемых приоритетов

Метод вычисляемых приоритетов (Priority Sequenced Lanes) является своеобразным обобщением двух рассмотренных выше «вытягивающих» 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 [4].


Рис.10. Метод «Вычисляемых приоритетов» (Е.Фролов, Россия)

Правила вычисления этих приоритетов назначаются в единственной точке планирования производства, - в примере, приведенном на рисунке 10, это второй производственный участок, следующий непосредственно за первым «Супермаркетом». На каждом последующем производственном участке функционирует своя собственная исполнительная производственная система [9,10] (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.11. Метод «Вычисляемых приоритетов» - последовательность исполняемых заказов.

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.

Если правила вычисления приоритетов заданиям назначаются «извне» по отношению к каждому производственному участку, 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 10.

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 11).

Чтобы вычислить значение приоритета конкретного задания, выполняемого или ожидающего своей обработки на участке, проводится предварительное группирование заданий (деталей, входящих в определенный заказ) по ряду признаков [4]:

  • 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.

 

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.

Отличительной особенностью этого метода является то, что MES система позволяет в пределах производственного участка составлять детальные расписания выполняемых работ [9,10]. 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.

 

Область применения – производства мелкосерийного и единичного типов с большой номенклатурой изготавливаемых деталей и сборочных единиц,

 

Замечание

Рассмотренные выше варианты «вытягивающих» логистических систем обладают общими для них характерными признаками, это

  1. Сохранение во всей системе в целом ограниченного объема устойчивых запасов (оборотных заделов) с регулированием их объема на каждом этапе производства независимо от действующих факторов. (Напомним – «Lean» это производство с минимальными запасами)

  2. План обработки заказов, составленный для одного участка (единственной точки планирования), определяет (автоматически «вытягивает») планы работ других производственных подразделений предприятия.

  3. 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.

 

Выводы

Итак: Стандартные инструменты БП хорошо адаптируются на таких важных «невидимых» фундаментах как:

- Встроенное качество

- Взаимная ответственность руководства и работников всего предприятия

- Различных подходах к синхронизации и выравнивании производственных потоков для различных типов производств.

 

В этой статье мы акцентировали ваше внимание на последнем пункте и для того чтобы «Бережливое производство» действительно показало свою высокую эффективность в задаче повышения производительности труда необходимо использовать автоматизированные системы, способные реализовать «Вытягивающую логистическую схему». Причем:

  • следует использовать современный промышленный софт категории APS+MES (Manufacturing Execution Systems – исполнительные производственные системы).

  • «Вытягивающую логистическую систему» для конкретного производства необходимо выбирать в зависимости от его типа (массового, крупносерийного, серийного, мелкосерийного, единичного).

Согласно декларированным целям Национального проекта «Производительность труда и поддержка занятости» (решение от 24.09.2018, протокол № 12) следует обеспечить ежегодный рост производительности труда на средних и крупных предприятиях базовых несырьевых отраслей российской экономики не ниже 5% в год. При этом должен быть достигнут рост производительности труда на предприятиях-участниках нацпроекта на 10, 15 и 30 % соответственно к первому, второму и третьему году. Такой рост производительности возможен лишь при наличии надежных фундаментов при строительстве ваших производственных систем.

В заключении авторы выражают уверенность, что материал, изложенный в данной статье, окажется полезным для специалистов, связанных с решением задач национального проекта повышения производительности труда на машиностроительных предприятиях. В частности, принесет пользу участвующим в проекте Lean-консультантом, ибо, как верно заметил всемирно известный классик в области организации производства Эдвардс Деминг:

«Недостаточно делать все, что от тебя зависит. Нужно знать, что делать, и тогда уже делать все, что от тебя зависит».

 

 

Авторы:

Залыгин Андрей Рэмович © 2020
руководитель проектов, компания «Алрино», г. Томск.

Фролов Евгений Борисович © 2020
д.т.н., проф., член-корр. РАЕ, МГТУ «СТАНКИН», г. Москва.

 


ЛИТЕРАТУРА.

  1. Krafcik John. Triumph of the Lean Production System. — MIT Massachusset Institute of Technology , 1988, v.8 №1, pp. 1-52.

  2. Вумек Д,, Джонс Д. Бережливое производство. Как избавиться от потерь и добиться процветания вашей компании. — М.: Альпина Бизнес Букс , 2008, 474с.

  3. Hallett D. Pull Scheduling Systems Overview. Pull Scheduling, New York, 2009. pp.1-25.

  4. Фролов Е.Б. Производственная логистика, или что такое «вытягивающее планирование». // Логистика и управление цепями поставок, №1 2010, с. 69-85.

  1. Голдратт Э. Цель. Цель-2. — М.: Баланс Бизнес Букс, 2005, с.776.

  2. Dettmer, H.W. Breaking the Constraints to World-Class Performance. Milwaukee, WI: ASQ Quality Press, 1998.

  3. Goldratt, E. Critical Chain. Great Barrington, MA: The North River Press, 1997.

  4. 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.

  5. Фролов Е.Б., Загидуллин Р.Р. Промышленный софт для планирования машиностроительного производства: ERP, APS, MES (часть 1). // М.: Главный инженер, 2020, №2, с. 36 – 45, (часть 2) №3, с. 22 – 32.

  6. Фролов Е.Б., Нестеров П.А., Косьяненко А.В. Что следует знать о системах производственного планирования. // РИТМ машиностроения, 2020, №2, с.15-20.

  7. Джеффри Лейкер «Дао Toyota: 14 принципов менеджмента ведущей компании мира»

  8. Залыгин А.Р. «MES система в производственной логистике: Управление реальностью» //Управление производством, №2 2009, с.42-53.

© Издание 12NEWS (ИП Маринин А.Л.) 12news.ru, 2020


Комментарии на публикацию Специфика внедрения бережливого производства: Lean-инструменты «Хейдзунка» + «вытягивающая логистическая система»

Гость
Тема/заголовок:
Комментарий: