Цель данной статьи – предложить метод построения циклограмм в качестве функциональной модели оперативного управления на примере оконного производства с наиболее сложным позаказным типом.
Автор: Марат Киямов, Финансист
Цвет фуксии – пурпурный цвет, в средневековой Европе считался символом высшей власти
«Информация является скорее делом процесса, чем хранения». Норберт Винер
Несомненно, все без исключения крупные производственные предприятия сталкиваются с проблемами внутрицехового управления. Причин тому несколько: сложная производственная структура, многономенклатурное производство, большое количество оборудования и, как правило, отсутствие должного программного обеспечения. Все эти причины кажутся вполне себе объективными и обоснованными. Конечно, не исключено, что какие-то предприятия вполне устраивает существующий уровень оперативного управления, но я сильно сомневаюсь, что ответственные сотрудники в этих компаниях блестяще справляются с этой задачей. Тем не менее, вне зависимости от причин и способов решения, проблема эффективности оперативного управления и как следствие – высокие производственные издержки – находятся в топе проблем промышленного сектора. Дело тут даже не столько в своевременном предоставлении ответственному сотруднику необходимой оперативной информации, сколько в преобразовании большого информационного массива в простую и понятную картинку. Потому, что если принять во внимание множество данных, критериев и условий, которые необходимо учитывать при оперативном управлении и соответствующее количество возможных комбинаций, то метод визуализации можно назвать, фактически, единственно приемлемым вариантом.
Для повышения эффективности внутрицехового управления требуется метод, позволяющий персоналу действительно управлять потоком, а не имитировать управление. И хотя может показаться, что данная тема волнует только тех, кто непосредственно участвует в диспетчеризации производства и знаком с этой проблемой, на самом деле вопросы эффектности производственной системы касается всех без исключения, от коммерсантов до собственников предприятия.
Цель данной статьи – предложить метод построения циклограмм в качестве функциональной модели оперативного управления на примере оконного производства с наиболее сложным позаказным типом.
Для начала разберемся с терминами и определениями:
Производственный цикл – это период времени с момента выдачи материалов в производство до момента приемки готовой продукции службой ОТК.
Такт потока – это рассчитанный средний период времени на технологическую операцию.
Межоперационное время – это время ожидания партии полуфабрикатов между двумя смежными операциями.
Критическое сближение — минимальное допустимое тех. процессом время между двумя операциями рабочего центра.
Задел — это полезный объем незавершенного производства, выраженный в незаконченном производстве полуфабрикатов, обеспечивающее непрерывность и равномерность основного потока.
Из-за не синхронизированного (несогласованного) такта рабочих центров межоперационное время составляет существенную часть производственного цикла. В ожидании обработки полуфабрикаты могут создавать завалы, способные полностью парализовать работу производства.
Основная задача внутрицехового управления – это обеспечить минимальную длительность производственного цикла, при максимальном качестве выпускаемой продукции.
Итак, коллеги, наша задача – сократить производственный цикл за счет синхронизации операций основного потока и уменьшения межоперационного (пустого) времени.
Поскольку нетривиальные задачи принято разбивать на несколько менее сложных подзадач, я тоже предлагаю разбить поставленную задачу на несколько частей. Сначала определим место и количество необходимой для управления информации, потом сформулируем основные условия построения циклограммы, затем из электронного массива скомпонуем легкое для восприятия цветное информационное табло.
Для компоновки всех необходимых данных нам, безусловно, понадобиться создать виртуальный диспетчерский пост – рабочее место диспетчера, представляющее собой мега-документ с несколькими основными закладками, например: полученные заказы, задания на производство, циклограмма потока, сменные задания (наряды) и склад готовой продукции. Каждая закладка будет состоять из нескольких частей (блоков), в зависимости от количества номенклатуры, производственных операций и участков. Смысл создания диспетчерского поста в группировке в одном месте всех необходимых документов, справочников и параметров с удобной формой компоновки и всевозможной фильтрацией.
Излагаемый метод основан на следующих утверждениях:
Исходя из перечисленных факторов, я делаю вывод, что для планирования, синхронизации и контроля операций основного потока вполне достаточно построения циклограммы работы сварочного участка. Таким образом, центральный элемент диспетчерского поста будет представлять собой искомое компактное графическое изображение.
Теперь рассмотрим основной этап – построение циклограммы. Циклограмма строиться на основании предварительно сформированных производственных заданий (партий). Для расчета такта понадобится производственная мощность и норма загрузки каждой сварочной машины, кроме того в соответствии с нормой загрузки будет рассчитываться заполнение рабочих центров. Входными (регулируемыми) данными являются: расчетное количество сварочных машин, количество партий и фонд рабочего времени. Горизонт планирования – рабочая смена. Выходными данными являются: время начала и окончания операций для конкретной сварочной машины.
Кликните на изображение для увеличения
Команда построения циклограммы инициируется ответственным специалистом. По оси абсцисс отображается время операционных тактов, представляющие собой промежутки, равные расчетному времени сварочных операций для соответствующей партии. По оси ординат — рабочие центры сварочного участка. Число строк, соответствует количеству задействованного оборудования (в зависимости от объема поступивших заказов). Расстояние между операциями рассчитывается, так, чтобы в месте максимального сближения были выдержаны необходимые технологические и организационные перерывы, предусмотренные тех. процессом (критическое сближение).
В системе координат, от начальной точки задается график первой сварочной операции, при наличии задела, разумеется. В случае отсутствия задела время начала сварочных операций автоматически сдвигается на расчетный период ожидания обработки ближайшей партии на предыдущем заготовительном участке. Далее, от первого графика, с учетом критического сближения откладывается график второй и последующих операций. Операции группируются в цепочки, в пределах которых партии следуют друг за другом по принципу FIFO (First In First Out). Задача сводится к моделированию (оптимизации) движения материальных потоков с целью выбора наилучшего варианта, обеспечивающего сроки исполнения заказов, рациональную загрузку машин и персонала.
Важно! Последняя партия в цепочке операций должна выходить за горизонт планирования, так как резервируется для задела на следующую смену и не предполагает обработки (при наличии соответствующего объема заказов).
Высокая скорость пересчёта значений позволяет использовать метод в интерактивном режиме, когда ответственный сотрудник самостоятельно, в течение смены, дополнительно «по звонку» формирует внеплановые производственные задания. В основном, это требуется для повторного изготовления полуфабрикатов (взамен окончательно забракованных). Данная задача для стратегии «под заказ» вовсе не тривиальная, так как все полуфабрикаты имеют уникальные характеристики. В связи с этим, окончательно забракованный полуфабрикат требуется изготовить с более высоким приоритетом, поскольку остальные элементы изделия будут находиться в режиме ожидания. Для формирования подобных заданий следует предусмотреть специальный регистр, в который будет попадать информация о забракованных операторами полуфабрикатах.
Важно! Циклограмма потока должна строиться с учетом внеплановых заданий. Для этого на циклограмме следует предусмотреть регламентированные отрезки времени, из расчета среднестатистического времени соответствующих операций.
Полученная в итоге циклограмма работы сварочного участка используется в качестве базиса для формирования сменных заданий для всех производственных участков.
При формировании сменных заданий (нарядов) используется метод среднего пункта. Этот метод представляет собой комбинацию расчета времени в прямом и обратном направлении. Расчет происходит не последовательно, а одновременно в двух направлениях от сварочного участка. Поскольку время сварочных операций задается циклограммой, время для заготовительного и сборочного участка, рассчитывается назад и вперед, соответственно. Далее, сменные задания утверждаются и передаются в производство.
После передачи сменных заданий и начала рабочей смены ответственный сотрудник должен следить за выполнением плана и при необходимости вносить коррективы. Механизм контроля, в данном случае, будет выступать противовесом по отношению к системе планирования. Контроль, прежде всего, необходим для принятия оперативных решений по вопросам, связанным с отставанием от намеченного графика. Задача механизма контроля – отображать на циклограмме фактическое время операций и подавать сигнал ответственному сотруднику, если в рабочем процессе появились отклонения от намеченного графика. Фактическое время фиксируют операторы рабочих центров посредством сканирования штрих-кода первого и последнего полуфабрикатов партии, соответственно. Сигнал об отклонении от графика генерируется с помощью специальной компоненты, контролирующей установленный для этих целей лимит. Если в какой-то момент отклонение превысит установленную границу, программа должна выдать предупреждающее сообщение.
Таким образом, теория построения циклограмм дает возможность ответственному сотруднику проводить существенные улучшения производственного процесса. Наличие узкого места в основном потоке закономерно приводит к увеличению длительности производственного цикла, поэтому стремление сократить время исполнения заказов вполне естественно. Поэтому, оптимизация, в первую очередь, касается периода производственного цикла. Способы «расшивки» узких мест всем известны, но целесообразней их рассматривать с точки зрения продвинутого планирования. Конечно, более эффективно временно увеличить пропускную способность РОП, но если сделать этого нельзя, следует уделить внимание выравниванию потока за счет синхронизации производственного такта и минимизации межоперационного времени. В рамках данной теории циклограмма может быть построена, как всего участка, так и отдельной машины, используя производственный такт в качестве независимой переменной.
В заключение хочу добавить, что применение метода построения циклограмм не ограничивается только управлением производственных операций. Везде, где присутствуют большие массивы информации (складской учет, транспортная логистика, реализация готовой продукции и т.д.) есть смысл преобразовывать сложные многоуровневые бизнес-процессы в компактный и функциональный графический интерфейс. При таком подходе у персонала действительно появится реальная возможность своевременно принимать рациональные и обоснованные решения.
Результат: За счет организации виртуального диспетчерского поста, достигается существенная рационализация основного потока, главным образом за счет сокращения межоперационного (пустого) времени и улучшения организации рабочих мест.
Вывод: Используя метод построения циклограмм, компания получает реальную возможность смены «гаражной» технологии на систему умного производства. Без продвинутого планирования все инвестиции в дорогостоящее оборудование, окажутся напрасной тратой денег и времени. Вместо ожидаемого чуда компания ожидаемо получит проблемы в виде кучи дорогостоящего металлолома и долгов.
Совет: Для того чтобы использовать математическое решение, производственные бизнес-процессы должны быть хорошо структурированы.
P.S. Насколько реалистично мое предложение и каковы шансы на то, что оно будет принято, я не знаю. Это риторические вопросы. Важна сама попытка изменить существующее положение, поскольку чрезвычайно важно открывать более производительные методы и постоянно улучшать их. Почему? Потому, что количество рано или поздно перейдет в качество. Я действительно так думаю.
С уважением, Марат Киямов
Финансист
