Системы оперативного управления производством

Необходимость создания систем оперативного управления производством (ОУП) связана с определением степени централизации оперативного планирования, оперативного учета и регулирования по уровням принятия решения, то есть какие оперативные решения должны приниматься на уровне предприятия (директора, заместителя директора по производству, начальника производственного отдела), а какие – на уровне подразделений (цех, участок).

На основе использования различных систем ОУП обеспечиваются согласованность и гармоничность движения производственного процесса, что позволяет выпускать продукцию в запланированные сроки и в необходимом количестве.

Система ОУП представляет собой комплекс организационных форм, методов и расчетов, необходимых для эффективной реализации функций оперативного управления – планирования, учета, контроля, анализа и диспетчирования.

Основными элементами системы ОУП являются:

- планово-учетная единица (ПУЕ);

- планово-учетный период;

- состав календарно-плановых нормативов;

- содержание и форма оперативных планов, степень их детализации по подразделениям (исполнителям) и срокам;

- методы (способы, приемы) учета, контроля и регулирования производства.

Под планово-учетной единицей (ПУЕ) понимают единицу, используемую для планирования и учета работы подразделений предприятия, а также определения уровня комплектности производства и состояния незавершенного производства. Различают физические, технологические и условные ПУЕ. К физическим относятся: заказ, изделие, сборочная единица, деталь, комплект деталей, объединенных по определенным признакам. К технологическим относятся: отдельный этап технологического процесса (например, в металлургическом, химическом производстве), отдельный платежный этап. Условные единицы представляют собой некоторую расчетную величину, предполагающую равномерное потребление производством деталей, узлов и т.п. Среди них наиболее известны условные изделия и сутко-комплекты.

Если в производственной программе предприятия имеется стабильно изготовляемое базовое изделие, то его принимают за «условное» (УИ), а всю остальную продукцию включают в состав «условного» в пропорциях плана (как элементы, узлы):

где УИ – условный комплект, включающий количество деталей данного наименования, приходящихся на одно базовое изделие;

q_i – применяемость детали в изделии i;

N_i – количество i-х изделий в планируемом периоде;

N_k – план выпуска базового изделия.

В случае отсутствия базового изделия можно использовать сутко-комплект (СК), который рассчитывается как среднее количество деталей данного наименования для изготовления всех изделий в сутки:

где Ф – плановый фонд времени (количество суток в плановом периоде), остальные обозначения – как в предыдущей формуле.

Под планово-учетным периодом понимается кратный месяцу отрезок времени, по истечении которого подразделения предприятия (цехи, участки) должны отчитаться о выполнении плана по номенклатуре и объему. Продолжительность принятого планово-учетного периода определяет степень дифференциации сроков запуска-выпуска продукции в цехах и на участках.

Остальные элементы системы оперативного управления представлены выше при характеристике функций ОУП и состава КПН.

Выбор предприятием той или иной системы ОУП зависит от масштаба, типа, формы и метода организации производства; номенклатуры, объема и трудоемкости выпускаемой продукции; производственной структуры и степени специализации предприятия.

В соответствии с основными группами планово-учетных единиц наиболее известные и распространенные отечественные системы ОУП подразделяются на четыре типа:

- позаказная система;

- комплектные системы (комплектно-узловая, комплектно-групповая, машинокомплектная);

- условно-комплектные системы (система непрерывного оперативно-производственного планирования, система «разряд минус группа», маршрутная система непоточного производства);

- подетальные системы («на склад», «по стандартным срокам», «по ритму выпуска», «по заделам»).

Позаказная система применяется в мелкосерийном и единичном типе производства. Планово-учетная единица – заказ, который включает весь комплекс работ по подготовке производства, изготовлению и сборке деталей и узлов, сборке и испытанию изделия. Устанавливается и соблюдается сквозной (единый цикловой) график подготовки производства (технической, материальной), изготовления и сборки каждого изделия (заказа). Состав КПН: длительность производственного цикла; опережения. Преимуществом этой системы является систематический контроль за комплектацией заказа на всех стадиях производства. Основные недостатки: неравномерная загрузка отдельных цехов и рабочих мест, увеличение объемов незавершенного производства.

Комплектно-узловая система применяется в мелкосерийном, среднесерийном и единичном производстве. Используется планово-учетная единица – узловой комплект, который формируется в зависимости от сроков одновременной подачи деталей на сборку. Устанавливаются дифференцированные сроки подачи деталей на сборку в зависимости от сроков сборки отдельных узлов или сроков и очередности выполнения сборочных операций при общей сборке изделия.

Комплектно-групповая система (цикловая или по опережениям) используется в мелкосерийном, среднесерийном и единичном производстве. Групповой комплект (планово-учетная единица) включает детали различных изделий, имеющие одинаковую величину опережения подачи на сборку, длительность цикла изготовления и межцеховой маршрут. Эта система является видоизменением комплектно-узловой системы, в ней устанавливаются дифференцированные опережения запуска групповых комплектов в производство.

Машинокомплектная система (по комплектовочным номерам) применяется в среднесерийном, крупносерийном, а также массовом производстве. В качестве планово-учетной единицы применяется машинокомплект – перечень деталей (заготовок, сборочных единиц), закрепленных по маршруту изготовления за данным цехом на единицу изделия. В производственной программе заготовительных и обрабатывающих цехов указываются порядковые номера каждого изделия, которые цех должен укомплектовать деталями в течение планового периода. В программе сборочного цеха указывается последний номер каждого готового изделия, которое должно быть выпущено в плановом периоде. Остальным цехам задание устанавливается с учетом нормативной величины опережений. Принципиальный смысл машинокомплектной системы заключается в том, что подразделениям предприятия планируется изготовление не отдельных деталей, а определенного числа соответствующего вида машинокомплектов. При этом в учет выполнения плана по номенклатуре, объему, в расчеты фонда заработной платы засчитываются только комплектно изготовленные детали по наименее обеспеченной позиции.

Состав календарно-плановых нормативов в комплектных системах следующий: длительность производственного цикла; опережения; размеры партии деталей; периодичность (ритм) запуска; заделы; календарно-плановая трудоемкость изделия. Преимуществом этих систем является повышение уровня комплектности производства. Основной недостаток – излишнее пролеживание деталей при длительном производственном цикле, что приводит к росту незавершенного производства.

Система непрерывного оперативно-производственного планирования (НОПП) разработана для крупносерийного и массового производства. Планово-учетные единицы – условное изделие и сутко-комплект, которые распределяются равномерно по рабочим дням планового периода, а производственные задания всем цехам и подразделениям имеют вид календарного графика, определяющего номера условных комплектов, которые должны быть обеспечены на каждую дату месяца. Для постоянного контроля обеспеченности производства деталями (заготовками) используется картотека пропорциональности.

Система «разряд минус группа» («Р-Г») применяется в крупносерийном и массовом производстве, планово-учетная единица – условный комплект. Определяется величина фактической обеспеченности («разряд обеспеченности») различных стадий производства в каждый дискрет (отрезок) времени, на основе ее анализа выдаются производственные задания на следующий дискрет. Для расчета показателя обеспеченности в дискрет времени t (ПО_t) используется формула:

ПО_t = Р_t – Г,

где Р_t – разряд обеспеченности – величина, показывающая на сколько дискретов времени последующие по технологической цепочке подразделения обеспечены запасом деталей данного наименования;

Г – группа опережения, то есть время опережения.

Разряд обеспеченности рассчитывается как отношение:

Р_t = З_t : У,

где З_t – фактический запас деталей данного наименования к началу дискрета t;

У – среднесуточная потребность в деталях данного наименования, равная сутко-комплекту.

При формировании оперативного плана: если ПО_t < 0, то деталь включается в план запуска; если ПО_t > 0, то это свидетельствует о наличии сверхнормативного задела.

Одной из разновидностей условно-комплектных систем является маршрутная система непоточного производства. Эта система разработана для мелкосерийного и единичного производства, планово-учетная единица – маршрутный комплект деталей (МКД), включающий комплект деталей одного или нескольких заказов, изготовляемых на одном производственном участке по типовому технологическому маршруту. МКД по своей трудоемкости должен быть таким, чтобы средняя продолжительность его изготовления на каждой группе взаимозаменяемых рабочих мест была близка половине рабочей недели. Центральной задачей маршрутной системы является разработка сводного циклового графика подготовки производства и изготовления изделий, обеспечивающего непрерывную полную загрузку рабочих мест и минимизацию незавершенного производства. Для построения графика используется специальный объемно-динамический метод.

Подетальные системы используются в массовом, среднесерийном и крупносерийном производстве. Применяемая планово-учетная единица – деталь или партия деталей. Календарно-плановые нормативы: партия деталей, длительность производственного цикла, опережения, периодичность запуска, ритм (такт), заделы.

Система «на склад» (складская) основывается на изготовлении деталей укрупненными партиями для поддержания на складах постоянного уровня запасов, обеспечивающего бесперебойное снабжение сборочного цеха.

Система «по заделам» предполагает постоянную насыщенность всех стадий производства заготовками, деталями, узлами на основе строгого соблюдения нормативного уровня неснижаемой части заделов.

Система «по стандартным срокам» (партионно-периодическая) основывается на установлении и постоянном соблюдении периодичности партионного изготовления деталей и узлов по стандартным расписаниям применительно к срокам выпуска продукции и условиям сборки.

В системе «по ритму выпуска» применяется принцип «выравнивания» выпуска всех производственных звеньев по расчетному такту выпуска готовых изделий.

Одна из первых зарубежных систем ОУП – система календарного планирования ППМ-I – «Планирование потребности в материалах» («Material Requirements Planning» – MRP I). Понятие «материалы» включает любые виды сырья, материалов, полуфабрикатов, конструкций, деталей и узлов, которые в процессе деятельности компании потребляются, обрабатываются или перепродаются. В системе ППМ-I используется «метод членения на интервалы (периоды)», позволяющий рассчитать потребность в материалах в разрезе периодов (как правило, недель), а также «метод исчисления чистой потребности» путем сопоставления общей потребности с наличным запасом и объемом невыполненных заказов.

Необходимость перехода от автоматизации управления материальными ресурсами на уровне локальных задач к интегрированным системам, охватывающим выполнение всех функций управления производством, привела к разработке системы ППМ-II – «Планирование производственных ресурсов» (MRP II – «Manufacturing Resource Planning»). В ее составе ряд крупных взаимосвязанных модулей – от бизнес-планирования до оперативного управления производством. Характеристика функциональных модулей, обеспечивающих оперативное управление, представлена ниже.

Модуль «Планирование производства». План продаж по видам продукции преобразуется в объемный или объемно-календарный план производства продукции. В этом плане в качестве планово-учетных единиц выступают изделия, но представление о них носит усредненный характер. Например, речь может идти обо всех выпускаемых легковых автомобилях без уточнения моделей.

Модуль «Формирование графика выпуска продукции». План производства преобразуется в график выпуска продукции. Как правило, это среднесрочный объемно-календарный план, задающий количество конкретных изделий (или партий) со сроками их изготовления.

Модуль «Планирование потребностей в материальных ресурсах».Определяются в количественном выражении и по срокам потребности в материальных ресурсах, необходимых для обеспечения графика выпуска продукции.

Модуль «Планирование производственных мощностей». Выполняются расчеты по определению и сравнению располагаемых и потребных производственных мощностей.

Модуль «Оперативное управление производством».Здесь формируются оперативные планы-графики. В качестве планово-учетных единиц могут выступать детали (партии деталей), сборочные единицы, деталеоперации и т.п. Период планирования – от нескольких дней до месяца.

Длительный процесс внедрения и эксплуатации MRP II позволил, с одной стороны, достичь роста эффективности предприятий, а с другой – выявил ряд недостатков:

- ориентация системы управления только на имеющие заказы, что затрудняет принятие решений на длительную, среднесрочную, а в ряде случаев – и на краткосрочную перспективу;

- слабая интеграция с системами конструирования продукции, проектирования технологических процессов и автоматизации производства;

- недостаточное насыщение системы управления функциями управления затратами;

- слабая связь с процессами управления финансами и кадрами.

Необходимость устранения перечисленных недостатков побудила трансформировать системы MRP II в системы нового класса – ПРП – «Планирование ресурсов предприятия» (ERP – «Enterprise Resource Planning»). Системы данного стандарта поддерживают осуществление основных управленческих функций: финансы, производство, сбыт, снабжение, транспорт, сервис, маркетинг. Единая управленческая панель (модуль «Информационная система руководителя») позволяет руководителю видеть все основные подразделения и производственные показатели. Главная задача систем ERP состоит в отслеживании текущего состояния дел на предприятии и своевременном сообщении руководителям сведений обо всех нежелательных изменениях в производственной деятельности. В эти системы вложено мощнейшее средство моделирования предприятия по трем основным осям: бизнес-функции (финансы, бухгалтерия, производство и т.д.), бизнес-процессы (основные деловые и производственные процессы на предприятии) и организационные структуры (структура подразделений и отделов предприятия).

Система ERP является улучшенной модификацией системы MRP II. Ее цель – интегрировать управление всеми ресурсами предприятия, а не только материальными, как это возможно в MRP II. Еще одной особенностью системы является то, что решение о включении изделия в график выпуска продукции может приниматься не только на основе реально имеющегося спроса, но и на основе прогноза спроса и в связи с выполнением больших проектов и программ. Это, безусловно, расширяет диапазон применения системы управления и делает ее более гибкой и адаптивной к изменениям внешней среды.

Выделяют следующие основные результаты при внедрении системы ERP на предприятии:

- снижение общих затрат предприятия;

- повышение скорости товарооборота;

- сокращение излишков товарных запасов до минимума;

- увеличение и усложнение ассортимента продукции;

- выполнение заказов в срок и повышение качества обслуживания заказчика.

По экспертным оценкам, внедрение системы способно привести к сокращению материальных запасов до 30 %, росту производительности труда до 25 %, существенному возрастанию количества выполняемых заказов. Однако, как показывает мировой опыт, внедрение подобных систем на предприятии – чрезвычайно трудоемкое, сложное и дорогостоящее мероприятие.

Рассмотренные отечественные и зарубежные системы оперативного управления решают задачу повышения гибкости производства на основе создания страховых запасов, увеличения объемов незавершенного производства, что ведет к росту издержек производства. В условиях рынка этот подход оказывается недостаточно неэффективным, так как одним из путей обеспечения конкурентоспособности предприятий является снижение цен.

Противоположный подход к оперативному управлению был предложен в Японии на фирме «Тойота» – система «точно в срок» (JIT), получившая затем распространение на предприятиях США и Западной Европы с учетом сложившихся традиций управления. Основная идея системы JIT: на всех стадиях производства требуемые детали и узлы поставляются к месту последующей операции в строго заданном количестве и точно вовремя. Таким образом, все материалы (в широком смысле этого слова) используются активно, что позволяет реализовать наиболее важную цель системы – сокращение издержек производства.

Традиционная концепция организации производства предполагает создание страховых запасов (сырья, материалов, комплектующих деталей, узлов) для предотвращения простоев в производстве, а система JIT базируется на практически полном отказе от страховых запасов.

Механизмом организации непрерывного производственного потока, способного к гибкой перестройке, является система «канбан» как средство осуществления системы «точно в срок». Система «канбан» (в переводе «карточка») – информационная система, обеспечивающая оперативное регулирование количества произведенной продукции на каждой стадии производства. Практически она представляет собой систему циркулирования металлических карточек треугольной, квадратной и круглой формы в зависимости от предназначения. В основном используется два вида карточек: карточка отбора (транспортировочная) для получающего подразделения и карточка производственного заказа (производственная) для изготовителя (участка, цеха).

В карточке отбора указывается количество деталей, которое должно быть взято на предшествующем участке обработки. В карточке производственного заказа указано количество деталей, которое должно быть изготовлено на предшествующем участке.

Движение карточек отбора и заказа происходит следующим образом. Необходимые для сборочной линии детали изготавливаются на предшествующем участке к указанному сроку и складируются рядом с конвейером вместе с карточками заказа «канбан».

Автопогрузчик на основании карточек отбора забирает детали (сколько указано), снимая с них карточки заказа. Детали с карточками отбора доставляются на сборку, а карточки заказа остаются на месте складирования деталей у поточной линии. Они информируют о заказе на изготовление новых деталей на данной производственной линии.

В системе JIT используются и другие виды карточек «канбан»:

- сигнальные – «подают сигнал» о возобновлении заказа на отпуск материалов или заказа на изготовление деталей;

- канбан-экспресс – вводится в действие, если не хватает какой-либо детали;

- карточка чрезвычайного положения – используется в экстренных случаях (бракованные детали, поломка станков и др.);

- сквозные карточки – используются, если две или более операции могут рассматриваться как единая технологическая стадия.

Принцип «точно в срок» трудно реализовать при централизованной разработке жестких графиков работы сразу для всех стадий производственного процесса, что характерно для большинства отечественных и зарубежных систем управления. Кроме того, множество внешних и внутренних причин все равно вызывает необходимость пересмотра этих графиков.

По системе «канбан» в отличие от традиционного подхода производитель не имеет законченного плана-графика, а получает заказ от цеха-потребителя и оптимизирует свою работу в пределах заказа. Конкретный график работы на декаду и месяц отсутствует. Каждый предыдущий по технологической цепочке цех (участок) знает, что производить, только тогда, когда карта «канбан» на его продукцию откреплена от контейнера на складе, то есть продукция фактически пошла в последующую обработку. Конкретный график работы получают только линии окончательной сборки, а графики для предшествующих звеньев производства формируются движением карточек «канбан».

В системе «канбан» должны соблюдаться следующие правила.

Правило 1.Последующий технологический этап должен «вытягивать» необходимые изделия с предшествующего этапа в необходимом количестве, в нужном месте и в строго установленное время.

Дополнения к правилу 1:

- любое перемещение изделий без карточек «канбан» запрещается;

- любой отбор без карточек и сверх нужного количества запрещается.

Правило 2. На участке производства выпускается такое количество изделий, какое «вытягивается» последующим участком.

Когда соблюдаются правила 1 и 2, все технологические процессы начинают работать как единый конвейер. Промежуточные материальные запасы на каждом участке минимальные. Если возникнут какие-либо неполадки на одном из участков, то может остановиться весь процесс производства, но синхронность сохранится.

Правило 3. Бракованная продукция никогда не должна поступать на последующие производственные участки.

Если обнаруживаются на последующем участке бракованные детали, то процесс автоматически останавливается, так как на линии не предусмотрено никаких специальных запасов изделий. Такая остановка видна каждому, поскольку действует система автономного контроля качества.

Правило 4.Число карточек «канбан» должно быть минимальным.

Право изменить количество карточек принадлежит среднему управленческому персоналу. Таким образом персонал постоянно работает над совершенствованием организации производства с целью сокращения числа карточек «канбан».

Рабочим практически невозможно скрыть недостатки организации производства в цехе, так как система «канбан» наглядно их демонстрирует.

Правило 5. Карточки «канбан» должны использоваться для приспособления производства к небольшим колебаниям спроса.

В традиционных системах оперативного управления трудно реагировать на изменения спроса из-за централизованного составления графиков для всех цехов. Для пересмотра графиков требуется 7–10 дней.

Работа по системе «точно в срок» ведет к резкому сокращению заделов, сведению к минимуму объема товарно-материальных ценностей в запасах и фактически к исчезновению незавершенного производства. Положительные стороны системы: за счет гибкости, создания повышенной готовности к перестройке система обеспечивает практически немедленное удовлетворение запросов покупателей.

Система ОПТ «Оптимизированная производственная технология» (OPT «Optimized Production Technology») – это система организации и оперативного управления производством (снабжения), известная также под названием «израильский канбан». Фактически представляет собой полностью компьютеризированный вариант системы «канбан», отличающийся тем, что «узкие места» в производстве не только устраняются, но и предотвращается их возникновение. В основе системы OPT заложены фундаментальные принципы: рабочие должны работать с производительностью, соответствующей товарообороту; все усилия должны быть направлены на выявление «узких мест» («критических ресурсов»), а не на контроль занятости рабочих; ориентация на заказчика и соответственно сокращение сроков производства.

В качестве «критических ресурсов» (не более пяти) могут выступать запасы сырья и материалов, средства технологического оснащения, технологические процессы, персонал. Эффективность системы в целом полностью зависит от эффективности использования «критических ресурсов».

Сопоставление рассмотренных систем по ряду параметров, отражающих применяемые в них подходы к оперативному управлению, приведено в таблице 14.2.

В последние годы во многих странах предприняты попытки создать комбинированные системы MRP II – JIT для устранения недостатков, присущих каждой из них в отдельности. В таких комбинированных системах используют MRP II для прогнозирования, долго- и среднесрочного планирования спроса, сбыта, производства и закупок, а систему JIT – для оперативного управления ходом производства и поставок. Подобные интегрированные системы иногда называют MRP III. Более широкие возможности предоставляет система «Планирование ресурсов, синхронизированное с потребителем» (CSRP – «Customer Synchronized Recourse Planning»), которая интегрирует деятельность, сфокусированную на покупателе, в систему управления бизнесом. В системе CSRP все бизнес-процессы, в том числе производственные, синхронизируются с запросами покупателей.

Таблица 14.2

Сравнение зарубежных систем оперативного

управления производством

Параметры	Системы
ППМ-I (MRP I)	ППМ-II (MRP II)	ОТП (ОРТ)	ТВС (JIT)
Цель системы	Максимальное использование производственных мощностей	Высокое качество обслуживания заказчиков (потребителей)	Минимизация затрат (всех видов потерь)
Задачи, реализуемые системой	Максимальная загрузка оборудования, трудовых ресурсов, выполнение производствен-ного плана	Исполнение срока доставки продукции. Соответствие производительности труда товарообороту	Высокое качество продукции, минимальное время переналадки оборудования, минимальный уровень материальных запасов, минимальное откло-нение от графика производства
Типы производства	Массовое	Крупносерийное	Все типы	Все типы
Обеспечение комплектности НЗП	нет	нет	есть	Есть
Учет фактора времени	Работают по грубой временной шкале	Приближается к работе в реальном масштабе времени	Работает в реальном масштабе времени по точным временным графикам
Компенсаторы сбойных ситуаций	Высокий уровень запасов, наличие резервных производственных мощностей	Концентрация усилий на выявлении и расшивке «узких мест», сокращение длительности производственного цикла	Гибкое использование рабочей силы (совмещение профессий), применение гибких технологий, планирование недозагрузки мощностей (наличие резерва)
Размеры партий изделий	Крупные партии	Ориентация на заказ	Мелкие и даже единичные партии
Применяемые заделы	Все виды заделов	Отсутствие страховых заделов