Управление производством – теория для практиков. Конспект.

Цели управления производством и показатели эффективности

Конечная цель управления производством - увеличение прибыли.

Показатели эффективности:

OEE (Overall Equipment Effectiveness) – общая эффективность использования оборудования.
  • Показывает плотность полезной загрузки оборудования.
MCE (Manufacturing Cycle Effectiveness) – эффективность операционного цикла.
  • Отражает скорость исполнения производственных заказов.

Расчет OEE

OEE зависит от:

  • Доли простоев.
  • Превышения времени операций над нормативным.
  • Процента брака.

Формула для расчета OEE:

OEE=Фактическое время работы оборудованияФонд времени×Нормативное время операцийФактическое время работы оборудования×Нормативное время на операции с положительным результатомНормативное время операцийOEE = \frac{\text{Фактическое время работы оборудования}}{\text{Фонд времени}} \times \frac{\text{Нормативное время операций}}{\text{Фактическое время работы оборудования}} \times \frac{\text{Нормативное время на операции с положительным результатом}}{\text{Нормативное время операций}}

Где:

  • Фактическое время работы оборудования = Фонд времени (длительность смены) - Плановые и внеплановые ППР, переналадки, обеды и перерывы.
  • Фонд времени = Длительность смены.
  • Нормативное время операций = Время, которое должно быть потрачено на фактическое количество операций.
  • Нормативное время на операции с положительным результатом = Нормативное время на выпуск годных изделий.

Упрощенная интерпретация OEE:

OEE=Нормативное время на выпуск годных изделийДлительность сменыOEE = \frac{\text{Нормативное время на выпуск годных изделий}}{\text{Длительность смены}}

Характеристика MCE

MCE характеризует время пролеживания.

MCE = 1, если время пролеживания = 0.

Вывод: Повышение OEE и MCE увеличивает эффективность производства, но организационные меры по увеличению одного показателя могут привести к снижению другого.

MCE зависит от качества пооперационного расписания.

Для максимизации MCE в дискретном, мелкосерийном или единичном производстве рекомендуется использовать автоматизированный расчет расписаний в MES-системах.

Коэффициент закрепления операций и типы производств

Коэффициент закрепления операций (Кзо) характеризует специализацию рабочих мест.

Кзо=N<em>разнК</em>раб.мКзо = \frac{N<em>{разн}}{К</em>{раб.м}}

Где:

  • NразнN_{разн} – количество видов операций.
  • Краб.мК_{раб.м} – количество единиц оборудования (рабочих мест).

Соответствие Кзо типам производства (по ГОСТ 3.1121-84 ЕСТД):

  • Единичное производство: Кзо > 40.
  • Мелкосерийное производство: Кзо = 20-40.
  • Среднесерийное производство: Кзо = 10-20.
  • Крупносерийное производство: Кзо = 1-10.
  • Массовое производство: Кзо ≤ 1 (за каждым рабочим местом закреплена одна операция).

Классификация производств по непрерывности потока

Непрерывное производство

Технологическая операция непрерывна по потоку и времени.

  • Непрерывное поступление сырья (жидкое, газообразное, сыпучее).
  • Непрерывный выход продукции (жидкое, газообразное, сыпучее, тепло/энергия).

Важно: Поток в/из накопителей может быть прерывистым, но производственный процесс непрерывен. Остановка процесса происходит только для ремонта оборудования.

Дискретное производство

Сырье поступает отдельными партиями или штуками, продукция также выдается партиями или штуками.

Операция запускается для обработки партии, между обработками оборудование останавливается.

Классификация производств по поточности

Поточное производство

Оборудование выстроено в технологическую линию, изделия продвигаются по линии, на каждом рабочем месте выполняется операция.

Разновидности поточного производства:
  • Однопредметный поток: линия настроена на один вид продукции, переход на другой вид требует переналадки.
  • Многопредметный поток: на линии присутствует разная номенклатура вперемешку.

Универсальное производство

Изделия запускаются по своему пооперационному маршруту в зависимости от ситуации, отсутствуют постоянные цепочки рабочих мест. Рабочие места чаще всего однотипные.

Производство с фиксированным местоположением

Готовое изделие не перемещается, перемещаются исполнители и оборудование. Пример: судостроение.

Классификация систем планирования по планово-учетным единицам (ПУЕ)

Подетальная система

Объект планирования и контроля – номенклатура. План составляется по этапам обработки каждой номенклатуры, возможно, с указанием заказа на готовую продукцию.

Требования: Детальные НСИ с технологическими маршрутами для каждой номенклатуры.

Применение: Технологически стабильные производства с высокой организационной культурой; преимущественно в массовом производстве.

Разновидности подетальной системы:
  • Партионно-периодическая система: Строгая периодичность выпуска продукции, стандартный график цеховых этапов работ от запуска сырья до выпуска продукции.
  • Планирование по ритму запуска-выпуска: Выпуск изделия разузловывается по этапам обработки каждой детали, задания синхронизированы для обеспечения выпуска в срок.
  • Планирование по основному такту: Определяется основной такт выпуска, как движение изделия по постам обработки, обеспечивается равномерная загрузка постов и подача комплектующих.

Покомплектная система

Объект планирования и контроля – комплект номенклатуры для сборки готового изделия. План составляется по этапам формирования комплекта, возможно, с указанием заказа на готовую продукцию.

Применение: Преимущественно в серийном производстве.

Разновидности покомплектной системы:
  • Планирование по цикловым комплектам (комплектно-групповая система): Детали разбиваются на цикловые комплекты по схожести маршрутов, длительности цикла, времени опережения. Каждой группе подачи присваивается номер. График формируется для каждого циклового комплекта, детали могут принадлежать к разной номенклатуре готовой продукции.
  • Машинокомплектная система (планирование по комплектовочным номерам): Детали, входящие в единицу готовой продукции, образуют «машинокомплект». Каждая единица имеет номер, к которому привязаны машинокомплекты. Планы формируются в виде графика сдачи комплектовочных номеров деталей, определяемого временем опережения.
  • Комплектно-узловая система: В качестве ПУЕ используется «узловой комплект» – комплект деталей для начала сборки узла. Формируется график запуска-выпуска этапов изготовления узлового комплекта.
  • Планирования по группам опережения: Детали разбиваются на группы опережения, согласно времени от момента выпуска детали до момента выпуска готового изделия. График производства для цехов определяет даты выпуска для групп опережения.
  • Планирование по заделам: Для каждой детали определяется нормативный неснижаемый задел, определяемый нормативным опережением. ПУЕ – условный комплект. Задача цеха – поддержание количества условных комплектов в заделе на требуемом уровне.
  • Система Родова: Формируется график по дням выпуска одного условного готового изделия, включающего составы всех видов выпускаемой продукции. Используется «Картотека пропорциональности» для отслеживания отставания или опережения комплектации номеров условного изделия.

Позаказная система

Объект планирования и контроля – заказ на готовое изделие. План составляется по этапам выполнения заказа в целом с учетом нормативного времени опережения каждого этапа относительно готовности заказа.

Применение: Преимущественно в мелкосерийном и единичном производстве.

Виды производственных логистических систем

Критерий деления – информация, на основе которой диспетчер цеха принимает решение о запуске партий.

Концепция «Бережливое производство» – система ценностей, направленная на борьбу с потерями.

Выталкивающая система

План запуска-выпуска по датам/периодам для цехов предопределен заранее и спускается центральным органом планирования. Размер НЗП не имеет формального ограничения.

Диспетчер цеха выполняет график, полученный от центрального планировщика, в идеале не взаимодействуя со смежными участками.

В реальной практике между диспетчерами неизбежно возникают коммуникации и учитывается оперативная обстановка смежных цехов.

Вытягивающая схема

Решения о запуске-выпуске партий принимаются исходя из оперативной производственной ситуации на смежных участках.

Принцип: Запускаем в производство то, что нужно потребителю (вытягивание справа) и что поступило от поставщика (вытягивание слева).

Управление производством осуществляется не планом, а материальным потоком.

Типы вытягивающих схем:
  1. KANBAN («Восполнение супермаркета»).
  2. Лимитированные очереди FIFO.
  3. Барабан – буфер – веревка (DBR), ТОС (Теория ограничений Голдратта).
  4. Лимит незавершенного производства – WIP Cap.
  5. Метод вычисляемых приоритетов.

Важный признак: Формальное ограничение размера запасов (НЗП).

KANBAN

Сигналы о потребностях оперативно передаются справа налево, потребности закрываются перемещениями изделий (вытягивание «Справа»).

Лимитированные очереди FIFO

График запуска-выпуска формируется для первого участка, исходя из длительности цикла производства и срока исполнения заказа. Первый участок передает партии изделий на участок-потребитель 2, которые попадают в очередь к обработке Цехом 2 по правилу FIFO (вытягивание «Слева»). График работы цеха 2 определяется поставщиком – цехом 1.

Барабан-буфер-веревка

Определяется операция, ограничивающая пропускную способность (барабан). Для барабана выстраивается детальное расписание, задающее темп работы всей системы. График отпуска материалов (веревка) предотвращает отпуск материалов в количестве большем, чем может быть обработано в барабане. Перед барабаном организуется буферный запас изделий, обеспечивающий непрерывность работы. Межцеховое планирование до буфера не требуется, поскольку участки обладают избыточной мощностью по сравнению с барабаном. Размер буфера определяется колебаниями производительности участка, снабжающего барабан.

Опережение запуска материалов должно составлять время большее, чем суммарное расчетное время производственного цикла до барабана (длительность временного буфера).

Контроль за состоянием заказа/партии выполняется по принципу «светофора»:

  • «Зеленая» зона: заказ не требует внимания.
  • «Желтая» зона: нужно обратить внимание, но ситуация штатная.
  • «Красная» зона: нужно немедленно разбираться, чтобы заказ вовремя вышел в очередь к барабану.

Реализуется буфер «после» барабана, а также другие виды буферов.

Недостаток метода: необходимость локализации основного ограничения производства (барабана) и его неизменность в горизонте планирования. Характерно для крупносерийных производств со стабильным ассортиментом.

Метод лимитов незавершенного производства

Планируется поступление материалов на первый участок. Ограничение директивно не устанавливается, «точкой вытягивания» является заказ на готовую продукцию. Суммарный размер НЗП по всей технологической цепочке ограничен системой сверху. Упрощенный ББВ. Прост во внедрении.

Метод вычисляемых приоритетов

Усовершенствование метода FIFO: цех-потребитель выбирает партии/заказы не по FIFO, а в соответствии с вычисляемым приоритетом, зависящим от «напряженности» партии/заказа и других параметров оптимизации загрузки цеха-потребителя. Приоритет вычисляется в рамках MES-системы.

Формула Литтла

Устанавливает зависимость между сроком выполнения заказа, размером НЗП и темпом выпуска продукции.

Время выполнения заказа=НЗПТемп\text{Время выполнения заказа} = \frac{\text{НЗП}}{\text{Темп}}

В упрощенном виде:

Время выполнения заказа (дни)=НЗП в единицах ГПВыпуск единиц ГП в день\text{Время выполнения заказа (дни)} = \frac{\text{НЗП в единицах ГП}}{\text{Выпуск единиц ГП в день}}

Физический смысл формулы: количество дней, за которые цех выработает весь НЗП при прекращении поступления материалов. Новый заказ ставится в очередь последним.

Резюме

Непродуктивно рассматривать систему выталкивания как единственную концепцию. Технологическая цепочка может состоять из этапов с разными схемами планирования.

Пример:

  1. Производство комплектующих с длительным циклом для широкой применяемости.
  2. Финальная сборка из комплектующих для единичных заказов с особыми конфигурациями.

Необходимо рассматривать комплексно каждую производственную систему и комбинировать методики.

Причина неудачных проектов по внедрению ERP-систем – отсутствие комплексного подхода к планированию и управлению производством.