Ловушка максимального использования ресурсов быстрореагирующего производства

131
Чтобы минимизировать затраты всех ресурсов быстрореагирующего производства, необходимо гарантировать, что каждый ресурс используется настолько, насколько это возможно, и не растрачивается впустую. Тогда что плохого в том, чтобы настаивать на максимальном задействовании ресурсов?

Начнем с примеров из личной жизни, чтобы позиция по максимальному использованию ресурсов производства не такая уж необычная.

  • Вы едете в аэропорт в разгар дня, регистрируетесь на рейс и за считанные минуты проходите досмотр. Но стоит приехать в тот же самый аэропорт в 5 часов вечера, и на те же самые процедуры уйдет больше часа.
  • Если вы посетите облюбованный вами супермаркет в рабочий день недели, вы сможете пройти через кассу за 5 минут. Но если это будет за день до какого-нибудь праздника, вы не пройдете через кассу и за полтора часа.
  • Вы прибываете в аэропорт в 11 часов дня и на такси едете в деловой центр - на это уходит 20 минут. Следующий раз прилет состоится в 8 часов утра, и теперь с учетом больших пробок до делового центра вы доберетесь только за 1 час 20 минут. 

Если ресурсы заняты, вам приходится ждать достаточно долго. Пять минут превращаются в полчаса, 20 - в 80 и даже больше. Так зачем думать, что предприятия чем-то отличаются от подобных ситуаций? Если ваши ресурсы будут все больше и больше загружены, вы тем самым резко увеличите время ожидания для последующих заданий - полная противоположность быстрому реагированию, которого вы хотите достичь. 

Ранее упоминалось убеждение, которое требует, чтобы ваши работники и станки не простаивали (см. Проблемы внедрения быстрореагирующего производства). Принцип, который приходит на смену этому убеждению, прямо противоположен: стратегический план загрузки мощностей - планируемая нагрузка - должен быть менее 85% или даже менее 75% от полной загрузки (принцип быстрореагирующего производства).

Ваша первая реакция на это будет следующей: «Мы не можем себе это позволить. Наши затраты окажутся больше, чем у наших конкурентов, которые задействуют меньше ресурсов». Сначала именно все так и будет. Например, если вы работаете с пятью станками, которые задействованы на 80% мощности, возможно, ваш конкурент добьется такой же производительности с использованием всего четырех станков, работающих на 100% загрузки, что снижает издержки. Традиционное мышление заставит вас думать, что это правильный подход. Однако с помощью лучшего понимания принципов системной динамики плюс более глубокого понимания издержек, связанных с критическим путем производства, вы на самом деле смогли бы снизить накладные расходы даже в том случае, когда планируете использовать станки только на 80% от их мощностей.

Но зачем вам необходима неиспользованная мощность? Почему нельзя работать именно с тем количеством мощности, которое соответствует спросу, а значит, не растрачивать ресурсы впустую? Ответ будет заключаться в следующем: все дело в изменчивости.

В совершенном мире заказы поступают согласно плану, и каждая работа потребует ровно столько времени обработки на станке, сколько рассчитали инженеры. В реальном мире, однако, спрос может сильно меняться от недели к неделе или даже день ото дня, работы могут выполняться дольше, чем ожидалось, настройки могут быть более продолжительными, чем заложено в расчетах, исходный материал может не поступать вовремя, могут возникать проблемы с качеством, в результате чего потребуются переделки, и т. д. - любой профессионал-производственник смог бы добавить больше примеров к данному списку. Это понимает большинство руководителей, но они не понимают сильную взаимозависимость изменчивости и использования ресурсов, и они определенно недооценивают огромное влияние этих двух факторов на критический путь произв. Поэтому они не осознают, к чему могут привести небольшие инвестиции в свободные производственные мощности. Теперь раскроем все эти моменты.

Усиливающий эффект использования ресурсов

Прежде чем перейти к объяснению, необходимо дать точное определение двум концепциям.

Что такое «использование ресурсов»

Первая концепция, которую необходимо объяснить, - определение использования ресурсов с точки зрения быстрореагирующего производства. Для руководителя технологического отдела использование станка обычно означает только время, в течение которого данный станок находится в работе (или в течение которого изготовляются изделия). Однако для принятия взвешенных решений в плане мощностей нам необходимо более широкое определение использования. В QRM использование - это отношение общего времени, в течение которого станок занят в работе, включая время технического обслуживания, к общему времени работы завода (или отдела), указанному в графике.

Например, завод должен работать (по графику) 8 часов в день, 20 дней в месяц, что в итоге дает 160 часов согласно графику. В течение этого времени конкретный фрезерный станок с ЧПУ обрабатывает заготовки в течение 104 часов, а настройки занимают 26 часов. Он «закрывается» на техобслуживание на 3 часа. Также в течение этого месяца он неожиданно выходит из строя и простаивает 11 часов, прежде чем его снова вернут к нормальной работе (сюда входит время ожидания технического персонала плюс время, которое необходимо для починки машины). Сложив все числа вместе, получим 144 часа (104 + 26 + 3 + 11). По классическому определению, данный станок используется на 65% (104/160). Однако, по определению быстрореагирующего производства, он использован на 90% (144/160). Эта разница — один из критических факторов для принятия решения.

Еще один способ понять определение быстрореагирующего производства - подойти к показателю использования ресурсов с другой стороны, задав вопрос: «Какой процент этого времени данный станок находился в состоянии готовности начать неожиданно поступившую работу?». Ответ на этот вопрос поможет понять реальную свободную (резервную) производственную мощность данного станка. Отнимая этот показатель в процентах от 100% , вы получите показатель использования ресурсов по QRM.

В предыдущем примере таких часов, когда станок можно было использовать для дополнительной работы, за месяц было только 16. Это дает вам свободную мощность в 10% (16/160). Отнимая этот показатель от 100%, вы получите те же 90% использования, что и раньше.

На самом деле этот альтернативный расчет имеет преимущество смещения фокуса с использования ресурсов на свободную мощность. Это важное стратегическое решение в быстрореагирующем производстве. 

Предыдущий пример объяснил, как рассчитывать показатель использования ресурса для станка по методу быстрореагирующего производства. Но те же самые правила применимы и тогда, когда в качестве ресурса выступает человек. Например, возьмем оператора, который работает над сборкой электроприборов. Расчет использования ресурсов по быстрореагирующему производству должен включать все время, затрачиваемое на сборку, плюс время на подбор деталей, привоз материалов и настройку рабочего места, а также перерывы на обед, перекуры, встречи и даже обычные отпускные и больничные дни. Лучший способ убедиться, что определение быстрореагирующего производства включает все важные периоды, - подойти к показателю использования ресурса с другой стороны, задав вопрос: «Какой процент этого времени данный человек находился в состоянии готовности начать неожиданно поступившую работу?».

Что такое «такт потока»

Вторая концепция, которую необходимо ввести, - такт потока (flow time). Представьте, что на ресурс поступает работа. Поскольку ресурсы на заводе (люди и машины) большую часть времени заняты, поступающие работы обычно ждут своей очереди. Определим такт потока работы, поступающей к ресурсу, как среднее время, необходимое ресурсу, чтобы завершить другую работу, которая может предшествовать этой работе, начать выполнять эту работу и наконец завершить ее. Иными словами, если вы посылаете работу на этот ресурс, тогда сколько в среднем вам придется ждать, чтобы ваша работа была выполнена, а результат этой работы смог перейти к следующему ресурсу, которому он необходим?

Вы можете быть разочарованы тем, что нужно усвоить еще одно определение, связанное со временем. Зачем нам нужно еще одно определение? Время, потраченное на выполнение работы, составляет только незначительную часть ее критического пути производства - так как большую часть времени приходится ждать. Это ожидание может быть вызвано многими причинами, например ожиданием материалов от поставщика, ожиданием необходимой информации от заказчика и т. д. Но самое большое время ожидания в этой цепочке приходится на ожидание ресурса, пока он не освободится. Определение такта потока позволит сфокусироваться исключительно на этом компоненте критического пути производства и дать его точную формулировку. Кроме того, через лучшее понимание этого компонента вы получите четкое представление о том, как можно значительно уменьшить его значение, тем самым значительно сократив и критический путь производства.

Влияние показателя использования ресурсов на критический путь производства 

Когда работа поступает к какому-нибудь ресурсу на заводе, общее время, которое она проводит у данного ресурса, - это время ожидания в очереди (пока ресурс не освободится) плюс время, которое необходимо ресурсу, чтобы провести операцию (сюда входит время настроек и смены инструмента). Время, потраченное на выполнение операции, будет всего лишь небольшой частью критического пути производства - большая часть времени тратится на ожидание. Значит, имеет смысл задуматься, как сократить это время. Если вы представляете значение использования ресурса в виде десятичной дроби с переменной U (например, для 90% использования U = 0,9), тогда согласно теории системной динамики усиливающий эффект использования ресурса, влияющий на время ожидания в очереди, будет рассчитываться по формуле

  (1)

где М - усиливающий эффект использования ресурса.

Данная формула показывает, как ваше время простаивания в очереди достигает заоблачных значений при попытке увеличить использование ресурса. Если ресурс имеет U = 75% (0,75), тогда М = 3 дням (0,75/0,25). Но если тот же ресурс имеет значение U = 90%, то М = 9, т. е. 15% прироста использования утроило значение М. И что из этого следует?

Значения М пропорциональны времени простаивания в очереди в каждом случае, отсюда М также пропорционально времени простаивания в очереди, которое вы будете наблюдать на данном ресурсе. Например: если в течение месяца фреза с ЧПУ имеет значение U, равное 75%, все поступающие к данному ресурсу работы будут ждать в очереди по 3 дня, потом в течение следующего месяца, когда значение U достигнет 90%, они будут ждать в очереди уже 9 дней. Хотя лишние 6 дней несмертельны, пусть и неприятны, это еще только цветочки. На данный момент даже небольшое ошибочное значение мощностей или любое другое внеплановое задание (срочный заказ, поломка станка) приведет к резкому увеличению времени простаивания в очереди. Скажем, ввиду срочных заказов и ошибок в расчете рабочей нагрузки значение использования фрезерного станка выросло до 95%. Что происходит со значением М? Оно увеличивается ни много ни мало до 19 дней (0,95/0,05). Другими словами, все работы, которые поступают к данному ресурсу, должны ждать в очереди в среднем 19 дней, чтобы только перейти в стадию выполнения.

Если вы еще раз взглянете на формулу по расчету М, вы начнете понимать, как меняется значение этого показателя. Если вы приблизите значение U к 100% (т. е. 1,0), знаменатель устремится к нулю, что сделает М равным бесконечности. Значит, значение использования ресурса имеет огромное значение для критического пути производства. На рис. 1 наглядно показана эта зависимость. Кроме того, благодаря этому рисунку можно сравнить два подхода: подход к использованию ресурса, основанный на учете затрат, и подход, основанный на сокращении времени.

Рис. 1. Сравнение двух подходов к использованию ресурсов быстрореагирующего производства

Эффект свободной мощности

Вернемся к утверждению, что важно рассматривать свои решения с точки зрения свободной мощности, а не использования ресурса. Переписывая формулу для М, покажем, почему это именно так.

Обозначим свободную производственную мощность (S) ресурса как часть общей производственной мощности. В процентном выражении это означает следующее: если значение использования ресурса равно 90%, тогда его свободная мощность составит 10% .

В приведенной ниже формуле S выражена через десятичную дробь, точно так же, как U, т. е. S = 1 - U (в предыдущем примере 90%-го использования ресурса U = 0,9, а S = 0,1). Имея такое определение S, можно изменить формулу по нахождению значения усиливающего эффекта использования ресурса следующим образом:

  (2)

где М - чудодейственный эффект свободной мощности.

Выразив все это таким образом, вы увидите, что свободная мощность выгодна по двум причинам. Во-первых, находясь в знаменателе, она быстро уменьшает значение М. Например, если вы увеличиваете свою свободную мощность с 10 до 20%, знаменатель, равный 0,2, сократит время ожидания вдвое. Во-вторых, 1 – S в формуле означает, что числитель уменьшается по мере того, как растет свободная мощность.

В только что приведенном примере с 10%-й свободной мощностью числитель имеет значение 0,9, а с 20%-й - его значение снижается до 0,8. Хотя уменьшение числителя не оказывает столь сильного эффекта, как увеличение значения в знаменателе, все равно он помогает сократить время ожидания.

Оценив оба эффекта, вы увидите, что увеличение свободной мощности с 10 до 20% приведет к сокращению значения М с 9 до 4 дней, т. е. на 55%. Иными словами, увеличив свободную мощность ресурса всего на 10% , вы тем самым сократите время ожидания на этом ресурсе на 55%. 

Но все же лучше показать этот эффект визуально. На рис. 2 можно увидеть воздействие свободной мощности на такт потока. График ничем не отличается от графика, изображенного на рис. 1. Стрелками отмечены соответствующие зоны, из которых видно, что, когда вы работаете с высоким значением использования ресурса (или с очень незначительной свободной мощностью), небольшое инвестирование в свободную мощность (показано серой горизонтальной стрелкой) приведет к резкому уменьшению такта потока (серая вертикальная стрелка).

Рис. 2. Эффект свободной мощности

Эффект изменчивости

В производстве изменчивость обычно ассоциируется с особыми характеристиками огромной линейки продукции (компонентов), например разный диаметр отверстия или его разное расположение на заготовке. Тем не менее, в контексте быстрореагирующего производства изменчивость имеет отношение ко времени.

Конкретно, есть два типа изменчивости, связанной со временем, которые скажутся на такте потока. Первый тип - это изменение времени поступления работ к данному ресурсу.

Пример

Новая работа поступает в цех каждые 4 часа; в этом случае в интервалах нет никаких изменений. Вместе с тем можно представить, что утром в понедельник работа поступает в разгар рабочей смены, а потом еще 3 работы приходят в течение 3 часов. Во вторник - полный простой. Потом в среду 4 работы приходят за 2 часа смены. В этом случае в интервалах поступления работ изменчивость достаточно выражена.

Второй тип изменчивости - изменение времени выполнения каждой работы ресурсом. Это зависит от времени настройки ресурса, а также от времени выполнения каждого элемента работы. 

Пример

Фрезерный станок с ЧПУ настраивается примерно полчаса, а потом тратит 1,5 часа на выполнение всех элементов работы. Всего это дает 2 часа плюс-минус пару минут. Никаких изменений во времени не происходит. Но если предположить, что какая-то работа занимает 5 часов (настройки плюс работа на станке), следующая работа - 1 час, потом очередная работа потребует 9 часов и т. д., то в этом случае время выполнения работы сильно меняется.

Продолжим объяснение этих двух типов изменчивости.

Если взять какой-то цех, значения этих изменений возводятся в квадрат. Эти возведенные в квадрат значения складываются и делятся на два, что дает средний показатель значений изменчивости, обозначим его AV. Пусть TJ - среднее время, затрачиваемое на одну работу (сюда входит настройка плюс выполнение всех элементов работы). Все это ведет нас к расчету времени ожидания работой того момента, когда она начнет выполняться в этом цеху. QT - время простаивания в очереди - представляет собой среднее значение для всех работ.

Используя AV и TJ вместе со значением М, используем очень простую формулу для расчета этого времени ожидания:

QT = AV × M × TJ (3)

Теперь можно легко рассчитать такт потока для работы, которая проходит через данный ресурс. Это просто среднее время простаивания в очереди плюс среднее время, необходимое для выполнения работы. Таким образом, Такт потока = (AV × M × TJ) + TJ (4).

Продолжение - Стратегия, позволяющая уменьшить такт потока и критический путь производства



Подписка на статьи

Чтобы не пропустить ни одной важной или интересной статьи, подпишитесь на рассылку. Это бесплатно.

Школа

Школа

Проверь свои знания и приобрети новые

Записаться

Самое выгодное предложение

Самое выгодное предложение

Воспользуйтесь самым выгодным предложением на подписку и станьте читателем уже сейчас

Живое общение с редакцией

А еще...


Опрос

Что планируете поменять в финансовой службе в следующем году?

  • Пересмотреть структуру службы 31.11%
  • Сократить штат 17.78%
  • Расширить штат 11.11%
  • Ввести KPI и увязать с ними премии 28.89%
  • Будем жестко экономить 28.89%
  • Ничего не изменится 22.22%
результаты

Рассылка



© 2007–2016 ООО «Актион управление и финансы»

«Финансовый директор» — практический журнал по управлению финансами компании

Зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи,
информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор)
Свидетельство о регистрации Эл №ФС77-43625 от 18.01.2011
Все права защищены. email: fd@fd.ru


  • Мы в соцсетях
Зарегистрируйтесь на сайте,
чтобы продолжить чтение статьи

Еще Вы сможете бесплатно:
Скачать надстройку для Excel. Узнайте риск налоговой проверки в вашей компании
Прочитать книгу «Я – финансовый директор. Секреты профессии» (раздел «Книги»)

У меня есть пароль
напомнить
Пароль отправлен на почту
Ввести
Я тут впервые
И получить доступ на сайт
Займет минуту!
Введите эл. почту или логин
Неверный логин или пароль
Неверный пароль
Введите пароль