03.10 Производственная логистика

Производственная логистика – часть общелогистической системы, материальный поток проходит ряд звеньев.

Задачи производственной логистики касаются управления материальными потоками внутри предприятий, создающих материальные блага или оказывающих такие материальные услуги, как хранение, фасовка, развеска, укладка и др.

Логистические системы, рассматриваемые производственной логистикой, носят название внутрипроизводственных логистических систем (ВПЛС); к ним можно отнести: промышленное предприятие, оптовую базу, узловую грузовую станцию, узловой морской порт и т.д.

Внутрипроизводственные логистические системы можно рассматривать на макро- и микроуровнях.

На макроуровне внутрипроизводственные логистические си­стемы выступают в качестве элементов макрологистических си­стем. Они задают ритм работы этих систем, являются источ­никами материальных потоков. Возможность адаптации макрологистических систем к изменениям окружающей среды в су­щественной степени определяется способностью входящих в них внутрипроизводственных логистических систем быстро менять качественный и количественный состав выходного материального потока, т. е. ассортимент и количество выпускаемой продук­ции.

На микроуровне внутрипроизводственные логистические си­стемы представляют собой ряд подсистем, находящихся в отно­шениях и связях друг с другом, образующих определенную це­лостность, единство. Эти подсистемы: закупка, склады, запасы, обслуживание производства, транспорт, информация, сбыт и ка­дры обеспечивают вхождение материального потока в систему, прохождение внутри нее и выход из системы. В соответствии с концепцией логистики построение внутрипроизводственных ло­гистических систем должно обеспечивать возможность постоян­ного согласования и взаимной корректировки планов и действий снабженческих, производственных и сбытовых звеньев внутри предприятия.

Логистическая концепция организации производства, характерная для «рынка покупателя», включает в себя следующие основные положения:

• отказ от избыточных запасов;

• отказ от завышенного времени на выполнение основных транспортно-складских операций;

• устранение нерациональных внутризаводских перевозок;

• отказ от изготовления серий деталей, на которые нет заказа покупателей;

• устранение простоев оборудования;

• обязательное устранение брака;

• превращение поставщиков из противостоящей стороны в доброжелательных партнеров.

Традиционная концепция организации производства, характерная для «рынка продавца», предполагает:

• никогда не останавливать основное оборудование и поддерживать во что бы то ни стало высокий коэффициент его использования;

• изготавливать продукцию как можно более крупными партиями;

• иметь максимально большой запас МР «на всякий случай».

Производство в условиях рынка может выжить лишь в случае, если оно способно быстро менять ассортимент и количество выпускаемой продукции. В традиционной концепции производства эта задача решается за счет наличия на складах запасов ГП. Логистическая концепция предусматривает адаптацию к изменению спроса за счет запаса производственной мощности, который может быть обеспечен за счет количественной или качественной гибкости производственных систем.

Запас производственной мощности возникает при наличии качественной и количественной гибкости производственных си­стем. Качественная гибкость обеспечивается за счет наличия универсального обслуживающего персонала и гибкого производ­ства. Количественная гибкость может обеспечиваться различ­ными способами. Например, на некоторых предприятиях Японии основной персонал составляет не более 20% от максимальной чи­сленности работающих. Остальные 80% — временные работни­ки. Таким образом, при численности персонала в 200 человек предприятие в любой момент может поставить на выполнение заказа до 1000 человек. Резерв рабочей силы должен дополнять­ся соответствующим резервом средств труда

Управление материальными потоками в рамках внутрипро­изводственных логистических систем может осуществляться различными способами, из которых выделяют  два  основных: толкающий и тянущий, принципиально отличающиеся друг от друга.

Первый вариант носит название «толкающая система»   и представляет собой систему организации производства, в которой предметы труда, поступающие на производственный участок, непосредственно этим участком у предыдущего технологического звена не заказываются. Материальный поток «вытал­кивается» получателю по команде, поступающей на передающее звено из центральной системы управления производством.

Толкающие модели управления потоками характерны для традиционных методов организации производства. Возможность их применения для логистической организации производства по­явилась в связи с массовым распространением вычислительной техники. Эти системы, первые разработки которых относят к  60-м годам, позволили согласовывать и оперативно корректировать планы и действия всех подразделений предприятия -   снабженческих, производственных и сбытовых с учетом постоянных   изменений в реальном масштабе времени.

Толкающие системы, способные с помощью микроэлектрони­ки увязать сложный производственный механизм в единое целое, тем не менее имеют естественные границы своих возможностей. Параметры «выталкиваемого» на участок материального пото­ка оптимальны настолько, насколько управляющая система в состоянии учесть и оценить все факторы, влияющие на произ­водственную ситуацию на этом участке. Однако, чем больше факторов по каждому из многочисленных участков предприя­тия должна учитывать управляющая система, тем совершеннее и дороже должно быть ее программное, информационное и техническое обеспечение.

На практике реализованы различные варианты толкающих систем, известные под названием «системы МРП» (МРП-1 и МРП-2).

Системы МРП характеризуются высоким уровнем автоматизации управления, позволяющим реализовывать следующие   основные функции:

• обеспечивать текущее регулирование и контроль произ­водственных запасов;

• в реальном масштабе времени согласовывать и оператив­но корректировать планы и действия различных служб предпри­ятия — снабженческих, производственных, сбытовых.

В современных, развитых вариантах систем МРП решают­ся также различные задачи прогнозирования. В качестве метода решения задач широко применяется имитационное моделирова­ние и другие методы исследования операций.

Второй вариант организации логистических процессов на производстве основан на принципиально ином способе упра­вления материальным потоком. Он носит название «тянущая   система»   и представляет собой систему организации производства, в которой детали и полуфабрикаты подаются на по­следующую технологическую операцию с предыдущей по мере необходимости.

Здесь центральная система управления не вмешивается в об­мен материальными потоками между различными участками предприятия, не устанавливает для них текущих производствен­ных заданий. Производственная программа отдельного техно­логического звена определяется размером заказа последующего звена. Центральная система управления ставит задачу лишь пе­ред конечным звеном производственной технологической цепи.

На практике к тянущим внутрипроизводственным логисти­ческим системам относят систему «Канбан» (в переводе с япон­ского - карточка), разработанную и впервые в мире реализо­ванную фирмой Тоёта (Япония).

Система Канбан не требует тотальной компьютеризации производства, однако она предполагает высокую дисциплину по­ставок, а также высокую ответственность персонала, так как централизованное регулирование внутрипроизводственного ло­гистического процесса ограничено.

Система Канбан позволяет существенно снизить производ­ственные запасы. Например, запасы деталей в расчете на один выпускаемый автомобиль у фирмы Тоёта составляет 77 дол., в то время как на автомобильных фирмах США этот показатель равен примерно 500 дол. Система Канбан позволяет также уско­рить оборачиваемость оборотных средств, улучшить качество выпускаемой продукции.

Известно, что 95 - 98% времени, в течение которого матери­ал находится на производственном предприятии, приходится на выполнение погрузочно-разгрузочных и транспортно-складских работ. Этим обусловливается их значительная доля в себестои­мости выпускаемой продукции.

Логистический подход к управлению материальными пото­ками на предприятии позволяет максимально оптимизировать выполнение комплекса логистических операций. По данным фирм Бош—Сименс, Мицубиси, «Дженерал моторс»  один процент сокращения расходов на выполнение логистических функций имел тот же эффект, что и увеличение на 10% объема сбыта.

Перечислим слагаемые совокупного эффекта от применения логистического подхода к управлению материальным потоком на предприятии.

• Производство ориентируется на рынок. Становится возможным  эффективный переход на малосерийное и индивидуальное производство.

• Налаживаются партнерские отношения с поставщиками.

• Сокращаются простои оборудования. Это обеспечивается тем, что на  рабочих местах постоянно имеются необходимые для работы материалы.

• Оптимизируются запасы — одна из центральных проблем логистики. Содержание запасов требует отвлечения финансовых средств, использования значительной части материально-техни­ческой базы, трудовых ресурсов. Анализ опыта ряда фирм За­падной Европы, использующих современные логистические ме­тоды организации производства (систему Канбан), показывает, что применение логистики позволяет уменьшить производствен­ные запаса на 50%.

• Сокращается численность вспомогательных рабочих. Чем меньше уровень системности, тем неопределеннее трудовой процесс и тем выше потребность во вспомогательном персонале для выполнения  пиковых объемов работ.

• Улучшается качество выпускаемой продукции.

• Снижаются потери материалов. Любая логистическая операция — это потенциальные потери. Оптимизация логистических операций — это сокращение потерь.

• Улучшается использование производственных и складских площадей. Неопределенность потоковых процессов заставляет резервировать большие добавочные площади. В частности, при проектировании торговых оптовых баз неопределенность потоко­вых процессов вынуждает на 30% увеличивать   площади склад­ских помещений.

• Снижается травматизм. Логистический подход органически   вписывает в себя систему безопасности труда.

Суть встроенного производства заключается в выявлении узких мест и их полной ликвидации. Одновременно ликвидация свободных мест и сокращение запасов.

Сущность системы CANBAN состоит в том, что все производственные подразделения предприятия снабжаются материальными ресурсами только в том количестве и к такому сроку, которые необходимы для выполнения заказа. Заказ на готовую продукцию подается на последнюю стадию производственного процесса, где производится расчет требуемого объема незавершенного производства, которое должно поступить с предпоследней стадии. Аналогично, с предпоследней стадии идет запрос на предыдущий этап производства на определенное количество полуфабрикатов. То есть размеры производства на данном участке определяются потребностями следующего производственного участка.

Таким образом, между каждыми двумя соседними стадиями производственного процесса существует двойная связь:

• с i-той стадии на (i - 1)-ую запрашивается ("вытягиваются") требуемое количество незавершенного производства;

• с (i - 1)-ой стадии на i-тую отправляются материальные ресурсы в требуемом количестве.

Средством передачи информации в системе CANBAN являются специальные карточки ("canban", в переводе с японского языка, - карточка). Применяют два вида карточек:

• карточки производственного заказа, в которых указывается количество деталей, которое должно быть изготовлено на предшествующей стадии производства. Карточки производственного заказа отправляются с i-той стадии производства на (i - 1)-ый этап и являются основанием для формирования производственной програм-мы (i - 1)-ого участка;

• карточки отбора, в которых указывается количество материальных ресурсов (компонентов, деталей, полуфабрикатов), которое должно быть взято на предшествующем участке обработки (сборки). Карточки отбора показывают количество материальных ресурсов, фактически полученных i-тым производственным участком от (i - 1)-ого.

Важными элементами системы CANBAN являются:

• информационная система, включающая не только карточки, но и производственные, транспортные и снабженческие графики, технологические карты;

• система регулирования потребности и профессиональной ротации кадров;

• система всеобщего (TQM) и выборочного ("Дзидока") контроля качества продукции;

• система выравнивания производства.

Основные преимущества системы CANBAN:

• короткий производственный цикл, высокая оборачиваемость активов, в том числе запасов;

• отсутствуют или чрезвычайно низки издержки хранения производственных и товарных запасов;

• высокое качество продукции на всех стадиях производственного процесса.

Основные недостатки системы "точно в срок":

• сложность обеспечения высокой согласованности между стадиями производства продукции;

• значительный риск срыва производства и реализации продукции.

 Главная задача MRP I — обеспечить гарантии наличия необходимого количества требуемых материалов (комплектующих) в любой момент в рамках периода планирования наряду с возможным уменьшением текущих запасов, а следовательно, разгрузкой складов.

основные входные элементы MRP-системы:

• Описание состояния материалов (Inventory Status File) является основным входным элементом MRP-программы. В нем должна быть отражена максимально полная информация о всех материалах-комплектующих, необходимых для производства конечного продукта. В этом элементе должен быть указан статус каждого материала, определяющий, имеется ли он на руках, на складе, в текущих заказах или его заказ только планируется, а также описания, его запасов, расположения, цены, возможных задержек поставок, реквизитов поставщиков. Информация по всем вышеперечисленным позициям должна быть заложена отдельно по каждому материалу, участвующему в производственном процессе.

• Программа производства (Master Production Schedule) представляет собой оптимизированный график распределения времени для производства необходимой партии готовой продукции за планируемый период или диапазон периодов. Сначала создается пробная программа производства, впоследствии тестируемая на выполнимость дополнительно прогоном через CRP-систему (Capacity Requirements Planning), которая определяет достаточно ли производственных мощностей для ее осуществления. Если производственная программа признана выполнимой, то она автоматически формируется в основную и становится входным элементом MRP-системы. Это необходимо потому как рамки требований по производственным ресурсам являются прозрачными для MRP-системы, которая формирует на основе производственной программы график возникновения потребностей в материалах. Однако, в случае недоступности ряда материалов, или невозможности выполнить план заказов, необходимый для поддержания реализуемой с точки зрения CPR производственной программы, MRP-система в свою очередь указывает о необходимости внести в нее корректировки.

• Перечень составляющих конечного продукта (Bills of Material File) -- это список материалов и их количество, требуемое для производства конечного продукта. Таким образом, каждый конечный продукт имеет свой перечень составляющих. Кроме того, здесь содержится описание структуры конечного продукта, т.е. он содержит в себе полную информацию по технологии его сборки. Чрезвычайно важно поддерживать точность всех записей в этом элементе и соответственно корректировать их всякий раз при внесении изменений в структуру и\или технологию производства конечного продукта.

Основными результатами MRP-системы являются:

• План Заказов (Planned Order Schedule) определяет, какое количество каждого материала должно быть заказано в каждый рассматриваемый период времени в течение срока планирования. План заказов является руководством для дальнейшей работы с поставщиками и, в частности, определяет производственную программу для внутреннего производства комплектующих, при наличии такового.

• Изменения к плану заказов (Changes in planned orders) являются модификациями к ранее спланированным заказам. Ряд заказов могут быть отменены, изменены или задержаны, а также перенесены на другой период.

MRP2 бизнес планирование продаж, планирование производства, планирование производственных мощностей и систем управления.

Недостатки:

• Ориентация только на заказ;

• Слабая интеграция этапов конструирования и проектирования в систему;

• Слабая интеграция системы технологических процессов;

• Слабая интеграция планирования кадров и управления финансами.

Задача Джонсона

Есть n деталей, которые нужно обработать на 2-х станках. Каждая деталь должна пройти обработку сначала на первом, затем на втором станках. Для каждой детали i известно время ее обработки на первом станке (a_i) и на втором (b_i). Необходимо найти порядок обработки, чтобы время окончания всей работы было минимальным.

Алгоритм Джонсона:

1. В обработку сначала запускают детали, требующие минимальное время обработки на первом станке в порядке возрастания этого времени.

2. В обработку запускаются сначала детали, требующие максимальное время обработки на последнем станке в порядке убывания этого времени.

3. В обработку запускаются сначала детали, у которых “узкое место” находится дальше от начала процесса обработки (“узким местом” для данной детали называется станок, на котором обработка этой деталей занимает наибольшее время).

4. Обрабатываются вначале детали, у которых суммарное время обработки на всех станках максимальное в порядке убывания этого времени.

5. Решается в 2 этапа. Определяются веса для каждой детали в виде суммы мест, которые он занял в пунктах I-IV, в порядке возрастания.

   1. 2+8+3+5=18

   2. Станок	Время обработки, мин.
      	Дет. 1	Дет. 2	Дет. 3	4	5	6	7	8
      1	2	5	3	7	9	4	1	8
      2	10	1	5	7	3	8	2	9
      3	5	8	10	4	1	3	9	2
      4	7	5	2	4	10	1	8	6
      5	1	10	3	5	7	4	2	11
      	25	29	23	27	30	20	22	36
      I	7,1,3,6,2,4,8,5
      II	8,2,5,4,6,3,7,1
      III	8,2,1,3, 5,7,6,4
      IV	8,5,2,4,1,3,7,6
      V	8,2,1,5,3,7,4,6

      5+2+2+3=12

   3. 3+6+4+6=19

   4. 6+4+8+4=22

   5. 8+3+5+2=18

   6. 4+5+7+8=24

   7. 1+7+6+7=21

   8. 7+1+1+1=10

6. Составить графики

Станок	Детали
	1	2	3	4
1	6	1	6	11
2	10	8	7	5
3	2	9	10	8
4	7	9	8	6
	25	27	31	30
I – 2, 1, 3, 4 II – 2,3,1,4 III – 4, 1, 3, 2 IV – 3, 4, 2, 1 V – 2, 3, 1, 4		2+3+2+4=11 1+1+4+3=9 3+2+3+1=9 4+4+1+2=11