Глава 11. Тактика краткосрочного

ПЛАНИРОВАНИЯ

Тактика краткосрочного планирования сводится к составлению расписаний

оперативно-календарного плана – ОКП. Эти планы определяют время

выполнения операций и охватывают периоды от одного до десяти рабочих

дней, но чаще всего они являются суточными. На стадии текущего

планирования сначала рассматривается план в укрупненных единицах, затем

производственный график, который как бы расщепляет текущий план и

разрабатывает общее расписание выхода готовых изделий. Общее расписание

(ОКП) определяет загрузку оборудования и последовательность выполнения

отдельных операций технологического цикла; время выполнения; расстановку

людей с учетом имеющихся производственных мощностей, материальных

ресурсов и персонала.

Целями краткосрочного планирования являются:

1. Минимизация времени ожидания покупателя.

2. Минимизация времени производственного процесса.

3. Поддержание низких уровней запасов.

4. Эффективное использование оборудования и персонала.

Рассмотрим составление расписаний в единичном и серийном

производстве, повторяющемся производстве.

11.1. СОСТАВЛЕНИЕ РАСПИСАНИЙ И КОНТРОЛЬ ДЛЯ ЦЕХОВ

ЕДИНИЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Цех в единичном и мелкосерийном производстве – это производственная

система в которой продукция делается по заказу. Цех отличается от других

производственных систем используемыми материалами, порядком,

потребностями и временем протекания процессов.

Краткосрочное планирование в единичном и серийном повторяющемся

производстве. Менеджер единичного производства старается управлять

производством так, чтобы своевременно удовлетворять требования нескольких

заказчиков меняющимися продуктами производства при этом получить

планируемый экономический эффект.

Чтобы это осуществить, менеджер должен иметь в своем распоряжении

системы планирования и контроля, которые должны содержать:

– список поступающих заказов без нарушения ограничений мощности

индивидуальных рабочих центров;

– сведения о наличии инструментов и материалов;

– даты и время выполнения для каждой работы;

– методы контроля выполнения работ, движущихся через производство;

– возможность обеспечения обратной связью сведений об использовании

оборудования и производственных процессов;

– эффективное проведение статистического анализа и анализа времени

операторов для распределения трудовых ресурсов и увольнения.

113

Независимо от того, является ли система управления единичным

производством ручной или автоматической, она должна соответствовать

производству и обеспечивать необходимую точность. Это значит, что

требуется наличие информационной базы, включающей файлы как для целей

планирования, так и контроля.

Файлы планирования состоят из:

– номенклатуры изделий с информацией о комплектующих,

производящихся на фирме или закупаемых деталях и узлах;

– разработки маршрутов прохождения каждого компонента через

производство (цех, участок) — файлы расцеховки;

– сведений о рабочем центре (мощности, производительности).

Файлы контроля отражают реальное состояние в выполнении плана

изготовления каждого заказа.

Целью составления оперативно-календарных планов (ОКП) является такая

оптимизация использования ресурсов при которых должны быть достигнуты

цели производства. Как правило, назначаются даты выполнения для ведущих

работ (деталей).

Назначение даты выполнения работы не дает уверенности в том, что работа

будет выполнена в соответствии с планом. Поломка станков, невыходы на

работу, проблемы качества, дефициты и другие факторы осложняют условия

производства. Поэтому требуется набор правил для того, чтобы определить

последовательность действий людей при возникновении тех или иных

проблем. Когда люди верят в эти правила и используют их, составление

графиков становятся надежным формальным средством их взаимодействия.

Используется много методов составления ОКП в зависимости от объема

заказов, организации и сложности работ, от системы контроля над работами.

Методы составления ОКП делятся на две категории: встречное расписание;

расписание в обратном порядке (обратное расписание).

Встречное расписание предполагает, что поставка материалов и

выполнение операций начинается сразу же, как только возникают потребности

в них. Встречное расписание используется в компаниях, изготавливающих

инструменты для машиностроительных предприятий, где работы выполняются

в соответствии с потребностями покупателей и доставка осуществляется так

быстро, как это возможно. Логика опережающего — встречного — расписания

обычно является причиной образования излишних заделов.

Расписание в обратном порядке предполагает, что последняя операция

процесса изготовления расписывается первой. Затем остальные операции

сводятся во времени в обратном порядке. В результате этой процедуры

получают время начала процесса. Обратное расписание используется для

определения запуска работ по цехам и времени выполнения ведущих операций.

11.2. ЗАГРУЗКА ЦЕХОВ (РАБОЧИХ ЦЕНТРОВ)

Под загрузкой понимают назначение работ, которые должны быть

выполнены на рабочих местах или рабочих центрах, обеспечивающих

выполнение конкретных процессов. Операционные менеджеры (мастера)

114

готовят рабочие места для выполнения работ, обеспечивая снижение затрат,

время простоев, время комплектации. Возможны две формы загрузки. Первая

ориентируется на мощность, т.е. на возможность загрузки рабочего места,

вторая предусматривает назначение специфических работ в соответствующие

центры.

Контроль «вход – выход». Многие фирмы испытывают трудности при

составлении ОКП, а именно в достижении эффективного прохождения заказа

по рабочим местам из-за того, что перегружают производственный процесс.

Это происходит потому, что работники фирмы не знают действительных

возможностей рабочего места. Контроль «вход-выход» является методом

гибкого управления протеканием производственного процесса. Если работа

выполняется быстрее, чем было определено, значит, растут заделы, если работа

выполняется с меньшей скоростью, может нарушиться график и сроки

выполнения заказа.

В первом случае, называемом перегрузкой, возникают проблемы

неэффективности и качества. При недогрузке оборудования происходит

недоиспользование мощности и потеря ресурсов — возможностей.

График Гантта является наглядным пособием, которое применяется при

загрузке или составлении оперативно-календарного плана работ для цеха или

рабочего места.

При использовании в целях загрузки графики отражают рабочее время и

время простоев и помогают описать использование ресурсов, показывают

дополнить или вывести оборудование, применять или не применять

сверхурочное время.

Загрузочный график показывает рабочее время и время простоя станков,

агрегатов и др., что дает представление об относительной рабочей занятости —

загрузке системы, и на этой основе может быть проведено перераспределение

работ из перегруженных рабочих центров в недогруженные.

ПРИМЕР 1.

Производитель стиральных машин взял специальные заказы на индустриальные

машины. Производство каждой машины требует решения различных задач и различного

времени исполнения. Рис. 11.1 показывает загрузочный график на неделю начиная с 8

марта.

В четырех центрах выполняются работы в течение недели. Из графика видно, что

центры по металлообработке и покраске загружены полностью на протяжении всей

недели. Центры механики и электрики имеют простои, разбросанные по различным

дням недели. Обращаем внимание на то, что центр металлообработки выведен из

процесса во вторник, возможно, для профилактических работ.

Однако загрузочный график не учитывает поломку станка или человеческие

ошибки, которые требуют повторения работ.

График должен регулярно пересчитываться при появлении новых работ и

при пересмотре времени выполнения.

Временной график Гантта используется для управления работами в

процессе производства. Он указывает, какая работа опережает его или отстает.

115

Рабочий

Понедельник Вторник Среда Четверг Пятница

центр

Металло-

Работа 349 Работа 350

обработка

Механика Работа 349 Работа 408

Электрика Работа 408 Работа 349

Покраска Работа 295 Работа 408 Работа 349

Центр выведен из графика например

Обработка по причине: профилактики, ремонта,

дифицита

Рис.11.1. Загрузочный график на неделю

В примере 2 рассматривается временной график для трех работ,

размещаемых по ходу их выполнения на вертикальной оси и время их

выполнения на горизонтальной оси.

ПРИМЕР 2

Корпорация использует график Гантта, представленный на рис. 11.2, чтобы

проследить расписание выполнения трех заказанных работ: А, В и С. Каждая пара

скобок на временной оси обозначает оценку начала и окончания работы, заключенной

внутри них. Сплошная полоса отражает действительное положение или прогресс в

выполнении работы. Работа А, например, около половины дня отстает от расписания

пятого дня выполнения работы. Работа В завершена после дневной профилактики,

которая была произведена до начала работы. Работа С опережает расписание.

Метод назначений. При этом методе рассматриваются задачи назначения

работ по станкам, людей по работам и т. д.

Наиболее часто целью метода является достижение минимума суммарных

денежных затрат или времени, необходимых для практической реализации

возникающих задач. Одной из важных характеристик проблемы назначения

является то, что назначению подлежит только одна работа или рабочий на один

станок или работу.

Каждая задача назначения может быть представлена таблицей. Числа в

таблице будут денежными или временными затратами, соответствующими

каждому конкретному назначению.

Если в цехе имеются три свободные станка (А, В, С) и три новых работы, то

эту ситуацию можно представить таблицей, в которой отражены денежные или

временные затраты. Денежные записи представляют собой затраты при

назначении соответствующей работы на определенный станок.

Метод назначений включает операции сложения и вычитания

соответствующих чисел таблицы для того, чтобы найти самые низкие затраты,

соответствующие условиям отдельного назначения. Он состоит из четырех

шагов.

116

Работа Дни 1 Дни 2 Дни 3 Дни 4 Дни 5 Дни 6 Дни 7 Дни 8

А

Б

В

Начало действия Действительное

выполнение работы

Окончание действия Непроизводственное

время

Предусмотренное время

действий

Текущее время

Рис. 11.2. Временной график Гантта для работы А, В, С.

1. Вычесть наименьшее число в каждой строке из каждого числа строки и

затем вычесть наименьшее число в каждой колонке из всех чисел этой колонки.

Этот шаг имеет целью понизить величины чисел в таблице до появления в

ней серии нулей. Хотя числа и изменились в результате снижения их значений,

результат будет эквивалентным первоначальному, и результат оптимального

решения будет тем же, что и для исходной задачи.

2. Используя минимальное число вертикальных и горизонтальных линий,

необходимо зачеркнуть все нули в таблице. Если число линий равно числу

строк, либо числу столбцов в таблице, тогда мы можем сделать оптимальное

назначение (см. шаг 4) Если число линий меньше числа строк или столбцов, мы

переходим к шагу 3.

3. Вычтем минимальное не перечеркнутое число из всех других не

перечеркнутых чисел. Добавим это же самое число ко всем числам, лежащим

на пересечении любых двух линий. Вернемся к шагу 2 и продолжим процедуру

до получения оптимального назначения.

4. Оптимальные назначения всегда будут и на местах размещения нулей в

таблице. Направленный путь оценки назначений состоит в начальном отборе

строки или колонки, которая содержит только один ноль. Мы можем сделать

назначение в этот квадрат и затем прочеркнуть линиями эту строку и столбец.

Осуществим это назначение и продолжим эту процедуру, пока не назначим

каждого человека или машину в соответствии с задачей.

117

11.3. УСТАНОВЛЕНИЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ РАБОТ

Методы выбора последовательности выполнения работ определяют

последовательности, в которых должны быть выполнены работы на каждом

рабочем месте.

Построение последовательности осуществляется с использованием правила

приоритетов. Разработано большое число таких правил, которые применяются

в сложных по маршрутам движения потока дискретных производственных

процессах, где обработка ведется партиями различной величины, а

производство ориентировано на независимый спрос. Правила приоритетов

помогают минимизировать среднее время протекания процессов, изготовления

и пролеживания (ожидания), а так же максимизировать выход.

Наиболее популярными правилами приоритетов являются следующие:

– FCFC: "первым пришел — первым обслужен", первая работа,

прибывающая на рабочее место, выполняется первой;

– EDD: ранняя по дате исполнения, работа с ранней датой завершения

выполняется первой;

– SPT: кратчайшее время исполнения. Кратчайшая по времени работа

выполняется первой.

– LTP: наиболее продолжительные время выполнения. Наиболее

продолжительные и большие работы выполняются первыми.

Как показывает опыт, ни одно из этих правил не имеет превосходства по

всем показателям.

1. Наикратчайшее время процесса является наилучшим методом при

минимизации потока работ и минимизирует среднее число работ в системе. Его

главный недостаток состоит в том, что долго длящиеся работы будут

постоянно отодвигаться назад, подчиняясь приоритету краткосрочности работ.

Потребители могу относиться к этому негативно, и поэтому возникает

необходимость вести дополнительное регулирование прохождения долго

длящихся работ в рабочем центре.

2. «Первый пришел — первый обслужен» не дает выигрыша по

большинству критериев. Однако он имеет преимущество справедливости для

потребителя, что очень важно в обслуживающих системах.

3. Метод критического отношения (рассматривается ниже) дает хорошие

результаты по критерию среднего времени запаздывания работ.

Критическое отношение. Критическое отношение (КО) является

отношением оставшегося до выполнения работы (по плану) срока, к

остающемуся времени на исполнение работы. Критическое отношение в

отличие от правил приоритетов может быть получено на любую дату, оно дает

приоритет тем работам, которые должны быть выполнены, чтобы не нарушать

график отгрузки. Работа с низким критическим отношением (меньше 1,0)

является работой, выпадающей из графика работ (отстающей), с КО равным 1,0

— находится в границах графика, с КО больше 1,0 означает, что работа

опережает график и время ее выполнения не напряженно.

118

Правило критического отношения может оказать помощь при составлении

производственных графиков (расписаний) :

– при определении статуса специфических работ (термообработка);

– при определении относительных приоритетов среди работ на общей

базе (маршруте);

– при установлении связи между величиной запаса на складе и порядком

выполнения работ, находящихся в рабочем процессе на общей базе;

– при регулировании приоритетов (и пересмотре графиков), как при

изменении, так и при возникновении прогресса в выполнении работ;

– при динамическом размещении работы и прослеживании пути ее

выполнения.

Правило Джонсона представляет собой график-расписание N работ на два

станка. В случае, когда N работ (двух или более) должны быть выполнено на

двух станках или рабочих центрах, задача усложняется. Это называется

проблемой N/2.

Правило Джонсона может быть использовано для минимизации общего

времени процесса обработки путем поиска последовательности запуска группы

работ через две единицы оборудования. Оно также минимизирует общее время

простоев (рабочих центров, станков, оборудования и др.).

Расписание графика включает четыре шага.

1. Все работы должны быть перечислены и определено время выполнения

работ.

2. Отбирается работа с наикратчайшим временем выполнения. Если

наикратчайшее время приходится на первую машину, работу расписывают

первой. Если наикратчайшее время приходится на вторую машину, она

записывается в график последней. При равенстве времени решение

принимается на основе арбитражного суждения.

3. Если работа расписана, она исключается из рассмотрения.

4. Шаги 2 и 3 распространяются на оставшиеся работы при продвижении в

направлении середины формирующейся последовательности.

Расписание N работ на три станка (машины). Оптимальное размещение

N работ на три машины является чрезвычайно сложным, но если выполняется

одно из двух или оба условия, то решение возможно по правилу Джонсона.

1. Наименьшая продолжительность, выполняемая на станке 1, равна

наибольшей продолжительности, выполняемой на станке 2.

2. Наименьшая продолжительность выполнения работы на станке 3 так

велика, как наиболее продолжительное выполнение работы на машине 2.

N работ на M машин. Когда несколько работ должны пройти через

процессы на нескольких машинах или иных средствах, требуя определенных

затрат времени для своего выполнения, отыскание оптимальной

последовательности является сложной процедурой.

Применяются и другие исследования, использующие теорию очередей и

компьютерное моделирование, чтобы математически решить сложную

проблему последовательности.

119

Однако что делать менеджеру (мастеру) или распределителю работ,

которые сталкиваются со сложной проблемой нахождения оптимальных

последовательностей запуска, требующей решения каждый день?

Они должны пользоваться правилами критического отношения при

составлении последовательности обработки. Если обычные подходы не ведут к

оптимальным решениям, их использование на практике всегда желательно

потому, что любое упорядочение всегда сопровождается положительным

эффектом.

11.4. ПОВТОРЯЮЩИЕСЯ ПРОЦЕССЫ

Выигрыш, обеспечиваемый процедурой планирования, отмеченный в

начале главы, также достигается и в повторяющемся производстве.

Повторяющиеся производства — это те, которые производят стандартные

продукты из модулей. Повторяющиеся производства удовлетворяют

покупательский спрос путем более низких инвестиций в запасы, уменьшением

размеров партий (или объемов) и интенсивного использования оборудования и

процессов. Путь, помогающий в достижении этого выигрыша, ведет к

составлению графика движения уровня материального потока. Использование

в качестве критерия уровня материального потока означает, что ритм, высокое

качество, небольшие размеры партий определяют возможность организовать

производство «точно вовремя». (Производство «точно вовремя» и «КАНБАН»,

обеспечивающие работу на низком уровне складских запасов и низком уровне

незавершенного производства, представляют методики, которые обсуждалась в

главе 9).

Метод уровня материального потока дает при использовании следующие

преимущества:

1. представляет возможность иметь более низкие уровни запасов, что

освобождает капитал для использования по другим направлениям;

2. ускоряет продвижение продукта в процессе изготовления;

3. способствует улучшению качества компонентов и, как следствие,

улучшает качество продукта;

4. снижает потребность в производственных площадях;

5. улучшает производственные отношения между работающими потому,

что они теснее объединены производственным процессом (в результате

способствует развитию коллективизма при выполнении работ);

6. протекание производственных процессов становится более сглаженным

потому, что нет больших объемов (партий) обработки и сборки, которые

«прячут» проблемы.

Известно, что повторяющееся производство имеет дело с большими по

объему месячными партиями выпуска изделий. Используя составление

расписания движения уровня материального потока, менеджер мог бы

продвигаться вперед, разбивая месячный цикл изготовления на более короткие

плановые отрезки. Менеджер мог бы использовать при управлении

производством еженедельные, дневные или часовые циклы.

120

Одно важное условие при использовании составления расписания уровня

материального потока — это определение минимального размера партии,

который будет обеспечивать движение производственного процесса. В идеале

это могла бы быть одна единица (штука), которая бы продвигалась с одной

позиции на другую в регулируемом производственном процессе. Более

реалистично, исходя из анализа процессов, транспортных времен и

контейнеров, используемых для транспортирования, прийти к выводу о

необходимости использования небольшой партии, но большей, чем партия в

одну штуку. Как только размер партии будет определен, ЕOQ-модель

производственного процесса может быть использована для расчета

желательного времени переналадки. Модель производственного выражена в

виде формулы:

2 DS

Q* = ,

H (1 − d / p)

где D — годовой спрос; S —затраты переналадки; H —затраты хранения; d —

дневной спрос; р — дневной выпуск.

Некоторые производители, работающие в повторяющемся производстве,

достигают более 150 оборотов запасов в течение года. Только два изменения

необходимы, чтобы работать в системе составления расписания уровня

материального потока на производстве. Первое: существенное (радикальное)

снижение времени переналадок, что обычно несложно сделать с технической

точки зрения. Второе: изменения должны произойти в улучшении ручных

операций. В условиях короткого производственного цикла время ожидания

(пролеживания, транспортировки, контроля) может быть очень маленьким.

11.5. ПЛАНИРОВАНИЕ ПЕРСОНАЛА В СЕРВИСЕ

Система расписаний в сервисе имеет несколько отличий от системы

расписаний в производстве. Первое: в производстве внимание операционного

менеджера сосредоточено на материальном потоке (детали, узлы, изделия); в

сервисе оно находится на уровне персонала и расписаний работ. Второе:

системы сервиса не хранят запасы или услуги. Третье: в сервисе труд более

интенсивен, и спрос на такой труд может быть изменчивым и случайным по

существу.

Сервисные системы стараются соответствовать изменяющемуся

потребительскому спросу, имея наготове мощности, способные удовлетворить

этот спрос. В некотором бизнесе, таком, как «частный доктор» или

«юридический офис», система назначений является расписанием посещений. В

магазине розничной торговли, на почте или в ресторане быстрого

приготовления пищи применение правила «первый пришел — первым

обслужен» для обслуживания потребителей будет вполне подходящим.

Разработка расписаний в таком бизнесе оборачивается приглашением

дополнительных рабочих, часто на неполное рабочее время, чтобы оказать

помощь в пиковые периоды. Система резервирования хорошо работает в

агентствах, сдающих автомобили напрокат, в залах симфонической музыки, на

121

аэролиниях, в отелях и некоторых ресторанах как минимизирующая время

ожидания потребителя и позволяющая избежать разочарования от

перегруженного сервиса.

Во всех сервисных системах должен работать персонал, который

занимается составлением разного рода расписаний, чтобы представить

возможности сервиса по главным направлениям своей деятельности. Хорошо

известно, как в результате улучшения составления расписаний сети ресторанов

удается сократить затраты на наемный труд.

Линейное программирование при составлении персональных

расписаний. Линейное программирование может быть полезным

инструментом при составлении расписания работ служащих в сервисных

службах.

Переменная мощность (пропускная способность), создаваемая за счет

привлечения служащих с неполным рабочим временем, является очень

эффективным средством реагирования на переменный спрос на услуги.

Поэтому работающие с неполным рабочим временем на различных

вспомогательных операциях экономически могут быть более выгодны, чем

служащие с полным рабочим временем.

ОБОБЩЕНИЕ

Расписание определяет время выполнения операций, с тем чтобы выбрать

(определить) эффективное движение элементов производства через систему.

Эта глава посвящена на разработке краткосрочных расписаний на уровне цеха,

повторяющихся процессов и разнообразного сервиса. Мы видели, что цехи

являются системами, в которых продукт создается в определенном порядке и в

установленный срок, а задачи составления расписаний становятся достаточно

сложными. Были рассмотрены некоторые аспекты использования расписаний

при загрузке и определении последовательности запуска работ в структуре

типа цех.

Рассмотрению подлежали графики Гантта и методы назначения, серия

правил предпочтения, правило критического отношения, правило Джонсона и

другие правила для формирования последовательности работ. Мы также

анализировали составление расписания уровня материального потока в

повторяющемся производстве.

Сервисные системы, в общем отличны от производящих систем, они чаще

выступают как системы назначения «первый пришел — первым обслужен» и

системы с резервированием, а так же системы, которые допускают

использование эвристических методов и методов математического

программирования для решения проблем успешного обслуживания

потребителя.

122