6. Управление производственной деятельностью

Тщательно продуманный и составленный календарный график выполнения работ является необходимым условием успешного ведения бизнеса на всех этапах деятельности современных организаций. Однако составление даже самого лучшего календарного графика не является залогом успешного бизнеса. Важной задачей является внедрение производственного плана в производство и осуществление контроля над производственной деятельностью. (production activity control – PAC), а по существу – за его исполнением. PAC рекомендуется осуществлять по четырем основным направлениям.

1. Продолжительность перемещения изделия между производственными участками, на которых оно обрабатывается.

2. Время ожидания изделия обработки на различных производственных участках.

3. Время выполнения пусконаладочных работ согласно маршрутной карте технологического процесса.

4. Время выполнения производственных заданий.

Время ожидания в очереди на обработку – самый варьируемый компонент в процессе производства, который требует тщательного изучения и контроля. В качестве возможного метода его сокращения можно использовать изменение приоритета выполнения задания. При этом важно не задерживать выполнения других заданий.

Три других направления являются более постоянными. Так, перемещения изделий между производственными участками зависит от расстояния между ними, организации системы погрузочно-разгрузочных операций. Как правило, такие операции остаются неизменными при выполнении различных заданий. Сокращение затрат времени в данном случае можно осуществить за счет применения особого способа транспортировки. Время, расходуемое на осуществление пуско-наладочных операций, обычно варьирует незначительно. Изменение времени выполнения задания также происходит редко и напрямую зависит от квалификации рабочего, скорости работы оборудования.

Продолжительность ожидания изделий в очереди на обработку у производственного участка зависит от вместимости этой очереди, т.е. от количества заданий, которые необходимо выполнить на каждом производственном участке. Вследствие образования очередей происходит:

• увеличение затрат на хранение промежуточных изделий;

• увеличение времени доставки изделий клиентам по их заказам;

• сокращение возможности организаций реагировать на изменение внешней рыночной среды;

• рост потребности в дополнительных производственных мощностях, что ведет к увеличению расстояний между участками;

• общее усложнение процедуры определения производственных приоритетов.

Во избежание указанных отрицательных последствий применяется метод «контроля входа/выхода», позволяющий регулировать среднюю продолжительность ожидания изделия в очереди.

Система контроля входа/выхода выполняет две основные задачи:

• повышает управляемость скорости подачи работ на производственный участок;

• способствует формированию буферных очередей на некоторых производственных участках для погашения колебаний потока производственных заданий.

Очередь из изделий будет удлиняться, если объем работ на входе превысит объем работ на выходе, и наоборот. Незапланированное увеличение длины очереди происходит в случае, когда фактический объем работ на входе превышает запланированный уровень. В таком случае, если мощности организации позволяют, можно, чтобы устранить очереди, перераспределить часть работ по другим, менее загруженным производственным участкам, или увеличить мощность «перегруженного» производственного участка, или применить иные методы.

Грамотное управление приоритетностью выполнения заданий позволяет выдерживать календарный график выполнения работ. Такое управление заключается в расположении заданий в определенной последовательности, позволяющей варьировать время ожидания отдельного задания в очереди относительно средней продолжительности ожидания.

Планирование последовательности выполнения операций различается по классам задач:

• выполнение n – операций на одном рабочем месте – задача класса n/1;

• выполнение n – операций на двух рабочих местах – задача класса n/2;

• выполнение n – операций на трех рабочих местах – задача класса n/3;

• выполнение n – операций на n - рабочих местах – задача класса n/n.

Решению задач класса n/1 способствует следование таким правилам назначения приоритетов выполнения работ:

1. FCFS (first come – first served) – задания выполняются в порядке поступления: первым поступил, первым обслужен.

2. SOT (shortest operating time) – или SPT (shortest processing time) – последовательность заданий определяется по кратчайшему времени выполнения работ. Часто используется в сочетании с другими правилами во избежание случаев, когда работы, требующие значительных затрат времени, откладываются на недопустимо поздние сроки, а также во избежание случаев невыполнения работ, которые должны поступать на менее загруженные участки.

3. DDATE (due DATE – earliest due date first) – первой выполняется работа с самой ранней датой окончания.

4. STR (Slack Time Remaining) – вначале выполняются задания с самым малым запасом времени выполнения; оно определяется как разница между оставшимся запасом времени до установленной даты окончания работы и временем выполнения задания:

Время до установленной даты Оставшееся время

STR = ( окончания работы ) - ( выполнения ).

Правило используется в компаниях, занимающихся сборкой изделий, состоящих из множества компонентов, изготовление последних должно быть завершено в одно время.

5. STR/OP (slack time remaining per operation) – первым выполняется задание с наименьшим запасом времени в расчете на одну операцию, в

дальнейшем очередность устанавливается по мере возрастания показателя:

STR

STR/OP = ------------------------------------------------ .

(Количество оставшихся операций)

6. CR (critical ration) - первой выполняется работа с наименьшим критическим отношением. Рассчитывается по формуле:

(Установленная дата завершения работы) – (Текущая дата)

CR = ------------------------------------------------------------------------------

Время выполнения работ

Задание выполняется с отставанием от графика, если отношение меньше единицы. Благодаря данному правилу обеспечивается первоочередное использование производственных мощностей участка, потребность в которых на выполнение заданий самая высокая.

7. LCFS (last come – first served) – подразумевает выполнение первым задания, поступившего последним в производство.

8. Random – выполнение заданий в произвольном или случайном порядке. В данном случае выполнение заданий часто зависит от субъективного фактора.

Например, на некотором рабочем месте необходимо выполнить пять операций. Все операции выполняются на единственном оборудовании, имеющемся в распоряжении производственного участка (табл. 15). Предположим, текущая дата – 203-й рабочий день. Срок выполнения задания ОП1 назначен на 218-й рабочий день. Для его выполнения остается 15 дней (218 – 203).

Срок выполнения ОП5 уже прошел (202-й рабочий день), т.е. оставшееся время по заданию составляет 202 – 203 = -1.

С учетом времени, оставшегося до окончания срока выполнения задания, определим первоочередное задание. Следуя правилу возрастания оставшегося времени, порядок выполнения производственных заданий должен выглядеть таким образом: ОП5, ОП1, ОП2, ОП4, ОП3. По правилу выполнения заданий в порядке возрастания CR очередность должна быть: ОП5, ОП2, ОП1, ОП4, ОП3. В обоих случаях указано на требование выполнения ОП5 как первоочередного, поскольку выполнение данного задания отстает от графика.

Таблица 15

Последовательность выполнения операций на единственном производственном участке

Опера-ция	Срок выполнения, рабочих дней	Время выполнения на данном участке, дней	Время вы-полнения всех оставшихся операций, дней	Количество оставшихся операций	CR	STR/OP
ОП1	218	4	8	5	15/8 = 1,88	(15 – 8 )/5 = 1,4
ОП2	209	0,5	4	1	6/4 = 1,5	(6 – 4)/1 = 2
ОП3	216	2	2	2	13/2 = 6,5	(13 – 2)/2 = 5,5
ОП4	220	3	5	3	17/5 = 3,4	(17 – 5)/3 = 4
ОП5	202	1	1	1	-1/1 = -1	(-1 – 1)/1 = -2

В соответствии с правилом SOT задания выполнялись бы следующим образом: ОП2, ОП5, ОП3, ОП4, ОП1. Следуя SOT, несмотря на отставание от графика в выполнении ОП5 на один день, выполнялась бы ОП2. В случае поступления на данный участок заданий с меньшей продолжительностью времени, чем ОП2, они выполнялись бы в первую очередь. Задержка с выполнением заданий, требующих длительной продолжительности, влечет за собой фактически в данном случае задержку с получением прибыли для организации. Поэтому следовать исключительно данному правилу не рекомендуется.

Рассмотрим особенности решения задач класса n/2 – это ситуация, когда на двух производственных участках с двумя единицами оборудования производственные задания перемещаются от одного участка ко второму. При решении таких задач используется правило Джонсона. Критерием при этом является минимизация продолжительности ритма производства, т.е. суммарного времени с момента начала первой операции до момента завершения последней. Правило применимо в случае, когда затраты на хранение материальных запасов промежуточных изделий и на пусконаладочные работы не зависят от очередности выполнения производственных заданий.

Согласно правилу Джонсона необходимо:

1. Составить список продолжительности обработки для каждой операции на обоих производственных участках.

2. Из полученного списка выбрать задание с минимальной продолжительностью выполнения.

3. Если минимальная продолжительность выполнения задания соответствует первому производственному участку – поставить его на первое место в последовательности заданий. Если же второму рабочему участку и этапу обработки – то на самое последнее место в списке заданий второго участка. Если продолжительность выполнения заданий на двух участках эквивалентна, о в списке первого участка поставить задание на первую из оставшихся позиций, а на втором – на последнюю, идущую за заданием, имеющим схожую продолжительность выполнения.

4. Устранить из списка задание, выбранное на втором шаге, и повторить процедуру, пока не будет составлена вся последовательность выполнения операций.

Рассмотрим использование правила Джонсона на практике. На двух рабочих местах необходимо выполнить пять операций. В табл. 16 представлен список продолжительности обработки для этих операций на каждом производственном участке.

Таблица 16

Список продолжительности обработки для операций на двух производственных участках

Задание	Время выполнения задания на производственном участке № 1	Время выполнения задания на производственном участке № 2
ОП1	2,25	1,25
ОП2	2,00	2,25
ОП3	1,00	2,00
ОП4	2,50	2,00
ОП5	1,75	1,75

Для осуществления второго этапа выполнения правила Джонсона проанализируем табл. 16. Минимальное время выполнения операций на первом участке – ОП3, поэтому в обработке оно располагается на первом месте (табл. 17, этап II) и исключается из дальнейшего рассмотрения.

Таблица 17

Определение очередности выполнения заданий согласно правилу Джонсона

Этапы правила Джонсона	Последовательность заданий
	1-е	2-е	3-е	4-е	5-е
II этап	ОП3
III этап	ОП3				ОП1
IV этап	ОП3	ОП5			ОП1
V этап	ОП3	ОП5	ОП2	ОП4	ОП1

Минимальная продолжительность выполнения оставшихся операций составляет 1,25 ч (ОП1). Поскольку значение соответствует производствен-ному участку № 2, задание располагается последним (табл. 17, этап III) и также исключается из дальнейшего рассмотрения. Теперь минимальное время выполнения операции – 1,75 ч (ОП5). Поскольку расположение задания не третьим и не четвертым не изменит общей продолжительности выполнения операций, располагаем его в произвольном порядке в первой из оставшихся ячеек (табл. 17, этап IV). Очередность расположения ОП2 и ОП4 в упорядоченном списке заданий определяется по минимальному времени, необходимому на выполнение операций. Поскольку продолжительность ОП2 равна 2 ч, поставим ее в первую из оставшихся ячеек, а ОП4 – в последнюю (табл. 17, этап V).

Правило Джонсона позволяет решать задачи класса n/3 – планирование очередности выполнения задач на трех производственных участках. Однако для решения задач классом выше используются методы компьютерного моделирования.

Задачи класса n/n – решают задачи распределения n заданий между n рабочими местами при различных модификациях оборудования, способного выполнять одинаковые операции с разной эффективностью. Для этого класса задачи используют метод назначений, который представляет собой особый случай транспортного метода линейного программирования. Метод включает выполнение следующих этапов:

• первый этап – составление матрицы, включающей сочетание всех характеристик выполняемых операций по производственным участкам;

• второй этап – выбор критерия оптимизации;

• третий этап – вычитание в составленной матрицы наименьшего числа в каждой строке из самого себя и других значений до появления хотя бы одного. Затем аналогичная операция повторяется по столбцам;

• четвертый этап – формирование по нулевым элементам матрицы распределения «операция – рабочее место».

В качестве примера рассмотрим случай выполнения четырех операций на четырех производственных участках (табл. 18). Критерий оптимальности – минимальное суммарное время выполнения.

Таблица 18

Матрица характеристик операций, выполняемых на рабочих местах

Задание	Время выполнения задания на рабочих местах, ч
	№ 1	№ 2	№ 3	№ 4
ОП1	4 (1) 0	3 (0)	4 (1)	5 (2)
ОП2	5 (2) (1)	4 (1)	5 (2)	3 (0)
ОП3	2 (1) (0)	2 (1)	1 (0)	3 (2)
ОП4	6 (2) (1)	5 (1)	4 (1)	7 (3)

В первых скобках даны значения, полученные после вычитания наименьшего числа из самого себя и других значений по строке. Во вторых скобках даны значения, полученные по столбцам. В результате получаем матрицу, в которой число операций соответствует количеству производственных участков, т.е. оптимальное решение.

Распределение «операция – рабочее место» формируется следующим образом:

ОП1 на рабочем месте № 2, ОП2 - рабочее место № 4, ОП3 - рабочее место № 1, ОП4 - рабочее место № 3.

Общие затраты времени выполнения задания в этом случае составят 12 ч (3 ч ОП1 + 3 ч ОП2 + 2 ч ОП3 + 4 ч ОП4).