Курсовая работа - Выталкивающие и вытягивающие системы управления производством

Подождите немного. Документ загружается.

задаваемой производственным расписанием, подразделения работают «с колес» без

запасов.

Главной проблема: На практике оказалось сложно отследить изменение

фактической потребности относительно плановой на интервале времени между двумя

очередными поставками и своевременно известить об этом поставщика, внеся уточнение в

заказ на поставку. Сейчас обычно для решения указанной проблемы применяется метод

«последовательного уточнения».

В рамках среднесрочного производственного плана или контракта на поставку

(например, на год с разбивкой по кварталам) осуществляется последовательное уточнение

(ежеквартально с разбивкой по месяцам, ежемесячно с разбивкой по неделям,

еженедельно с разбивкой по дням и т.д.) потребности.

Отличительные черты JIT-подхода:

 «вытягивание» поставок в цепи поставок.

 Своевременность удовлетворения потребностей.

 Минимальные запасы.

 Короткие циклы поставок.

 Небольшие партии поставок.

 Ограниченное число партнеров по цепи поставок.

 Высокое качество продукции и сопутствующего поставкам сервиса.

2.2 Система восполнение «супермаркета» (Supermarket Replenishment)

Традиционные системы управления производством требуют значительных

денежных ресурсов для того, чтобы поддерживать необходимые запасы материалов.

Когда японская автомобильная компания «Тойота» перестраивалась после Второй

мировой войны, ей остро не хватало оборотных средств, предприятие не могло позволить

себе использовать традиционную концепцию. Руководство компании решило узнать, что

происходит в мире, и задалось вопросом, какая отрасль наиболее рационально использует

свои запасы. Ответ был\— супермаркеты!

В настоящее время типичный супермаркет оборачивает свои запасы более 50 раз в

год. Обычная производственная компания, которая использует «выталкивающую»

систему управления, оборачивает свои запасы от одного до десяти раз в год.

Она действует следующим образом (рис. 4). Процесс потребитель забирает

исходные материалы из ячеек супермаркета тогда, когда ему это нужно.

Для каждого изготавливаемого изделия (заказа) рассчитывается «точка

восполнения» исходных материалов.

Как только суммарное количество материалов в ячейках супермаркета и

исполняемых заказах опускается ниже «точки восполнения», процессу поставщику

посылается новый заказ на их поставку. В качестве такого заказа может выступать пустой

контейнер, карточка «Канбан», световой сигнал, пустая ячейка «супермаркета» и\т.п.

(оформлять заказ на бумаге необязательно\— подходит предельно простой вариант: «если

видишь пустое место, заполни его»).

Для каждого восполняемого материала рассчитывается объем соответствующей

партии. Количество изделий во всех новых заказах равно объему восполняемых

материалов.

Рис. 4. Схема метода восполнения «супермаркета»

Процесс поставщик исполняет заказ на восполнение материалов.

Заказанные материалы физически помещаются в соответствующие ячейки

«супермаркета».

Заметим, что в данном случае формальное производственное расписание работ

имеется только у процесса потребителя. План работ для процесса поставщика

формируется автоматически в реальном времени самой «вытягивающей» системой. Это

очень важный аспект «вытягивающей» системы управления производством: «Неважно,

сколько процессов управляется вытягивающей системой, главное, что в ней будет только

одна точка планирования!»

Итак, единственная точка планирования выпуска готовой продукции\— это один

производственный участок, для которого в «вытягивающей» системе происходит расчет

основного расписания, определяющего работу всего производства в целом. Работа других

участков, включенных в технологическую цепочку, автоматически планируется самой

«вытягивающей» системой.

На величину точки восполнения, его объем и общий потенциальный

производственный запас материалов по каждому изделию в системе влияют следующие

переменные:

 усредненный спрос за период времени;

 время выполнения заказа от того момента, когда затребованные для

восполнения материалы поступают в ячейки «супермаркета»;

 размер партии восполняемых материалов;

 время, в течение которого процесс потребитель сможет получить требуемые

материалы из ячеек «супермаркета».

Увеличение любого из этих параметров неминуемо вызовет увеличение общего

потенциального объема производственных запасов.

Фактическая средняя величина запасов в ячейках «супермаркета» в хорошо

спроектированной системе большую часть времени будет составлять 1015% от их общего

потенциального объема, продиктованного планом выпуска готовой продукции.

Рис. 5. Структура метода восполнения «супермаркета»

Для того чтобы связать в «вытягивающей» системе управления несколько

производственных участков, следует использовать несколько «супермаркетов».

Каждый из трех «супермаркетов» в этом примере независим от остальных и

функционирует так же, как «супермаркет» из примера, показанного на рис. 5.

Единственной точкой, где составляется производственное расписание, в этой системе

будет участок 4. Проще всего определить это место таким образом: единственной точкой

планирования производства в этой «вытягивающей» системе будет процесс, который

изымает продукцию из последнего (по технологии производства продукции)

«супермаркета».

Следует отметить, что метод восполнения «супермаркета» хорошо применим лишь

в тех случаях, когда участок потребитель имеет возможность выбирать из множества

различных вариантов полуфабрикатов, расположенных в ячейках. В других ситуациях

этот метод обычно бывает менее предпочтительным.

Для составления детальных расписаний выполняемых работ в точке планирования

на предприятиях интерес представляют системы классов APS (Advanced Planning &

Scheduling Systems) и MES (Manufacturing Execution Systems).

По сравнению с алгоритмами MRPII, алгоритмы APS при составлении расписаний

одновременно учитывают как потребности материалов, так и мощности предприятия с

учетом их текущей и спланированной загрузки. В алгоритмах APS учитываются

переналадки и некоторые другие параметры технологической среды, в которой

происходит обработка изделий на конкретном производственном участке.

Рис. 6. APS: расчет расписания работ для производственного участка

Упростив в определенном смысле алгоритм построения расписания, разработчики

APS дали возможность в пределах существующих вычислительных мощностей получать

допустимые производственные расписания и более менее точно прогнозировать сроки

исполнения заданий (рис. 6). При этом APS системы не ставят себе более сложных задач

вроде минимизации в построенных расписаниях сроков переналадки, транспортных

операций, уменьшения количества задействованного оборудования и т.п., поскольку учет

этих требований неминуемо приведет к утяжелению алгоритмов и невозможности за

кратчайшее время получать расписания для больших размерностей. В связи с этим APS-

системы имеют на своем вооружении крайне ограниченный состав критериев

планирования. Следует отметить, что и эта существующая возможность получения хотя

бы допустимых расписаний (в пределах получаса) не зря появилась в середине 90х годов.

Увеличение производительности вычислительных машин с одновременным снижением их

стоимости в очередной раз явилось катализатором прогресса в области управления

производством.

2.3. Структура и принципы построения системы Toyota.

Тогда японская автомобилестроительная компания “Toyota” на основе теории

управления запасами разработала и стала активно внедрять на своих заводах комплексную

систему организации и управления производством, получившую в дальнейшем название

системы “Toyota”. Применяя «вытягивающую» систему и другие принципы «бережливого

производства» «Тойота» достигла немыслимого для производственного предприятия

показателя в 5070 оборотов производственных запасов в год!

Основные составляющие новой системы “Toyota”:

 Система оперативного управления производством принципиально нового «тянущего»

типа (Pull system), которую позже американцы назвали “Just-In-Time” (JIT).

 Поддерживающая ее информационная система KANBAN (по-японски – «карточка»).

Это комплексная система организации и управления производством компонент и

сборкой в автомобилестроении, для которого характерен массовый тип производства с

большим числом модификаций одновременно выпускаемой продукции и ускоренным их

обновлением.

Система “Toyota” предполагает:

 Обеспечение и постоянное улучшение качества продукции на всех стадиях ее

разработки и производства.

 Устранение ненужных (излишних, избыточных) элементов производственного

процесса.

 Сокращение межоперационного (межзвенного) времени и длительности

производственного цикла.

 Снижение величины межоперационных (межзвенных) заделов и запасов.

 Гибкое реагирование на колебания потребительского спроса.

 Возможность организации работы поточных линий с переменным ритмом.

 Активизацию «человеческого фактора» в производстве.

Стратегические цели системы “Toyota”:

 Сокращение издержек производства.

 Снижение цены продукции.

 Расширение рынков сбыта.

 Рост объемов продаж.

 Рост массы прибыли.

 Расширение объемов производства.

Основные элементы системы “Toyota”:

 Обеспечение и непрерывное улучшение качества продукции на всех стадиях

разработки и производства.

 Комплексная инженерная подготовка и непрерывное совершенствование технологии

производства.

 Построение производственных структур на базе поточных линий с предметно-

групповой формой организации.

 Организация непрерывного движения материального потока и работы поточных

линий с переменным ритмом.

 Организация точного взаимодействия относительно автономных производственных

подразделений на основе горизонтальных связей.

 «вытягивание» продукции с предыдущего технологического звена, а не ее

«выталкивание» в последующее звено.

 Обеспечение гибкости производства.

 Стимулирование новаторских идей и их внедрение в производство.

2.4. Информационная система канбан.

На практике к тянущим внутрипроизводственным системам относят систему

«Канбан» (в переводе с японского – карточка). Впервые компания “Toyota” применила

систему KANBAN в 1972 г. для информационной поддержки системы JIT.

Это система информационной поддержки оперативного управления производством

«вытягивающего» типа, представляющая собой непосредственный механизм

«вытягивания» материалов в технологической цепи и основанная на строгом выполнении

правил движения управляющей материальным потоком информации (карточек отбора и

заказа).

Система Канбан не требует тотальной компьютеризации производства, однако она

предполагает высокую дисциплину поставок, а также высокую ответственность

персонала, так как централизованное регулирование внутрипроизводственного процесса

ограничено.

Система Канбан позволяет существенно снизить производственные запасы.

Например, запасы деталей в расчете на один выпускаемый автомобиль у фирмы Toyota

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.

Виды карточек:

 Заказа или производственные – несут информацию о том, сколько предметов нужно

изготовить в месте производства и доставить на склад.

 Отбора или транспортные – сколько предметов нужно забрать со склада и доставить к

месту потребности.

Механизм «вытягивания» предметов обработки в технологической цепи с

помощью карточек KANBAN: В технологической цепи выделяется звено «поставляющая

позиция - потребляющая позиция», которые могут взаимодействовать между собой только

через назначенный им буфер (склад, накопитель, зону хранения).

Буфер предназначен для хранения оборотного (и, если нужно, страхового) запаса

предметов обработки в контейнерах, а также для накопления пустых контейнеров.

Каждый контейнер имеет при крепленную к нему одну карточку КANBAN:

 карточку отбора - при движении от буфера к потребляющей позиции (контейнер

полон) и от потребляющей позиции к буферу (контейнер пуст),

 карточку заказа - при движении от буфера к поставляющей позиции (контейнер пуст)

и от поставляющей позиции к буферу (контейнер полон).

1) Замена карточек на контейнере происходит только в буфере.

2) Карточки отбора движутся по кругу только во взаимодействии буфера с

потребляющей позицией.

3) Карточки заказа движутся по кругу только при взаимодействии буфере с

поставляющей позицией.

При колебаниях спроса выше 10% (в любую сторону) укрупненного плана система

начинает давать сбои. Для компенсации колебаний спроса приходится использовать

страховые запасы. Это противоречит идеологии JIT и снижает эффективность применения

KANBAN.

Недостатки систем JIT и KANBAN в значительной степени устранены в более

поздних системах JIT II и OPT.

OPT – это оптимизированная производственная технология, известная под

названием «израйльский KANBAN». Она не только эффективно устраняет узкие места в

цепи поставок, но и предотвращает их возникновение.

3. Система MPR: логика формирования системы, функции системы на

стадии планирования и исполнения планов. Другие современные

подходы к планированию производства

3.1. МРП-1 (Material Reguirement Planning, MRP); МРП-2 (Manufacturing Resources

Planning, MRP)

На практике реализованы различные варианты толкающих систем, известные под

названием «системы МРП» (МРП-1 и МРП-2). МРП-1 (Material Reguirement Planning,

MRP); МРП-2 (Manufacturing Resources Planning, MRP).

Возможность их создания обусловлена началом массового использования

вычислительной техники.

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.

В сфере производства и снабжения применяются следующие системы MRP

(Material / Manufacturing Requirements / Resource Planning):

 Планирование потребностей в материалах MRP I (Material Requirements Planning).

 Планирование производственных ресурсов MRP II (Manufacturing Resource Planning).

Система MRP I способна перепланировать последовательность требований и

покрытий в результате изменений либо в производственном расписании, либо в структуре

запасов, либо в атрибутах продукта.

Система MRP I нацелена на:

 точное и своевременное удовлетворение потребностей в цепи снабжения и

производства;

 поддержание низких уровней запасов;

 составление согласованных расписаний операций закупки, доставки, производства.

Недостатки и ограничения применения систем MRP I:

 ориентированы в первую очередь на решение задач материального учета и расчета

потребности в материалах и не обеспечивают решение задач применительно к другим

факторам производства (ресурсам).

 требуют значительного объема вычислений, подготовки первичных данных и

обеспечения их высокой точности, что увеличивает процедурное время и

эксплуатационные расходы.

 имеют большое количество отказов из-за сложности программно-информационного

обеспечения и большой размерности задач, что не делает привлекательным вложение

средств в эти дорогостоящие комплексы.

 практически не имеют возможности реагировать на частые и кратковременные

изменения спроса (потребностей), что не позволяет работать без запасов.

Системы MRP II - это второе поколение систем MRP, выделяемое не столько по

уровню развития информационных технологий, сколько по гибкости реализации

управления и широте выполняемых функций. Эти системы стали применяться в США и

Западной Европе с начала 19809-х годов.

Системы MRP II включают функции систем MRP I и ряд новых -

автоматизированное проектирование, управление технологическими процессами, учет

фактических отклонений от плана и дополнительных заказов клиентов, поступивших

после составления производственной программы.

В MRP II возможно планирование потребности в производственных ресурсах, а не

только планирование производственной потребности в материалах, деталях, узлах.

MRP II, по мнению западных специалистов, это мощная техника адаптивного

планирования для реализации стратегических целей фирмы в маркетинге, производстве,

логистике, финансах, позволяющая сократить объем запасов на 17 % (в стоимостном

выражении), затраты на закупку сырья – на 7%, значительно повысить рентабельность

производства.

3.2. Системы DRP I и II (Distribution Requirements / Resource Planning).

Система DRP I – «толкающая» система планирования.

Важнейшая функция DRP I - контроль состояния запасов в распределительной

сети, включая расчет точки заказа и формирование связей по поставкам производства,

снабжения, сбыта с использованием обслуживающего комплекса.

Системы DRP – это распространение по аналогии с MRP концепции RP в каналы

распределения, но различающиеся:

 в MRP главную роль играет производственное расписание, которое регламентируется

и контролируется производителем; функционирование DRP базируется на учете

потребительского спроса, который не контролируется производителем.

 MRP контролирует запасы внутри производственных подразделений фирмы; DRP

планирует и регулирует уровни запасов на базах и складах фирмы в собственной

товаропроводящей сети сбыта или у оптовых торговых посредников.

Система DRP II – это значительно улучшенная система DRP I, позволяющая

осуществлять средне- и долгосрочное управление запасами и планирование потребностей

в распределительной сети; разрабатывать комплекс средне- и долгосрочных планов

загрузки распределительных сетей, транспорта и складов, использования трудовых,

финансовых ресурсов; прогнозировать рыночную конъюнктуру; оптимизировать

совокупные издержки производства, снабжения и сбыта; планировать поставки и запасы

на различных уровнях (центральный – региональный склады).

3.3. Другие современные подходы к планированию производства

В системе техобслуживания концепция RP применяется в следующих системах

планирования:

 SPDS – система планирования и регулирования процессов снабжения запчастями и

сервисного обслуживания потребителей машиностроительной продукции (например,

автомобилестроения) в течение гарантийного и постгарантийного периодов,

 SRP – система планирования и управления техническим обслуживанием

производственного оборудования, обеспечивающая оптимизацию профилактик,

оптимальное планирование текущих и капитальных ремонтов, оптимизацию запасов

вспомогательных материалов, запасных частей и принадлежностей,

 PRM – система управления техническим обслуживанием основных фондов,

обеспечивающая интегрированный подход к их различным элементам (здания,

сооружения, оборудование и т.д.) на протяжении всего срока их эксплуатации.

На базе концепции RP основаны также следующие системы:

 ERP – планирования потребностей и ресурсов всех видов на уровне предприятия (в

нашей стране известны под наименованием АСУП);

 LRP – планирования и регулирования материального потока на уровне предприятия,

фирмы, территориально-производственного, отрас-левого, межотраслевого комплекса

(логистические потребности);

 CSRP – планирования потребностей в ресурсах всех видов и их покрытий,

синхронизированных с потребностями потребителя (спросом) и их покрытиями

поставщиком (поставками).