Толкающие» и «тянущие» системы управления материальными потоками в производственной логистике

Управление материальным потоком в производственном процессе носит название логистики материалодвижения и осуществляется способами, основанными на двух принципиально различных подходах. Первый подход получил название «толкающая (выталкивающая) система, а второй — «тянущая (вытягивающая) система».

Для осуществления многопредельного производства необходим задел продукции на случай запаздывания доставки продукта между участками и цехами. При этом под заделом понимают запас полуфабрикатов, деталей или сборочных единиц, обеспечивающий бесперебойную работу всех производственных подразделений предприятия. По назначению заделы делятся на технологические, оборотные, транспортные и страховые.

Технологический задел — это детали и сборочные единицы, которые находятся непосредственно в обработке или на контроле. Его величину определяют числом рабочих мест и числом обрабатываемых ими контрольных партий деталей и сборочных единиц.

Оборотный задел представляет собой запас деталей и сбороч­ных единиц, создаваемый на рабочих местах для организации непрерывной работы.

Транспортный задел — это совокупность деталей и сборочных единиц, которые в текущий момент находятся в процессе перемещения с одного рабочего места па другое или от одного производственного цеха (участка) к другому.

Страховой задел создается в производственной логистике при выходе из строя оборудования или при обнаружении брака на производстве, а также в других подобных случаях.

Для осуществления процесса управления составляются различные производственные графики для всех этапов производственного процесса — как для изготовления узлов, агрегатов и комплектующих, так и для сборочного конвейера. В этом случае используется так называемая система «выталкивания»,сущность которой заключается в следующем.

Материальные ресурсы, поступающие на рабочие места или производственный участок, данными субъектами у предыдущего технологического звена не заказываются. Материальный поток выталкивается каждому последующему адресату строго по распоряжению (команде), поступающему из центра управления локальным (цех, участок) или общим (предприятие) производством (рис. 4.4).

Центр управления

Склад материальных ресурсов

Цех №1 (участок, рабочее место)

Цех №2 (участок, рабочее место)

Цех №3 (участок, рабочее место)

Склад готовой продукции

 

 

Рис. 4.4. Общая схема функционирования «толкающей» системы в производственной логистике

 

По мере готовности детали проходят путь от предшествующей стадии процесса производства к последующей. Однако в этом случае трудно быстро перестроиться при сбоях в каких-то технологических процессах или при изменении спроса. Кроме того, при использовании данной системы управления на протяжении месяца приходится неоднократно изменять производственные графики для всех технологических стадий одновременно, что часто очень затруднительно.

Наиболее известными апробированными логистическими моделями систем данного типа являются MRP-I, MRP-II и др.

«Толкающие» системы управления материальными потоками характерны для традиционных способов организации производства. Первые разработки логистических систем, адаптирующих традиционные и современные подходы, появились в 60-е гг. Они позволяли не только согласовывать, но и оперативно корректировать планы, программы и алгоритмы действий всех структурных подразделений предприятия: снабженческих, производственных, сбытовых, с учетом динамичности внешних и внутренних воздействий в реальном масштабе времени.

Логистическая организация производственно-хозяйственной деятельности с помощью этих систем стала возможной благодаря массовому распространению вычислительной техники и современных информационных технологий.

Несмотря на то, что толкающие системы в состоянии управлять функционированием разной степени сложности производственно-хозяйственных механизмов, объединяя все их элементы в единое целое, в то же время они имеют ограниченные возможности. Характеристики передаваемого от звена к звену материального потока оптимальны в той степени, в какой центр управления способен его учесть, оценить и скорректировать. Основным недостатком данной системы является высокая стоимость программного, информационного и материально-технического обеспечения.

Кроме того, при такой системе у предприятия должны иметься материальные запасы на всех стадиях производства, чтобы предотвратить сбои и приспособиться к изменениям спроса. Поэтому данная система предполагает создание внутренних статичных потоков между различными технологическими этапами, что часто приводит к замораживанию материальных средств, установлению излишнего оборудования и привлечению дополнительных рабочих.

«Толкающие» (выталкивающие) системы нашли применение не только в сфере производства (в производственной логистике), но и в сфере обращения, как на стадии осуществления закупок, так и реализации готовой продукции.

В процессе материально-технического обеспечения толкающая система представляет собой систему управления запасами на всем протяжении логистической цепи, в которой решение о пополнении запасов в складской системе на всех уровнях принимается централизованно.

При реализации готовой продукции толкающая система проявляется, как стратегия сбыта, направленная на опережающее по отношению к спросу формирование товарных запасов в оптовых и розничных торговых предприятиях.

Помимо организационных и управленческих функций современные варианты толкающих логистических систем позволяют успешно решать различные задачи прогнозирования. Для этих и других целей широко используются методы исследования операций, в том числе имитационное моделирование.

Большинство систем управления производством принадлежат в настоящее время к выталкивающим, и чем крупнее такая система, тем характернее становится для нее следующее.

1. При резких изменениях спроса или задержках в процессе изготовления практически невозможно перепланировать производство для каждой его стадии. Следствием этого являются избыточные запасы или даже затоваривание.

2. Управленческому персоналу очень трудно детально разобраться во всех ситуациях, связанных с нормами выработки и параметрами материальных запасов. Следовательно, производственный план должен предусматривать создание избыточных страховых запасов.

3. Любые оперативные, срочные изменения размера партий выпускаемых изделий, а также продолжительность производственно-логистических операций вызывают большие осложнения, поскольку рассчитать в деталях оптимальные производственные планы очень трудно.

«Тянущая» система или концепция «Точно вовремя» (JIT) была задумана как средство решения подобных проблем. Добиться этого можно, если будут созданы условия простого и надежного обеспечения подачи изделий точно в сроки, соответствующие необходимости их поступления на следующий участок.

Тянущие (вытягивающие) системы отражают подходы к организации производства, в которых детали и полуфабрикаты подаются с предыдущей технологической операции на последующую по мере необходимости (рис. 4.5).

Склад сырья

Цех № 2

Цех № 1

Цех ГП продукции

Система управления

Рынок сбыта

Заказ на 10 ед. продукции

Команда на изготовление10 ед. продукции

Материал на 100 заготовок

Материал на 100 комплектующих

Комплектующие 100 шт.

Заказ на материал для 100 заготовок

Заказ на 100 заготовок на комплектующие

Заказ на 100 комплектующих

- материальный поток

- информационный поток

 

Рис. 4.5. «Тянущая» система управления материальным потоком

в производственной логистике

 

В данном случае жесткий график отсутствует, поскольку лишь на сборочном конвейере становится точно известно требуемое для изготовления одного изделия число необходимых узлов и комплектующих, а также время их производства. Именно с этой линии на предшествующие участки направляется тара за деталями нужной номенклатуры.

Детали, взятые на предшествующем участке, вновь производятся, и их количество восполняется. И так по всей линии. Необходимые детали или материалы каждый участок «вытягивает» с предшествующего. Таким образом, нет необходимости в течение месяца составлять производственные графики одновременно для всех технологических стадий. Только на сборочном конвейере осуществляются изменения графика работы.

В процессе функционирования данной системы центр управления не вмешивается в передачу материального потока по действующей логистической цепи. Он не устанавливает для соответствующих звеньев текущие производственные задания. Производственная программа каждого предыдущего технологического звена задается параметрами заказа, поступающего с последующего звена. Основной функцией центра управления является постановка задачи перед конечным звеном производственной технологической цепи.

Основные цели «тянущей» системы:

- предотвращение распространения возрастающих колебаний спроса или объема продукции от последующего процесса к предшествующему;

- сведение к минимуму колебания параметров запасов между технологическими операциями;

- максимальное упрощение управления запасами в процессе производства путем его децентрализации, повышение уровня оперативного цехового управления, т. е. предоставление цеховым мастерам или бригадирам полномочий оперативно управлять производством и материальными запасами.

Преимущество «тянущих» (вытягивающих) систем — они не требуют всеобщей компьютеризации производства. В то же время они предполагают высокую дисциплину и соблюдение всех поставок, а также повышенную ответственность персонала всех уровней, особенно исполнителей. Объясняется это тем, что централизованное регулирование производственных логистических процессов ограничено.

В целом общие причины, способствующие популяризации концепции JIT, заключаются в возможности:

- минимизации запасов незавершенного производства (межоперацион­ных заделов);

- работы «с колес», т. е. без создания заделов и запасов;

- сокращения длительности производственного цикла;

- гибкого реагирования на колебания спроса на продукцию и измене­ния в потребительском предпочтении;

- уменьшения потребности в производственных и складских площадях;

- достижения небольших объемов производства и индивидуализации
выпускаемой продукции;

- повышения общего качества;

- сокращения затрат на содержание запасов и т. д.

Для внедрения концепции JIT в практику работы предприятия необхо­димо соблюсти достаточно строгие требования, иначе система вовсе не бу­дет работать. К примеру, предприятиям США понадобилось 10—15 лет, чтобы наладить «вытягивающую» систему на качественную работу, по­скольку для этого было необходимо:

- наладить скоординированную работу с поставщиками и потребите­лями с использованием современных средств связи;

- рационализировать структуру производственного процесса в на­
правлении предметно-замкнутых участков и поточных линий;

- применять современные методы, технологии производства и про­мышленное оборудование (станки с ЧПУ, роботы и т. д.);

- точно соблюдать сроки поставок и уровень качества;

- внедрить современные информационные системы управления;

- подготовить высококвалифицированных рабочих-универсалов.
Реализация концепции ЛТ стала возможной благодаря использованию информационной системы KANBAN,что в переводе с японского означает «карточка». Механизм работы данной системы построен на том принципе, что все рабочие места предприятия должны снабжаться предметами труда (материальными ресурсами) только в количестве, необходимом для вы­полнения заданного им рабочим местом-потребителем заказа, и строго в оговоренный срок. В данном случае отсутствует жесткий производст­венный график, а все производство на каждом рабочем месте строится на основе заказа, поступающего с последующего рабочего места. Средст­вом передачи информации о потребностях и заказе является карточка KANBAN,которая реализована на бумажном или информационном носи­теле.

Существуют два вида карточек: карточка отбора (транспортная карта) и карточка производственного заказа. В транспортной карточке сообща­ется информация о виде и количестве деталей, которые необходимо за­брать из накопителя и доставить к месту потребления; в карточках произ­водственного заказа фиксируются наименование и количество деталей, которые должны быть изготовлены на предшествующем рабочем участке. Работа механизма «вытягивания» может быть представлена следующим образом. Выделим два рабочих места в производственном про­цессе, обозначив их как «поставляющее рабочее место (РМ)» и «потреб­ляющее рабочее место», которые взаимодействуют между собой через на­копитель оборотного и страхового заделов предметов труда в контейне­рах. Каждый контейнер имеет прикрепленную к нему одну из двух видов карточек. Транспортную карточку, если контейнер движется от накопите­ля к потребляющему РМ, когда он заполнен, и от потребляющего РМ к накопителю, когда он пуст. И карточку заказа, когда контейнер движется от накопителя к поставляющему РМ, когда он пуст, и от него к накопите­лю, когда он заполнен.

Замена на контейнере одного вида карточки на другой, относящийся к одному сорту деталей, может, происходит только в накопителе, где цик­лы оборота карточек пересекаются. Замена карточки того же вида, но от­носящейся к другому сорту деталей, может происходить только на потреб­ляющем или поставляющем РМ через картотеки 1 и 2 соответственно.

Механизм оборота карточек и работы «вытягивающей» системы со­стоит из трех фаз.

1. Потребляющее РМ, получив заказ от последующего по ходу произ­водственного процесса РМ, определяет свою потребность в деталях, необхо­димых для выполнения данного заказа. Из картотеки 1 отбираются соответ­ствующие транспортные карточки, которые по мере освобождения контей­неров по одной прикрепляются к ним и транспортируются в накопитель.

2. В накопителе на основании информации транспортных карт отбира­ются контейнеры, заполненные необходимыми деталями. С них снимают­ся карточки заказа и прикрепляются на поступившие пустые контейнеры, с которых, в свою очередь, транспортные карточки перевешиваются на отобранные заполненные контейнеры. Таким образом, на каждом ото­бранном контейнере с деталями карточка заказа меняется на транспорт­ную карточку, а на пустых контейнерах транспортные карточки меняются на карточки заказа. Заполненные контейнеры с транспортными карточка­ми перемещаются к месту потребления. Пустые контейнеры с карточками заказа отправляются к поставляющему РМ.

3. Поставляющее РМ, получив из накопителя пустые контейнеры с карточками заказа, приступает к обработке деталей (необходимого сорта и в необходимом количестве, указанном на карточке) и планирует свою потребность в материалах с дальнейшим размещением заказа на предыду­щих по ходу производственного процесса рабочих местах. В случае если поставляющее РМ еще занято обработкой предыдущих заказов, вновь по­ступивший заказ становится в очередь (в картотеку 2). Когда заказ испол­нен и контейнеры заполнены, они с прикрепленными карточками заказа отправляются в накопитель, где соответствующий запас пополняется до необходимого уровня.

Такова общая схема работы системы KANBAN.