В предыдущих вопросах мы разобрали, что такое запасы, как ими управлять с помощью разных систем, как анализировать их методами ABC и XYZ, а также разобрали две основные системы управления запасами.
Теперь переходим к шестнадцатому вопросу — о ВИДАХ ДВИЖЕНИЯ МАТЕРИАЛЬНЫХ РЕСУРСОВ В ПРОИЗВОДСТВЕ.
Если кратко: на заводе детали нужно перемещать между станками и цехами. Существует три принципиально разных способа это делать. Первый способ — последовательный, когда вся партия деталей полностью обрабатывается на одном станке и только потом передаётся на следующий. Второй способ — параллельный, когда каждая деталь передаётся на следующий станок сразу после обработки, не дожидаясь остальных. Третий способ — параллельно-последовательный, который сочетает черты первых двух. Каждый способ по-разному влияет на длительность производственного цикла, на объём незавершённого производства и на сложность организации.
Поехали.
1. ПОНЯТИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ЦИКЛА И ЕГО СТРУКТУРА
Прежде чем говорить о видах движения, нужно понять, что такое производственный цикл и из чего он состоит.
Производственный цикл — это календарный период времени от начала до окончания процесса изготовления изделия. Он включает время выполнения всех технологических операций, время транспортировки, время контроля и время перерывов всех видов.
Производственный цикл состоит из двух основных частей.
Первая часть — рабочий период.
Это время, когда над деталью непосредственно работают: её обрабатывают на станках, собирают, контролируют, перемещают между операциями. Рабочий период включает технологические операции (основное время), вспомогательные операции (установка, снятие детали, контроль), транспортные операции (перемещение между станками).
Вторая часть — время перерывов.
Это время, когда деталь лежит и ждёт.
Перерывы бывают нескольких видов.
- Межоперационные перерывы — деталь уже обработали на одном станке, но она ждёт, пока освободится следующий станок.
- Межцеховые перерывы — деталь перевезли из цеха в цех, но в новом цехе её ещё не начали обрабатывать. Перерывы из-за режима работы — завод работает в две смены, а ночью деталь просто лежит на складе. Перерывы из-за переналадки оборудования — станок перенастраивают с одной детали на другую.
Именно на сокращение времени перерывов и направлены разные способы движения материалов. Чем более параллельно организовано движение, тем меньше перерывов, тем короче производственный цикл, но тем сложнее управление.
2. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ ВИД ДВИЖЕНИЯ
Последовательный вид движения — это самый простой и самый медленный способ организации производственного процесса.
Суть последовательного движения. Партия деталей целиком передаётся на последующую операцию после того, как полностью закончена обработка всей партии на предыдущей операции. Ни одна деталь из партии не передаётся дальше, пока не будут обработаны все детали партии.
Как это выглядит на практике. Представьте, что вам нужно просверлить 10 деталей, а потом отшлифовать их. При последовательном движении вы сначала сверлите все 10 деталей одну за другой. Только когда просверлены все 10, вы начинаете шлифовать первую деталь. Вторая деталь ждёт шлифовки, пока вы шлифуете первую. Третья ждёт, пока вы шлифуете первую и вторую. И так далее.
Длительность производственного цикла при последовательном движении рассчитывается по формуле: Тпосл = n умножить на сумму времени обработки одной детали по всем операциям, где n — количество деталей в партии, а сумма ti — это время обработки одной детали на каждой операции.
Пример. Партия из 4 деталей. Три операции: первая — 2 минуты, вторая — 1 минута, третья — 4 минуты. Сумма времени обработки одной детали = 2 + 1 + 4 = 7 минут. Тпосл = 4 умножить на 7 = 28 минут.
Плюсы последовательного движения.
Первый плюс — простая организация производства. Не нужно думать о синхронизации, не нужно рассчитывать моменты запуска, не нужно дробить партию. Второй плюс — отсутствие межоперационных перерывов в том смысле, что партия не дробится, и нет сложной логистики перемещения деталей между станками. Третий плюс — меньше планово-учётных единиц, проще учитывать, где какая деталь находится.
Минусы последовательного движения. Первый минус — самый длинный производственный цикл из всех трёх способов. Второй минус — большой объём незавершённого производства. Детали подолгу лежат и ждут своей очереди. Деньги заморожены в деталях, которые уже обработаны на одной операции, но ещё ждут следующей. Третий минус — невозможно быстро реагировать на изменения спроса. Если нужно срочно доделать одну деталь, она всё равно будет ждать, пока обработается вся партия.
Где применяется последовательное движение. В единичном производстве, когда каждая деталь уникальна и изготавливается в одном экземпляре. В мелкосерийном производстве, когда партии маленькие и длинный цикл не критичен. На заводах, где оборудование универсальное и переналадка занимает много времени. В ремонтных цехах, где каждая деталь требует индивидуального подхода.
Пример из жизни. Вы делаете на заказ 5 деревянных стульев. Сначала вы распиливаете все доски для всех 5 стульев. Потом вы собираете все 5 стульев. Потом вы красите все 5 стульев. Пока вы не распилите все доски, вы не начнёте сборку. Пока вы не соберёте все стулья, вы не начнёте покраску. Это медленно, но просто организовать.
================================================================================
3. ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ ВИД ДВИЖЕНИЯ
================================================================================
Параллельный вид движения — это самый быстрый, но и самый сложный способ организации производственного процесса.
Суть параллельного движения. Каждая деталь или небольшая транспортная партия передаётся на следующую операцию немедленно после окончания её обработки на предыдущей операции, независимо от того, закончена ли обработка остальных деталей партии. Детали не ждут друг друга.
Как это выглядит на практике. Вернёмся к примеру со сверлением и шлифовкой. При параллельном движении вы просверлили первую деталь — и сразу же, не дожидаясь, пока просверлятся остальные 9, передаёте её на шлифовку. Пока шлифуется первая деталь, вы сверлите вторую. Как только вторая просверлена — она идёт на шлифовку, и так далее. Все операции идут параллельно, с небольшим сдвигом во времени.
Длительность производственного цикла при параллельном движении рассчитывается по формуле: Тпар = сумма времени обработки одной детали плюс (n минус 1) умножить на время обработки на самой длительной операции. Самая длительная операция называется главной.
Пример. Те же 4 детали, те же операции: 2 мин, 1 мин, 4 мин. Сумма времени обработки одной детали = 2 + 1 + 4 = 7 минут. Самая длительная операция — третья, 4 минуты. Тпар = 7 + (4 - 1) умножить на 4 = 7 + 12 = 19 минут. По сравнению с последовательным циклом (28 минут) экономия составила 9 минут.
Плюсы параллельного движения. Первый плюс — самый короткий производственный цикл из всех трёх видов. Второй плюс — детали практически не пролёживают в ожидании обработки, сразу идут в дело. Третий плюс — позволяет быстро реагировать на изменения спроса. Если нужно срочно доделать одну деталь, её можно протащить через все операции без ожидания остальных.
Минусы параллельного движения. Первый минус — на всех операциях, кроме самой длительной (главной), возникают простои оборудования и рабочих. Оборудование работает с перерывами, потому что следующая деталь ещё не готова. Второй минус — увеличивается число планово-учётных единиц. Нужно отслеживать, где находится каждая деталь или транспортная партия. Третий минус — более высокий темп работы транспортных средств. Нужно чаще перемещать детали между операциями.
Где применяется параллельное движение. В массовом непрерывно-поточном производстве (например, автомобильный конвейер). Когда операции синхронизированы по времени, то есть примерно одинаковы по длительности. При организации поточных линий, где каждая операция выполняется на отдельном рабочем месте, и такт потока одинаков для всех операций.
Пример из жизни. Конвейер по сборке телефонов. Каждый рабочий на конвейере выполняет свою операцию. Как только первый рабочий установил процессор на плату, он передаёт плату второму рабочему. Тот сразу начинает паять детали. Параллельно первый рабочий берёт следующую плату. Телефоны собираются непрерывно, без ожидания. Если какая-то операция длится дольше других, конвейер всё равно не останавливается, но у более быстрых рабочих возникают микропаузы.
================================================================================
4. ПАРАЛЛЕЛЬНО-ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ ВИД ДВИЖЕНИЯ
================================================================================
Параллельно-последовательный вид движения — это золотая середина между последовательным и параллельным. Он сочетает их достоинства и частично компенсирует недостатки.
Суть параллельно-последовательного движения. Партия деталей разбивается на небольшие транспортные партии. Обработка на последующей операции начинается до того, как закончена обработка всей партии на предыдущей операции, но без образования простоев на рабочих местах. При этом транспортные партии запускаются в обработку с таким расчётом, чтобы не было ни простоев оборудования, ни длительного пролёживания деталей.
Как это работает на практике. Детали передаются с операции на операцию маленькими партиями. Но момент передачи выбирается не произвольно, а так, чтобы на всех операциях оборудование работало непрерывно. Для этого рассчитываются сдвиги между началами операций.
Длительность производственного цикла при параллельно-последовательном движении рассчитывается как длительность последовательного цикла минус сумма экономии по каждой паре смежных операций. Экономия на каждой паре смежных операций равна (n минус p) умножить на минимальное время обработки из двух смежных операций, где n — размер всей партии, p — размер транспортной партии.
Пример. Те же 4 детали, те же операции: 2 мин, 1 мин, 4 мин. Транспортная партия = 1 деталь. Последовательный цикл = 28 минут. Экономия на первой и второй операциях: минимальное время из 2 и 1 = 1 минута. (4 - 1) умножить на 1 = 3 минуты. Экономия на второй и третьей операциях: минимальное время из 1 и 4 = 1 минута. (4 - 1) умножить на 1 = 3 минуты. Общая экономия = 6 минут. Тпар-посл = 28 - 6 = 22 минуты.
Сравнение: последовательный — 28 минут, параллельный — 19 минут, параллельно-последовательный — 22 минуты. Параллельно-последовательный цикл короче последовательного, но длиннее параллельного.
Плюсы параллельно-последовательного движения. Первый плюс — сокращение производственного цикла по сравнению с последовательным методом. Второй плюс — отсутствие простоев оборудования и рабочих. В отличие от параллельного метода, где простои есть, здесь оборудование работает непрерывно. Третий плюс — непрерывная загрузка рабочих мест. Четвёртый плюс — более короткое время пролёживания деталей по сравнению с последовательным методом.
Минусы параллельно-последовательного движения. Первый минус — цикл длиннее, чем при параллельном движении. Второй минус — сложность планирования и организации. Нужно точно рассчитать моменты запуска каждой транспортной партии. Третий минус — увеличение числа планово-учётных единиц по сравнению с последовательным методом.
Где применяется параллельно-последовательное движение. В серийном производстве, когда партии деталей достаточно большие. При обработке трудоёмких деталей, когда важно и сократить цикл, и не иметь простоев. В большинстве современных машиностроительных заводов это основной метод.
Пример из жизни. Вы делаете 10 деревянных стульев. Вы разбиваете работу на этапы. Сначала распиливаете доски для трёх стульев и сразу отдаёте их на сборку. Пока собирают эти три, вы распиливаете доски для следующих трёх. Сборщики, закончив первые три, сразу берут следующие три. Нет простоя ни у вас, ни у сборщиков. И стулья готовы быстрее, чем если бы вы сначала распилили все 10, а потом начали собирать.
================================================================================
5. СРАВНЕНИЕ ТРЁХ ВИДОВ ДВИЖЕНИЯ
================================================================================
Сравним три вида движения по нескольким критериям.
Критерий — длительность производственного цикла. У последовательного движения максимальная длительность. У параллельного движения минимальная длительность. У параллельно-последовательного движения средняя длительность.
Критерий — простои оборудования. У последовательного движения есть простои оборудования в ожидании всей партии с предыдущей операции. У параллельного движения есть простои на всех операциях, кроме самой длительной. У параллельно-последовательного движения простоев оборудования нет.
Критерий — объём незавершённого производства. У последовательного движения минимальный объём незавершёнки (детали компактно лежат партией). У параллельного движения максимальный объём незавершёнки (детали распределены по разным операциям). У параллельно-последовательного движения средний объём незавершёнки.
Критерий — сложность организации. У последовательного движения низкая сложность. У параллельного движения высокая сложность. У параллельно-последовательного движения средняя сложность.
Критерий — параллельность выполнения операций. У последовательного движения параллельности нет, операции идут строго одна за другой. У параллельного движения полная параллельность, все операции идут одновременно с небольшим сдвигом. У параллельно-последовательного движения частичная параллельность, операции перекрываются во времени, но не полностью.
Критерий — где применяется. Последовательное движение применяется в единичном и мелкосерийном производстве. Параллельное движение — в массовом поточном производстве. Параллельно-последовательное движение — в серийном производстве.
================================================================================
6. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ВЫБОР ВИДА ДВИЖЕНИЯ
================================================================================
Выбор конкретного вида движения зависит от нескольких факторов.
Первый фактор — размер партии. Чем больше партия, тем более выгодным становится параллельный или параллельно-последовательный метод, потому что экономия времени растёт с ростом партии. При маленькой партии (например, 2-3 детали) разница между методами незначительна, можно использовать простой последовательный метод.
Второй фактор — трудоёмкость операций. Если операции сильно различаются по длительности, параллельный метод даёт наибольший выигрыш, но приводит к простоям на коротких операциях. Если операции примерно одинаковы, параллельный метод работает идеально. Если трудоёмкость растёт или падает равномерно, хорошо работает параллельно-последовательный метод.
Третий фактор — характер производства. Массовое производство с жёстким ритмом требует параллельного движения. Серийное производство с переменами ассортимента — параллельно-последовательного. Единичное производство с уникальными изделиями — последовательного.
Четвёртый фактор — стоимость оборудования. Если оборудование очень дорогое, простои недопустимы. В этом случае нельзя применять параллельный метод, так как он создаёт простои на коротких операциях. Лучше использовать параллельно-последовательный или последовательный.
Пятый фактор — требования к срочности. Если заказ нужно выполнить максимально быстро, выбирают параллельный метод, даже если он приведёт к простоям оборудования. Если сроки не жёсткие, можно выбрать более простой последовательный метод.
================================================================================
7. ПРИМЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ В РОССИЙСКОЙ ПРАКТИКЕ
================================================================================
Первый пример — АВТОМОБИЛЬНЫЙ ЗАВОД. На конвейере по сборке автомобилей используется параллельный метод. Каждый автомобиль проходит через одну и ту же последовательность операций, но разные автомобили находятся на разных операциях одновременно. Детали, из которых собирается автомобиль, движутся параллельно. Этот метод обеспечивает высокую производительность.
Второй пример — МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫЙ ЗАВОД В СЕРИЙНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ. На заводе изготавливаются партии деталей для станков. Партия — 100 штук. Операции имеют разную длительность. Используется параллельно-последовательный метод. Детали передаются небольшими транспортными партиями (например, по 10 штук), что позволяет сократить цикл без простоев оборудования.
Третий пример — ПРОИЗВОДСТВО УНИКАЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ. На заводе изготавливают турбины для электростанций. Каждая турбина уникальна, партия — 1-2 штуки. Используется последовательный метод. Деталь за деталью проходит все операции. Длинный цикл не критичен, главное — качество и надёжность.
Четвёртый пример — ПИЩЕВОЕ ПРОИЗВОДСТВО. На заводе по розливу напитков используется параллельный метод. Десятки бутылок движутся по конвейеру параллельно, каждая операция синхронизирована по времени. Это массовое производство с огромной производительностью.
================================================================================
8. КЛЮЧЕВЫЕ ВЫВОДЫ ДЛЯ ОТВЕТА НА ЭКЗАМЕНЕ
================================================================================
Если вы запомните только это — уже сможете уверенно ответить на вопрос.
Первый вывод. В производственной логистике существуют три основных вида движения материальных ресурсов: последовательный, параллельный и параллельно-последовательный. Они отличаются длительностью цикла, объёмом незавершённого производства и сложностью организации.
Второй вывод. Последовательный вид — самый простой и самый медленный. Детали передаются на следующую операцию только после полной обработки всей партии. Цикл максимальный. Применяется в единичном и мелкосерийном производстве.
Третий вывод. Параллельный вид — самый быстрый и самый сложный. Детали передаются поштучно или маленькими партиями сразу после обработки. Цикл минимальный. Есть простои оборудования на коротких операциях. Применяется в массовом поточном производстве.
Четвёртый вывод. Параллельно-последовательный вид — золотая середина. Партия разбивается на транспортные партии, которые запускаются с перекрытием, но без простоев. Цикл короче последовательного, но длиннее параллельного. Простоев нет. Применяется в серийном производстве.
Пятый вывод. Выбор вида движения зависит от размера партии, трудоёмкости операций, характера производства, стоимости оборудования и требований к срочности.
Шестой вывод. Примерный ответ на экзамене. В производственной логистике существуют три вида движения материальных потоков. Последовательное движение — когда вся партия обрабатывается на каждой операции целиком. Цикл максимальный, организация простая. Применяется в единичном производстве. Параллельное движение — когда детали передаются поштучно на следующую операцию сразу. Цикл минимальный, но есть простои оборудования и сложная организация. Применяется в массовом производстве. Параллельно-последовательное движение — когда партия разбивается на транспортные партии и обрабатывается с перекрытием операций без простоев. Цикл средний, организация средней сложности. Применяется в серийном производстве. При ответе можно привести пример с изготовлением деталей на трёх станках и показать разницу в длительности циклов.
================================================================================
Продолжение следует...
Следующий пост: Вопрос №17 — «Календарное планирование потребности в материальных ресурсах (MRP)»
================================================================================