Наша практика

Оптимизация операционных циклов предприятия

Назад

                    Очень часто интересы управления производством и всей организации в целом отражаются рядом конфликтующих целей. Перед управляющими стоит трудный выбор: какой из приоритетов необходимо удовлетворять в первую очередь?

 

                    Руководители производства разочарованы постоянной спешкой и методом размещения ресурсов при котором приходится «у кого-то отбирать, чтобы кому-то отдать». Многочисленные факты срыва сроков поставок комплектующих изделий всё еще являются бедствием для производственных линий, даже несмотря на бесконечные операции по перемещению заказов и множественных отчётов.

 

                    Занимаясь разработкой систем поддержки управленческих решений в планировании производства B.A.Consulting широко используют методы линейного математического программирования для исследования операций и решения условных экстремальных задач. Ресурсная оптимизация здесь обеспечивает значительный рост производительности всей системы.

 

                    В качестве примера оптимизации с применением математического программирования можно представить решение, которое было осуществлено нашими специалистами на одном из предприятий цветной металлургии.

 

                    Общая постановка задачи руководством предприятия сводилась к необходимости устранения систематических сбоев в производственном цикле, срывов сроков выпуска продукции, срывов отгрузок и некомплектность поставок потребителям, рост запасов в виде незавершённого производства и готовой продукции на складе завода. Типичная ситуация для многих обрабатывающих предприятий.

 

​                     Предприятие производит приблизительно два десятка тысяч видов проката из сплавов металла на основе меди. Для управления производством на тот момент использовался «передельный» метод производственного планирования, который в качестве отчётной единицы планирования применял весовые единицы «килограмм» и «тонна».

 

                    Это наравне с другими негативными факторами приводило к тому, что конкретный цикл производства всегда завершался значительными отклонениями от планируемого результата. Изготавливалось много (в килограммах) лишней продукции, много продукции не изготавливалось вообще, хотя она и была оплачена покупателями. Цели производства сводились к достижению валовых показателей в ущерб срокам выпуска и интересам потребителей. Эффективность падала.

 

Анализ состояния:

 

​                         1)    Предприятие имеет большую номенклатуру изготовленной продукции. Большая номенклатура и объемы выпуска – это трудносочетаемые факторы, которые требуют оптимального подхода, т.е. такого, при котором предприятие получает наилучшие результаты с очки зрения, например, прибыльности.

 

​                               Прокат медных сплавов – это конструкционный материал. Он фактически является заготовкой для предприятий-потребителей. Значит, покупатели нуждаются в конкретных конструкционных материалах, где геометрические характеристики, физические параметры, например, электропроводность или пластинчатость при формовке, является теми основными параметрами, имеют те потребительские ценности, из-за которых и приобретают эти материалы.

 

                               Первый и главный параметр, который интересует потребителя – геометрия и физико-химические свойства. Подчиняя производственный процесс контролю со стороны весовых единиц, предприятие явно будет иметь затруднения по удовлетворению разнообразного спроса от различных потребителей. Следовательно, возникла необходимость пересмотреть метод планирования. Было предложено перейти на "по-заказный" метод планирования. Расчёты показывали, что "по-заказный" метод позволял сократить средний операционный цикл на предприятии с 34 дней до 18-ти. Это означало снижение потребности в оборотных ресурсах завода почти на 40%.

 

​                         2)    ​Использовать оптимизационную модель планирования производства в начале операционного цикла – на литейном переделе, где наиболее проблемно складывалась ситуация на тот момент. Кроме того, здесь же можно извлечь максимальный эффект т.к. в структуре себестоимости этот передел вместе со стоимостью шихтовых материалов соответствовал примерно 80-85 % себестоимости продукта.

 

                               При плане выпуска в месяц 600-800 тонн, 30-40 наименований сплавов часть изготавливалась с «перевыполнением» до 10%, часть с недовыполнением 5-10%. Суммарное отклонение от плана достигало 15%. С учетом высокой стоимости подобных сплавов в рублях это соответствовало приблизительно 25 млн.руб.

 

                               Существенная цифра, если принимать во внимание, что это потери. Низкое качество планирования сочеталось с его громоздкостью и затратностью. Для решения этой проблемы было задействовано много инженеров по планированию, мастеров, начальников цехов которые на многочасовых «совещаниях» пришли к единой оптимальной системе организации производства.

 

​                         3)    ​Использовать ресурс рабочего времени плавильных печей литейного цеха исходя из 4-х часовых циклов плавления, что наиболее соответствовало их технологическим паспортным значениям. Таким образом, цикл плавления становится «квантом времени», структурирующим и регулирующим производственный поток в литейном цехе.

 

                               Суточный цикл одной печи в итоге стал соответствовать 6-ти циклам плавления. Два цикла плавления, таким образом, стали автоматически соответствовать 8-и часовой рабочей смене, что позволило сразу переводить декадный план в сменные задания для рабочих-литейщиков. Решение сразу было поддержано мастерами и рабочими.

 

                               Этими решениями завершался первый этап процесса разработки оптимизационной модели планирования с помощью математических методов. Этот этап называется «изучение объекта». Процесс проходит несколько этапов. Всё начинается с изучения и подробного описания работы объекта.

 

                               К моменту постановки задачи проектная группа самым тщательным образом ознакомилась с техническими процессами, организацией и логистикой, техническими стандартами, рабочим «слэнгом», характеристиками оборудования, задействованного в операционном цикле литейного производства.

 

                               Особенности процесса, которые не были формализованы в технической документации, но являлись совокупным знаниям (особенно рабочих и мастеров) также учитывались при анализе и принятии решений. Это, возможно, самые ценные знания, которые нельзя упустить при изучении объекта и анализа операций. Все эти знания в конечном итоге найдут своё отражение в методе решения.

 

Постановка задачи:

 

                               Всего к выпуску в календарном месяце планируется N заказов. Каждый i-ый заказ необходимо выполнить к Tioutput - дата поставки.

 

Для каждого i-го заказа дано:

 

  • марки сплавов, из которых должны быть сделаны контрольные заготовки;
  • диаметры этих заготовок;
  • длины заготовок;
  • количество каждого типа заготовок;
  • дата поставки в цех-потребитель Tioutput;
  • цех-потребитель;
  • шифр заказа.

 

Требуется сделать оптимальное распределение по печам изготовление слитков, из которых будут сделаны все заготовки в определенные сроки.

 

​Что значит «оптимальное»?

 

  1. Во время, т.е. до даты поставки
  2. С минимальным количеством прерываний работы печей
  3. С минимальным количеством запасов в течении всего рабочего времени, или планового цикла
  4. Минимальное число промывочных плавок
  5. За минимальное время

 

​Пункт 5 – это параметр, который оптимизируем

 

 

,где

- время окончания изготовления «заготовки», «заказа».

Пункты 1÷4 – ограничения

 

​Ограничение №1

, где

Y – количество промывочных плавок

K – коэффициент предпочтения между промывочной плавкой и простоем печи

 

                     При решении оптимизационных задач иногда удобно наглядно представлять, как существующие условия (или ограничения) конкурируют друг с другом, но при уже небольшом количестве параметров это (например 3,4,5) сделать невозможно.

 

                     В нашей задаче можно показать как условие минимизации промывочных плавок конфликтует (или конкурирует) с условием минимизации заказов.

 

​                     Пример: имеются 2 сплава, при переходе от одного к другому нужно сделать 2 промывочные плавки. Пусть из сплава марки №1 нужно сделать 10 комплектов заготовок, из сплава марки №2 – 2 комплекта заготовок.

 

 

 

Вариант хода печей №1

В этом случае количество промывочных плавок = 0 (минимально).

 

Время выполнения заказа = 10 дней.

 

Вариант хода печей №2

0 – промывочные плавки

Время выполнения заказа = 7 дней

Количество промывочных плавок – 2.

 

В данном случае объем запасов минимален. Для того, чтобы устранить это разногласие, можно ввести k – коэффициент «предпочтения» запасов промывочным плавкам

 

                     Сам процесс формирования реальной математической задачи и последующего её решения достаточно сложен. Его можно представить в виде следующих этапов:

 

  • ​Изучение объекта;
  • Описательное моделирование;
  • Математическое моделирование;
  • Создание метода решения;
  • Написание программы для решения задачи;
  • Решение задачи на П.К.;
  • Анализ полученного решения.;
  • Анализ решения на устойчивость.

 

 

 

Общая схема решения в итоге представляет

следующий вид

                     В результате была создана очень удобная для руководителей цеха и специалистов планового управления рабочая программа – «Production Steam Generator – Генератор Производственного Потока» Получили значительные преимущества:

 

  • ​План формируется за несколько минут
  • Полученный результат оптимален
  • Вручную сделать это невозможно
  • Быстрая адаптация под общий план производительности завода
  • Гибкость. Есть возможность корректировать график, меняя различные параметры (количество задействованных печей, приоритет выполнения заказов)
  • Возможность циклического сквозного планирования. Еженедельная оценка выполнения и корректировка производственного потока.
  • Возможность быстрой оценки получаемого графика работы на эффективность.

                     Программа формирует четыре отчёта

 

  • График работы печей
  • Отчёт по заказам
  • Отчёт по объемам (масса) выпуска
  • Сводный отчёт. Даёт полную информацию о предлагаемом плане работы цеха, включая показатель «Релевантность к заявке». Это интегральный критерий (численный, выражаемый в %), учитывающий:
  1. коэффициент загрузки печей
  2. равномерность выпуска
  3. % выполнения позиции заявки до даты указанной заявки
  4. г) коэффициент промывочных плавок
  5. % отклонения по датам

 

                     Представленный способ решения сложной проблемы относится к системному анализу. Он используется для решения таких задач, как распределение производств, мощностей между различными видами изделий, определение будущей потребности в новом оборудовании и рабочей силе той или иной квалификации,прогнозирование спроса на различные виды продукции и др. Этот и подобные примеры планирования с применением оптимизационных моделей можно также причислить к методу "Реинжениринг бизнес-процессов", поскольку в его основании было два важных комплексных решения:

 

  • ​Переход на по-заказный метод планирования;
  • Структурирование производственного потока жёсткими интервалами времени.

 

                     Планирование с применением оптимизационных моделей радикально изменило ситуацию с планированием и контролем производства. Это реинжиниринг процесса управления производством – эффективный инструмент для роста.

 

Copyright © 2018. All Rights Reserved

B.A.Consulting

Контактная информация

г.Екатеринбург, ул.Коминтерна 16

+7 (343) 379 35 17

+7 912 231 48 28

info@baconsulting.ru

egorovke@baconsulting.ru

Учебный центр B.A.Consulting

Наша практика

Оптимизация операционных циклов предприятия

B.A.Consulting

базовый актив