Работая с симулятором Голдратта – системой, которая помогала обучаться десяткам тысяч производственных менеджеров по всему миру, эксперт Одед Коуэн не устает показывать, каким навыкам она может обучить, к каким успехам в реальной деятельности привести при правильном применении методов теории ограничений.
Одед Коуэн, международный директор Goldratt Schools.
Более 30 лет своей профессиональной жизни Одед Коуэн работает совместно с доктором Эли Голдраттом по развитию и применению методов Теории Ограничений (ТОС) для управления производством, цепями поставки и проектами во многих странах мира.
Признанный международный эксперт ТОС и автор многочисленных статей по управленческим инструментам и управлению операционными процессами и проектами. Соавтор книги «Деминг и Голдратт» (Deming and Goldratt), автор книги «Постоянно улучшать» (Ever Improve) – руководства по управлению производством.
В недавнем кейсе «Узкие места управления» упоминался производственный симулятор Голдратта. Я хотел бы здесь представить симулятор и пояснить, каким образом он используется для того, чтобы передать знания по Теории Ограничений (ТОС) – особенно в области управления ограничениями.
Симулятор был разработан доктором Эли Голдраттом и Эли Шрагенхаймом в 1986 году. С его помощью обучились десятки тысяч производственных менеджеров по всему миру.
Этот симулятор называется G-Sim.
Версия G-Sim для Windows представлена в книге доктора Эли Голдратта «Production the TOC Way» («Производство по ТОС»), издательство North River Press. Более ранние версии этого симулятора были разработаны и использовались еще в 1984 году.
Я работаю с симулятором G-Sim и обучаю ему с того дня, когда он был создан. Симулятор охватывает все типы производственных сред и все типы производственного потока (V-A-T-I) и используется для обучения руководителей высшего и среднего звена концепциям теории ограничений и функциональному менеджменту в компании.
Многие компании используют симулятор для обучения своих сотрудников концепциям ТОС. Так, например, Ford Electronics, одно из основных подразделений Ford Motors Company, имел 90 инструкторов, которые обучили симулятору 14 тыс. сотрудников.
G-Sim также может использоваться для обучения тому, как внедрять решения ТОС для операционных процессов в сфере обслуживания. Так в начале 1990-х годов симулятор использовался в одной из ведущих страховых компаний Великобритании.
Симулятор включает множество задач, каждая из которых рассматривает определенную проблему производственного потока и управления и направлена на определенную область функционального менеджмента. Каждая такая задача симулятора называется plant (завод).
В проблеме, представленной в статье «Узкие места управления», использован plant 10. Задача в plant 10 предназначена для высшего руководства и финансового руководства производственной компании.
Данные в кейсе, который был предложен для решения, отличаются от оригинальных данных в plant 10.
Другие задачи симулятора охватывает производственное управление, управление материалами, управление производственным инжинирингом, различные типы производственного потока V, A, T, I и другие аспекты производственного управления, такие как брак, повторная работа, выход оборудования из строя, перевод части нагрузки со станка-ограничения на другое оборудование, ввод новой продукции и так далее.
Цель обучения симулятору – показать простой и практичный путь решения конкретной серьезной проблемы и дать обучающимся возможность проверить для себя различные варианты решения. Симулятор помогает понять проблему.
Ценность симулятора в том, что он позволяет «повторить» реальность производственной среды и показывает результаты принятых управленческих практически немедленно.
Plant 10 имеет только три продукта (A, D, F), восемь ресурсов (станков) и четыре сырьевых материала. Это совсем ничто по сравнению с реальностью производственных предприятий, производящих десятки наименований продукции и имеющих многочисленные станки и ресурсы и высокую сложность среды.
Факт того, что у нас возникают трудности с управлением симулированной средой и достижением желаемых результатов, должен стать «побудкой».
Симулятор дает возможность продемонстрировать решение ТОС и получить понимание о практической стороне решения, но необходимо понимать, что сам факт того, что мы смогли решить задачу в симуляторе, не является доказательством того, что наше решение верно для любой производственной среды и конкретной ситуации. То, что мы решили задачу, должно придать нам уверенности в том, что мы на правильном пути, однако в нашей реальной ситуации мы должны сделать всю необходимую проверку, чтобы убедиться, что решение будет работать.
Рассмотрим задачу Plant 10
Plant 10 – симулятор для высшего руководства в среде производство на заказ (Make-to-Order, MTO).
Plant 10 производит только три продукта – A, D, F.
Вопрос высшему руководству: каков будет потенциальный финансовый результат компании (за неделю)? Все годы работы с данной задачей (Plant 10) мы ставим перед обучающимися амбициозную цель – получить более $4 тыс. чистой операционной прибыли (NP) за неделю.
Эту цель удавалось достичь только некоторым участникам наших программ. Задание для участников включает составление производственного плана на одну неделю и прогон симулятора на одну неделю на нормальной скорости (одна секунда в симуляторе равна одной минуте в реальности).
Работа над задачей проводится в команде из двух участников.
Типичный средний финансовый результат, полученный в результате первого недельного прогона, – $2000 прибыли. Некоторые команды оказываются в минусе, некоторые даже становятся банкротами.
Какие данные нам нужны для управления данным заводом?
1) Прогноз продаж на неделю – тот спрос, по выполнению которого компания приняла на себя обязательство перед своими клиентами.
Спрос таков: на продукт A – 40 штук, на продукт D – 80 штук, на продукт F – 40 штук.
2) Цена реализации (продажи): A – $180 за штуку, D – $240, F – $180. Компания получает деньги немедленно по поставке каждой штуки продукта в рамках спроса – поставка должна произойти до наступления часа 40.
Если вы произведете какого-либо продукта больше указанного спроса (40, 80, 40) – произведенная продукция поступает на склад готовой продукции и вы не получаете за нее деньги.
3) Стоимость сырья для производства продуктов: для A – $65, для D – $ 95, для F – $65.
4) Производство имеет восемь станков (организованы в пять групп), каждый станок обслуживается одним оператором.
Станки (ресурсы):
Синий – 1 единица
Зеленый – 2 единицы
Голубой – 2 единицы
Лиловый – 2 единицы
Коричневый (сборка) – 1 единица
5) Каждый из продуктов имеет свой поток, отражающий структуру создания продукта в Ведомости Материалов (Bill of Materials, BOM) – последовательность перехода от операции к операции. Симулятор представляет проблему в наиболее упрощенной форме.
Как фокусировать себя на результат?
Приведенная ниже иллюстрация показывает, как выглядит экран компьютера перед запуском симуляции.
Экран симулятора содержит три части. Правая половина экрана представляет диаграмму потока, по которому проходит каждый из трех продуктов от запуска сырья (внизу экрана) до этапа готовой продукции и продаж (наверху экрана).
Слева от диаграммы цветными прямоугольниками представлены станки (ресурсы), слева рядом с каждым станком указано время, требующееся на переналадку данного станка при переходе от одного продукта к другому. Самая левая часть экрана – панель коммуникации с симулятором (три больших круга дают информацию: время, деньги, пуск/остановка симулятора).
Цветные кружки в диаграмме потока означают операции. Цвет соответствует цвету станка, который необходимо использовать на данной операции, числовое значение внутри кружка обозначает среднее время в минутах уходящее на обработку одной штуки продукта.
Каждая операция имеет свой код – комбинацию букв от A до F и цифр 1-9 (по принципу матрицы). Например, код F1 обозначает первую операцию для сырья F, которая производится зеленым станком и длится в среднем 15 минут на единицу.
Прямоугольники над кружками показывают количество произведенных единиц, которых к передаче на следующую операцию. В данном примере после операции F3 находятся 10 единиц продукта F, готовых к следующей операции F5.
Каждый станок имеет свое время переналадки, которое необходимо для того, чтобы подготовить станок для обработки другого продукта. Время переналадки синего станка – 15 минут (в среднем), зеленого – 120 минут, голубого – 60, лилового – 30.
Коричневый станок – это сборочный стол, там нет времени переналадки. Когда неделя начинается, ни один из станков не налажен ни на какую работу.
Симулятор дает полную просматриваемость того, что происходит с каждым из станков, в каждый данный момент указывая его статус: не задействован, переналадка, производит, вышел из строя. Вы также видите, на производство какого продукта назначен каждый станок.
У вас полный контроль над производством и достаточно информации для того, чтобы принимать и воплощать ваши решения.
В начале первой недели, до запуска производства, у вас есть свободные деньги в сумме $2,5 тыс., которые понадобятся в течение недели для покупки сырья. Как только вы продаете единицу продукта, вы тут же получаете от клиента деньги.
В конце недели вы должны заплатить все операционные расходы в сумме $11 тыс.
До запуска симулятора участники обучения получают задание: рассчитать потенциальную прибыль на следующую неделю, разработать производственный план и управлять заводом в течение недели.
Завод работает пять дней в неделю, в одну смену, каждая смена длится 8 часов. Возможности сверхурочной работы нет!
Поскольку это симулятор, по сути дела мы имеем «завод мечты», так как большинство постоянных проблем производственного менеджмента устранены:
- Клиенты не меняют своих решений относительно размера и срока заказа.
- В данной задаче Plant 10 станки не ломаются.
- Нет проблем с качеством продукции.
- Все операторы всегда на работе.
- Сырье всегда в наличии (до тех пор, пока у вас есть деньги на покупку сырья).
- Клиенты платят немедленно.
С тем, что все основные проблемы производственного управления устранены, можно предположить, что управлять данным заводом должно быть легко.
Симулятор проверяет качество управленческих решений при планировании и выполнении плана.
Уроки, полученные с помощью симулятора
Когда вы сделаете первый прогон симулятора, вы убедитесь, что этим «простым» заводом совсем не просто управлять, если у вас нет систематичного подхода к управлению. Данный завод в состоянии делать более $5 тыс. прибыли в неделю, и, тем не менее, достичь этого кажется почти невозможным.
Давайте посмотрим, за счет чего – с точки зрения управления – завод дает возможность получать желаемую высокую прибыль.
Мы продемонстрируем применение для этого завода 5 фокусирующих (направляющих) шагов теории ограничений.
Сердце теории ограничений – признание того, что в каждой системе существует ограничение – фактор или элемент, определяющий уровень деятельности системы.
Теория ограничений предлагает процесс для управления системой через ограничение: пять фокусирующих шагов.
Шаг 1. Найти ограничение(я) системы.
Шаг 2. Решить, как максимально использовать ограничение системы.
Шаг 3. Подчинить все остальные принятому решению.
Шаг 4. Расширить (расшить) ограничение системы.
Шаг 5. Если ограничение устранено, вернуться к шагу 1. Предупреждение: не позвольте инерции стать основным блокирующим фактором деятельности системы.
Первые три шага – это, по сути дела, «наведение порядка в доме». Мы будем использовать первые три шага для того, чтобы достичь очень высокого результата работы plant 10 – получить более $5 тыс. прибыли (но мы не будем прикладывать особых усилий для дальнейшего увеличения прибыли, поскольку шаг 4 обеспечит значительно большую прибыль, чем попытки «выжать» из завода дополнительные $100 прибыли за счет оптимизации).
Давайте рассмотрим применение первых трех шагов:
Шаг 1. Найти ограничение(я) системы.
Существует два основных типа ограничений: ограничение мощностей (внутреннее ограничение) и ограничение рынка (внешнее ограничение).
Давайте сначала зададим себе вопрос: хватает ли у нас мощностей для того, чтобы удовлетворить весь рыночный спрос – 40 единиц A, 80 единиц D, 40 единиц F?
Функция анализа загрузки мощностей (load analysis) показывает требуемое производственное время (время переналадки не включено).
Введя в поля «анализируемый спрос» (Analyzed Demand) 40 для A, 80 для D и 40 для F, мы видим, что планируемая нагрузка на синий ресурс составляет 136%. Это говорит о том, что синий ресурс становится бутылочным горлышком – ресурсом, плановая нагрузка на который превышает 100% его имеющейся мощности.
Обратите внимание, что в условиях симулятора мы считаем этот ресурс бутылочным горлышком, в то время как в реальной ситуации ресурс, работающий только одну или две восьмичасовые смены, не может считаться бутылочным горлышком, так как у него есть значительный резерв незадействованной мощности (еще 8 или 16 часов в день).
Необходимо принять во внимание, что синий ресурс нужен для производства D и F, и он является ограничением мощности для удовлетворения спроса на продукты D и F.
Для производства продукта А достаточно мощностей – следовательно для продукта А ограничением является рынок.
Шаг 2. Решить, как максимально использовать ограничение системы.
Что необходимо сделать относительно синего станка – ограничения мощности:
- Руководство должно признать, что позволять заводу принимать заказы, превышающие мощности производства, не является хорошим бизнес-решением, так как это наносит вред компании – рынок не может воспринимать компанию как надежного поставщика.
- Следовательно, руководство завода должно принять решение относительно микса продуктов (ассортиментного портфеля) – какой продукт является более предпочтительным в кратковременной перспективе, а какой – в долговременной.
- После принятия этого решения руководство должно синхронизировать работу отдела продаж и производства, с тем, чтобы продавцы не принимали больше заказов, чем позволяет имеющаяся мощность синего станка.
- Решение о максимальном использовании мощности синего станка означает составить детальный план-график работ на данном станке. На этапе исполнения плана руководство должно обеспечить, чтобы синий станок никогда не оказывался без работы и чтобы работы на нем выполнялись настолько в соответствии с планом, насколько это возможно. В Теории Ограничений такой план-график, диктующий ритм всего потока, называется «Барабан» (Drum). Для продуктов D и F Барабаном является план-график синего станка – бутылочного горлышка.
- На основании плана-графика для синего станка руководство может составить график отгрузки продуктов D и F.
Что необходимо сделать относительно продукта А, для которого ограничением является рынок:
- В краткосрочной перспективе – обеспечить, чтобы клиенты получили отличное обслуживание с точки зрения выполнения поставок в срок. Это достигается за счет составления детального графика отгрузки определенных количеств продукта A. Для продукта А этот график является «барабаном».
Шаг 3. Подчинить все остальные принятому решению.
После того, как мы создали «барабан» (на этапе Шага 2, когда мы составили план того, как максимально использовать ограничения системы), руководство должно обеспечить, чтобы все остальное было подчинено выполнению плана-графика для синего ресурса и графика отгрузки. Это обеспечивается введением «буфера времени» для того, чтобы обеспечить достаточно времени для прохождения продукта по производственному потоку, и введением «каната» – сигнала запуска материала в производство.
В среде производство на заказ механизм планирования производства по методу ТОС известен под названием «барабан-буфер-канат», ББК (Drum-Buffer-Rope, DBR) – в случае, когда у нас есть ресурс-бутылочное горлышко; когда бутылочного горлышка нет, используется метод «упрощенный барабан-буфер-канат», УББК (Simplified Drum-Buffer-Rope, SDBR).
Для исполнения производственного плана теория ограничений рекомендует использовать механизм «управление буфером», УБ (Buffer Management, BM), который обеспечивает мониторинг прогресса продвижения клиентских заказов по производственному потоку. УБ указывает приоритеты назначения ресурсов на заказы и фокусирует управленческое внимание в соответствии со статусом каждого заказа, который устанавливается в соответствии с использованием его буфера времени.
Применение первых трех шагов из пяти фокусирующих шагов ТОС позволяет получить максимально высокие результаты как в симуляторе plant 10, так и в десятках других задач симулятора.
И, конечно, правильное применение пяти фокусирующих шагов и методов «барабан-буфер-канат» или «упрощенный ББК» в сочетании с «управлением буфером» в реальной производственной среде приводит производственные предприятия к достижению выдающихся улучшений в результатах их работы.
