Комбинированный подход к увеличению пропускной способности производства: через идентификацию и «расшивку» «узкого места», реорганизацию производства и системы (модели) планирования.

Сергей Питеркин, Райтстеп

Предыстория

Эта история произошла несколько лет назад на предприятии… назовем его просто: «Завод».

ЗАВОД: типичное пост-советское машиностроительное предприятие, успешно пережил сложные 90е и успешно наращивал объемы производства, выпуская вполне конкурентно-способную (по соотношению цена/качество) продукцию, спрос на которую был и на российском и на внешнем рынке. Продукция завода — сложные Изделия нескольких основных модификаций, разработанные и выпускаемые серийно еще в СССР. Но глубоко модернизированные к началу 00х и выпускаемые, как того требовали рыночные условия, с различными опциями под конкретных заказчиков, «под заказ».
По классике, завод должен был перейти к типу производства «ATO» (Assemble-To-Order). Но трудности (если выразиться мягко) с переходом на модульную, конфигурируемую конструкцию изделия (базовая неизменная часть изделия + опции) конструкторов и технологов завода привели к «серийно-позаказному» типу производства. Т.е. с нижних переделов запускались «серийные» изделия, с изменениями, часто – кардинальными, по ходу процесса. Это приводило к необходимости управления каждым изделием «в серии» индивидуально, и значительно усложняло систему планирования и управления производством. Последняя, как и на большинстве подобных заводов, стояла на двух столпах: сдельная оплата труда и «матмодель» (от слова «мат») управления производством.
Изделия – сложные, производились «от руды» (от металла), общий цикл производства составлял примерно 9 месяцев (из них примерно 3 месяца агрегатная и финальная сборка), уровней вложенности в составе – не менее 20, количество позиций в составе изделия – 30-50 тысяч.

Постановка задачи

Существующая ситуация
На момент начала проекта Завод стабильно и ежегодно увеличивал выпуск продукции, стремясь успеть за растущим спросом. Особенностью спроса является то, что каждый клиент стремился получить изделия, модифицированные под его специфические требования. Увеличение объема выпуска, достигнутое в основном экстенсивными методами, позволяло выпускать Заводу по 5 – 6 Изделий в месяц. При существующих методах управления и физических (технологических) ограничениях пропускной способности производства это было близко к предельному значению. Но нужно было выйти на выпуск в 8, с возможностью увеличения до 10.
Сложившаяся система управления производством, «выдававшая» по 6 Изделий в месяц, характеризовалась следующими «особенностями».
1. Отсутствие позаказных составов изделий и позаказной системы управления производством, что обуславливало отсутствие формализованных номенклатурных позаказных цеховых планов производства.
2. Сдельная оплата труда и оценка работы цехов по «валовому» (в н/ч) плану.
Все это приводило:
1) к постоянному перепроизводству, а, следовательно, в условиях высокой загрузки производства – к потере полезной пропускной способности производства и потере выпуска готовой продукции;
2) к затягиванию общего цикла производства Изделия;
3) к потере времени реакции на внутренние (брак, дефициты, срывы сроков производства) и внешние (изменение приоритетов заказов, изменения конструкции в последний момент) причины, и, как следствие в услуовиях сложной производственно-логистической модели — к классическому «эффекту кнута»;
4) к неоправданно большим (временным, стоимостным) затратам на администрирование производства:

• диспетчеры ПДБ цехов «руками» собирали состав изделия под заказы;
• чтобы добиться выпуска цехами нужных деталей (не говоря уж о синхронизации выпуска деталей цехами) необходимо было постоянное и крайне дорогостоящее (с точки зрения времени руководителей) «ручное» управление: через планерки, совещания и т.п.
• огромное время на выяснение происходящего, т.к. «у каждого цеха — своя версия правды».

Проект преобразований
Итак, цель проекта стояла просто: обеспечить условия для выхода Завода на уверенный выпуск 8 изделий в месяц к концу года, с возможностью роста в следующем году до 10.
На начало проекта Завод вошел в Большой Холдинг. Но случилось это буквально недавно и поэтому Большой Холдинг серьезно мешать работе, с тоннами обязательной отчетности, играми в «ПСХ» (Производственная Система Холдинга), внедрением корпоративной чудо ИТ-системы и т.п… — пока не начал.
Одновременно на средний уровень управления Заводом выдвинулись управленцы «из своих», искренне хотевшие сделать эффективное, управляемое и прозрачное производство, работающее «под заказ». Наша команда в это время уже активно работала на Заводе, методично реализуя Систему Планирования и Мониторинга производства. Не только и не столько через автоматизацию, но и влезая, по своему обыкновению, в процессы организации производства, в т.ч. и крайне чувствительные…
«Звезды совпали» — радикальные идеи и подход к постановке «правильной» системы управления нашей команды, понимание процессов производства и желание взяться за амбициозную задачу быстрого увеличения выпуска всего завода нашли отклик у новых руководителей. В результате мы начали диагностику, целью которой являлось определение «узких мест», т.е. тех объектов, процедур управления и подразделений, которые не давали выйти заводу на запрашиваемый рынком уровень выпуска.
По результатам анализа основными «узкими местами» завода были определены (по приоритетам):
1) агрегатно-сборочный цех (далее — АСЦ1);
2) методы планирования и управления производством;
3) штамповочный цех (ШЦ), механический цех (МЦ) – мигрирующие узкие места.
Далее описывается «расшивка» «узкого места» в цехе АСЦ1, и, частично, изменение методов управления планирования и управления производством.

Узкое место – начало сборки

Потенциальным узким местом, традиционно для данного типа производственно-логистической модели, являлся цех АСЦ1 — первый в последовательности этапов сборки изделий. В АСЦ1 из ДСЕ, агрегатов, ПКИ собирается собственно изделие, точнее – его корпус. Далее он передается в остальные сборочные цеха: АСЦ2 и Цех Окончательной Сборки (ЦОС) и далее. АСЦ1 являлся «вершиной треугольника» внутризаводской цепочки поставки, а также — потребителем остальных «детале-делательных» цехов (ДДЦ). Или – началом «трубопровода» перемещения Изделия по цепочке сборки – см. Рисунок 1.


Рисунок 1.

Любая проблема, возникающая в цехе АСЦ1 и ограничивающая начало сборки/выпуска Изделий, автоматически приводила к ограничению всего выпуска. А следовательно – к потерям оборотов завода.

И на конец 20хх года цех АСЦ1 являлся как раз таким, классическим узким местом, со средним, гарантированным выпуском в 6 Изделий в месяц. Редко, «если повезет», 7-8. При заводском плане (портфеле заказов) примерно в 8. При этом, по мнению руководства цеха, 8 корпусов в месяц было пределом цеха при существующей численности и сменности работы и этот предел достигался работой в авральном режиме.

Видимыми причинами этого являлись:
1) несинхронность поставок деталей и сборочных единиц от других цехов в адрес цеха АСЦ (и «автоматом» – постоянные «неожиданные» дефициты на сборке), обусловленная фактическим отсутствием расчетного по-заказного (по-машинного) плана поставок;
2) крайне неэффективная внутренняя организация работы в цехе, с основным симптомами (не причинами!): «не хватает людей», «бракованные детали», «нет места, некуда ставить Изделия» и т.п.

Но первая, а частично и вторая причины являлись следствием проблем в управлении и организации производства всего завода. И из них, прежде всего, хотелось бы выделить две:
1) фактическое отсутствие синхронизированного между «деталеделательными» и «агрегатосборочными» (ДДЦ и АСЦ) цехами помашинного номенклатурного плана, что приводило к выпуску не того, что надо и не в том количестве, а как следствие — к работе «по дефицитам» и, в конечном итоге, к срыву графика сборки;
2) сдельная оплата труда, позволяющая и даже вынуждающая цеха гнаться, прежде всего, за «валовкой», причем даже в цехах-«узких местах». При этом — не всегда с учетом дефицитов.

---

Отступления
Про планирование
Система планирования была устроена «традиционно» для предприятий такого типа.
1. В цеха спускался, и периодически (не чаще, чем раз/квартал) план выпуска Изделий на текущий год.
2. ПДБ и ТБ цехов, получив план, поднимали с полок запыленные книги по «Объему» (список ДСЕ для всех типов изделий для конкретного цеха), выписывали ДСЕ, которые им нужно будет сделать. На год!
3. Далее, на основании «групп опережения» (еще одна слегка погрызенная мышами книжка), вычисляли, когда эти ДСЕ им нужно сдать. Вычисление происходило по правилу: месяц выпуска минуc группа опережения. При этом, для многоцехозаходных деталей (например: мех.обработка цеха А – термичка – мехобработка цеха Б – гальваника) на каждый цехозаход брался также месяц. Как результат – ДСЕ с общим временем обработки в десятки минут путешествовали по производству месяцами!
4. Таким образом планировалась «нормальная» работа. Кроме того…
5. На нее постоянно накладывались никак не планируемые, но необходимые, и иногда срочно, к производству, ДСЕ:
a) обрабатываемые в цехе, как услуги,
b) под срочно определенные ОГТ опции под конкретные №№ Изделий,
c) дефициты разной степени аварийности, сыпавшиеся постоянно от сборочных цехов.

(!) Среди некоторых (не всех) «апологетов бережливого производства» есть желание отмахнуться от проблемы системного подхода к планированию: «если предприятие КАК-ТО работает, значит оно как-то и планируется» и поэтому «планирование вряд ли может быть «узким местом» всей системы». Приведенное выше описание системы планирования вполне подтверждает такое мнение: если и дальше хотите «КАК-ТО» планировать и «КАК-ТО» работать, то такое «планирование» действительно не есть «узкое место»!..

Про сделку
Автор этих строк впервые столкнулся со столь «хорошо отлаженной» системой управления заводом по сделке. Фактически заводом, его выпуском управляли простые рабочие. Приходили на работу и, прежде всего, как правило, первые 2-3 недели месяца, зарабатывали себе зарплату. Далее – дефициты. Либо — делали вид, что работают: на зарплату, даже с премией, заработали — зачем еще напрягаться… Я был настолько впечатлен этой «методологией», что описал еще одну «анти-модель» производства: «Производство-под-Зарплату».

---

Выбор концепции

По результатам диагностики и обсуждения возможных путей «расшивки узкого места» были определены следующие направления преобразований.

Первое: изменить систему управления производством так, чтобы она позволяла, помогала и заставляла выпускать только то, что нужно и при сравнительно невысоких затратах. Для этого:
1) организовать вытягивающее позаказное номенклатурное цеховое планирование в сочетании с мониторингом поставок и «закрытия» (комплектации сборки) Изделий;
2) изменить систему мотивации, через модификацию «сделки»: мотивировать цеха прежде всего на выполнение утвержденного плана;
3) обеспечить возможность управления процессом производства и поставок через максимально наглядную визуализацию происходящего.

Второе: изменить систему организации производства в цехе через:
1) оптимизацию внутрицеховых потоков движения деталей и агрегатов,
2) устранение всех лишних и производственных и непроизводственных операций на пути создания Изделия,
3) обеспечение визуализации происходящего, статуса текущей ситуации, будущих и настоящих проблем,
4) сокращение партий запуска и перемещений по всей цепочке цехового производства.
Работы по первому направлению — внедрение для всего завода новых процессов (процедур) синхронизованного (под график сборки и отгрузки машин) планирования и управления производством – к тому времени уже выполнялись нашей командой (постановка методологии «Системы Планирования и Мониторинга» с внедрением поддерживающей ее системы СПМ (SCMo).
Работы по второму направлению были приняты к реализации с использованием более традиционных, но «подогнанных» к применению на заводе инструментов.

Преобразования по 2му направлению. Новая организация внутри цеха АСЦ1

Детальная диагностика цеха

Для идентификации узких мест непосредственно в цехе использовали следующие техники:
1) анализ выпуска Изделий/комплектов агрегатов Изделий по участкам цеха (ниже – фактический выпуск участков цеха, по которому видны узкие места), выполняемый непосредственно в цехе, и сравнение с текущим и целевым тактом выпуска,
2) «фотография рабочего дня». Буквально! Т.е. в разные (случайные, проходя мимо) моменты времени делались фото различных участков цеха, далее – анализировалось количество «неработающих» людей. Результаты, к слову, получились поразительные…
Картирование потока, диаграммы спагетти, «touch time» — не применялись за ненадобностью. «К бабке не ходи» — полезное время ДСЕ/Сборок при такой организации было не выше нескольких процентов, а «ловить блох» также было бессмысленно – нужна был «хирургия».
На основании полученной непосредственно «на полу» информации были идентифицированы следующие «перегруженные» участки (номер соответствует участку или рабочему месту).


Рисунок 2.

Узкие места: «Стапельная сборка нижней панели», «Агрегат Х, сборка» были отброшены, как не прошедшие повторный анализ. «Агрегат Х» — не «держит» сборку. Кроме того, количество уже изготовленных и находящихся на разных переделах в цеху Агрегатов Х явно указывает на их перепроизводство, т.е. – на возможность участка работать быстрее заявленного времени. Аналогично — со «стапельной сборкой нижней панели».
«Сборка Агрегата У» не рассматривалась в силу ограниченного и не определяющего количества Изделий в год, выпускаемых с данными агрегатами.
Итого, для дальнейшего анализа были приняты к рассмотрению узкие места: «внестапельная сборка корпуса» и «детальная сборка» (в цехе, кроме агрегатной, выполнялась еще детальная сборка), т.к. именно они, по мнению руководства (и, после проверки, и по нашему), являлись «узкими местами», задерживающими поставку деталей на «внестапельную сборку», что, в свою очередь, приводило к задержкам далее по всей цепочке.

Начало проекта

Проект преобразований в АСЦ1 был начат в январе и…вскоре остановлен. По очень простой причине – в начале преобразований уперлись в «самое-самое узкое место цеха», а именно – в начальника цеха. Человек старой закалки, он всегда знал, в каком состоянии на сборке конкретное Изделие, хранил в голове, постоянно обновляя на дважды в день проводимых диспетчерских, комплектность и статус сборки по-позиционно. Знал, какой цех и что ему недодал, кто вышел/не вышел на работу и т.д. и т.п. При этом любил поговорить, как в «добрые старые времена» цех легко делал по 30шт. в месяц «зеленых машин», и что сейчас работать просто невозможно, т.к. под каждого клиента – своя конфигурация, а заказы постоянно меняются местами, и что проблем у цеха нет вообще, а не могут выпускать — из-за дефицитов и нехватки людей. И т.д. и т.п. В общем, все наши предложения были «заблокированы». Руководство завода, в ответ на прямое предложение заменить человека, ответило отрицательно. Что делать? Мы остановили проект! Цех по-прежнему мог выпустить не более 6 корпусов. …Но время шло, сроки заказов постепенно двигались «вправо»… Наконец, через несколько месяцев после остановки проекта, на «самое-самое узкое место цеха» повторно обратил внимание директор завода и принял управленческое решение: заменить. Пусть преобразованиям был открыт.

---

Отступление
Менять ЛЮДЕЙ или МЕНЯТЬ людей. Люди, к сожалению, очень часто становятся корневой проблемой преобразований такого типа. Что естественно, т.к. такие проекты ведут к изменениям, и часто – к радикальным. Меняться добровольно, если текущие условия боле/менее комфортные, никто не хочет. Что делать в такой ситуации? «МЕНЯТЬ людей или менять ЛЮДЕЙ»

Далее представлены результаты преобразований, достигнутые всего за несколько месяцев после возобновления проекта. Последовательно, по степени убывания важности собственно «узких мест» цеха.

---

Оптимизация «Внестапельной сборки»

Узкое место 1. Физическое расположение изделий. Работа с нехваткой места
По результатам анализа было определено, что одним из проблемных мест являлась физическая организация участка внестапельной сборки. Участок был загроможден старой оснасткой/антресолями, ненужными шаблонами, деталями и прочей ерундой, которая фактически не использовалась при производстве машин существующих модификаций.


Рисунок 3.

В силу этого на участке внестапельной сборки удавалось разместить максимум 3-4 одновременно собираемых Изделия. Причем в крайне стесненных и неоптимальных условиях – см. Рисунки 4 и 5.


Рисунок 4.


Рисунок 5.

Этого было бы достаточно при идеальной организации работ по сборке и при идеальном соблюдении графика поставок деталей из других цехов. Но «в реальном мире», при возникновении проблем с каким-либо Изделием, оно тормозило сборку, в т.ч. стапельную, всех остальных Изделий. И бригады сборщиков просто не имели физической возможности переходить на другое Изделие.

В результате, после анализа целевого времени такта, последовательности и длительности, параллельности операций и др. параметров, было принято решение о сносе ненужного оборудования, расчистке места и организации на участке двух «линий» сборки. В ходе проведения данных работ были использованы методы эргономичной организации рабочего пространства по 5С. См. Рисунки 6 и 7.


Рисунок 6.


Рисунок 7.

Как результат, на участке внестапельной сборки теперь стало возможно поместить 6 изделий, включая сдаточные. И это — при несравненно лучшей и более удобной организации рабочих мест.

Перенос операций с окончательной сборки изделия на другие участки

По результатам анализа участка внестапельной сборки, являвшегося «узким местом» цеха, были выявлены многочисленные «лишние» операции, т.е. операции, занимающие время высококвалифицированных сборщиков. В результате балансировки мощностей эти операции (см. Рисунок 8) были предложено убрать из процесса сборки корпуса.


Рисунок 8.

После проведения тщательного анализа и обсуждений с технологами цеха, данные операции были перенесены на менее загруженные участки, освободив время сборщиков от «непрофильных» операций.

Изменение системы компенсации рабочих

Ранее сборщики цеха получали заработную плату на основании закрытых операций. В т.ч. за «доводочные» операции, выполняемые в следующих цехах (на деле – просто доводка или исправление допущенного брака).

В рамках преобразований система начисления заработной платы рабочим была изменена. Фонд заработной платы теперь стал явным образом рассчитываться исходя из плана выпуска, факт — от количества изделий, сделанных и переданных в следующий по цепочке цех. Далее, эта сумма (точнее – переменная премиальная часть) распределялась по членам сборочных бригад (бригадирами), в зависимости от квалификации работников и коэффициента трудового участия. Конечно, это была не идеальная схема, но она определила совсем другое отношение: «просто» закрывать операции стало невыгодно. Делать брак, недоделывать – тоже. А выгодно — сдавать изделия в соответствии с планом выпуска, с первого предъявления.

Система сигнализации

Дополнительно было принято решение построить систему сигнализации, ориентированную на производственного рабочего и предназначенную для максимально быстрого решения всех его потребностей/проблем в оперативном режиме, как показано на Рисунок 9:


Рисунок 9.

Для быстрого реагирования вышеуказанной цепочки на возникшие потребности исполнителей решили использовать средства визуализации, такие как сигнальные лампочки. Планировалось оснастить каждый сектор участка двумя типами лампочек зеленого и красного цвета и кнопками их включения. Зеленая лампа сигнализирует о том, что сектор полностью обеспечен деталями, имеется оснастка для изготовления и полностью ясны текущие потребности в сборках (т.е. ситуация нормальная). Красная лампа — это сигнал к тому, что сектор нуждается в решении проблем одного из трех направлений, и мастер участка должен максимально быстро среагировать на этот запрос и принять меры к быстрейшему решению или поставить в известность других исполнителей, если вопрос затрагивает их компетенции, желтая – проблема существует, но уже решается.

Оптимизация участка детальной сборки

Система обеспечения поставок от участка детальной сборки
После проведения указанных выше преобразований физическую пропускную способность участка внестапельной сборки удалось увеличить до 8 машин в месяц. Но, практически сразу, и ожидаемо, «узкое место» цеха АСЦ1 переместилось на участки детальной сборки.
В связи с этим, новая организация была внедрена на участке детальной сборки цеха, участке, изготовляющем и напрямую поставляющем ДСЕ на внестапельную сборку. Работы были выполнены примерно за месяц, по следующей методологии:
1) оптимизация организации рабочих мест участка по принципам «5С»;
2) установка системы визуализации;
3) организация системы вытягивающего планирования и поставок деталей на сборку, методами «супермаркет» и «канбан».


Рисунок 10.


Рисунок 11.

Внедренная новая организация производства настолько понравилась мастерам и рабочим других участков цеха, что участки, в буквальном смысле слова, выстроились в очередь на внедрение.

Преобразования. Обеспечение своевременности поставок в АСЦ1

Система Планирования и Мониторинга (SCMo)
С точки зрения «внешних» условий, огромной проблемой цеха являлась неритмичная (несинхронная с ритмом сборки конкретных Изделий) поставка деталей из ДДЦ завода.

Решение данной проблемы осуществлялось в рамках общезаводского проекта постановки системы синхронного позаказного номенклатурного межцехового планирования. Была применена методология «вытягивающего» (точно вовремя и точно в количестве под заказ) планирования и методология работы с «буферами» и «приоритетами» «узких мест». В качестве инструмента реализации использовалась система СПМ (Lean SCMo), обеспечивающая реализацию этих процессов on-line.

Настроенный для завода алгоритм позволил формировать позаказные (под каждое изделие или «россыпной» заказ) номенклатурный план производства и план поставок для каждого цеха. С постоянно обновляемой по факту производства цветовой сигнализацией/подсветкой каждой из партий поставляемых цехом-поставщиком деталей. См. Рисунок 12.


Рисунок 12.

В рамках проекта преобразований в цехе АСЦ1, с использованием СПМ удалось поставить следующие процессы:
1) формирование (расчет оптимальной) последовательности сборки машин по цехам АСЦ1 – АСЦ2 — ЦОС, и, для АСЦ1 – формирование графика сдачи, по конкретным машинам и на конкретные числа месяца (см. Рисунок 13), «заморозка» плана;


Рисунок 13.

2) на основании графика сдачи машин цехом АСЦ1 – формирование вытягивающего, под «замороженную» последовательность сборки, плана поставок деталей и агрегатов от цехов – поставщиков. В начале, в силу неточностей в электронном составе изделий, было принято решение по частичному ведению в СПМ «электронных дефицитов» в адрес цехов поставщиков, с обязательной установкой поставщиками обещаемой даты. Фактически это публикуемые on line и доступные для всех «журналы дефицитов», которые ранее вели диспетчера ПДБ цеха, и информация из которых становилась доступна цехам поставщикам часто в искаженном виде и только на планерках. Теперь «дефициты» могли управляться вручную, но только для ДСЕ, которые были в составе изделий из «замороженной» последовательности сборки. Сделано это было в рамках новой методологии управления, переложенной на ИТ систему и за счет этого – смягчен переход на новые правила работы, при обеспечении максимальной визуализации происходящего для всех участников производственной цепочки (см. ниже). Позднее, после приведения нормативки в нормальный вид, от «электронных дефициток» ушли. Цеха стали делать только то, что спланировала система.


Рисунок 14.

Побочный положительный эффект такого мягкого «перехода» и ведения «электронных дефицитов» – возможность перехода на «электронные» планерки, эффективность которых оказалась гораздо выше традиционных, а затрачиваемое на них время – меньшим (см. Рисунок 15)


Рисунок 15.

Система мониторинга происходящего (инфо-панели)
В рамках данного направления, для обеспечения максимальной визуализации происходящего в производстве, в цехе также была внедрена система визуализации (видеонаблюдения), работающая в on-line режиме и позволяющая увидеть, что реально происходит на участках цеха в данный момент времени.
Инфо-панелями, вроде бы, сейчас трудно удивить.
Однако, наш подход здесь такой: наглядность и информативность должны позволять быстро делать выводы для оперативного принятия решений. А это возможно, если:

• выводится индикативная информация, с подсветкой проблемных / потенциально-проблемных зон;
• акцент делается на «управлении по отклонениям». В этом случае — понятно, к чему именно необходимо стремиться для достижения лучшей «сходимости» план/факт.
• А это — повышает ту самую «силу вытягивания», причем — попередельно. Что как раз и направлено на повышение производительности ( КПД ) завода в целом.

Результаты

Основной результат проекта: увеличение пропускной способности цеха с 6 до «уверенных» 8 Изделий в месяц – был достигнут. При: не увеличении операционных затрат (ФОТ, численность рабочих и пр.) и запасов деталей и НзП. С возможностью планового выхода на 10 Изделий.


Рисунок 16.

Исходя из представленных выше данных видно, что, начиная со второй половины года, цех начал выходить на требуемую мощность в 8 Изделий в месяц (проект был начат в январе, остановлен, возобновлен в июне). При этом, «быстрый» рост (июнь, июль) был обеспечен вводом в действие Системы Планирования и Мониторинга поставок, задающей такт выпуска и синхронизирующей запуск/выпуск всех цехов завода с графиком агрегатной и окончательной сборки Изделий.
Эффект организационных преобразований начал проявляться уже в сентябре и далее продолжал нарастать, повышая производительность (КПД) завода, направленную на точное планирование и исполнение заказов «точно вовремя».