Наиболее естественной основой для механизма предотвращения перепроизводства является не пространство для складирования и не объем запасов, а время. Если вы хотите предотвратить запуск производства ранее положенного времени, нельзя преждевременно запускать материал в производство. Использование времени в качестве основы механизма является не только более естественным (а значит, легче принимается на производстве), но также имеет то преимущество, которое делает такой механизм подходящим для нестабильных производств, – он гораздо менее чувствителен к нарушениям в потоке.

Надежность механизма, основанного на времени, объясняется тем фактом, что он ограничивает общий объем работы в системе напрямую, а не путем ограничения объема работы между каждыми двумя рабочими центрами. На поточных линиях или в системах, использующих Канбан, запасы, которым разрешено быть между рабочими центрами, ограничены до минимума (обычно намного меньше, чем час работы). Следовательно, когда рабочий центр выходит из строя на более или менее значительное время, следующие за ним по потоку рабочие центры практически сразу оказываются на голодном пайке, а работа центров, расположенных перед вышедшим из строя, блокируется. Когда для любого рабочего центра суммарная потерянная мощность в течение времени, когда у него не было работы или она была заблокирована, превышает его существующую избыточную мощность, проход компании снижается. Уязвимость поточных линий и системы Канбан вызвана тем, что нарушения, возникшие в одном из рабочих центров, приводят к потере мощностей предыдущих и последующих в потоке рабочих центров. Это явление (практически) отсутствует в условиях применения механизма, основанного на времени, поскольку работа нигде искусственно не тормозится.

Сложность использования решения, основанного на времени, состоит в том, что для каждого клиентского заказа мы должны запустить в производство соответствующие сырьевые материалы за определенное время до даты отгрузки готового продукта. Но как рассчитать это время? Когда в производственных компаниях стали появляться компьютеры (в начале 1960-х), казалось, что наконец появился подходящий инструмент для того, чтобы справиться с бесконечным количеством данных и расчетов для определения времени запуска каждого материала и заказа. В течение десяти лет во многих компаниях мира было разработано большое количество программ, специально предназначенных для этой цели. К сожалению, надежды на улучшение потока и снижение ЗНЗП так и не стали реальностью.

Проблема в том, что время, необходимое для превращения сырья в готовое изделие, в гораздо большей мере зависит от того, сколько ему приходится проводить в очередях (в ожидании, пока освободится ресурс, работающий над другим заказом, или в ожидании недостающих для сборки компонентов), чем от чистого машинного времени изготовления этого изделия. Общеизвестно, что практически в любом производстве (за исключением тех, которые используют поточные линии и систему Канбан) время непосредственной обработки деталей составляет всего лишь около 10% длительности общего производственного цикла. В результате решение о том, когда запускать материал, определяет, где возникнут ожидания и насколько большими они будут, а это, в свою очередь, определяет, сколько времени будет затрачено на производство заказа, что подсказывает, когда запускать материал. Мы столкнулись с проблемой «курицы и яйца». В 1970-е годы было предложено решение этой проблемы путем последовательного повторения процедуры: запустить компьютерную систему (MRP с замкнутым циклом – ПО для планирования потребности в материалах) для расчета; проверить полученное планируемое превышение загрузки (очереди) на различных единицах оборудования; изменить даты отгрузки для устранения превышения загрузки; повторять этот процесс до тех пор, пока не будут ликвидированы все заметные перегрузки. Это предложение не прижилось, поскольку опыт показал, что, сколько бы раз процесс ни повторялся, превышение загрузки просто перемещалось с одного типа ресурсов на другой.

В результате уже в 1970-х это программное обеспечение перестало использоваться для точного определения времени запуска материала в производство, а вместо этого оно ограничилось предоставлением более точной информации о количестве (и времени) заказа сырьевых материалов у поставщиков. Введенное официальное название для этих систем отражало основной способ их использования – планирование потребности в материалах (Material Requirements Planning, MRP)[16].

Тот факт, что эти титанические усилия не привели к возникновению основанного на времени практического механизма (который указывал бы, когда не нужно производить), не должен рассматриваться как доказательство того, что подобный механизм не может быть разработан для менее стабильных производственных сред – тех, которым надо соблюдать сроки поставки в условиях нестабильного потока заказов. Этот факт также не должен препятствовать нашим намерениям использовать время в качестве основы для такого практического механизма. Но он должен предостерегать от попыток заложить в основу такого механизма бесконечное количество данных и расчетов. Необходим подход, похожий на взгляд с высоты птичьего полета.

Возвращаясь к основам, следуя концепциям цепи поставок, вспомним, что целью является улучшение производственного потока – снижение времени производственного цикла. Принятие времени (вместо пространства для складирования или количества запасов) как основы механизма, указывающего производству, когда не производить, требует, чтобы мы старались запускать в производство материалы за относительно короткое время («точно в срок») до даты отгрузки этого заказа. Но что мы имеем в виду, говоря «точно в срок»? Даже несмотря на то что термин «точно в срок» (JIT) является ключевой концепцией бережливого производства, его использование скорее фигурально. В Lean, производя что-либо «точно в срок», мы определенно не имеем в виду то, что деталь, над которой мы только что работали, должна быть в зоне отгрузки и готовой к отправке в следующую секунду… или минуту… или час. На самом деле, скорее всего, даже в самой лучшей системе Канбан эта деталь не начнет обрабатываться следующим рабочим центром немедленно (подобный вывод можно сделать из того, что полные контейнеры обычно находятся в ожидании между рабочими центрами). Так какой промежуток времени мы имеем в виду, говоря «точно в срок»? Более конкретно: если мы хотим избежать перепроизводства, ограничивая запуск материала в производство, с каким опережением по времени относительно даты поставки заказа мы должны запустить материал в производство?

Один из способов найти разумный ответ – изучить, как влияет выбор этого временного интервала на степень внимания руководства, необходимого для соблюдения всех сроков поставки. Предположим, что мы запустили материал в производство с опережением только на то время, которое реально требуется для его обработки оборудованием. Подобный выбор повлечет за собой необходимость непрерывного тщательного контроля со стороны руководства за выполнением операций, поскольку любая задержка на любой из операций или даже задержка при передаче с одной операции на другую повлечет за собой срыв срока поставки. Более того, потребуется составление детального графика обработки, чтобы не появились очереди, так как любая очередь вызывает задержку. Несомненно, такой выбор не является практичным, поскольку даже бесконечного внимания руководства было бы недостаточно для соблюдения всех сроков поставки. Мы должны выбрать более длинный интервал времени, который содержит подстраховку, для того чтобы покрыть эти задержки. Из-за необходимости подстраховаться интервал времени, с опережением на который (от даты отгрузки) производится запуск материала в производство, называют буфером времени.

Выбор более длинных буферов времени увеличивает время производственного цикла и объем ЗНЗП, но поскольку более длинный буфер означает больше времени для подстраховки, ожидается, что при значительно меньшем внимании руководства больший процент заказов будет завершен вовремя или раньше даты поставки. Это верно для относительно коротких буферов времени, но когда размер буфера значителен, начинает проявляться другой – неприглядный – феномен. Необходимо помнить, что чем больше размер буфера, тем раньше материал запускается в производство и, значит, тем большее количество заказов находится в производстве одновременно. Когда в цехе слишком много заказов, начинают возникать заторы в потоке. Чем больше заторов, тем большее внимание менеджеров требуется для определения приоритетов. Количество требуемого внимания руководства – функция размера выбранного буфера времени (эта зависимость схематично показана на рис. 1).

Рис. 1. Взаимозависимость буфера времени и необходимого внимания руководства

Предприятия, внедрившие системы Форда и Оно, имеют среднее время производственного цикла всего в несколько раз больше, чем машинное время, и руководству не надо уделять практически никакого внимания тому, чтобы указывать персоналу в цехах, над чем им сейчас работать. Они определенно располагаются в левой части пологого участка этой кривой. Но в каком же месте данного графика находится подавляющее большинство производственных компаний, которые используют общепринятые способы управления?

Как мы уже говорили, на заводах с привычным управлением партии деталей пребывают в обработке только около 10% времени производственного цикла. Около 90% времени партии проводят в ожидании либо занятых ресурсов, либо недостающих для сборки компонентов. Форд и Оно научили нас тому, что мы не должны принимать существующие размеры производственных партий как неизменные, что «экономически обоснованный размер партии» не является экономически обоснованным и что вместо этого мы можем и должны бороться за «партию в одну единицу». Вооружившись этой убежденностью, легко осознать: когда партия обрабатывается (за исключением некоторых процессов типа смешивания или затвердевания), работа ведется только над одной из деталей, все остальные в это время находятся в ожидании. Это означает, что в компаниях, где используется общепринятый способ управления производством, а размер партии превышает 10 единиц (что бывает на подавляющем большинстве предприятий), машинное время на самом деле составляет менее 1% от времени цикла. Существует еще одно явление, типичное для таких производств. Независимо от того, как организована официальная система определения приоритетов работы над заказами (если таковая вообще существует), реальная система приоритетов выглядит так: «срочно», «крайне срочно» и «бросьте все, делайте вот это!». Подобные компании, несомненно, находятся высоко с правой стороны кривой графика зависимости количества внимания руководства от размера буфера времени (рис. 1).

Когда предприятие расположено на правом восходящем участке графика, это означает безвыигрышную ситуацию. Производственные циклы слишком велики (по отношению к машинному времени), ЗНЗП также велики, и в большинстве случаев, несмотря на пристальное внимание руководства, компания имеет низкий (менее 90%) уровень выполнения заказов в срок. Если мы понимаем, что при выборе более короткого временного буфера (и перемещении на плоский участок графика) ситуация значительно улучшилась бы, то возникает вопрос: почему получается так, что подавляющее большинство компаний с традиционными подходами к управлению продолжают оставаться в такой безвыигрышной ситуации?

Ответ был дан Фордом и Оно. Своей работой они определенно доказали, что наперекор всеобщему убеждению стремление добиться того, чтобы ресурсы постоянно работали, не является рецептом эффективного производства. Напротив, справедлив совершенно противоположный подход: чтобы добиться эффективного производства, необходимо отказаться от показателей локальной эффективности. Но компании с общепринятыми методами управления стремятся достичь полной загрузки ресурсов. Если материалы, расположенные ранее по потоку, не являются бутылочными горлышками (а это реальность для подавляющего большинства компаний), время от времени они будут оставаться без работы. Чтобы это предотвратить, в производство запускаются материалы, необходимые для более поздних заказов (или даже для прогнозируемых заказов). Неизбежное следствие – длинные очереди. Они приводят к тому, что некоторые заказы не выполняются вовремя, что расценивается следующим образом: материал необходимо запускать в производство раньше. Также это расценивается как нехватка производственных мощностей. Нетрудно представить себе, как подобные усилия «толкают» компанию по графику вправо и вверх.

Хорошей отправной точкой для улучшения потока будет выбор буфера времени, равного половине существующего в настоящий момент времени производственного цикла. Такой выбор гарантирует, что компания окажется на плоской части графика. Нет смысла тратить время на поиск или расчет оптимальной точки – немедленные результаты слишком значительны, чтобы откладывать их получение, а последующие усилия по балансированию потока изменят саму эту кривую.

Ограничение запуска материала в производство буфером времени (равным половине времени текущего производственного цикла) значительно улучшит уровень выполнения заказов в срок, сократит время производства на 50% от того, которое имеется сейчас, и снизит уровень ЗНЗП более чем вдвое.

Нельзя ожидать, что это изменение само по себе способно приблизить уровень выполнения заказов в срок к 100%. Дело в том, что в производстве все еще находится много заказов, перед ресурсами есть очереди и, если оставить на волю случая определение последовательности обработки заказов, многие из них будут завершаться с опозданием. Нужна система определения приоритетов. Но необходимость ее не должна открывать путь для сложных алгоритмов определения этих приоритетов. Количество заказов постоянно колеблется, состав работ меняется от заказа к заказу, размер очереди постоянно изменяется. И не будем забывать, что существуют нарушения в потоке; короче, мы говорим о производственной среде с высокой степенью неопределенности. Опыт, перенесенный Шугартом в производство из физики и ставший всемирно известным благодаря Демингу, свидетельствует о том, что попытки быть более точным, чем «шум» (в нашем случае – использовать сложные алгоритмы, которые учитывают каждый из возможных параметров среды, имеющей высокий уровень неопределенности), не улучшают, а ухудшают результаты, и итогом же с большой вероятностью будет не улучшение, а ухудшение уровня выполнения заказов в срок.

Простая и четкая система определения приоритетов возникает, когда мы осознаем, что размер буфера времени, равный половине времени нынешнего производственного цикла, все равно значительно больше, чем машинное время. И так как он заметно снижает количество заторов в потоке, то безо всякого вмешательства выполнение многих заказов будет завершено в течение первой трети временного буфера, а выполнение подавляющего большинства – в течение первых двух третей буфера времени. Исходя из этого, приоритеты назначаются на основании механизма управления буфером. Для каждой партии отслеживается время, прошедшее с момента запуска в производство. Если прошло менее одной трети временного буфера, цвет приоритета – зеленый; если более одной трети, но менее двух третей, цвет приоритета – желтый; если более двух третей – красный, а если дата выполнения заказа уже прошла – черный. «Черные» партии имеют приоритет перед «красными» и так далее. Если две партии имеют одинаковый цвет, то попытки решить, какую из них нужно обрабатывать первой, являются отличным примером стремления быть более точным, чем «шум» в системе.

Провести внедрение подобной системы в производство относительно легко. На первом этапе не требуется никаких физических изменений, кроме придерживания запуска материала в производство (то есть запускать материал с опережением относительно даты отгрузки на время, равное половине существующего производственного цикла) и распоряжения персоналу следовать цветовой системе приоритетов. Эффект окажется впечатляющим, особенно по сравнению с приложенными усилиями. Рис. 2 (ниже) показывает эффект (и скорость его достижения) только от этого первого шага. Эти данные, отображающие количество заказов, опоздавших по срокам выполнения, получены из первых рук от предприятия (численность его персонала – около 2000 человек), производящего тысячи различных видов металлической кухонной утвари.

Конечно, необходимо отказаться от показателей локальной эффективности, иначе давление, вынуждающее к раннему запуску материала в производство, продолжится. Опыт показывает, что быстрота, с которой каждый на производстве осознает положительный эффект от нововведения, практически устраняет сопротивление изменениям. Но в большинстве производственных сред все еще остаются заказы, опаздывающие по срокам выполнения, и существует огромный потенциал для улучшения, которым нужно воспользоваться.

Рис. 2. Эффект от придерживания запуска материала в производство

Четвертая концепция – фокусирующий процесс балансирования потока – также должна быть превращена в практический механизм и внедрена на практике. Первый шаг в балансировании потока сравнительно прост. Придерживание запуска материала в производство выявляет значительную избыточную мощность, которая ранее была замаскирована. Но вероятно, что некоторые рабочие центры имеют меньшую избыточную мощность, чем остальные. Эти рабочие центры заметны, так как перед ними выстраивается очередь из заготовок. Отказ от показателей локальной эффективности помогает определить простые действия для увеличения их мощности. Такие действия направлены на то, чтобы рабочий центр с ограниченной мощностью не простаивал во время обеда или пересменки и чтобы часть работ была перенесена с данного рабочего центра на другие, менее эффективные, но имеющие значительную избыточную мощность, и так далее[17].

Поскольку вышеописанные действия добавляют рабочим центрам, создающим очереди, мощность, очереди становятся короче и меньшее количество заказов попадает в красную зону буфера. Это означает, что время буфера становится излишне большим. Эффективное правило изменения размера буфера без риска поставить под угрозу выполнение заказов в срок – уменьшать буфер, когда количество «красных» заказов становится менее 5% от общего числа заказов, и увеличивать, если доля «красных» заказов – более 10%.

Компания, которая последует этим правилам, через несколько месяцев обнаружит, что ее уровень выполнения заказов в срок очень вырос, значительно сократился цикл производства и у нее имеются большие избыточные мощности. Именно тогда компания сталкивается с действительным вызовом. В прошлом иногда (слишком часто) высшее руководство реагировало на высвобождение избыточной мощности указанием «привести в соответствие» мощности и за счет этого снизить затраты. Это серьезная ошибка. «Избыточная мощность» – это люди, которые только что помогли компании достичь улучшений, и, как следствие, «в награду» они или их коллеги теряют работу. Во всех случаях, когда предпринимались подобные действия, неизбежный «ответный удар» очень быстро ухудшал результаты работы завода, которые становились даже хуже, чем до введения изменений. Будем надеяться, что подобное поведение высшего руководства осталось в прошлом.

Более разумный способ – применять избыточные мощности с максимальной выгодой, помочь службе продаж использовать улучшения в производстве, для того чтобы поднять продажи. Увеличение объема продаж легко может привести к появлению настоящих бутылочных горлышек. Игнорирование ограниченной мощности ресурсов – бутылочных горлышек при обещании сроков поставки по новым заказам ухудшит уровень их выполнения в срок, и вследствие неудовлетворенности клиентов продажи резко упадут. Очень важно «упрочнить» связь между производством и службой продаж – вот что является настоящим вызовом. Должна быть внедрена система, при которой обещания по срокам исполнения даются только соответственно тому, с какого момента бутылочное горлышко будет иметь свободную мощность для обработки данного заказа.

Хорошей отправной точкой для улучшения потока будет выбор буфера времени, равного половине существующего в настоящий момент времени производственного цикла.

График работы в ресурсе – бутылочном горлышке – становится «барабанным ритмом» для работы над заказами, буфер времени переводит даты поставки в даты запуска производства, и действия по придерживанию запуска материала напоминают «канат», связывающий заказ с запуском материала. По этой причине прикладное решение теории ограничений, основанное на времени, получило известность как система «барабан-буфер-канат», или, сокращенно, ББК.

В настоящее время широко распространены эксперименты по совершенствованию процесса, чтобы добиться дальнейшего улучшения производства на основе регистрирования и анализа причин возникновения «красных» заказов.