Планирование загрузки производственных мощностей. Показатели, характеризующие техническое состояние оборудования. Среднесрочное планирование загрузки ПМ

Формирование производственных планов должно выполняться, кроме безусловного выполнения заказа в срок, еще и с учетом наиболее эффективного использования производственных мощностей, что в рыночных условиях имеет важное экономическое значение.

При этом нужно решать задачи формирования системы РЦ и распределения выполняемых работ по РЦ.

Для формирования системы РЦ, под которыми понимают интегрированную группу однородных ТС в пределах организации или производственного подразделения, здесь используется теория множеств. В соответствии с этим система РЦ формируется следующим образом.

Прежде всего осуществляется инвентаризация ТС, дающая актуализированную информацию об их количественном и качественном состоянии; отражающее их множество имеет следующий вид:

м = (м, |/ = Ц7*}> (8ЛЗ>

где Iм - количество единиц ТС;

М, - множество, представляющее /-ю единицу:

м,-{№п,мп,~)> (8Л4)

где Мп - инвентарный номер ТС;

Ма - наименование ТС.

Информации лишь о ТС недостаточно для формирования РЦ. Производственное планирование в ММЕП лимитируется не только фондом времени ТС, но также и имеющимися трудовыми ресурсами. Поэтому формирование РЦ следует осуществлять с учетом профессионального состава основных производственных работников, множество которых имеет вид

где Iя - количество работников;

Л(. - множество, отражающее /-го работника:

где Ля - табельный номер работника;

Яа - имя работника.

Имеющиеся ТС и работники распределяются в группы по признакам взаимозаменяемости выполняемых работ и принадлежности структурному подразделению; множество подразделений можно задать множеством Р:

где Iе - количество подразделений;

/). - множество, представляющее /-е подразделение. Объединенные в группы ТС и работники, именуемые совместно РЦ, могут быть предстазлены следующим образом:

^ = |^. г = 1,/^|, (8.18)

где - количество РЦ;

1?1 - множество, отражающее /-й РЦ. Тогда множество, отражающее /-е подразделение, имеет вид

где - множество РЦ в /-м подразделении;

/у4 - множество атрибутов /-го подразделения, имеющее вид где F* - код подразделения;

Fa - наименование подразделения.

После формирования системы РЦ осуществляется планирование их загрузки, эта задача в условиях ММЕП также имеет особенности.

Планирование потребности в мощностях, CRP (Capacity Requirements Planning), осуществляется для каждого РЦ, причем процесс CRP учитывает только производимые компоненты структуры заказа. Результатом работы является «профиль загрузки», который может быть представлен в подробном и обобщенном форматах; он определяет мощности для каждого РЦ, необходимые для выполнения производственной программы.

Следует заметить, что стандартная система MRPW не предусматривает автоматической оптимизации загрузки РЦ. Основной ее задачей являются прогнозирование и идентификация возникающих проблем с мощностями, решение которых остается за человеком. Однако в настоящее время уже существуют системы, решающие задачи управления производственными мощностями. Они получили название «системы конечной загрузки». В практике управления такие системы пока не применяются, однако используются для моделирования производственных ситуаций, например, для уточнения объемно-календарного плана. Основное препятствие для их применения - недостаточная управляемость, поскольку повторить расчеты, выполненные системой конечной загрузки, и убедиться в правильности разработанного плана практически невозможно. В этих условиях возложение ответственности за выполнение плана, достоверность которого нельзя подтвердить, не вполне обосновано.

Расчет загрузки РЦ предполагает указание в основном технологическом документе кода РЦ выполнения операции обработки НП. Однако в ММЕП технологический процесс разрабатывается укрупненно, с указанием лишь операций обработки и основных подразделений, участвующих в изготовлении изделия (укрупненный маршрут изготовления). ТС, на которых будет обрабатываться НП, определяется обычно в рабочем порядке, и указать его заранее в технологическом процессе, как правило, сложно. В связи с этим предлагается следующий подход. Прежде всего необходимо сформировать на предприятии справочник технологических операций. Далее для каждого РЦ необходимо определить выполняемые на нем операции, после чего, устанавливая соответствие по схеме «НП - ТО - РЦ», код рабочего центра обработки НП можно будет определять по наименованию операции технологического процесса.

Очевидно, что одна и та же операция может быть выполнена на разных РЦ, одинаковых с точки зрения набора выполняемых ими функций, но разных по расположению. В таком случае свою роль должен сыграть укрупненный технологический маршрут, представляющий собой список основных подразделений, участвующих в изготовлении НП. При этом подразделение, указанное первым в данном списке, считается ответственным за изготовление НП, а именно за обработку и перемещение по операциям технологического процесса вплоть до сдачи ее в составе готового продукта.

В реальном производстве всегда имеются «узкие» места, т.е. какое-то ТС, пропускная способность которого ограничена, например, ввиду его уникальности. Чтобы контролировать ситуацию с загрузкой подобных мест, предлагается в справочник ТО включить и уникальные операции, а затем закрепить введенные операции за соответствующим узкоспециализированным оборудованием.

Руководствуясь сформулированными принципами расчета загрузки РЦ, введем следующие множества.

Множество ТО, выполняемых на предприятии:

где 1° - количество операций;

0(. - множество, представляющее /-ю операцию:

о,=(оп,оа>...),

где Оп - код ТО;

Оа - наименование операции. Тогда множество, представляющее /-й РЦ, будет иметь следующий вид:

где т - множество единиц ТС /-го РЦ;

Множество работников, закрепленных за /-м РЦ; -множество операций, выполняемых на /-м РЦ,

Щл - множество атрибутов /-го РЦ:

где - код РЦ;

1?аА - наименование РЦ.

Множество НП, запланированных к изготовлению:

где № - количество НП;

Рп - множество, представляющее п-ю НП:

Рп^РА,Рр%Ор^, (8-26)

где РА - множество атрибутов и-й НП;

ррп - множество подразделений, участвующих в изготовлении НП Рп (укрупненный технологический маршрут), причем Р"СР, 0Рп - множество операций изготовления НП Рп, причем 0е» С О;

п = \,1рРп\, (8.27)

где 1рРп - количество подразделений, участвующих в изготовлении НП -

множество, представляющее /-е подразделение;

где 1°Рп - количество операций изготовления НП Рп;

О?*- множество, представляющее /-ю ТО.

В процессе планирования загрузки ТС возможно неоднозначное закрепление очередной ТО, т.е. возникновение ситуации выбора одного из нескольких возможных РЦ, принадлежащих разным производственным подразделениям. Критериями предпочтения в этой ситуации могут быть расстояние до РЦ, степень загрузки, стоимость выполнения операции и др. В настоящей работе в качестве критерия для примера принято расстояние от исходного до предполагаемого смежного РЦ.

Для формализации данного критерия определим бинарные отношения на множестве РЦ IV. Множество отношений Н, представляющее собой подмножество декартова произведения 1УХЦГ, можно задать так:

где Л/ - расстояние между РЦ, соответствующее /-му отношению; й = ? IV } - кортеж декартова произведения IV XIV, где \?х -

исходный, - предполагаемый РЦ.

Для разработки алгоритма расчета загрузки оборудования введем следующие функции:

/ф - однозначно закрепляет за РЦ Щ выполнение /-й операции обработки я-й НП:

/0 - определяет множество РЦ, на которых возможно выполнение /-Й операции: О /о" >Ил0”

I где IV0" = \ 1Г?‘

где - множество, представляющее у-й РЦ, на котором возможно выполнение операции 0(;

Т^°* - количество РЦ, на которых возможно выполнение /-Й операции;

^от - устанавливает соответствие между элементами множеств РЦ УУР™, на которых возможно выполнение операции От и РЦ Щ:

цгОщ-Ис2т-(8.34)

функция /^Л! устанавливает соответствие между элементами множеств ТО изготовления НП 0е” и ТО О:

Р /о/>л _ (8.35)

Введем переменные:

и - счетчик номенклатурных позиций;

т - счетчик технологических операций;

к - счетчик подразделений в технологическом маршруте;

г - индекс исходного РЦ;

г - индекс предполагаемого смежного РЦ;

/ - значение расстояния между взаимосвязанными РЦ;

Количество РЦ, на которых можно выполнить операцию;

V - счетчик РЦ.

Распределение операций изготовления НП по РЦ представлено следующим образом. 1. Установить значение счетчика НП в единицу: и = 1. 2.

Инициировать перебор НП: Р, И = 1,|Р |. 2.1.

Установить значение счетчика ТО изготовления НП равным единице: т - 1; установить значение индекса исходного РЦ (на котором выполнялась предыдущая операция) равным нулю: г - 0. 2.2.

Инициировать перебор ТО изготовления НП: 0Р" , т = 1,\0Р" | 2.2.1.

Установить значение индекса предполагаемого смежного РЦ (на котором предполагается выполнение очередной операции) равным нулю:

1=0; установить / = оо. 2.2.2.

Если имеется возможность выполнить операцию на РЦ ответственного подразделения-изготовителя (указано первым в укрупненном технологическом маршруте): З/*’ Е:РР" ,Э1?] ?Е1?р1: Ор" ?Е0я"1, Р, - Р*" , то перейти к шагу 2.2.14. 2.2.3.

Установить значение счетчика подразделений, указанных в укрупненном технологическом маршруте, равное двум: к - 2. 2.2.4.

Инициировать перебор подразделений, указанных в укрупненном технологическом маршруте: РР", к = |. 2.2.4.1.

Если нет возможности выполнить операцию на РЦ в к-м подразделении, т.е. не выполняется условие: З/*’ (Е Р Р" ,ЗfVJ: 0Р" Е:0*",

/ \ = РР", то перейти к шагу 2.2.4.4. 2.2.4.2.

Если расстояние между исходным и предполагаемым РЦ больше или равно значению переменной I: 3Нч? Н: Нч = ^1%ч =

=(), к‘ч г I, то перейти к шагу 2.2.4.4. 2.2.4.3.

Установить значение индекса предполагаемого РЦ равным значению индекса РЦ очередного к-го подразделения, которое указано в технологическом маршруте: г = у; запомнить расстояние между соответствующими РЦ: I = . 2.2.4.4.

Увеличить значение счетчика подразделений, указанных в укрупненном технологическом маршруте, на единицу: к = к +1. 2.2.5.

Если счетчик подразделений не превышает их количество:

к? клиент X + клиент Y )/

[(250 дней в год)*(1 смена в день)*(8 часов в смену)*(1.0 – 15/100) ] = 5305/1700 = 3.12

Округление до следующего целого числа дает четыре машины.

Для вычисления разницы между требуемой и доступной производственной мощностью требуется корректная мера производственной мощности. Осложнения возникают, когда в процессе используется несколько операций и видов ресурсов. Например, в начале 1970-ых, авиаперевозчики предположили, что авиалинии, имеющие больше пассажирских мест, привлекают больше пассажиров. Они покупали большее количество гигантских реактивных самолетов, но конкуренты, использующие самолеты меньших размеров, оказались для большинства пассажиров более привлекательными. Правильной мерой производственной мощности было число желающих улететь, а не число мест. Таким образом, несколько авиалиний были должны были найти правильную пропорцию между самолетами маленькой и большими вместимости, дополнительно покупая меньшие самолеты и прекращая использование некоторых гигантских реактивных самолетов. Расширение производственной мощности некоторых операций может увеличивать общую производственную мощность. Однако, если есть узкие места, производственная мощность может быть расширена только, если будет расширена производственная мощность операции узкого места.

Grandmother"s Chicken Restaurant испытывает бум в бизнесе . Владелец предполагает в этом году обслужить 80,000 посетителей. Хотя кухня работает на 100 процентов производственной мощности, обеденный зал может пропускать до 105,000 обедающий в год. Прогнозы спроса на следующие пять лет такие:

Год 1: 90,000 посетителей

Год 2: 100,000 посетителей

Год 3: 110,000 посетителей

Год 4: 120,000 посетителей

Год 5: 130,000 посетителей

Какова разница между требуемой и доступной производственной мощностью для кухни и обеденного зала через 5 лет?

Кухня в настоящее время - узкое место в производственной мощности 80,000 посетителей в год. На основании прогноза спроса, разница между требуемой и доступной производственной мощностью для кухни составит:

Год 1: 90,000 = 10,000

Год 2: 100,000 = 20,000

Год 3: 110,000 = 30,000

Год 4: 120,000 = 40,000

Год 5: 130,000 = 50,000

До года 3 производственная мощность обеденного зала (105,000) больше, чем спрос. Начиная с года 3 и далее, имеется разница между требуемой и доступной производственной мощностью для обеденного зала:

Год 3: 110,000 = 5000

Год 4: 120,000 = 15,000

Год 5: 130,000 = 25,000

На этом шаге необходимо сформировать альтернативные планы ликвидации разрыва в производственных мощностях. Один из возможных вариантов - ничего не делать (“вариант 0”) и просто терять заказы при спросе, который превышает текущую производственную мощность. Другие альтернативы - выбор различных времен проведения и масштаба добавления новой производственной мощности, включая экспансионистскую и wait-and- see стратегии. Дополнительные возможности включают расширение в другом месте и использовании краткосрочных решений типа сверхурочного времени, временных рабочих и заключения субподрядных договоров.

На этом заключительном шаге менеджер количественнно и качественнно оценивает каждую альтернативу.

Качественная оценка . Менеджер должен оценить, как каждая альтернатива соответствует общей стратегии производственной мощности и другим аспектам бизнеса, не охваченным финансовым анализом. Может существовать некоторая неуверенность относительно спроса, реакции конкурентов, технологических изменений и стоимостных оценок . Некоторые из этих факторов не могут быть определены количественно и должны быть оценены на основе рассуждений и опыта. Другие могут быть определены количественно, и менеджер может анализировать каждую альтернативу, используя различные предположения относительно будущего. Один набор предположений мог бы представлять самый плохой случай, где спрос - меньше, конкуренция - больше, стоимость монтажных работ выше ожидаемой. Другой набор предположений мог бы представлять наиболее оптимистическое представление будущего. Этот вариант анализа типа "а что, если" позволяет менеджеру получить идеи относительно значений каждой альтернативы перед заключительным выбором.

Количественная оценка . Количественно менеджер оценивает денежные потоки для каждой альтернативы на прогнозируемый отрезок времени, и сравнивает их с вариантом, когда не делается ничего («вариант 0»). Денежный поток – это разница между доходами и расходами организации в течение конкретного периода времени и измеряется в активах и пассивах. Менеджер заинтересован здесь только в вычислении денежных потоков, относящихся к проекту.

Одна из альтернатив для Grandmother"s Chicken Restaurant - в расширении и кухни, и обеденного зала, для обеспечения их производственной мощности до 130,000 посетителей в год. Начальный размер инвестиций в 200,000 долларов делается в конце этого года (год 0). Средняя стоимость заказа оценена в 10 долларов, и до удержания налога разница между себестоимостью и продажной ценой - 20 процентов. Уровень в 20 процентов получен определением, что из каждых 10 долларов заказа 6 долларов - переменные затраты , а 2 доллара - постоянные затраты . Остаток в 2 доллара идет на прибыль до вычета налогов.

Какой денежный поток до вычета налогов от этого проекта в течение следующих пяти лет по сравнению с «вариантом 0»?

С новой производственной мощностью 130,000 посетителей в год денежный поток равнялся бы числу дополнительно обслуженных посетителей, умноженных на прибыль в 2 доллара на посетителя. В году 0, единственный поток наличности - $200,000 для начальной инвестиции. В году 1 будет обслужено 90,000 посетителей, так что прирост денежного потока - (90,000)*(2) = 20,000 долларов. В течение последующих лет результаты такие:

Год 2: Посетителей = 100,000; денежный поток = (100,000)*2 = $40,000.

Год 3: Посетителей = 110,000; денежный поток = (110,000)*2 = $60,000

Год 4: Посетителей = 120,000; денежный поток = (120,000)*2 = $80,000

Год 5: Посетителей = 130,000; денежный поток = (130,000)*2 = $100,000

Так как владелец оценивает альтернативу, которая обеспечивает достаточную производственную мощность, чтобы полностью удовлетворить спрос через пять лет, число дополнительно обслуживаемых посетителей идентично соответствующему разрыву производственной мощности из примера 7.3. Это было бы не так, если бы новая производственная мощность была меньше, чем ожидаемый спрос в любом году. В том случае пришлось бы вычесть производственную мощность ”варианта 0” от новой производственной мощности. Результат был бы меньшим, чем разрыв в производственной мощности.

Перед завершением оценки этой альтернативы производственной мощности владелец должен исследовать качественные факторы. Например, домашняя атмосфера, которую имел ресторан, может быть потеряна с его расширением.

В процессе самостоятельного изучения темы необходимо сосредоточить внимание на временные горизонты планирования загрузки мощностей.

Для самостоятельной работы над изучением данного вопроса студенту рекомендуется воспользоваться материалами базовых учебников . Литература, которая может быть использована в дополнение этих источников отмечается в процессе изложения рекомендаций для самостоятельного изучения вопроса.

В зависимости от срока периода, на который осуществляется планирование загрузки производственной мощности различают долгосрочное, среднесрочное, краткосрочное.

Долгосрочное планирование - период планирования более одного года. К такому планированию обращаются в тех случаях, когда на приобретение производственных ресурсов или их реализацию требуется длительное время (здания, оборудование, производственные помещения).

Следует отметить, что долгосрочным планированием загрузки мощностей должны заниматься руководители высшего звена и они же должны утверждать составленный план.

Среднесрочное планирование - это месячные, квартальные планы на 6-18 месяцев. В данном случае производственную мощность можно варьировать, нанимая дополнительную рабочую силу, приобретая новые инструменты.

Краткосрочное планирование - менее одного месяца. Эта процедура предусматривает процесс составления графиков на день или на неделю и заключается в корректировке производственного процесса для ликвидации различие между запланированными и реально достигнутыми результатами этого процесса.

В процессе самостоятельного изучения более глубокому усвоению положения по планированию мощностей будет способствовать пониманию концепции планирования мощностей.

В мировой практике на современном этапе широко применяют понятие лучшего оперативного уровня (Best Operating Level). Это уровень производственной мощности, на который был спроектирован производственный процесс, а следовательно, и объем производства (выхода продукции), при котором средняя стоимость единицы продукции минимальна. Определение этого минимума представляет собой сложную задачу, поскольку в ходе ее решения необходимо учитывать соотношение между распределением постоянных накладных расходов и стоимости сверхурочных работ, степени износа оборудования, уровнем брака и других расходов.

Важным показателем является также коэффициент использования производственных мощностей.

Коэффициент использования производственных мощностей (Capacity Utilization Rate) учитывает, насколько близка фирма к лучшему оперативного уровня (то есть до первоначально запланированной мощности): коэффициент использования производственной мощности равен:

Использована производственная мощность Лучший оперативный уровень

Коэффициент использования производственной мощности представляется процентным соотношением и поэтому числитель и знаменатель должны быть выражены в тех же единицах и относится к тому же периоду времени (машинное время / в день, баррелей нефти / днем, продукции в долларах / день) адаптированного по . Однако следует помнить, что эти преимущества не всегда явные и сильно зависят от отрасли промышленности.

В процессе самостоятельного изучения темы следует осознать различия в планировании производственной мощности в производственной сфере от пропускной способности сервисного предприятия, на что акцентируют внимание в учебнике . Несмотря на то, что планирование пропускной способности в сервисной сфере (сервисная мощность) во многом совпадает с планированием мощности в производственных отраслях, сервисные мощности гораздо больше зависят от времени и местоположения, они более зависимы от спроса. Следует отметить, что при этом размер предприятия диктуется прогнозируемыми размерами рынка, на который собирается выйти компания.

Во время самостоятельного изучения темы студентам следует осознать различия планирования производственной мощности в производственной сфере от пропускной способности фирме.

Отличие планирования производственной мощности в производственной сфере от пропускной способности сервисного предприятия (52]

Отличие планирования производственной мощности в производственной сфере от пропускной способности сервисного предприятия

В отличие от товаров, услуги нельзя хранить для использования в будущем. Необходимые мощности должны быть в наличии как раз в тот момент времени, когда в них возникает необходимость.

2.Мисце расположения.

Сервисные мощности должны быть расположены в непосредственной близости от клиентов. В производственной сфере товары могут производиться в одном месте, а затем доставляться в другое, где они и сбываются потребителям. Для сферы обслуживания характерно обратное. Сначала мощности, необходимые для оказания услуг, должны быть распределены среди клиентов (физически или с применением каких-либо средств массовой информации, например, по телефону); только потом проводится обслуживание.

3. Использование сервисной мощности и качество обслуживания.

При планировании пропускной способности сервисного предприятия необходимо учитывать постоянный неразрывную связь между степенью использования сервисной мощности (Service Utilization) и качеством обслуживания.

4.Коливання спроса.

Колебания спроса на услуги, а следовательно, и на потребности в сервисных мощностях в системе предоставления услуг гораздо сильнее, чем в производственной системе. Объясняется это тремя причинами:

1.Послугы не подлежат сохранению. Это означает, что в сфере обслуживания, в отличие от производственной сферы, нельзя создать товарно-материальные запасы, чтобы их использовать впоследствии для сглаживания колебаний спроса.

2. Клиенты взаимодействуют непосредственно с обслуживающей системой, и каждый из них чаще всего масс отличные от других потребности, разный уровень опыта взаимодействия с процессом обслуживания и может требовать разного количества контактов. Все это приводит к большим колебаниям времени обслуживания каждого потребителя услуг и таким образом вызывает большие колебания потребностей в сервисных мощностях

3. Пропускная способность сервисного предприятия напрямую зависит от клиента.

Это означает, что самые факторы способны повлиять на клиента, начиная от погодных условий и заканчивая более значительными событиями, могут непосредственно изменить спрос на различные услуги.

В процессе самостоятельного изучения вопроса важно понять взаимосвязь между степенью использования сервисной мощности (г) качеством обслуживания .

Рис. 6.1.

Как видно из рис. 6.1. точка лучшей оперативности находится на отметке 70% от максимальной пропускной способности сервисного . Именно такая мощность "достаточное для того, чтобы каналы обслуживания были постоянно загруженными и имели достаточное количество времени для индивидуального обслуживания клиентов и резерв мощности" }