Однокарточная система канбан
Рубрика: ПроизводствоНаиболее распространенным вариантом использования канбан в Рациональном производстве, или методом, который чаще всего имеется в виду под понятием «канбан», является двухбункерная однокарточная система канбан пополнения материальных запасов. В ней два одинаковых контейнера наполняются одинаковым количеством деталей. Оба контейнера располагаются в одном и том же месте — там, где данный материал используется. Материал применяется в порядке его поступления, и когда первый контейнер опустошается, он служит карточкой, или сигналом, к пополнению материала. Одиночной карточкой называется карточка, прикрепляемая к каждому контейнеру и информирующая складского рабочего о месте пополнения и количестве необходимого материала.
Второй контейнер остается на рабочем месте, позволяя продолжать производство продукции. Его карточка идентична карточке на первом контейнере. Контейнеры пополняются в заранее установленных местах, или точках пополнения. Отдельные детали могут использоваться в разных местах и иметь несколько точек пополнения. Для приобретаемых материалов последней точкой пополнения в конечном итоге окажется местонахождение поставщика.
Рисунок 5.1. Цикл пополнения канбан
Во время этого цикла пополнения первого контейнера второй контейнер остается в месте использования материала, предоставляя детали для продолжения производства. С течением времени материал из второго контейнера будет использован. Если размеры контейнеров правильно рассчитаны для необходимого количества запасов, то последняя деталь из второго контейнера будет использована точно в тот момент, когда первый контейнер вернется после пополнения, или до окончания одного дополнительного времени такта (рис. 5.1).
Ключевым элементом любой системы канбан является создание сигнала. По мере использования отдельных деталей и истощения контейнерных запасов должен создаваться сигнал. В случае системы «двух корзин» сигналом служит первый пустой контейнер. Этот сигнал требует пополнения запасов данной конкретной детали. Если его не заметят или проигнорируют, то в точке потребления возникает ситуация дефицита
Когда запас деталей в точке их потребления будет исчерпан и появится сигнал, должно быть известно определенное место, в котором может быть пополнен запас этой детали. Деталь впервые используется на том рабочем месте, где она устанавливается в определенный сборочный узел. Это место называется точкой потребления, или точкой использования. Для каждой точки потребления должно быть заранее установленное место, где хранятся и откуда извлекаются детали для пополнения запаса. Это место называется точкой пополнения запасов, или точкой пополнения.
В то время как конкретные операции или рабочие места могут быть определены как отдельные точки использования, присвоение индивидуальных обозначений каждой операции или каждому рабочему месту с их точками пополнения может привести к экспоненциальному разрастанию количества связей вытягивания. Общепринятое название точки потребления в процессе сборки — линия. Используя этот общий термин, большинство применяющих систему канбан считают его достаточным в большинстве применений. Такая общепринятая терминология намеренно ограничивает количество последовательностей вытягивания для упрощения их обслуживания и обслуживания цепочек вытягивания.
Между точками потребления и точками пополнения должны быть определены связи. Взаимосвязь точек потребления и пополнения называется путем вытягивания, кодом вытягивания, последовательностью вытягивания или ссылкой вытягивания. Для каждого номера детали, избранного для включения в систему канбан, должны быть определены отдельные точки потребления и пополнения. И точкам использования, и точкам пополнения запасов необходимо присвоить имена.
Общепринятое условное обозначение точки использования, где деталь в конечном итоге потребляется каким-либо сборочным узлом, — линия. Это объясняется тем, что деталь устанавливается в сборочный узел, изготовленный на Рациональной линии или для ее нужд. Общепринятой практикой также является давать условное обозначение «линия» любому другому месту, где деталь устанавливается без осуществления какой-либо дополнительной ее обработки (например, фидерному процессу или центру запасных частей).
Физическая точка пополнения материальных запасов, используемых на производственной линии, должна быть расположена на небольшом расстоянии от нее. Последовательность вытягивания устанавливается для определения мест потребления и пополнения. Эта информация указывается для облегчения задачи складскому рабочему, ответственному за фактическое пополнение запасов. Впоследствии пустые канбан пополняются в местонахождении точек пополнения. В свою очередь, запасы канбан этих точек пополняются или со складов, или непосредственно у поставщика. Если поставщики зарекомендовали себя как надежные и стабильные, материалы могут доставляться непосредственно в точки пополнения, минуя склад. Поставщики как участники цепочки поставок могут получать электронные уведомления (через Интернет) о сигналах канбан на основании использования запасов в цеху в режиме реального времени.
Точка пополнения материальных запасов, используемых на линии, обычно называется RIP. RIP представляет собой акроним от английского термина Raw and In—Process Materials — сырье и полуфабрикаты. RIP является первичным местом пополнения, которое служит для хранения материалов, используемых для пополнения запасов деталей на линии. Другой широко используемый термин — «супермаркет». Это более образное понятие для описания цикла пополнения материальных запасов, используемых на линии. «Супермаркет» — метафора, основанная на сходстве с простотой пополнения в ближайшем супермаркете запасов товаров, повседневно используемых в домашнем хозяйстве. Как и обычному супермаркету, RIP (или «супермаркету» системы канбан) требуются разнообразные запасы в непосредственной близости от точки использования в достаточном количестве, чтобы удовлетворить непредвиденный спрос.
Вместо того чтобы держать большие объемы материальных запасов в домашней кладовой (то есть на линии), рачительный хозяин счастлив предоставить местному супермаркету (RIP) поддерживать достаточные запасы всего необходимого для приготовления его блюд (продуктов). Когда необходим какой-либо ингредиент, достаточно сходить в ближайший супермаркет, чтобы купить только то, что нужно, как можно ближе к точке потребления. Запас ингредиентов (материалов) удерживается на минимуме, зато находится в достаточной близости, чтобы удовлетворять срочные производственные нужды.
В случае местного супермаркета, чем чаще происходит пополнение запасов, тем выше оборот материалов. То же относится и к производству. Запасы, которые находятся на линии, должны потребляться быстро при очень коротком времени пополнения или высокой скорости оборота, в то время как количество запасов RIP должно быть таким, чтобы пополнение происходило менее часто. Для обозначения местонахождения запасов пополнения приемлемы оба термина, однако термин RIP наиболее часто используется для обозначения этих запасов.
Не существует твердого правила, устанавливающего количество «супермаркетов», или RIP, но на одном заводе нередко их бывает несколько. Требуемое количество «супермаркетов» зависит от общего количества деталей, желаемой скорости пополнения запасов и размеров конкретных производственных мощностей. Как и в случае с обозначениями линии, создание слишком большого числа «супермаркетов» может привести к увеличению количества ссылок вытягивания. Использование нескольких обозначений для «супермаркетов» должно быть тщательно обдуманным, поскольку чрезмерное их количество может привести к уменьшению прибыли на инвестируемое время, необходимое для их обслуживания.
Используя ту же двухбункерную конфигурацию, что и линия, RIP содержит запасы однотипных деталей, используемых на рабочих местах линии. Определяемый как точка пополнения для последовательности вытягивания линии RIP одновременно является точкой потребления запасов, необходимых для удовлетворения потребностей линии в материалах. Таким образом, запасы RIP являются и точкой потребления, и точкой пополнения. Как и в случае с запасами линии, сигнал к пополнению материальных запасов должен генерироваться, когда опустеет первый контейнер. Пустой контейнер служит сигналом канбан к пополнению запасов. Как и для сигналов канбан линии, для RIP должна быть определена точка пополнения.
Пополнение RIP может происходить в одной из двух точек пополнения. Первая — это склад, где хранятся приобретаемые у поставщиков материалы. Поставщик доставляет материалы на склад в требуемые сроки в количествах, определенных системой планирования. Установленный срок доставки базируется на прогнозе потребностей для удовлетворения будущего спроса, который разрабатывает система планирования (рис. 5.2).
Рисунок 5.2. Точки пополнения сырья и полуфабрикатов
Другое место пополнения запасов RIP— непосредственно поставщик. В эту точку вместо отсылки пустого физического контейнера сигнал, скорее, будет передаваться в электронной форме (например, факс, штрих-код, Интернет или даже телефонный звонок покупателя).
Сегодня, благодаря развитию современных информационных технологий и интернет-коммерции, появляются новые возможности. Установление связи между предприятиями через сеть Интернет, позволяющее им покупать и продавать друг другу товары и услуги, — блестящая идея. Коммуникация в режиме реального времени, устранение посредников, мгновенная обработка заказов, сжатие запасов канбан и другие положительные эффекты предоставляют компании возможность преобразовать устаревшие процедуры и снизить издержки. Система последовательностей вытягивания является ключевым элементом связи с цехом и обеспечивает необходимую платформу для сообщения между цехом и поставщиком посредством электронных канбан.
Поскольку через высокоскоростное Интернет-соединение данные могут передаваться со скоростью света, необходимость в системе обеспечения корректности информации возрастает еще больше. Двухбункерная система канбан предоставляет платформу для точных и информативных Интернет-трансакций между производителями и поставщиками. При наличии сбалансированных и связанных между собой технологических процессов, позволяющих обрабатывать продукты по одной единице за один раз за их действительное время производственного цикла, канбан-системы будут генерировать сигналы о необходимости пополнения материальных запасов только исходя из реального потребления, а не на основе прогнозов. Интернет-трансакции теперь могут состоять из цепочек вытягивания, которые при помощи электронной связи простираются за пределы четырех стен производственного помещения, соединяя клиента с производством и производство с поставщиком.
Что может стать основой для электронных трансакций при отсутствии такой платформы? Будет ли это протокол MRPo выполненных действиях, отправленный со скоростью света лишь для того, чтобы быть повторно переданным при следующей итерации MRP? Сколько циклов изменения дат и количеств, передаваемых со скоростью света, вытерпит поставщик, прежде чем заявит об окончании своего участия в вашем электронном эксперименте?
В идеале предпочтительная точка пополнения запасов RIP — непосредственно поставщик. Однако для большинства производителей наиболее популярной точкой пополнения остается склад. Главная причина этого — недостаточная уверенность в надежности поставщика, в его способности своевременно поставлять продукты стабильно хорошего качества. Риск остановки производственной линии из-за недостатка приобретаемых материалов слишком велик, чтобы позволить себе полагаться на поставщика! Подобные опасения — основная причина накопления запасов «на всякий случай».
На самом деле несправедливо сомневаться в надежности и стабильности всех поставщиков. Поборов эти страхи, можно в значительной мере сократить количество приобретаемых материалов, хранящихся на складе, или вообще избавиться от них. Разработка критериев надежности и стабильности для поставщика, благодаря которым материалы смогут поставляться непосредственно в RIP, минуя склад, — это наилучшее оправдание программы аттестации поставщиков.
Время пополнения
После определения точек потребления и пополнения следует выявить время, необходимое для физического пополнения. Время пополнения — это время, которое требуется для извлечения сигнального контейнера, его транспортировки в точку пополнения, заполнения контейнера материалами и возвращения на предназначенное для него место, в точку потребления. От времени этого цикла пополнения зависит количество запасов, которые должны оставаться во втором контейнере для продолжения производства на линии во время наполнения первого контейнера.
Поскольку время пополнения используется для определения количества материальных запасов в контейнерах, оно является решающим элементом при определении необходимых капитальных вложений в материально-производственные запасы и коэффициента оборачиваемости запасов в цеху.
дневная потребность — средняя величина дневной потребности в данном компоненте. Дневную потребность можно определить, выявив потребность во всех базовых изделиях, в которых используется данный компонент, и умножив ее на необходимое количество, установленное в перечне материалов (ВОМ): [потребность х (количество в ВОМ)]. Этот расчет является продуктом процесса взрыва из системы MRP, используемого для определения потребности в деталях. Канбан не рассматривает временное распределение, применяемое системой MRP, время пополнения — время, необходимое для извлечения сигнального контейнера, его транспортировки в точку пополнения, заполнения контейнера материалами и его возвращения на предназначенное для него место, в точку потребления. Время пополнения обычно выражается в днях или процентах дней (например, 50 % — полдня на пополнение материала, то есть пополнение требуется два раза в день). Если дневная потребность равняется 100, а время пополнения составляет 0,5, то количество материала в контейнере будет равно 50 штукам; емкость упаковки — некоторые материалы могут поставляться в упаковках (например, металлические крепежные изделия, маленькие детали, разборные элементы и хрупкие предметы). С этими компонентами обычно неудобно обращаться по отдельности, поскольку они поставляются уже расфасованными по упаковкам в определенном количестве. Формула канбан используется для вычисления количества упаковок, необходимых для продолжения производства во время пополнения. Если емкость упаковки не указана, по умолчанию она принимается за 1. Емкость упаковок обычно можно узнать в RIP и точках пополнения запасов.
При первом внедрении системы канбан может возникнуть соблазн сжать время пополнения до минимума, чтобы повысить оборачиваемость материалов и сократить вложения в материально-производственные запасы. Однако эта стратегия имеет свои издержки. Повышение скорости оборота материалов означает увеличение расходов на транспортировку и погрузочно-разгрузочные работы, количества складских рабочих, большее число перемещений и более интенсивное движение в производственных помещениях. Поэтому необходимо принять компромиссное решение, уравновешивающее вложения в материальные запасы и расходы на транспортировку материалов и погрузочно-разгрузочные работы. В результате будет достигнут оптимальный баланс между вложениями при нужном числе повторений процесса пополнения.
Общепринятый способ оптимизации вложений в материально-производственные запасы — пересмотр величины дневной потребности, используемой для расчета канбан. Вспомним, что величина дневной потребности должна быть установлена для вычисления времени такта и определения количества производственных ресурсов, необходимых для удовлетворения этой потребности. Поскольку Рациональные линии проектируются на удовлетворение будущего спроса, их мощность устанавливается в расчете на объем выпуска, превышающий текущий спрос.
Предполагаемый при проектировании рост потребности может быть весьма значительным, составляя до 50% объема текущего спроса. При эксплуатации Рациональной линии колебания дневного объема продаж могут сглаживаться путем субоптимизации выработки за счет сокращения кадрового обеспечения линии. В уже внедренном канбан отсутствует механизм, позволяющий сглаживать дневные колебания спроса. Сигналы создаются, когда контейнеры становятся пустыми. Если количество материала в контейнере канбан рассчитано на основании величины дневной потребности, которая основывается на прогнозе значительных объемов продаж, сигнал к пополнению может появляться через слишком длительные промежутки времени. Количество материально-производственных запасов будет слишком большим, а их оборачиваемость меньше ожидаемой.
Система канбан может быть введена в эксплуатацию за несколько лет до достижения намеченных объемов продаж, в расчете на которые проектировались производственные мощности фабрики. Для приведения линейного роста в соответствие с требуемым объемом величина дневной потребности, используемая для вычисления канбан, может и должна модифицироваться, чтобы отражать объемы продаж на момент внедрения системы. Поэтому если Рациональная линия спроектирована на будущий объем 150 единиц, а объемы продаж в настоящее время составляют 100 единиц, то контейнеры канбан должны вмещать 100 единиц. Если они будут вмещать 150 единиц, то цикл пополнения увеличится на 50 % и материалы будут оставаться в запасе на 50 % дольше.
Комбинации связанных между собой последовательностей вытягивания называются цепочками вытягивания. Цепочка вытягивания должна быть установлена для каждого компонента, используемого в системе канбан. Она описывает всю последовательность связей между точками потребления и пополнения для каждого компонента, используемого в системе канбан. Для каждой последовательности вытягивания в цепочке вытягивания также должно быть определено время пополнения.
Цепочка вытягивания также играет важную роль в определении количества материально-производственных запасов, которые будут находиться в системе канбан. Поскольку количество запасов определяется на основе установленного времени пополнения, вложения в материально-производственные запасы могут регулироваться путем управления временем пополнения между последовательностями вытягивания.