Чейз, Ричард, Б., Эквилайн, Николас, Дж., Якобе, Роберт, Ф. Производственный и операционный менеджмент
Подождите немного. Документ загружается.
121
Рис. 4.8. Как построить автомобиль. Производственный процесс современного
автомобилестроительного завода включает многочисленные этапы проверки качества и
сложную антикоррозийную обработку корпуса
Источник. General Motor's Opal plant at Eisenach, Germany, The Economist, October 17, 1992 ©
1992 The Economist Newspaper Group. Inc. Перепечатано с разрешения.
122
Рис. 4.9. Совпадение основных этапов жизненного цикла продукции и технологического
процесса
Источник. Адаптировано по изданию Robert Hayes and Steven Wheelwright, Restoring Our
Competitive Edge: Competing through Manufacturing (New York: John Wiley & Sons, 1984). p. 209.
После того как компания выбрала тип производственного потока, она должна подобрать
оборудование для его оснащения. В табл. 4.1 перечислены некоторые основные факторы, которые
следует учитывать в ходе принятия такого решения.
Компания может одновременно иметь на своих заводах и универсальное, и
специализированное оборудование. Например, в механическом цеху установлены токарные и
сверлильные станки (оборудование общего назначения) и многопозиционный станок-автомат
(оборудование специального назначения). Компания, занимающаяся выпуском электронных
приборов, может закупить как однофункциональный тестовый модуль, выполняющий проверку
только одной функции (специализированное оборудование), так и многофункциональный
испытательный стенд, на котором одновременно проводится много тестов (универсальное
оборудование). Однако по мере дальнейшего развития компьютерных технологий разница между
универсальным и специализированным оборудованием постепенно стирается, поскольку
универсальное оборудование становится не менее эффективным, чем оборудование специального
назначения.
Альтернативный выбор процессов и оборудования
Выбор процессов и оборудования изо всех возможных вариантов осуществляется
общепринятым методом, получившим название анализ безубыточности производства (Break-
Even Analysis). На графике безубыточности визуально отображается зависимость соотношения
прибыли и убытков предприятия от объема произведенной или проданной им продукции. Выбор
технологии и оборудования напрямую зависит от прогнозируемого спроса на выпускаемую
продукцию. Метод анализа безубыточности производства наиболее эффективен, если выбор того
или иного процесса или оборудования связан со значительными начальными капиталовложениями
и постоянными издержками, а переменные издержки изменяются в основном пропорционально
изменению объема выпускаемой продукции. Поясним это на примере. Предположим, некий
123
производитель имеет выбор: приобрести нужную готовую деталь по цене 200 долларов за штуку
(включая материалы); произвести ее самостоятельно на полуавтоматическом токарном станке с
числовым управлением (при этом каждая деталь с расходами на материалы обойдется ему в 75
долларов); изготовить продукцию на обрабатывающем центре по цене 15 долларов за единицу
(также включая материалы). Если деталь закупать, постоянные издержки будут ничтожно малы;
при собственном изготовлении — станок с ЧПУ обойдется производителю в 80 тысяч долларов, а
обрабатывающий центр — в 200 тысяч долларов.
Таким образом, суммарная стоимость каждого из возможных вариантов будет следующей.
Затраты на закупку:
200 долл. х Спрос.
Издержки производства с использованием станка с ЧПУ:
80 000 долл. + 75 долл. х Спрос.
Издержки производства с использованием обрабатывающего центра:
200 000 долл. + 15 долл. х Спрос.
То, как производитель подходит к решению этого вопроса — стремится минимизировать
издержки производства или максимально увеличить свою прибыль, — значения не имеет,
поскольку взаимосвязь между ними является линейной. На рис. 4.10 изображен график с
отмеченными на нем точками безубыточности (точками критического объема производства), т.е.
уровня производства, при котором величина издержек равна прибыли для каждого из упомянутых
выше трех вариантов производственного процесса.
Если предполагается, что спрос на продукцию будет превышать 2000 единиц (точка А), то
наиболее оптимален выпуск деталей с применением обрабатывающего центра, поскольку в этом
случае общие издержки производства будут самыми низкими. Если же спрос ожидается между 640
(точка В) и 2000 единиц, выгоднее будет приобрести станок с ЧПУ. Если спрос обещает быть не
выше 640 единиц (между 0 и точкой В), экономически целесообразнее закупить нужную деталь у
другого производителя.
Точка безубыточности А рассчитывается следующим образом:
80 000 долл. + 75 долл. х Спрос = 200 000 долл. + 15 долл. х Спрос. Спрос в точке А = 120
000/60 = 2000 единиц.
Точка безубыточности В:
200 долл. х Спрос = 80 000 долл. + 75 долл. х Спрос. Спрос в точке В = 80 000/125 = 640
единиц.
Теперь вычислим, каким будет доход производителя, если деталь можно закупить только по
цене 300 долларов за единицу. На рис. 4.10 прибыль (или убытки) — это расстояние между
прямой дохода и издержками соответствующего процесса. Так, например, при изготовлении 1000
единиц продукции максимальная прибыль будет представлять собой разницу между доходом в
300 тысяч долларов (точка С) стоимостью изготовления на станке с ЧПУ (160 тысяч долларов —
точка D). При таком объеме производства изготовление на станке с ЧПУ наиболее выгодно изо
всех доступных вариантов технологического процесса. Оптимальный выбор, обеспечивающий
минимальные издержки и максимальную прибыль, представлен на рис. 4.10 самыми нижними
отрезками прямых: отрезком 0—В, отрезком В-А и нижней линией справа от точки А.
Таблица 4.1. Основные вопросы, решаемые в процессе выбора оборудования
Показатель Оцениваемые факторы
Первоначальные капиталовложения Цена
Производитель
Доступность используемых моделей
Требования к пространству при размещении
Потребность в подающих механизмах и вспомогательном оборудовании
Производительность Соотношение используемой и номинальной мощности
Требования к эксплуатации Простота использования Безопасность Эргономические показатели
Качество выпускаемой продукции Стабильность выполнения технических требований Количество
производственных отходов
124
Требования к рабочей силе Соотношение прямых и косвенных затрат труда Подготовка и навыки
Гибкость Соотношение универсального и специализированного оборудования
Специальный инструментарий
Требования к наладке Сложность
Скорость переналадки
Техническое обслуживание Сложность Частота
Доступность запасных частей
Устаревание Возможность модификации для использования в других целях
Учет производства Заделы и потребность в буферных запасах
Совместимость в масштабах всей системы Совместимость с существующими или запланированными системами
Контроль функционирования
Соответствие производственной стратегии фирмы
Рис. 4.10. График безубыточности для альтернативных вариантов производ ственных
процессов
Проектирование производственного потока
При проектировании производственного потока (Product Flow Design) основное внимание
сосредоточивается на отдельных процессах, через которые проходят материалы, комплектующие
и сборочные узлы по мере их изготовления. Наиболее широко при планировании процессов
применяются следующие инструменты: операционные маршрутные карты, схемы
технологического процесса (Flow Process Chart), сборочные схемы и чертежи. Это очень удобные
инструменты как для использования в устойчивом режиме производства, так и при диагностике
отклонений. Собственно говоря, первый обычный этап в ходе создания любой производственной
системы начинается с составления карт потоков и операций с использованием одного или
нескольких из перечисленных выше инструментов. Они представляют собой как бы
"организационную структуру" производственной системы.
Сборочный чертеж (рис. 4.11) — это не что иное, как подробное изображение всех отдельных
компонентов продукции.
В сборочной схеме (рис. 4.12) используется информация, представленная в сборочном чертеже,
и кроме того указывается, каким способом и в каком порядке отдельные компоненты продукции
должны соединяться в процессе сборки. Часто в схеме приводятся сведения о структуре общего
производственного потока
5
.
В операционных маршрутных картах (рис. 4.13), как следует из их названия, указываются
маршруты движения заготовок по операциям технологического процесса. В
Эту схему также называют схемой Гозинто. По рассказам, это название было присвоено ей в
честь знаменитого итальянского математика Зепарцата Гозинто (Zepartzat Gozinto).
них содержится информация о типе оборудования, инструментах, оснастке и операциях,
которые необходимо выполнить для производства данной детали.
125
В схемах технологического процесса (рис. 4.14) обычно используются стандартные символы
Американского общества инженеров-механиков (American Society of Mechanical Engineers), с
помощью которых наглядно отображается все, что происходит с продукцией по мере
последовательного изготовления на соответствующем производственном оборудовании. Могут
применяться и другие условные обозначения разных процессов, но в таком случае их нужно
расшифровать на самой схеме.
Разработка схемы технологического процесса позволяет сократить простои и время хранения,
что улучшает организацию потока и делает его равномерным.
Анализ процесса
После разработки технологического процесса в целом начинается планирование отдельных его
этапов. В главе 1 мы ознакомились с термином процесс, который представляется как набор
заданий, в результате выполнения которых "вход" преобразуется в полезный "выход" продукции.
При более подробном рассмотрении процесс подразделяют на: (1) набор заданий, (2) потоки
материалов и информации, объединяющих эти задания, и (3) хранение материалов и информации.
1. Задание. В результате выполнения каждого производственного задания происходит, в
большей или меньшей мере, преобразование "входа" в желаемый "выход".
2. Поток. Любой технологический процесс включает в себя поток материалов и информации.
Поток материалов представляет собой перемещение изготавливаемого изделия от задания к
заданию. Поток информации позволяет определить, какая часть преобразования выполнена в ходе
предыдущего задания и что конкретно осталось сделать в процессе выполнения текущего задания.
Рис. 4.11. Сборочный чертеж плунжера насоса
Рис. 4.12. Схема сборки плунжера насоса
3. Хранение. Если деталь не находится в процессе выполнения какого-либо задания или
перемещения к следующему заданию, значит она находится в состоянии хранения. Предметы
126
труда, пребывающие в состоянии хранения, называют также заделами, находящимися в ожидании
(в состоянии покоя).
Пример анализа процесса
Анализ процесса заключается в регулировании и балансировании мощностей различных
составных частей процесса с целью обеспечения максимального объема производства или
сведения к минимуму издержек по всем используемым ресурсам. Предположим, что некая
компания поставляет узлы нескольким крупным автомобилестроительным заводам
6
. Эти узлы
собирают в цеху 15 раочих, которые работают по восемь часов в день на конвейере,
производительность которого составляет 150 узлов в час. Оплата труда рабочих проводится по
сдельной бригадной системе: они получают по 30 центов за каждый готовый качественный узел.
Заработная плата распределяется среди рабочих поровну. В случае необходимости
управленческий персонал имеет возможность нанять еще 15 рабочих для работы во вторую смену.
Данный раздел в несколько измененном виде приводится по книге Paul W. Marshall el al..
Operations Management: Text and Cases (Homewood, IL: Richard D. Irwin, 1975), p. 12-16.
Комплектующие для окончательной сборки поступают из двух источников. Одну, самую
важную деталь производит литейный участок компании, а остальные закупаются у внешних
поставщиков. На заводе 11 установок для литья этой детали, однако на практике одна из них
обязательно находится в процессе капитального или текущего ремонта. На каждой установке
работает один рабочий-оператор. Производительность установок составляет 25 деталей в час.
Труд рабочих оплачивается по сдельной индивидуальной системе: они получают по 20 центов за
каждую качественную деталь. При сверхурочной работе операторы получают 50%-ную надбавку,
т.е. за каждую качественную деталь им платят по 30 центов. Численность персонала литейного
участка можно изменять: в данное время на участке работает всего шесть рабочих, и еще четырех
можно в любой момент привлечь из резерва рабочей силы компании. Материал для каждой литой
детали стоит 10 центов. Подробный анализ, проведенный бухгалтерией, показал, что при
изготовлении одной детали затрачивается электроэнергии на 2 цента. Стоимость деталей,
закупаемых у поставщиков, составляет 30 центов за штуку.
Все производство расположено в помещении, аренда которого обходится компании в 100
долларов в неделю. Контролерам, рабочим, проводящим техническое обслуживание, и офисным
служащим фирма платит 1000 долларов в неделю. По данным бухгалтерии амортизация
оборудования в процессе производства составляет 50 долларов в неделю.
Рис. 4.13. Операционная маршрутная карта сборки плунжера насоса
127
Рис. 4.14. Схема технологического процесса производства корпуса плунжера насоса
Примечание. Интервалы времени указаны из расчета выпуска 500 единиц продукции.
Источник. Arizona Gear & Manufacturing Company.
Технологический процесс наглядно отображен на при-веденной ниже схеме. Задания
обозначены прямоугольниками, а хранение (товарно материальные запасы) — треугольниками.
1. Вычислите мощность (количество узлов, изготавливаемых в неделю) всего процесса.
Сбалансированы ли мощности всех элементов процесса?
Мощность литейного процесса
В данное время в литейном процессе занято всего шесть рабочих. Они работают в полную
смену, и каждый обслуживает одну литейную установку. Следовательно, из 11 имеющихся в цеху
установок сейчас эксплуатируется всего 6.
Мощность литейного процесса = 6 установок х
25 деталей в час на одну установку х 8 часов в день х
5 дней в неделю = 6000 деталей в неделю.
Мощность сборочного процесса
Мощность сборочного процесса =150 узлов в час ч 8 часов в день ч 5 дней в неделю = 6000
128
узлов в неделю.
Таким образом, получаем, что мощность этих двух процессов составляет 6000 единиц
продукции в неделю, следовательно, она сбалансирована.
2. Как изменится мощность всего процесса, если в литейном процессе использовалось бы
не 6, а 10 установок, а процесс окончательной сборки остался без изменений?
Мощность литейного процесса с использованием 10 установок
Мощность литейного процесса = 10 установок х
25 деталей в час на один станок х 8 часов в день х
5 дней в неделю = 10 000 деталей в неделю.
Поскольку задание на окончательную сборку осталась неизменным, мощность этого процесса
также не изменилась и составляет 6000 комплектующих в неделю. Таким образом, несмотря на то,
что мощность литейного процесса увеличилась до 10 000 единиц продукции, мощность всего
процесса останется всего 6000 узлов в неделю, поскольку
общая мощность не может превышать мощности процесса с самой медленной скоростью
выполнения заданий.
3. Как изменится общая мощность, если компания введет вторую восьмичасовую
рабочую смену для сборочного процесса?
Вторая смена для сборочного процесса
Мощность сборочного процесса = 150 узлов в час х 16 часов в день х 5 дней в неделю = 12 000
узлов в неделю.
Однако даже при мощности сборочного процесса, равной 12 000 узлов, мощность всего
технологического процесса не может превышать 10 000 единиц в неделю, поскольку именно
такова мощность самого медленного задания (литейного процесса). Здесь мы хотели бы обратить
внимание на то, что, как мы видим, мощность не является постоянным фактором, а зависит от
доступности "входа" (вводимого фактора производства) и от последовательности выполнения
заданий. Однако на практике мощность зависит и от целого ряда других факторов, которые в
данной главе не обсуждаются.
4. Определите стоимость изготовления одной единицы продукции при мощности (1) 6000
единиц в неделю и (2) 10 000 единиц в неделю.
(1) Стоимость при мощности, равной 6000
Сначала вычислим общую стоимость производства 6000 узлов в неделю.
Статья расхода
Расчет, долл. Стоимость, долл.
Материал для литья 0,10 на единицу ч 6000 = 600
Покупные детали 0,30 за деталь ч 6000 = 1800
Электроэнергия 0,02 на единицу ч 6000 = 120
Затраты на оплату труда (литье) 0,20 за единицу ч 6000 = 1200
Затраты на оплату труда
(сборка)
0,30 за единицу ч 6000 = 1800
Аренда 100 в неделю 100
Контроль качества 1000 в неделю 1000
Амортизация 50 в неделю 50
Итого 6670
Стоимость единицы продукции =
(2) Стоимость при мощности, равной = 10 000 Теперь вычислим общую стоимость
производства 10 000 деталей в неделю.
129
Стоимость единицы продукции =
Общая стоимость производства в неделю Количество единиц, изготавливаемых в неделю
$10350
Статья расхода Расчет, долл. Стоимость, долл.
Материал для ли-
тья
0,10 на единицу х 10 000 = 1000
Покупные детали 0,30 за деталь х 10 000 = 3000
Электроэнергия 0,02 на единицу х 10 000 = 200
Затраты на оплату 0,20 за единицу х 10 000 = 2000
труда (литье)
Затраты на оплату 0,30 за единицу х 10 000 = 3000
труда (сборка)
Аренда 100 в неделю 100
Контроль качества 1000 в неделю 1000
Амортизация 50 в неделю 50
Итого 10 350
Как вы видите, благодаря распределению постоянных издержек среди большего количества
единиц продукции стоимость производства одной детали уменьшилась.
Такой анализ необходим при принятии многих производственных решений, обсуждаемых в
этой книге.
Проектирование и производство глобального продукта
Сегодня глобализация рынков сбыта продукции ставит перед компаниями уникальную зада- чу.
Термин "глобализация" означает способность фирмы-производителя разрабатывать и производить
продукцию для регионов, расположенных за пределами родной страны. Таким образом, когда
компания становится "глобальной", ей необходимо решить сложную задачу: добиться, чтобы ее
размеры и опыт были достаточными для обеспечения дополнительных объемов продаж на новых
рынках сбыта. Зачастую вследствие значительных расходов, неизбежных при поставках
продукции в отдаленные регионы, компании вынуждены организовывать производство в зоне
нового рынка, а не в своей стране.
Обычно фирме трудно стать глобальной самостоятельно, поэтому, чтобы способствовать
данному процессу, они часто объединяются в совместные предприятия. Совместным
предприятием (Joint Venture) называют структуру, при которой две компании создают для ведения
какого-либо бизнеса третью независимую фирму. При этом обе компании вкладывают в эту фирму
свои активы и опыт, а полученные в результате совместной деятельности доходы делят между
собой.
Глобальные совместные предприятия
Для ускорения процесса глобализации компании часто организуют весьма любопытные
структурные объединения. Как правило, в объединении принимает участие какая-либо
материнская компания, фирма-партнер по совместному предприятию, расположенная в
зарубежной стране, и один или несколько иностранных поставщиков. Материнская компания
обычно контролирует продукцию. Так, например, фирма Whirlpool с ее идеей "мировой
стиральной машины" известна в глобальном масштабе благодаря широкому ассортименту
бытовой техники. Огромный опыт в проектировании продукции и ведении маркетинговых
исследований этой компании стали важнейшим фактором успеха при выводе ее стиральных
машин на китайский рынок. Однако из-за больших объемов продаж продукцию Whirlpool
экономически невыгодно производить в США и экспортировать в Китай.
130
Объединяясь в какой-либо зарубежной стране с местными партнерами, имеющими
значительный производственный опыт, и создавая совместные предприятия, компания Whirlpool
получает возможность производить и поставлять продукцию на зарубежные рынки. Партнер несет
ответственность за то, чтобы продукция соответствовала потребностям покупателей именно этой
страны, а также за все местное производство. При выборе будущего партнера компании, подобные
Whirlpool, часто ищут в интересующем их регионе производителя сходной продукции,
работающего с самыми низкими издержками. Кроме существующих производственных
мощностей, идеальный партнер должен иметь некоторый "пробел" в своем ассортименте, который
и заполняется продукцией материнской компании. После этого материнская компания может
применить свои маркетинговые навыки, весь опыт в проектировании продукта и процесса и
повысить имеющиеся возможности партнера. Таким образом, в результате объединения обычно
выигрывают оба партнера.
Как и при работе в собственной стране, при такой структуре также очень важно найти
надежных поставщиков. Идеальным считается поставщик, который уже ведет бизнес за рубежом.
Поставщики, выпускающие продукцию, подходящую для зарубежного производства материнской
компании, называются стратегическими поставщиками (Strategic Suppliers). Поставщики
поставляют не только материалы, необходимые для выпуска конкретной продукции, но и
оборудование, используемое в производственных процессах. Стремясь к глобализации,
поставщики нередко выходят на зарубежные рынки вслед за своими материнскими компаниями.
Сегодня поставщики все чаще оказываются инициаторами изменений продукта или процесса,
особенно технологического характера. За последние 10 лет произошел существенный сдвиг в
отношении к поставщикам, сфера их деятельности значительно расширилась. Современные
поставщики нередко берут на себя обязательства поставлять совместным предприятиям большие
группы комплектующих. Выбор поставщика, как правило, основывается не на стоимости их
продукции, а на их производственных возможностях.
Стратегия проектирования глобальниго продукта
Любая более или менее сложная продукция обычно проектируется как комплект модулей. При
этом основной целью является разработка набора стандартных модулей, общих для всей
продукции, предназначенной для глобального рынка. Для каждого такого модуля создаются
стандартные базы данных для автоматизированного проектирования, допуски и прочие элементы
проектирования. По мере того, как в мире все больше распространяются различные глобальные
требования к выпускаемой продукции, например стандарты выброса в атмосферу загрязняющих
веществ, продукция становится все более стандартизированной.
Для стандартизированных модулей часто разрабатываются общие процессы изготовления,
которые легко воспроизводить. Инвестиции в такие процессы, как правило, оправданы
значительными объемами производства. При выборе поставщика важным критерием является
возможность получения глобального источника оборудования для этих процессов переработки.
Выпуск продукции в соответствии с конкретными местными потребностями осуществляется на
основе второго набора модулей. В этих модулях воплощаются особенности каждой отдельной
страны, требования к языку, преференции относительно дизайна и стиля, упаковочные нормы,