Система непрерывного производственного планирования Родова — советская Lean / MRP 1961 года. Взлет, закат и новое рождение
Введение
Задача планирования и управления производством — одна из наиболее «горящих» и «загадочных» в настоящее время проблем для отечественных предприятий. Единичные успешные примеры применений IT в виде ERP систем, с устаревшими традиционными MRP-II или совершенными, но «нервными» APS алгоритмами, говорят скорее «против», чем «за» них; бережливое производство, внедряемое у нас широким фронтом, и, в основном, на уровне 5С, визуализации, кайдзенов и т. п., также не дает предприятиям никакого реального инструмента планирования и управления производством.
Ниже — описание системы планирования и управления производством, наиболее популярной в советское время — Системы Родова, и ее возрождение с целью решения производственных задач настоящего времени.
Новочеркасская Система непрерывного производственного планирования, она же — Система Родова, была создана в 60-е годы прошлого века. И, спустя короткое время, добровольно принята подавляющим большинством наиболее требовательной и консервативной управленческой публикой – директоров и начальников производств, планировщиков, диспетчеров, начальников цехов (для сравнения возьмите повсеместное «приятие» ERP систем в настоящее время).
Произошло это в силу ее крайней простоты и эффективности в решении основных производственных задач:
- производство «точно вовремя»;
- «точно в количестве»;
- ритмично;
- с минимальными издержками;
- обеспечение максимальной прозрачности происходящего.
Популярность и распространенность системы были настолько велики, что даже сейчас «осколки» системы, за неимением лучших альтернатив, все еще используются для управления производством многими заводами. Но, замечу, не лучшие «осколки» и без особого практического эффекта.
Тем не менее, Система Родова, по крайней мере, ее основные элементы можно и нужно использовать в современных условиях. Как — рассматривается далее. С описанием непосредственно Системы Родова, ее составных частей, достоинств и ограничений, и ее возрождения с использованием IT и современных технологий управления, в т. ч. Lean, TOC.
Система Родова
1. Состав изделия. Создавался состав «обобщенного» или условного изделия, представляющий собой комбинацию всех выпускаемых заводом изделий. В примере Новочеркасского завода, где создавалась система, за «обобщенное» изделие брался электровоз, в этот же состав изделия добавлялись все возможные, на горизонт планирования его модификации, добавлялись выпускаемые по своим планам запасные части, агрегаты и изделия по кооперации на другие заводы, и ТНП. Для более сложных случаев за условные изделия брались сутко-комплекты.
Условное изделие есть не что иное, как planned item или future item современных ERP систем.
2. План выпуска условного изделия — график производства. Фиксировался на достаточно продолжительный период (во времена создания системы – на год, но, с возможностью ежеквартальных изменений), и публиковался в виде условных машин, с их порядковыми номерами с начала года или с начала производства, и привязанных к каждому изделию дат – см. рис. ниже.
3. Planning. Цикловой график условного изделия нормировался на дату начала сборки:
- Коэффициент нормирования для каждого цеха был свой (в зависимости о времени опережения) и являлся «Заделом» в деталях.
- Вычтя задел из всей НзП по заводу, цех получал для каждой детали номер условного изделия, закрытый (скомплектованный).
- Цель цеха — работа с заданным ритмом, т.е. выпуск детали под условное изделие с номером, собираемым сегодня.
Таким образом, в предположении равномерного и постоянного по году выпуска определенных условных изделий, каждый цех получал в качестве плана выпуска план выпуска готовой продукции, выраженный в условных изделиях. На заводах, до сих пор пытающихся практиковать Систему Родова, он называется по разному: «серийный счет», «серия», «машинокомплекты» и пр.
На «заделе» остановимся немного подробнее, т.к. нет, наверное, в российской производственной теории и практике более неадекватно воспринимаемого понятия – обратная сторона популярности системы Родова. «Задел», в задумке Родова, это уровень НзП, или, что точнее, выраженное в количественном выражении время опережения, с которым каждый цех должен запускать детали для своевременной комплектации сборки. Но этот «сакральный» смысл сейчас утерян. «Задел» для производственников — это какой-то, чаще всего взятый с потолка, или, что хуже, рассчитанный по методике Родова в предположении непрерывного и стабильного плана выпуска, уровень запасов в цехах-потребителях, необходимый последним для непрерывной работы. Да, именно так, для непрерывного и ритмичного производства! Не выполнения плана / заказа в срок, а именно для того, чтобы цеху-потребителю было что делать, т.е. не простаивать. «Проталкивание» в худшем своем проявлении! Но «задел», как имел в виду его Родов, есть ни что иное, как количество карточек канбан в обращении т. е. вытягивание! Подробнее – ниже.
4. Запуск. Для каждого из цехов (и далее — участков) для его номенклатуры деталей строилась «Картотека пропорциональности».
«Картотека пропорциональности» представляла из себя шкаф, состоящий из трех полок (каждая полка – месяц) с ячейками, по номерам дней в месяце. Над каждым «месяцем» — календарные дни месяца с привязанным к ним планом в условных изделиях. В каждой ячейке — карточки деталей, выпускаемые цехом.
Каждая карточка детали размещается в ячейке, соответствующей максимальному номеру машины, укомплектованному данной деталью. При производстве новой партии деталей в карточке делается отметка, и она перекладывается вправо, в ячейку с номером машины, по которую новая партия данной детали обеспечивает комплектацию.
«Картотека пропорциональности» в системе Родова – основной, крайне простой и наглядный объект межцеховой синхронизации, цехового управления и визуализации. Идеологически соответствующий доске управления канбан (заметим, что система Тойота тогда еще только рождалась):
- ежедневно маркер «сегодня» смещается вправо;
- карточка (канбан), близкая к «сегодня» — пора запускать (канбан передается в производство), карточка левее «сегодня» — запуск прострочен.
Идеология картотеки пропорциональности аналогична идеологии визуальных досок управления канбан:
- карточка детали — есть канбан в обращении, с той разницей, что они не передавались в производство, передавалась только информация о том, что необходимо начинать производить;
- количество канбан в обращении – есть «задел» в системе Родова. Или — уровень НзП (не нормативный и ненормируемый!) но зависящий только от внешнего спроса (в то время спрос был равен годовому плану) и от времени опережения производства конкретной детали.
5. Организация производства. Информация о карточках (о деталях), близких к «сегодня» передавалась мастерам соответствующих участков. Запуск деталей непосредственно на участках, распределение заданий по рабочим, производилось аналогично предыдущему пункту.
- Для каждого участка устанавливались шкафчики, каждый на десять рабочих мест (10 исполнителей). Каждому рабочему месту (каждому рабочему) в шкафчике соответствовала полка с количеством ячеек, равным количеству рабочих дней в месяце. Над каждой ячейкой прикреплялся план производства, выраженный в условных изделиях и привязанный к датам (к ячейкам). В каждой ячейке помещались карточки детале-операций, прикрепленных к конкретному рабочему месту. Принцип перемещения карточек детале-операций аналогичен принципу размещения карточек деталей в картотеке пропорциональности цеха.
- Каждый рабочий каждый вечер подходил к своей полке, (самостоятельно!) составлял себе задание на следующий день из карточек близких к «сегодня» и передавал его мастеру. Задачей мастера являлась комплектация рабочего места всем необходимым для производства задания: материалов, инструмента, оснастки, чертежей.
Все та же визуальная доска канбан на уровне участка, плюс — «вытягивание» непосредственно рабочими.
Необходимо обратить внимание, что такая схема возможна к применению после балансировки мощностей и жесткого закрепления деталей-операций (маршрутов) за рабочими местами. Еще одна параллель с TPS…
6. Учет. Система учета состояла в сборе информации о завершении детале-операций, перемещениях деталей из цеха в цех и (ручном) вводе данной информации в карточки учета детале-операций и деталей. При этом основная информация, которая велась в карточках — это не информация о запасах, но информация порядкового номера следующего закрытого условного изделия.
Вообще, процедуры учета были «обычными», с точки зрения реализации в современных учетных IT системах. Но разработаны эти «обычные» процедуры были в 1961 году!
7. Общий мониторинг работы цехов основного производства осуществлялся с помощью одной простой и логичной визуальной формы, «Графика пропорциональности». Его основная цель — показать, насколько синхронно работают цеха основного производства и «вспомогательных» подразделений в отношении ритма сборочных цехов. Каждый цех должен стремиться к производству «Точно-Вовремя», т.е. серая полоса каждого цеха, или закрытые им условные изделия должны упираться в «сегодня». При этом крайним незакрытым изделием является изделие, которое неукомплектовано цехом хотя бы на одну деталь. Отставание каждого подразделения от «сегодня» оценивается в сутко-позициях отставания – рис. ниже.
Взято из «План-Поток-Ритм», А.Родов, Д.Крутянский. Ростовское Книжное Издательство, 1964.
Аналогичные графики строились и для каждого участка.
8. Последний немаловажный элемент Системы — изменение оплаты труда и мотивация на синхронное с графиком сборки производство. Изменения простые, но принципиальные: общий ФОТ цеха уменьшается пропорционально дням отставания от графика. Например: 1 день отставания – 1% уменьшения. Далее — уменьшается ФОТ участков, отставших от графика, далее – ФОТ конкретного исполнителя. Огромным плюсом данного изменения являлась ее простота и визуализация — как ИТР так и ОПР цеха в любой день могли видеть, насколько они могут потерять в зарплате.
Закат Системы Родова
Система Родова, или Новочеркасская Система Непрерывного Оперативного Планирования очень быстро получила широкое распространение по всему Советскому Союзу — по некоторым данным, ее использовали не менее 1500 предприятий (для сравнения, возьмите наши заводы, использующие сейчас для планирования и управления производством MRP-II или TPS принципы управления производством!).
И в этом нет ничего удивительного, т. к. Система Родова была сделана с учетом особенностей управления наших заводов и особенностей внешнего спроса. При этом, в то время, когда TPS только начинала развиваться, а ERP системы представить себе было трудно, Родов самостоятельно дошел до лучших Lean принципов планирования и построил (без ЭВМ!) «правильную» идеологию учета современных ERP. Да, целенаправленно борьбу с бесполезным Родов не вел, но где еще есть такие «залежи» бесполезного, как в неритмичном попериодном планировании и производстве? «Залежи»¸ не потерявшие актуальность и сейчас.
Но Система Родова, как целостная и используемая для управления производством, до наших дней не дожила. Система была «заточена» и крайне эффективно работала в тех условиях: для устоявшихся производств, с отлаженными и не очень быстрыми процессами разработки и вывода на рынок новых изделий; при внешнем, весьма стабильном и определенном спросе.
В условиях постперестроечного кризиса промышлености и потери мозгов управленцев и ИТР, Система Родова начала работать в прямо противоположном направлении: против производства. И, хотя в систему было заложено немало резервов, «нового Родова», для адаптации системы под новые условия в то время не нашлось.
А условия действительно изменились принципиально:
- Появился рыночный спрос, а с ним — невозможность прогнозирования фиксированного и сколько-нибудь стабильно плана выпуска.
- Появился Заказчик, с его специфическими требованиями, и с ним – рост номенклатуры готовых изделий и их модификаций, необходимость ухода на малые серии или штучное производство и производство модифицированных базовых изделий под заказ.
- Появились конкуренты, в т. ч. западные и восточные, с ними – необходимость быстрой смены поколений продукции, быстрой разработки и вывода на рынок новых изделий.
- Как следствие этих неопределенностей — «вал» модификаций и конструкторских изменений.
- Как следствие — невозможность определения на необходимый горизонт планирования фиксированного условного изделия, формирования и привязки к конкретным датам плана выпуска условных изделий.
В изменившихся условиях работа по системе Родова вела к тому, что 90% от закупаемых / производимых заделов оседала на складах МТС и в цехах, внося свой вклад (для многих – смертельный вклад) в статьи «активов» бухгалтерских балансов, с одновременным срывом сроков выполнения заказов.
«Заделы» Родовской Системы настолько глубоко въелись в головах наших производственников, что даже сейчас многие заводы пытаются нормировать, создавать, отслеживать в производстве «заделы», работать «под задел», «закрывать серию», штамповать обезличенные машинокомплекты на склад ПДО и сборочного цеха. А отечественная наука управления производством все также продолжает штамповать учебники (и, судя по всем, знания) с собирательным названием «Управление (современным) производством», где заделам и способам их расчета отводится огромная роль.
Еще раз: «заделы» Системы Родова – это не есть задел, не есть норматив НзП, неснижаемый остаток. Это – выраженное в количественном выражении время опережения конкретной детали, рассчитываемое для опережающего ее запуска с целью поставки «точно вовремя» на сборку!
Именно в это время, потеряв то, что имели, и не создав ничего нового, Системы Планирования Производства умерли и до сих пор так и не появились на подавляющем большинстве наших заводов, особенно — традиционных, постсоветских.
Вместо этого: кто-то пытается зажать себя в прокрустово ложе MRP-II с помощью ERP систем, кто-то с завистью смотрит на канбан и just-in-time метод управления, понимая, что этого не потянуть, кто-то, и не всегда безуспешно, пытается управлять с использованием собственных систем, кто-то — таких большинство пока, отдал все управление на откуп отделу продаж и рабочим – для последних — посредством сдельной оплаты труда.
Система Родова. Второе рождение
Но ситуация меняется. Сейчас успешные предприятия, в т. ч. госпредприятия, имеют стабильный спрос на свою продукцию и могут жить не только завтрашним днем. Распространение идей Lean и борьба за эффективность приводят к тому, что предприятия начинают фокусироваться на выпуске только той продукции, в производстве которой они наиболее компетентны. И хотя количество модификаций меньше не становится, это уже, по крайней мере, не «утюги и вертолеты».
И если Система Родова настолько гениальна, а она, смею утверждать, именно такова, почему бы не обновить ее и не использовать для управления определенными типами производств? Тем более, что Родов заложил в нее достаточно много резервов развития, в т. ч. возможность использования и в состоянии большой нестабильности внутренней и внешней производственной среды.
Развитие системы Родова, с расширением ее возможностей с IT технологиями и Lean / ТОС инструментарием — ниже.
1. Условное изделие. От условного изделия, в традиционном смысле, придется оказаться. Вместо него — изделие под заказ, со своей специфической позаказной структурой. Либо, или одновременно с этим (это зависит от конфигурации спроса и производимой продукции предприятия), можно определить и использовать в качестве условного изделия и сутко-комплект (дневной выпуск) или такто-комплект. Т. е. изделие (группу изделий) выпускаемых посуточно или по заданному для данного предприятия такту.
2. В качестве графика производства будет выступать график отгрузки заказов — заказ (изделие под заказ) плюс дата готовности. Или сутко (такто) комплект, привязанный к дате готовности.
3. Следующие усовершенствование – «заделы». От заделов, как и от нормирования графика выпуска к дате начала сборки – отказываемся. Заменяем их динамическим (т. е. постоянным) планированием, основная задача которого — расчет динамического времени опережения (при планировании с учетом ограничений), графика выпуска, запуска.
Концепция планирования зависит от бизнес-потребностей каждого предприятия, но общие элементы ее примерно следующие:
- Каждый элемент графика производства — заказ (изделие под заказ) планируется отдельно, от готового изделия, «вниз» и «влево», по спецификации и цикловому графику сборки. С сохранением связки каждой детали, узла или заготовки, с головным заказом (см. рис. ниже).
В этом случае, каждый цех сможет видеть заказ, под который они должны произвести детали, и, наоборот, каждый заказ «видит», как производятся конкретные детали под него. Это — «директивный» (под заказы клиента) план производства.
В зависимости от особенностей предприятия, мощности при планировании могут не учитываться (в этом случае вычисляется время такта по группам продукции и выполняется балансировка мощностей под такт, в т. ч. и Lean инструментами), либо планирование выполняется с учетом доступных ресурсов, с использованием, в т. ч. оптимизационных алгоритмов.
- В случае выпуска однотипной продукции и квази-стабильного графика производства, возможно управление и «заделами» с организацией вытягивающей схемы запуска с помощью электронных канбан. Это — реализация схемы «вытягивающе-проталкивающего» планирования, усовершенствованный алгоритмами «барабан-буфер-веревка» и цветовой сигнализации ТОС. См. рис. ниже.
4. Картотека пропорциональности. После автоматического планирования (либо после автоматического формирования «канбан» на запуск для пополнения промежуточного склада) каждый цех / участок / рабочее место получают как план выпуска, так и план запуска конкретных деталей под конкретные заказы — «картотека пропорциональности» в электронном виде (Запуск – см. ниже).
Для ограничения запуска бОльшего, чем необходимо количества (особенно актуально в случае сдельной оплаты труда), план запуска «открыт» для просмотра каждому цеху / участку только на фиксированный период — «окно запуска», определяемого для каждого цеха / участка. При автоматическом формировании вытягивающих сигналов – план запуска ограничен только канбан, сформированными под пополнение промежуточного склада. В данной «электронной картотеке» роль «карточки изделия» играет электронная карточка «канбан», печатаемая (со штрих-кодом) и являющаяся и сигналом к запуску и сопроводительным документом, и аналогом (или полным соответствием) маршрутной карты.
5. Организация производства. В лучшем случае может быть реализована аналогично Системе Родова: для каждого рабочего места формируется и публикуется в электронном виде план запуска. План запуска аналогичен представленному выше, но с указанием детале-операций (либо – участко-заходов, т. е. – групп операций), с цветовым сигналом готовности производства (наличие техпроцесса / программы ЧПУ, инструмента, оснастки, материалов / заготовок или полуфабриката с предыдущего участка).
Далее, либо мастер участка, либо непосредственно исполнитель, печатает канбан (или, советский аналог канбан – маршрутную карту) из доступного по окну запуска и по обеспеченности, и начинает производство.
В данном варианте «Запуск по рабочим местам» публикуется на мониторе цеха/участка, либо, с использованием touch-screen’ов, по аналогии с платежными терминалами мобильных и коммунальных услуг в супермаркетах. В последнем случае доступ к своим данным рабочий получает по своему магнитному пропуску.
6. Учет запуска-выпуска, учет выполнения операций (при крайней необходимости) дальнейшее перемещение деталей по участкам/цехам выполняется с использованием штрих-кодирования, сканированием проходящих через участок канбан или маршрутных карт. Либо/и — через ввод информации исполнителем через «платежные терминалы».
Это значительно сокращает трудозатраты на учет и обеспечивает высокую оперативность и достоверность информации о выполнении производственного плана в целом – в момент ввода информации автоматически выполняется расчет «покрытия» заказов / такто-комплектов с визуализацией информации на «Запуске» (см. выше) и «Синхронности» (см. ниже).
Также, в этом случае любой исполнитель сразу же видит сделанное за смену, и, следовательно, заработанные за день деньги (в случае сдельной или повременно-премиальной системы оплаты труда).
7. Monitoring
- Ежедневно, на основании факта выполнения производственных заданий формируется «расчетная» версия плана производства, по принципу: факт + оставшийся объем (время) работы.
- «График пропорциональности», он — «Синхронность», основной инструмент контроля такта работы цехов — строится через сравнение «директивного» и «расчетного» плана «графика пропорциональности» (ниже).
- И, как более тонкий инструмент общего анализа поставок, в т .ч. и друг другу внутренних поставщиков производственной цепочки поставки — «Статус поставщика».
Заключение
Указанная система, получившая название Система Планирования и Мониторинга, создавалась нашей командой несколько лет, и приобрела законченную форму и методологию к 2009 году.
В следующем году, в находясь в непрерывном поиске лучших решений задач планирования производства, мы вновь открыли для себя Систему Родова.
После чего расширили концепцию принципами запуска и мониторинга: «Запуск» («Картотека пропорциональности»), цеховой и участковый, «Синхронность» («График пропорциональности»).
За это время описанная концепция была успешно реализована как на бывших серийных заводах, так и на новых: НАЗ им. В.П.Чкалова и КнААЗ им Ю.А.Гагарина («Сухой»), КВЗ («Вертолеты России»), «ГСС» (в части планирования и мониторинга снабжения и многоуровневой цепочки поставок), и некоторых других, первые из которых активно использовали Систему Родова.
Практика показала, что представленная выше концепция планирования и мониторинга с элементами Системы Родова, заново осознанными и положенными на базу новых методов управления – может быстро внедряться и успешно использоваться для самых сложных производств.
Для более простых — решение будет проще, быстрее и в идеале — «прямо из коробки» (сейчас движемся к этой цели). И более того, вполне может быть реализована силами самих предприятий – как и изначальная система Родова. Но тормоз здесь, традиционно, – наличие Заказчика на предприятии, обладающего властью и пониманием, наличие мозгов и хороших амбиций на среднем управленческом уровне, и, самое последнее – общий уровень производственной культуры. Первые два условия – необходимые и достаточные для успеха, последнее — определяющее время перехода на новую систему.
К сожалению, уровень и первого и второго и третьего в настоящее время — гораздо ниже описываемого (между строк) Родовым уровня 1961 года. Оборудование у многих, конечно, новое, но грамотных руководителей категорически не хватает. Как и не хватает тривиальной производственной культуры, от ведения составов изделий и элементарного учета на складах/в производстве до методов цехового и общепроизводственного управления.
Будем надеяться и работать в этом направлении, ситуация изменится к лучшему с возрождением описанных выше методов.