Каждый производственный цех в своем составе чаще всего имеет ряд производственных участков.

Производственными участками для нашего сварочного цеха могут являться, например, автоматизированные сварочные линии, на которых изготавливаются узлы будущих металлоконструкций. Предположим что у нас в цехе три такие линии, под разные типы узлов, то есть три производственных участка.

План производства, переданный сварочному цеху, содержит в себе перечень необходимых узлов, но не содержит конкретных указаний – на каком участке какой узел должен быть выпущен. Это просто план выпуска на определенный период. Такой план ещё называют межцеховым планом.

Количество рабочих участков внутри цеха может достигать нескольких десятков. Работа каждого участка состоит из набора операций: необходимо установить нужную оснастку (например,  сверло), закрепить деталь, просверлить деталь, снять деталь, снять оснастку. У каждой операции есть своё время исполнения. Помножив операции на количество участков мы, возможно, получим уже несколько сотен параметров, которые требуется учитывать при планировании.

Как это всё можно запланировать в разумные сроки?

Есть две широко известные методики управления операциями – MES и TOC.

Методика MES (manufacturing execution system) предполагает использования специализированного программного обеспечения (чаще всего так и называется – MES-системы).

MES-система получает на вход информацию о всех параметрах цеха (производственные участки, их оборудование, производимые на нем операции, их время, доступное рабочее время каждого участка), а также информацию о потребностях в производстве – в виде плана работ цеха. Для каждой производимой позиции в MES-систему загружается маршрутная карта изделия – перечень операций по участкам (производственному оборудованию), которые необходимо произвести для её производства.

После этого программа производит расчет оптимального плана работ каждого участка цеха, который конкретизируется в производственных заданиях (сменно-суточных заданиях).

По результатам производимых работ может производиться оперативный пересчет плана работ.

 

В целом это очень хорошая методика управления, если бы не одно НО

- расчет такого операционного плана требует хороших вычислительных ресурсов, а необходимость в регулярном перерасчете плана может сделать такую систему планирования нереализуемой на практике.

Чтобы помочь решить проблему значительных расчетов была разработана методика планирования, получившая название «Теория ограничений». Её автором (точнее популяризатором) является Элияху Голдратт,   основные   идеи   методики   были  кодифицированы в трех «производственных» романах  - Цель, Цель 2, Цель 3.

Суть теории ограничения в следующем: Производительность всей производственной цепочки определяется слабым звеном (участком с наименьшей производительностью). Поэтому ненужно планировать работу всех звенев этой цепи, достаточно сделать так чтобы слабое звено никогда не простаивало.

Лучше всего эту идею можно понять на примере – представим, что у  нас цех механической обработки и в нем есть три производственных участка – участок сверловки, участок фрезеровки, участок рубки. В этом цехе изготавливаются валы электродвигателей. Мы берем металлический пруток, рубим его, затем фрезеруем, затем высверливаем необходимые по технологии отверстия. Производственная цепочка изготовления вала представлена на рисунке ниже:

Производительность каждого участка представлена в таблице ниже:

 

Участок рубки	Участок фрезеровки	Участок сверловки
120 заготовок в час	30 заготовок в час	60 заготовок в час

Сколько готовых валов электродвигателей мы получим за час работы такой производственной цепочки?

 

Не более 30 штук. Потому что участок фрезеровки не сможет обработать больше, сколько бы ни производили остальные участки.

А для того чтобы участок фрезеровки смог работать с максимальной производительностью в 30 заготовок в час, он не должен простаивать, то есть его работа должна быть правильно распланирована и  перед ним всегда должен быть запас заготовок для обработки.

Поэтому  такой  подход  к  планированию  достаточно  часто называется

«Барабан-Буфер-Веревка». Веревка – это узкое место производственной цепочки, которое ограничивает её производительность, Буфер – это необходимый запас заготовок перед узким местом, Барабан – это такт планирования работ узкого места.

Теория ограничений часто вызывает следующие нарекания:

1. Проблемы с определением узкого места.
2. Для производств, с большим ассортиментом выпускаемых изделий, и с меняющимися планами выпуска, в разный период времени узким местом может быть разное оборудование.

Решить эти проблемы позволяет использование вычислительных средств, которые динамически определяют узкие места производственных цепочек.

Одним из таких средств автоматизации является «1С:ERP Управление предприятием 2». Программа содержит MES подсистему для детального планирования всех операций и использует методы теории ограничений для расчета планов.