Tadeusz Zbroja Zarządzanie produkcją i usługami (temat 9)
9. KONCEPCJA ZARZ
DZANIA W
SKIMI PRZEKROJAMI
OPT/TOC
Jeszcze inne spojrzenie na zarządzanie przepływami materiałowymi.
9.1 Wprowadzenie
W większości przedsiębiorstw przepływ produkcji przez wewnętrzne łańcuchy logistyczne
ograniczony jest mo\
liwościami zasobów krytycznych ( wąskich gardeł ), decydujących
o przepustowości całego systemu wytwórczego. Koncentracja uwagi na zasobach krytycznych
(ograniczających) stanowi podstawową cechę odmiennego, alternatywnego w stosunku do
koncepcji  planowania potrzeb MRP/MRPII i strategii produkcji  dokładnie na czas
JIT/LP, podejścia do zarządzania produkcją OPT/TOC1.
Koncepcja OPT (akronim: Optimized Production Technology - technologia optymalnej
produkcji) jest stosunkowo nowym, opracowanym początkowo w Izraelu w latach 70-tych,
a wdro\
onym po raz pierwszy w USA w roku 1979, komputerowym systemem planowania
i sterowania produkcją, umo\
liwiającym harmonogramowanie przebiegu zadań w połączeniu
z bilansowaniem zdolności produkcyjnej (Finite Scheduling). Powstanie koncepcji to w du\
ej
mierze wysiłek jednego człowieka Eliyahu M. Goldratta (z wykształcenia fizyka),
zainteresowanego projektowaniem systemów harmonogramowania produkcji na prośbę
przyjaciela kierującego firmą wytwórczą. Następnie jej twórca (wspólnie z Robertem
Fox em), rozwinął zało\
enia OPT w tzw. teorię ograniczeń (Theory of Constraints - TOC).
Teoria ta prowadzi do pewnej ogólnej filozofii produkcji, zbli\
onej w niektórych aspektach
do JIT. Zastosowana w działalności wytwórczej daje jako wynik tzw. synchroniczne
wytwarzanie (Synchronous Manufacturing), dynamizujące ilościowo-czasowe parametry
przepływów materiałowych. Zdaniem autorów koncepcji, zwiększa to skuteczność i
efektywność funkcjonowania systemu produkcyjnego poprzez wzrost sprzeda\
y, przy
jednoczesnej redukcji zapasów i kosztów operacyjnych.
Ewolucja systemu OPT poza obszar zastosowań w procesach wytwórczych znalazła
odzwierciedlenie w tzw. koncepcji zarządzania ograniczeniami (Constraints Management),
1
Koncepcja zarządzania wąskimi przekrojami OPT/TOC mo\
e, podobnie jak JIT, stanowić rozwiązanie
autonomiczne bądz
komplementarne z systemem MRP/MRPII.
PWr / IOZ
9-1
Tadeusz Zbroja Zarządzanie produkcją i usługami (temat 9)
obejmującego ka\
dy aspekt działalności dowolnej organizacji. Charakter opisanego rozwoju
koncepcji zilustrowano na rys. 9-1.
1970 1980 1990 2000
1970 1980 1990 2000
1970 1980 1990 2000
1970 1980 1990 2000
TOC
TOC
TOC
OPT
OPT
OPT
CM
CM
CM
SM
SM
SM
Zarządzanie produkcją
Zarządzanie produkcją
Zarządzanie produkcją
Zarządzanie organizacją (wytwórczą, handlową, usługową)
Zarządzanie organizacją (wytwórczą, handlową, usługową)
Zarządzanie organizacją (wytwórczą, handlową, usługową)
OPT - technologia optymalnej produkcji (Optimizeded Production Technology)
OPT - technologia optymalnej produkcji (Optimizeded Production Technology)
TOC - teoria ograniczeń (Theory of Constraints)
TOC - teoria ograniczeń (Theory of Constraints)
SM - synchroniczne wytwarzanie (Synchronous Manufacturing)
SM - synchroniczne wytwarzanie (Synchronous Manufacturing)
CM - zarządzanie ograniczeniami (Constraints Management)
CM - zarządzanie ograniczeniami (Constraints Management)
Rys. 9-1. Ewolucja koncepcji OPT/TOC
Na koncepcję OPT/TOC składają się jej dwa podstawowe komponenty: filozofia teorii
ograniczeń TOC, wspierająca system wytwórczy poprzez kreowanie specyficznych celów
i zasad postępowania, oraz pakiet programowy OPT, tworzący plany (harmonogramy)
produkcji drogą zastosowania tej filozofii do systemu produkcyjnego (rys. 9-2)2. Główne
zasady (dogmaty) teorii TOC mogą mieć zastosowanie w przedsiębiorstwie, bez konieczności
wdra\
ania pakietu programowego OPT.
FILOZOFIA TOC PAKIET PROGRAMOWY OPT
Cele TOC Komputerowy system
+
Zasady TOC
planowania i sterowania
Zasady OPT produkcją
Rys. 9-2. Komponenty teorii ograniczeń TOC
System OPT jest efektywny, a jednocześnie kontrowersyjny z powodu braku pełnych danych
dotyczących istoty jego funkcjonowania. Informacja z
ródłowa OPT zawiera ''czarną
skrzynkę''. Część procedur pakietu programowego OPT, opracowanego w 1979 roku przez
firmę konsultingową COI (Creative Output Inc. of Milford, Connecticut, USA), jest objęta
tajemnicą handlową i przedsiębiorstwa zmuszone są je wykorzystywać bez zrozumienia zasad
PWr / IOZ
9-2
Tadeusz Zbroja Zarządzanie produkcją i usługami (temat 9)
ich działania. W konsekwencji utrudnia to analizę porównawczą jego osiągnięć z systemami
opartymi na innych koncepcjach.
9.2 Cele przedsiębiorstwa w aspekcie TOC
Z punktu widzenia teorii ograniczeń TOC istnieje tylko jeden nadrzędny cel przedsiębiorstwa,
określany jako zarabianie pieniędzy (to make money). Wszystkie działania w przedsiębiorstwie
powinny być mu podporządkowane.
Cel nadrzędny mo\
e być reprezentowany przez trzy mierniki ekonomicznego wymiaru celów
przedsiębiorstwa, umo\
liwiające ocenę jego kondycji finansowej:
" zysk netto (Net profit),
" zwrot nakładów (Return on investment),
" przepływ kapitału (Cash flow).
Je\
eli przedsiębiorstwo podejmuje działania umo\
liwiające przyrost ka\
dego z wymienionych
mierników, przyjmuje właściwy kierunek w realizacji celu nadrzędnego (tj. zarabiania
pieniędzy).
Z kolei w wymiarze operacyjnym (produkcyjnym) koncepcja TOC definiuje trzy znaczące
kryteria, wykorzystywane do oceny postępów działalności wytwórczej w realizacji przyjętego
celu nadrzędnego. Miernikami tymi są: wydajność (przepustowość) systemu (Throughput),
zapasy (Inventory) i koszty operacyjne (Operating expences). W aspekcie TOC mierniki te
definiowane są w istotnie odmienny, ni\
w konwencjonalnym rozumieniu, sposób.
1. Wydajność (przepustowość) - tempo, w którym system wytwórcy generuje pieniądze
poprzez sprzeda\
swoich produktów. W sensie TOC wydajność przestaje mieć charakter
miernika produkcyjnego, lecz finansowego i odnoszona jest do tempa efektywnie
realizowanej sprzeda\
y.
2. Zapasy - pieniądze zamro\
one w surowcach i elementach z zakupu, produkcji w toku i
nie sprzedanych wyrobach - czyli pieniądze zamro\
one, nie przetworzone jeszcze
w pieniądze uzyskane ze sprzeda\
y wyrobów gotowych.
3. Koszty operacyjne - pieniądze wydatkowane na przetworzenie zapasów w produkty
sprzeda\
y (koszt robocizny, narzutów, podatków itp.). Pieniądze te muszą być odzyskane
ze sprzeda\
y wyrobów gotowych.
2
W dalszej części przy nazywaniu koncepcji u\
ywane będzie przede wszystkim pojęcie teorii ograniczeń TOC,
jako ogólnego rezultatu jej rozwoju w zakresie zarządzania produkcją.
PWr / IOZ
9-3
Tadeusz Zbroja Zarządzanie produkcją i usługami (temat 9)
Właściwe zmiany w którymkolwiek z trzech zdefiniowanych mierników operacyjnych dają
rezultat w postaci oczekiwanych zmian w miernikach finansowych. Powiązania te
zobrazowano na rys. 9-3.
WYDAJNOŚĆ ZAPASY KOSZTY OPERACYJNE
WYDAJNOŚĆ ZAPASY KOSZTY
WYDAJNOŚĆ ZAPASY KOSZTY OPERACYJNE
WYDAJNOŚĆ ZAPASY KOSZTYOPERACYJNE
OPERACYJNE
ZYSK NETTO ZWROT NAKA
ADÓW PRZEPA
YW KAPITAA
U
ZYSK ZWROT PRZEPA
YW
ZYSK NETTO ZWROT NAKA
ADÓW PRZEPA
YW KAPITAA
U
ZYSKNETTO ZWROTNAKA
ADÓW PRZEPA
YWKAPITAA
U
NETTO NAKA
ADÓW KAPITAA
U
Rys. 9-3. Efekty zmian mierników finansowych przy zmianach mierników operacyjnych
Przedstawione na rys. 9-3 kierunki oddziaływania mierników operacyjnych wskazują,
\
e celem zarządzania produkcją w podejściu TOC jest maksymalizacja tempa sprzeda\
y oraz
redukcja zapasów i kosztów operacyjnych. Zadaniem rozwiązań zawartych w opracowanym
początkowo pakiecie programowym OPT jest osiąganie tak postawionego celu zarządzania
produkcją. Rozwiązania te są ściśle związane z opracowaną następnie filozofią OPT,
co razem tworzy programowy produkt o nazwie OPT.
9.3 Istota podejścia TOC
Jak ju\
wspomniano na wstępie, kluczowym wyró\
nikiem teorii ograniczeń TOC jest
koncentracja uwagi na zasobach krytycznych (wąskich gardłach). Przy dynamicznie
zmiennym rynku koncepcja TOC akceptuje istnienie fabryki  niezrównowa\
onej w bilansie
obcią\
enia zdolności produkcyjnej, tj. takiej, gdzie pewne zasoby mają relatywnie mniejszą
zdolność wytwórczą ni\
inne. W tym kontekście TOC definiuje się jako system zarządzania
produkcją, kładący nacisk na identyfikację wąskich gardeł (ograniczeń systemu) i efektywne
zarządzanie zasobami z nimi związanymi celem maksymalizacji przepływu i redukcji
zapasów. Koncepcja TOC zakłada, \
e zarządzanie wąskimi gardłami jest kluczem do
osiągnięcia sukcesu; ogólna wydajność systemu mo\
e być maksymalizowana, a zapasy
redukowane. E.M. Goldratt utrzymuje, \
e efekty OPT mogą być lepsze i osiągane w krótszym
czasie ni\
w podejściach alternatywnych.
PWr / IOZ
9-4
Tadeusz Zbroja Zarządzanie produkcją i usługami (temat 9)
9.3.1 Wąskie gardła i zasoby niekrytyczne
Celem opisu teorii ograniczeń nale\
y zdefiniować pojęcie ograniczenia. Ograniczeniem
mo\
na określić coś, co uniemo\
liwia systemowi osiągnięcie wy\
szej wydajności w dą\
eniu
do realizacji jakiegoś celu. Taka definicja wskazuje na szerszy obszar zastosowań teorii
ograniczeń, ni\
jedynie w systemach planowania i sterowania produkcją. Ogólnie istnieją trzy
kategorie ograniczeń
1. Ograniczenia zewnętrzne  popytu rynku (Market Constraints).
Występują, gdy popyt rynku na produkty jest mniejszy od mo\
liwości wytwórczych tych
produktów w przedsiębiorstwie.
2. Ograniczenia wewnętrzne  zasobów (Internal Resources Constraints).
Występują, gdy popyt rynku na produkty jest większy od mo\
liwości wytwórczych tych
produktów w przedsiębiorstwie.
3. Ograniczenia organizacyjne (Policy Constraints).
Ograniczenia związane z organizacją przepływów materiałowych (np. ograniczenie
maksymalnego poziomu zapasu produkcji w toku między stanowiskami do 10 sztuk).
Z punktu widzenia teorii ograniczeń TOC wszystkie zasoby produkcyjne w przedsiębiorstwie
mogą być sklasyfikowane jako wąskie gardła lub zasoby niekrytyczne.
" Wąskie gardła (ograniczenia, zasoby krytyczne) stanowią komórki produkcyjne
(wydziały, stanowiska, operacje), ograniczające wydajność (przepustowość) systemu
produkcyjnego, których zdolność produkcyjna mniejsza od zapotrzebowania na nią.
" Zasoby niekrytyczne stanowią komórki produkcyjne o zdolności produkcyjnej większej
od zapotrzebowania na nią.
W procesie wytwórczym pomiędzy wąskimi gardłami a zasobami niekrytycznymi występują
określone relacje. Koncepcja TOC wyró\
nia cztery podstawowe, przedstawione na rys. 9-4.
RELACJA I RELACJA II
RELACJA I RELACJA II
A wąskie gardło
A wąskie gardło
A B B A
A B B A
B
B
RELACJA III RELACJA IV
RELACJA III RELACJA IV
zasoby
zasoby
A A
A A
niekrytyczne
niekrytyczne
C
C
C
C
B B
B B
Rys. 9-4. Relacje między wąskimi gardłami i zasobami niekrytycznymi w koncepcji TOC
PWr / IOZ
9-5
Tadeusz Zbroja Zarządzanie produkcją i usługami (temat 9)
W relacji I produkty przepływają od wąskiego gardła A (dostawca) do zasobu niekrytycznego
B (odbiorca). Odwrotnie, w relacji II odbiorcą produktów jest wąskie gardło A. Relacja III
przedstawia sytuację wspólnego zasilania przez wąskie gardło i zasób niekrytyczny trzeciego
zasobu niekrytycznego C (np. komórka monta\
owa). Ostatnia, relacja IV, ilustruje sytuację
zasilania przez wąskie gardło i zasób niekrytyczny niezale\
nych popytów rynkowych.
9.3.2 Podstawowe zasady teorii ograniczeń TOC
Dla osiągania przyjętego nadrzędnego celu przedsiębiorstwa (zarabiania pieniędzy), teoria
ograniczeń zakłada przestrzeganie pięciu kluczowych zasad (kroków postępowania),
zamkniętych w cykl zwiększania skuteczności i efektywności systemu wytwórczego (rys.9-5).
1 Zidentyfikuj ograniczenie systemu
1 Zidentyfikuj ograniczenie systemu
2 Zdecyduj, w jaki sposóbnajlepiej wykorzystaćograniczenie
2 Zdecyduj, w jakosposób najlepiejwykorzystać ograniczenie
Wszystkie inne decyzje podporządkuj decyzji 2
Wszystkie inne decyzje podporządkuj decyzji 2
3
3
4 Znieś ograniczenie (zwiększ wydajność systemu)
4 Znieś ograniczenie (zwiększ wydajność systemu)
Je\
eli w kroku 4 wyeliminowałeś ograniczenie, wróć do kroku 1.
Je\
eli w kroku 4 wyeliminowałeś ograniczenie, wróć do kroku 1.
5
5
Nie pozwól, aby bezwładność (inercja) stała się ograniczeniem
Nie pozwól, aby bezwładność (inercja) stała się ograniczeniem
Rys. 9-5. Podstawowe zasady teorii ograniczeń TOC
Zasada 1 (krok 1) ustala rodzaj i umiejscowienie ograniczenia (np. ograniczenie wewnętrzne
w postaci wąskiego gardła A w relacji II z rys. 9-4).
Zasada 2 (krok 2) określa sposób optymalnego wykorzystania zidentyfikowanego
ograniczenia (np. drogą doboru profilu produkcji w oparciu o osiąganą zyskowność
produktów na jednostkę czasu pracy wąskiego gardła).
Zasada 3 (krok 3) podporządkowuje decyzje dotyczące innych zasobów decyzji poprzedniej
(np. ustalając rodzaj i wielkość zasilania wąskiego gardła A przez zasób B w relacji II z rys.
9-4 dopasowane do ustalonego dla niego optymalnego profilu produkcji).
Realizacja zasady 4 (kroku 4) wymaga zwykle zdobycia dodatkowych zasobów (np. przez
zmianę organizacji pracy, zmianę technologii, podzlecanie itp.)
PWr / IOZ
9-6
Tadeusz Zbroja Zarządzanie produkcją i usługami (temat 9)
Zasada 5 (krok 5) uniemo\
liwia zakończenie procesu doskonalenia, je\
eli w wyniku
realizacji kroku 4 pojawią się nowe ograniczenia (zarówno wewnętrzne jak i zewnętrzne).
9.3.3 Podstawowe zasady OPT
W swych zało\
eniach koncepcja OPT zmienia tradycyjny sposób podejścia do planowania
i sterowania produkcją. Przejawia się to w odmiennym, dynamicznym traktowaniu
związanych z tym parametrów przepływów materiałowych, takich jak: wielkość partii
produkcyjnej
i transportowej, cykl produkcji, zapasy, bufory bezpieczeństwa, procedury terminowania
i bilansowania, priorytety czy przezbrojenia. Autor koncepcji utrzymuje, \
e konwencjonalne
zało\
enia planowania przepływu produkcji, zakładające w większości stały normatywny
poziom tych parametrów, stanowią główną przyczynę skromnych osiągnięć w wytwarzaniu.
Zało\
enia koncepcji skondensowano w zbiór 10 zasad przedstawionych w tab. 1. Pierwsze
osiem dotyczy kształtowania harmonogramów produkcji, zgodnych z przyjętymi zało\
eniami
koncepcji. Zadaniem pozostałych dwóch (o charakterze prewencyjnym) jest czuwanie nad
konsekwentną ich realizacją w fazie sterowania.
Tabela 9-1 Podstawowe zasady OPT
FAZA HARMONOGRAMOWANIA
FAZA HARMONOGRAMOWANIA
1. Poziom wykorzystania zasobu niekrytycznego nie jest zdeterminowany przez
1. Poziom wykorzystania zasobu niekrytycznego nie jest zdeterminowany przez
jego własny potencjał, ale przez inne ograniczenie w systemie
jego własny potencjał, ale przez inne ograniczenie w systemie
2. Wykorzystanie i aktywność zasobu nie są synonimami
2. Wykorzystanie i aktywność zasobu nie są synonimami
3. Godzina stracona na wąskim gardle jest godziną straconą dla całego systemu
3. Godzina stracona na wąskim gardle jest godziną straconą dla całego systemu
4. Godzina zaoszczędzona na zasobie niekrytycznym jest złudzeniem (mira\
em)
4. Godzina zaoszczędzona na zasobie niekrytycznym jest złudzeniem (mira\
em)
5. Partia produkcyjna powinna być zmienna, nie stała
5. Partia produkcyjna powinna być zmienna, nie stała
6. Partia transportowa nie musi, a często nie powinna być równa produkcyjnej
6. Partia transportowa nie musi, a często nie powinna być równa produkcyjnej
7. Wąskie gardła decydują o wydajności systemu i zapasach w systemie
7. Wąskie gardła decydują o wydajności systemu i zapasach w systemie
8. Harmonogramy powinny być ustalane przez badanie wszystkich ograniczeń
8. Harmonogramy powinny być ustalane przez badanie wszystkich ograniczeń
jednocześnie
jednocześnie
FAZA MONITOROWANIA (STEROWANIA)
FAZA MONITOROWANIA (STEROWANIA)
9. Bilansuj przepływ produkcji, a nie zdolność produkcyjną
9. Bilansuj przepływ produkcji, a nie zdolność produkcyjną
10. MOTTO. Suma optimów lokalnych nie stanowi optimum globalnego systemu
10. MOTTO. Suma optimów lokalnych nie stanowi optimum globalnego systemu
Przeprowadzona dalej krótka charakterystyka zawartych w tabeli 1 zasad odwołuje się do
podstawowych relacji między wąskimi gardłami a zasobami niekrytycznymi (rys. 9-4).
PWr / IOZ
9-7
Tadeusz Zbroja Zarządzanie produkcją i usługami (temat 9)
ZASADA 1. Poziom wykorzystania zasobu niekrytycznego nie jest zdeterminowany
przez jego własny potencjał, ale przez inne ograniczenie w systemie.
Zasada charakterystyczna dla relacji I. Poziom wykorzystania zasobu niekrytycznego B
wynika z wielkości zasilania go przez wąskie gardło A, a nie z jego własnej zdolności
produkcyjnej (większej ni\
zdolność A). W rezultacie zasób B nie jest wykorzystany w 100%.
ZASADA 2. Wykorzystanie i aktywność zasobu nie są synonimami.
Zasada charakterystyczna dla relacji II. Pełna aktywność (100% wykorzystania) zasobu
niekrytycznego B nie ma sensu, gdy\
jego nadprodukcja nie zostanie przerobiona przez zasób
krytyczny A. Nastąpi marnotrawstwo czasu pracy zasobu niekrytycznego B (maszyn
i pracowników) oraz utworzenie zbędnego zapasu produkcji w toku przed wąskim gardłem A.
Aktywność (pełne wykorzystanie) zasobu niekrytycznego nie jest więc tym samym, co
właściwy (sprawny) sposób jego wykorzystania.
ZASADA 3. Godzina stracona na wąskim gardle jest godziną straconą dla całego systemu.
Je\
eli np. w relacji III wąskie gardło A (obcią\
one w 100%) ma godzinny przestój, nastąpi
przerwanie dopływu produkcji do dalszych faz procesu wytwórczego (monta\
w komórce C),
co spowoduje, niemo\
liwą do odzyskania, godzinną przerwę w pracy całego systemu
produkcyjnego i zmniejszenie produkcji finalnej. Zasada podkreśla znaczenie zabezpieczania
ciągłości pracy wąskich gardeł dla utrzymania maksymalnej przepustowości systemu.
ZASADA 4. Godzina zaoszczędzona na zasobie niekrytycznym jest złudzeniem (mira\
em).
Je\
eli np. w relacji III w komórce monta\
owej C, drogą usprawnień nastąpi zaoszczędzenie
czasu pracy, nie przyniesie to \
adnych korzyści i nie wpłynie na zwiększenie przepływu
produkcji. Produkcja będzie nadal ograniczona przepustowością wąskiego gardła A,
a rezultatem będzie zwiększenie niewykorzystanego czasu pracy zasobu niekrytycznego C.
Zasada zwraca uwagę na konieczność prowadzenia rozwa\
nej polityki przedsięwzięć
racjonalizacyjnych w systemie wytwórczym.
ZASADA 5 - Partia produkcyjna powinna być zmienna, nie stała.
Zasada 5 oraz dwie następne reprezentują istotę odmiennego, dynamicznego podejścia OPT
w odniesieniu do ilościowych parametrów przepływu produkcji (wielkości partii i zapasów
w systemie). W dalszej kolejności rzutuje to na przyjmowane reguły harmonogramowania
oraz wynikowe długości cykli produkcyjnych.
Koncepcja OPT sugeruje ró\
nicowanie wielkości partii produkcyjnych. Du\
e partie powinny
być planowane przede wszystkim dla wąskich gardeł, celem zminimalizowania łącznego
PWr / IOZ
9-8
Tadeusz Zbroja Zarządzanie produkcją i usługami (temat 9)
czasu przezbrojeń, a w rezultacie zwiększenia czasu efektywnej produkcji i przepustowości
całego systemu wytwórczego. W przypadku zasobów niekrytycznych sytuacja jest odmienna.
Nadwy\
ki zdolności produkcyjnej pozwalają na częstsze przezbrojenia i produkcję w małych
partiach, umo\
liwiających usprawnienie przepływu produkcji według zasad JIT i zwiększenie
ciągłości zasilania wąskich gardeł. Je\
eli np. w relacji II komórka B produkuje w du\
ych
partiach, wówczas wąskie gardło A mo\
e być okresowo bezczynne, oczekując na zakończenie
produkcji całej partii. Natomiast małe partie w komórce B mogą w większym stopniu
zapewnić ciągły dopływ materiałów do wąskiego gardła A.
ZASADA 6. Partia transportowa nie musi, a często nie powinna być równa partii
produkcyjnej.
Zasada rozró\
nienia partii produkcyjnych i transportowych ma równie\
na celu usprawnienie
przepływu produkcji. Je\
eli np. w relacji II komórka B jest zmuszona do produkcji w du\
ych
partiach produkcyjnych, sposobem na uniknięcie przestojów w wąskim gardle A jest ich
podział na mniejsze jednostki transportowe, umo\
liwiający zwiększenie tempa dostaw
i wcześniejsze zasilanie zasobu A, bez oczekiwania na zakończenie produkcji całej partii
w komórce B. Ponadto koncepcja OPT zakłada elastyczność w doborze rozmiarów partii,
uwzględniającą ograniczenia organizacyjne systemu (np. transportowe).
ZASADA 7. Wąskie gardła decydują o wydajności (przepustowości) systemu i zapasach
w systemie.
Zasada 7 reprezentuje najbardziej istotne cechy koncepcji OPT, rzutujące na sposób
planowania i sterowania przepływem produkcji. Reprezentowane są one przez trzy kluczowe
elementy koncepcji określane jako:
D B R
Drum (werbel, bęben)
Buffer (bufor)
Rope (lina)
D - Drum (werbel, bęben).
Wąskie gardło jest  werblem narzucającym tempo pracy wszystkim zasobom w systemie.
W OPT zasoby krytyczne wykorzystywane są do opracowania planów i harmonogramów
zadań, uwzględniających ograniczenia ich zdolności produkcyjnych. Pozostałe zasoby
niekrytyczne są harmonogramowane w sposób zapewniający racjonalne obcią\
enie zasobów
krytycznych. Stąd zasoby krytyczne ustalają tempo pracy dla innych, celem dostosowania ich
do własnego, które staje się tempem pracy całego procesu wytwórczego.
PWr / IOZ
9-9
Tadeusz Zbroja Zarządzanie produkcją i usługami (temat 9)
B - Buffer (bufor bezpieczeństwa).
Koncepcja OPT dopuszcza kształtowanie buforów bezpieczeństwa, kompensujących skutki
oddziaływania ró\
nego rodzaju zakłóceń w przebiegu procesu. Planowane bufory mogą
przybierać postać buforów ilościowych bądz
czasowych.
Bufory czasowe (wyprzedzenie czasowe) planuje się zarówno przed jak i po wąskich
gardłach. Kluczową lokalizację stanowi umiejscowienie ich przed wąskimi gardłami
(pomiędzy komórką A i B w relacji II), celem zwiększenia pewności ich materiałowego
zasilania. Inną lokalizacją jest miejsce łączenia elementów z wąskich gardeł z elementami
z innych procesów (pomiędzy komórką B i C w relacji III). ,
Ma to z kolei na celu zapobieganie mo\
liwości zatrzymania procesów monta\
owych
zespołów i produktów finalnych (a zatem ich efektywnej sprzeda\
y) z powodu zakłóceń
występujących na zasobach niekrytycznych.
Bufory ilościowe (typowe zapasy bezpieczeństwa) planowane są dla wyrobów finalnych.
Utrzymywane są celem dostarczenia osłony przed zmiennym popytem odbiorców. Ich
rozmiar jest zazwyczaj determinowany prognozą mo\
liwego wzrostu popytu.
R - Rope (lina).
Strategia JIT stosuje analogię  liny dla ilustracji funkcjonowania ssącego systemu (pull)
w organizacji sterowania przepływem produkcji. Analogia ta jest równie\
wykorzystywana
w koncepcji OPT dla powiązań zasobów systemu w procesie produkcyjnym (rys. 9-6).
Zamówienia
Zamówienia
Zamówienia
A
A
A
Bufor czasowy Bufor ilościowy
Bufor czasowy Bufor ilościowy
Bufor czasowy Bufor ilościowy
Rys.9-6. Analogia liny w koncepcji OPT
Zadaniem wąskiego gardła A w przedstawionym na rysunku 9-6 szeregowym wewnętrznym
łańcuchu dostaw jest ustalenie tempa produkcji dla pozostałych zasobów niekrytycznych. Dla
procesów po wąskim gardle tempo będzie wymuszone przez produkcję wąskiego gardła.
Mo\
liwość produkowania w szybszym tempie mają komórki przed wąskim gardłem. Aby
zapobiec ich nadprodukcji i budowie nadmiernych zapasów, koncepcja OPT zakłada  ssące
powiązanie pomiędzy wąskim gardłem a początkowymi procesami wytwórczymi. Powiązanie
to określa się jako lina.
PWr / IOZ
9-10
Tadeusz Zbroja Zarządzanie produkcją i usługami (temat 9)
W przypadku braku wąskich gardeł cały system wytwórczy ma mo\
liwość produkcji
przewy\
szającej popyt rynku. W takiej sytuacji koncepcja OPT zakłada występowanie dwóch
lin: jedna z magazynu wyrobów gotowych (potrzeby rynku) do zasobu najbardziej
obcią\
onego (w miejsce wąskiego gardła), a druga  wstecz do zasobów niekrytycznych
(co zilustrowano na rys. 9-6).
ZASADA 8. Harmonogramy powinny być ustalane przez badanie wszystkich
ograniczeń jednocześnie.
Ustalając harmonogramy produkcji koncepcja OPT bierze pod uwagę wszystkie ograniczenia
występujące w procesie przepływu produkcji. Ograniczenia te obejmują: politykę
zarządzania, popyt rynku, zło\
oność technologii, czasy trwania operacji, dostępność zasobów
i oprzyrządowania, planowane opóz
nienia, remonty, poziom braków. Symulowane i generowane
harmonogramy przepływu produkcji determinują długości cykli produkcyjnych i wielkości
partii, które nie są stałe i wcześniej znane.
ZASADA 9. Bilansuj przepływ produkcji, a nie zdolność produkcyjną.
Zasada 9 reprezentuje podstawowe zadanie koncepcji, jakim jest koncentracja uwagi na
bilansowaniu (równowa\
eniu) przepływu produkcji przez system, a nie na równowa\
eniu
obcią\
enia zdolności produkcyjnej. Nale\
y skoncentrować się na utrzymaniu wyrównanego
(zgodnego z tempem narzucanym przez wąskie gardło) ciągłego przepływu materiałów przez
komórki produkcyjne, a nie na zapewnieniu ich pełnego obcią\
enia pracą.
ZASADA 10 (motto). Suma optimów lokalnych nie stanowi optimum globalnego systemu
Zasada podsumowująca istotę zało\
eń OPT. Stanowi dewizę mówiącą, \
e przedsiębiorstwo,
gdzie wszyscy starają się być najbardziej aktywni i obcią\
eni w 100%, jest przedsiębiorstwem
mało efektywnym. W aspekcie filozofii OPT nie do przyjęcia jest zasada:  praca dla samej pracy
(make work for work s sake). Zaadoptowana do koncepcji japońska zasada pracy zespołowej
mówi:  jeśli tego nie potrzebujesz, tego nie rób (If you dont t need it, dont make it).
Z przedstawionego charakteru zasad teorii ograniczeń TOC i koncepcji OPT wynika,
\
e opracowany system w wielu aspektach stanowi rozwiązanie pośrednie między koncepcją
 planowania potrzeb MRP/MRPII i strategią produkcji  dokładnie na czas JIT/LP.
Uwidacznia to między innymi wylansowany w koncepcji, przedstawiony na rys. 9-7,
 wyciskający system sterowania przepływem produkcji (squeeze), którego podstawowymi
cechami są:
" nieograniczone i ograniczone harmonogramowanie produkcji  w przód i  wstecz ,
PWr / IOZ
9-11
Tadeusz Zbroja Zarządzanie produkcją i usługami (temat 9)
" pionowy i poziomy system zlecania zadań i kontroli ich realizacji,
" realizacja procesu produkcyjnego zgodnie z planem (rytmem) wąskiego gardła wg zasady
 wyciskania produkcji (squeeze), stanowiącej kombinację zasady  ssania i  pchania .
CZA
ON PLANISTYCZNO-STERUJ
CY
CZA
ON PLANISTYCZNO-STERUJ
CY
CZA
ON PLANISTYCZNO-STERUJ
CY
System
System
 wyciskający
 wyciskający
Plan wąskiego gardła
Plan wąskiego gardła
Plan wąskiego gardła
Potrzeby
Potrzeby
Potrzeby
Potrzeby
(SQUEEZE)
(SQUEEZE)
Produkcja Monta\
Monta\

Produkcja Monta\
Monta\

Produkcja Monta\
Monta\

Monta\

Monta\

Monta\

Zaopatrzenie
Zaopatrzenie
Zaopatrzenie
DOSTAWCY ODBIORCY
DOSTAWCY ODBIORCY
DOSTAWCY ODBIORCY
elementów zespołów finalny
elementów zespołów finalny
elementów zespołów finalny
zespołów
zespołów
zespołów
SSANIE (pull) PCHANIE (push)
SSANIE (pull) PCHANIE (push)
SSANIE (pull) PCHANIE (push)
Przepływ materiałów
Przepływ materiałów
Przepływ materiałów
Przepływ materiałów
Przepływ materiałów
Przepływ informacji
Przepływ informacji
Przepływ informacji
Przepływ informacji
Przepływ informacji
Rys. 9-7. Sterowanie przepływem produkcji w koncepcji OPT
9.4 Pakiet programowy OPT
Strukturę komputerowego systemu harmonogramowania OPT przedstawia rys. 9-8.
Sieć wyrobu Opis zasobów
Sieć wyrobu Opis zasobów
Dane o produktach
Dane o produktach
Dane o zasobach
Dane o zasobach
Moduł BUILDNET
Moduł
i procesach
i procesach
i zdolnościach
i zdolnościach
Moduł BUILDNET
ModułBUILDNET
BUILDNET
produkcyjnych
produkcyjnych
Raport obcią\
eń
Raport obcią\
eń
Moduł SERVE
Moduł
Moduł SERVE
ModułSERVE
SERVE
Sieć krytyczna Sieć niekrytyczna
Sieć krytyczna Sieć niekrytyczna
Moduł SPLIT
Moduł
Moduł SPLIT
ModułSPLIT
SPLIT
Moduł OPT Moduł SERVE
Moduł Moduł
Moduł OPT Moduł SERVE
ModułOPT ModułSERVE
OPT SERVE
Harmonogram Harmonogram
Harmonogram Harmonogram
końcowy końcowy
końcowy końcowy
cykl iteracji
cykl iteracji
Rys. 9-8. Pakiet programowy OPT
PWr / IOZ
9-12
Tadeusz Zbroja Zarządzanie produkcją i usługami (temat 9)
Stosowanie pakietu OPT wymaga danych wejściowych w postaci analitycznego opisu
systemu produkcyjnego, obejmującego:
" sieć wyrobu (Product Network), tj. dane dotyczące wyrobów i sposobów ich realizacji
(wielkość zamówień i terminy dostaw lub przewidywana struktura asortymentowa
produkcji, specyfikacje materiałowe, marszruty procesów technologicznych itp.);
" opis zasobów (Resource Description), tj. dane o zasobach (zdolność produkcyjna,
wydajność, limity nadgodzin, zamienniki itp.).
Struktura pakietu obejmuje cztery moduły: BUILDNET (budowa sieci), SERVE (obsługa),
SPLIT (rozdział) i moduł OPT.
Moduł BUILDNET, łącząc dane z obu zbiorów wejściowych tworzy model przepływu
produkcji w postaci diagramu sieci przepływu (rys. 9-9). Po ustaleniu jej parametrów, stosuje
się iteracyjnie pozostałe moduły pakietu.
Prognozy
Prognozy
Zamówienia
Zamówienia
Sieć
Sieć
krytyczna
krytyczna
Monta\
finalny
Monta\
finalny
Monta\
finalny
Monta\
finalny
MONTAś
MONTAś
Monta\
zespołu Monta\
zespołu
Monta\
zespołu Monta\
zespołu
Monta\
zespołu Monta\
zespołu
Monta\
zespołu Monta\
zespołu
Wąskie gardło
Wąskie gardło
A
A
A
A
PRODUKCJA
PRODUKCJA
ELEMENTÓW
ELEMENTÓW
Sieć
Sieć
niekrytyczna
niekrytyczna
SUROWCE
SUROWCE
Rys. 9-9. Diagram sieci przepływu (przykład)
Moduł SERVE realizuje wstępne  nieograniczone harmonogramowanie wstecz , (Infinite
Backward Scheduling), tworząc  intencyjny harmonogram produkcji. Celem tej fazy jest
obliczenie procentowego obcią\
enia zasobów i identyfikacja wąskich gardeł.
Moduł SPLIT, bazując na obliczonym procentowym wykorzystaniu zasobów, dzieli diagram
sieci przepływu na dwie części: sieć krytyczną i sieć niekrytyczną (co zaznaczono na rys. 9-9).
Krytyczna część sieci obejmuje zasoby krytyczne oraz wszystkie występujące w sieci po nich.
Pozostałe zasoby kwalifikowane są do sieci niekrytycznej. Ustalone sieci są następnie
PWr / IOZ
9-13
Tadeusz Zbroja Zarządzanie produkcją i usługami (temat 9)
harmonogramowane przy stosowaniu  obcią\
ania ograniczonego (Finite Loading),
uwzględniającego dostępną zdolność produkcyjną zasobów.
Krytyczna część sieci jest harmonogramowana przy wykorzystaniu modułu OPT,
realizującego  ograniczone harmonogramowanie w przód (Finite Forward Scheduling).
Pozostała niekrytyczna część sieci jest harmonogramowana przy powtórnym wykorzystaniu
modułu SERVE, realizującego obecnie  ograniczone harmonogramowanie wstecz (Finite
Backward Scheduling) i uwzględniającego sprecyzowane w module OPT wielkości partii
(produkcyjnych i transportowych), czasy przezbrojeń i produkcji oraz terminy końcowe.
Je\
eli po dokonanej iteracji występują w sieci wąskie gardła, są one likwidowane w kolejnych
iteracjach przy pomocy modułów: SPLIT, OPT oraz SERVE. Średnia ilość iteracji
doprowadzających do uzyskania harmonogramów końcowych i realizowanych bez ingerencji
u\
ytkownika wynosi w praktyce od 5 do 6. Opisaną logikę postępowania w systemie OPT
przedstawiono na rys. 9-10.
Moduł BUILDNET
Moduł
Moduł BUDOWA SIECI
Moduł BUILDNET
ModułBUILDNET BUDOWA SIECI
ModułBUILDNET BUDOWA SIECI
BUILDNET
BUILDNET
Tworzenie modelu systemu produkcji (diagram sieci przepływu)
Tworzenie modelu systemu produkcji (diagram sieci przepływu)
Tworzenie modelu systemu produkcji (diagram sieci przepływu)
Moduł SERVE
Moduł
Moduł
OBSA
UGA SIECI
Moduł SERVE
ModułSERVE OBSA
UGA SIECI
ModułSERVE OBSA
UGA SIECI
SERVE
SERVE
Nieograniczone harmonogramowanie wstecz całej sieci przepływu
Nieograniczone harmonogramowanie wstecz całej sieci przepływu
Nieograniczone harmonogramowanie wstecz całej sieci przepływu
CEL obliczenie obcią\
eń i identyfikacja wąskich gardeł
CEL obliczenie obcią\
eń i identyfikacja wąskich gardeł
CEL obliczenie obcią\
eń i identyfikacja wąskich gardeł
Ograniczone harmonogramowanie wstecz sieci niekrytycznej
Ograniczone harmonogramowanie wstecz sieci niekrytycznej
Ograniczone harmonogramowanie wstecz sieci niekrytycznej
Moduł SPLIT
Moduł
Moduł
PODZIAA
SIECI
Moduł SPLIT
ModułSPLIT PODZIAA
SIECI
ModułSPLIT PODZIAA
SIECI
SPLIT
SPLIT
SIEĆ KRYTYCZNA - zasoby krytyczne i występujące po nich
SIEĆ KRYTYCZNA - zasoby krytyczne i występujące po nich
SIEĆ KRYTYCZNA - zasoby krytyczne i występujące po nich
SIEĆ NIEKRYTYCZNA - pozostałe zasoby systemu produkcyjnego
SIEĆ NIEKRYTYCZNA - pozostałe zasoby systemu produkcyjnego
SIEĆ NIEKRYTYCZNA - pozostałe zasoby systemu produkcyjnego
Moduł OPT
Moduł
Moduł
KLUCZOWY MODUA
SYSTEMU
KLUCZOWY MODUA
SYSTEMU
KLUCZOWY MODUA
SYSTEMU
Moduł OPT
ModułOPT
ModułOPT
OPT
OPT
Ograniczone harmonogramowanie w przód sieci krytycznej
Ograniczone harmonogramowanie w przód sieci krytycznej
Ograniczone harmonogramowanie w przód sieci krytycznej
Rys. 9-10. Procedury realizowane przez moduły pakietu programowego OPT
Tajemnicą handlową objęty jest, opracowany przez E. M. Goldratta w 1980 r, zasadniczy
algorytm optymalizacyjny zawarty w module OPT, oraz specyficzne szczegóły procedur
modułu SERVE. W wersji handlowej, oprócz pakietu programowego, system OPT obejmuje
równie\
usługi konsultingowe oraz trening, ułatwiający efektywną jego implementację.
PWr / IOZ
9-14
Tadeusz Zbroja Zarządzanie produkcją i usługami (temat 9)
Firmy wykorzystujące w swej działalności system OPT potwierdzają szereg korzyści
płynących z jego stosowania w praktyce, takich jak:
" uproszczenie techniki harmonogramowania produkcji:
mniej wymaganych danych i szybsze opracowywanie harmonogramów (ok. 25% czasu
potrzebnego w systemie MRP),
mniejsze wymagania kwalifikacyjne u\
ytkowników systemu,
mo\
liwość wprowadzania zmian w harmonogramie w krótkim okresie, umo\
liwiająca
zwiększenie elastyczności planowania i produkcji,
" zmniejszenie zapasów produkcji w toku (o więcej ni\
20%),
" zwiększenie wydajności produkcji (o więcej ni\
10%),
" umo\
liwienie symulacji rozwiązań oraz ich korekty podczas realizacji produkcji,
" znaczne oszczędności finansowe.
Potwierdza to ocenę koncepcji OPT, jako efektywnego systemu zarządzania produkcją dla
przedsiębiorstw funkcjonujących w gospodarce rynkowej.
PWr / IOZ
9-15