Andrzej Iwasiewicz
Ocena ekonomicznej efektywności
systemów operacyjnego sterowania jakością
rys.1
W tablicy 1 przedstawiono wszystkie możliwe konfiguracje rozważanego systemu operacyjnego sterowania jakością. Do opisu struktury tego systemu wykorzystano zero-jedynkową zmienną instrumentalną K. Zmienna ta przyjmuje wartość K = 1, gdy dany podsystem występuje w konkretnej konfiguracji systemu, natomiast wartość K = 0 oznacza jego brak.
Tablica 1
nr |
KOKJ |
KBKJ |
KKKJ |
1 |
1 |
1 |
1 |
2 |
0 |
1 |
1 |
3 |
1 |
0 |
1 |
4 |
1 |
1 |
0 |
5 |
0 |
0 |
1 |
6 |
1 |
0 |
0 |
7 |
0 |
1 |
0 |
8 |
0 |
0 |
0 |
Przy konstruowaniu modelu systemu przyjęto następujące założenia:
Producent może oczekiwać zrealizowania marży tylko wówczas, gdy do sprzedaży kieruje poprawnie wykonaną jednostkę produktu.
Koszty prewencji wliczane są do kosztu własnego, natomiast koszty sterowania operacyjnego i straty na brakach pokrywane są z uzyskanej marży brutto.
Miarą efektu ekonomicznego są koszty i straty generowane przez daną konfigurację systemu.
Miarą poziomu jakości wykonania jest wadliwość (p) .
Podsystem KKJ funkcjonuje w trybie badań wyczerpujących.
Żaden z wyróżnionych podsystemów nie jest obciążony błędami kwalifikacji.
Wadliwe jednostki produktu są nienaprawialne i mogą być tylko złomowane.
znych.
Przy sformułowanych powyżej założeniach ogólny model kosztowy omawianego systemu operacyjnego sterowania jakością przedstawia się następująco:
c(p) = KOKJ cOKJ + KBKJ cBKJ + KKKJ cKKJ + Lcdwp + (1 - L) cdzp - m(1 - p) (1)
przy czym
L = KKKJ (2)
gdzie:
p - wadliwość produktu definiowana jako frakcja lub jako prawdopodobieństwo; p ∈ [0;1],
m - jednostkowa marża brutto,
cOKJ - jednostkowy koszt funkcjonowania podsystemu OKJ,
cBKJ - jednostkowy koszt funkcjonowania podsystemu BKJ,
cKKJ - jednostkowy koszt funkcjonowania podsystemu KKJ,
cdw - jednostkowa strata na brakach wewnętrznych,
cdz - jednostkowa strata na brakach zewnętrznych.
przy czym
cdw = cw + cz (3)
oraz
cdz = cw + cr + cz (4)
gdzie:
cw - jednostkowy koszt własny,
cr - jednostkowy koszt obsługi zwrotnego strumienia reklamacji jakościowych,
cz - jednostkowy koszt złomowania.
c1(p) = 1 cOKJ + 1 cBKJ + 1 cKKJ + 1cdwp + (1 - 1) cdzp - m(1 - p) =
= cOKJ + cBKJ + cKKJ + cdwp - m(1 - p) =
= - m + cOKJ + cBKJ + cKKJ + (cdw + m)p (5)
c2(p) = cBKJ + cKKJ + cdw p - m(1 - p) =
= - m + cBKJ + cKKJ + (cdw + m)p (6)
c3(p) = cOKJ + cKKJ + cdw p - m(1 - p) =
= - m + cOKJ + cKKJ + (cdw + m)p (7)
c4(p) = cOKJ + cBKJ + cdz p - m(1 - p) =
= - m + cOKJ + cBKJ + (cdz + m)p (8)
c5(p) = cKKJ + cdw p - m(1 - p) =
= - m + cKKJ + (cdw + m)p (9)
c6(p) = cOKJ + cdz p - m(1 - p) =
= - m + cOKJ + (cdz + m)p (10)
c7 (p) = cBKJ + cdz p - m(1 - p) =
= - m + cBKJ + (cdz + m)p (11)
c8 (p) = + cdz p - m(1 - p) =
= - m + (cdz + m)p (12)
Występujące w przedstawionych powyżej równaniach jednostkowe koszty funkcjonowania podsystemów OKJ, BKJ i KKJ muszą być oczywiście traktowane jako funkcje rozmiaru działalności przedsiębiorstwa.
cOKJ = COKJ.V / V (13)
w którym COKJ.V oznacza koszt całkowity, wynikający z ewidencji księgowej, odpowiadający rozmiarowi działalności V.
Jeśli przyjąć założenie, że COKJ.V jest liniową funkcją rozmiaru działalności, to omawiana zależność dana jest wzorem
COKJ.V = Cs.OKJ + cu.OKJ V (14)
w którym Cs.OKJ oznacza koszt stały, ponoszony niezależnie od rozmiaru działalności V, natomiast cu.OKJ jest jednostkowym kosztem zmiennym. Łącząc wzory (13) i (14) otrzymujemy następującą zależność
cOKJ = Cs.OKJ / V + cu.OKJ (15)
Powtarzając przedstawione rozumowanie w odniesieniu do podsystemów BKJ i KKJ otrzymujemy następujące równania:
cBKJ = CBKJ.V / V (16)
CBKJ.V = Cs.BKJ + cu.BKJ V (17)
cBKJ = Cs.BKJ / V + cu.BKJ (18)
cKKJ = CKKJ.V / V (19)
CKKJ.V = Cs.KKJ + cu.KKJ V (20)
cKKJ = Cs.KKJ / V + cu.KKJ (21)
Wykorzystując zależności (15), (18) i (21) można dokonać odpowiednich przekształceń wzorów (5) - (11).
c1(p,V) = - m + cOKJ + cBKJ + cKKJ + (cdw + m)p =
= - m + Cs.OKJ / V + cu..OKJ + Cs.BKJ / V + cu..BKJ + Cs.KKJ / V + cu..KKJ + (cdw + m)p =
= - m + (Cs.OKJ + Cs.BKJ + Cs.KKJ )/ V + cu..OKJ + cu..BKJ + cu..KKJ + (cdw + m)p (22)
c2(p,V) = - m + cBKJ + cKKJ + (cdw + m)p =
= - m + Cs.BKJ / V + cu..BKJ + Cs.KKJ / V + cu..KKJ + (cdw + m)p =
= - m + (Cs.BKJ + Cs.KKJ )/ V + cu..BKJ + cu..KKJ + (cdw + m)p (23)
c3(p,V) = - m + cOKJ + cKKJ + (cdw + m)p =
= - m + Cs.OKJ / V + cu..OKJ + Cs.KKJ / V + cu..KKJ + (cdw + m)p =
= - m + (Cs.OKJ + Cs.KKJ )/ V + cu..OKJ + cu..KKJ + (cdw + m)p (24)
c4(p,V) = - m + cOKJ + cBKJ + (cdz+ m)p =
= - m + Cs.OKJ / V + cu..OKJ + Cs.BKJ / V + cu..BKJ + (cdz+ m)p =
= - m + (Cs.OKJ + Cs.BKJ )/ V + cu..OKJ + cu..BKJ + (cdz + m)p (25)
c5(p,V) = - m + cKKJ + (cdw + m)p =
= - m + Cs.KKJ / V + cu..KKJ + (cdw + m)p (26)
c6(p,V) = - m + cOKJ + (cdz+ m)p =
= - m + Cs.OKJ / V + cu..OKJ + (cdz+ m)p (27)
c7(p,V) = - m +cBKJ + (cdz+ m)p =
= - m + Cs.BKJ / V + cu..BKJ + (cdz+ m)p (28)
c8(p,V) = c8(p) = - m + (cdz + m)p (29)
Rozwiązując równania (22) - (28) ze względu na V i p otrzymujemy odpowiednie progi rentowności (V* , p*) systemu operacyjnego sterowania jakością. Wyznaczona w ten sposób wartość V* jest najmniejszym rozmiarem działalności, przy którym zastosowanie danej konfiguracji systemu nie przynosi strat. Rzeczywisty rozmiar działalności (V) powinien więc spełniać nierówność
V > V* (30)
W przypadku wadliwości (p) powinna być natomiast spełniona nierówność
p < p* (31)
albowiem p* jest największą wadliwością, przy której nie występują straty związane z funkcjonowaniem systemu operacyjnego sterowania jakością, o zadanej konfiguracji.
Załóżmy, że uwarunkowania kosztowe, wyrażone w umownych jednostkach pieniężnych, przedstawiają się następująco: Cs.OKJ = 3000, Cs.BKJ = 5000, Cs.KKJ = 2000, cu.OKJ = 1, cu.BKJ = 0.8, cu.KKJ = 1.2. Ustalmy uwagę na konfiguracji 1. Ponieważ w tej konfiguracji systemu KKKJ = 1 (zob. tablica 1), przeto - zgodnie ze wzorami (1) i (2) - wadliwe jednostki produktu generują straty na brakach wewnętrznych (cdw), a ich wysokość wynika ze wzoru (3). Przyjęto cw = 100 i cz= 10. W konsekwencji cdw= cw + cz = 100 + 10 = 110. Przyjęto też, że m = 20. Przy takich uwarunkowaniach numerycznych wzór (22) przyjmuje postać:
c1(p,V) = -17 + 10000/V + 130p (22.1)
Tablica 2
|
p |
||||
V |
0 |
0.01 |
0.05 |
0.10 |
0.20 |
100 |
83.00 |
84.30 |
89.50 |
98.00 |
109.00 |
500 |
3.00 |
4.30 |
9.50 |
16.00 |
29.00 |
1000 |
-7.00 |
-5.70 |
-0.50 |
6.00 |
19.00 |
2000 |
-12.00 |
-10.70 |
-5.50 |
1.00 |
14.00 |
5000 |
-15.00 |
-13.70 |
-8.50 |
-2.00 |
11.00 |
10000 |
-16.00 |
-14.70 |
-9.50 |
-3.00 |
10.00 |
20000 |
-16.50 |
-15.20 |
-10.00 |
-3.50 |
9.50 |
30000 |
-16.67 |
-15.37 |
-10.17 |
-3.67 |
9.33 |
100000 |
-16.90 |
-15.60 |
-10.40 |
-3.90 |
9.10 |
Potraktujmy obecnie wadliwość (p) jako parametr funkcji (22.1) i załóżmy, że producent osiąga poprodukcyjną wadliwość p = 0.01 (1%). W takiej sytuacji równanie (22.1) przybiera postać
c1(V; p = 0.01) = -17 + 10000/V + 130 * 0.01 =
= -15.7 + 10000/V (22.2)
Rozwiązując to równanie ze względu na V uzyskujemy poszukiwaną wartość V*. Mamy mianowicie:
-15.7 + 10000/V = 0
a stąd
V* = 10000/15.7 = 636.94
Tak więc w rozważanej sytuacji (przy p = 0.01) dopiero wówczas gdy V > V* = 636.94 system sterowania jakością skonfigurowany według modelu 1 (zob. tablica 1) jest rentowny. Załóżmy obecnie że rozmiar działalności jest ustabilizowany na poziomie V = 5000 jednostek, a poszukiwana jest największa wadliwość (p*), przy której ma jeszcze sens utrzymywanie systemu sterowania w formie odpowiadającej konfiguracji 1 (zob. tablica 1). Równanie (22.1) zapiszemy obecnie następująco:
c1(p; V = 5000) = -17 + 10000/5000 + 130p =
= -13.70 (22.3)
Wynika stąd bezpośrednio, że
p* = 15/30 = 0.1154 (11.54%)
Oznacza to, że dopiero wówczas gdy rzeczywista wadliwość (p) strumienia produktu generowanego przez agregat produkcyjny przekroczy 11.54% zastosowana konfiguracja systemu sterowania jakością staje się nieefektywna ekonomicznie.
Model systemu operacyjnego sterowania jakością (1) można wykorzystać do analiz porównawczych różnych konfiguracji tego systemu, przedstawionych w tablicy 1. Wnioski wynikające z tych analiz dają podstawę do ekonomicznej racjonalizacji systemu, polegającej na wyborze takiej jego konfiguracji, która - przy danych uwarunkowaniach wewnętrznych i zewnętrznych - zapewnia najwyższą ekonomiczną efektywność systemu . W celu wyjaśnienia tych problemów powróćmy do prezentowanego powyżej przykładu numerycznego. Załóżmy, że producent dysponuje systemem o konfiguracji 1 (zob. tablica 1), przy czym V = 5000 i p = 0.01 (1%). Podstawiając te wartości do wzoru (22.1) otrzymujemy:
c1(p = 0.01; V = 5000) = -20 + 3 + 10000/5000 + 130 * 0.01 =
= -13.70 (22.4)
Oznacza to, że operacyjne sterowanie jakością pochłania 20 - 13.70 = 6.30, czyli 630/20 = 31.50% jednostkowej marży brutto.
Załóżmy, że uzyskany wynik nie satysfakcjonuje producenta. Chce on tak skonfigurować swój system operacyjnego sterowania jakością, by polepszyć jego ekonomiczną efektywność. W tym celu postanowił on usunąć z systemu podsystem OKJ, czyli zamiast konfiguracji 1 chce on zastosować konfigurację 2 (zob. tablica 1). Uwarunkowania kosztowe pozostają niezmienione. Niezmieniona pozostaje też jednostkowa marża brutto (m = 20). Likwidacja podsystemu OKJ prowadzi do wzrostu wadliwości poprodukcyjnej. Załóżmy, utrzymuje się ona obecnie na poziomie p = 0.05 (5%).
Podstawiając odpowiednie wartości do wzoru (23) otrzymujemy:
c2(p = 0.05; V = 5000) = -20 + 2 + 7000/5000 + 130 * 0.05 =
= -10.10 (23.1)
Wynika stąd bezpośrednio, że zastosowanie konfiguracji 5 jest rozwiązaniem gorszym niż dotychczasowe, albowiem pochłania 20 - 10.10 = 9.90, czyli 990/20 = 49.50% jednostkowej marży brutto.
Załóżmy, że w kolejnym etapie dążenia do zracjonalizowania swojego systemu operacyjnego sterowania jakością producent postanowił zastosować konfigurację 4, a więc z posiadanego systemu postanowił on wyeliminować podsystem KKJ pozostawiając bez zmian pozostałe jego elementy. Do obliczenia efektu ekonomicznego należy obecnie zastosować wzór (25). Podstawiając wartości liczbowe do tego wzoru otrzymujemy:
c4(p = 0.01; V = 5000) = -20 + 1.8 + 8000/5000 + 210 * 0.01 =
= -14.50 (25.1)
Ta konfiguracja jest wyraźnie lepsza niż dotychczasowa. Mamy wszak: 20 - 14.50 = 5.50, a to oznacza, że funkcjonowanie systemu w konfiguracji 4 pochłania 550/20 = 27.50% uzyskiwanej marży brutto. Na uwagę zasługuje fakt, iż w rozważanej konfiguracji systemu jednostki wadliwe generują straty na brakach zewnętrznych.
Model systemu operacyjnego sterowania jakością (1) można też wykorzystać do bardziej złożonych analiz symulacyjnych. Szczególnie interesujące wydają się być badania, w których uchylone zostanie przyjęte powyżej założenie, że procedury badawcze stosowane w poszczególnych podsystemach (OKJ,BKJ,KKJ) nie są obciążone błędami kwalifikacji i wykazują pełną sprawność diagnostyczną.
1-6
3
KKJ
ODB
BKJ
AP
OAP
MJ
OKJ
2
3
4
8
1
1'
5'
2'
11
13
12
9
10
6
5
7