Tadeusz Zbroja

Zarz

ą

dzanie produkcj

ą

i usługami (temat 9)

PWr / IOZ

9-1

9. KONCEPCJA ZARZ

Ą

DZANIA W

Ą

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 możliwościami 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/TOC

1

.

Koncepcja OPT (akronim: Optimized Production Technology - technologia optymalnej

produkcji) jest stosunkowo nowym, opracowanym początkowo w Izraelu w latach 70-tych,

a wdrożonym po raz pierwszy w USA w roku 1979, komputerowym systemem planowania

i sterowania produkcją, umożliwiającym harmonogramowanie przebiegu zadań w połączeniu

z bilansowaniem zdolności produkcyjnej (Finite Scheduling). Powstanie koncepcji to w dużej

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 założenia OPT w tzw. teorię ograniczeń (Theory of Constraints - TOC).

Teoria ta prowadzi do pewnej ogólnej filozofii produkcji, zbliżonej 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 sprzedaży, 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 może, podobnie jak JIT, stanowić rozwiązanie

autonomiczne bądź komplementarne z systemem MRP/MRPII.

Tadeusz Zbroja

Zarz

ą

dzanie produkcj

ą

i usługami (temat 9)

PWr / IOZ

9-2

obejmującego każdy aspekt działalności dowolnej organizacji. Charakter opisanego rozwoju

koncepcji zilustrowano na rys. 9-1.

OPT - technologia optymalnej produkcji

(Optimizeded Production Technology)

TOC - teoria ogranicze

ń

(Theory of Constraints)

SM

- synchroniczne wytwarzanie (Synchronous Manufacturing)

CM

- zarz

ą

dzanie ograniczeniami (Constraints Management)

1970

2000

1980

1990

OPT

TOC

CM

SM

Zarz

ą

dzanie produkcj

ą

Zarz

ą

dzanie organizacj

ą

(wytwórcz

ą

, handlow

ą

, usługow

ą

)

OPT - technologia optymalnej produkcji

(Optimizeded Production Technology)

TOC - teoria ogranicze

ń

(Theory of Constraints)

SM

- synchroniczne wytwarzanie (Synchronous Manufacturing)

CM

- zarz

ą

dzanie ograniczeniami (Constraints Management)

1970

2000

1980

1990

OPT

TOC

CM

SM

Zarz

ą

dzanie produkcj

ą

Zarz

ą

dzanie organizacj

ą

(wytwórcz

ą

, handlow

ą

, usługow

ą

)

1970

2000

1980

1990

1970

2000

1980

1990

OPT

TOC

CM

SM

Zarz

ą

dzanie produkcj

ą

Zarz

ą

dzanie organizacj

ą

(wytwórcz

ą

, handlow

ą

, usługow

ą

)

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

wdrażania pakietu programowego OPT.

FILOZOFIA TOC

Cele TOC

Zasady OPT

Zasady TOC

PAKIET PROGRAMOWY OPT

Komputerowy system

planowania i sterowania

produkcj

ą

+

Rys. 9-2. Komponenty teorii ograniczeń TOC

System OPT jest efektywny, a jednocześnie kontrowersyjny z powodu braku pełnych danych

dotyczących istoty jego funkcjonowania. Informacja źródłowa 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

Tadeusz Zbroja

Zarz

ą

dzanie produkcj

ą

i usługami (temat 9)

PWr / IOZ

9-3

ich działania. W konsekwencji utrudnia to analizę porównawczą jego osiągnięć z systemami

opartymi na innych koncepcjach.

9.2 Cele przedsi

ę

biorstwa 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 może być reprezentowany przez trzy mierniki ekonomicznego wymiaru celów

przedsiębiorstwa, umożliwiające ocenę jego kondycji finansowej:

•

zysk netto (Net profit),

•

zwrot nakładów (Return on investment),

•

przepływ kapitału (Cash flow).

Jeżeli przedsiębiorstwo podejmuje działania umożliwiające przyrost każdego 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, niż w konwencjonalnym rozumieniu, sposób.

1.

Wydajność (przepustowość) - tempo, w którym system wytwórcy generuje pieniądze

poprzez sprzedaż swoich produktów. W sensie TOC wydajność przestaje mieć charakter

miernika produkcyjnego, lecz finansowego i odnoszona jest do tempa efektywnie

realizowanej sprzedaży.

2.

Zapasy - pieniądze zamrożone w surowcach i elementach z zakupu, produkcji w toku i

nie sprzedanych wyrobach - czyli pieniądze zamrożone, nie przetworzone jeszcze

w pieniądze uzyskane ze sprzedaży wyrobów gotowych.

3.

Koszty operacyjne - pieniądze wydatkowane na przetworzenie zapasów w produkty

sprzedaży (koszt robocizny, narzutów, podatków itp.). Pieniądze te muszą być odzyskane

ze sprzedaży wyrobów gotowych.

2

W dalszej części przy nazywaniu koncepcji używane będzie przede wszystkim pojęcie teorii ograniczeń TOC,

jako ogólnego rezultatu jej rozwoju w zakresie zarządzania produkcją.

Tadeusz Zbroja

Zarz

ą

dzanie produkcj

ą

i usługami (temat 9)

PWr / IOZ

9-4

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.

WYDAJNO

ŚĆ

WYDAJNO

ŚĆ

ZAPASY

ZAPASY

KOSZTY OPERACYJNE

KOSZTY OPERACYJNE

ZYSK NETTO

ZYSK NETTO

ZWROT NAKŁADÓW

ZWROT NAKŁADÓW

PRZEPŁYW KAPITAŁU

PRZEPŁYW KAPITAŁU

WYDAJNO

ŚĆ

WYDAJNO

ŚĆ

ZAPASY

ZAPASY

KOSZTY OPERACYJNE

KOSZTY OPERACYJNE

ZYSK NETTO

ZYSK NETTO

ZWROT NAKŁADÓW

ZWROT NAKŁADÓW

PRZEPŁYW KAPITAŁU

PRZEPŁYW KAPITAŁU

Rys. 9-3. Efekty zmian mierników finansowych przy zmianach mierników operacyjnych

Przedstawione na rys. 9-3 kierunki oddziaływania mierników operacyjnych wskazują,

ż

e celem zarządzania produkcją w podejściu TOC jest maksymalizacja tempa sprzedaży 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 podej

ś

cia TOC

Jak już wspomniano na wstępie, kluczowym wyróżnikiem teorii ograniczeń TOC jest

koncentracja uwagi na zasobach krytycznych (wąskich gardłach). Przy dynamicznie

zmiennym rynku koncepcja TOC akceptuje istnienie fabryki „niezrównoważonej” w bilansie

obciążenia zdolności produkcyjnej, tj. takiej, gdzie pewne zasoby mają relatywnie mniejszą

zdolność wytwórczą niż 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, że zarządzanie wąskimi gardłami jest kluczem do

osiągnięcia sukcesu; ogólna wydajność systemu może być maksymalizowana, a zapasy

redukowane. E.M. Goldratt utrzymuje, że efekty OPT mogą być lepsze i osiągane w krótszym

czasie niż w podejściach alternatywnych.

Tadeusz Zbroja

Zarz

ą

dzanie produkcj

ą

i usługami (temat 9)

PWr / IOZ

9-5

9.3.1 W

ą

skie gardła i zasoby niekrytyczne

Celem opisu teorii ograniczeń należy zdefiniować pojęcie ograniczenia. Ograniczeniem

można określić coś, co uniemożliwia systemowi osiągnięcie wyższej wydajności w dążeniu

do realizacji jakiegoś celu. Taka definicja wskazuje na szerszy obszar zastosowań teorii

ograniczeń, niż 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 możliwości wytwórczych tych

produktów w przedsiębiorstwie.

2.

Ograniczenia wewnętrzne – zasobów (Internal Resources Constraints).

Występują, gdy popyt rynku na produkty jest większy od możliwości 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 wyróżnia cztery podstawowe, przedstawione na rys. 9-4.

A

B

RELACJA I

RELACJA II

A

B

C

RELACJA III

A

B

RELACJA IV

A

B

w

ą

skie gardło

A

C

B

zasoby

niekrytyczne

A

B

RELACJA I

RELACJA II

A

B

C

RELACJA III

A

B

RELACJA IV

A

B

w

ą

skie gardło

A

C

B

zasoby

niekrytyczne

Rys. 9-4. Relacje między wąskimi gardłami i zasobami niekrytycznymi w koncepcji TOC

Tadeusz Zbroja

Zarz

ą

dzanie produkcj

ą

i usługami (temat 9)

PWr / IOZ

9-6

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 montażowa). Ostatnia, relacja IV, ilustruje sytuację

zasilania przez wąskie gardło i zasób niekrytyczny niezależnych popytów rynkowych.

9.3.2 Podstawowe zasady teorii ogranicze

ń

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).

Zidentyfikuj ograniczenie systemu

1

Zdecyduj, w jako sposób najlepiej wykorzysta

ć

ograniczenie

Wszystkie inne decyzje podporz

ą

dkuj decyzji 2

Znie

ś

ograniczenie (zwi

ę

ksz wydajno

ść

systemu)

Je

ż

eli w kroku 4 wyeliminowałe

ś

ograniczenie, wró

ć

do kroku 1.

Nie pozwól, aby bezwładno

ść

(inercja) stała si

ę

ograniczeniem

2

3

4

5

Zidentyfikuj ograniczenie systemu

1

Zdecyduj, w jaki sposób najlepiej wykorzysta

ć

ograniczenie

Wszystkie inne decyzje podporz

ą

dkuj decyzji 2

Znie

ś

ograniczenie (zwi

ę

ksz wydajno

ść

systemu)

Je

ż

eli w kroku 4 wyeliminowałe

ś

ograniczenie, wró

ć

do kroku 1.

Nie pozwól, aby bezwładno

ść

(inercja) stała si

ę

ograniczeniem

2

3

4

5

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.)

Tadeusz Zbroja

Zarz

ą

dzanie produkcj

ą

i usługami (temat 9)

PWr / IOZ

9-7

Zasada 5 (krok 5) uniemożliwia zakończenie procesu doskonalenia, jeżeli w wyniku

realizacji kroku 4 pojawią się nowe ograniczenia (zarówno wewnętrzne jak i zewnętrzne).

9.3.3 Podstawowe zasady OPT

W swych założeniach 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, że konwencjonalne

założenia planowania przepływu produkcji, zakładające w większości stały normatywny

poziom tych parametrów, stanowią główną przyczynę skromnych osiągnięć w wytwarzaniu.

Założenia koncepcji skondensowano w zbiór 10 zasad przedstawionych w tab. 1. Pierwsze

osiem dotyczy kształtowania harmonogramów produkcji, zgodnych z przyjętymi założeniami

koncepcji. Zadaniem pozostałych dwóch (o charakterze prewencyjnym) jest czuwanie nad

konsekwentną ich realizacją w fazie sterowania.

Tabela 9-1 Podstawowe zasady OPT

1. Poziom wykorzystania zasobu niekrytycznego nie jest zdeterminowany przez

jego własny potencjał, ale przez inne ograniczenie w systemie

2. Wykorzystanie i aktywno

ść

zasobu nie s

ą

synonimami

3. Godzina stracona na w

ą

skim gardle jest godzin

ą

stracon

ą

dla całego systemu

4. Godzina zaoszcz

ę

dzona na zasobie niekrytycznym jest złudzeniem (mira

ż

em)

5. Partia produkcyjna powinna by

ć

zmienna, nie stała

6. Partia transportowa nie musi, a cz

ę

sto nie powinna by

ć

równa produkcyjnej

7. W

ą

skie gardła decyduj

ą

o wydajno

ś

ci systemu i zapasach w systemie

8. Harmonogramy powinny by

ć

ustalane przez badanie wszystkich ogranicze

ń

jednocze

ś

nie

FAZA HARMONOGRAMOWANIA

9. Bilansuj przepływ produkcji, a nie zdolno

ść

produkcyjn

ą

10. MOTTO. Suma optimów lokalnych nie stanowi optimum globalnego systemu

FAZA MONITOROWANIA (STEROWANIA)

1. Poziom wykorzystania zasobu niekrytycznego nie jest zdeterminowany przez

jego własny potencjał, ale przez inne ograniczenie w systemie

2. Wykorzystanie i aktywno

ść

zasobu nie s

ą

synonimami

3. Godzina stracona na w

ą

skim gardle jest godzin

ą

stracon

ą

dla całego systemu

4. Godzina zaoszcz

ę

dzona na zasobie niekrytycznym jest złudzeniem (mira

ż

em)

5. Partia produkcyjna powinna by

ć

zmienna, nie stała

6. Partia transportowa nie musi, a cz

ę

sto nie powinna by

ć

równa produkcyjnej

7. W

ą

skie gardła decyduj

ą

o wydajno

ś

ci systemu i zapasach w systemie

8. Harmonogramy powinny by

ć

ustalane przez badanie wszystkich ogranicze

ń

jednocze

ś

nie

FAZA HARMONOGRAMOWANIA

9. Bilansuj przepływ produkcji, a nie zdolno

ść

produkcyjn

ą

10. MOTTO. Suma optimów lokalnych nie stanowi optimum globalnego systemu

FAZA MONITOROWANIA (STEROWANIA)

Przeprowadzona dalej krótka charakterystyka zawartych w tabeli 1 zasad odwołuje się do

podstawowych relacji między wąskimi gardłami a zasobami niekrytycznymi (rys. 9-4).

Tadeusz Zbroja

Zarz

ą

dzanie produkcj

ą

i usługami (temat 9)

PWr / IOZ

9-8

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 niż 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, gdyż 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.

Jeżeli np. w relacji III wąskie gardło A (obciążone w 100%) ma godzinny przestój, nastąpi

przerwanie dopływu produkcji do dalszych faz procesu wytwórczego (montaż w komórce C),

co spowoduje, niemożliwą 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 (mirażem).

Jeżeli np. w relacji III w komórce montażowej C, drogą usprawnień nastąpi zaoszczędzenie

czasu pracy, nie przyniesie to żadnych 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 rozważnej 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 różnicowanie wielkości partii produkcyjnych. Duże partie powinny

być planowane przede wszystkim dla wąskich gardeł, celem zminimalizowania łącznego

Tadeusz Zbroja

Zarz

ą

dzanie produkcj

ą

i usługami (temat 9)

PWr / IOZ

9-9

czasu przezbrojeń, a w rezultacie zwiększenia czasu efektywnej produkcji i przepustowości

całego systemu wytwórczego. W przypadku zasobów niekrytycznych sytuacja jest odmienna.

Nadwyżki zdolności produkcyjnej pozwalają na częstsze przezbrojenia i produkcję w małych

partiach, umożliwiających usprawnienie przepływu produkcji według zasad JIT i zwiększenie

ciągłości zasilania wąskich gardeł. Jeżeli np. w relacji II komórka B produkuje w dużych

partiach, wówczas wąskie gardło A może 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 rozróżnienia partii produkcyjnych i transportowych ma również na celu usprawnienie

przepływu produkcji. Jeżeli np. w relacji II komórka B jest zmuszona do produkcji w dużych

partiach produkcyjnych, sposobem na uniknięcie przestojów w wąskim gardle A jest ich

podział na mniejsze jednostki transportowe, umożliwiający 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, b

ę

ben)

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 obciążenie zasobów

krytycznych. Stąd zasoby krytyczne ustalają tempo pracy dla innych, celem dostosowania ich

do własnego, które staje się tempem pracy całego procesu wytwórczego.

Tadeusz Zbroja

Zarz

ą

dzanie produkcj

ą

i usługami (temat 9)

PWr / IOZ

9-10

B - Buffer (bufor bezpieczeństwa).

Koncepcja OPT dopuszcza kształtowanie buforów bezpieczeństwa, kompensujących skutki

oddziaływania różnego rodzaju zakłóceń w przebiegu procesu. Planowane bufory mogą

przybierać postać buforów ilościowych bądź 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 możliwości zatrzymania procesów montażowych

zespołów i produktów finalnych (a zatem ich efektywnej sprzedaży) 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 możliwego wzrostu popytu.

R - Rope (lina).

Strategia JIT stosuje analogię „liny” dla ilustracji funkcjonowania ssącego systemu (pull)

w organizacji sterowania przepływem produkcji. Analogia ta jest również wykorzystywana

w koncepcji OPT dla powiązań zasobów systemu w procesie produkcyjnym (rys. 9-6).

A

Zamówienia

Bufor czasowy

Bufor ilo

ś

ciowy

A

Zamówienia

A

Zamówienia

Bufor czasowy

Bufor ilo

ś

ciowy

Bufor czasowy

Bufor ilo

ś

ciowy

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.

Możliwość 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.

Tadeusz Zbroja

Zarz

ą

dzanie produkcj

ą

i usługami (temat 9)

PWr / IOZ

9-11

W przypadku braku wąskich gardeł cały system wytwórczy ma możliwość produkcji

przewyższającej popyt rynku. W takiej sytuacji koncepcja OPT zakłada występowanie dwóch

lin: jedna z magazynu wyrobów gotowych (potrzeby rynku) do zasobu najbardziej

obciążonego (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, złożoność technologii, czasy trwania operacji, dostępność zasobów

i oprzyrządowania, planowane opóźnienia, 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 (równoważeniu) przepływu produkcji przez system, a nie na równoważeniu

obciążenia zdolności produkcyjnej. Należy skoncentrować się na utrzymaniu wyrównanego

(zgodnego z tempem narzucanym przez wąskie gardło) ciągłego przepływu materiałów przez

komórki produkcyjne, a nie na zapewnieniu ich pełnego obciążenia pracą.

ZASADA 10 (motto). Suma optimów lokalnych nie stanowi optimum globalnego systemu

Zasada podsumowująca istotę założeń OPT. Stanowi dewizę mówiącą, że przedsiębiorstwo,

gdzie wszyscy starają się być najbardziej aktywni i obciążeni 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,

ż

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”,

Tadeusz Zbroja

Zarz

ą

dzanie produkcj

ą

i usługami (temat 9)

PWr / IOZ

9-12

•

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”.

System

„wyciskaj

ą

cy”

(SQUEEZE)

CZŁON PLANISTYCZNO-STERUJ

Ą

CY

Potrzeby

Przepływ materiałów

Przepływ informacji

Plan w

ą

skiego gardła

DOSTAWCY

Produkcja

elementów

Monta

ż

zespołów

Monta

ż

zespołów

ODBIORCY

Zaopatrzenie

SSANIE (pull)

Monta

ż

finalny

PCHANIE (push)

System

„wyciskaj

ą

cy”

(SQUEEZE)

CZŁON PLANISTYCZNO-STERUJ

Ą

CY

Potrzeby

Przepływ materiałów

Przepływ informacji

Plan w

ą

skiego gardła

DOSTAWCY

Produkcja

elementów

Monta

ż

zespołów

Monta

ż

zespołów

ODBIORCY

Zaopatrzenie

SSANIE (pull)

Monta

ż

finalny

PCHANIE (push)

CZŁON PLANISTYCZNO-STERUJ

Ą

CY

Potrzeby

Potrzeby

Przepływ materiałów

Przepływ informacji

Przepływ materiałów

Przepływ materiałów

Przepływ informacji

Przepływ informacji

Plan w

ą

skiego gardła

DOSTAWCY

Produkcja

elementów

Monta

ż

zespołów

Monta

ż

zespołów

ODBIORCY

Zaopatrzenie

SSANIE (pull)

Monta

ż

finalny

PCHANIE (push)

Rys. 9-7. Sterowanie przepływem produkcji w koncepcji OPT

9.4 Pakiet programowy OPT

Strukturę komputerowego systemu harmonogramowania OPT przedstawia rys. 9-8.

Moduł BUILDNET

Moduł BUILDNET

Sie

ć

wyrobu

Opis zasobów

Moduł SERVE

Moduł SERVE

Moduł SPLIT

Moduł SPLIT

Sie

ć

niekrytyczna

Moduł SERVE

Moduł SERVE

Sie

ć

krytyczna

Moduł OPT

Moduł OPT

Harmonogram

ko

ń

cowy

Harmonogram

ko

ń

cowy

Raport obci

ąż

e

ń

Dane o zasobach

i zdolno

ś

ciach

produkcyjnych

Dane o produktach

i procesach

cykl iteracji

Moduł BUILDNET

Moduł BUILDNET

Sie

ć

wyrobu

Opis zasobów

Moduł SERVE

Moduł SERVE

Moduł SPLIT

Moduł SPLIT

Sie

ć

niekrytyczna

Moduł SERVE

Moduł SERVE

Sie

ć

krytyczna

Moduł OPT

Moduł OPT

Harmonogram

ko

ń

cowy

Harmonogram

ko

ń

cowy

Raport obci

ąż

e

ń

Dane o zasobach

i zdolno

ś

ciach

produkcyjnych

Dane o produktach

i procesach

cykl iteracji

Rys. 9-8. Pakiet programowy OPT

Tadeusz Zbroja

Zarz

ą

dzanie produkcj

ą

i usługami (temat 9)

PWr / IOZ

9-13

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.

MONTA

ś

Prognozy

Zamówienia

PRODUKCJA

ELEMENTÓW

SUROWCE

Monta

ż

zespołu

Monta

ż

zespołu

A

Monta

ż

finalny

Sie

ć

krytyczna

Sie

ć

niekrytyczna

W

ą

skie gardło

MONTA

ś

Prognozy

Zamówienia

PRODUKCJA

ELEMENTÓW

SUROWCE

Monta

ż

zespołu

Monta

ż

zespołu

A

Monta

ż

finalny

Monta

ż

zespołu

Monta

ż

zespołu

A

Monta

ż

finalny

Monta

ż

zespołu

Monta

ż

zespołu

A

Monta

ż

finalny

Sie

ć

krytyczna

Sie

ć

niekrytyczna

W

ą

skie gardło

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 obciążenia 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

Tadeusz Zbroja

Zarz

ą

dzanie produkcj

ą

i usługami (temat 9)

PWr / IOZ

9-14

harmonogramowane przy stosowaniu „obciążania 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.

Jeżeli 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

użytkownika wynosi w praktyce od 5 do 6. Opisaną logikę postępowania w systemie OPT

przedstawiono na rys. 9-10.

Tworzenie modelu systemu produkcji (diagram sieci przepływu)

Moduł BUILDNET

Moduł BUILDNET

BUDOWA SIECI

Nieograniczone harmonogramowanie wstecz całej sieci przepływu

CEL

→

obliczenie obci

ąż

e

ń

i identyfikacja w

ą

skich gardeł

Ograniczone harmonogramowanie wstecz sieci niekrytycznej

Moduł SERVE

Moduł SERVE

OBSŁUGA SIECI

SIE

Ć

KRYTYCZNA

- zasoby krytyczne i wyst

ę

puj

ą

ce po nich

SIE

Ć

NIEKRYTYCZNA - pozostałe zasoby systemu produkcyjnego

Moduł SPLIT

Moduł SPLIT

PODZIAŁ SIECI

Ograniczone harmonogramowanie w przód sieci krytycznej

Moduł OPT

Moduł OPT

KLUCZOWY MODUŁ SYSTEMU

Tworzenie modelu systemu produkcji (diagram sieci przepływu)

Moduł BUILDNET

Moduł BUILDNET

BUDOWA SIECI

Tworzenie modelu systemu produkcji (diagram sieci przepływu)

Moduł BUILDNET

Moduł BUILDNET

BUDOWA SIECI

Nieograniczone harmonogramowanie wstecz całej sieci przepływu

CEL

→

obliczenie obci

ąż

e

ń

i identyfikacja w

ą

skich gardeł

Ograniczone harmonogramowanie wstecz sieci niekrytycznej

Moduł SERVE

Moduł SERVE

OBSŁUGA SIECI

Nieograniczone harmonogramowanie wstecz całej sieci przepływu

CEL

→

obliczenie obci

ąż

e

ń

i identyfikacja w

ą

skich gardeł

Ograniczone harmonogramowanie wstecz sieci niekrytycznej

Moduł SERVE

Moduł SERVE

OBSŁUGA SIECI

SIE

Ć

KRYTYCZNA

- zasoby krytyczne i wyst

ę

puj

ą

ce po nich

SIE

Ć

NIEKRYTYCZNA - pozostałe zasoby systemu produkcyjnego

Moduł SPLIT

Moduł SPLIT

PODZIAŁ SIECI

SIE

Ć

KRYTYCZNA

- zasoby krytyczne i wyst

ę

puj

ą

ce po nich

SIE

Ć

NIEKRYTYCZNA - pozostałe zasoby systemu produkcyjnego

Moduł SPLIT

Moduł SPLIT

PODZIAŁ SIECI

Ograniczone harmonogramowanie w przód sieci krytycznej

Moduł OPT

Moduł OPT

KLUCZOWY MODUŁ SYSTEMU

Ograniczone harmonogramowanie w przód sieci krytycznej

Moduł OPT

Moduł OPT

KLUCZOWY MODUŁ SYSTEMU

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

również usługi konsultingowe oraz trening, ułatwiający efektywną jego implementację.

Tadeusz Zbroja

Zarz

ą

dzanie produkcj

ą

i usługami (temat 9)

PWr / IOZ

9-15

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 użytkowników systemu,

możliwość wprowadzania zmian w harmonogramie w krótkim okresie,

umożliwiająca zwiększenie elastyczności planowania i produkcji,

•

zmniejszenie zapasów produkcji w toku (o więcej niż 20%),

•

zwiększenie wydajności produkcji (o więcej niż 10%),

•

umożliwienie 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.