Концепции Лин: видение науки и практики повышения эффективности

Существует значительный разрыв между описаниями Lean (Лин), используемыми практиками отрасли, и различными научными исследованиями, которые изучали теорию и применение Лин. Существует также разрыв между прикладными исследованиями в области Лин и фундаментальными исследованиями в области математики, физики и социальных наук. В результате практика Лин основана в основном на методе проб и ошибок, в то время как потенциально ценные результаты исследований остаются неиспользованными в архивных журналах. В данной статье предпринята попытка восполнить эти пробелы, описав четыре «Концепции Лин», каждая из которых ориентирована на практическую перспективу и основывается на различных концептуальных исследованиях. Мы надеемся, что эта концепция станет полезной для обучения и внедрения Лин, а также послужит стимулом для научных исследований, имеющих отношение к продвижению практики Лин.

Ключевые слова
эффективность, Лин

Что такое Лин?

Термин «Лин» был введен Крафчиком (1988) и популяризирован Вумаком, Джонсом и Роосом (1991). Но, несмотря на неоспоримый успех бренда, Лин на самом деле является устаревшим названием для очень старой концепции. Начнем с того, что термин «Лин» был явно заимствован из производственной системы Toyota (TPS).

Действительно, в первоначальных описаниях Лин оно приравнивалось к TPS. В основополагающей книге о Лин «Машина, изменившая мир» утверждается, что «Toyota полностью разработала принципы Лин к началу 1960-х годов» (Womack et al., 1991, с. 68). Первая статья о TPS на английском языке появилась в конце 1970-х годов (Сугимори, Кусуноки, Чо и Учикава, 1977), но только в 1980-х годах описания TPS в популярных книгах вызвали настоящий интерес (Холл, 1983; Шонбергер, 1982). К 1990-м годам они были освоены, и лейбл Лин начал продвигать применение TPS за пределами автомобильной промышленности. Это привело к расширению определения и инструментов Лин до такой степени, что теперь TPS считается Лин, но не все реализации Лин считаются TPS.

Так же, как Лин было основано на TPS, TPS была основана на более ранней системе, внедренной в Ford (Ford, 1922). Производственная система Ford произвела революцию в производстве, внедрив движущуюся производственную линию для производства сложных изделий, таких как автомобили. Это также позволило сфокусировать внимание на эффективном, без потерь потоке, который остается в центре внимания TPS и бережливых систем. Система здравоохранения Генри Форда по-прежнему использует название «Производственная система Генри Форда» для своей коллекции практик, которые включают в себя Канбан, систему «точно в срок», стандартизированную работу и другие инструменты прямо из TPS (Zarbo & D’Angelo, 2006).

Конечно, Форд тоже не создавал свою систему с нуля. Передвижные сборочные линии существовали еще до того, как в 1913 году завод в Хайленд-Парке начал использовать их для производства автомобилей Model T. Методы повышения эффективности в менеджменте можно проследить в движении за научным менеджментом на рубеже 20-го века, в американской системе производства в 19-м веке, в (Первой) Промышленной революции в 18 веке, европейской научной революции в 16 и 17 веках, инженерных и производственных инновациях в Китае в течение первого тысячелетия и, по крайней мере, до начала строительства египетских пирамид, начавшегося до 2500 года до нашей эры. С тех пор как люди начали производить товары и услуги, эффективное использование ресурсов было приоритетом.

Тот факт, что Лин не является чем-то новым, не умаляет его важности. Повышение эффективности повышает производительность, что, в свою очередь, повышает уровень жизни. Следовательно, не будет преувеличением сказать, что эффективность, цель Лин, играет центральную роль в улучшении условий жизни людей.

Но что именно это такое? Lean Enterprise Institute определяет основную идею Лин как «максимизацию потребительской ценности при минимизации потерь». Это определение привлекательно простое, но совершенно бесполезное для внедрения или исследовательских целей. Список инструментов, связанных с Лин и TPS (например, Канбан, 5S, кайдзен, андон, дзидока и т.д.), содержит много полезных идей, но также не имеет единого определения.

Чтобы дать рабочее определение (на самом деле, несколько определений) Лин, которое послужит нашей цели – сократить разрыв между исследованиями и практикой, мы начнем с трех замечаний:

1. История Лин началась не с Toyota. Возможно, Лин изначально было общим названием для TPS, но его корни уходят далеко за пределы TPS, а его применение выходит далеко за рамки TPS. Ограничение Лин философией или практикой Toyota является произвольно узким и не соответствует нашим целям.

2. Есть разница между названием и термином. Название – это просто название, которое можно использовать как угодно, но термин требует определения. В мире практической деятельности Лин обычно используется как название, которое может относиться скорее к набору практик, почти религиозному обязательству по сокращению потерь или просто к эффективному управлению операциями, чем к четко определенному термину. Хотя такое использование является крайне неточным с точки зрения ученого, названия могут быть полезны на практике.

Производственная система Генри Форда, Мичиганская система качества и бизнес-система Danaher – это примеры названий для коллекций идей и практик, которые не имеют жестких границ или определений, но служат для концентрации и мотивации деятельности внутри организации.

Однако, поскольку на практике термин «Лин» используется в широком смысле, ученые, которые пытаются использовать его в качестве термина, обычно ведут себя расплывчато (когда им не удается дать определение Лин) или непоследовательно (когда они дают, а затем берутся за все работы, которые противоречат их определению).

3. Все модели неверны, но некоторые из них полезны. Этот афоризм, который обычно приписывают статистику Джорджу Боксу, предлагает выход из ловушки неопределенности и непоследовательности. Если мы признаем реальность того, что любая концептуальная основа, включая статистическую механику, теорию эволюции и всю дисциплину операционного менеджмента, является упрощением реальности и, следовательно, «неправильной», мы можем принять прагматичный взгляд на любое определение Лин, которое улучшает практику или углубляет наше понимание того, как повышать эффективность практики – это хорошо.

Имея это в виду, мы сначала опишем то, что, по нашему мнению, является наиболее широким определением Лин, которое определяет потенциальную сферу исследований и практики Лин.

Затем мы предлагаем четыре более узких определения Лин, которые отражают разнообразие описаний из научной и практической литературы. Каждое из них, хотя и не является полным, указывает на связь между практикой и определенным объемом исследований. Каждое из них также подходит в качестве практического руководства в конкретных условиях. Это позволяет нам использовать эти четыре определения для описания четырех аспектов, через которые можно продуктивно рассматривать Лин и которые обеспечивают основу для данной статьи.

Максимальное определение Лин следует из анализа того, какую часть дисциплины операционного менеджмента (OM) оно включает. Очевидно, что если Лин охватывает весь OM, оно является избыточным и ненужным. И наоборот, если Лин относится к узкому набору практик в ограниченном наборе сред, это не очень интересно с научной точки зрения и не важно с практической. Поэтому мы стремимся к чему-то среднему.

Мы делаем это, отмечая, что основное определение операционного менеджмента – это бизнес-функция, отвечающая за эффективную доставку товаров и услуг клиентам. Если дать достаточно широкое определение товаров/услуг и клиентов, то практически любая организация занимается доставкой товаров и услуг клиентам. Таким образом, OM, по сути, способствует реализации бизнес-стратегии. Однако, что это означает в конкретных условиях, зависит от того, как определяется понятие «эффективная реализация». Основными параметрами, по которым можно определить интересы клиентов, являются качество, сроки, ассортимент и цена/себестоимость. Управление каждым из этих параметров определяет отдельную область деятельности. Например, аспект качества находится в центре внимания отдела управления качеством OM, который на практике рассматривается в TQM (Всеобщее управление качеством) и Six Sigma (Шесть сигм). Измерение времени находится в центре внимания управления оперативностью реагирования OM, которая на практике рассматривается как Time-Based Competition (Конкуренция, основанная на времени), Agile Manufacturing (Гибкое производство) и Quick Response Manufacturing (Оперативное производство) (Suri, 1998). Разнообразие является ключевым направлением в области управления продукцией компании OM, которое на практике реализуется как Product Portfolio Management (Управление ассортиментом продукции) и (частично) Material Requirements Planning (Планирование потребностей в материалах).

Почти все согласятся с тем, что Лин в первую очередь ориентировано на эффективность, что означает, что оно учитывает соотношение цены и издержек. Хотя можно было бы еще больше ограничить Лин в области эффективности определенными средами (например, системами, включающими повторяющееся производство или ограниченную вариативность), нам это кажется произвольным. Поэтому для целей данной статьи мы будем отождествлять Лин с управлением эффективностью и рассматривать все, что повышает эффективность выпуска продукции, как практику Лин. В соответствии с этим определением, Лин аналогично, но отличается от управления качеством, оперативностью и продукцией в ОМ. [1] Методы Лин, такие как составление карт потока создания ценности или Канбан, аналогичны конкретным практикам в этих областях, таким как построение диаграмм типа «Рыбья кость» и статистический контроль процессов в области управления качеством.

1. Лин – это стремление к устранению потерь

Именно эта цель подразумевается в определении Lean Enterprise Institute и является сутью большинства описаний Лин в практической литературе. В некоторых из них акцент делается на ценности, а не на потерях, например, цель сформулирована как «создание большей ценности для клиентов при меньших затратах ресурсов» (Lean Enterprise Institute, 2019). Но, поскольку под потерями понимается все, что не создает ценности для потребителей, по сути, это то же самое, что сокращение потерь. Несмотря на то, что цель неоспорима, это определение лишь незначительно выходит за рамки общего определения управления эффективностью, поскольку вводит понятие потерь. Поскольку в нем нет четких указаний о причинах образования потерь или способах их устранения, это определение, как правило, способствует фокусировке внимания на наиболее непосредственно видимых видах потерь и простых способах их устранения.

2. Лин – это стремление минимизировать затраты на избыточные запасы, производственные мощности или время

Это определение опирается на основные принципы Factory Physics (физики производства), заключающиеся в том, что вариабельность должна быть буферизирована определенным сочетанием запасов, производственных мощностей и времени (Hopp & Spearman, 2008). Подразумевается, что вариабельность является основной причиной потерь, помимо очевидных прямых потерь, связанных с ненужными видами деятельности. Подчеркивая стоимость буферизации вариабельности, это определение заставляет сосредоточиться как на снижении вариабельности, так и на поиске наиболее эффективного сочетания буферов для сохраняющейся вариабельности (Hopp & Spearman, 2004) [2]. Использование бережливого подхода с точки зрения буферов вариабельности позволяет выявить основные причины образования потерь и, таким образом, помогает обнаружить менее очевидные источники потерь, чем те, которые могут быть выявлены в соответствии с первым определением.

3. Лин – это систематический процесс снижения стоимости потерь

В отличие от первых двух определений, которые определяют Лин с точки зрения его цели, это определение явно фокусируется на процессе совершенствования. В практической литературе есть много книг и статей, в которых используется этот подход, как правило, начиная с базового определения «производства без потерь», а затем описывается ряд шагов для его практической реализации. Например, Вумак и Джонс (Womack and Jones, 1996) описали последовательность из пяти этапов, состоящую из определения ценности, составления карты потока создания ценности, создания потока, установления связей и стремления к совершенству. Фокусируясь на процессе совершенствования, этот подход к определению Лин способствует более дорогостоящему общесистемному подходу и сосредоточению внимания на управлении, чего нет в первых двух определениях.

4. Лин – это организационная культура, которая поощряет постоянное снижение стоимости потерь

Эта перспектива полностью переносит нас в сферу управления, поскольку мы понимаем, что именно люди, работающие в организациях, создают системы для проведения мероприятий по ликвидации потерь, предусмотренных в Лин, и управляют ими.

Спир и Боуэн (1999), и Лайкер (2004) являются примерами практико-ориентированных описаний Лин, которые фокусируются на создании культуры устранения потерь. Однако по большей части такие описания являются попытками обобщить характеристики Toyota и других успешных бережливых организаций, а не применением поведенческой и организационной науки для руководства созданием успешной бережливой культуры.

Мы повторяем, что ни одно из этих определений не является «правильным» в каком-либо строгом смысле. Но, в духе «все модели неверны, но некоторые полезны», каждое из них имеет практическую ценность. Предоставляя четыре различных «концепции», через которые можно рассматривать Лин, они предлагают ученым основы моделирования, а практикам – перспективы решения проблем. В последующих разделах мы рассмотрим каждый из этих аспектов, сопоставим их с соответствующими областями исследований и опишем условия, в которых они, вероятно, будут наиболее полезны для выявления причин и способов устранения потерь в системах производства и обслуживания. Мы будем утверждать, что простая концепция, основанная на первом определении, была использована (чрезмерно использована?) на практике, но предоставляет ограниченную базу для исследований, что концепции, основанные на втором и третьем определениях, были основой для наиболее важных исследований в области Лин, но, возможно, не были использованы практиками в той мере, в какой они того заслуживают, и что подход, основанный на четвертом определении, имеет все возможности как для ученых, так и для практиков.

Кроме того, в совокупности этот набор концепций Лин высвечивает возможности для объединения разрозненных направлений исследований, что позволяет глубже проникнуть в науку об эффективности, а также предлагает поэтапную структуру внедрения Лин.

1. Концепция процесса

Первое определение Лин – «стремление к устранению потерь». Эта цель стояла за всеми усилиями по разработке более совершенных способов производства товаров или услуг с самого зарождения цивилизации. Но она не была официально оформлена до конца 19-го и начала 20-го века под знаменем научного менеджмента. Фредерик У. Тейлор, отец научного менеджмента, выступал за «один наилучший способ» выполнения конкретной рабочей функции и ввел практику изучения времени для систематического выявления таких наилучших методов (Taylor, 1911). Научный сотрудник по менеджменту Фрэнк Гилбрет продвинул процесс поиска наилучших практик еще на шаг вперед, проведя детальные исследования движений при ручном труде (Gilbreth, 1911). В дополнение к созданию концепции «стандартизированной работы», которая стала центральной в TPS и Лин, движение за научный менеджмент привело к созданию области промышленного инжиниринга (IE).

Однако, поскольку в определении Лин «стремление к сокращению потерь» отсутствует какая-либо ссылка на основные причины возникновения потерь, оно в основном позволяет пользователю сосредоточиться на потерях, которые непосредственно видны при наблюдении за отдельными процессами. По этой причине мы называем концепцию, подразумеваемую этим определением, концепцией процесса. Тейлор и Гилбрет сосредоточились на потерях на уровне процесса в своей работе в эпоху научного управления в начале 20-го века. Например, потери, на изучении которых сфокусировался Тейлор (например, работа лопатой неподходящего размера), уместно назвать потерями обработки. Напротив, потери, на которые нацелил свои исследования движения Гилбрет, логично назвать потерями перемещения, поскольку они включают в себя ненужные движения (например, чрезмерное вытягивание и поднятие кирпичей). Современные описания Лин добавили еще пять категорий потерь к тем, которые рассматривались Тейлором и Гилбретом, чтобы составить следующий список из семи видов потерь:

1. Дефекты
2. Перепроизводство
3. Транспортировка
4. Ожидание
5. Запасы
6. Перемещение
7. Обработка

Хотя этот набор категорий потерь широко распространен в литературе по Лин, он не является ни точным, ни ценным. Например, на сталелитейном заводе, который может производить сталь партиями только по 250 тонн (или «плавками»), всегда будут остатки слябов, если клиент закажет менее 250 тонн. Они будут накапливаться на складе в ожидании следующего заказа на этот конкретный сорт стали. Это отходы перепроизводства? Потери как «запасы»? Это имеет значение? Мы утверждаем, что этикетка не имеет отношения к устранению потерь.

Важно то, что большой и жестко определенный размер партии не позволяет эффективно соотносить предложение со спросом.

Сокращение этих потерь – как бы они ни назывались – требует изменения технологического процесса для обеспечения меньших и более гибких размеров партии или поиска менее затратных способов приспособиться к текущему размеру партии. К сожалению, ничто в описании процесса или перечне категорий потерь, которые он порождает, не приводит нас к такому выводу.

Поскольку в нем отсутствуют рекомендации по диагностике и устранению потерь, концепция процесса лучше всего подходит для выявления потерь, которые образуются непосредственно в ходе самого процесса, а не как побочный продукт проблем или действий вне процесса. Таким образом, это может помочь нам определить пути повышения эффективности за счет совершенствования конкретных этапов процесса. Таким улучшениям может способствовать классический промышленный инженер или работники, имеющие достаточную подготовку для проведения классического анализа своих операций. Например, реорганизация 5S использования рабочей станции на сборочной линии может быть очень эффективным в выявлении и сокращении потерь при перемещении и транспортировке. Для организаций, которые только начинают свой путь к Лин, этот очень простой подход к сокращению потерь может помочь в борьбе с очевидными потерями. Но этот подход менее полезен для выявления потерь, которые распространяются из других частей процесса или за его пределами. Он также не очень полезен для того, чтобы помочь организациям постоянно избавляться от потерь, поскольку не обеспечивает какой-либо основы для определения приоритетности различных источников потерь. Компании, стремящиеся выйти за рамки самого базового уровня Лин, нуждаются в более детальной структуре, чем просто концепция процесса.

Концепция процесса также ограничена в качестве образца для исследований. Поскольку в ней отсутствуют какие-либо представления о способах устранения потерь, она не может опираться на результаты фундаментальных исследований в качестве руководства. Это оставляет прямые исследования в области Лин единственным направлением исследований, предлагаемым концепцией процесса. Например, ученые искали эмпирические доказательства влияния методов Лин на результаты деятельности компании (Белекукиаса, Гарза-Рейесб, Кумар, 2014; Лопес Негро, Годиньо Фильо, Мародин, 2017; Мораро, Лемстра, Нванкво, 2016) и на персонал (Паркер, 2003; Уль Хассан, фон Тиле Шварц, Тор и Вестерлунд, 2014; Видал, 2007). Но чтобы пойти дальше и извлечь уроки из исследований, отличных от прямых исследований бережливых систем, нам нужно более полное определение Лин.

2. Концепция потока

Второе определение Лин – «минимизация затрат на избыточные запасы, производственные мощности или время». Четкое определение именно трех типов буферов необходимо для Лин, поскольку основной задачей при поставке товаров или услуг клиентам является эффективное соответствие предложения спросу.

Процессный подход фокусируется на элементе эффективности этой задачи, стремясь сократить количество потерь при выполнении работ, которые не повышают ценность для заказчика.

Хотя это хорошо для выявления потерь, возникающих из-за ненужных перемещений или технологических ошибок, это не может помочь нам идентифицировать потери, которые являются результатом вариабельности процессов спроса и предложения. Второе определение Лин сосредоточено на потерях, вызванных вариабельностью. Поскольку эффекты вариабельности проявляются в потоках людей, материалов, долларов или других объектов, мы называем эту вторую концепцию концепцией потока.

Вариабельность определяется как любое отклонение от абсолютной закономерности (см. Hopp & Spearman, 2008, глава 8).

Колебания потребительских предпочтений, размеров заказов, сезонных тенденций и многих других факторов влияют на вариабельность спроса, в то время как колебания производительности, выхода продукции, количества переделок, численности персонала, сроков поставки и многие другие факторы влияют на вариабельность предложения [4]. Вариабельность может сопровождаться неопределенностью, а может и не сопровождаться.

Например, запланированные изменения в объеме производства представляют собой вариабельность, но не являются неопределенными, в то время как незапланированные сокращения производственных мощностей из-за неисправностей оборудования приводят к вариабельности, которая также является неопределенной.

Опуская вариабельность при обсуждении Лин, как это часто происходит в описаниях, основанных на рассмотрении процессов через призму объективности, наблюдается серьезная оплошность, поскольку (а) все системы реального мира подвержены вариабельности, и (б) устранение косвенных потерь, вызванных вариабельностью, является более сложной задачей, чем устранение прямых потерь от ненужной деятельности. Управление производством без вариабельности – то же самое, что сельское хозяйство без погодных условий: это было бы легко, если бы существовало в реальности. Точно так же, как управление последствиями погодных колебаний имеет важное значение для успеха сельского хозяйства, управление косвенными потерями, возникающими из-за вариаций, имеет основополагающее значение для успеха бизнеса.

Фундаментальный закон Физики производства, который описывает, как вариабельность приводит к образованию потерь, можно сформулировать следующим образом (Hopp & Spearman, 2008, с. 309):

Закон буферизации вариабельности: Вариабельность в производственной системе будет компенсироваться (буферизироваться) некоторой комбинацией запасов, мощности и времени.

Чтобы конкретизировать концепцию буферов и показать, как они соотносятся с различными типами потерь, мы рассмотрим установку для приготовления сэндвичей в розничной пекарне. Спрос на сэндвичи варьируется в зависимости от таких факторов, как время суток, погода и прихоти отдельных покупателей. Ассортимент (т.е. скорость обслуживания клиентов) варьируется из-за различий в продуктах (например, на приготовление горячего сэндвича уходит больше времени, чем на приготовление холодного), нехватки продуктов (например, в сэндвич-станции закончился сыр, и работнику приходится возвращаться, чтобы нарезать еще) и других факторов. В результате будут возникать промежутки времени, в течение которых спрос будет превышать предложение, и очередь клиентов будет увеличиваться.

Очередь, возникающая из-за того, что предложение не соответствует спросу, создает временной буфер, поскольку в ней участвуют клиенты, ожидающие свой сэндвич. Самый простой способ сократить время ожидания клиентов – привлечь больше сотрудников к приготовлению сэндвичей. Избыточные мощности продавцов в периоды низкого спроса представляют собой буфер мощности, поскольку эти мощности хранятся в резерве на случай резких скачков спроса. Альтернативный способ сократить время ожидания клиентов – заранее приготовить обычные сэндвичи (например, с индейкой и по-швейцарски в белом соусе). Эти запасы готовых бутербродов не будут оставаться свежими так же долго, как отдельные ингредиенты, и, следовательно, рискуют быть выброшенными, представляют собой буфер запасов. Чем больше вариативность спроса и/или предложения, тем больше должно быть буферы запасов, и/или мощностей, и/или времени.

Если говорить о семи типах потерь с точки зрения процесса, то буферизация времени – это форма потерь ожидания, а буферизация запасов – это форма потерь запасов (чего же еще?). Остальные пять видов потерь (дефекты, перепроизводство, транспортировка, перемещение, обработка) могут быть буферами мощности, если они являются результатом вариабельности (например, неожиданный всплеск спроса приводит к дефектам из-за спешки или дополнительных усилий по доставке ингредиента, который закончился) или если они обеспечивают защиту на случай будущих изменений (например, перепроизводство приводит к появлению дополнительных запасов, которые могут быть использованы для удовлетворения резкого роста спроса). Но часто это просто пустая трата времени из-за плохой разработки или выполнения (например, из-за плохо спланированной установки, которая вынуждает работников ходить вокруг, чтобы выполнять свою работу). Но цель «фокусировки на вариабельности» в Концепции потока не в том, чтобы вернуть нас к подходу «Концепция процесса», основанному на маркировке потерь. Вместо этого она помогает нам отследить причины вариабельности и дает рекомендации по минимизации общих затрат на устранение вариабельности.

Закон буферизации вариабельности указывает на два варианта снижения затрат на буферизацию вариабельности: (а) уменьшить вариабельность и (б) изменить набор буферов вариабельности. Чтобы делать это систематическим образом, нам необходимо понять, как взаимодействуют буферы вариабельности.

Начнем с того, что буферы времени и запасов являются зеркальным отражением друг друга. Если деталь изготавливается до того, как на нее появится спрос, она остается на складе в качестве буфера запасов. Если она производится после возникновения спроса, и заказчику приходится ждать, получаем буфер времени. Вариабельность приводит к отсутствию синхронизации между спросом и производством и, следовательно, приводит к образованию обоих типов буферов. Но мы можем регулировать баланс между ними с помощью политики управления запасами. Увеличивая целевой уровень запасов, мы увеличиваем буфер запасов, но, поскольку это снижает вероятность нехватки запасов, уменьшаем буфер времени. Механизм этого буфера времени-запасов хорошо описан в теории управления запасами (отличное резюме см. в Zipkin, 2000).

Мы также можем описать взаимосвязь между буфером времени-запасов и буфером мощности. В частности, как показано в работах Спирмена и Хоппа (Spearman and Hopp, 2019), отношение буфера времени-запасов к буферу мощности является постоянной величиной, которая изменяется при изменении как спроса, так и предложения. Это означает, например, что если мы удвоим буфер мощности, то буфер времени-запасов сократится вдвое. Эта обратная зависимость описывает «убывающую отдачу» от буферизации. Каждый раз, когда мы удваиваем объем буфера мощности, абсолютное увеличение становится все больше, но с каждым разом при сокращении на половину буфера времени-запасов, абсолютное уменьшение становится все меньше и меньше. С экономической точки зрения, это соотношение показывает уменьшение отдачи при увеличении буферов. Это, в свою очередь, подразумевает оптимальную конфигурацию буфера практически для любой структуры затрат.

Важно отметить, что, как подчеркивается в Законе буферизации вариабельности, эти буферы не являются оптимальными. Если есть вариабельность, то будут и буферы. Маленький буфер мощности приведет к большим колебаниям запасов, которые приведут либо к увеличению запасов, либо к увеличению количества невыполненных заказов. Единственный способ уменьшить общий объем буферизации (измеряемый суммой буферов) – это уменьшить общую вариабельность.

Стоит отметить, что практика TPM включает в себя методы снижения вариабельности, таких как TQM, профилактическое обслуживание, упорядочение производства, стандартизация работы и другие. Каждый из этих методов служит для сглаживания спроса и предложения, что позволяет более эффективно их согласовывать. Хотя TPS почти никогда не описывается подобным образом в литературе по Лин, ее можно рассматривать как гигантскую машину для снижения вариативности.

Чтобы обеспечить большую структурированность поиска путей снижения стоимости буферов вариабельности, полезно охарактеризовать вариабельность с точки зрения предсказуемости и ценности для клиентов. Вариабельность может быть предсказуемой (например, запланированный простой для технического обслуживания) или непредсказуемой (например, аварийные отключения). Это различие важно, поскольку предсказуемая вариабельность может буферизоваться только при необходимости, в то время как непредсказуемая вариабельность должна буферизоваться постоянно. Это означает, что технологии прогнозной аналитики, которые преобразуют непредсказуемую вариабельность в предсказуемую, могут снизить затраты на буферизацию. Например, обработка данных с мониторов износа для надежного определения того, когда машина нуждается в профилактическом обслуживании, и, таким образом, предотвращение случайных отказов сократит объем буфера запасов, необходимого для поддержания потока продукции во время простоев.

Вторая полезная характеристика вариабельности – это ценность для потребителя. Вариабельность может быть результатом ошибок (например, поломок оборудования), которые не имеют ценности для потребителя, или результатом действий, которые создают ценность для потребителя (например, обеспечение разнообразия продукции). Первые являются просто целями для устранения, в то время как вторые представляют собой компромиссные решения, которые должны быть решены с помощью внимания менеджеров.

Например, автопроизводитель может снизить вариативность и стоимость, ограничив количество вариантов автомобилей. Ford, как известно, сделал это, покрасив все модели T в черный цвет. Современные автомобильные компании решают эту дилемму «вариативность против разнообразия», создавая множество различных моделей на одной платформе. Управление вариабельностью, основанное на ценности для клиентов, может быть сложным.

Чтобы воплотить это концептуальное описание вариабельности и буферов на практике, мы возвращаемся к сценарию с сэндвич-станцией в пекарне. В этой системе мы могли бы снизить вариабельность спроса, попросив клиентов заказывать сэндвичи по телефону, чтобы их можно было приготовить заранее в короткие промежутки времени. Мы могли бы уменьшить колебания предложения, более тщательно укомплектовав сэндвич-станцию, чтобы предотвратить перебои в работе из-за нехватки продуктов. Снижение колебаний спроса или предложения сократит объем необходимой буферизации и, следовательно, затраты.

Поскольку вариабельность поставок в значительной степени обусловлено самим предприятием, пекарня может разумно стремиться свести его практически к нулю за счет улучшения организации закупок и запасов. Они также могли бы сделать предсказуемым изменение спроса, потребовав от клиентов заранее заказывать свои сэндвичи или сократить их количество, попросив их записаться на определенные временные интервалы (как это делают стоматологи). Но и то, и другое было бы обременительным для клиентов и, следовательно, невыгодным в конкурентной борьбе. Следовательно, вариабельность спроса в этом сценарии, как и во многих других условиях предоставления услуг, имеет положительное значение для клиента.

Это означает, что пекарне всегда придется учитывать колебания спроса. Задача состоит в том, чтобы найти наиболее экономичное сочетание производственных мощностей (сотрудников), запасов (готовые сэндвичи) и времени (ожидание клиентов). Хотя, вероятно, отсутствуют достаточно подробные данные для официальной оптимизации затрат, безусловно, возможно внедрить удовлетворяющее требованиям рынка решение, устанавливающее целевой показатель времени ожидания клиента, а затем методом проб и ошибок подобрать оптимальное соотношение персонала и запасов.

Мы можем сделать буферизацию вариабельности более эффективной, применив следующее полезное следствие из закона буферизации вариабельности (Hopp & Spearman, 2008, стр. 313):

Следствие гибкости буфера: Гибкость уменьшает объем буферизации вариабельности, требуемой в производственной системе.

Вышеприведенный вывод можно объяснить двумя причинами: (а) гибкость способствует объединению вариативных данных, и (б) гибкость способствует синхронизации вариабельности спроса и предложения.

Объединение вариативных данных позволяет использовать статистические свойство, заключающееся в том, что сумма случайных величин в процентном отношении менее вариабельна, чем отдельные случайные величины. Примером объединения в рамках сценария с сэндвич-станцией может служить замена трех видов сэндвичей с индейкой и швейцарским соусом, но один с горчицей, второй с майонезом и третьей с обоими, на один вид сэндвичей с индейкой и швейцарским соусом, в комплекте с пакетиком горчицы и пакетиком майонеза, чтобы клиенты сами могли добавить либо то, либо другое. Поскольку совокупный спрос на три вида сэндвичей более предсказуем, чем спрос на каждый отдельный вид, мы можем иметь меньший страховой запас в варианте с дополнительными соусами, чем с готовыми сэндвичами. Это пример гибких запасов.

Синхронизация вариабельности спроса и предложения позволяет уменьшить буферизацию, поскольку на самом деле потребность в буферизации возникает только из-за несинхронизированной вариабельности в этих двух процессах. Если бы производственные мощности увеличивались и уменьшались в точной пропорции к спросу, заказы клиентов выполнялись бы точно в срок, без избыточных запасов или производственных мощностей. Конечно, в реальном мире этого никогда не происходит, поскольку у нас нет достаточной информации, чтобы точно сопоставить производственные мощности со спросом в режиме реального времени. Однако мы можем использовать гибкость для частичной синхронизации производственных мощностей и спроса. Примером для сценария сэндвич-станции может служить перекрестное обучение работников из других отделов пекарни, таких как пекари или кассиры, чтобы они помогали готовить сэндвичи при резком росте спроса. Если использовать гибкие мощности этих людей только в случае необходимости, нам потребуется меньший буфер мощности, чем если бы работали только специалисты как в периоды простоя, так и в периоды пикового спроса.

Конечно, перекрестное обучение – это нечто большее, чем просто метод объединения вариабельности. Оно также влияет на опыт сотрудников, изменяя характер работы. Это влияние может быть положительным или отрицательным. Негативные последствия применения методов Лин были задокументированы в таких исследованиях, как Parker (2003) и Vidal (2007). Но мы наблюдали положительный пример в консалтинговом проекте, в котором мы искали способы увеличить мощность очень дорогостоящего узкого места. Как мы часто делаем, мы задаем этот вопрос самим рабочим в цеху. Работники подразделения, в котором не было «бутылочного горлышка», быстро придумали план подменить команду «бутылочного горлышка» на время обеденного перерыва. Это позволило увеличить производительность труда на 30 минут в смену (в течение трех смен) до минимального уровня. И, к нашему большому удовольствию, работники обоих подразделений остались довольны тем, что в течение дня у них появилось больше возможностей для разнообразной работы. В следующем разделе мы более подробно рассмотрим связь между физикой и психологией потока.

Существует аналогия времени с мощностью, которая стала возможной благодаря перекрестному обучению. Несколько лет назад мы столкнулись с примером этого у производителя шкафов для учреждений, изготовленных по индивидуальному заказу. У производителя было предложение, которое обещало 10-недельный срок выполнения заказа. Однако, поскольку один из их конкурентов начал предлагать 4-недельные сроки выполнения заказа, компания решила тоже сократить сроки. Мы предложили перейти на динамические сроки выполнения, которые учитывали бы объем имеющейся работы на момент получения заказа. Поскольку срок выполнения заказа был установлен в 10 недель, они были практически полностью уверены, что уложатся в сроки. Это означало, что каждый клиент получал «наихудшее» предложение, даже если объем работ был небольшим. Перейдя на динамические сроки, фирма смогла так же указывать сроки, в которые они почти наверняка уложились бы, но в среднем обеспечить выполнение заказа значительно короче, чем за 10 недель [5]. Как и в приведенном выше примере перекрестного обучения, в котором использовалась информация о спросе для корректировки гибких производственных мощностей в зависимости от спроса, политика динамического определения сроков выполнения заказа использовала информацию о спросе для корректировки сроков выполнения заказа в зависимости от спроса. Таким образом, это был пример гибкого буфера времени.

Наконец, один из аспектов вариабельности, который в значительной степени упускается из виду как в практической, так и в научной литературе по Лин, заключается в том, что вариабельность проявляется в разных временных масштабах. Ежеминутные колебания спроса и предложения приводят к задержкам в очереди. Ежедневные или еженедельные колебания ассортимента продукции могут привести к возникновению узких мест. Редкие, но экстремальные события могут спровоцировать кризис. Закон сохранения вариабельности и вытекающий из него принцип сохранения гибкости применим к вариативности независимо от временных рамок. Следовательно, хорошо разработанная программа Лин должна выходить за рамки решения проблемы ежеминутной вариабельности, о которой мы обычно думаем (когда мы вообще думаем об вариабельности) в контексте Лин. Это требует осмысления взаимодействия между буферами, используемыми для обеспечения вариабельности в разных временных масштабах.

Чтобы убедиться в этом, рассмотрим несколько франчайзинговых пекарен в мегаполисе. В этих независимых пекарнях используются корицу, которую каждая из пекарен закупает у одного поставщика. Большинство пекарен делают заказы на пополнение запасов раз в две недели. Поскольку затраты на хранение относительно невелики, а затраты на закупку высоки (поскольку корица необходима в некоторых популярных продуктах), логика продавца газет рекомендует заказывать достаточное количество приправы, чтобы она почти никогда не заканчивались.

Но что значит «почти никогда»? Конечно, это означает наличие достаточного количества, чтобы покрыть возможные скачки спроса и случайные потери из-за подгорелого хлеба или других ошибок. Но означает ли это наличие дополнительного запаса в другой комнате на случай, если обычный запас будет уничтожен водой из-за протечки крыши? Означает ли это наличие достаточного запаса для защиты от пожара на предприятии-поставщике, который прервет поставки на 6 месяцев? Скорее всего, нет. Хранение такого большого запаса каждого важного ингредиента потребовало бы много места и вряд ли его можно было бы назвать бережливым.

Ключевым компромиссом здесь является соотношение затрат и оперативности. Физические буферы, такие как запасы и мощности, являются дорогостоящими, поскольку их обслуживание требует постоянных затрат. Но они готовы к мгновенному развертыванию. Две стратегии, которые являются менее дорогостоящими и менее оперативными, – это планирование на случай непредвиденных обстоятельств и реагирование на чрезвычайные ситуации. Постоянное планирование предполагает предвидение событий и разработку планов действий на случай их возникновения, в то время как реагирование на чрезвычайные ситуации предполагает создание определенной институциональной готовности к событиям без подробных планов. Планирование на случай непредвиденных обстоятельств, как правило, обходится дешевле в установке и обслуживании, чем физические буферы и реагирование на чрезвычайные ситуации.

Обычно это обходится еще дешевле [6]. Если цель состоит в том, чтобы свести к минимуму ожидаемые издержки, связанные с вариабельностью, более дорогостоящие меры следует применять там, где высока вероятность и последствия сбоев.

На рисунке 1 представлена схема для отображения стратегий реагирования на вариабельность в различных сценариях. Краткосрочная вариабельность, которая с высокой вероятностью может возникнуть в течение определенного периода времени, подходит для буферизации с помощью запасов, производственных мощностей или времени, возможно, в сочетании со стратегиями гибкости, рассмотренными ранее. В примере с корицей это привело бы к тому, что каждая из франчайзинговых пекарен обеспечила бы наличие достаточного количества корицы в своих магазинах для обеспечения высокого уровня обслуживания.

Для среднесрочных колебаний, которые слишком редки, чтобы оправдать постоянное наличие буфера, но все же достаточно вероятны, можно разработать план действий на случай возникновения непредвиденных обстоятельств. Например, пекарни могут заключить соглашение о совместном использовании продуктов, в соответствии с которым они соглашаются предоставить друг другу корицу в экстренных ситуациях, например, если в пекарне корица будет испорчена из-за протечки крыши [7].

Долгосрочная нестабильность, которая слишком редка, чтобы оправдать даже разработку плана действий на случай непредвиденных обстоятельств, должна основываться на экстренном реагировании. Для пекарен это может потребовать поиска резервного поставщика корицы, который мог бы обеспечить пекарни в случае сбоя в работе основного поставщика. Конечно, все эти меры являются дорогостоящими, что означает, что их следует использовать только в тех случаях, когда выгоды перевешивают затраты. Если нет, то ничего не предпринимать (например, не пытаться переманить покупателей на продукты-заменители, такие как клюквенно-ореховый хлеб) может оказаться оптимальным выбором.

Механизмы реагирования на вариабельность в разных временных масштабах очень различны, но они влияют друг на друга. Например, если у одной пекарни больше запасов на случай возможных вариаций, она, скорее всего, сможет поделиться ими, если у другой пекарни возникнет чрезвычайная ситуация. Если у пекарен будет больше общего страхового запаса, все они смогут продолжать производить продукцию в течение более длительного времени, одновременно с поиском нового поставщика в случае перебоев с поставками их постоянного поставщика. Фокусировка Концепции потока на минимизации затрат на буферизацию подразумевает, что мы должны думать о вариабельности в разных временных масштабах и взаимосвязях между различными типами буферов.

Обратите внимание, что такого рода многоуровневая реакция на вариабельность в различных временных масштабах характерна не только для производственных систем. Примером системы обслуживания является больничное отделение неотложной помощи. Нормальная вариабельность спроса сдерживается персоналом, чтобы соответствовать высокому процентилю распределения спроса. Резкие скачки спроса, превышающие этот уровень, могут быть устранены путем привлечения свободного от дежурства персонала. Еще более экстремальные ситуации, связанные, например, с массовыми травмами, могут быть решены путем направления некоторых пациентов в другие отделения неотложной помощи в этом районе. Опять же, стратегия Лин направлена на минимизацию общих затрат на буферизацию с течением времени, что потребует использования и координации различных механизмов буферизации.

Если вы много читали литературы по Лин, большая часть которой основана на анализе процессов, вы можете подумать, что рисунок 1 и его обсуждение вообще не относятся к Лин. Действительно, даже такие серьезные ученые, как Инь, Штеке, Свинк и Каку (2017), тщательно проводят различие между бережливым подходом, который имеет дело с фиксированными буферами в условиях низкой вариабельности (например, запасы для поддержания потока на сборочных линиях), и Agile подходом, который имеет дело с гибкими буферами в условиях высоко вариабельной среды (например, мощности после перекрестного обучения должны реагировать на резкие скачки спроса). Однако нет научных оснований проводить различие между Лин и Agile подходами на основе степени вариабельности среды и типа используемых буферов. Закон буферизации вариабельности и следствие из него – гибкость буфера – применимы к обоим сценариям. И, как отмечают Инь и соавторы, ряд практик (например, перекрестное обучение и сокращение времени выполнения заказа) связаны как с Лин, так и с Agile подходом.

Однако, как отмечают Инь и др., что, безусловно, можно отличить Лин от стратегического планирования. Если Agile определяется как наука о быстром реагировании, то она действительно отличается от Лин, которое мы приравниваем к науке об эффективности. Но до тех пор, пока мы сосредоточены на эффективности, не должно иметь значения, является ли вариабельность высокой или низкой, являются ли буферы фиксированными или гибкими. Браунинг и Хит (Browning and Heath, 2009) признали опасность слишком жесткого разграничения между Лин и Agile, отметив, что Лин «может обеспечить еще большую ценность за счет включения некоторых аспектов Agile». Наконец, даже если примеры, представленные на рисунке 1, представляют собой непрерывный процесс внедрения Лин с научной точки зрения, все равно было бы полезно использовать разные названия (Лин и Agile управление?) в промышленных условиях, чтобы привлечь внимание к различным аспектам системы. Оценка полезности таких названий требует поведенческого подхода, который мы представляем в четвертой концепции Лин.

Помимо семантики, Концепция потока представляет большую ценность для исследователей, поскольку описывает Лин таким образом, что его можно использовать с широким спектром инструментов вероятностного моделирования, имеющихся в арсенале OM. Это также очень полезно для практиков, которые уже предприняли элементарные шаги, такие как использование картирования потока создания ценности и 5S для устранения очевидных потерь, и теперь стремятся найти и устранить более тонкие формы косвенных потерь.

Продолжение следует…