В поисках идеального потока. История Производственной системы Росатома

Считается, что основные принципы производственной системы разрабатывались с момента основания компании Toyota в начале XX века, когда Сакити Тоёда занимался производством автоматических ткацких станков. Он изобрел устройство, которое останавливало работу станка в случае возникновения нештатной ситуации, это позволяло оборудованию работать автономно – без постоянного контроля со стороны рабочих – и открывало путь к многостаночности. Это изобретение стало основой принципа «дзидока» (умная автоматизация).

Позже появился второй основной принцип, его предложил Тайити Оно – «точно вовремя», означающий, что для быстрого реагирования на изменения и повышения эффективности управления производством изготавливаются и перемещаются только необходимые детали в необходимый момент времени и ровно в необходимом количестве по запросу или требованию от последующего процесса. Обязательным условием для выполнения принципа «точно вовремя» является выравнивание (продаж, заказов и самого производства).

Три направления развития для принципа «точно вовремя»:

ВО-ПЕРВЫХ, это создание тянуще-восполняющей системы, при которой следующий процесс «вытягивает» с предыдущего необходимые комплектующие, а предыдущий процесс производит ровно столько, сколько было вытянуто.

ВО-ВТОРЫХ, соблюдение времени такта (времени, за которое нужно производить одну деталь или одно готовое изделие), что позволяет избежать как недостаточного производства, так и перепроизводства.

И В-ТРЕТЬИХ, это создание непрерывного потока – устранение задержек изделий на операциях и между операциями.

Понятие «натянутая нить потока» означает, что изделие в процессе производства всегда находится в движении:

– перевозится;

– находится в руках станочника;

– обрабатывается;

– снимается со станка;

– опять едет дальше.

Так и человек, который работает над этим изделием, должен работать все время, а не стоять как охранник у станка. Если человек, машина или изделие стоят, то нить потока расслабляется, и эту проблему нужно немедленно решать. «Оперативный кайдзен» – это быстрое решение проблем приводит опять к натягиванию нити потока.

Поток – это вообще очень интересная (я бы даже сказал, сакральная) тема, одна из главных идей производственной системы. Смысл в том, что любой производственный процесс, любой бизнес-процесс должен течь как река. В главный поток впадают притоки, в них – более мелкие ручейки, и все это должно двигаться плавно и непрерывно. Представьте себе реку – разорванную. Вот так прямо картинку представьте себе: вот здесь течет, а вот здесь стоит (см. рис.). Такого быть не должно! Ничто и нигде не должно создавать препятствий для плавного хода потока – течения производственного процесса (именно это – идеальное состояние потока).

Не надо, кстати, думать, что эту логику придумали японцы. Считается, что поточное производство началось с фордовских конвейеров, но если углубиться в историю, мы увидим, что человечество всегда интуитивно к этому стремилось.

Первым потоком вообще можно считать производство деревянных колесниц в Древнем Риме. Голландия стала великой морской и торговой державой благодаря поточному производству кораблей. Те, у кого был поток, всегда обгоняли всех конкурентов и становились великими государствами.

Было все это и в Советском Союзе. Прообраз производственной системы зарождался еще в период НЭПа. Во время Великой Отечественной войны были удивительные примеры поточной работы, затем всплеск научной организации труда в 60-е годы (я дальше буду об этом достаточно подробно рассказывать). К сожалению, потом это все было формализовано, мы многое утратили, забыли.

Производственная система – поток

А Toyota опыт СССР активно использовала, они этого и не скрывают. А параллельно развивалась западная система Lean (от англ. lean production, lean manufacturing – «стройное производство»), которая взяла свое начало в TPS, но потом пошла более прагматичным, формализованным, шаблонированным путем. На Западе считают, что если технология «оптимальная» (всех устраивает на данном этапе), то ее трогать не надо. Японцы все же более гибкие, они говорят: «Трогать надо, причем все время». Потому что надо все время улучшать.

* * *

Теперь давайте посмотрим, что же означает на практике внедрение производственной системы по-японски, по-тойотовски, как нас учил Н. Хаяси. Toyota ставила цель, чтобы Производственная система Росатома была один в один Toyota Production System. Разберем подробно, как работают два столпа: «точно вовремя» и «дзидока» – умная автоматизация, или автономизация (в специальной литературе это переводится по-разному).

Итак, принцип «точно вовремя» применительно к нашим предприятиям.

Вот мы заходим на завод. Прежде всего смотрим на внешние факторы: заказ – выравнен или не выравнен, причем как по объему, так и по номенклатуре.

В рамках одного из заказов на оборонном предприятии у нас было так: по месяцам 300, 150, 0, 0, 50, 300, 100, 0 (единиц продукции). Вот скажите, как можно жить в условиях такого заказа? Как выравнивать под него производство? Мы тогда съездили к коллегам и договорились на какое-то время, чтобы было 200, 200, 200, 200, 200. Это был внешний заказ, нам это удалось, но может и не получиться. Тогда будет «гибкая линия» – в потоке каждый день разный выпуск продукции в единицах и, соответственно, разное количество людей и несколько суточных стандартов работы. Японцы нас этому научили. На примере сборки ТВС РБМК на МСЗ мы дальше об этом расскажем.

Но все равно мы должны предпринять максимум усилий по выравниванию заказа, а потом уже сделать все, чтобы выравнивать производство, по месяцам, неделям, дням и часам. Мы же не можем, например, на месяц людей брать, потом их всех (или половину) отправлять в административные отпуска, потом снова принимать обратно. При таком рваном ритме производства ни один завод работать не сможет. В отсутствии стабильности по отношению к производственной площадке бессмысленно делать подходы по принципу «точно вовремя». Если внешний заказ не выравнен, то при выравнивании производства неизбежно будет запас. Такая, знаете, своего рода жертва выравнивания. И это вынуждены делать многие предприятия.

Теперь смотрите, что происходит дальше. Мы беремся за оптимизацию. Как правило, сначала одного потока какой-то основной продукции. А уже потом тиражируем эти подходы на остальные. Предположим, мы берем один поток. Начинаем картирование. Делаем карту маршрутов, которая выглядит как паутина или сеть: на ней учтены все возвраты, пересечения… Возвраты называются петлями, они бывают большие и малые. Петли между площадками, заводами – большие, а где-то между цехами или участками, в пределах одного завода – малые. Мы должны выявить все разделения и слияния.

Разделение – это когда детали или изделия по завершению операции могут направиться с одного станка по нескольким маршрутам. В идеале с одного станка все детали идут на другой станок (один). Деталь может на одном станке обрабатываться, а может и на другом. В каждом конкретном случае мастер решает, на какой станок она пойдет. И это неправильно. Чем запутаннее сеть маршрутов, тем больше вероятность того, что выход из строя одного станка – узла сети – потянет за собой остановку всей сети, всех потоков. Это регулярно приводит к непрозрачности и сбою – в планировании, в производственном контроле. Когда потоки разделены, при выходе из строя одного станка остановится только один поток, а не все.

И наоборот. Слияние – это когда есть несколько деталей, и эти потоки сливаются на одном станке. Тогда возникает дилемма: какую деталь делать сначала, а какую потом? Операторы в лучшем случае будут вынуждены выстраивать некую приоритетность. Например, вначале будут обрабатываться детали с более длинным циклом, потом их будут «догонять» детали с более коротким циклом обработки. Это в лучшем случае. А обычно – как придется.

Создание производственной линии, где между потоками групп изделий, проходящими через несколько операций, нет слияний и разделений, называется выпрямлением потока.

Суть картирования как раз в этом. Сначала делается карта маршрутов (без информационных потоков, размера партии запуска для изделий, мест хранения). А дальше она переходит в карту материального и информационного потоков. На которой помимо увеличения продукции обозначается и движение информации. А потом движение продукции детализируется местами и объемами хранения изделий, информацией о способах транспортировки.

Почему нужно так подробно говорить о картировании? Потому что визуализация – это неотъемлемая составляющая производственной системы. Именно инструменты визуализации на любом этапе работы, на любом рабочем месте помогают с одного взгляда оценить, правильно ли идет процесс или существуют отклонения, которые нужно срочно устранять.

После того, как картирование закончено, начинают уже оживать все требования первого столпа TPS – «точно вовремя»: что надо работать по времени такта, ритмично работать, а затем выставлять требования к производству, когда на следующий передел должно передаваться только то, что нужно, в нужное время и в нужном объеме. И желательно, чтобы это был поток единичных изделий. Или, если это партия изделия, то нам надо постоянно ее уменьшать. Но в реальной жизни мы сталкиваемся с тем, что невозможно работать по времени такта, в нормальном ритме, если у вас нестабильно работает оборудование. И тогда начинается отдельное проектное исследование по КЭГу – коэффициенту эксплуатационной готовности оборудования (это отношение времени простоя к времени работы оборудования, умноженное на 100 %).

Мы знаем, что можно работать по времени такта и, соответственно, начинать внедрять элементы тянуще-восполняющей системы, когда КЭГ больше 80 %. Но вопрос: а если 65 % или 50 %, то вообще невозможно внедрять тянуще-восполняющую систему?

Ответ: можно, если создать запас. То есть при низком КЭГ, если есть возможность создать запас, то можно внедрять тянуще-восполняющую систему.

Итак, мы:

– зафиксировали материальные (перемещение заготовок, изделий) и информационные (выдача производственных планов, указаний на запуск изделий, требований на транспортировку) потоки, выявили проблемы;

– стали переходить к непрерывному целевому потоку;

– устранили большое количество разделений и слияний;

– начали внедрять тянуще-восполняющую систему;

– отработали систему запуска производства;

– запустили логистические цепочки: по фиксированному времени и нефиксированному объему или наоборот.

Операторы сами уже ничего не перемещают. Логистическая система перевозок начинает работать автономно. В этот момент и начинаем уменьшать партию – желательно до потока единичных изделий.

Вот логика первого столпа – «точно вовремя». При этом здесь много нюансов, с какой частотой надо «тянуть». Это называется уровень системы «точно вовремя». (Если заготовки перемещаются между операциями один раз в месяц, это низкий уровень. Один раз в час – высокий. А по времени такта – идеальный.) Один раз в три месяца, как это было в свое время, атомные станции «тянули» топливо с МСЗ, мы потом перешли на один раз в месяц. Или раз в неделю – между цехами. Или раз в день, или раз в два часа, или раз в час. На потоке РБМК на МСЗ, например, мы пока дошли до частоты один раз в два часа.

Примерно на этом этапе возникает тема стандартизированной работы оператора / рабочего. Стандартизированная работа – это способ максимально эффективной организации работ опреатора, гарантирующий 100 % качество и безопасность выполнения работ. Стандартизированная работа включает в себя три элемента: время такта, последовательность выполнения операций и стандартный запас. Мы анализируем движение оператора. Следим, чтобы время цикла максимально подходило под время такта. Следим за загрузкой оператора. Стараемся, чтобы она была 85–90 %. Не 100 % и тем более не 104 %, как это существует на Toyota. Мы до такого еще не созрели. А как у них это работает, расскажу чуть позже.

Дальше мы переходим к умной автоматизации, или автономизации. Напоминаю, второй столп системы Toyota берет свое начало от ткацкого станка: когда рвалась нить, он останавливался сам, без участия человека. Это превратилось в такую концепцию самостоятельной принудительной остановки при возникновении нештатной ситуации.

Эта концепция получила развитие в трех направлениях конкретной логики работы на площадке:

1. КАЧЕСТВО, ВСТРОЕННОЕ В ПРОЦЕСС. Нельзя на следующий передел передавать брак (если более широко, то встроенное качество – это деятельность, направленная на последовательное и полное обеспечение качества на каждой операции за счет четкого определения условий выхода годного (по оборудованию, технологиям производства, изготовлению).

2. РАЗДЕЛЕНИЕ РАБОТЫ ЧЕЛОВЕКА И ОБОРУДОВАНИЯ. Оператор не должен сторожить станок. Оператор должен обслуживать несколько единиц оборудования.

3. ОСТАНОВ В СЛУЧАЕ НЕИСПРАВНОСТИ (ОТКЛОНЕНИЕ). ВИЗУАЛИЗАЦИЯ. Оборудование должно само распознавать отклонения и останавливаться, чтобы не производить дальше брак. При возникновении неисправности ее необходимо немедленно устранить ? а для этого необходимо визуализировать / выставить напоказ / уведомить ответственное лицо ? визуализация отклонений.

Здесь нужно пояснение. Если честно, не усваивается в русской ментальности вот это определение «дзидока» – умная автоматизация. Но пока аналога не придумали.