# Модель экономической эффективности заказого производства на основе T О С

Андрей Олегович Степенко

Диплом защищен в 1999 году в Московском Институте Электронной Техники (ТУ) Экономический фак., каф. управления проектами

Степенко Андрей Олегович

Модель экономической эффективности заказого производства на основе T О С

Origin: http://samlib.ru/s/stepenko_a_o/d_toc.shtml

Создан: 29/11/2004, изменен: 17/02/2009, 60k

Статья: Нет

Series: Мои статьи и публикации

Диплом защищен в 1999 году в Московском Институте Электронной Техники (ТУ) Экономический фак., каф. управления проектами

____________________________________________________________

Редакция от 29 ноября 2004 года


Изучение закономерностей экономической эффективности заказого производства на основе модели управления использующей теорию ограничений

## (главы 3.4, 6, 7 и 8 верстаются)


### Содержание

1. Введение 1.1 Цели работы 1.2 Кому это может быть полезно? 1.3 Верификация результатов работы

2. Постановка задачи

3. Описание объекта управления 3.1 Общее описание эпитаксиального производства 3.2 Проектирование модели предприятия 3.2.1 Концептуальная модель 3.2.2 Описание материального потока 3.2.3 Описание финансового потока 3.2.4 Описание информационного потока 3.2.5 Математическая модель 3.3 Анализ исходных данных 3.3.1 Блок генерации заявок 3.3.2 Блок постановки в очередь 3.3.3 Блок отказов оборудования 3.3.4 Блок выполнения заказов 3.3.5 Блок генерация поставок 3.3.6 Блок оплаты 3.3.7 Блок получение денег 3.4 Перечень изменяемых параметров модели4 Общий анализ результатов модели 4.1 Выделение узких звеньев потока 4.2 Обоснование выбранной системы показателей 4.3 Формирование учетной политики5 Зависимость итоговой эффективности работы предприятия от применения некоторых политик управления 5.1 Зависимость итоговых показтелей от ценовой политики 5.2 Зависимость от величины партии 5.3 Зависимость от времени задержки оплаты 5.4 Зависимость от доли давальческого сырья 5.5 Зависимость от величины предоплаты 5.6 Зависимость стабильности генерации дохода от времени задержки оплаты

6 Закономерности поведения объекта управления

7 Обоснование политик управления

8 Результаты работы


 | Целью работы было изучение закономерностей технико-экономической эффективности. Или простыми словами, ответы и обоснование ответов на вопросы типа: • Какой должна быть ценовая политика по спектру выпускаемой номенклатуры, чтобы фирма получала максимальное количество денег при существующем распределении спроса на номенклатуру изделий? • Насколько выгодно работать на давальческом сырье если мы не получаем маржу с материалов? • Какой оптимальный размер партии и какая ценовая политика по этому параметру? • Какой товарный кредит может предоставлять фирма и как это отражается на ее показателях?


и т.п.


А также формирования и/или обоснование на основе изученных закономерностей более совершенных методов управления предприятием. Под более совершенными методами подразумеваются модели, с помощью которых управленцы прогнозируют поведение предприятия и, в конечном счете, на их основе принимают решения. Эта работа может быть полезна для предприятий, которые пытаются повысить эффективность управления за счет более точных моделей управления. В ее основу положен алгоритм фокусирования, разработанный Элией Голдратом (см. "Та самая цель" и "Синдром стога сена"). Концепцию, на основании которой Голдрат предлагает строить модель управления заключается в рассмотрении предприятия как систему процессов. Зримо ее можно представить как сеть потоков, которые имеют разные скорости. Поскольку скорости разные, а процессы зависят друг от друга, то самый медленный является внутренним ограничением всей системы. Это ограничение определяет результат работы всей системы. Таким образом, управление сводится к последовательному снятию текущего ограничения и проведению сопутствующих этому действий. Поскольку концепция рассматривает поток, то точность модели определяется детальностью представления процессов компании и точностью измерения пропускной способности выделенных процессов. В данной работе я рассматриваю процессы с точностью до цеховых операций. Помимо того, что концепция потока вынуждает по-другому представлять работу предприятия, она также предлагает полностью отказаться от применяемой концепции себестоимости ввиду ее неточности и для целого ряда предприятий и в частности большинства управленческих задач исследуемого предприятия. По результатам работы можно сделать заключение о величине ошибки, которая в свою очередь и послужила основной причиной для пересмотра моделей, на основании который производится планирование и принятие всех управленческих решений. (А также причиной написания дипломной работы.) Простыми словами, ответа на любимый вопрос генерального директора: "С прибылью мы закончим/закончили месяц или нет?" Объект, на котором производилось исследование, представляет собой широноменклатурное производство электронной промышленности. Его специфика (высокая степень высокотехнологичного оборудования) позволяет досточно легко измерить пропускные способности большинства процессов по технологическим картам. С другой стороны эта специфика заставляет рассматривать надежностные свойства оборудования и вариабельность по каждому из процессов. А их детализацию проводить до уровня технологических режимов работы оборудования. Большинство выводов применимо к любому типу предприятий, для которых специфика электронной промышленности, не играет существенной роли, а влияет лишь на методику сбора и оценки исходных данных. Данная специфика включает в себя:

• Высокую степень концентрации и специализации производства;

• Большая номенклатура исходного сырья;

• Большая номенклатура изготавливаемой продукции;

• Стандартизированная технология изготовления, высокая степень зависимости надежности оборудования и качества продукции от качества исходных материалов;

• Большая степень высокотехнологичного оборудования;

• Высокая скорость введения новых технологий, укороченные инвестиционные циклы.

В настоящее время эта специфика является скорее нормой для большинства отраслей. Укороченные инвестиционные циклы вынуждают учиться профессионально считать деньги. Большая степень высокотехнологичного оборудования обуславливается необходимостью улучшать соотношение качество/цена. Большая номенклатура продуктов/услуг диктуется искушенностью потребителя. Также и по другим параметрам. Таким образом специфика объекта никоим образом не влияет на применимость модели. Однако любая универсальная модель в большой степени абстрактна, поэтому основная сложность состоит в ее применении. Данная работа главным образом нацелена на то, чтобы показать как построить путь от абстракной концепции до конкретных методик и политик управления. Эта работа может быть также полезна для тех, кто пытается понять логику применения методов Голдрата. Модель просчитывает все возможные варианты поведения предприятия при заданных разбросах значений по частоте приема заказов, времени задержки их обработки, задержки поставки материалов и т.д. Т.е. дает возможность смоделировать то разнообразие задач управления, которое присутствует в жизни. Поэтому главная ценность модели - качественная оценка закономерностей. Грубо говоря, управленцу не нужно проживать все "смертельные" для бизнеса варианты на себе. Верификация качественных закономерностей проводиась путем сопоставления общих результатов со здравым смыслом. Помимо качественной оценки есть возможность количественно оценить зависимость итоговых динамических показателей от применения различных политик управления:

• политика постановки заказов в очередь

• политика закупок материалов и страховых запасов

• политика обслуживания оборудования

• политика кредитования заказчика

• политика использования давальческого сырья (производство услуг вместо продукции)

• ценовая политика

Количественная верификация модели проводилось путем подстановки фактического полугодового потока заказов в разработанную модель. Дальнейшего стократного просчета на основании этого пакета заказов технико-экономических показателей при установленных разбросах входных параметров. Результаты оценивались главным образом по расходу основных реагентов и материалов и времени выполнения пакета заказов (отклонения в пределах 4-9%). А также по качественному соответствию колебаний денежного потока, которое можно было проконтролировать суммированием расчетных счетов по банковским выпискам и сравнением с результатами моделирования. Верификация экономических результатов модели более проблематична ввиду их зависимости от методики расчета. При сравнении экономических показателей (бухгалтерского баланса), расчет которых ведется на основании модели себестоимости, и динамических показателей модели управления (модель Голдрата), обнаруживается 30-40% отклонение, которое продиктовано главным образом погрешностью модели себестоимости для данного предприятия. При полном соответствии исходных параметров модели (поток заказов, задержки оплаты, поставки и т.п.) модель обеспечивала 10-25% погрешность в расхождении с реальными значениями денежного потока. Данная погрешность продиктована невозможностью сопоставить все платежи с производственной программой.

Повысить технико-экономическую эффективность на научно производственном предприятии по производству эпитаксиальных пластин за счет повышения эффективности управленческих процессов.

Для этого необходимо:

1. Разработать модель предприятия с учетом всех материальных и финансовых потоков, а также соответствующих им информационных потоков. (раздел 3)

2. Рассчитать денежные потоки предприятия и результирующие финансовые показатели. (раздел 4)

3. Изучить закономерности экономической эффективности при применении разных политик управления (и соответственно разных моделей, на основании которых эти политики формулируются) (раздел 5)

4. Обосновать закономерности наиболее адекватной моделью поведения объекта. (раздел 6)

5. Сформулировать политики управления на основании принятой модели (раздел 7)

При этом модель предприятия должна рассматривать следующие факторы:

1. Нестабильность поставок материалов,

2. Надежностные свойства оборудования,

3. Задержки оплаты готовой продукции,

4. Изменение уровня спроса,

5. Вариабельность выхода годных.

В результате работы должны быть получены:

1. Критерии оценки управленческих решений;

2. Модель управления,

3. Концепции формирования политик управления.

Рассматриваемый объект - мелкосерийное широкономенклатурное производство эпитаксиальных пластин. Производственный процесс заключается в наращивании кристаллического кремния нужного типа проводимости, сопротивления, толщины на готовых кремниевых подложках разного диаметра. Эпитаксиальное производство является частью технологической цепочки по производству полупроводниковых приборов. В которой сначала выращиваются слитки кремния, затем эти слитки режутся на кремниевые пластины, затем на пластинах производится эпитаксия или диффузия, затем пластины разрезаются и корпусируются в виде миркросхем или дискретных приборов.

Рассматриваемая фирма главным занимается производством полуфабрикатов для производства дискретных приборов силовой электроники. Это обуславливает относительно низкие требования по качеству и точности технологий, высокие требования к качеству очистки отходов. В зависимости от того, чьими являются исходные кремниевые пластины (называемые также подложки) - покупными или давальческими - деятельность предприятия классифицируется как производство продукции или предоставление услуг. (В нашем случае это важно, поскольку отрасль стремится к вертикальной интегрированности.)

Добавленная стоимость создается в процессе наращивания эпитаксиального слоя. Он создается в установках наращивания эпитаксиальных слоев. Посредством химической реакции кристаллический кремний осаждается из газовой фазы на подложках. Путем изменения состава легирующего газа и изменением параметров эпитаксиального оборудования достигается номинал, требуемых заказчиком.

Таким образом, для производства данной продукции необходимы:

• Заказы на изготовление продукции;

• Кремниевые подложки;

• Основные реагенты (SiCl4, H2)

• Легирующие газы;

• Вспомогательные реактивы (KOH, H2O2, спирт, бензин и др.)

• Вспомогательные материалы (инструменты, материалы);

• Основное оборудование и оснастка

• Измерительная техника;

• Персонал;

• ЗиП.

 | После поступления заказа проверяется возможность изготовления эпитаксиальной структуры на нашем оборудовании и в заданные сроки. Обычно планирование по загрузке оборудования производится ежемесячно, следовательно обработка заказа задерживается до конца текущего месяца, а его выполнение осуществляется в начале следующего. Цикл поставки, декларируемый заказчику, составляет 40 дней в случае наличия требуемых подложек. Планирование производится в соответствии с технологическими нормативами по загрузке оборудования. Задачей планирования является распределение заказов во времени в течение месяца с учетом подготовительно-заключительных операций, выхода годных, имеющихся в наличии кремниевых подложек и других необходимых материалов, а также времени их доставки. Почти все исходные материалы, кроме кремниевых подложек, стандартны для любого вида выпускаемой продукции. Поэтому они заказываются по мере использования. От конкретного заказа зависит закупка необходимых подложек. Поэтому управление запасами подложек неформализовано. Обычно отсутствие на складе необходимого вида подложек значительно затягивает (2-3 мес.) выполнение заказа. После обеспечения производства всеми необходимыми материалами для данного заказа, он помещается в очередь. Каждая отдельная партия исходных подложек разбиваются на отмывочные партии, которые после отмывки разбиваются на технологические партии. Учет партии поставки, отмывочной партии и технологического цикла существенен для последующего контроля качества и определения причины снижения выхода годных. После прохождения основной операции, технологическая партия отправляется на контроль. После чего производится сортировка пластин и принятие решения о необходимости полировки в случае физических дефектов поверхности. Упаковка и отгрузка готовой продукции занимает до 5 часов (для одной транспортной партии заказа, как правило 200-1000 шт.) Упаковка и отгрузка состоит из вакуумирования и оформления документов. Деньги за отгруженную продукцию поступают после отгрузки, т.е. по факту. В случае предоплаты в счету указывается ориентировочное количество, которое зависит от выхода годных. В договоре указывается, что количество может отличаться на 20% от ориентировочного количества. В этом случае происходит уточнение цены по факту отгрузки. Задержка платежей составляет 14-30 дней. К расходам данного производства относятся: материалы, пластины и оснастка. Цикл поставки вспомогательных материалов составляет 3-7 дней, пластин 2-4 дня. Ежемесячно производятся налоговые отчисления и отчисления по зарплате. Также счетов по оборотной воде, газам, и др. постоянным расходам (30-40 дней). В случае обнаружения скрытых дефектов исходных подложек, к затратам относится стоимость производства. Материалы при этом возвращаются по закупочной цене поставщику.

При проектирования модели требовалось учесть динамику функционирования объекта управления без привязки к моделям финансового учета. Т.е. опираться только на на технологические параметры в той степени подробности, в которой это необходимо. Эта подробность определяется в свою очередь управляющими воздействиями, которые предполагается использовать. Такими элементами являются материальные финансовые и информационные потоки предприятия, а именно их синхронизация. В первом приближении данными для разработки модели информационного потока считались данные документооборота, для материального - данные складского и производственного учета, для финансового - данные движения денежных средств по счетам. На основании выделенных потоков строится концептуальная модель, которая затем дополняется или упрощается исходя из соображений цельности потоков, соответствия требований постановки задачи, а также предполагаемых управленческих воздействий. Например, создаваемых политик управления, задач которые необходимо решать (см. Верификация модели). Затем на основании этой концептуальной модели описывается существенные черты выделенных потоков, а также собираются данные для их формализованного учета в математической модели.

 | Концептуальная модель строится из предпосылки, что основная задача управления, если формулировать ее в терминах не зависящих от систем учета, - синхронизировать материальный поток. А поскольку эффективность предприятия оценивается по финансовым показателям, то материальный поток должен быть в свою очередь синхронизирован с финансовым потоком. Рисунок 1 "Концептуальная модель" Помимо материального и финансового потока необходима синхронизация с информационным потоком. В нашем случае информационный поток это поток заказов, т.е. информации о том, что производить. Нам для достижения финансового результата он необходим главным образом, чтобы вовремя запускать в производство заказы и получать по ним деньги. Рисунок 2 "Взаимосвязь материальных финансовых и информационных потоков" Для решения задачи синхронизации (координации) потоков будет использована Теория ограничений разработанная Голдратом. Применительно к нашей задаче она позволяет сформулировать закономерности координации потоков. Для этого Голдрат предлагает выделять в нашем потоке (см. рис. 2 и 3) ограничения, которые задерживают весь поток. Соответственно выделяются два вида процессов, узкие и неузкие (ограничивающие и неограничивающие). А дальнейшее математическая модель приводится в терминах пропускных способностей каждого процесса. Материальный поток состоит из следующих составляющих.

Рисунок 3 "Материальный поток" Из рисунка видно, что поток основных материалов: подложки, жидкости и газы преобразуется в эпитаксиальные структуры. Управляющим воздействием на все входящие потоки служит информация о поступлении заказов. Поэтому поставка материалов синхронизируется с рассчитанным потоком выполнения заказов. При существующем оборудовании эпитаксия может проводиться одновременно для 22 подложек. Параметры эпитаксиальных структур зависят от технологических параметров и главным образом от времени работы оборудования. Следовательно измерение потока должно производится в единицах размерности штуки в час(минуту). А соответствующие этой операции потоки подложек должны соответствовать по размерности. Количество материалов пересчитываются на суточную смену, поскольку оплата и соответствующая ей доставка привязывается главным образом к рабочим дням. Для обеспечения материального потока, необходимо обеспечить подложки и жидкости. Газы идут по трубам их расход регистрируется счетчиком. Поэтому обеспечение и организация соответствующих управленческих воздействий подлежат только следующие материалы: подложки, SiCl4, HCl. Финансовый поток приходится синхронизировать с материальным, когда фирме необходимо закупать материалы или производить другие расходы. Таким образом, пропускная способность этого процесса зависит от количества денег, которое фирма может потратить за единицу времени. Размерность: рублей/день. Это определяется главным образом, количеством денег на счетах. В свою очередь это количество денег определяется потоком входящих платежей, размерность которого рублей/день. Этот поток рассчитывается исходя из отгрузки готовой продукции, задержек оплаты, процента предоплаты и других параметров оплаты. Исходя из приведенных размерностей и координаций потоков, становится очевидным, что задающим все расписание потоков является информационный поток. На основе потока входящих заказов мы можем рассчитать материальный поток, загрузку оборудования, время отправки готовой продукции, время оплаты с учетом заданных разбросов значений. Учитывая технологические параметры оборудования, мы можем рассчитать пропускную способность процесса выполнения заказов. Информационный поток формируется на основании заявок от заказчика. Эти заказы приходят нерегулярно и каждый из них содержит разное количество структур разного номинала. Это обуславливает разную нагрузку на производство и смежные с ним процессы. В конечном итоге по каждому заказу мы должны будем продать заказчику часть времени работы своей фирмы. Таким образом, размерность этого потока выбирается как рубли/день. Для расчета применения разных ценовых политик необходимо рассматривать размерность штук/день и мм эптакисального слоя в день. Данная размерность выбрана в модели за базовую. Помимо информационного потока необходимо будет сконструировать схему данных, которая приводится ниже в сокращенном варианте. Схема данных будет необходима для расчета параметров оборудования в зависимости от параметров принятого заказа.

Рисунок 3 "Схема данных" Разработанная концептуальная модель и собраные данные о структуре 3-х потоков позволяет построить математическую модель и приступить к сбору исходных данных для описания каждого ее блока. Сбор данных должен позволить математически описать характеристики каждую составную часть потоков (материального, финансового и информационного).

Рисунок 3 "Математическая модель" Уже на этом этапе, с целью понимания пропускных способностей потоков предприятия можно выделить 4 подсистемы:

• Подсистема заказов

• Подсистема поставок материалов

• Подсистема надежности оборудования

• Подсистема платежей

Подсистемы отмечены на рисунке пунктирными квадратами. Подсистема заказов генерирует информационный поток и на основании его данных формируется программа производства. Часть информации этой программы, которая касается заказа матариалов подается на блок 5 (подсистема поставок). Другая часть подается на вход блока 4 (подсистема оборудование).

 | Данные для описания первой подсистемы получены в результате обобщения годового потока заказов. Начало таблицы приведено ниже.

дата | Заказчик | Тип | Количество | Цена | Толщина | Легирование | Сопротивление | Подложка
19 мая | Искра1 | x | 5000 | 68 | 90 | КЭФ | 45 | 380ЭКЭС0,01
9 июня | Воронеж1 | x | 100 | 75 | 90 | КЭФ | 35 | 480ЭКЭС0,01

Таблица 1 (фрагмент) "Поток заказов" Поскольку статистика подобрана только за год, о сезонных трендах можно только сделать предположение. Характеристики потока заказов представлены на графике. Рисунок 6 "Характеристики потока заказов" Ниже показаны параметры с помощью которых можно описать поток заказов в модели. Заявка (в принятой терминологии) может содержать несколько заказов по различным типономиналам. Здесь же приводится анализ статистической устойчивости потока заказов. Рисунок 7 и 8 "Количество заказов в день" и "Периодичность поступления заявок" Проанализируем статистическую устойчивость этих данных. Таблица 2 "Характеристики потока заказов и анализ их статистической устойчивости" Величины не выходят за контрольные границы, поэтому данный поток можно считьа статистически устойчивым. Количество эпитаксиальных пластин в заказе также устойчиво. Таким образом, для математической модели можно принять, что блок заказов, это генератор случайных чисел нормального распределения с характеристиками дисперсии и математического ожидания, рассчитанных для потока заказов.

При постановке в очередь могут применяться различные политики. Простейшая из них FIFO - обслуживать первым того покупателя, который раньше прислал заявку. Однако на практике управленцы стараются оптимизировать прибыль или затраты. Поэтому рассматриваются и другие политики:

• оптимизация уровня технологических расходов,

• оптимизация поставок материалов,

• оптимизация итоговых финансовых показателей.

При расчете очереди заказов на период (месяц) применяется перебор расстановок n неразмещенных заказов на m единицах оборудования. Исходя из принятой расстановки заказов производится заказ материалов в блоке 5 "Генерация поставок". Характеристики отказов оборудования получены из годового анализа отказов оборудования записанных в журнал отказов оборудования.

Дата | Начало | Окончание | Причина неработоспособности | Последствия
5 сентября | 21:50 | 23:00 | Отключен сжатый воздух | Простой установок 2,3,4
5 сентября | 23:00 | 1:20 | Отключен азот | Простой установок 2,3,4

Таблица 3 (фрагмент) "Журнал отказов оборудования" Рисунок 9 "Характеристики потока отказов оборудовния" Из рисунка видно, что из двух рассматриваемых величин, только время между отказами оборудования является статистически устойчивым. Поэтому необходимо рассмотреть время восстановления оборудования более детально. На основе данных "Журнала отказов оборудования" можно составить следующую таблицу

Интервал, мин | Частота | Примечание
10 | 4 | 10 мин
30 | 2 | 30 мин
60 | 0 | 1 час
180 | 6 | 3 часа
300 | 6 | 5 часов
600 | 8 | 10 часов
1200 | 1 | 20 часов
2400 | 3 | 40 часов
4800 | 1 | 80 часов
9600 | 1 | 160 часов

Таблица 4 "Распределение времени восстановления оборудования" Гистограмма 1 "Распределение времени восстановления оборудования" На основе гистограммы можно сделать предположение, что время восстановления зависит от характера поломки и можно выделить их в три группы:

1. Мелкие поломки, которые восстанавливаются за 30 минут, как правило поломки, которые происходят по вине ненадлежащего технического обслуживания.

2. Средние: 1-10 часов, поломки, возникающие по причине износа оборудования

3. Крупные: более 10 часов, как правило это аварии не зависящие от возможностей наладчиков, а именно: отключения электроэнергии, газов и др.

Таблица 5 и Рисунок 10 "Характеристики первой группы поломок" Таблица 6 и Рисунок 11 "Характеристики второй группы поломок" Таблица 7 и Рисунок 12 "Характеристики третей группы поломок" Для первой группы не нужно никаких ресурсов, кроме наладчика, поэтому в модели они учитываются остановом одной из установок эпитаксиального наращивания. Из диаграмм расположенных рядом с таблицами видно, что при таком усложнении модели поломок, все данные находятся в пределах контрольных границ. Следовательно можно рассматривать 3 вида поломок как 3 статистически устойчивых процесса. И их данные могут быть использованы для моделировнаия Для второй группы необходима замена элементов, которые приведены в таблице (см ниже). Для третьей группы поломок производится останов оборудования и учет соответствующих расходов. В случае генерации поломок второй группы останавливается оборудование и производится ремонт в случае наличия соответствующих комплектующих на складе. А также учитываются соответствующие этим поломкам затраты. Учитывая надежностные характеристики оборудования и оснастки регулируя объем запасных частей на складе можно обеспечивать минимальное время восстановления. Задачей моделирования является предложение и обоснование политики резервирования комплектующих. Данный поток также представляет собой 3 генератора случайных чисел нормального распределения с характеристиками 3-х видов отказов оборудования описанных выше. Его данные поступают на вход следующего блока "Выполнение заказов". (См. математическая модель) Расчет времени и стоимостных затрат выполнения заказов производится на основании технологических карт представленных в виде таблицы. Таблица 8 "Расчет технологических затрат" Опытный процесс в терминологии учета операций относится к подготовительному времени. Он необходим для настройки оборудовнаия опытным путем. Товарный процесс означает собственно производство продукции. Обработку пьедестала можно отнести к заключительным операциям. Они необходимы для очистки оснастки оборудования перед следующим товарным процессом, т.к. в результате проведения эпитаксии нарастает слой кремния на оснастке, что приводит к ухудшению параметров продукции в последующих партиях. В случае успешной отработки поставки и исправности оборудования в соответствии с данными таблицы 8 обрабатывается заказ. Входные данные на блок 4 поступают с блока 3 (они позволяют определить исправно ли оборудование), а алгоритм постановки в очередь (блок 2) рассчитать наличие материалов и запустить процесс поставки. После обработки одного заказа из очереди берется следующий заказ. Блок генерации поставок представляет собой управляемый буфер материалов. Управление им производится на основании выбранной политики обслуживания заказов (постановки в очередь), которая является входными данными для этого блока. Исходные данные

Материал | Цикл поставки, дней | Стоимость доставки | Цена за единицу
Пластины | 4 | 500 | 2,5-7$
НСl | 2 | 800 | 480 руб/кг
SiCl4 | 1-2 | 900 | 100 руб/кг

Таблица 9 "Параметры поставки" Данный блок представляет собой элемент задержки. В зависимости от заданных параметров оплаты и смоделированного разброса этих параметров в модели производится снятие денег со счета. Входными данными для этого снятия является запрос от блока 5 на пополнение склада, а также количество материала и его стоимость. При отсутствии денег на счете выполнение поставки приостанавливается, пока не произойдет пополнение счета. Задержка оплаты составляет до 3-х дней по большинству договоров и как правило производится в срок. Поэтому подробный анализ исходных данных не велся. В модели задержка оплаты учитывается равномерным распределением от 1 до 3-х дней. Анализ параметров платежей (производился на основании банковских выписок) показывает, что на практике не существует однозначного соответствия между отгруженной партией и суммой денег. Возможна оплата в несколько траншей, за часть партии, "зависание" задолженности и т.д. Поэтому для учета закономерностей дебиторской задолженности введем 2 понятия. Порог оплаты - сумма, выше которой долг считается критическим и покупатель обязан заплатить. Сумма оплаты - сумма, выплата которой считается удовлетворительной для сохранения отношений с покупателем. При этом задолженность может не покрываться полностью. Для каждого заказчика эти суммы могут быть разными. Кроме этого данные цифры для каждого покупателя будут иметь статистических разброс значений. Таблица 10 "Параметры оплаты" Вероятность того, что потребитель оплатит задолженность одним платежем - 0,77 двумя платежами - 0,23 Таким образом блок получения денег оказывается довольно сложным, если мы хотим учесть реальные денежные потоки. Стоимость заказа можно однозначно опредлить исходя их поступившего заказа. Однако в вопросе призода денег по отработанному заказу такой однозначности не наблюдается. С этой точки зрения точности, в модели необходимо учесть порог оплаты и сумму выплаты. Однако усредненные данные расчитаны для фирм разного размера, соблюдающих различную дисциплину в оплате полученного товара. Из практики управлени денежными потоками известно, что дисциплина оплаты зависит только от заказчика, главным образом от величины его оборотов. Реально для исследуемого предприятия все задержки оплаты приходятся на одного крупного заказчика. Поэтому применение новых понятий было бы более обосновано при выделении нескольких групп заказчиков. С точки зрения получения общности результатов модели, необходимо рассматривать вариант, рассматривающий хаказы обобщенно. (Заказы, которые генерируются в модели не различаются по категориям поставщиков). Поэтому для моделирования принят компромисный вариант. Порог оплаты принимается в объеме стоимости среднего заказа 100 тыс. рублей (см. рис. Характеристики потока заказов). С вероятностью 77% оплата производится 1 траншем. С вероятностью 23% оплата производится 2-мя траншами по 50% каждый. Средняя задержка оплаты по расчету составляет 9 дней с разбросом от 0 до 28 дней. Эти исходные данные корректируются по оценке экспертов следующим образом: средняя величина задержки 15 дней, разброс значений задержки от 7 до 30 дней. Применяется распределение хи-квадрат.

Общий анализ модели позволяет сделать выводы о характере поведения материального потока, который формируется на основании информационного потока (заказы) и зависящему от них денежного потока. При существующем потоке заказов (спросе на данную продукцию) предприятие не может отработать весь поток заказов, он скапливается в очереди перед оборудованием. На практике наиболее "невыгодные" заказы получают отказ. По результатам общего анализа можно заключить, что для вне зависимости от конкретных параметров оплаты и пр., определяющим параметром является пропускная способность оборудования. А в более общем случае общая пропускная способность потока. Чтобы управлять этим потоком необходимо рассматривать ограничения этого потока и измерять пропускные способности разных его участков и их колебания. Эту концепцию для самого простого случая можно представить упрощенно следующим образом. Рисунок 13 "Концепция ограничения" Эту же концепцию разрабатывал и применял Элия Голдрат в свой Теории Ограничений. Теория позволяет рассматривать предпритие как систему и оптимизировать его деятельность, как управление потоком. Управление системой сформулировано в виде алгоритма управления, который называется "фокусирующий алгоритм":

1. Идентифицируйте ограничения (ограничение) системы

2. Решите, как эксплуатировать системные ограничения (ограничение)

3. Скоординируйте все остальное с принятым решением

4. Увеличьте пропускную способность ограничения

5. Если на предыдущем этапе ограничение было снято, переходим к первому этапу. Но не позволяйте инерции стать новым ограничением. Использование этой теории позволяет интерпретировтаь не только результаты данной модели. Практические применение Теории Ограничений в нашем случае позволяет использовать методику идентификации ограничений и координации потоков. Поэтому в дальнейшем настоящая работа опирается на Теорию Огранчений и исследования Голдрата.

 | Для идентификации ограничения (п.1 фокусирующего алгоритма) необходимо рассчитать потребность в каждом ресурсе в течение отчетного периода. По расчетам модели ограничением является подсистема обурудования. По усредненным данным можно считать, что стомость работы ограничения 20 тыс долл. на одну эпитаксиальную установку в месяц. При работе 3-х установок предпритие может зарабатывать 60 тыс. долларов при существующих политиках управления. Таким образом размерность, которой мы можем оценить пропускную способность ограничения - рублей/месяц. Поскольку ограничение определяет прибыльность всей фирмы, то этот показатель определяет итоговые показатели. По сути фирма продает время своего ограничения. Поэтому работу управленца можно свести к оптимизации продажи времни ограничивающего ресурса и управлению остальными ресурсами с целью обеспечить бесперебоную работу ограничения. Дальнейшее исследование будет посвящено расчету режимов (расписаний) работы разных процессов с целью определить нахождение ограничения и максимально возможных итоговых показателей. Для этого быдут проверяться различные методики закупок материалов, обслуживания оборудования и пр.

Для расчета итоговых показателей, необходимо выбрать систему учета, адекватно отражающую характеристики потока. Их можно выделить разграничив этапы движения денежного потока.

1. Время поступления денег в систему.

2. Время ухода денег из системы и их категории

3. Время связывания и освобождения денег . Для болльшей наглядности движения денежных потоков можно использовать аналогию с жидкостями и рассмотреть пример классической задачи с ванной, которая заполняется по одной трубе (поступление денег в систему - генерация дохода). А по другой трубе жидкость из ванны вытекают (операционные расходы). Кроме этого существует какое-то количество жикости (связанных денежных средств) в ванее, что соответствует связанному капиталу. Для измерения этих характеристик Голдратом была предложена соответствующая тройка показателей. Эти показатели формулируются следующим образом:

Скорость генерации дохода - скорость, с которой система генерирует деньги посредством продаж

Связанный капитал - все деньги, инвестированные фирмой в производство продукции, которую она собирается продать

Операционные расходы - все деньги, потраченные на превращение связанного капитала в доход

Учетная политика должна описывать методику сопоставления денежного потока и других событий с изменением принятой системы показателей. С точки зрения инвестора (владельца предприятия) ему необходимо знать какое количество денег генерирует система за определенный период.

Как правило все перемещения между счетами привязываются к изменению состояния расчетного счета. Если материал поступил на склад но мы за него не платили, то мы не увеличиваем ни связанный капитал. Хотя при этом мы можем начинать работу и вовремя выпаолнить заказ. Если мы сами получаем предоплату по опредленному заказу, то мы увеличиваем скорость генерации дохода. В таблице указаны основные операции, к которым привязываются операции со счетами.

Основные действия | Счет | НДС | Т | ОЕ | I
Покупка материалов и ЗиП | - стоимость материалов - стоимость доставки | + величина ДС |  | + стоимость доставки | + стоимость материалов
Поступление жидкостей на склад, отпуск жидкостей в производство, доставка ГП на склад |  |  |  |  | Перемещение материалов по субсчетам счета I, если они предусмотрены
Получение предоплаты по заказу | + величина предоплаты | + величина ДС | + величина предоплаты |  | 
Продажа партии, на которую ушли материалы | + величина оплаты | + величина ДС | + маржа партии (цена минус стоимость материалов) пропорционально оплате |  | - стоимость материалов пропорционально оплате
Поломка оборудования |  |  |  | + стоимость ЗиП | - стоимость ЗиП
Оплата налогов кроме НДС | - стоимость налога |  |  | + стоимость налога | 
Оплата НДС | - стоимость налога | Обнуление счета |  | + стоимость налога | 
Оплата счетов | - величина счета |  |  | + величина счета | 
Оплата з/п | - сумма З/п |  |  | + сумма З/п | 
Окончание отчетного периода |  | Обнуление счета | Обнуление счета | Обнуление счета | 

 | Первой политикой, которую необходимо сформулировать является ценовая политика. Из вышесказанного понятно, что в приной системе учета и допущениях, для оптимизации скорости генерации дохода ценовая политика должна учитывать стоимость ограничивающего ресурса. Т.е. цена должна зависеть от времени работы ограничения. Принятая система ценообразования на основании модели себестоимости назначает цену за толщину эпитаксиального слоя. Можно понять логику этого решения. Чем больше тощина, тем больше технологических затрат (см.рис. 8) и тем больше должна быть цена, чтобы скомпенсировать затраты. Несмотря на то, что толщина слоя определяет время работы оборудования на деле обнаруживается значительное влияние и других параметров на итоговые показатели. В первую очередь это происходит потому, что модель себестоимости не учитывает ни возрастания времении технологического цикла, ни возрастания связанного капитала.  Рисунок 15 "Зависимость итоговых показателей от толщины эпитаксиального слоя" Проанализируем зависимость итоговых показателей для различных толщин при ситеме затратного ценнобразования. Операционные расходы падают. Это следствие уменшения подготовительно-заключительного времени. Время загрузки-разгрузки установки, наладки оборудования снижается. Возрастание связанного капитала обусловлено увеличением времени технологического цикла, что в свою очередь увеличивает время выполнения заказа и следовательно время, за которое связанный капитал будет превращен в доход. Зависимость скорости генерации дохода имеет оптимум на тощне 5-20мкм затем несколько менее заметных скачков. Очевидно, что здесь играют роль вышеприведенные факторы: доля штучного времени, доля стоимости подложек, время выполнения партии. К этим факторам добавляется также снижение коэффициента выхода годных. Если согласно модели себестоимости мы учитывали КВГ умножением его на объем партии, то при более детальном учете технологического процесса обнаруживается, что теперь брак съедает более значительную долю нехнологического времени. Т.е. зависимость получается не линейная. К этой "нелинейности" можно добавить влияние другие факторы, которые образно говоря не суммируются, а перемножаются. Еще более заметна эта нелинейность при рассмотрении рентабельности связанного капитала - ROI (фондоотдачи). В нашем случае при довольно незначительном увеличении связанного капитала показатель фондоотдачи при применении затратной ценовой политики отличается почти в 3 раза для малых и больших тощин. Для фондоотдачи имеет значение, как часто фирма получает деньги. Это зависит нелинейно(!) от времени технологического цикла. Нелинейная зависимость обуславливается тем, что время производства партии одноврменно увеличивает связанный капитал (знаменатель формулы) и снижает скорость генрации дохода (числитель формулы). ROI = (NP/t)/(I) I=F(t)=k(x)*t => ROI=f(1/(t*t)) Следующая зависимость от величины партии здесь также наблюдается нелинейная зависимость от увеличения времени производства партии.  Рисунок 16 "Зависимость итоговых показателей от размера партии" Из графиков видно, что при увеличении размера партии (того же номинала) уровень операционых расходов остается неизменным. Несмотря на то, что модель себестоимости предсказывает из снижение за счет "эффекта масштаба". В самом деле некоторое снижение присутствует, за счет снижения времени переналадки оборудования. Однако это снижение имеет предел. Можно заметить, что кривая прибыли и увеличения скорости генерации дохода "входит в насыщение". В то же время связанный капитал возрастает с некоторым ускорением. (На графике нелинейная шкала по оси ОХ). Это обуславливается увеличением времени между связываеним денег в материалах и получением денег за проданную продукцию. Таким образом фондоотдача имеет экстремум для средних партий.  Рисунок 17 "Зависимость ROI от размера партии" Из рисунка видно, что вопреки распространенному мнению выгодности больших партий, выгодна "средняя" партия. Обяснение этого факта лежит в области денежных потоков. Более мелкая партия быстрее "оборачивает" вложенные средства. Это справедливо не только для эпитаксиального производства. Снижение фондоотдачи по большим партиям можно компенсировать разбиением их на более мелкие, либо вводить предоплату. Другой подход - уменьшить остроту экстремума за счет снижения времени перналадки оборудования и увеличения доли штучного времени.

Очевидно, что возрастание времени задержки оплаты должно увеличивать связанный капитал и снижать фондоотдачу.

Рисунок 18 "Зависимость связанного капитала от времени задержки оплаты" Из графика видно, что для всех объемов партий существует линейная зависимость увеличения связанного капитала (оборотных фондов). Еще одной политикой, которую было необходимо протестировать - использование давальческого сырья. По результатам расчета себестоимости оказывалось, что это менее выгодный продукт, поскольку фирма не может "заработать" маржу на сырье. Однако на практике оказывалось, что фирма не несет расходы по огранизации закупок основного материала, не связывает в нем капитал, и имеет более здоровое финансовое положение. Здравый смысл подсказывают, что увеличение доли давальческого сырья должно линейно уменьшать связанный капитал. И увеличивать рентабельность связанного капитала. Модель подтверждает эту гипотезу.Рисунок 19 "Зависимость итоговых показателей от доли давальческих подложек" В самом деле фирма получает дополнительный выигрыш за счет условий предоставления услуг по эпитаксии. По этим условиям эпитаксиальное производство не обязано платить за бракованную продукцию которая может составлять до 15%. По грубым расчетам кремниаевые подложки составляют 60% в структуре цены. Это означает что при средней норме прибыли 25% мы компенсируем всю маржу, которую могли бы заработать на кремнии. Но при этом мы не связываем 60% капитала, который вынуждены были бы потратить на кремний и связать его на 20-40 дней. Это дает почти двухкратный прирост рентабельности связанного капитала. (см. рис 19)

Итересный феномен наблюдается, когда велчина предоплаты достигает 80 процентов, а величина оставшейся оплаты сравнима с нормой прибыли.

Рисунок 20 "Зависимость показателей ТЭЭ от величины предоплаты" В этом случае при достижении уровня (100%-%нормы прибыли) мы получаем бесконечную фондоотдачу. Т.е. этот термин теряет свой физический смысл. В самом деле фирма уже не связывает капитал, наоборот оно его генериует ничего не производя. Необходимо отметить что все вышеперечисленные зависимости рассчитывались путем усреденения нескольких расчетов (как правило 100 раз). Реально такого усреднения не происходит, поэтому фирма которая выпускает одну и ту же продукцию, допускает товарный кредит от 1 до 30 дней имеет почти двухкратный разброс значений генерации дохода. Причем этот разброс на периоде 12 месяцев не обнаруживает сколько нибудь заметного снижения для более "компактных периодов". В пределах разброса значений мы можем получить любое значение, следотельно наша система должна быть устойчива к данному разбросу.  Рисунок 21 "Изменение Т для различных диапазонов задержки оплаты" Конкретные значения разбросов усредненных за 12 месяцев указаны в таблице.

Задержка, дней | Т,% | ОE,% | I,% | NP,% | ROI,%
1-3 | 34 | 16 | 18 | 70 | 81
1-7 | 31 | 18 | 24 | 57 | 65
1-14 | 46 | 22 | 35 | 93 | 92
1-21 | 76 | 42 | 32 | 140 | 147
1-30 | 68 | 37 | 28 | 134 | 139

После проверки наиболее сомнительных политик управления можно перейти к формированию рекомендаций по управлению данным объектом. Все вышеперечисленные зависимости были обоснованием неприменимости для данного предпрития модели себестоимости . Для выработки политик управления необходимо рассматривать основные задачи, решаемые при управлении координации потоков, а не отдельные политики управления. Т.е. необходимо пересмотреть всю концепцию управления. Трудность этой задачи состоит в том, что система управления сформирована целиком на основании модели себестоимости и локальных критериев оптимизации. И изменяя какую-то одну политику управления мы сталкиваемся с тем, что все остальные критерии сформированы на основании все той же модели себестоимости. Более того, потянийный аппарат унаследован от концепции себестоимости. По этой же причине было довольно сложно сформулировать постановку задачи. Реально управленцы выидели как надо делать, но не могли обосновать это простой и адекватной моделью. Так например формула расчета оптимальной партии, которая оперирует стоимстью храния и доставки на практике заменяется созданием запаса материала на срок сравнимый со сроком пополнения этих запасов. Если остановится производство, то к чему оптимизировать стоимость доставки материалов. Главное - это результат всей фирмы. Боросться с понятийным аппаратом мира себестоимости можно только разработав новый понятийный аппарат. Систсему можно победить только системой. Первая задача идентификация ограничения. После его идентификации необходимо решить как его использовать. В нашем случае мы должны решить какому заказу продать время своего ограничения в первую очередь. Т.е. составить расписание для ограничения. Затем после составления этого расписания необходимо обеспечить работу остальных подсистем так, чтобы ограничение работало максимальное количество времени. Здесь

xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx ВЕРСТАЕТСЯ ххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххх

Расчет допустимого количества связанного капитала в системе обслуживания оборудования. Расчет

Рисунок 1. Наша идеальная компания, в которой устранены все виды непредсказуемости. (см. рисунок 1)


[1] Имеется ввиду английская пословица The beauty in the eyes of beholder - Красота в глазах смотрящего.

[2] В оригинале: Quality is Job One. Inventory is liability. Balance flow, not capacity.

[3] В оригинале: Total Quality Management (TQM), Just in Time (JIT), and Theory of Constraints (TOC).

[4] Kanban

[5] Bottom line

[6] Net Profit

[7] Return of Investment

[8] Cash Flow

[9] Наверно нелишним будет напомнить, что слово "цель" используется именно в понимании Голдрата, которое он определил выше по тексту.

[10] To make more money now as well as future. Дословно: и сегодня и завтра зарабатывать как можно больше денег

[11] Имеется ввиду все та же аналогия с машиной по производству денег

[12] point of sale - момент продажи

[13] material inventory

[14] add value to the company

[15] work-in-process

[16] finished goods

[17] Inventory profit and inventory loses

[18] Allocation

[19] nomenclature - 1) номенклатура 2) терминология. Зд.: понятийный аппарат

[20] Классификация по бостонской матрице (dogs, cats, cows, stars)

[21] Имеется ввиду подход учета издержек.

[22] "The Race" E.M.Goldratt

[13]

[14]


(C) Андрей Степенко 25.05.2000 г

____________________________________________________________

© Степенко Андрей Олегович. Модель экономической эффективности заказого производства на основе T О С

Origin: http://samlib.ru/s/stepenko_a_o/d_toc.shtml

Создан: 29/11/2004, изменен: 17/02/2009, 60k

Статья: Нет

Series: Мои статьи и публикации