Управление производством: от истории до современности.

Введение

В деловых операциях контроль над процессом производства товаров.

Управление операциями связано с проектированием и контролем производства товаров и услуг, обеспечивая эффективное использование ресурсов предприятиями для удовлетворения потребностей клиентов. Оно включает в себя управление всей производственной системой, которая преобразует входные ресурсы (в виде сырья, труда, потребителей и энергии) в выходные продукты (в виде товаров и услуг для потребителей). Управление операциями охватывает такие сектора, как банковское дело, здравоохранение, компании, работа с поставщиками, клиентами и использование технологий. Операции – одна из ключевых функций в организации, наряду с управлением цепочками поставок, маркетингом, финансами и управлением персоналом. Функция операций требует управления как стратегическим, так и текущим производством товаров и услуг.

История

История систем производства и эксплуатации начинается около 5000 г. до н.э., когда шумерские жрецы разработали древнюю систему учета запасов, займов, налогов и деловых операций. Следующее крупное историческое применение операционных систем произошло в 4000 г. до н.э., когда египтяне начали использовать планирование, организацию и контроль в крупных проектах, таких как строительство пирамид. К 1100 г. до н.э. в Китае происходила специализация труда; около 370 г. до н.э. Ксенофонт описал преимущества разделения различных операций, необходимых для производства обуви, между разными людьми в Древней Греции.

В Средние века короли и королевы правили обширными территориями. Преданные дворяне управляли большими участками земли монарха. Эта иерархическая организация, в которой люди были разделены на классы в зависимости от социального положения и богатства, стала известна как феодальная система. В феодальной системе вассалы и крепостные производили для себя и людей высших сословий, используя землю и ресурсы правителя. Хотя большая часть трудовых ресурсов была занята в сельском хозяйстве, ремесленники вносили вклад в экономический рост и создавали гильдии. Гильдийская система, действовавшая в основном между 1100 и 1500 годами, состояла из двух типов: торговых гильдий, которые покупали и продавали товары, и ремесленных гильдий, которые производили товары. Хотя гильдии регулировали качество выполняемой работы, в результате система была довольно жесткой: например, сапожникам запрещалось заниматься дублением шкур. В Средние века услуги также оказывали слуги, предоставляя дворянам услуги по приготовлению пищи, уборке и организации развлечений. Дворцовые шуты считались поставщиками услуг. Средневековая армия также могла рассматриваться как услуга, поскольку она защищала дворянство. Промышленной революции способствовали два элемента: взаимозаменяемость деталей и разделение труда. Разделение труда было характерно для цивилизации с самого начала, но степень его реализации значительно варьировалась в зависимости от периода и места. По сравнению со Средневековьем, эпоха Возрождения и Эпоха великих географических открытий характеризовались большей специализацией труда, что было характерно для растущих городов и торговых сетей Европы. Важный скачок в эффективности производства произошел в конце XVIII века, когда Эли Уитни популяризировал концепцию взаимозаменяемости деталей, изготовив 10 000 мушкетов. До этого момента в истории производства каждый продукт (например, каждый мушкет) считался изготовленным на заказ, что означало, что детали данного мушкета подходили только к нему и не могли быть использованы в других мушкетах. Взаимозаменяемость деталей позволила массовое производство деталей независимо от конечных продуктов, в которых они будут использоваться. В это время возник новый рынок для продажи и производства мушкетов. В 1883 году Фредерик Уинслоу Тейлор ввел метод хронометража для точного измерения времени выполнения каждой отдельной задачи сложной работы. Он разработал научное изучение производительности и определил, как координировать различные задачи, чтобы устранить потери времени и повысить качество работы. Следующее поколение научных исследований появилось с разработкой выборочных наблюдений и систем нормированного времени движения (СНВ). Выборочные наблюдения используются для измерения случайной величины, связанной со временем выполнения каждой задачи. СНВ позволяет использовать стандартные таблицы нормированного времени для самых простых движений тела (например, поворота левого запястья на 90°) и суммировать их для прогнозирования времени, необходимого для выполнения простой задачи. СНВ приобрело значительную важность, поскольку позволяет прогнозировать нормы времени без непосредственного наблюдения за работой. Основы СНВ были заложены исследованиями и разработками Фрэнка Б. и Лилиан М. Гилбрет около 1912 года. Гилбреты использовали киносъемку с известными интервалами времени во время выполнения операторами задачи. К рубежу XX века сфера услуг уже была развита, но в значительной степени фрагментирована. В 1900 году в США сфера услуг состояла из банков, профессиональных услуг, школ, универсальных магазинов, железных дорог и телеграфа. Услуги были в основном локальными (за исключением железных дорог и телеграфа) и принадлежали предпринимателям и семьям. В 1900 году в США 31% занятых работали в сфере услуг, 31% – в производстве и 38% – в сельском хозяйстве. Идея конвейера использовалась неоднократно в истории до Генри Форда: Венецианский арсенал (1104 г.), производство булавок Смита в книге «Исследование о природе и причинах богатства народов» (1776 г.) или Портсмутские блочные мельницы Брюнеля (1802 г.). Рэнсом Олдс был первым, кто начал производить автомобили с использованием конвейерной системы, но Генри Форд разработал первую автомобильную конвейерную систему, в которой шасси автомобиля перемещалось по конвейеру с помощью конвейерной ленты, а рабочие добавляли компоненты до завершения сборки автомобиля. Во время Второй мировой войны рост вычислительной мощности привел к дальнейшему развитию эффективных методов производства и использованию передовых математических и статистических инструментов. Это было поддержано развитием академических программ в области промышленной и системной инженерии, а также областей исследования операций и управления (как междисциплинарных областей решения проблем). Системная инженерия концентрировалась на общих характеристиках взаимосвязей между входами и выходами общих систем, в то время как исследователи операций концентрировались на решении конкретных и узконаправленных проблем. Синергия исследования операций и системной инженерии позволила решать масштабные и сложные проблемы в современную эпоху. В последнее время развитие более быстрых и компактных компьютеров, интеллектуальных систем и Всемирной паутины открыло новые возможности для систем операций, производства, обслуживания и предоставления услуг.

In the Middle Ages, kings and queens ruled over large areas of land. Loyal noblemen maintained large sections of the monarch's territory. This hierarchical organization in which people were divided into classes based on social position and wealth became known as the feudal system. In the feudal system, vassals and serfs produced for themselves and people of higher classes by using the ruler's land and resources. Although a large part of labor was employed in agriculture, artisans contributed to economic output and formed guilds. The guild system, operating mainly between 1100 and 1500, consisted of two types: merchant guilds, who bought and sold goods, and craft guilds, which made goods. Although guilds were regulated as to the quality of work performed, the resulting system was rather rigid, shoemakers, for example, were prohibited from tanning hides. Services were also performed in the Middle Ages by servants. They provided service to the nobility in the form of cooking, cleaning and providing entertainment. Court jesters were considered service providers. The medieval army could also be considered a service since they defended the nobility. The industrial revolution was facilitated by two elements: interchangeability of parts and division of labor. Division of labor has been a feature from the beginning of civilization, the extent to which the division is carried out varied considerably depending on period and location. Compared to the Middle Ages, the Renaissance and the Age of Discovery were characterized by a greater specialization in labor, which was a characteristic of the growing cities and trade networks of Europe. An important leap in manufacturing efficiency came in the late eighteenth century as Eli Whitney popularized the concept of interchangeability of parts when he manufactured 10,000 muskets. Up to this point in the history of manufacturing, each product (e. g. each musket) was considered a special order, meaning that parts of a given musket were fitted only for that particular musket and could not be used in other muskets. Interchangeability of parts allowed the mass production of parts independent of the final products in which they would be used. An entire new market to fill the need for the sale and manufacturing of muskets began at this time. In 1883, Frederick Winslow Taylor introduced the stopwatch method for accurately measuring the time to perform each single task of a complicated job. He developed the scientific study of productivity and identifying how to coordinate different tasks to eliminate wasting of time and increase the quality of work. The next generation of scientific study occurred with the development of work sampling and predetermined motion time systems (PMTS). Work sampling is used to measure the random variable associated with the time of each task. PMTS allows the use of standard predetermined tables of the smallest body movements (e. g. turning the left wrist by 90°), and integrating them to predict the time needed to perform a simple task. PMTS has gained substantial importance due to the fact that it can predict work measurements without observing the actual work. The foundation of PMTS was laid out by the research and development of Frank B. and Lillian M. Gilbreth around 1912. The Gilbreths took advantage of taking motion pictures at known time intervals while operators were performing the given task. At the turn of the twentieth century, the services industries were already developed, but largely fragmented. In 1900 the U. S. service industry consisted of banks, professional services, schools, general stores, railroads and telegraph. Services were largely local in nature (except for railroads and telegraph) and owned by entrepreneurs and families. The U. S. in 1900 had 31% employment in services, 31% in manufacturing and 38% in agriculture. The idea of the production line has been used multiple times in history prior to Henry Ford: the Venetian Arsenal (1104); Smith's pin manufacturing, in the Wealth of Nations (1776) or Brunel's Portsmouth Block Mills (1802). Ransom Olds was the first to manufacture cars using the assembly line system, but Henry Ford developed the first auto assembly system where a car chassis was moved through the assembly line by a conveyor belt while workers added components to it until the car was completed. During World War II, the growth of computing power led to further development of efficient manufacturing methods and the use of advanced mathematical and statistical tools. This was supported by the development of academic programs in industrial and systems engineering disciplines, as well as fields of operations research and management science (as multi disciplinary fields of problem solving). While systems engineering concentrated on the broad characteristics of the relationships between inputs and outputs of generic systems, operations researchers concentrated on solving specific and focused problems. The synergy of operations research and systems engineering allowed for the realization of solving large scale and complex problems in the modern era. Recently, the development of faster and smaller computers, intelligent systems, and the World Wide Web has opened new opportunities for operations, manufacturing, production, and service systems.

Промышленная революция

До Первой промышленной революции работа в основном выполнялась в рамках двух систем: домашней системы и ремесленных гильдий. В домашней системе торговцы развозили материалы по домам, где ремесленники выполняли необходимую работу, а ремесленные гильдии, напротив, представляли собой объединения ремесленников, передававших работу от мастерской к мастерской – например, кожу дубили кожевники, затем передавали дублёную кожу обработчикам, и, наконец, она поступала к сапожникам и сёдельникам. Начало промышленной революции обычно связывают с английской текстильной промышленностью XVIII века, с изобретением летающего челнока Джоном Кеем в 1733 году, прядильной машины «Дженни» Джеймсом Харгривсом в 1765 году, водяного ткацкого станка Ричардом Аркрайтом в 1769 году и паровой машины Джеймсом Уаттом в 1765 году. В 1851 году на выставке в Кристальном дворце был использован термин «американская система производства» для описания нового подхода, который формировался в Соединенных Штатах Америки и основывался на двух ключевых особенностях: взаимозаменяемых деталях и широком применении механизации для их изготовления.

Вторая промышленная революция и постиндустриальное общество

Генри Форду было 39 лет, когда он основал Ford Motor Company в 1903 году с капиталом в 28 000 долларов, предоставленным двенадцатью инвесторами. Автомобиль модели T был представлен в 1908 году, однако видение Форда – сделать популярный автомобиль доступным для каждого американского гражданина среднего класса – реализовалось лишь после внедрения им концепции конвейерной сборки. Первым заводом, где Генри Форд применил конвейерную сборку, стал Хайленд-Парк (1913 год); он описал эту систему следующим образом:

Это стало одной из ключевых идей, приведших к массовому производству – одному из главных элементов Второй промышленной революции, наряду с развитием электротехнической и нефтяной промышленности. Постпромышленная экономика была отмечена в 1973 году Дэниелом Беллом, который утверждал, что в будущем экономика будет создавать больше ВВП и обеспечивать больше рабочих мест в сфере услуг, чем в производстве, и окажет значительное влияние на общество. Поскольку все сектора экономики тесно взаимосвязаны, это не означало уменьшения важности обрабатывающей промышленности, сельского хозяйства и горнодобывающей отрасли, а лишь изменение типа экономической деятельности.

Производственные системы

Производственная система включает в себя как технологические элементы (машины и инструменты), так и организационное поведение (разделение труда и информационный поток). В литературе обычно анализируется отдельная производственная система, относящаяся к одному предприятию; поэтому обычно нецелесообразно включать в данную систему операции, необходимые для обработки товаров, приобретенных у поставщиков, или операции, выполняемые клиентом над проданной продукцией, поскольку предприятия должны проектировать собственные производственные системы, что и становится объектом анализа, моделирования и принятия решений (также называемого "конфигурированием" производственной системы). Первое возможное различие в производственных системах (технологическая классификация) – между непрерывным производством и дискретным производством (машиностроением). Непрерывное производство подразумевает физико-химические преобразования продукта без сборочных операций, в результате чего исходное сырье сложно выделить из конечного продукта. Примеры: бумага, цемент, нейлон и нефтепродукты. Дискретное производство (например, автомобилей и печей) включает в себя как производственные, так и сборочные системы. К производственным системам относятся участковые мастерские, производственные ячейки, гибкие производственные системы и поточные линии. К сборочным системам относятся системы с фиксированным положением, сборочные линии и сборочные цеха (с ручными и автоматизированными операциями). Другая возможная классификация основана на сроках выполнения (время изготовления против времени поставки): проектирование по заказу (ETO), закупка по заказу (PTO), изготовление по заказу (MTO), сборка по заказу (ATO) и изготовление на склад (MTS). В соответствии с этой классификацией различные типы систем будут иметь разные точки разделения клиентских заказов (CODP), что означает, что уровни незавершенного производства (WIP) практически отсутствуют для операций, расположенных после CODP (за исключением WIP, вызванного очередями). (См. Выполнение заказов.) Концепция производственных систем может быть расширена на сферу услуг, учитывая, что услуги имеют фундаментальные отличия от материальных товаров: неосязаемость, постоянное присутствие клиента в процессе преобразования, отсутствие запасов "готовой продукции". Услуги можно классифицировать по матрице производственного процесса: степень трудоемкости (объем) против степени кастомизации (разнообразия). При высокой трудоемкости выделяют массовые услуги (например, оплата счетов в коммерческих банках и государственные школы) и профессиональные услуги (например, личные врачи и юристы), а при низкой трудоемкости – предприятия по оказанию услуг (например, авиакомпании и отели) и сервисные мастерские (например, больницы и автомеханики). Описанные выше системы являются идеальными типами: реальные системы могут представлять собой гибриды этих категорий. Например, производство джинсов включает в себя первоначальную чесалку, прядение, крашение и ткачество, затем раскрой ткани на различные формы и сборку деталей в брюки или куртки путем соединения ткани с нитками, молниями и пуговицами, а затем отделку и придание джинсам/курткам эффекта состаренности перед отправкой в магазины. Начальный этап можно рассматривать как непрерывное производство, средний – как дискретное производство, а заключительный – снова как непрерывное производство. Маловероятно, что одна компания будет осуществлять все этапы производства под одной крышей, поэтому возникает проблема вертикальной интеграции и аутсорсинга. С точки зрения цепочки поставок, большинство продуктов требуют как непрерывного, так и дискретного производства.

A production system comprises both the technological elements (machines and tools) and organizational behavior (division of labor and information flow). An individual production system is usually analyzed in the literature referring to a single business; therefore it is usually improper to include in a given production system the operations necessary to process goods that are obtained by purchasing or the operations carried by the customer on the sold products, the reason being simply that since businesses need to design their own production systems this then becomes the focus of analysis, modeling and decision making (also called "configuring" a production system). A first possible distinction in production systems (technological classification) is between continuous process production and discrete part production (manufacturing). Process production means that the product undergoes physical chemical transformations and lacks assembly operations, and therefore the original raw materials cannot easily be obtained from the final product. Examples include: paper, cement, nylon and petroleum products. Part production (e. g. cars and ovens) comprises both fabrication systems and assembly systems. In the first category are job shops, manufacturing cells, flexible manufacturing systems and transfer lines. In the assembly category there fixed position systems, assembly lines and assembly shops (both manual and automated operations). Another possible classification is one based on lead time (manufacturing lead time vs delivery lead time): engineer to order (ETO), purchase to order (PTO), make to order (MTO), assemble to order (ATO) and make to stock (MTS). According to this classification different kinds of systems will have different customer order decoupling points (CODP), meaning that work in progress (WIP) cycle stock levels are practically nonexistent regarding operations located after the CODP (except for WIP due to queues). (See Order fulfillment.) The concept of production systems can be expanded to the service sector world keeping in mind that services have some fundamental differences in respect to material goods: intangibility, client always present during transformation processes, no stocks for "finished goods". Services can be classified according to a service process matrix: degree of labor intensity (volume) vs degree of customization (variety). With a high degree of labor intensity there are mass services (e. g., commercial banking bill payments and state schools) and professional services (e. g., personal physicians and lawyers), while with a low degree of labor intensity there are service factories (e. g., airlines and hotels) and service shops (e. g., hospitals and auto mechanics). The systems described above are ideal types: real systems may present themselves as hybrids of those categories. Consider, for example, that the production of jeans involves initially carding, spinning, dyeing and weaving, then cutting the fabric in different shapes and assembling the parts in pants or jackets by combining the fabric with thread, zippers and buttons, finally finishing and distressing the pants/jackets before being shipped to stores. The beginning can be seen as process production, the middle as part production and the end again as process production: it is unlikely that a single company will keep all the stages of production under a single roof, therefore the problem of vertical integration and outsourcing arises. Most products require, from a supply chain perspective, both process production and part production.

Безопасность, риски и техническое обслуживание

Другие важные управленческие задачи включают в себя политику технического обслуживания (см. также инженерная надежность и философию технического обслуживания), системы управления охраной труда (см. также инженерная безопасность и управление рисками), управление эксплуатацией объектов и интеграцию цепочки поставок.