Metode moderne de optimizare a productiei

În condiţiile creşterii concurenţei, pe piaţă a apărut necesitatea dezvoltării unor sisteme care să producă pe principiile producţiei în flux, dar în condiţiile producţiei de serie, deci a unor sisteme integrate de organizare a producţiei. Ele se întâlnesc sub diverse denumiri, precum:

programare liniară; metoda arborelui decizional; metoda functiilor de productie; metoda PERT ( tehnica evaluarilor repetate); metoda CPM (metoda drumului critic ) metoda „Just in Time” (J.I.T.)

Programarea liniara

Programare liniară a apărut ca un model matematic dezvoltat în timpul celui de al doilea război mondial pentru a planifica cheltuielile, a reduce costurile pentru armată şi marirea pierderilor in armata inamica. Acesta a fost ţinut secret până în 1947. În perioada postbelică, multe industrii au i-au găsit utilitatea în planificarea productiei de zi cu zi.

Fondatorii acestei metode sunt Leonid kantorovici, un matematician rus, care a dezvoltat probleme de programare liniara in 1939, George B. Dantzig, care a publicat metoda simplex in 1947 si John Neumann, care dezvoltat teoria dualitatii in acelasi an.

Programarea liniară este operantă mai ales în cazul deciziilor de rutina referitoare la problemele structurate dar foarte complexe, cum ar fi programarea factorilor de fabricaţie a unui produs, alocarea raţională a materiilor prime şi utilajelor pe secţii, ateliere etc. Ea ajută managerii să determine cea mai bună alocare a resurselor (materiale, umane, financiare, temporale) pentru realizarea unui obiectiv cuantificabil.

Condiţiile care stau la baza utilizării acestui model sunt următoarele:

a) variabilele modelului trebuie să fie cuantificabile (în unităţi naturale, valorice sau temporale); b) relaţiile dintre variabile trebuie să fie liniare, adică o schimbare petrecută într-o anumită variabilă provoacă o modificare proporţională în altă variabilă;c) relaţiile dintre variabile trebuie exprimate sub formă de ecuaţii matematice;d) ecuaţiile sunt însoţite de restricţiile pe care trebuie să le respecte variabilele decizionale;e) variabilele şi relaţiile dintre ele sunt cunoscute şi controlabile de către decident;f) trebuie maximizat sau minimizat un singur obiectiv cuantificabil.

Dacă numărul variabilelor şi ecuaţiilor implicate este foarte mare se utilizează calculatoarele electronice.

Utilizări

Programarea liniară este folosită în optimizarea alocării resurselor.Ea ţine cont de două elemente: obiective (maximizarea profitului, veniturilor, a productiei prin controlul cheltuielilor) şi restricţi ( resurse- caracter stocabil, factori de productie)

Poate fi folosită în gestiunea producţiei pentru rezolvarea unor probleme:- de repartizare a producţiei pe diferite maşini în condiţiile maximizării profitului;- privind transportul produselor între locurile de munca şi între acestea şi punctele de distribuţie;- de determinare a cantităţilor din diverse bunuri ce trebuie produse. Multe probleme practice în operaţiunile de cercetare pot fi exprimate ca probleme de programare liniară. Din perspectiva istorica, idei de la programare liniară au inspirat multe dintre conceptele centrale ale teoriei de optimizare, cum ar fi dualitate, descompunere, precum şi importanţa de convexitate. De asemenea, programarea liniară este foarte mult folosit în microeconomie si managementul firmei, cum ar fi planificarea, producţie, transport, tehnologia şi alte aspecte. Deşi aspectele moderne de management sunt în continuă schimbare, cele mai multe companii ar dori să maximizeze profitul sau a minimiza costurile cu resurse limitate. Prin urmare, multe aspecte pot fi caracterizate ca probleme de programare liniară.

Metoda arborelui decizional

Analiza valorilor aşteptate şi a câştigului net aşteptat pentru fiecare alternativă ajută managementul să facă o opţiune adecvată.

În majoritatea situaţiilor este imposibil pentru decident să cunoască toate aspectele care influenţează decizia, toate consecinţele ei.Analiza condiţiilor în care se iau deciziile evidenţiază faptul că, întrucât organizaţiile şi mediile lor se modifică în mod constant, consecinţele viitoare ale deciziilor implementate nu sunt perfect predictibile.

În general vorbim de trei situaţii care diferă în funcţie de gradul în care poate fi prevăzut rezultatul viitor al unei decizii:a. situaţia de certitudine completă;b. situaţia de incertitudine;c. situaţia de risc.a. Situaţia de certitudine completăAceastă situaţie se manifestă atunci când decidenţii cunosc cu exactitate care vor fi rezultatele fiecărei alternative, le compară şi aleg varianta cea mai convenabilă pentru organizaţie. Din nefericire, în ciuda avantajelor evidente, cele mai multe decizii ale organizaţiilor nu pot fi adoptate în condiţii de certitudine completă.b. Situaţia de incertitudine completăAceastă situaţie se manifestă atunci când decidenţii nu au nici o idee despre rezultatele posibile ale variantelor decizionale luate în calcul. În condiţii de incertitudine completă, decidenţii nu se pot baza pe informaţii statistice care să le permită să facă proiecţii pentru viitor şi descoperă că luarea unor decizii importante se bazează doar pe intuiţie.

c. Situaţia de riscAceastă situaţie se plasează pe o poziţie intermediară, între cele două pe care le-am

prezentat deja.În acest caz, decidenţii dispun de anumite informaţii dar nu pot anticipa cu precizie rezultatele variantelor analizate.Gradul de risc decizional poate să varieze:- vorbim de grad înalt de risc atunci când managerul nu cunoaşte aproape deloc informaţii legate de rezultatele posibile ale variantelor decizionale şi acţionează aproape ca şi când s-ar afla în incertitudine completă;

Metoda functiilor de productie

Funcţiile de producţie reprezintă legătura exprimată funcţional dintre rezultatul unei activităţi de producţie (PIB, VA etc.) şi factorii care o determină (munca privită ca volum, structură şi productivitate; volumul şi eficienţa utilizării capitalului, progresul tehnic etc.). În felul acesta, funcţiile de producţie exprimă, în mod complex, corelaţiile multiple ce se vor ivi între produsul muncii şi principalii factori de producţie.Exprimă relaţia dintre inputurile şi outputurile unei organizaţii. Aceasta indică, în formă matematică sau grafică faptul că outputul poate fi obţinut din diferite cantităţi şi combinaţii de factori input. În mod particular, aceasta arată cantitatea maximă posibilă de output care poate fi produsă într-o perioadă de timp, cu toate combinaţiile posibile ale factorilor input, în condiţiile tehnologiei disponibile şi a dotărilor existente.

Metoda PERT (Program Evaluation and Review Technique), este un model de management de proiect conceput pentru a analiza şi reprezenta sarcinile implicate în completarea unui anumit proiect .

Diagrama PERT conţine informaţii despre sarcinile dintr-un proiect, perioadele de timp pe care se întind, şi dependenţele dintre ele. Forma grafică este o reţea de noduri conectate de linii direcţionale (numită şi “reţeaua activităţilor”). Nodurile sunt cercuri sau patrulatere şi reprezintă evenimente sau borne (“milestones”) din proiect. Fiecare nod este identificat de un număr. Liniile direcţionale, sau vectorii care leagă nodurile reprezintă sarcinile proiectului, iar direcţia vectorului arată ordinea de desfăşurare a sarcinilor. Fiecare sarcină este identificată printr-un nume sau printr-un indice, are reprezentată durata necesară pentru finalizare, şi, în unele cazuri, chiar numărul de persoane responsabile şi numele lor. Aceasta metoda se aplică în cazul producţiei de unicate complexe şi de mare importanţă, la care operaţiile succesive trebuie realizate prin respectarea restricţiilor de prioritate şi de termene. Aceasta metoda foloseste trei durate de timp asociate fiecarei activitati (optimista, pesimista si cea mai probabila), formând o medie ponderata, care reprezinta durata asteptata/estimate.

Modelul PERT a fost dezvoltat în primul rând pentru a simplifica planificarea şi programarea de proiecte mari şi complexe.

In efectuarea unei analize folosind aceasta metoda , este necesar sa se respecte anumite reguli:1. Există un singur eveniment de start şi un singur eveniment de sfârşit,2. Reţeaua nu are întreruperi, şi ea trebuie desenată luând în calcul dependenţele identificate,3. Evoluţia în timp a sarcinilor este reprezentată de la stânga la dreapta,

4. Nu pot să existe două sarcini care leagă aceleaşi două evenimente,5. Evenimentele au un număr de identificare unic (în consecinţă şi sarcinilor le va corespunde câte o identificare unică, respectiv numerele celor două evenimente pe care le leagă),6. Un eveniment de pe drumul critic are data minimă posibilă, data maximă permisă şi marja de timp 07. Stabiliţi data minimă posibilă şi data maximă permisă a evenimentului de start la 0. Lucrând de la evenimentul de start înspre dreapta, se calculează datele minime posibile pentru evenimentele imediat următoare. Adăugaţi la datele minime posibile ale evenimentelor anterioare, timpul necesar pentru sarcinile intermediare, pentru a ajunge la datele minime posibile ale evenimentelor posterioare. Acolo unde evenimentele posterioare au mai multe sarcini dependente, se face calculul pe fiecare ramură şi este pus rezultatul cel mai mare.8. Stabiliţi data minimă posibilă şi data maximă permisă a evenimentului final la suma timpului pe drumul critic. Lucrând de la evenimentul final înspre stânga se calculează datele maxime permise. Scădeţi timpul necesar activităţilor intermediare din datele maxime permise ale evenimentelor posterioare pentru a obţine datele maxime permise pentru evenimentele anterioare. Acolo unde evenimentele anterioare au mai multe activităţi care pornesc de la ele, se face calculul pe fiecare ramura şi este pus rezultatul cel mai mic.9. Marja de timp este calculată făcând diferenţa dintre data maximă permisă şi data minimă posibilă .10. Pentru a face calculul mai uşor puteţi scrie în dreptul activităţilor fictive cifra 0 (nu e nevoie de resurse pentru a ajunge de la un eveniment la altul).Aceste metode/tehnici au foarte multe caracteristici, dintre care sunt prezentate urmatoarele: - Formeaza baza planificarii si predictiei proiectului si furnizeaza conducerii proiectului posibilitatea de a gasi cea mai buna folosinta a resurselor în scopul obtinerii unui rezultat cunoscut, într-un timp limitat si având costuri limitate. - Permit o viziune schematica a proiectului si totodata controlul asupra proiectelor unice. - Ajuta echipa de management al proiectului sa rezolve probleme de incertitudine care pot aparea în desfasurarea proiectului, prin gasirea raspunsurilor la întrebari de genul: Cum va fi afectata terminarea proiec-tului de o întârziere pentru anumite elemente (activitati, evenimente) ale sale? Unde exista rezerve de timp între elemente? Care elemente sunt determinante pentru respectarea termenului proiectului? Aceste raspun-suri furnizeaza conducerii proiectului mijloace de evaluare a alterna-tivelor/optiunilor la îndemâna pentru redresarea situatiei. - Utilizeaza o asa-numita analiza de tip retea a timpului drept metoda de baza pentru determinarea fortei de munca, a materialelor si a echipamentelor si, totodata, pentru furnizarea mijloacelor de verificare a progresului facut în desfasurarea proiectului. - Furnizeaza structura de baza pentru prezentarea rapoartelor de informare. - Evidentiaza interdependentele dintre elementele sale. - Permit exercitii de genul Ce se întâmpla daca&. - Identifica cel mai lung traseu sau drumul critic. - Permit stabilirea termenelor pentru efectuarea analizelor de risc

Metoda Drumului Critic (CPM – Critical Path Method)

Aceasta metoda a fost dezvoltataîn 1950 de către DuPont Corporation aproximativ in acelaşi timp, cu Booz Allen Hamilton si a fost dezvoltata in timpul programului de evaluare si revizuire tehnica la US Navy. Astăzi, ea este utilizată frecvent la toate formele de proiecte, inclusiv

de construcţii, dezvoltare software, proiecte de cercetare, dezvoltare de produse, inginerie, şi întreţinerea plantelor, printre altele. Orice proiect cu activităţi interdependente poate aplica această metodă de analiză matematică. Desi numele CPM original nu mai este utilizat, termenul este aplicat in general in orice abordare folosita pentru o analiza logica a unei diagrame de retea dintr-un proiect.

Principiul analizei drumului critic constă în divizarea unui proiect (acţiuni complexe) în părţi componente, la un nivel care să permită corelarea logică şi tehnologică a acestora, adică să facă posibilă stabilirea interacţiunilor între părţile componente.Aceste părţi componente sunt activităţile unor acţiuni complexe.

Aceasta metoda lucreaza cu timpi bine determinati, asociati fiecarei activitati si permite, totodata, atât estimarea costurilor, cât si a timpului de executie a proiectului. Este o metoda determinista, care permite controlul timpului si costului de executie a unui proiect, prin determinarea drumului critic al acestuia.

Printre avantajele metodei CPM (şi în general ale analizei drumului critic) evidenţiem:

− determinarea cu anticipaţie a duratei de execuţie a proiectelor complexe;− pe timpul desfăşurării proiectului permite un control permanent al execuţiei acestuia;− explicitarea legăturilor logice şi tehnologice dintre activităţi;− evidenţierea activităţilor critice;− evidenţierea activităţilor necritice, care dispun de rezerve de timp;− permite efectuarea de actualizări periodice fără a reface graful;− oferă posibilitatea de a efectua calcule de optimizare a duratei unui proiect, după criteriul costului;− reprezintă o metodă operativă şi raţională care permite programarea în timp a activităţilor ţinând seama de resurse.

Dezavantajele acestei metode sunt în principal:− greutatea desenării grafului, fiind foarte greu de reprezentat exact toate condiţionările din proiect, în condiţiile în care acestea sunt foarte complicate iar desenul trebuie să fie destul de simplu şi clar încât să fie inteligibil şi deci util;− chiar dacă se respectă toate regulile de construire a grafului, rămân încă destulevariante de desenare astfel încât două reprezentări ale aceluiaşi proiect făcute de doiindivizi pot să nu semene aproape deloc.− din cele de mai sus se vede că reprezentarea este greoaie chiar dacă toate condiţionările ar fi de tipul "terminare – început" cu precedenţă directă, încercarea de a forma graful în condiţiile existenţei şi a celorlalte tipuri de interdependenţe ducând foarte repede la un desen extrem de încărcat şi greu de folosit.

Metoda Just in Time

Just in Time (JIT) sau „exact la momentul potrivit” este o filozofie organizationala ce se fundamenteaza pe ideea ca activitatea de productie trebuie calculata si proiectata cu mare precizie astfel incat stocurile sa fie reduse la minim. Asa cum se observa este o orientare mai degraba spre proces si se aplica in primul rand la firmele de productie!

La baza metodei J.I.T. stă principiul reducerii la minimum sau eliminarea stocurilor de materii prime, materiale, piese, subansamble şi producţie neterminată şi implicit reducerea globală a costurilor aferente acestor stocuri, indiferent de volumul producţiei. Minimizarea tuturor categoriilor de stocuri se face concomitent cu creşterea calităţii produselor.

Inca din anii 1960 in gandirea manageriala a aparut o modificare de paradigma ai caror promotori au fost inginerii de la uzinele Toyota, respectiv de la a produce cat mai mult la a produce doar atat cat e nevoie. Stocurile au fost privite ca cel mai mare rau al unei companii ce produc: costuri mari de depozitare, pierderi de calitate a produselor in timpul depozitarii, riscul de a produce stocuri nevandabile, iar un stoc mare ascunde probleme de productie! Aceasta perspectiva organizationala de tip „Just in Time”, priveste calitatea din prisma activitatii operative, a procesului si mai putin din perspectiva rezultatului. Aceste organizatii isi au stocurile preponderent „pe patru roti” in drum catre clienti si nu in depozite!

Succesul unei abordari de tip Just in Time este insa conditionat nu numai de matematica unei eficiente stricte a procesului de productie, de mijloace de productie usor adaptabile unei cereri diverse, arta in echilibrul cerere-oferta dar mai ales de un parteneriat permanent cu furnizorii (putini dar seriosi), mai ales pentru materia prima de stricta necesitate. Este obligatoriu ca furnizorii sa livreze produsele exact atunci cand este nevoie de ele – spre deosebire de perspectiva firmelor occidentale care considera furnizorii ca fiind adversari ce trebuie invinsi pe terenul negocierilor. Marele neajuns al abordarii Just in Time il constituie faptul ca in situatiile de exceptie in care apare o cerere mare pe piata la un moment dat de timp, acest tip de organizatii nu o pot satisface.

Organizatiile cu astfel de principii, interesate cu precadere de potrivirea in timp a proceselor, formeaza oameni foarte analitici, disciplinati, rigurosi si cu un acut spirit de economie, angajament si seriozitate. Totusi chiar daca procesele de productie sunt inalt flexibilizate astfel incat sa faca fata variatiilor de cerere, nu este necesar ca si oamenii sa aiba dezvoltata aceasta calitate de a fi flexibili si inovativi, cum este ceruta in mod obligatoriu in managementul calitatii totale. De asemenea se pot observa si unele ramuri ale ideilor dezvoltate de managementul stiintific. Just in time ramane o abordare extrem de actuala in managementul modern dar trebuie retinut faptul ca ea creeaza si se bazeaza pe o cultura organizationala puternica.

Implementarea metodei J.I.T. presupune realizarea a şase acţiuni fundamentale:1- amplasarea raţională a verigilor organizatorice cu scopul de a reduce costurileaferente operaţiilor care nu creează valoarea ( în principal operaţiile de transport);2- reducerea timpilor de pregătire-încheiere în scopul realizării unui timp optimde schimbare a seriei;3- realizarea unei fiabilităţi maxime a maşinilor în scopul reducerii costuriloraferente staţionării determinate de căderile accidentale ale acestora;4- realizarea unei producţii de calitate superioară; realizarea activităţii de controlal calităţii după principiul „control total în condiţiile controlului selectiv”5- realizarea unei relaţii de parteneriat cu furnizorii;6- educarea şi formarea forţei de muncă utilizând cele mai eficiente metode.