Лекция 1.2. Проектирование логистики: толкающие и тянущие системы

Содержание

• Лекция 1.2. Проектирование логистики: толкающие и тянущие системы
  • Содержание
  • Уровни развития логистической деятельности
    • Диагностика уровня развития
  • Функции логистики
    • Три основные функции
    • Логистическая трансформация производственной системы
  • Толкающая (Push) система
    • Характеристики push-системы
    • Схема толкающей системы
    • Механика MRP-планирования (push-инструмент)
  • Тянущая (Pull) система
    • Характеристики pull-системы
    • Схема тянущей системы
  • Сравнительный анализ push- и pull-систем
    • Сравнение характеристик
    • Пример. Расчёт запасов НЗП при push- и pull-подходах
    • Критерии выбора подхода
  • Точка декомпозиции (CODP)
    • Как определить точку декомпозиции
    • Пять типовых позиций CODP
    • Гибридная система
    • Схема гибридной системы
  • Концепция Just-in-Time (JIT)
    • Ключевые принципы JIT
    • Условия успешной реализации JIT
    • Схема движения материального потока в JIT
  • Методы JIT
    • Heijunka (сглаживание)
    • Kanban (визуальное управление)
    • Пример. Расчёт числа карточек Kanban
  • Групповая технология обработки деталей
    • Суть групповой технологии
    • Этапы внедрения групповой технологии
  • U-образные производственные линии
    • Преимущества U-образной компоновки
    • Пример. Расчёт числа операторов U-ячейки
  • Эволюция систем планирования
    • Последовательность развития
    • Краткая характеристика систем
    • Сравнение MRP и тянущего планирования
    • Российские и зарубежные ERP-системы
  • Применение на машиностроительном предприятии: push/pull в АО «Ракета»
    • Пример. Выбор позиции CODP для АО «Ракета»
  • Связь с лабораторной работой
  • Ключевые выводы по лекции
  • Контрольные вопросы
  • Рекомендуемая литература

Уровни развития логистической деятельности

Уровни развития = вертикальное измерение (глубина управления)

Уровни развития отвечают на вопрос “КАК мы управляем логистикой внутри?”

Диагностика уровня развития

Для оценки текущего уровня логистической зрелости предприятия используется диагностическая шкала: каждый признак оценивается от 0 (отсутствует) до 2 (развит полностью), сумма баллов определяет уровень.

Пример. Типовое машиностроительное предприятие среднего размера по результатам диагностики набирает: планирование — 1, учёт запасов — 1, горизонт управления — 2, ИТ — 1, оргструктура — 1. Итого 6 баллов из 10 — переход от уровня 1 к уровню 2. Программа развития: внедрение позаказного учёта и MRP-модуля в ERP (12 мес.), создание дирекции по логистике (6 мес.), интеграция данных с ключевыми поставщиками электронных компонентов (24 мес.).

Матрица соответствия уровней развития и услуг

Диаграмма Ганта - План развития логистики предприятия

---
config:
  look: handDrawn
  theme: neutral
---
gantt
    title План развития логистики предприятия
    dateFormat  YYYY-MM
    axisFormat  %Y-%m
    
    section Уровень развития
    Достижение ур.2 :2026-01, 6M
    Достижение ур.3 :2026-07, 12M
    Достижение ур.4 :2027-07, 18M
    
    section Логистические услуги
    Внедрение 2PL :2026-01, 3M
    Переход на 3PL :2026-04, 6M
    Внедрение 4PL :2027-01, 12M

Функции логистики

Три основные функции

1. Снабжение — обеспечение предприятия сырьём и материалами
2. Поддержка производства — управление материальными потоками внутри предприятия
3. Распределение — реализация готовой продукции потребителям

Логистическая трансформация производственной системы

Пример. Автомобильный завод в СССР работал по традиционной модели: производил 1000 одинаковых «Жигулей» в сутки независимо от спроса, поддерживал склады готовой продукции на 30 дней. Современный завод Toyota применяет логистический подход: собирает автомобили по индивидуальным заказам клиентов, запускает производство только при наличии заказа, поддерживает запасы комплектующих на 2–4 часа работы линии.

Толкающая (Push) система

Материалы «выталкиваются» по централизованному плану независимо от текущей потребности последующего этапа.

Схема движения:

---
config:
  look: handDrawn
  theme: neutral
---
flowchart LR
    Plan[📅 План] -->|План| Purchase[🛒 Закупки]
    Purchase -->|Материалы| Production[🏭 Производство]
    Production -->|Готовая продукция| Warehouse[📦 Склад]
    Warehouse -->|Отгрузка| Customer[👥 Клиент]

Характеристики push-системы

• Централизованное планирование (системы MRP, MRPII, ERP)
• Большие партии производства
• Высокие запасы незавершённого производства (НЗП)
• Низкая гибкость к изменениям спроса
• Риск затоваривания складов

Схема толкающей системы

---
config:
  look: handDrawn
  theme: neutral
---
flowchart LR
    PlanNode[📅 План] -->|План| Supplier[🚚 Поставщик]
    PlanNode -->|План| Stage1[⚙️ Этап 1]
    PlanNode -->|План| Stage2[🔧 Этап 2]
    PlanNode -->|План| Stock[📦 Склад]
    PlanNode -->|План| Retail[🏪 Розница]
    Supplier -->|Сырьё| Stage1
    Stage1 -->|Полуфабрикаты| Stage2
    Stage2 -->|Готовая продукция| Stock
    Stock -->|Отгрузка| Retail
    Retail -->|Продажа| EndCustomer[👥 Клиент]

Пример. Металлургический комбинат: плавка стали планируется на месяц вперёд на основе годового плана, независимо от текущих заказов. Готовая сталь отправляется на склад, откуда затем распределяется по заказам. При падении спроса склады переполняются.

Механика MRP-планирования (push-инструмент)

Толкающая система реализуется через алгоритм MRP (Material Requirements Planning), который «разворачивает» план выпуска готовой продукции в планы закупок и производства по всем уровням спецификации (дереву изделия).

Алгоритм MRP (по каждому уровню спецификации сверху вниз):

Брутто-потребность = План выпуска вышестоящего изделия × норма расхода
Наличный запас    = Запас на начало периода + Плановые поступления
Нетто-потребность = max(0; Брутто-потребность − Наличный запас + Страховой запас)
План заказа       = Нетто-потребность, округлённая до размера партии
Срок запуска      = Срок потребности − Длительность цикла (lead time)

Пример. Планирование микросборок для АО «Ракета» на месяц:

Параметр	Значение
План выпуска агрегатов (передел 2)	100 шт. в месяц
Норма расхода микросборок на агрегат	4 шт.
Запас микросборок на начало месяца	80 шт.
Страховой запас	40 шт.
Цикл изготовления микросборки	8 дней

Расчёт:

1. Брутто-потребность = 100 × 4 = 400 шт.
2. Наличный запас = 80 шт.
3. Нетто-потребность = 400 − 80 + 40 = 360 шт.
4. Срок запуска = начало потребности − 8 дней: заказ в цех микросборки должен быть выдан за 8 дней до начала сборки агрегатов.

Вывод. MRP автоматически «выталкивает» задание в цех микросборки по централизованному плану. Достоинство — полная согласованность по спецификации; недостаток — план не реагирует на фактический ход производства, поэтому между переделами растёт НЗП.

Тянущая (Pull) система

Запуск производства на предыдущем этапе происходит только при фактическом потреблении на последующем этапе.

Схема движения:

---
config:
  look: handDrawn
  theme: neutral
---
flowchart RL
    Client[👥 Клиент] -->|Заказ| Product[📦 Готовая продукция]
    Product -->|Потребность| Assembly[🔧 Сборка]
    Assembly -->|Потребность| Parts[⚙️ Детали]
    Parts -->|Заказ| Supplier[🚚 Поставщик]

Характеристики pull-системы

• Производство по реальному спросу (система Kanban)
• Минимальные запасы незавершённого производства
• Высокая гибкость и адаптивность
• Требует надёжных поставщиков и оборудования
• Риск дефицита при сбоях в цепи поставок

Схема тянущей системы

---
config:
  look: handDrawn
  theme: neutral
---
flowchart LR
    EndCustomer[👥 Клиент] -->|Заказ| Retail[🏪 Розница]
    Retail -->|Сигнал| Stock[📦 Склад]
    Stock -->|Потребность| Stage2[🔧 Этап 2]
    Stage2 -->|Потребность| Stage1[⚙️ Этап 1]
    Stage1 -->|Заказ| Supplier[🚚 Поставщик]

Пример. Завод Toyota: сборочная линия потребляет детали → опустевшая «карточка Kanban» отправляется на предыдущий участок → участок производит только то количество, которое было потреблено → сигнал передаётся поставщику. Запасы на линии — на 2–4 часа работы.

Сравнительный анализ push- и pull-систем

Сравнение характеристик

Пример. Расчёт запасов НЗП при push- и pull-подходах

Пример. Сравним уровень незавершённого производства на линии «микросборка → агрегаты» для двух подходов.

Исходные данные:

Параметр	Значение
Выпуск агрегатов (потребление микросборок)	20 шт./день
Микросборок на один агрегат	4 шт.
Суточная потребность в микросборках	80 шт./день
Push: партия запуска в цехе микросборки	800 шт. раз в 10 дней
Pull: партия запуска по карточке Kanban	80 шт. ежедневно

Расчёт НЗП перед цехом агрегатов:

Показатель	Push	Pull
Максимальный задел	800 шт.	80 шт.
Средний задел	800 / 2 = 400 шт.	40 шт.
Средний задел в днях потребления	400 / 80 = 5 дней	40 / 80 = 0,5 дня

Оценка замороженного капитала (себестоимость микросборки — 1 500 руб.):

Push: 400 × 1500 = 600 000 руб. в среднем НЗП
Pull: 40 × 1500 = 60 000 руб. (в 10 раз меньше)

Вывод. Pull-подход сокращает НЗП в 10 раз и высвобождает 540 тыс. руб. оборотных средств по одной только позиции. Плата за это — требования к ритмичности: цех микросборки должен ежедневно выдавать ровно 80 шт., что возможно только при коротком цикле переналадки и надёжном оборудовании (см. условия JIT).

Критерии выбора подхода

Точка декомпозиции (CODP)

Точка декомпозиции (CODP — Customer Order Decoupling Point) — место в цепи поставок, где система переходит от push к pull.

Как определить точку декомпозиции

Точка декомпозиции определяется на основе анализа четырёх факторов:

Алгоритм определения CODP:

1. Составить карту всех этапов цепи поставок
2. Оценить изменчивость спроса для каждого продукта
3. Определить этапы, где возможна отложенная дифференциация
4. Рассчитать совокупные затраты для разных позиций CODP
5. Выбрать оптимальную позицию по критерию минимума затрат при заданном уровне сервиса

Пять типовых позиций CODP

В теории производственных стратегий выделяют пять типовых позиций точки декомпозиции, каждая соответствует своей производственной стратегии:

---
config:
  look: handDrawn
  theme: neutral
---
flowchart LR
    A1[Сырьё] --> A2[Заготовки] --> A3[Компоненты] --> A4[Сборка] --> A5[ГП на складе] --> A6[Доставка клиенту]
    C1((ETO)) -.-> A1
    C2((MTO)) -.-> A2
    C3((ATO)) -.-> A3
    C4((MTS)) -.-> A4
    C5((DTS)) -.-> A6

Кружками показаны пять типовых позиций CODP на цепи этапов. Чем левее (ближе к сырью) позиция CODP, тем выше гибкость к индивидуальным требованиям клиента и длиннее срок поставки; чем правее — тем короче реакция, но выше риск невостребованных запасов готовой продукции.

Гибридная система

На практике часто применяется комбинация подходов:

• До точки декомпозиции: производство базовых компонентов по прогнозу (push)
• После точки декомпозиции: сборка конечного продукта по заказу (pull)

Схема гибридной системы

---
config:
  look: handDrawn
  theme: neutral
---
flowchart LR
    subgraph PUSH[🔵 Система PUSH На склад]
        direction LR
        Forecast[Прогноз] --> Manufacturing[Производство] --> Stockpile[Накопление запасов]
    end

    subgraph PULL[🟢 Система PULL На заказ]
        direction LR
        Order[Заказ] --> Assemble[Сборка] --> Delivery[Доставка]
    end

    PUSH --> CODP[⚖️ Точка декомпозиции CODP]
    CODP --> PULL

Пример. Производитель ноутбуков:

• Производство стандартных материнских плат — по прогнозу (push)
• Сборка ноутбуков с учётом конфигурации клиента (процессор, ОЗУ, накопитель) — по заказу (pull)
• Точка декомпозиции находится между этапами производства плат и сборки

Концепция Just-in-Time (JIT)

Система Just-in-Time (JIT) — концепция управления производством, при которой материалы и компоненты поступают на рабочее место точно в момент начала их обработки, а готовая продукция — точно в момент отгрузки потребителю.

Ключевые принципы JIT

1. Производство только необходимого количества
   • Детали производятся малыми партиями
   • Часто в количестве, необходимом для одного заказа или изделия
2. Отказ от выборочного контроля
   • Контроль качества осуществляется самими рабочими на каждой операции
   • Встроенный контроль вместо отдельного ОТК
3. Отказ от оборотных заделов
   • Детали проходят обработку непрерывной маленькой партией
   • Исключает необходимость в промежуточных складах НЗП
4. Большая ответственность мастеров и бригадиров
   • Оперативное управление производством осуществляют непосредственные руководители
   • Вместо линейных менеджеров

Условия успешной реализации JIT

Пример. Завод бытовой техники внедрил JIT:

• Сократил время переналадки прессов с 45 до 5 минут
• Организовал 12 производственных ячеек по групповой технологии
• Ввёл систему визуального управления (карточки Kanban)
• Результат: запасы НЗП сократились на 65%, длительность цикла — на 40%, брак — на 30%

Схема движения материального потока в JIT

---
config:
  look: handDrawn
  theme: neutral
---
flowchart LR
    Sup[Поставщик] --> Receive[Приёмка 2 ч]
    Receive --> Cell1[Ячейка 1 обработка]
    Cell1 --> Cell2[Ячейка 2 сборка]
    Cell2 --> Pack[Упаковка]
    Pack --> Ship[Отгрузка в течение суток]

Методы JIT

Heijunka (сглаживание)

Heijunka (яп. 平準化 — «выравнивание», «сглаживание») — метод сглаживания производственной нагрузки во времени и по ассортименту.

Цель: Устранение перегрузок, простоев и избыточных запасов.

Пример применения:

• Вместо производства 100 единиц одного товара в день
• Производство по 20 единиц пяти разных товаров каждый день

Kanban (визуальное управление)

Kanban (яп. 看板 — «карточка», «сигнал») — система визуального управления потоками.

Принцип работы:

1. Рабочее место потребляет детали
2. Опустевшая карточка Kanban отправляется на предыдущий участок
3. Участок производит только то количество, которое было потреблено
4. Сигнал передаётся поставщику

Преимущества:

• Визуализация потока материалов
• Ограничение незавершённого производства
• Быстрое выявление проблем в цепи поставок

Пример. Расчёт числа карточек Kanban

Пример. Рассчитаем число карточек для транспортно-производственного участка «цех микросборки → цех агрегатов» АО «Ракета».

Формула:

K = (D × L × (1 + SS)) / C

где D — суточное потребление; L — время оборота тары (цикл «забор → производство → возврат»), сут.; SS — доля страхового запаса; C — ёмкость тары (карточки), шт.

Исходные данные:

Параметр	Значение
Суточное потребление микросборок D	80 шт./день
Время оборота тары L	1,5 суток
Страховой запас SS	20% (0,2)
Ёмкость контейнера C	40 шт.

Расчёт:

K = (80 × 1,5 × 1,2) / 40 = 144 / 40 = 3,6 → округляем вверх = 4 карточки

Проверка НЗП: 4 карточки × 40 шт. = 160 шт. = 2 суток потребления (вместо 5 суток при push-подходе).

Вывод. Система из 4 карточек жёстко ограничивает НЗП между переделами: цех микросборки не может произвести больше, чем позволяет число свободных карточек. Если время оборота тары сократится до 1 суток (ускорение внутризаводского транспорта), достаточно станет 3 карточек, а НЗП снизится до 120 шт.

Групповая технология обработки деталей

Суть групповой технологии

Групповая технология (ГТ) — организационно-технический метод производства, при котором детали со сходными конструктивно-технологическими признаками объединяются в группы, и каждая группа обрабатывается на выделенном участке (ячейке) по единому групповому технологическому процессу.

Групповая технология — обязательное условие реализации JIT в мелкосерийном производстве, типичном для машиностроительных предприятий:

Классификационные признаки для группирования:

1. геометрическая форма и габариты детали;
2. тип заготовки (пруток, лист, поковка);
3. набор технологических операций (токарная, фрезерная, сверлильная);
4. точность и шероховатость поверхностей;
5. материал заготовки.

Этапы внедрения групповой технологии

---
config:
  look: handDrawn
  theme: neutral
---
flowchart TD
    A[1. Классификация номенклатуры деталей] --> B[2. Выделение групп по сходству]
    B --> C[3. Разработка группового техпроцесса]
    C --> D[4. Формирование предметных ячеек]
    D --> E[5. Оснастка с быстрой переналадкой SMED]
    E --> F[6. Запуск поточно-группового производства]
    F -.->|контроль загрузки ячеек| D

Пример. Механический участок АО «Ракета» обрабатывает 340 наименований деталей корпусной группы. После классификации выявлено, что 78% деталей образуют 6 групп со сходным набором операций (токарная + фрезерная + сверлильная). Организация 6 специализированных ячеек вместо 3 технологических участков сократила: маршруты перемещений — на 55%, время производственного цикла — на 30%, число переналадок — на 40%.

U-образные производственные линии

U-образная линия (ячейка) — компоновка оборудования в форме буквы U, при которой вход материалов и выход готовых деталей расположены рядом, а рабочий обслуживает несколько станков, перемещаясь внутри ячейки.

Преимущества U-образной компоновки

Ключевое свойство U-ячейки — гибкое число операторов: при снижении спроса часть рабочих выводится из ячейки без остановки производства (в отличие от конвейера с жёстким закреплением).

Пример. Расчёт числа операторов U-ячейки

Пример. Ячейка обработки валов: такт спроса r = 6 мин/шт. (рассчитан в лекции 1.4). Суммарная трудоёмкость операций в ячейке:

Операция	Станок	Время, мин
Токарная с ЧПУ	2 станка	5 + 5
Фрезерование шпоночного паза	1 станок	4
Сверление отверстий	1 станок	3
Контроль	—	2
Итого		19

Расчёт минимального числа операторов:

n = Σt / r = 19 / 6 = 3,17 → 4 оператора

Проверка загрузки: при 4 операторах суммарная мощность = 4 × 6 = 24 мин ≥ 19 мин — ячейка успевает за тактом с резервом 21%.

Вывод. Если спрос упадёт вдвое (r = 12 мин), в ячейке достаточно 2 операторов (19 / 12 = 1,58 → 2) — это и есть гибкость U-компоновки.

Эволюция систем планирования

Последовательность развития

---
config:
  look: handDrawn
  theme: neutral
---
flowchart LR
    MRP[MRP] --> MRPII[MRPII]
    MRPII --> ERP[ERP]
    ERP --> DRP[DRP]
    DRP --> CSRP[CSRP]

Краткая характеристика систем

Сравнение MRP и тянущего планирования

Эволюция систем планирования отражает постепенное сближение push- и pull-логики: MRP «выталкивает» задания из прогноза, CSRP «вытягивает» план из фактических данных о конечном спросе.

Российские и зарубежные ERP-системы

Российские:

Зарубежные:

Критерии выбора ERP-системы для промышленного предприятия:

Применение на машиностроительном предприятии: push/pull в АО «Ракета»

Производство промышленных агрегатов в АО «Ракета» — типичное позаказное мелкосерийное производство с длинным циклом, что предопределяет гибридную схему управления потоками:

Пример. Выбор позиции CODP для АО «Ракета»

Пример. Определим оптимальную позицию точки декомпозиции по алгоритму из лекции.

Шаг 1. Карта этапов: закупки → склад обеспечения → микросборка → агрегаты → сборка и ОТК → склад ГП → отгрузка.

Шаг 2. Изменчивость спроса: составные части выпускаются по фиксированному государственному контракту (изменчивость низкая), но спецификация может корректироваться заказчиком (изменчивость номенклатуры средняя).

Шаг 3. Возможность отложенной дифференциации: материалы и электронные компоненты универсальны для нескольких типов составных частей — дифференциация возможна на уровне передела 1 (выбор комплекта под конкретное изделие).

Шаг 4. Оценка вариантов:

Позиция CODP	Запасы	Риск	Итог
Склад ГП	Максимальные (готовые изделия дорогие)	Устаревание при корректировке задания	Неприемлемо
Склад обеспечения (перед переделом 1)	Средние (универсальные материалы)	Низкий: материалы применимы к любому изделию	Оптимально
У поставщика	Нулевые запасы предприятия	Срыв государственного контракта из-за сроков поставки 60 дней	Неприемлемо

Шаг 5. Решение: CODP — склад обеспечения. До него закупки работают по MRP-плану (push), после него переделы 1–2 тянутся карточками Kanban (pull), а передел 3 и отгрузка синхронизируются с графиком государственного контракта.

Практический смысл: универсальные материалы хранятся обезличенно, что защищает от корректировок спецификации, а дорогие операции сборки выполняются только под конкретное задание.

Связь с лабораторной работой

Материал лекции — теоретическая база лабораторной работы № 2 «Построение диаграммы Ганта производственного цикла» (семестр 1, 4 академических часа, инструмент — Excel):

Результат ЛР № 2: диаграмма Ганта производственного цикла и сравнительный анализ запасов НЗП при push- и pull-подходах.

Ключевые выводы по лекции

1. Четыре уровня развития логистики отражают степень интеграции и зрелости управления цепями поставок: сменно-суточное планирование, управление запасами, интегрированное управление, стратегическая интеграция.
2. Три основные функции логистики: снабжение (обеспечение сырьём), поддержка производства (управление потоками внутри предприятия), распределение (реализация продукции потребителям).
3. Логистическая трансформация производственной системы включает переход от максимальных партий к минимальным, от Push к Pull, от контроля качества к встроенному качеству.
4. Два подхода к планированию:
   • Push (толкающий) — производство по прогнозу, высокие запасы, низкая гибкость
   • Pull (тянущий) — производство по спросу, минимальные запасы, высокая гибкость
5. Точка декомпозиции (CODP) — место в цепи поставок, где система переходит от push к pull. Позиция CODP определяется изменчивостью спроса, длительностью цикла, универсальностью компонентов и требованиями к срокам доставки.
6. Just-in-Time (JIT) — философия производства «точно в срок» с минимальными запасами, основанная на производстве только необходимого количества, отказе от выборочного контроля и отказе от оборотных заделов.
7. Методы JIT: Heijunka (сглаживание производственной нагрузки) и Kanban (визуальное управление потоками).
8. Условия успешной реализации JIT: минимизация времени переналадки, групповая технология, станки-агрегаты, предметная специализация цехов, отказ от жёстких конвейеров, U-образные линии, профилактическое обслуживание.
9. Эволюция систем планирования отражает переход от изолированного планирования материалов (MRP) к комплексному управлению ресурсами предприятия (ERP) и синхронизации с клиентом (CSRP).

Контрольные вопросы

1. Назовите четыре уровня развития логистической деятельности и охарактеризуйте каждый.
2. В чём различие между толкающей (Push) и тянущей (Pull) системами? Сравните их по ключевым критериям.
3. Что такое точка декомпозиции (CODP)? От каких факторов зависит её позиция?
4. Опишите концепцию Just-in-Time (JIT). Какие четыре ключевых принципа она включает?
5. Опишите эволюцию систем планирования от MRP до CSRP.

Рекомендуемая литература

Основная:

1. Крылатков П. П., Кузнецова Е. Ю. и др. Логистика промышленного предприятия: учеб. пособие. — Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2016.

Дополнительная:

1. Ивуть Р. Б., Кисель Т. Р., Холупов В. С. Логистические системы на транспорте. — 2014.

Полный каталог и содержание источников — в обзоре литературы.