Основы системного анализа - УрГУПС

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3 - Потери в производственных системах

Цель: Наглядно представить потери компании и системы в целом, сформировать навыки идентификации и классификации потерь в транспортных процессах, предложить меры по их устранению на основе методов Lean и 5S.

Формируемые компетенции (ФГОС 23.05.04):

• ПК-3: Способность анализировать технологические процессы эксплуатации железных дорог как систем с активным самоподдержанием
• ПК-7: Способность выявлять узкие места и предлагать системные решения на основе динамических резервов

Связь с профессиональными стандартами: Соответствие требованиям профессионального стандарта «Специалист по эксплуатации железнодорожного транспорта» (утв. приказом Минтруда России от 25.12.2020 № 925н) в части организации работы по снижению непроизводительных затрат.

Оборудование и материалы:

• Ватманы, стикеры, маркеры, магнитные доски
• Онлайн-доска https://boards.yandex.ru
• Методические пособия по Lean-методологии, 5S, 8 видов потерь
• Кейсы реальных транспортных предприятий (сортировочная станция, логистический терминал)

Содержание

• ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3 - Потери в производственных системах
  • Содержание
  • Методические указания для преподавателя
    • Подготовка к занятию
    • Критерии оценки
  • Методические указания для студентов
    • Подготовка к занятию
    • Работа в группах
    • Выполнение заданий
      • 1. Идентификация потерь
      • 2. Анализ потерь на стыках
      • 3. Применение 5S
      • 4. Личный трекер потерь
    • Оформление отчетности
    • Критерии оценки (на что обратить внимание)
    • Связь с профессиональными компетенциями
  • Теоретическая основа
    • Lean-производство (Бережливое производство)
    • 8 классических видов потерь (Muda)
    • Система 5S
  • Содержание занятия
    • 1. Введение в концепцию потерь (20 минут)
    • 2. Идентификация потерь на транспорте (40 минут)
    • 3. Потери на стыках (30 минут)
    • 4. Применение 5S и личные потери (30 минут)
  • Отчетность
  • Связь с фронтир технологиями
  • Рефлексия

Методические указания для преподавателя

Подготовка к занятию

1. За неделю до занятия: Раздать студентам материалы для предварительного изучения:
   • Конспект лекции по Lean-производству и 8 видам потерь.
   • Статьи о применении 5S на железнодорожных предприятиях.
   • Видео-кейс «Потери на стыке ЖД-порт».

2. Формирование групп: Разделить студентов на команды по 4–5 человек. Каждой команде назначить роль: «Диспетчерская служба», «Путевое хозяйство», «Локомотивное депо», «Грузовая служба».

3. Организация пространства: В аудитории подготовить 4 рабочие зоны, каждая оборудована ватманом, стикерами, маркерами. Для онлайн-формата создать отдельные комнаты в Zoom и шаблоны в Miro.

Критерии оценки

• Активность в групповой работе (0–3 балла): участие в обсуждении, генерация идей, ведение записей.
• Качество идентификации потерь (0–4 балла): полнота соответствия 8 видам Lean, наличие конкретных примеров из ЖД-практики.
• Анализ потерь на стыках (0–4 балла): глубина понимания взаимодействия между подсистемами, предложение точек оптимизации.
• Применение 5S (0–3 балла): адаптация принципов к рабочему месту диспетчера/дежурного, практические рекомендации.
• Оформление отчета (0–3 балла): структурированность, наличие таблиц, визуализация, соответствие требованиям.

Максимальный балл: 17. Зачет выставляется при наборе не менее 10 баллов.

Методические указания для студентов

Подготовка к занятию

1. Изучите материалы, предоставленные преподавателем за неделю до занятия:
   • Конспект лекции по Lean-производству и 8 видам потерь.
   • Статьи о применении 5S на железнодорожных предприятиях.
   • Видео-кейс «Потери на стыке ЖД-порт».

2. Ознакомьтесь с ролью вашей команды («Диспетчерская служба», «Путевое хозяйство», «Локомотивное депо», «Грузовая служба») и подготовьте предварительные идеи потерь, характерных для этой службы.

3. Подготовьте инструменты для работы: убедитесь, что у вас есть доступ к онлайн-доске или готовы использовать ватманы, стикеры, маркеры.

Работа в группах

• Распределите роли внутри команды: ведущий (координирует обсуждение), секретарь (фиксирует идеи), тайм-кипер (следит за временем), докладчик (представляет результаты).
• Активно участвуйте в обсуждении: высказывайте свои наблюдения и предложения, опираясь на теоретические знания и практический опыт.
• Соблюдайте регламент времени на каждом этапе занятия, чтобы успеть выполнить все задания.

Выполнение заданий

1. Идентификация потерь

• Используйте таблицу «8 видов потерь на станции» для систематизации примеров.
• Для каждого вида потерь указывайте причину, последствие и возможные меры устранения.
• Старайтесь находить конкретные примеры из практики железной дороги, а не абстрактные формулировки.

2. Анализ потерь на стыках

• Применяйте метод «5 почему» для поиска корневых причин потерь на границе железной дороги и внешних систем.
• Визуализируйте потоки (вагоны, документы, информация) на онлайн-доске, отмечая точки возникновения потерь.
• Предлагайте меры по синхронизации ритмов работы, устранению двойного документооборота, улучшению координации.

3. Применение 5S

• Внимательно изучите фотографию (схему) рабочего места дежурного по станции.
• Выявите нарушения принципов 5S (сортировка, порядок, чистота, стандартизация, совершенствование).
• Предложите конкретные, реализуемые улучшения (например, цветовая маркировка папок, организация зон хранения).

4. Личный трекер потерь

• Честно заполните таблицу «Мои потери времени за неделю».
• Определите 2–3 главных «поглотителя времени» и составьте личный план улучшений на основе принципов Lean.

Оформление отчетности

• Таблица соответствия 8 видов потерь должна быть заполнена в электронном виде, с примерами из практики ЖД.
• Карта потерь на стыке создается на онлайн-доске; сохраните ссылку или сделайте скриншот для отчета.
• Презентация по двум критичным видам потерь должна содержать 3–5 слайдов с анализом и предложениями.
• Рекомендации по внедрению 5S оформите в виде текстового документа с перечнем нарушений и предложений.
• Индивидуальный лист рефлексии заполните, ответив на предложенные вопросы развернуто и осмысленно.

Критерии оценки (на что обратить внимание)

• Активность в групповой работе — ваше участие в обсуждении, генерация идей, ведение записей.
• Качество идентификации потерь — соответствие 8 видам Lean, конкретность примеров.
• Анализ потерь на стыках — глубина понимания взаимодействия подсистем, практичность предложений.
• Применение 5S — адаптация принципов к рабочему месту, реалистичность рекомендаций.
• Оформление отчета — структурированность, наличие таблиц и визуализаций, соблюдение требований.

Совет: Чтобы получить максимальный балл, старайтесь предлагать системные решения, учитывающие взаимосвязи между видами потерь и стыками, а также демонстрировать понимание связи темы с профессиональными компетенциями (ПК-3, ПК-7).

Связь с профессиональными компетенциями

Выполнение заданий данной лабораторной работы способствует формированию следующих компетенций по ФГОС 23.05.04:

• ПК-3: Анализ технологических процессов эксплуатации железных дорог как систем с активным самоподдержанием (через выявление потерь как индикаторов неэффективности системы).
• ПК-7: Выявление узких мест и предложение системных решений на основе динамических резервов (через поиск точек оптимизации и мер по устранению потерь).

Работа в командах также моделирует реальное взаимодействие служб железной дороги, что соответствует требованиям профессионального стандарта «Специалист по эксплуатации железнодорожного транспорта».

Теоретическая основа

Lean-производство (Бережливое производство)

История и суть: Lean (англ. «бережливый») — философия управления, разработанная в Toyota Motor Corporation в середине XX века (производственная система Toyota — TPS). Основатели — Таити Оно, Сигео Синго. Ключевая идея — создание ценности для клиента при минимальных затратах ресурсов за счёт устранения всех видов потерь (яп. «муда»).

Основные принципы:

1. Определение ценности — ценность определяется конечным потребителем.
2. Выявление потока создания ценности — картирование всех действий, необходимых для производства продукта/услуги.
3. Обеспечение непрерывного потока — минимизация ожиданий и простоев между операциями.
4. Внедрение системы вытягивания (pull) — производство только того, что нужно, когда нужно и в нужном количестве.
5. Стремление к совершенству (кайдзен) — постоянное улучшение процессов.

Применение на железнодорожном транспорте: Lean-методы используются для оптимизации перевозочного процесса, сокращения простоев подвижного состава, улучшения использования инфраструктуры, снижения административных издержек.

8 классических видов потерь (Muda)

В Lean выделяют восемь видов потерь, которые не добавляют ценности продукту или услуге:

1. Перепроизводство (Overproduction) — производство большего объёма или раньше, чем требуется. Пример на ЖД: подача лишних вагонов под погрузку, ведущая к их простою.
2. Ожидание (Waiting) — простои людей, оборудования, материалов. Пример на ЖД: простой локомотива в ожидании смены бригады, задержка поезда из-за несвоевременной готовности маршрута.
3. Транспортировка (Transportation) — излишнее перемещение материалов, полуфабрикатов. Пример на ЖД: холостой пробег локомотива, лишние манёвры вагонов.
4. Излишняя обработка (Overprocessing) — выполнение операций, не нужных заказчику, дублирование работы. Пример на ЖД: многократное переоформление документов, избыточный контроль.
5. Запасы (Inventory) — излишние сырьё, полуфабрикаты, готовая продукция. Пример на ЖД: скопление вагонов в парке сверх нормативного времени, избыток запасных частей на складе.
6. Движения (Motion) — неэффективные перемещения людей, поиск инструментов, документов. Пример на ЖД: хождение диспетчера за справками, неудобное расположение оборудования в кабине машиниста.
7. Брак (Defects) — производство дефектной продукции, ошибки, требующие переделки. Пример на ЖД: повреждение груза при погрузке, ошибки в накладных, ведущие к задержкам.
8. Нереализованный потенциал сотрудников (Unused talent) — неиспользование знаний, идей, инициативы персонала. Пример на ЖД: отсутствие системы рацпредложений, игнорирование предложений линейных работников по улучшению процессов.

Система 5S

Назначение: 5S — метод организации рабочего места, направленный на повышение эффективности, безопасности и культуры труда. Состоит из пяти шагов (названия на японском):

1. Сортировка (Seiri) — отделить нужные предметы от ненужных, убрать лишнее.
2. Соблюдение порядка (Seiton) — определить место для каждого предмета, подписать, расположить удобно.
3. Чистота (Seiso) — содержать рабочее место в чистоте, регулярно убирать.
4. Стандартизация (Seiketsu) — создать стандарты первых трёх шагов, обеспечить их выполнение всеми сотрудниками.
5. Совершенствование (Shitsuke) — воспитание привычки соблюдать установленные правила, постоянное улучшение.

Адаптация к железнодорожному транспорту: Внедрение 5S в диспетчерских, кабинах машинистов, ремонтных зонах, складах позволяет сократить время поиска инструментов/документов, снизить количество ошибок, повысить безопасность и психологический комфорт персонала.

Содержание занятия

1. Введение в концепцию потерь (20 минут)

Цель этапа: Сформировать понимание 8 видов потерь в Lean-методологии и их проявлений в железнодорожной отрасли.

Деятельность преподавателя:

• Краткая лекция-презентация (7 минут):
  • История Lean-производства (Тойота, Таити Оно).
  • 8 классических видов потерь (Muda): перепроизводство, ожидание, транспортировка, излишняя обработка, запасы, движения, дефекты, нереализованный потенциал сотрудников.
  • Адаптация к железной дороге: простой подвижного состава, лишний пробег локомотивов, несогласованность ритмов погрузки-выгрузки, избыточная документация, дублирование функций.

Деятельность студентов:

• Индивидуальное задание «Быстрый мозговой штурм» (5 минут): каждый студент записывает на стикеры 2–3 примера потерь, которые он наблюдал на практике или представляет в работе железной дороги.
• Групповая консолидация (8 минут): команды собирают стикеры, классифицируют по видам, выбирают наиболее значимые.

Выход этапа: Доска с классифицированными примерами потерь, готовый к дальнейшему анализу.

2. Идентификация потерь на транспорте (40 минут)

Цель этапа: Детально проанализировать каждый вид потерь на конкретном кейсе (сортировочная станция «Н-ская»).

Деятельность преподавателя:

• Раздает командам описание кейса (технологическая карта работы станции, график движения, данные о простоях).
• Объясняет задание: заполнить таблицу «8 видов потерь на станции» с указанием причин, последствий и возможных мер.

Деятельность студентов:

• Работа в группах (30 минут):
  1. Избыточная продукция: лишние подачи вагонов, избыток персонала в смене.
  2. Задержки: простой подвижного состава в ожидании маневрового локомотива, задержки из-за несвоевременного оформления документов.
  3. Транспортировка: лишние пробеги локомотивов при неудачном маршруте, холостой пробег вагонов.
  4. Избыточные операции: дублирование функций диспетчера и оператора, лишняя отчетность.
  5. Запасы: скопление вагонов в парке сверх нормативов, излишки запасных частей на складе.
  6. Движения: лишние передвижения персонала по территории станции, неудобное расположение документов в офисе.
  7. Брак: повреждение подвижного состава при маневрах, ошибки в оформлении перевозочных документов.
  8. Нереализованный потенциал: неиспользование идей сотрудников по оптимизации, отсутствие системы предложений.
• Каждая команда готовит краткую презентацию (3–5 слайдов) по двум наиболее критичным видам потерь.

Выход этапа: Заполненные таблицы, слайды для презентации.

3. Потери на стыках (30 минут)

Цель этапа: Выявить потери, возникающие на границах взаимодействия железной дороги с внешними системами (предприятия, порты, другие виды транспорта).

Деятельность преподавателя:

• Предлагает командам рассмотреть два стыка:
  1. ЖД – промышленное предприятие (например, металлургический завод).
  2. ЖД – морской порт.
• Объясняет понятие «стыковой узел» и типичные проблемы: рассинхронизация графиков, конфликт интересов, двойное документооборот.

Деятельность студентов:

• Мозговой штурм (15 минут): команды генерируют список потерь на выбранном стыке, используя метод «5 почему» для поиска корневых причин.
• Разработка карты взаимодействия (10 минут): на онлайн-доске рисуют схему потоков (вагоны, документы, информация) и отмечают точки возникновения потерь.
• Обсуждение в общем кругу (5 минут): представители команд представляют свои карты, выделяют общие паттерны.

Выход этапа: Карты взаимодействия с выделенными точками потерь, список предложений по синхронизации ритмов.

4. Применение 5S и личные потери (30 минут)

Цель этапа: Адаптировать принципы 5S (система организации рабочего места) к офису диспетчера/дежурного по станции, а также научиться выявлять и снижать личные временные потери.

Деятельность преподавателя:

• Мини-лекция о системе 5S (5 минут):
  • Сортировка (Seiri), соблюдение порядка (Seiton), чистота (Seiso), стандартизация (Seiketsu), совершенствование (Shitsuke).
  • Примеры внедрения на железнодорожных станциях Японии и России.

Деятельность студентов:

• Практическое задание «5S в диспетчерской» (15 минут):
  • Команды получают фотографию (или схему) рабочего места дежурного по станции.
  • На стикерах отмечают нарушения каждого из принципов 5S.
  • Предлагают конкретные меры по устранению (например, разместить часто используемые бланки в зоне прямой досягаемости, ввести цветовую маркировку папок).
• Личный трекер потерь (10 минут):
  • Каждый студент заполняет таблицу «Мои потери времени за неделю» (образец выдается).
  • Определяет 2–3 «поглотителя времени» (например, долгие совещания, поиск информации в разрозненных системах).
  • Формулирует личный план улучшений на основе принципов Lean.

Выход этапа: Список рекомендаций по 5S для диспетчерской, заполненные личные трекеры.

Отчетность

По итогам занятия каждая команда сдает:

1. Таблица соответствия 8 видов потерь с примерами из практики ЖД (в электронном виде).
2. Карта потерь на стыке (Онлайн-доска).
3. Презентация по двум критичным видам потерь (PDF или PowerPoint).
4. Рекомендации по внедрению 5S в диспетчерской (текстовый документ).
5. Индивидуальный лист рефлексии (ответы на вопросы:
   • Какие потери оказались для вас новыми?
   • Как вы можете применить полученные знания в своей будущей профессии?
   • Что из предложенных мер вы готовы внедрить уже сейчас?).

Связь с фронтир технологиями

• Цифровые двойники (Digital Twins): Использование имитационной модели станции для визуализации потерь в реальном времени, проведение «что-если» анализов.
• IoT-датчики: Мониторинг простоев вагонов, температуры, загрузки путей для автоматического выявления потерь.
• AI-аналитика: Применение машинного обучения для прогнозирования возникновения потерь на основе исторических данных.
• Трекеры задач: Внедрение электронных канбан-досок для управления устранением потерь, контроль выполнения планов 5S.

Рефлексия

Связь темы «Потери» с общей концепцией системного анализа (потери как следствие структурных дефектов системы, а не случайные события).