_edited.jpg)
Των Σωτήρη Γκαγιαλή και Νίκου Παναγιώτου
MRP: Ένα Διαχρονικό Εργαλείο Προγραμματισμού
Εδώ και πολλά χρόνια, οι σπουδαστές της Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών ΕΜΠ, από το 3ο κιόλας έτος των σπουδών τους, εισάγονται στις έννοιες του προγραμματισμού της παραγωγής και της διαχείρισης των αποθεμάτων στο πλαίσιο του μαθήματος Οργάνωση Παραγωγής και Διοίκηση Επιχειρήσεων Ι. Η μέθοδος MRP (Materials Requirements Planning) είναι στον πυρήνα της διδασκαλίας του μαθήματος. Αποτελεί όμως παράλληλα και τη βάση κάθε διαδικασίας προγραμματισμού της παραγωγής που εκτελούν στην πράξη οι περισσότερες παραγωγικές επιχειρήσεις.
Πως λειτουργεί όμως η μέθοδος MRP;
Όλα ξεκινούν με μια πρόγνωση της ζήτησης (forecast) για τα τελικά παραγόμενα προϊόντα (ανεξάρτητη ζήτηση) η οποία διαμορφώνει το κύριο πρόγραμμα παραγωγή (master production schedule), υπό την έννοια του τι τελικά προϊόντα πρέπει να παραχθούν, σε ποιες ποσότητες και πότε πρέπει αυτά να είναι διαθέσιμα. Στη συνέχεια, με βάση τον αλγόριθμό MRP και αποσυνθέτοντας τον πίνακα υλικών (Bill of Materials) του κάθε προϊόντος προκύπτει η εξαρτημένη ζήτηση, δηλαδή πότε και πόσο πρέπει να παραχθεί από το κάθε ημιέτοιμο ή εξάρτημα καθώς και το πότε και πόσο πρέπει να παραγγελθεί από κάθε πρώτη ύλη.
Υπάρχει μια σειρά παραμέτρων που τα σύγχρονα πληροφοριακά συστήματα πρέπει να διαχειριστούν προκειμένου να εκτελεστεί η μέθοδος MRP αποτελεσματικά. Τέτοιες παράμετροι είναι:
Ο απαιτούμενος χρόνος παραγωγής (production lead time) κάθε τελικού, ημιετοίμου ή εξαρτήματος.
Ο απαιτούμενος χρόνος προμήθειας (procurement lead time) κάθε πρώτης ύλης.
Η μερίδα παραγωγής (lot size) κάθε παραγόμενου είδους, η οποία καθορίζεται είτε βάσει των τεχνολογικών περιορισμών είτε με όρους ελαχιστοποίησης του κόστους (οικονομική ποσότητα).
Η μερίδα προμήθειας (lot size) κάθε προμηθευόμενου είδους η οποία επίσης καθορίζεται με βάση τους περιορισμούς του προμηθευτή αλλά και ευρύτερα της αλυσίδας εφοδιασμού, καθώς με βάση την οικονομική ποσότητα παραγγελίας.
Τα αποθέματα ασφαλείας που αποφασίζεται να τηρούνται για να εξασφαλιστεί ένα επιθυμητό επίπεδο εξυπηρέτησης.
Η δυναμικότητα της παραγωγής ή και των υποκατασκευαστών ώστε να είναι εφικτές οι εντολές παραγωγής και προμήθειας που δημιουργούνται, εντάσσοντας έτσι και τον προγραμματισμό δυναμικότητας (capacity planning) στη διαδικασία του προγραμματισμού.
Να σημειωθεί εδώ ότι ορισμένα είδη του πίνακα υλικών (για παράδειγμα, δευτερεύουσες ύλες, ή υλικά κατηγορίας C σε μια ανάλυση ABC και όχι μόνο) μπορούν να εξαιρεθούν της λογικής της εξαρτημένης ζήτησης από το τελικό προϊόν. Για τα είδη αυτά η λειτουργικότητα του MRP στα πληροφοριακά συστήματα παραμετροποιείται με τη λογική της παρακολούθησης του αποθέματος μέσω επίπεδων αναπαραγγελίας, και μόλις το απόθεμα φτάσει σε ένα συγκεκριμένο επίπεδο που μπορεί να καλύψει τη ζήτηση στο χρόνο αναπλήρωσής του, δημιουργείται μια εντολή προμήθειας προς τον προμηθευτή, πάλι για μια συγκεκριμένη μερίδα (lot size) που έχει οριστεί.
Η μέθοδος MRP υλοποιήθηκε τη δεκαετία του 1970 στα πρώτα εργαλεία λογισμικού, προπομπούς των σημερινών ERP συστημάτων. Αισίως δηλαδή πενηντάρισε, αλλά δεν έχει ξεπεραστεί, παραμένοντας ένα χρήσιμο εργαλείο για το προγραμματισμό της παραγωγής και την αναπλήρωση των αποθεμάτων με βάση την εκτιμώμενη ζήτηση των προϊόντων. Δεν είναι άλλωστε τυχαίο ότι αποτελεί το βασικό συστατικό όλων των ERP συστημάτων, είτε αυτά απευθύνονται σε μικρομεσαίες επιχειρήσεις είτε σε μεγάλες και ότι είναι από τα πρώτα θέματα που συζητούνται στην φάση της διαμόρφωσης του blueprint για την παραμετροποίηση των ERPs.
Προγραμματίζοντας στη Νέα Πραγματικότητα
Είναι κατανοητό λοιπόν ότι το MRP ζει και βασιλεύει και δίνει λύσεις διαχρονικά στο πρόβλημα του προγραμματισμού της παραγωγής και της διαχείρισης των αποθεμάτων, χωρίς αυτό να σημαίνει ότι δεν έχει αδυναμίες. Ποιες είναι όμως αυτές;
Η βασική αδυναμία του MRP είναι ότι όντας μια μέθοδο ώθησης (push), έχει ως έναυσμα την πρόγνωση της ζήτησης προκειμένου να προγραμματιστεί η παραγωγή ή η προμήθεια των ειδών που απαιτούνται, δημιουργώντας τα απαραίτητα αποθέματα για να καλυφθεί η ζήτηση. Αυτή η προσέγγιση αν και είναι εξαιρετική σε σταθερά περιβάλλοντα και πολύ καλά ρυθμισμένες εφοδιαστικές αλυσίδες, μπορεί να αποδειχθεί αναποτελεσματική σε ασταθή περιβάλλοντας και σε συνθήκες έντονης αβεβαιότητας. Η αναποτελεσματικότητα έγκειται στο γεγονός ότι η ζήτηση του τελικού προϊόντος μπορεί τελικά να είναι διαφοροποιημένη σε σχέση με την προβλεπόμενη ή στο γεγονός ότι οι παράμετροι που καθορίζουν τους υπολογισμούς της μεθόδου MRP διαφοροποιούνται σε σχέση με αυτές που έχουν καταχωρηθεί στο πληροφοριακό σύστημα, όπως για παράδειγμα συμβαίνει με τους χρόνους παράδοσης των προμηθευτών.
Η δυσκολία να προβλεφθεί η πραγματική ζήτηση και να διαμορφωθεί ένα αξιόπιστο κύριο πρόγραμμα παραγωγής είναι που τελικά μπορεί να οδηγήσει σε υπεραποθεματοποίηση κάποιων ειδών ή έλλειψη κάποιων άλλων εφαρμόζοντας τη μέθοδο MRP. Τα ασταθή περιβάλλοντα, οι απρόβλεπτες καταστάσεις και οι στρατηγικές επιλογές των επιχειρήσεων (για παράδειγμα η στροφή προς προμηθευτές χαμηλού κόστους ή η μεγάλη ποικιλία παραγόμενων προϊόντων) έχουν διαμορφώσει ένα σύνθετο περιβάλλον στο οποίο καλείται να ανταπεξέλθει ο προγραμματισμός της παραγωγής. Και σε όλα αυτά πρέπει να προστεθεί ότι μέσα στο shop floor δεν λειτουργούν όλα πάντα στην εντέλεια καθώς υπάρχουν απρόβλεπτες καταστάσεις, όπως οι βλάβες του εξοπλισμού ή οι απουσίες του προσωπικού, που αποτελούν άλλον ένα παράγοντα αβεβαιότητας.
Επιπλέον, τόσο η μεταβλητότητα της ζήτησης όσο και οι αλλαγές που συμβαίνουν στις συνθήκες παραγωγής, προμήθειας και μεταφοράς στο πλαίσιο της εφοδιαστικής αλυσίδας δημιουργούν έντονα το φαινόμενο του μαστιγίου (bullwhip effect), σε μια προσπάθεια των επιχειρήσεων να ανταποκριθούν στην αβεβαιότητα. Έτσι προκύπτουν ετεροχρονισμένα αποθέματα τα οποία μεγεθύνονται όσο η θέση τους απομακρύνεται από την τελική κατανάλωση σε μια εφοδιαστική αλυσίδα.
DDMRP: Μια Νέα Προσέγγιση στον Προγραμματισμό
Ο προγραμματισμός που βασίζεται στη ζήτηση, υιοθετεί τη λογική της έλξης (pull) και φαίνεται να είναι μια πολύ καλή ιδέα στην αντιμετώπιση των αδυναμιών του παραδοσιακού MRP που λειτουργεί με τη λογική push. Η ιδέα προέρχεται από την λιτή παραγωγή (lean manufacturing) όπου δεν πραγματοποιείται παραγωγή για την τήρηση αποθεμάτων για όλα τα είδη αλλά παραγωγή και εφοδιασμός πρώτων υλών με βάση την πραγματική ζήτηση.
O Προγραμματισμός Απαιτήσεων Υλικών Βάσει Ζήτησης ή Demand Driven Materials Requirements Planning (DDMRP) είναι εδώ ως μια νέα σχετικά προσέγγιση. Εφαρμόζεται δημιουργώντας σημεία buffer που διακόπτουν την εξάρτηση της ζήτησης των υλικών όπως αυτή διαμορφώνεται από τη χρήση των πινάκων υλικών στην κλασική μέθοδο MRP. Με τον τρόπο αυτό διακόπτεται και η επέκταση του φαινομένου του μαστιγίου. Με άλλα λόγια δημιουργούνται μαξιλαράκια ασφαλείας με αποθέματα υλικών, δυναμικότητας και χρόνου, μειώνοντας έτσι και το lead time της παραγωγής. Για παράδειγμα, στο παρακάτω σχήμα απαιτείται μόνο να υλοποιηθεί η Φάση 4 του φασεολογίου βάσει της ζήτησης καθώς τα αποτελέσματα της προηγούμενης φάσης έχουν αποθηκευτεί σε buffer ενώ το lead time παραγωγής είναι περιορισμένο στις 4 ημέρες, χωρίς να απαιτείται να συνυπολογιστούν τα υπόλοιπα lead times. Έτσι, απαιτείται υψηλή αξιοπιστία στην τελευταία αυτή φάση για την ικανοποίησης της τελικής - ανεξάρτητης ζήτησης.
Γίνεται κατανοητό ότι με τη μέθοδο DDMPR για τον προγραμματισμό της παραγωγής πρέπει να είναι γνωστή η πραγματική ζήτηση, έλκοντας την παραγωγή από αυτή. Παράλληλα όμως, η μέθοδος DDMRP είναι μια προσέγγιση βασισμένη στη διαχείριση των αποθεμάτων. Ενώ στο MRP απαντώνται οι ερωτήσεις για το πόσο θα πρέπει να παραχθεί (ή να αγοραστεί) και για το πότε προκειμένου να επιτευχθεί ο συγχρονισμός των ετοίμων, ημιετοίμων και α’ υλών, στο DDMPR πρέπει πρώτα να απαντηθεί το πού, δηλαδή το σημείο που θα οριστεί ως buffer μεταξύ της τήρησης αποθέματος και της παραγωγής με βάση τις παραγγελίες, γνωστό και ως decoupling point.
Για να υλοποιηθεί το DDMRP πρέπει πιο πριν να ληφθούν στρατηγικές αποφάσεις αναφορικά με τα σημεία και υλικά που θα τηρείται απόθεμα, για τα επίπεδα των buffers καθώς και για τον τρόπο που αυτά θα παρακολουθούνται και αναθεωρούνται. Στα buffers δημιουργούνται αποθέματα σε τρία διαφορετικά επίπεδα: το πράσινο, το κίτρινο και το κόκκινο που το καθένα καλύπτει διαφορετικές παραμέτρους του αποθέματος (το απόθεμα κύκλου και την ελάχιστη ποσότητα παραγγελίας, το απόθεμα κάλυψης της ζήτησης μέχρι να παραχθεί το προϊόν καθώς και το απόθεμα ασφαλείας).
Το DDMRP επιχειρεί να συντομεύσει τους χρόνους παράδοσης και να αυξήσει την προσαρμοστικότητα επιτρέποντας υπό προϋποθέσεις την αποθήκευση λιγότερου συνολικού αποθέματος και καλύπτοντας αποτελεσματικότερα τις διακυμάνσεις της ζήτησης ή του εφοδιασμού.
Εν τέλει, το DDMPR εμπεριέχει στοιχεία του MRP για τον καθορισμό των ενδιάμεσων αποθεμάτων αλλά περιορίζοντας το εύρος της εξαρτημένης ζήτησης θέτοντας buffers για πολλά υλικά και εφαρμόζοντας τη λιτή (lean) φιλοσοφία αναφορικά με την έλξη (pull) της παραγωγής από τη ζήτηση. Παράλληλα εμπεριέχει στοιχεία από τη θεωρία των περιορισμών (constraints theory) και από τη μεθοδολογία six sigma για τον καθορισμό των σημείων και των επιπέδων των ενδιάμεσων αποθεμάτων.
Τελικά Ποια είναι η Καλύτερη Προσέγγιση: MRP ή DDMRP;
Προφανώς άμεση και αβίαστη απάντηση δεν υπάρχει. Σίγουρα το DDMRP είναι μια πιο σύγχρονη προσέγγιση η οποία στοχεύει στο να υποστηρίξει τον προγραμματισμό της παραγωγής, τη διαχείριση των αποθεμάτων και την εξυπηρέτηση των πελατών στο πολύπλοκο επιχειρηματικό περιβάλλον και στις συνθήκες της αβεβαιότητας και έντονης μεταβλητότητας που αντιμετωπίζουν οι σύγχρονες αλυσίδες εφοδιασμού. To DDMRP αποτελεί μία από τις προσφερόμενες προσεγγίσεις σε αρκετές προηγμένες λύσεις λογισμικού της κατηγορίας Advanced Planning and Scheduling (APS) που δρουν συμπληρωματικά των ERP συστημάτων, καθιστώντας το πλέον περισσότερο ελκυστικό και ευκολότερα εφαρμόσιμο. Σε τελική όμως ανάλυση, η επιλογή της προσέγγισης του προγραμματισμού παραγωγής απαιτεί την κατανόηση και ανάλυση διαφορετικών παραμέτρων και τη λήψη πολλαπλών αποφάσεων. Σημαντικές παράμετροι που θα πρέπει να αναλυθούν είναι οι εξής:
Τύπος παραγωγής (make-to-stock, make-to-order, assembly-to-order).
Χαρακτηριστικά παραγωγής και υφιστάμενοι περιορισμοί (για παράδειγμα, ιδιαιτερότητες της παραγωγικής διαδικασίας, στενώματα (bottlenecks), σημαντικοί περιορισμοί δυναμικότητας ή άλλοι τεχνολογικοί περιορισμοί κλπ.).
Τύπος παραγόμενων προϊόντων και συστατικών προϊόντων (για παράδειγμα, χαρακτηριστικά προϊόντων που επηρεάζουν την παραγωγή, ευαίσθητα υλικά ή υλικά με ημερομηνία λήξεως, χρηματιστηριακά υλικά κλπ.).
Τύπος της ζήτησης (ανεξάρτητη ζήτηση που προσδιορίζεται με βάση πρόγνωση, προκαθορισμένη ζήτηση με βάση υπάρχουσες συμβάσεις πελατών ή μεικτή).
Αντικειμενική δυνατότητα ακριβούς πρόγνωσης της ανεξάρτητης ζήτησης (ως αντικειμενική δυνατότητα εννοείται η ευκολία πρόγνωσης της ζήτησης σε μία συγκεκριμένη αγορά, εφόσον βέβαια η εταιρεία είναι σε θέση να αξιοποιήσει τις κατάλληλες μεθόδους πρόγνωσης).
Χαρακτηριστικά οικοσυστήματος (πελατών, προμηθευτών, συνεργατών) που επηρεάζουν τον προγραμματισμό και ρόλος της επιχείρησης στο οικοσύστημα αυτό (για παράδειγμα, εάν η παραγωγική επιχείρηση έχει δεσπόζοντα ρόλο στο οικοσύστημα, μπορεί να το επηρεάσει σε επιλογές που αφορούν όλους τους παίκτες του οικοσυστήματος).
Οικονομικές δυνατότητες επιχείρησης για επενδύσεις σε παραγωγικό εξοπλισμό, ανθρώπινο δυναμικό και πληροφοριακά συστήματα ή/και χρηματοδότησή της με κεφάλαιο κίνησης.
Οι αποφάσεις που θα ληφθούν μετά τον προσδιορισμό των παραπάνω (στην πραγματικότητα και αρκετών άλλων) παραμέτρων μπορούν να οδηγήσουν σε διαφορετικά μονοπάτια με υιοθέτηση εναλλακτικών στρατηγικών, είτε αυτές είναι στρατηγικές «παραδοσιακού» MRP, είτε στρατηγικές αναπλήρωσης αποθεμάτων επιλεγμένων υλικών, είτε στρατηγικές DDMRP με επιλογή κατάλληλων σημείων buffers στην παραγωγική διαδικασία, είτε (το συνηθέστερο), σε υβριδικές στρατηγικές.
Με λίγα λόγια, ναι μεν το εργαλείο κάνει τον μάστορα, αλλά ταυτόχρονα, το κάθε εργαλείο είναι κατάλληλο για συγκεκριμένες δουλειές! Με αυτή τη λογική, το DDMRP είναι μία νέα χρήσιμη προσέγγιση που μπορεί να βοηθήσει τις παραγωγικές επιχειρήσεις, εφόσον αυτές πραγματικά το χρειάζονται και εφόσον αυτές έχουν την τεχνογνωσία να το αξιοποιήσουν κατάλληλα, λαμβάνοντας ορθές αποφάσεις ορίζοντας τις παραμέτρους του προβλήματος!