Влияние колебаний, изменчивости и неопределенности на систему

Цели: 1) понять, почему изменчивость является главным врагом систем здравоохранения и почему мы должны ей управлять; 2) понять, почему традиционные подходы к управлению изменчивостью оказались не­эффективными и в чем преимущество новых подходов.

Колебания

Колебание — это неопределенность, связанная с неисправностями, ошибками и срывами графика. Это общее определение для всех неожиданных ситуаций, которые связаны с проблемами, неисправностями, перебоями и нарушениями.

Согласно закону Мерфи, если какая-то неприятность может произойти, она обязательно произойдет и нанесет максимальный ущерб в самое неподходящее время. Этот закон иногда называют законом «бутерброда». Если бутерброд с маслом может упасть на пол, то он обязательно упадет; а если он упадет, то обязательно упадет маслом вниз. Некоторые добавляют, что если бутерброд упал маслом вверх, значит, масло было намазано не на ту сторону. Принцип О’Тула (O’Toole) гласит, что «Мерфи был оптимистом».

Источники колебаний

Колебания можно классифицировать по их источникам.

  1. Колебания спроса:
    • сезонность;
    • технологические изменения и изменения предпочтений покупателей.
  2. Колебания мощности:
    • различия в темпах работы на разных станциях;
    • различие времени настройки как физической, так и умственной;
    • неисправности: отказ аппаратов, прекращение работы компьютера и тому подобное;
    • невыход на работу сотрудников;
    • проблемы с планированием времени и составлением графика;
    • неполные комплекты.
  3. Колебания качества:
    • непредвиденные дефекты.
  4. Колебания в доступности материалов и комплектующих:
    • проблемы с качеством материалов и компонентов;
    • задержки поставок;
    • проблемы с поставками (меньше, чем было заказано; не то, что было заказано, и т.д.).

Колебания происходят в ED больницы по следующим причинам.

  • Неопределенность диагноза.
  • Отсутствие консультантов и специалистов.
  • Недоступность операционных.
  • Недоступность критических ресурсов.
  • Неопределенность спроса.

Эволюция колебаний в ходе процесса

Рассмотрим планирование новой линейки услуг, продуктов или разработок, которое изображено на рис. 63.1. Любая задача, входящая в систему (пациент, получающий лечение, запрос на разработку «интеллектуальной» истории болезни пациента или сборка на производстве), должна пройти через рабочие станции 1, 2 и 3. Предположим, что на создание этого процесса было выделено $15 млн. У разработчиков есть три альтернативных варианта покупки оборудования, каждый из которых обходится в $15 млн. На рис. 63.2, 63.3 и 63.4 при помощи CUT представлены все альтернативные варианты. Как мы узнали ранее, CUT отображает средний уровень использования ресурсов.

Рис. 63.1. Схема планируемого процесса производства товаров или услуг

Рис. 63.2. Диаграмма «затрат на использование» для варианта А

Рис. 63.3. Диаграмма «затрат на использование» для варианта В

Рис. 63.4. Диаграмма «затрат на использование» для варианта С

Какой вариант является лучшим для организации?

На первый взгляд все три варианта предлагают разумное решение. Кажется, что все они обеспечивают получение избыточной мощности. Однако CUT отображает только средний уровень использования ресурсов. В действительности же использование — непостоянная величина и изменяется по причине колебаний. Таким образом, рассмотрение только среднего уровня использования мощности может привести к принятию неверного решения.

Существует два типа колебаний: внутренние и кумулятивные.

Внутренние колебания

Внутренние колебания вызваны самой рабочей станцией и влияют на ее функционирование. Причиной внутренних колебаний, например, может быть прекращение работы компьютера на станции, небольшой простой станции и увеличение темпов работы в остальное время. Другими источниками колебаний могут быть отсутствие сотрудников, проблемы с качеством, либо наличие высокопродуктивных дней, когда достигаются показатели выше среднего значения.

Кумулятивные колебания

Кумулятивные колебания являются следствием результатов работ на предыдущих этапах процесса. Например, рассмотрим группу пеших туристов, которые идут в колонне по одному человеку один за другим. Где бы вы предпочли находиться: в начале или в конце строя? Кажется, что средняя скорость идущих в начале строя такая же, как и скорость идущих в конце строя. Тем не менее опыт показывает, что идущим в конце строя придется периодически или бежать, чтобы не отставать, или периодически останавливаться в результате кумулятивных колебаний всех туристов, идущих впереди них. Среднее отклонение скорости туриста, идущего в конце строя, больше, чем у туриста, идущего в начале строя. Это подробно описывается Голдраттом и Коксом (Goldratt и Cox), 1992. Колебания в производственной линии происходят аналогичным

Проанализируем CUT для трех альтернативных вариантов, на которых представлены как средняя мощность, так и ее изменения в результате внутренних колебаний на самой станции и кумулятивных колебаний на предыдущих станциях (рис. 63.5–63.7). Изучив информацию, представленную на этих рисунках, становится ясно, что вариант А является предпочтительным, так как даже при максимальном его использовании у него отсутствуют узкие места, несмотря на кумулятивные колебания. При варианте B периодически возникает узкое место, что следует рассматривать как фактическое наличие узкого места в течение этого времени.

В варианте С в отделении 3 по причине кумулятивных колебаний некоторое время также наблюдается узкое место. Возникновение такой ситуации типично при проведении исследований, при оценке или калибровке аппаратуры, а также в других отделениях на завершающих стадиях процесса. Из-за задержек на предыдущих станциях такие отделения недоиспользуются большую часть времени. Однако при «наплыве» работы наблюдается нехватка ресурсов и рабочая станция превращается в узкое место всего процесса, несмотря на то, что в среднем обладает надлежащей мощностью. Следующие разделы этой главы посвящены описанию путей преодоления такой ситуации. Мы также представляем другие методы защиты от кумулятивных колебаний, например, создание буфера перед отделением 3, которое является узким местом системы.

Элементы мощности

Максимальная (теоретическая) мощность может быть разбита на три части [см. также Кокс и Спенсер (Cox и Spencer), 1998]:

Рис. 63.6. Внутренние и кумулятивные колебания варианта В

Рис. 63.7. Внутренние и кумулятивные колебания варианта С

  • номинальная мощность ресурса;
  • резервная мощность ресурса;
  • избыточная мощность ресурса.

Номинальная мощность ресурса — средняя мощность, используемая для выполнения задачи. Резервная мощность ресурса — та часть мощности, которая предназначена для преодоления внутренних и кумулятивных колебаний, оказывающих влияние на ресурс. Причинами этих колебаний являются изменение спроса, доступность персонала, наличие сырья, неисправности и так далее. Такая мощность защищает систему от повседневных колебаний и не предназначена для защиты от крупных и непредвиденных колебаний, которые происходят достаточно редко, например, ураганы, бессрочные забастовки и тому подобное.

Узкими местами системы являются дорогостоящие или дефицитные ресурсы; именно по­этому системе довольно сложно создать для них резервную мощность. Однако системы должны создать резервную мощность второстепенных ресурсов. Это обеспечит отсутствие простоя узких мест из-за задержек рабочего процесса, связанных с ними.

Избыточная мощность ресурса — это та часть максимальной мощности ресурса, которая не используется ни при штатном режиме работы, ни при повышенном использовании, возникающем из-за колебаний.

На основе данного анализа можно сделать следующие выводы.

  1. На стадии планирования услуг, продуктов или разработок недостаточно рассматривать только номинальную мощность. Планирование на основании средних показателей можно сравнить с примером, когда профессор статистики утонул в озере со средней глубиной в двенадцать дюймов (примечание редактора с 1959 г., 1 дюйм был определен и принят как эквивалент 25,4 мм, то есть 12 дюймов — это около 0,3 м).

Спрос необходимо соотносить с сезонностью. Например, существует очевидная разница в загрузке отделения неотложной помощи в течение дня и в ночное время. При анализе системы нужно рассматривать два разных отделения неотложной помощи: ED днем и ED ночью.

  1. При наличии больших колебаний в периоды пиковой нагрузкой система должна находить способы справляться с ней, а вне этих периодов находить способы «продавать избыточную мощность». Например, ресторан, наиболее активная деятельность которого наблюдается в вечерние часы, может увеличить продажи в дневное время, предложив специальное меню «бизнес-ланча».
  2. Системе нужна резервная мощность. На локальном уровне такая резервная мощность может рассматриваться в качестве избыточной мощности и непроизводительных расходов. Однако с глобальной точки зрения резервная мощность обеспечивает проходимость узких мест в пиковое время и гарантирует достижение максимальной производительности для всей системы в целом.
  3. Ресурсы, мощность которых используется более чем на 85%, считаются узкими местами и требуют соответствующего управления.
  4. При планировании услуги или производства необходимо обеспечить достаточную резервную мощность. Японцы, например, создают системы обслуживания и производства со средним уровнем использования, равным 70%.
  5. Концепция «балансировки линии» не подходит для систем, в которых имеются колебания. Опыт показывает, что оказываемые услуги или продукты состоят из ресурсов с различающейся стоимостью, некоторые из которых дефицитные или дорогостоящие. Необходимо обеспечить достаточную резервную мощность для недорогих ресурсов, чтобы сконцентрировать управленческие усилия на узких местах.

Традиционные подходы к управлению колебаниями и неопределенностью

Традиционные методы управления предлагают целый ряд подходов к управлению колебаниями различных типов.

Традиционные подходы к управлению колебаниями спроса

  • Запасы готовой продукции: традиционное управление решает проблему колебаний спроса при помощи наличия значительных запасов готовой продукции, зачастую наряду с наличием большого количества складских помещений в непосредственной близости к клиентам. Как правило, это дорогостоящее решение.
  • Специальные продажи: когда наблюдается спад продаж или при накоплении больших запасов, предлагаются специальные скидки. Специалисты отдела продаж фокусируются на продаже того, что есть в наличии, вместо того, чтобы продавать в соответствии с рыночным спросом.

Традиционные подходы к управлению колебаниями мощности

  • Большое количество НЗР: с целью преодоления колебаний мощности и обеспечения быстрого реагирования на рыночные изменения в организации создается большое количество НЗР. Это делается, чтобы в узких местах не было простоя, связанного с предыдущими рабочими станциями либо для преодоления нехватки материалов и комплектующих. Недостатки избыточных запасов очевидны.
  • Покупка избыточной мощности: довольно часто организации создают большие и дорогостоящие избыточные мощности для реагирования на колебания спроса.
  • Ускорение: быстрое отправление заказов поможет решить локальные проблемы для некоторых клиентов, но повысит нагрузку на систему и уменьшит экономическую отдачу.
  • Автоматизация и полная компьютеризация организации иногда используются в качестве (довольно дорогостоящего) решения для преодоления рыночных колебаний. Тем не менее без внесения изменений в процессы и рабочие процедуры организация может функционировать и дальше. Как следствие, нежелательные последствия будут те же, только проявятся быстрее и более последовательно.

Традиционные подходы к управлению колебаниями качества

  • Перепроизводство (запасные части): отсутствие контроля и большое количество брака часто приводит менеджеров к перепроизводству, которое является защитой от непредвиденного большого количества брака.
  • Ремонт: создание ремонтных бригад и ремонтных мастерских нацелено на решение проблем неисправностей и брака.
  • Итоговая проверка и сортировка продукции: этот подход к управлению качеством (см. главу 66) подразумевает создание сортировочного пункта в конце каждого процесса для отбраковки некачественных товаров. Это нерациональный подход, который не предотвращает дальнейшее производство или разработку товаров низкого качества. Несмотря на это, компании, занимающиеся разработкой программного обеспечения, очень часто учреждают отделы технического контроля с широким использованием ручного труда.

Традиционные подходы к управлению колебаниями доступности сырья и комплектующих

  • Запасы сырья и комплектующих: во многих организациях имеется большой запас сырья и комплектующих для преодоления задержек в поставках и отгрузках.
  • Проверка поступающего сырья и материалов: в ситуациях, когда клиент не может зависеть от качества работы поставщиков, необходимо организовать центр испытаний для сортировки и проверки поступающей продукции.

Таким образом, традиционные подходы в управлении колебаниями основаны на реагировании на колебания, которые уже произошли или связаны с крупными вложениями в ресурсы.

Фокусированный подход к управлению колебаниями в системе здравоохранения

Колебаниями необходимо управлять, с одной стороны, эффективно, а с другой стороны — с минимальными затратами, а не реагировать на них постфактум. Мы различаем два способа борьбы с колебаниями: защита от возникновения колебаний и сокращение количества колебаний.

Защита от возникновения колебаний

Создание резервной мощности — всего лишь один из нескольких методов защиты от возникновения колебаний. Другие методы:

  • создание буфера перед узким местом. Создание буфера и управление им с помощью подхода DBR — это простой и эффективный способ сокращения количества колебаний. Уникальность этого метода заключается в создании одного буфера и нераспространении НЗР по всей системе. Это приводит к достаточно быстрым результатам в виде увеличения производительности и сокращения времени реагирования;
  • создание резервной или избыточной мощности. Создание этого способа защиты происходит очень оперативно. Избыточная мощность может быть достигнута за счет покупки ресурсов или заключения соглашений с субподрядчиками. Это довольно дорогостоящий метод;
  • создание буфера запасов готовой продукции. При наличии рыночных ограничений, когда клиентам требуется быстрое реагирование, необходимо создать буфер запасов готовой продукции, при помощи которого будут сглажены колебания спроса;
  • создание буфера излишков после узкого места. На промышленных предприятиях необходимо организовать место для хранения и складские помещения после узкого места. Это обеспечит непрерывное функционирование узкого места даже при задержках на следующих станциях;
  • создание буфера сырья и комплектующих. Создание буфера сырья и комплектующих защищает систему от возможных колебаний в их поставках.

Защиту от колебаний путем создания избыточной мощности, резервной мощности или правильных буферов в правильных местах можно осуществить довольно быстро. Применение этих защитных мер, особенно правильных буферов и механизма DBR, приводит к быстрым и краткосрочным результатам. Проблема в том, что данное улучшение, каким бы большим оно ни было, является разовым достижением. После первых результатов дальнейшее улучшение методов защиты от колебаний идет достаточно медленно и должно сопровождаться действиями для сокращения количества колебаний.

Уменьшение количества колебаний

Существует несколько механизмов для уменьшения количества колебаний. В отличие от применения защитных мер против колебаний, дающих немедленный эффект, уменьшение количества колебаний — это довольно медленный процесс, результаты которого видны только в средне- и долгосрочном периоде. Например, подходы к управлению качеством и контролю процессов согласно Демингу (1986) требуют изменения мышления большинства людей в организации. На внедрение этих подходов и достижение значительных результатов требуется очень много времени, иногда несколько лет. Давайте рассмотрим методы сокращения количества колебаний.

  • Сокращение времени реагирования. Сокращение времени реагирования системы дает возможность более точно спрогнозировать спрос, что позволяет значительно сократить количество колебаний в системе. Кроме того, чем меньше время реагирования процесса, тем меньше его среднее отклонение. Например, купленная продукция доставляется в среднем каждые восемь недель со средним отклонением в плюс-минус одну неделю. Фирма может защитить себя от несвоевременной доставки материалов путем создания недельного резервного запаса, сделав заказ за неделю до основного заказа. Если время реагирования сократится до восьми дней, купленная продукция будет доставляться в среднем каждые восемь дней со средним отклонением в плюс-минус один день. Естественно, количество колебаний будет меньше, как и требуемый уровень резервных запасов.
  • Обмен информацией с поставщиками и клиентами. Обмен информацией снижает уровень неопределенности. Клиент, предоставляющий своему поставщику прогноз спроса, снижает уровень неопределенности у поставщика и позволяет ему закупать сырье, планировать потребности в рабочей силе и так далее. Даже прогноз, который будет реализован только на 70%, но будет периодически обновляться, может предоставить очень важную информацию поставщику. Повышение эффективности поставщика выгодно и для клиента из-за уменьшения возникновения у него соответствующих колебаний.
  • Создание общей базы для нескольких продуктов или услуг (эффект грибницы). Отдельное производство или обслуживание каждого товара или услуги, как показано на рис. 63.8, требует раздельного планирования ресурсов (и сырья) для каждой линии. Создание общей базы для нескольких продуктов (эффект грибницы), как показано на рис. 63.9, позволит значительно снизить вариативность при планировании ресурсов и снизить количество сырья. В организациях, оказывающих услуги, данный метод позволяет обеспечить более гибкое и разностороннее обслуживание.

Рис. 63.8. Схемы отдельных линий для каждого продукта

Рис. 63.9. Схема общей базы для нескольких продуктов (эффект грибницы)

  • Стандартизация компонентов и сырья. Стандартизация сырья и компонентов, используемых фирмой, снижает изменчивость в рабочих процессах и позволяет снизить количество запасов.
  • Объединение складов готовой продукции. Колебания общего спроса на готовую продукцию, хранящуюся на одном центральном складе, меньше суммы колебаний спроса, возникающих при хранении готовой продукции на нескольких децентрализованных складах. Объединение складов готовой продукции позволяет снизить нехватку продукции и количество перевозок между складами.
  • Использование единого буфера для всего проекта на основании подхода «критической цепи». Использование общего буфера для всех действий одного проекта в среднем сокращает время реагирования проекта и снижает диапазон предполагаемого срока его завершения.
  • Сокращение случаев создания продуктов или услуг, характеристики которых заведомо превышают установленные требования, является причиной увеличения сроков выполнения проекта и выхода на рынок. Кроме того, также увеличивает количество циклов разработки и повышает колебания в отделе разработки.
  • Повышение качества и контроль процессов значительно способствуют снижению количества колебаний. Эти методы описаны в главе 66.
  • Работа с небольшими рабочими партиями и небольшими «комплектами рабочих заданий» позволяет обеспечить более непрерывный процесс с меньшим количеством НЗР, более короткое время реагирования и, в результате, меньшее число колебаний.

Резюме главы

Управление колебаниями — важный вопрос, который необходимо рассматривать при планировании услуг или производстве продукции, а также при повседневной работе с ресурсами организации. При несоответствующем управлении колебаниями второстепенные ресурсы превращаются в узкие места, тем самым увеличивая время реагирования, снижая пропускную способность системы и повышая количество НЗР. Управление колебаниями можно осуществлять посредством действий, направленных на защиту от колебаний и на уменьшение их количества.

Нет сомнений, что уменьшение количества колебаний, особенно при помощи управления качеством и контроля процессов, способствует увеличению производительности организации и повышению ее ценности. Однако это довольно сложный процесс, результаты которого будут видны в средне- или долгосрочном периоде, при этом потребуется вовлечение большинства участников системы. Неудивительно, что именно из-за этих сложностей большое количество проектов по улучшению качества не достигает своих целей. С другой стороны, защита от колебаний, реализуемая с помощью методов управления ограничениями, позволяет достигать быстрых результатов, но этого недостаточно.

Сочетание двух подходов кажется наилучшим решением: начать с внесения улучшений путем управления ограничениями и параллельно начать применять методы управления качеством. При выполнении всех шагов для улучшений можно с уверенностью сказать, что «качество придет следом».