Канбан (управление запасами)

Эстель Верморель, февраль 2020 г.

Метод «канбан» (по-японски — «рекламный щит»), как и бережливое производство, уходит корнями в производственную систему японского автогиганта Тойота. Он был разработан для повышения эффективности производства и снижения отходов за cчет упрощения и визуализации процесса пополнения материалов. На каждом этапе производства должен быть необходимый минимум ресурсов для безостановочной работы; скопления деталей или материалов быть не должно. В целом, каждый раз, когда расходуется определенный объем материалов — что сразу видно по пустой коробке или полке — подается визуальный сигнал (обычно в виде карты) на пополнение в таком же объеме. Система канбан получила широкое распространение в некоторых отраслях, в частности в разработке ПО, в виде философии управления Agile, а также в управлении цепями поставок, так как это простой метод позволяет избежать затоваривания складов.


Истоки системы канбан и ее развитие вне производственной сферы

Канбан появился в 40-е – 50-е года, сразу после Второй мировой войны, когда не было ни компьютеров, ни цифровых технологий. Он отлично справился с рационализацией производства посредством простой, но элегантной системы, в основе которой были бумажные карточки и коробки или контейнеры.

Инженеры компании Тойота хотели сократить отходы и, как следствие, избавиться от избыточных запасов на заводе или в магазине, и для этого они изобрели систему, в которой пополнение было напрямую связано с фактическим потреблением ресурсов. Они решили построить систему «вытягивания», а не «выталкивания». Эти два подхода фундаментально противоположны. Обычно производство товаров планируется в соответствии с предполагаемым спросом (что реализуется за счет прогнозов спроса); товары выпускаются заранее, а затем выталкиваются на рынок. При вытягивании система напрямую зависит от спроса, а товары изготавливаются по заказу. Производство и пополнение происходят, только когда они необходимы, а не в зависимости от предполагаемого спроса.

Существует несколько способов развертывания системы канбан. Проще всего реализовать систему с 2 или 3 контейнерами. Например, на складе, где используется системы с 2 контейнерами, устанавливаются стеллажи, на которые можно поставить две полные коробки с изделиями. На каждой коробке будет карточка канбан с информацией об изделии (артикул, штрихкод, количество и т.п.). Когда одна из коробок опустеет, ее откладывают в сторону для повторного использования, а карточку канбан кладут на видное место, чаще всего — в конец стеллажа, на специальный столик или контейнер. Пока расходуются материалы из второй коробки, специальный рабочий забирает карточки канбан и приносит обратно полные коробки с комплектующими со склада и кладет карточку на место. В идеале рабочий должен приносить новую коробку, когда предыдущая партия еще не закончилась, но уже на исходе. Смысл прост: есть основная коробка и запасная. Когда кончаются материалы в основной коробке, рабочие используют запасную. Основная в это время пополняется и т.д. Запасная коробка — это всего лишь резервный запас.

В системе с 3 контейнерами на фабрике один контейнер с материалами помещается в производственном цеху, один — на заводском складе, и еще один — у поставщика. Когда содержимое первого контейнера будет израсходовано, на склад сразу же отправляется сигнал, что нужно доставить оттуда в цех полный контейнер. На складе появляется пустой контейнер, который, в свою очередь, заполняется содержимым третьего, который хранится у поставщика, после чего последний производит пополнение. Новая партия материалов доставляется, когда предыдущая была израсходована. Пустой контейнер — это триггер системы канбан для заказа новой партии материалов в определенном объеме. Здесь также нет лишних запасов, за исключением контейнера на заводском складе, который и выполняет функцию буферного или резервного запаса, и весь процесс опирается на своевременную замену контейнеров и способность поставщика обрабатывать заказы на пополнение без незапланированных задержек, то есть в течение времени, необходимого на то, чтобы израсходовать контейнер.

Как и бережливое производство, система канбан с ее карточками и сигналами для визуализации производственных циклов и устранения избыточных запасов получила признание далеко за пределами производственной сферы. Она широко используется в разработке ПО и маркетинге в качестве метода управления рабочими потоками для материализации логических шагов. Эта система может принимать вид доски задач с тремя столбцами (Надо сделать / В процессе / Готово), где карточками выделяются составляющие проекта, которые нужно реализовать и назначить отдельным сотрудникам. Инструменты типа Trello могут представлять собой удобные и эргономичные системы канбан для управления проектами.

В разработке ПО этот процесс был оптимизирован с помощью системы управления Agile. На доске в ней размещаются разделы типа «Создание кода» / «Тестирование» / «Завершено». Составляется список приоритетных задач: например, разработка нужных функций в соответствии с отзывами пользователей. Любой из разработчиков может взять карточку из этого списка и заняться отдельной функцией. После сборки эта функция переходит на станцию тестирования, прежде чем ее выпускают в свет. Кроме того, в каждом разделе есть ограничение по «Работе в процессе», чтобы не перегружать сотрудников: для каждого раздела указывается максимальное число карточек. Преимуществами такой доски являются простая визуализация всех заданий, которые необходимо выполнить, быстрый поиск потенциальных затруднений (например, скопление карт в разделе «Тестирование») и возможность отслеживания эффективности рабочих потоков (сколько карт обрабатывается, как быстро они переходят от одного шага к другому и т. д.).

За и против

За

Канбан прекрасен в своей простоте и продуманности, и его многочисленные плюсы и есть та причина, по которой эта система так популярна. Во-первых, такую систему легко понять и реализовать — по крайней мере, более простые версии системы канбан — поэтому она так нравится и менеджерам, и работникам, что облегчает управление изменениями. Кроме того, она гибкая и универсальная по своей природе, и ее легко подстроить под особенности компании или совместить с существующими процессами. Каждая компания самостоятельно определяет количество контейнеров/разделов и логических шагов в соответствии со своими требованиями. Система канбан позволяет легко анализировать ее эффективность и составлять отчеты о недостатках, связанных с тем или иным моментом.

Канбан легко понять благодаря использованию визуальных сигналов: карточки, пустого места или коробки. В идеальной системе канбан все должно быть очевидно. Пустые коробки помещаются на видное место, для бракованных изделий устанавливаются столы особого размера, и когда они заполняются, выполняется проверка, и т. д. Карточки обычно делаются яркими, а надписи н них выполняются крупным шрифтом. В них может содержаться дополнительная информация, например решения или последовательности действий, которые надо выполнить. Все важные данные хранятся в одном месте и в доступном виде. Основная мысль — нужно иметь возможность оценить ситуацию с первого взгляда (нужно ли пополнить запасы, есть ли затруднения, много ли брака и т. д.) и предпринять необходимые меры, не нарушая производственный процесс, почти «на автомате».

Кроме того, канбан полагается на простые визуальные сигналы, то есть для функционирования таких систем не нужны информационные технологии. На сегодняшний день существуют цифровые версии канбан (e-Kanban) с электронными картами, интегрированными непосредственно в системы ИСУП и т. д. У них есть свои преимущества, и они могут снижать количество ошибок из-за ручной обработки, но одним из важнейших преимуществ системы канбан является то, что она может работать в мире без компьютеров. Компании могут внедрять канбан без вложений в информационные технологии: этой системой могут пользоваться сотрудники без доступа к компьютерам, а значит, их не нужно обучать тому, как пользоваться терминалами и т. п.

Основополагающие принципы канбан, где однозначные сигналы требуют быстрых и одинаковых действий, позволяют системе работать оперативно, причем даже в большей степени, чем если бы в ней использовались информационные технологии. Когда система развернута, действия автоматизируются и потребность договариваться в коллективе снижается. Это действительно важно, так как практически любые другие системы подразумевают задержки на принятие решений (подтверждение, разрешение и т. п.).

Благодаря своим характеристикам канбан является надежной системой, в которой почти нет места ошибкам и непониманию. «Вытягивающий» подход системы канбан делает ее еще более устойчивой, когда речь идет о производстве или управлении цепями поставок. «Вытягивание», которое основано на фактическом потреблении, менее рискованно: при таком подходе пополнение производится по факту, а не по прогнозам (которые просто не бывают абсолютно точными). Как следствие, развертывание системы канбан, как правило, приводит к сокращению запасов и издержек, освобождению складов, сокращению количества неликвидов и т. д. В этом и заключается цель бережливого производства.

Сложные моменты

Реализация полноценной системы канбан подразумевает введение определенных правил, без которых она быстро станет неэффективной или бессмысленной. Мы не будем вдаваться в детали и повторять шесть правил Тойота, но только дадим несколько предостережений для тех, кто подумывает о системе канбан.

Одним из ключей к хорошей системе канбан является строгий мониторинг и соблюдение правил. Карточки канбан должны размещаться надлежащим образом, необходимые действия должны выполняться точно и своевременно. Одной из сильных сторон системы является автоматизация действий: например, дефектные детали всегда помещаются в один и тот же контейнер, который стоит на одном месте; карточка, сигнализирующая о необходимости пополнения, всегда помещается в конце складского стеллажа определенным способом и т.д. Если действия выполнять неправильно или пропускать/изменять некоторые этапы, то отлаженный механизм быстро собьется с хода, и начнется эффект домино. Необходимо постоянно отслеживать все, что можно, а сотрудников нужно хорошо натренировать. При использовании электронных версий канбан это приводит к значительным проблемам с точностью и надежностью информационной системы, в частности с точностью запасов в ней. Цифровой канбан разрабатывался для того, чтобы оптимизировать ручную обработку информации, но данные и сами системы все-таки не застрахованы от ошибок...

Изначально система канбан гибка с той точки зрения, что она подходит для множества ситуаций, но после полного развертывания и выбора размера контейнеров и т. п., она должна быть очень жесткой. На самом деле, с момента развертывания и до момента полного пересмотра канбан теряет всякую гибкость. Например, после выбора объема материалов в контейнерах/коробках, его нельзя менять ради какой-нибудь особой ситуации. Как следствие, система недостаточно адаптивна. Кроме тех случаев, когда канбан используется в очень стабильных условиях, систему необходимо регулярно проверять, так как может понадобиться дополнительная настройка.

Против

Система канбан подходит не для любой ситуации. Как это часто бывает, дьявол кроется в деталях. Во-первых, за простотой канбан иногда скрывается изрядная внутренняя сложность... Казалось бы, выбрать два контейнера просто, но подобрать подходящий размер, чтобы обеспечить бесперебойное производство и не перегрузить цепь поставки, бывает сложно. При использовании системы канбан многие организации думают, что избавятся от необходимости прогнозировать спрос, как в классических выталкивающих системах. Отчасти это так, но лишь до определенной степени. Размеры контейнеров, коробок, разделов или любых других емкостей и пространств, которые будут заполняться материалами по системе канбан, как раз высчитываются по результатам прогнозирования. Они напрямую связаны буферным или резервным запасом, установленным в компании. Это снижение рисков, и оно основывается на оценке рисков. Хоть большую часть времени эта оценка полагается не на данные, а на опыт, и выполняется за счет длительной подстройки, противопоставления и корректировок, она все-таки остается прогнозом. Подстройка системы канбан может занять долгое время, если выполнять ее неправильно и если не проводить надлежащую оценку сложности реальной ситуации, в которой планируется применять емкости определенного размера.

В частности, особое внимание нужно уделить возможности пополнения от поставщиков и сторонних организаций. Размер контейнера может считаться резервным запасом, который, в свою очередь, напрямую зависит от времени выполнения заказов поставщиком. По сути, вопрос в следующем: на какое время должно хватить контейнера, чтобы обеспечить бесперебойное производство до новой доставки материалов поставщиком? Если поставщик надежный, и время выполнения заказов у него одинаковое, то ответ прост. По факту так бывает не всегда. Именно поэтому канбан сложно применять в ситуациях, когда поставщики ненадежны, время выполнения заказа или даже качество поставляемых материалов колеблются. Невозможность учесть колебания времени выполнения заказа может в итоге привести к накоплению больших буферных запасов.

То же самое справедливо, когда спрос меняется в течение года, например при сильной сезонности. Даже при использовании вытягивающей системы необходимо учитывать спрос во избежание потерянных продаж. Будь то производство или управление цепями поставок, размер контейнера нужно периодически пересматривать. С другой стороны, если размер контейнера постоянно менять, то вся система становится бессмысленной. Таким образом, главный недостаток системы канбан — недостаточная инициативность и гибкость.

Кроме того, система канбан становится неэффективной — или ее становится сложно реализовать — когда речь идет o производстве партиями и экономии на масштабе, потому что эти принципы по природе своей противоречат принципу «в самый раз». Здесь смысл в том, чтобы производить большой объем товара за раз, чтобы снизить расходы (или заказывать больше товара у поставщиков для получения скидки). Это подразумевает понимание риска перепроизводства или затоваривания складов, в случае если спрос окажется ниже предполагаемого. Принятие таких рисков может принести большую прибыль. Канбан в таких случаях может не разочаровать, но и выгоды от него может быть меньше.

Наконец, есть мнение, что система канбан очень узконаправлена: оптимизация производится шаг за шагом, и в ответ на определенные события предпринимаются простые, локальные действия. В таком локальном подходе и заключается сила канбан, но в то же время, эта система игнорирует эффекты сетевой выгоды, плохое распределение потоков или ресурсов по всей системе и т. д. Кроме того, она также плохо защищена от системных рисков. Например, иногда в корпоративных отношениях определенные категории товаров существуют только тогда, когда есть определенный покупатель. Когда такой клиент пропадает, потребность в товарах полностью исчезает. Канбан просто не может учитывать такие риски. То же самое справедливо для проблем с устареванием. Эти недостатки не означают, что система канбан неэффективна. Они лишь говорят о том, что ее нужно использовать, понимая неизбежные ограничения.

Канбан в управлении цепями поставок и запасами

Изначально система канбан предназначалась для производства, но, как и бережливое производство, этот подход завоевал популярность в управлении цепями поставок (SCM). Принцип остается тем же: простая визуализация для размещения заказа на закупку заранее заданного количества товаров, когда то, что есть в наличии, заканчивается, чтобы сократить запасы и связанные с ними риски. Это и неудивительно, ведь канбан появился из наблюдений за клиентами супермаркетов. Клиенты, когда покупают товары, не хранят огромные запасы дома — они покупают то, что им нужно, и возвращаются в магазин, когда все израсходуют. Они знают, что когда им что-то понадобится, товаров там будет достаточно. В самих супермаркетах полки организованы так, что на них можно поместить только определенное количество продукции, не больше. Их пополняют, как только товары заканчиваются и появляется свободное место. Обычно при ротации товаров нужно учитывать, что полки бывают нескольких стандартных размеров. Любой работник может быстро понять, требуется ли пополнить что-либо, просто пройдя вдоль стеллажа.

На практике локальный уровень супермаркетов и прочих магазинов можно экстраполировать. В управлении цепями поставок метод 3 контейнеров можно интерпретировать следующим образом: первый «контейнер» размещается в магазине для удовлетворения первичного спроса, второй — на складе (или в любой другой аналогичной точке хранения запасов), а третий — у поставщика. Когда магазин израсходует свой запас, сигнал на пополнение отправляется на склад, который затем обращается к поставщику. Сказанное выше о размере контейнера все еще истинно: размер «контейнера» напрямую связан с объемом резервного запаса, установленного в организации, а также с временем выполнения заказа поставщиком и его надежностью. На уровне поставщика, возможно, придется учитывать дополнительные ограничения, такие как минимальный объем заказа (MOQ) — поставщик может не отгружать товар, пока не достигнут определенный объем. Эти ограничения могут встречаться часто, и единицы складского учета в них не всегда равнозначны. Иногда все сводится к цене за единицу товара. Небольшие заказы допускаются, но обходятся дорого.

Плюсы и минусы системы канбан для управления цепями поставок совпадают с описанными ранее для производства. Применение канбан часто приводит к снижению запасов (и связанных с ними рисков и издержек), что отчасти происходит за счет гибкости и более высокой зависимости от поставщиков и времени выполнения заказов. Как следствие, получить выгоду от сетевых эффектов сложнее, также как и учесть ограничения поставщиков по минимальному объему заказа (MOQ) или минимальной стоимости заказа (MOV), а также скидки.

Кроме того, канбан несколько упрощает видение товарных запасов и игнорирует ситуации, когда колебания могут быть выгодны. В основе канбан лежит убеждение, что производство должно быть непрерывным, а пополнение должно производиться каждый раз, когда запасы истощаются. Однако, когда речь идет о товарах, срок службы/годности которых подходит к концу, или о сезонной продукции, дефицит товара может быть желателен. Существуют также и ситуации, когда работа с ненадежными поставщиками, то есть поставщиками, время выполнение заказов у которых велико или непостоянно, позволяет снизить цену за единицу товара. Продажа изделий, которых иногда не оказывается в наличии, но которые приносят большую прибыль — это хорошо, тогда как накопление резервов (или полных контейнеров) до объемов, когда они превращаются в неликвиды — нежелательно. Иногда организации могут успешно работать с товарами, которые производятся неравномерно (например, местная клубника) или подвержены колебаниям рынка (например, производство, привязанное к ценам на мировом рынке). Канбан не поддерживает такие методы.

Тем не менее, когда спрос очень стабилен или очень низок, что приводит к крайне низкой точности прогнозов, канбан может стать наиболее удачным решением. Например, в модной индустрии у малых магазинов очень часто бывают низкие и нестабильные продажи. Некоторые вещи продаются всего пару раз в сезон. Для таких магазинов и условий канбан является оптимальным решением, потому что все остальное не сработает.

Мы уже говорили, что канбан снимает необходимость в прогнозировании, но не отменяет ее — размер контейнера и есть, своего рода, прогноз. Таким образом, можно сказать, что допустимы и смешанные подходы. Прогнозирование можно внедрить в канбан, и наоборот, можно внедрить принципы канбан в процесс прогнозирования посредством эвристических правил для ситуаций, которые их требуют.

Точка зрения Lokad

Сила канбан заключается в тщательно подобранных эвристических правилах и принудительных инвариантах. Они дают приблизительные значения, но они стабильны и неизменны. Они помогают ограничивать риски и принимать правильные решения по умолчанию, и с системой канбан здесь сложно сравниться. Можно сказать, что между канбан и другими методами лежит «зловещая долина». Систему канбан однозначно можно превзойти, но это требует огромных усилий. Использование простых инструментов прогнозирования (классических математических моделей и т. п.) или сырых систем ИИ — особенно для обработки некоторых типов данных — не поможет. Во многих случаях методы прогнозирования должны быть действительно результативными, чтобы переплюнуть простую систему канбан с ее контейнерами/резервными запасами и карточками.

И все же эта простая методика статична, локальна, безыскусна и глуха к некоторым типам рисков (и выгод). Эта методика не поможет, когда речь идет о сетевых проблемах или при оценке преимуществ нерегулярности. Компания Lokad считает, что можно взять лучшее от всех подходов и дополнить канбан
интеллектуальными эвристическими правилами, отражающими реальность бизнеса', если ситуация того требует. Эта идея — одна из многих, лежащих в основе приоритетных списков, которые мы составляем в ходе количественной оптимизации цепей поставок: весь процесс должен быть представлен визуально и достаточно просто для пользователя, и при этом система должна всегда полагаться на данные и постоянно развиваться, оцениваться и корректироваться.