Հերթերի տեսության կիրառումը արդյունաբերական ծառայությունների համակարգերում

Հերթերի տեսության կիրառումը արդյունաբերական ծառայությունների համակարգերում

Արդյունաբերական տարբեր ոլորտներում՝ արտադրությունից և լոգիստիկայից մինչև հեռահաղորդակցություն և վաճառքից հետո սպասարկում, հերթերը գրեթե անխուսափելի երևույթ են: Հերթերն առաջանում են, երբ սպասարկման հարցումները (հաճախորդների ժամանում, պատվերներ, վերանորոգման հարցումներ, մուտքային զանգեր) ավելի արագ են հասնում կամ չեն համապատասխանում առկա սպասարկման հզորություններին: Եթե դրանք չկառավարվեն, հերթերը կարող են հանգեցնել երկար սպասման ժամանակի, շահագործման ծախսերի աճի, արտադրողականության նվազման և, ի վերջո, հաճախորդների գոհունակության նվազման: Ահա թե որտեղ է հերթերի տեսությունը մտնում խաղի մեջ՝ որպես արդյունաբերական ծառայությունների համակարգերի վերլուծության, կանխատեսման և օպտիմալացման գիտական ​​մոտեցում:

Հերթերի տեսության ըմբռնումը և դրա կարևորությունը

Հերթերի տեսությունը գործառնական հետազոտությունների մի ճյուղ է, որն ուսումնասիրում է ժամանման գործընթացները, հերթի ձևավորումը, սպասարկման մեխանիզմները և հաճախորդների վարքագիծը սպասարկման համակարգերում: Դրա նպատակն է գտնել լավագույն հավասարակշռությունը երկու հաճախ հակադիր շահերի միջև՝ հաճախորդների սպասման ժամանակի կրճատում և սպասարկման հզորությունների ապահովման ծախսերի նվազագույնի հասցնելը:

Արդյունաբերական համատեքստում սպասման ժամանակը միայն հաճախորդի անհարմարության մասին չէ։ Այն կարող է նշանակել.
– Մեքենաները կամ օպերատորները պարապ են նյութերի սպասման պատճառով։
– Բեռնատարները պահեստում սպասում են բեռի, ուստի վարձակալության և վառելիքի ծախսերը մեծանում են։
– Արտադրանքը կուտակվում է մեկ աշխատանքային կայանում (ընթացքի մեջ գտնվող աշխատանք/WIP) և դանդաղեցնում արտադրությունը։
– Հաճախորդների բողոքները ուշանում են, ինչը մեծացնում է հաճախորդների կորստի (հեռացման) ռիսկը։

Հերթերի տեսության միջոցով ընկերությունները կարող են տվյալների վրա հիմնված որոշումներ կայացնել՝ քանի սերվեր (սպասարկողներ, մեքենաներ, հաշվիչներ), ինչ առաջնահերթության կանոններ և երբ մեծացնել հզորությունը։

Հերթերի համակարգի հիմնական բաղադրիչները

Հերթերի համակարգերը սովորաբար նկարագրվում են հետևյալ բաղադրիչների միջոցով՝

1. Ժամանման գործընթաց
Նկարագրում է հաճախորդների կամ աշխատանքի ժամանման օրինաչափությունները: Արդյունաբերական պրակտիկայում ժամանումները կարող են լինել պատահական (օրինակ՝ զանգերի կենտրոն մուտքային զանգեր), սեզոնային (պատվերների աճ ակցիայի ընթացքում) կամ պլանավորված (բեռնատարների ժամանումը հիմնված է ամրագրումների վրա):

2. Ծառայության հզորություն և մեխանիզմ
Որոշվում է սպասարկողների քանակով, սպասարկման արագությամբ և սպասարկման ժամանակի տատանումներով: Սպասարկողների օրինակներ են՝ որակի վերահսկման օպերատորները, փաթեթավորման մեքենաները, դրամարկղայինները և սպասարկման տեխնիկները:

3. Հերթի կարգապահություն
Առաջինը մտնող, առաջինը դուրս եկող կանոններ, ինչպիսիք են FIFO-ն (առաջինը մտնող, առաջինը դուրս եկող), LIFO-ն, առաջնահերթությունը (օրինակ՝ VIP հաճախորդներ կամ անհետաձգելի աշխատանք) կամ նշանակման վրա հիմնված հերթագրման համակարգերը։

4. Հերթի տարողունակությունը
Հերթը կարո՞ղ է լինել անվերջ (օրինակ՝ առցանց տոմսերի հերթ) կամ սահմանափակ (նեղ սպասասրահ, սահմանափակ արտադրական բուֆեր):

5. Հաճախորդների աղբյուրներ (զանգահարողների բնակչություն)
Այն կարող է լինել անսահմանափակ (մեծ շուկա) կամ սահմանափակ (մեքենաների քանակը, որոնք կարող են խափանվել որոշակի գործարանում):

Այս հինգ բաղադրիչները հասկանալով՝ օպերատիվ թիմերը կարող են իրական պայմանները համեմատել համապատասխան մաթեմատիկական մոդելների հետ։

Արդյունաբերությունում հաճախ օգտագործվող հերթերի տեսության մոդելներ

Հերթերի շատ մոդելներ նշանակվում են M/M/1, M/M/c և այլն ձևաչափերով: «M» տառը նշանակում է, որ ժամանումները կամ ծառայությունները հետևում են Մարկովյան բաշխմանը (հաճախ ենթադրվում է, որ ժամանումների համար Պուասոնի և սպասարկման ժամանակների համար էքսպոնենցիալ է): «1» կամ «c» թիվը ցույց է տալիս սպասարկողների քանակը:

– Ե/Ե/1՝ մեկ սպասարկող, պատահական ժամանում, պատահական սպասարկման ժամանակ։ Հարմար է մեկ սպասարկման հաշվիչի կամ մեկ կարևոր մեքենայի համար։
– M/M/c : շատ զուգահեռ սերվերներ (օրինակ՝ մի քանի դրամարկղայիններ, մի քանի օպերատորներ):
– M/G/1՝ պատահական ժամանումներ, սակայն սպասարկման ժամանակները հետևում են ընդհանուր բաշխմանը (ավելի իրատեսական է փոփոխական պրոցեսների համար):
– G/G/c : ժամանումները և ծառայությունները տարածված են։ Հաճախ վերլուծվում են սիմուլյացիայի միջոցով, քանի որ փակ բանաձևը դժվար է։

Իրական կիրառություններում ընկերությունները հաճախ սկսում են պարզ մոդելից (օրինակ՝ M/M/c)՝ սկզբնական պատկերը ստանալու համար, այնուհետև այն հաստատում են իրական կամ մոդելավորված տվյալներով։

Կատարողականի ցուցանիշների (կատարողականի չափանիշների) վերլուծություն

Հերթերի տեսությունը օգնում է հաշվարկել և կանխատեսել այնպիսի ցուցանիշներ, ինչպիսիք են՝

– Օգտագործում (ρ): սերվերի ակտիվության մակարդակ։ Չափազանց օգտագործումը (մոտենալով 100%-ին) սովորաբար հանգեցնում է հերթերի կտրուկ աճի։
– Հերթի միջին երկարությունը (Lq): քանի աշխատանք է սպասվում։
– Միջին սպասման ժամանակը (Շկ քվարթ). որքան ժամանակ են հաճախորդները/աշխատատեղերը սպասում սպասարկվելուց առաջ։
– Համակարգում անցկացրած միջին ժամանակը (Վտ). սպասում + սպասարկում։
– Կորստի մակարդակ. հաճախորդները լքում են, քանի որ հերթը չափազանց երկար է կամ համակարգը լիքն է (ձգձգում/հրաժարվում է ծառայությունից):

Այս ցուցանիշները կարևոր են սպասարկման մակարդակի համաձայնագրերի (SLA) սահմանման, հզորության պահանջները գնահատելու և գործընթացների բարելավումների ազդեցությունը չափելու համար։

Արդյունաբերական ծառայությունների համակարգերում կիրառման օրինակներ

1) Զանգերի կենտրոն և հաճախորդների սպասարկում
Զանգերի կենտրոններում հաճախ լինում են ժամանման ժամերի տատանումներ՝ գագաթնակետային ժամերին, հանգստյան օրերին կամ ծառայության խափանումների ժամանակ: Հերթերի տեսության միջոցով կառավարիչները կարող են որոշել գործակալների իդեալական թիվը մեկ հերթափոխի համար: Եթե գործակալները չափազանց քիչ են, Wq-ն աճում է, և հաճախորդները կախում են հեռախոսը. եթե չափազանց շատ են, աշխատուժի ծախսերը կտրուկ աճում են: Գործակալների ժամանակացույցը օպտիմալացնելու համար հաճախ օգտագործվում են M/M/c մոդելը կամ ավելի առաջադեմ մոդելներ (հրաժարման մակարդակով):

2) Պահեստ և լոգիստիկա (բեռնման-բեռնաթափման նավամատույց)
Պահեստում բեռնատարները ժամանում են բեռնման կամ բեռնաթափման համար: Եթե նավամատույցների քանակը սահմանափակ է, և բեռնաթափման ժամանակը տարբեր է, բեռնատարները երկար ժամանակով հերթ են կանգնում, ինչը մեծացնում է դեմուրաժի ծախսերը: Հերթերի տեսությունը օգնում է նախագծել նավամատույցների քանակը, նշանակված ժամանման ժամանակացույցը կամ առաջնահերթության քաղաքականությունը (օրինակ՝ առաջնահերթություն է տրվում շտապ հումքին): Կիրառումը ներառում է նաև բուֆերային գոտիների ստեղծում՝ շահագործման տարածքում գերբեռնվածությունը կանխելու համար:

3) Արտադրական գիծ
Արտադրության մեջ աշխատանքային կայանների միջև հաճախ հերթեր են առաջանում: Օրինակ՝ ներկման գործընթացն ավելի դանդաղ է, քան հավաքման գործընթացը, ինչի հետևանքով WIP-ը կուտակվում է ներկումից առաջ: Հերթերի տեսության միջոցով թիմերը կարող են բացահայտել խոչընդոտները, որոշել՝ ավելացնել մեքենաներ, փոխել դասավորությունը, թե բաժանել աշխատանքը՝ ծառայության ժամանակները ավելի լավ հավասարակշռելու համար: Ահա թե որտեղ է հերթերի տեսության կապը նիհար արտադրության և WIP վերահսկողության հետ դառնում ավելի ուժեղ:

4) Մեքենաների սպասարկում և նորոգում
Գործարանում վերանորոգման հարցումները (աշխատանքային պատվերները) կարող են ստացվել պատահականորեն, մինչդեռ տեխնիկները սահմանափակ են։ Երբ աշխատանքային պատվերների հերթը կուտակվում է, մեքենաների պարապուրդի ժամանակը մեծանում է։ Հերթերի տեսությունն օգտագործելով՝ ընկերությունները կարող են որոշել տեխնիկների օպտիմալ թիվը, առաջնահերթություն տալ քաղաքականությանը (օրինակ՝ կարևոր մեքենաներին տրվում է առաջնահերթություն) և կանխարգելիչ սպասարկման ռազմավարություններ՝ «հանկարծակի խափանումների» մակարդակը նվազեցնելու համար։

Հերթերի տեսության վրա հիմնված օպտիմալացման ռազմավարություն

Հերթերի տեսության կիրառումը չի սահմանափակվում միայն չափանիշների հաշվարկով, այլ տարածվում է մինչև բարելավման որոշումների կայացումը: Ընդհանուր ռազմավարությունները ներառում են.

1. Ծառայության հզորության ավելացում (սերվեր)
Հաշվիչների, գործակալների, մեքենաների կամ հերթափոխների ավելացում։ Այնուամենայնիվ, ծախսերի վրա ազդեցությունը պետք է հաշվարկվի։

2. Բարձրացնել սպասարկման գինը
Վերապատրաստման, աշխատանքի ստանդարտացման, ավտոմատացման, ավելի արագ սարքավորումների կամ գործընթացների հոսքի բարելավման միջոցով։

3. Կազմակերպել ժամանումները (ժամանման կառավարում)
Հանդիպումների համակարգեր, ժամերի ամրագրումներ կամ ակցիաներ, որոնք բաշխում են պահանջարկը, որպեսզի այն որոշակի ժամերին չկուտակվի։

4. Փոխել հերթի կարգապահությունը
Օրինակ՝ կարևորագույն աշխատանքին առաջնահերթություն տալը, պարզ հարցումների համար արագացված ընթացակարգը կամ օգնության սեղանի վրա տեսակավորումը։

5. Կիրառել համապատասխան բուֆերի և հերթի տարողունակություն
Արտադրության մեջ բուֆերի օպտիմալ չափի որոշումը կարող է կանխել հաջորդ կայանում սպառումը, միաժամանակ պահպանելով WIP-ի չափազանց մեծությունը։

Հաճախ լավագույն լուծումը վերը նշված ռազմավարությունների համադրությունն է, այլ ոչ թե պարզապես մարդկանց կամ մեքենաների ավելացումը։

Տվյալների և մոդելավորման դերը

Հերթերի տեսության մոդելները մեծապես կախված են տվյալներից՝ ժամանման օրինաչափություններ, ծառայության ժամանակի բաշխումներ, տատանումների մակարդակներ և հաճախորդների վարքագիծ: Արդյունաբերական շատ համակարգեր լիովին չեն բավարարում պարզ ենթադրությունները, ինչպիսիք են Պուասոնի կամ էքսպոնենցիալը: Հետևաբար, ժամանակակից ընկերությունները սովորաբար համատեղում են հերթերի տեսությունը հետևյալի հետ.
– Պատմական տվյալների վերլուծություն (ժամանակային շարքեր և էմպիրիկ բաշխում),
– Դիսկրետ իրադարձությունների մոդելավորում,
– Աշխատուժի ժամանակացույցի օպտիմալացում,
– ինչպես նաև Lean և Six Sigma հայեցակարգերը՝ գործընթացների տատանումները նվազեցնելու համար։

Այս համադրության շնորհիվ որոշումները դառնում են ավելի ճշգրիտ և իրագործելի։

Եզրակացություն

Հերթերի տեսությունը արդյունաբերական գործառնությունների կառավարման մեջ կարևոր գործիք է՝ հերթերը ձևավորող ժամանումների, հզորությունների և սպասարկման ժամանակի դինամիկան հասկանալու համար: Դրա կիրառումը օգնում է ընկերություններին հավասարակշռել ծախսերը և սպասարկման որակը, կրճատել սպասման ժամանակը, նվազեցնել գործընթացների խոչընդոտները և բարձրացնել արտադրողականությունը: Զանգերի կենտրոններից մինչև արտադրական գծեր և լոգիստիկա, հերթերի տեսությունը հզոր վերլուծական շրջանակ է տրամադրում խոչընդոտները բացահայտելու և համապատասխան լուծումներ մշակելու համար: Անհրաժեշտության դեպքում հուսալի տվյալներով և սիմուլյացիաներով հենվելով՝ հերթերի տեսությունը կարող է ծառայել որպես ավելի արդյունավետ, չափելի և հաճախորդներին բավարարող գործառնական որոշումների հիմք:

Եթե ​​ցանկանում եք, կարող եմ այս հոդվածն ավելի տեխնիկական դարձնել (M/M/1 և M/M/c լրիվ բանաձևերով) կամ ստեղծել թվային ուսումնասիրություն որոշակի ոլորտի համար։