Zapasy kompensacyjne (buforowe)

Zapasy kompensacyjne (buforowe) to strategiczne rezerwy zapasów, takich jak surowce, półprodukty czy produkty gotowe, przechowywane w celu ochrony przed zakłóceniami dostaw i produkcji. Zapewniają one, że opóźnienie, awaria lub niedobór na jednym etapie produkcji nie zatrzyma całego procesu. Pozwala to firmom utrzymać ciągłość produkcji, realizować zamówienia na czas i poprawić ogólną odporność operacyjną.

Lokalizacja zapasów kompensacyjnych

Zapasy kompensacyjne są przechowywane pomiędzy różnymi etapami produkcji w punktach buforowych. Wielu producentów przechowuje  te zapasy w swoich magazynach przyprodukcyjnych, a niekoniecznie bezpośrednio na hali produkcyjnej, pomiędzy stanowiskami roboczymi. Punkty buforowe odnoszą się zatem do miejsc w procesie lub na trasie produktu. Przykładowo, mogą być zlokalizowane między montażem a malowaniem, przed ostateczną kontrolą jakości, po zakończeniu montażu głównych podzespołów etc. Firmy o złożonej działalności mogą stosować kilka strategicznych punktów buforowych w całym procesie produkcyjnym.

Zapasy kompensacyjne a zapasy bezpieczeństwa i zapasy w drodze

Choć terminy te bywają czasami mylone, te trzy typy zapasów pełnią różne funkcje w zakładzie produkcyjnym.

Zapasy kompensacyjne

Zapasy kompensacyjne znajdują się między kolejnymi etapami produkcji. To podzespoły i częściowo ukończone elementy czekające między działami produkcji. Zapobiegają one zatrzymaniu pracy przez spowolnienie tempa produkcji lub awarię. Mają na celu rozwiązanie nagłych problemów w zakładzie. Przykładem zapasu kompensacyjnego są zmontowane meble czekające na lakiernię.

Zapasy bezpieczeństwa (zabezpieczające)

Zapasy bezpieczeństwa chronią ciągłość procesu produkcji przed zagrożeniami zewnętrznymi. Zapas zabezpieczający (safety stock), to artykuły przechowywane w magazynie w celu równoważenia wahań popytu i niedokładności prognoz zapotrzebowania. Pozwala przedsiębiorstwom uchronić się przed ryzykiem niewykonania zlecenia.

Wysokość zapasu zabezpieczającego powiązana jest z dokładnością, z jaką można przewidzieć zapotrzebowanie na dany artykuł w przyszłych okresach. Dlatego też, jego właściwy poziom najtrudniej jest ustalić podczas wprowadzania nowego produktu na rynek.

Zapas zabezpieczający – obliczenie

Zbyt wysokie zapasy bezpieczeństwa mogą skutkować zbędnymi kosztami. Powodują zamrożenie kapitału, wywołują ryzyko strat związanych z przeterminowaniem produktu lub pogorszeniem z czasem jego właściwości (np. opony samochodowe). Zbyt niskie zapasy bezpieczeństwa grożą utratą sprzedaży, a tym samym wyższym wskaźnikiem rotacji klientów.

Na przestrzeni czasu wykształcił się szereg metod służących ustaleniu zapasu zabezpieczającego. Do najczęściej stosowanych obecnie wzorów matematycznych należą:

Średnia wartość zapasu bezpieczeństwa

Jest to najprostsza i najpowszechniej stosowana metoda obliczania zapasów bezpieczeństwa. Jej wadą jest to, że nie uwzględnia sezonowych wahań popytu. Według tej metody zapasy bezpieczeństwa są obliczane przez pomnożenie maksymalnej liczby jednostek sprzedanych w ciągu jednego dnia przez maksymalny czas realizacji (najdłuższy czas, jaki zajęło dostawcy dostarczenie zapasów). Od otrzymanej wartości odejmuje się iloczyn średniej liczby jednostek sprzedanych w ciągu dnia i średniego czas realizacji (średni czas potrzebny dostawcy na dostarczenie towaru).

Formuła Heizera i Rendera

Formuła ta bywa stosowana w sytuacji, gdy występują znaczne rozbieżności w czasie realizacji po stronie dostawcy. Wadą metody jest to, że nie uwzględnia ona zmian popytu. Zapas bezpieczeństwa obliczany jest w tym przypadku poprzez pomnożenie zakładanego współczynnika poziomu obsługi (odsetek terminowo zrealizowanych zleceń) i odchylenia standardowego czasu realizacji (częstotliwość z jaką średni czas realizacji różni się od rzeczywistego czasu realizacji).

Metoda Grasley’a

Wzór ten uwzględnia czas realizacji i wahania popytu, co zapewnia większą precyzję w porównaniu z poprzednimi metodami. Formuła ta nie uwzględnia jednak zapasów, które są jeszcze w produkcji i nie są jeszcze gotowe do sprzedaży. Zapas bezpieczeństwa obliczany jest według tej metody poprzez pomnożenie średniego zapotrzebowania na artykuł, współczynnika poziomu obsługi i odchylenia standardowego czasu realizacji.

Zalezienie optymalnego poziomu zapasu zabezpieczającego pozwala osiągnąć równowagę pomiędzy rozbieżnymi celami: ograniczeniem ryzyka braku towaru, a nadmiernym stanem magazynowym. Magazynowe systemy informatyczne potrafią obecnie znacząco ułatwić proces zbierania danych, analizy, obliczeń i zarządzania wysokością zapasu zabezpieczającego.

Przy kalkulacji zapasu zabezpieczającego uwzględnia się historyczne dane dotyczące wydań towaru. Zbieranie i analizę tych danych ułatwiają informatyczne systemy magazynowe WMS.

Zapasy w drodze

Zapasy w drodze obejmują materiały zamówione, ale jeszcze niedostarczone. Skuteczną metodą kalkulacji i zarządzania zapasami w drodze jest metoda ekonomicznej wielkości zamówienia (EOQ – Economic Order Qantity). EOQ ma na celu znalezienie równowagi między zaspokojeniem popytu, a minimalizacją nadmiernych zapasów oraz kosztów ich przechowywania.

Wzór na ekonomiczną wielkość zamówienia wygląda następująco:

EOQ = √(2DS/H)

• H (ang. holding cost), koszt przechowywania towaru w magazynie,

• D (ang. demand rate), wskaźnik popytu,
• S (ang. setup cost), koszt pojedynczego zamówienia (w tym transportu).

EOQ nadaje się do optymalizacji zarówno przepływów pieniężnych, jak i ustalenia poziomu surowców oraz wielkości produkcji w toku. Jedynym poważnym ograniczeniem tej metody jest to, że działa ona dobrze tylko wtedy, gdy popyt oraz koszty utrzymania i magazynowania są względnie stałe. Sytuacja taka często jest spotykana w zakładach pracujących w modelu produkcji na magazyn.

Częstą praktyką jest, że w procesie produkcyjnym zakład będzie korzystał ze wszystkich trzech typów zapasów.

Zapasy kompensacyjne – korzyści i wyzwania

Strategiczne rozmieszczenie zapasów buforowych chroni trzy kluczowe obszary działalności, które mają bezpośredni wpływ na wynik finansowy zakładu produkcyjnego.

1. Ochrona przed zakłóceniami – załóżmy, że kontrola jakości wykryje wady produktu po zakończeniu pracy na stanowisku roboczym. Dzięki zapasom buforowym, realizacja zamówienia nie jest wstrzymywana, a pakowanie zatwierdzonych artykułów może być kontynuowane. Korzystając z zapasów kompensacyjnych, konserwację sprzętu można zaplanować bez wstrzymywania sąsiednich procesów produkcji.
2. Elastyczność operacyjna – zapasy buforowe pozwalają maszynom pracować z optymalną wydajnością. Rozmiary partii mogą się zmieniać bez tworzenia wąskich gardeł. W przypadku zmiany wymagań konfiguracyjnych, zapasy buforowe zapobiegają zakłóceniom w dalszych operacjach.
3. Odporność procesu produkcji – dzięki zapasom buforowym, gwałtowne wzrosty popytu nie obciążają w tak dużym stopniu zdolności produkcyjnych. Linia produkcyjna jest lepiej zabezpieczona przed opóźnieniami ze strony dostawców, niedoborami surowców czy problemami z transportem.

Wyzwania związane z zapasami kompensacyjnymi

Trzy główne przeszkody komplikują zarządzanie zapasami buforowymi.

1. Koszty – korzystanie z zapasów kompensacyjnych nieuchronnie wiąże się ze zwiększonym zapotrzebowaniem na powierzchnię magazynową. Oznaczają zwiększony kapitał obrotowy zamrożony w zapasach, wyższe koszty magazynowania i ogólnie wyższe koszty ogólne zapasów.
2. Złożoność zarządzania – stosowanie zapasów buforowych może komplikować prognozowanie popytu i zarządzanie produkcją ze względu na czasochłonne zadania monitorowania i regulowania ich poziomu. Często wymagana jest większa koordynacja między działami, co pociąga za sobą konieczność lepszej komunikacji w obszarze produkcji.
3. Trudności z optymalizacją – znalezienie równowagi między zbyt małym a zbyt dużym zapasem buforowym może nie być proste. Ryzyko utraty przydatności zapasów wzrasta w przypadku zmian produktów lub zmian popytu. Określenie optymalnych poziomów zapasów kompensacyjnych wymaga ciągłej analizy, ponieważ wzorce produkcji zmieniają się w czasie, a częstotliwość zakłóceń może być bardzo zróżnicowana.

Integracja systemów i monitoring

W celu skutecznego zarządzania puntami buforowymi połącz je z obecnymi systemami zarządzania produkcją i zapasami:

• Śledź stany magazynowe w każdym punkcie buforowym, tak jak robisz to w dowolnym innym miejscu składowania;
• Skonfiguruj ostrzeżenia dotyczące niskiego poziomu bufora lub nadmiernej akumulacji;
• Zaplanuj uzupełnianie zapasów tak, aby odpowiadało kalendarzom produkcyjnym;
• Unikaj tworzenia nowych wąskich gardeł w innych etapach procesu.

Kiedy rozważyć buforowanie zapasów?

Oddzielenie zapasów nie jest rozwiązaniem odpowiednim dla każdego producenta. Kluczem jest zrozumienie, czy dane środowisko produkcyjne, wymagania rynku i sytuacja finansowa stwarzają warunki, w których zapasy buforowe zapewniają przewagę zysków nad kosztami.

Rozważ wdrożenie zapasów buforowych, jeśli napotykasz następujące czynniki:

Wskaźniki środowiska produkcyjnego

• Różne stacje robocze działają z znacząco różną prędkością;
• Procesy wymagają znacznego czasu przezbrojeń;
• Awarie maszyn kaskadowo wpływają na pracę wszystkich działów (produkcja potokowa);
• Występują złożone przepływy produkcyjne z naturalnymi wąskimi gardłami.

Czynniki rynkowe i popytowe

• Nieoczekiwane zdarzenia sprzedażowe powodujące nagły wzrost popytu;
• Nieprzewidywalne zamówienia klientów wymagające szybkiej reakcji;
• Konkurencja opiera się na szybkości dostaw i przewidywalnej realizacji zamówień;
• Klienci ze ścisłymi wymaganiami dotyczącymi dostaw i klauzulami karnymi.

Wpływ buforowania na planowanie produkcji

Zarządzanie zapasami buforowymi radykalnie zmienia podejście do planowania i harmonogramowania produkcji. Strategiczne punkty buforowe zapewniają elastyczność, która poprawia dokładność planowania, jednocześnie zmniejszając złożoność koordynacji wielu etapów produkcji.

Większa elastyczność planowania

Gdy każdy etap produkcji jest bezpośrednio zależny od poprzedniego, nawet niewielkie opóźnienie może zaburzyć cały harmonogram. Zapasy kompensacyjne eliminują to zagrożenie. Dzięki buforom, czas konserwacji i przezbrojenia maszyn można zaplanować bez ciągłej presji unikania przestojów. Każdy dział może skupić się na optymalizacji własnej wydajności, zamiast dotrzymywać kroku innym.

Ta elastyczność usprawnia alokację zasobów, zmniejsza konflikty w harmonogramach i pozwala planistom efektywniej równoważyć obciążenie pracą między działami. Rezultatem jest płynniejszy przepływ produkcji i mniej działania ad hoc w celu utrzymania zakładanej wydajności.

Ulepszone prognozowanie produkcji i harmonogramowanie

Prognozowanie produkcji i jej harmonogramowanie stają się bardziej niezawodne, gdy system produkcyjny nie jest zmuszony do działania jako jeden ściśle powiązany łańcuch. Punkty buforowe absorbują wahania tempa produkcji i wahania popytu, umożliwiając planistom przyjmowanie bardziej realistycznych założeń.

Zamiast próbować przewidywać wszystkie możliwe zakłócenia, kierownicy produkcji mogą planować produkcję w oparciu o średnie poziomy wydajności i pozwolić zapasom buforowym na niwelowanie odchyleń. Oznacza to również, że błędy w prognozowaniu lub nagłe wzrosty zamówień nie przekładają się od razu na niedotrzymanie terminów – strategiczne zapasy amortyzują te skutki. Ogólnie rzecz biorąc, plany produkcyjne stają się prostsze i dokładniejsze.

Zarządzanie ryzykiem w planowaniu produkcji

Zapasy kompensacyjne zmniejszają ryzyka związane z synchronizacją operacji w obrębie linii produkcyjnej, co daje planistom większą elastyczność w przypadku problemów z łańcuchami dostaw. Gdy główne plany produkcyjne zawodzą z powodu opóźnionej dostawy materiałów lub krytycznej awarii maszyny, zapasy buforowe stanowią alternatywne źródło utrzymania produkcji.

Często zadawane pytania (FAQ)

Jak określić optymalny poziom zapasów kompensacyjnych?

Zacznij od pomiaru zakłóceń: jak często zdarzają się awarie, jak długo trwają i jak bardzo wpływają na produkcję w dół łańcucha dostaw? Wykorzystaj te dane do obliczenia rozmiaru bufora, a następnie dostosuj go w czasie w oparciu o rzeczywiste zużycie, zmieniające się zapotrzebowanie i obserwowane odchylenia.

Jaka jest różnica pomiędzy zapasem bezpieczeństwa a zapasem kompensacyjnym?

Zapas bezpieczeństwa chroni przed zagrożeniami zewnętrznymi, takimi jak opóźnienia ze strony dostawców czy wzrost popytu. Zapasy kompensacyjne buforują wewnętrzne przepływy produkcyjne, takie jak podzespoły czy produkcja w toku, dzięki czemu awarie w jednym obszarze nie wstrzymują produkcji.

Jaki jest typowy przykład zapasów buforowych?

Przykładowo, zakłady montażowe samochodów przechowują pomalowane nadwozia między lakiernią a linią montażu końcowego. Gdy lakiernia wymaga konserwacji lub napotyka problemy z jakością czy wydajnością, montaż końcowy kontynuuje montaż silników, foteli i elektroniki, wykorzystując bufor pomalowanych nadwozi.