Имитационное моделирование: оптимизируем бизнес-процессы

Деятельность компании необходимо оптимизировать... Для одних руководителей «оптимизация» – это приказ, спущенный сверху, для других – острая необходимость, проект, от результата которого зависит дальнейшая судьба компании. Так или иначе, к анализу и оптимизации деятельности приступают топ-менеджеры компании или внешние консультанты. Учитывая, что в качестве объекта оптимизации может быть абсолютно любой параметр: операторы, принимающие звонки, количество обслуживаемых клиентов или производимый продукт, возникающие идеи по улучшению могут быть абсолютно разные: от ликвидации отдела до внедрения новых технологий. Понять, какая идея наиболее выигрышная – сложно. А проводить эксперименты на реальной компании – слишком дорого.

Построить правильный бизнес, не экспериментируя над компанией и сотрудниками, позволяет имитационное моделирование, которому и посвящена данная статья.

Имитационное моделирование – метод исследования, основанный на том, что изучаемая система заменяется моделью, имитирующей эту систему. Над моделью проводят эксперименты и в результате получают информацию о реальной системе. Имитационное моделирование выполнения бизнес-процессов широко применяется в проектах по реинжинирингу деятельности компаний, когда необходимо заранее спрогнозировать результаты.

Показатели, которые подвергаются оптимизации в первую очередь, это:

• затраты процесса,
• продолжительность процесса,
• количество обслуженных клиентов или количество произведенного продукта.

Неудовлетворительные значения этих показателей неизбежно снижают эффективность процесса, что приводит к потере денежных средств компании и недовольству руководителя. Почему именно эти показатели выделяются как основные? Высокая стоимость процесса напрямую увеличивает затраты компании. Длительное выполнение процесса увеличивает вероятность того, что его результат будет получен не вовремя и к этому времени уже может быть никому не нужен. Недостаточное количество продукта процесса – комментировать, пожалуй, даже не требуется.

Метод имитационного моделирования позволяет оценить время выполнения процесса и время, затрачиваемое на задержки в ходе выполнения процесса, например: оператор ушел на обед или товарно-материальные ценности (ТМЦ) не подвезли вовремя. Также метод позволяет оценить количество продукта, получаемого за определенный интервал наблюдения.

Для определения стоимости процесса совместно с имитационным моделированием целесообразно проводить функционально-стоимостной анализ (ФСА). ФСА – метод расчета себестоимости продукта, который отличается от традиционного тем, что фокусируется на подсчете стоимости процессов, необходимых для производства продукта или предоставления услуги, а не на разделении затрат на прямые и косвенные и группировке этих затрат по статьям калькуляции. В основе ФСА лежит положение о том, что для производства продукта необходимо выполнить ряд процессов, на выполнение которых тратятся ресурсы. Стоимость процесса рассчитывается путем переноса стоимости ресурсов на стоимость каждого шага процесса. Сумма расходов на выполнение всех шагов процессов составляет себестоимость продукта.

Проведение имитационного моделирования предполагает осуществление четырех основных этапов:

• Построение модели одного или нескольких процессов, выполнение которых необходимо оптимизировать,
• Запуск имитации выполнения процессов модели,
• Анализ полученных показателей,
• Повторение п.1-3 для альтернативных сценариев выполнения процесса и выбор наиболее оптимального.

Метод имитационного моделирования позволяет имитировать выполнение процесса так, как оно происходило бы в действительности, но в режиме ускоренного времени. Давайте рассмотрим, как процессы выполняются в жизни. Редкий процесс выполняется четко и быстро. Практически всегда возникают перерывы и задержки, связанные с тем, что поступает более приоритетная задача, необходимые сотрудники заняты или вовремя не заказали комплектующие. Примеров таких процессов множество, приведем лишь некоторые из них:

• Менеджер по продажам отвечает клиенту на письмо по электронной почте и в это время поступает телефонный звонок. Менеджер отрывается от работы, отвечает на звонок и только после этого возвращается к написанию письма.
• В процессе производства продукта используются товарно-материальные ценности, закупаемые у поставщика. Если отдел закупок поздно сделал заказ или поставщик не обеспечил поставку ТМЦ в обещанные сроки, производство продукта остановится и возобновится только после поступления необходимого количества ТМЦ.
• Когда заканчивается рабочий день Начальника отдела, составляющего план работ на следующий месяц, то процесс прерывается и продолжается только на следующий день, когда Начальник отдела выходит на работу.
• Для выполнения процесса «Ввод системы в эксплуатацию» необходимо большое количество специалистов, и если кто-то из них занят, то процесс не может быть выполнен.

Чтобы сымитировать все многообразие подобных ситуаций, необходимо учитывать ряд факторов:

• В какой момент времени возникают события, приводящие к запуску некоторой деятельности.
• Графики работы сотрудников и оборудования (т.н. трудовых ресурсов).
• Трудовой ресурс в один момент времени может выполнять только одну задачу.
• Значения переменных или вероятности, на основании которых выбирается следующий шаг.
• Результаты одной деятельности могут повлиять на протекание другой.

Добавляя к этим факторам описание бизнес-процессов, мы получаем модель, над которой можно проводить эксперименты и получать ответы на интересующие нас вопросы.

Рассмотрим подготовку бизнес-процесса к проведению имитации.

Первое, что необходимо сделать, это выделить событие, которое является сигналом для начала выполнения процесса – стартовое событие процесса. Например, сигналом для начала выполнения процесса «Подготовка коммерческого предложения» является событие «От клиента поступил запрос на коммерческое предложение». Стартовое событие может возникать с разной периодичностью, например, звонки от клиентов поступают каждые 10-20 минут, осуществлять плановую проверку работоспособности оборудования необходимо один раз в 2-3 месяца, а совещание у директора проводится каждую пятницу и начинается ровно в 9 утра. Очевидно, что часть событий возникает в определенные моменты времени, часть – через интервалы. Причем и момент времени, и интервал между повторениями событий могут быть случайными величинами, для которых указываются законы их возникновения.

Для каждого шага процесса необходимо задать длительность, которая может быть константой или случайной величиной. Например, длительность шага «Шлифовка детали», выполняемого станком с ЧПУ, составляет ровно 5 минут. Но если станок осуществляет шаг за фиксированное время, то, как только речь заходит о людях, нельзя не учитывать, что люди обладают сложным и непредсказуемым поведением. На выполнение, казалось бы, простого шага «Внесение информации о заявке клиента в Информационную систему» у одного исполнителя может уйти 5 минут, а у другого – 20. Кроме того время выполнения шага может быть случайной величиной по объективным причинам. Процесс «Ответ на звонок клиента» может занимать от 1 до 30 минут в зависимости от клиента и цели его звонка.

При описании бизнес-процесса важно обращать внимание на то, что это не всегда линейная последовательность шагов. Часто выбор следующего шага зависит от ряда условий, таких как «Текущая дата», «Количество уже обработанных заготовок». Или выбор дальнейшего шага носит вероятностный характер, например, вероятность того, что стандартный договор пройдет процедуру согласования клиентом, составляет 0.7, а вероятность того, что клиент пришлет замечания к тексту договора – 0.3.

Для того чтобы в результате имитации оценить стоимость процесса, для каждого шага необходимо задать перечень и стоимость ресурсов, используемых при его выполнении. Все ресурсы в зависимости от логики переноса стоимости на процесс делятся на 2 группы: трудовые и материальные. Трудовые ресурсы – это ресурсы, стоимость использования которых зависит от времени их использования в процессе. Ярким примером трудового ресурса является сотрудник. Стоимость материальных ресурсов от времени их использования не зависит и переносится на стоимость шага процесса сразу. Стоимость единицы материального ресурса задается в виде фиксированного значения. Стоимость единицы времени работы трудового ресурса может зависеть от смены, в которую используется трудовой ресурс.

Например, для выполнения шага «Сборка автомобиля» необходим материальный ресурс «Комплектующее изделие» и трудовой – «Рабочий». Стоимость комплектующего изделия составляет 1000 рублей. Стоимость рабочего – 100 рублей (в дневную смену) или 120 рублей (в ночную смену). Если сборка автомобиля выполняется в течение 4 часов, причем 2 часа в дневную смену и 2 часа в ночную смену, то стоимость использования ресурса «Рабочий» составит 440 рублей. Соответственно, общая стоимость ресурсов, которая будет перенесена на стоимость шага процесса – 1440 рублей.

Если при имитации стоит задача оптимизировать запасы товарно-материальных ценностей, то для процессов необходимо указать не только ресурсы, но и продукты, которые появляются на складе в результате их выполнения.

Спроектировав и настроив модель процессов, можно запускать имитацию. Поскольку временные параметры процессов и времена возникновения событий – случайные величины, один эксперимент с моделью даст только один вариант развития процесса. На основе множества повторов измерений можно получить более точные оценки показателей. Целесообразно проводить имитацию за весь период, интересующий аналитика, например, за квартал.

Таким образом, в результате проведения имитации получаются распределения значений стоимости и времени процесса, причем не только полезного времени выполнения процесса, но и времени, затраченного на ожидание необходимого количества или доступности материальных или временных ресурсов.

Но механизм имитационного моделирования может дать интересную информацию не только о выполнении бизнес-процессов, поскольку он также имитирует работу трудовых ресурсов и производство и потребление материальных. В результате, можно:

• Идентифицировать «бутылочные горлышки» среди трудовых ресурсов − перегруженные ресурсы, к которым постоянно выстраивается очередь задач (шагов процессов), в результате чего они задерживают выполнение всех процессов.
• Выявить трудовые ресурсы с низкой загрузкой.
• Проанализировать производство и потребление материальных ресурсов и определить, возникает ли проблема дефицита или перепроизводства ресурсов. Дефицит приводит к увеличению времени выполнения процесса, а перепроизводство или закупка ресурсов в количестве, превосходящем потребности, влекут издержки на запасы.

Если в результате анализа полученные значения показателей процесса оказались неудовлетворительными, модель можно изменить в соответствии со следующей идеей по оптимизации и провести имитацию снова. По результатам всех экспериментов можно выбрать вариант с наиболее оптимальными значениями показателей. При этом хочется еще раз отметить, что проведение экспериментов не останавливает работу всего предприятия и не нарушает текущее выполнение операций.

Метод имитационного моделирования и функционально-стоимостной анализ также полезны, если необходимо спроектировать новый бизнес. Какая должна быть организационная структура этого бизнеса? Как часто должны выполняться процессы? Какая продолжительность и стоимость процессов является оптимальной? На все эти вопросы можно ответить ДО того, как компания начнет работать и выяснит, что трудовые ресурсы перегружены, а материальных – постоянно не хватает. Конечно, можно сначала создать компанию, организовать ее работу по принципу «как пойдет», убедиться, что попытка оказалась неудачной, и только потом приступить к решению задачи оптимизации деятельности. Но если спроектировать правильный, эффективно работающий бизнес сразу, многие проблемы просто не возникнут, что сэкономит ценное время, которое можно будет потратить на развитие молодой компании.

Наравне со многими плюсами метода имитационного моделирования процессов существует и ряд минусов. Нельзя не отметить тот факт, что для получения валидных результатов необходима работа по определению законов распределения случайных величин и внимательная работа по внесению всех данных для проведения имитации. Известное выражение «garbage in, garbage out» наиболее ярко характеризует эту ситуацию. Кроме того, само по себе имитационное моделирование не дает ответов на вопросы, эффективно ли работает система, являются ли значения показателей оптимальными и как перестроить бизнес-процесс. Для этого необходим бизнес-аналитик. Но только с помощью механизмов имитационного моделирования и функционально-стоимостного анализа в ряде случаев бизнес-аналитик может быстро получить и обработать ту ценную информацию, которая абсолютно необходима руководителю для принятия важных управленческих решений. Причем принять эти решения руководитель сможет на основании сравнения значений ключевых показателей, а не поверив консультантам на слово.

Фото: pixabay.com