Имитационное моделирование: оптимизируем бизнес-процессы

Использование имитационного моделирования для оптимизации бизнеса является своего рода палочкой-выручалочкой для менеджмента. Данный инструмент дает возможность определить, как изменения повлияют на компанию при эксперименте на модели, а не на «живой» фирме. Остановимся более подробно на инструкции.

В любой компании важно оптимизировать деятельность. Для одних руководителей понятие «оптимизация» сводится к приказу от вышестоящего начальства, для других является необходимостью, полноценным проектом, от итога которого будет зависеть дальнейшая перспектива компании. Тем не менее, анализ и оптимизацию деятельности выполняют топ-менеджеры или консультанты, приглашенные с внешней стороны. С учетом того, что в качестве объекта оптимизации может выступать совершенно любой параметр (производимый продукт, операторы, принимающие звонки, общее количество обслуживаемых клиентов и пр), идеи по улучшению также могут кардинально различаться — от полной ликвидации отдела до внедрения нанотехнологий. Понять, какая идея окажется выигрышной, довольно сложно, а проводить эксперименты на действующей реальной компании — непозволительно дорого.

Так каким же образом построить правильный бизнес, не ставя эксперименты над фирмой и сотрудниками? Как связана оптимизация бизнеса и имитационное моделирование? В данной статье мы постараемся ответить на все эти вопросы.

Что такое имитационное моделирование

Имитационное моделирование — это способ исследования, который базируется на замене изучаемой системы на модель, имитирующую эту систему. Над установленной моделью проводят необходимы эксперименты и в итоге получают сведения о настоящей системе. Имитационное моделирование активно применяется в проектах по реинжинирингу деятельности организаций, когда требуется заранее спрогнозировать результаты.

В первую очередь оптимизации подвергаются такие показатели, как:

• затраты процесса;
• длительность процесса;
• объем произведенного продукта или количество обслуженных клиентов. 

Нерезультативные значения этих параметров снижают эффективность процессов, что в свою очередь приведет к потере финансового актива организации и недовольству руководителя. Почему данные параметры выделяются как ключевые? Высокая цена бизнеса-процесса напрямую повышает затраты фирмы. Длительное выполнение процесса зачастую приводит к запоздалому получению результатов, когда они уже будут не актуальны. Недостаточное количество продукта организации — показатель даже не требует комментариев.

Метод имитационного моделирования дает возможность оценить как время выполнения процесса, так и временные промежутки, затрачиваемые на задержки в ходе его выполнения. Например, оператор отлучился на перерыв или товарно-материальные ценности привезли с опозданием, Кроме этого, метод позволяет оценить непосредственно количество продукта, получаемое за конкретный интервал наблюдения.

Чтобы определить стоимость процесса вместе с имитационным моделированием, целесообразно выполнить функционально-стоимостный анализ (сокращенно — ФСА). Это способ расчета себестоимости товара, который отличается от классического тем, что акцент ставится на подсчете стоимости процессов, требуемых для производства продукта и осуществления услуги, а не на детальном разделении затрат на прямые и косвенные с группировкой трат по статьям калькуляции. ФСА основывается на положении о том, что для производства товара следует выполнить ряд процессов, на осуществление которых затрачиваются ресурсы. Стоимость бизнес-процесса определяется методом переноса цены ресурсов на стоимость каждого этапа процесса. Непосредственно сумма расходов на выполнение включительно всех этапов составляет себестоимость товара.

Проведение имитационного моделирования

Проведение имитационного моделирования подразумевает выполнение 4 ключевых этапов:

1. Построение модели процессов, осуществление которых нужно оптимизировать.
2. Старт имитации выполнения процессов утвержденной модели.
3. Анализ полученных данных.
4. Повторение трех вышеперечисленных пунктов для альтернативных сценариев осуществления процесса и выбор максимально подходящего.

Более подробней процесс выглядит так:

Имитационное моделирование дает возможность имитировать выполнение процесса таким образом, как он происходил бы в реальности, но в ускоренном режиме. Рассмотрим, как процессы реализуются в жизни. 

Имитационное моделирование на реальных примерах

Довольно редко процесс осуществляется четко и оперативно. Практически во все случаях возникают какие-либо перерывы и задержки, связанные с наличием более приоритетной задачи, загруженностью сотрудников или несвоевременным заказом комплектующих.

Примеров данных процессов очень много, для более лучшего понимания разберем несколько моментов:

• менеджер по продажам занят написанием ответного письма по электронной почте клиенту и в это время раздается телефонный звонок. Сотрудник отрывается от работы и переключается на телефонный разговор, только после его завершения он вновь возвращается к написанию письма;
• когда завершается рабочий день руководителя отдела, составляющего план работ на последующий месяц, то процесс останавливается и продолжается только на следующие сутки, когда руководитель выходит на работу;
• в процессе производства товара применяются товарно-материальные ценности, которые закупаются у поставщика. Если по ряду причин отдел закупок с опозданием сделал заказ или поставщик задержал доставку, производство товара остановится и возобновится вновь только после поступления ТМЦ;
• для выполнения такого процесса, как «Ввод системы в эксплуатацию» требуется больше количество специалистов, а если из них кто-занят другим делом, то процесс может быть вообще не выполнен.

Чтобы смоделировать все разнообразия подобных ситуаций, следует учитывать некоторые факторы:

• в какой конкретно временной промежуток возникают события, приводящие к активации некоторой деятельности;
• актуальные графики работы персонала и оборудования (то есть, трудовых ресурсов компании);
• трудовой ресурс одномоментно может работать только над одной задачей;
• значения переменных или вероятности, на базе которых определяется следующий шаг;
• итоги одного вида деятельности могут повлиять на другой.

Прибавляя к данным факторам описание бизнес-процессов, мы получаем готовую модель, над которой свободно можно проводить эксперименты и получать ответы на важные вопросы.

Алгоритм подготовки бизнес-процесса к проведению имитационного моделирования

Первое, что следует сделать, это обозначить событие, которое будет сигналом для запуска выполнения процесса — стартовое событие. Допустим, сигналом для запуска выполнения процесса под названием «Подготовка коммерческого предложения» будет событие «От заказчика поступил запрос на предложение». Любое стартовое событие может появляться с разной периодичностью и интенсивностью, например, звонки от заказчиков поступают в среднем каждые 10 минут, проводить плановую проверку оборудования и оснащения нужно раз в несколько месяцев, а совещание у руководителя проводится раз в неделю ровно в 10 утра по вторникам. Очевидно, что группа событий появляется в определенные моменты, а другая часть — через некоторые интервалы. При этом и момент времени, и интервалы между повторениями событий могут быть случайными параметрами, для которых прописываются законы их возникновения.

Для любого шага процесса нужно задать длительность, которая по определению может являться константой или случайной величиной. Допустим, длительность этапа «Шлифовка детали», осуществляемая станком ЧПУ, равна точно 3 минутам. Но если станок делает шаг за фиксированное время, то в отношении людей это не всегда работает, поскольку их поведение сложное и непредсказуемое. На выполнение такого простого этапа, как «Внесение данных о заявке клиента в систему» у одного исполнителя уходит 5 минут, а у другого работника — 15. Также время выполнения этапа может стать случайной величиной по объективным обстоятельствам. Процесс «Ответ клиенту на звонок» может занимать от 1 до 40 минут, в зависимости от заказчика и цели его телефонного обращения.

При описании бизнес-процесса крайне важно обращать внимание на тот факт, что не во всех случаях возможна линейная последовательность шагов. Довольно часто выбор следующего этапа зависит от некоторых условий, например, «Текущая дата», «Объем уже обработанных заготовок». Иногда выбор дальнейшего шага будет иметь вероятностную специфику, например, вероятность того, что договор будет согласован с клиентом составит 0,8, а вероятность, что заказчик пришлет замечания и комментарии к тексту договора — 0,4.

Чтобы в результате имитации можно было оценить стоимость процесса, следует для каждого этапа задать список и стоимость ресурсов, задействованных при его выполнении. В зависимости от логистики переноса цены на процесс, все ресурсы подразделяются на 2 категории:

• трудовые;
• материальные.

Ресурсы, стоимость применения которых зависит от времени их задействования в процессе, называются трудовыми. Ярким примером такого ресурса являются сотрудники компании. Цена материальных ресурсов от времени их применения не зависит и переносится сразу на цену шага процесса. Цена единицы материального ресурса фиксированная. Стоимость единицы времени деятельности трудового ресурса может варьировать от смены, в которую применяется ресурс.

Например, для осуществления шага «Сборка автомобиля» требуется трудовой ресурс «Рабочий» и материальный «Комплектующее изделие». Цена изделия составляет 2000 рублей, цена рабочего — 200 рублей (дневная смена) или 250 рублей (ночная смена). Если сборка автомобиля выполняется за 4 часа, причем два из них — в дневное время, а два — в ночное, то цена использования трудового ресурса «Рабочий» будет 900 рублей. Соответственно, итоговая стоимость ресурсов в переносе на стоимость шага процесса составит 2900 рублей.

Если при имитации ставится задача оптимизации запасов товарно-материальных ценностей, то для выполнения процессов следует указать кроме ресурсов еще и продукты, появляющиеся на складе в результате их выполнения.

После составления проекта и настройки модели процессов, можно осуществлять запуск имитации. Поскольку время процессов и возникновения событий являются случайными величинами, то один эксперимент с моделью позволит получить только один вариант развития. На базе множества повторов изменений возможно получение более точной оценки показателей. Лучше всего проводить имитацию за весь интересующий период, например, за квартал или полугодие.

Таким образом, итогом проведения имитации является распределение значений цены и времени процесса, причем не только эффективного времени выполнения, но и затраченного на ожидания необходимого объема или доступности ресурсов.

Вместе с тем, механизм имитационного моделирования может дать важные сведения не только о осуществлении бизнес-процессов, так как он тоже имитирует деятельность трудовых ресурсов, а также производство и потребление материальных. В результате возможно:

• распознать «бутылочные горлышки» среди всех трудовых ресурсов — так называемые перегруженные ресурсы, к которым всегда выстраивается очередь задач (этапов, шагов процессов), вследствие чего они тормозят выполнение процессов;
• идентифицировать трудовые ресурсы с неполной загрузкой;
• провести анализ производства и потребления материальных ресурсов и выявить наличие проблем дефицита или перепроизводства. Недостаток приводит к увеличению продолжительности выполнения процесса, а излишки или закупка ресурсов в повышенном количестве, превосходящем текущие потребности — к издержкам на запасы.

Если после анализа полученные результаты оказались неудовлетворительными, в модель можно внести корректировки в соответствии со следующей идеей процесса оптимизации и выполнить имитацию еще раз. По данным всех экспериментов можно выбрать наиболее оптимальный вариант. При этом стоит еще раз отметить, что проведение эксперимента не останавливает деятельность компании и не нарушает выполнение рабочих процедур.

Плюсы имитационного моделирования

Метод имитационного моделирования и ФСА также будут полезны, если нужно спроектировать новый бизнес. Как должна выглядеть организационная структура бизнеса? Как часто следует выполнять процессы? Какая длительность и стоимость процессов будет оптимальной?

На все данные вопросы можно получить ответ ДО момента, когда фирма начнет свою деятельность и выяснит, что материальных ресурс все время не хватает, а трудовые — перегружены.

Конечно, сначала можно организовать фирму, придерживаться принципа работы «как пойдет», убедиться, что подход регрессивный и только после этого начать решать задачи оптимизации работы. Но если сразу, на начальном этапе спроектировать эффективно работающий бизнес, то большинство проблем вообще не возникнут, что в итоге сэкономит много времени, которое можно направить на развитие молодой организации.

Недостатки имитационного моделирования

Однако наравне со многими преимуществами имитационного моделирования, существует и ряд недостатков.

Стоит отметить момент, что для получения валидных результатов требуется работа по определению законов распределения случайных величин и по внесению всех сведений для проведения имитации.

Также само по себе моделирование не отвечает на вопросы, результативно ли функционирует система, являются ли параметры показателей оптимальными и как провести перестройку бизнес-процесса. Для этого компании нужен бизнес-аналитик. Но только при помощи механизмов имитационного моделирования и в некоторых случаях функционально-стоимостного анализа специалист может оперативно получить и обработать ценные сведения, которые абсолютно необходимы руководителю компании для принятия управленческих решений. При этом принять важные решения руководитель может не со слов консультанта, а на основании сравнения параметров ключевых показателей.