Опубликовано № 2 (73) апрель 2016 г.

АВТОР:  Солодовников В.В.  

РУБРИКА Корпоративная логистика промышленных компаний Планирование в цепях поставок Обзоры и аналитика

Аннотация

В рамках настоящей статьи проведен обзор современного состояния черной металлургии в мире и в России в частности. Отмечено, что за последние десятилетия цепи поставок ведущих предприятий рассматриваемого класса прошли ряд трансформаций, которые коренным образом изменили требования к системе их управления. Приводится исследование эволюции цепей поставок предприятий черной металлургии, анализируются факторы, которые демонстрируют масштабный сдвиг на глобальных металлургических рынках. Приводится исследование типовой структуры цепи поставок рассматриваемых предприятий. Предлагается обобщенная модель цепи поставок, включающая горнорудный и металлургические комплексы, на основе модернизированной потоковой диаграммы SCOR . Отмечено возрастание внимания к созданию и развитию партнерских отношений/созданию стратегических альянсов между игроками металлургического рынка и к совместным усилиям клиентов и производителей по стимулированию возможностей роста и инноваций. Анализируются специфика металлургических производств, с точки зрения возможности их планирования: основное узкое место производства, длительность производственного цикла, волатильность металлургических процессов, производственные кампании. Приводится анализ ключевых вызовов для рассматриваемых предприятий на ближайшие годы: превышение предложение над спросом, большое количество избыточных мощностей. Отмечаются направления проведения улучшений: минимизации затрат, предоставлении потребителям дифференцированного сервиса, стандартизация и повышение прозрачности процессов и операций в цепях поставок, разработка новых технологичных продуктов, снижение выбросов. Предлагаются соответствующие инструменты для проведения улучшений, среди которых: методология изменений на основе принципов и процессов Управления Цепями Поставок, а также инструменты информационной поддержки планирования цепей поставок на базе специализированных систем Расширенного Планирования и Диспетчирования для металлургической отрасли. На основе практического опыта приводятся оценки влияния организации процессов планирования в соответствии с лучшими практиками и с соответствующей информационной поддержкой на ключевые показатели эффективности компаний.  

Ключевые слова: 

• управление цепями поставок

• черная металлургия

• планирование

• Расширенное Планирование и Диспетчирование

• Advanced Planning and Scheduling systems

• APS

• тенденции

Металлургическая отрасль играет ключевую роль в мировой экономике. Эта отрасль отличается высокой стоимостью активов, масштабными производственными линиями и крупными объектами инфраструктуры. Одна из ключевых целей металлургического бизнеса является эффективное использование этих дорогих активов. 

Основная масса производства металлургической отрасли приходится на сталь (черная металлургия). Далее следует алюминий со значительно меньшими объемами производства и прочие металлы. 

С географической точки зрения, по данным Всемирной ассоциации стали (World Steel Association, WSA) в 2015 году: на Северную и Южную Америку пришлось 10% мирового производства стали; на регион EMEA 21% из них 4% на долю России; на Азиатско-Тихоокеанский регион - 69%. Следует отметить гигантский скачек Китая, который нарастил производство стали на 64% с 2007 года, таким образом, став абсолютным мировым лидером, доля которого в мировом производстве стали превысила 50% (Машпром, 2016) .

За последние десятилетия цепи поставок ведущих предприятий черной металлургии прошли ряд трансформаций, которые коренным образом изменили требования к системе их управления. В рамках настоящей статьи исследуются эволюция цепей поставок предприятий черной металлургии, анализируются их типовая структура, исследуются особенности планирования цепи поставок предприятия рассматриваемого класса. Приводится анализ ключевых вызовов для рассматриваемых предприятий на ближайшие годы, предлагаются направления проведения улучшений и соответствующие инструменты.

Эволюция цепей поставок предприятий черной металлургии

Развитие цепей поставок ведущих предприятий черной металлургии можно разделить на 3 этапа (см. Рисунок 1). На первом этапе цепи поставок не выходили за «ареалы своего обитания» и были замкнуты на своих регионах. На втором этапе поставщики сырья уже выбирались на глобальном уровне при сохранении региональной структуры производства и продаж. На третьем текущем этапе развития все ключевые функции продажи, производство и снабжение осуществляются на глобальном уровне.

Рисунок 1 - Развитие цепей поставок лидирующих предприятий черной металлургии

Согласно с исследованиями KMPG (2015) современные металлургические компании фокусируются на повышении эффективности своих цепей поставок не только для эффективного управления рабочим капиталом, но также для обеспечения большей гибкости и оперативности реагирования на потребности клиентов.

Выбор в пользу клиентоориентированного подхода у производителей металла уже привело к сокращению некоторых традиционных дистрибьюторских организаций-посредников, что в свою очередь ведет к дальнейшей консолидации в отрасли. В исследовании подчеркивается, что в ближайшей перспективе не стоит ожидать значительных слияний и поглощений на мировом рынке металлов, за исключением Китая. Основная волна слияний и поглощений осталась в прошлом.

Вместо этого следует ожидать возрастания внимания к созданию и развитию партнерских отношений/созданию стратегических альянсов (KMPG, 2015; Будлянская и Вышегородский, 2013; Вышегородский, 2012) между игроками и к совместным усилиям клиентов и производителей по стимулированию возможностей роста и инноваций.

Следует отметить, что альянсы достаточно широко используются зарубежными металлургическими компаниями черной металлургии. В качестве примеров создания успешных  альянсов можно привести стратегическое партнерство таких ведущих зарубежных металлургических компаний, как: Nippon Steel и Arcelor (Будлянская и Вышегородский, 2013; Вышегородский, 2012; Alliances with Overseas Steelmakers), Nippon Steel и POSCO, ThyssenKrupp Steel и JFE Steel. В российской черной металлургии эта практика не столь распространена. Из прошлых экспериментов можно отметить опыт создания совместного предприятия ЗАО «Севергал» и ООО «ТрефилАрбед Рус» в России компаниями Северсталь и Arcelor (Вышегородский, 2012; Череповецкий информационный сайт, 2006). Этот альянс просуществовал с 2002 по 2007 год до момента, когда Северсталь полностью выкупила доли Arcelor в этих компаниях (Северсталь, 2007; Металлоснабжение и сбыт, 2007a). Стоит подчеркнуть, что Северсталь и Arcelor и вовсе чуть не объединили активы в 2006, но сделка сорвалась (Российская газета, 2006). Сегодня эта упущенная возможность уже рассматривается как не столь выигрышная для российской стороны (Finanz, 2016). В конце 2006 года НЛМК и европейская компания Duferco создали совместное предприятие Steel Invest&Finance с включением в его состав сталеплавильного и пять прокатных предприятий Duferco с общим объемом производства готовой продукции 4,5 миллионов тонн (Известия металлургии, 2006; Металлоснабжение и сбыт, 2007б). В 2011 году НЛМК выкупил долю компании Duferco в Steel Invest&Finance (Forbes, 2011). В 2007 году один из ведущих мировых производителей труб, компания ТМК, и греческая фирма Corinth Pipeworks зарегистрировали совместное предприятие ЗАО «ТМК-CPW» в г. Полевской Свердловской области (Металлоснабжение и сбыт, 2007в). Стратегическое партнерство действует до сих пор.

В целом российские компании черной металлургии до недавнего времени предпочитали партнерским отношениям приобретение активов, как на российском рынке, так и за рубежом. В качестве примеров можно привести создание производственных подразделений компаний Северстали, НЛМК, ТМК, Евраза в Северной Америке, Европейском союзе и в других регионах. Изменение конъюнктуры и возрастание геополитических рисков внесли коррективы в стратегию развития металлургических компаний. Так Северсталь, Евраз и Мечел поспешили избавиться от части зарубежных активов даже с учетом существенных потерь[15]. Новая реальность требует от руководства компаний новых подходов к управлению их цепями поставок.   

Приведенная в таблице 1 аналитика демонстрирует масштаб сдвига на глобальных рынках.

Таблица 1 -  Анализ изменений рыночной конъюнктуры

Рассмотрим более подробно основные конфигурации цепей поставок и ведения бизнеса в отрасли.   

Исследование основных конфигураций цепей поставок предприятий черной металлургии

Рисунок 2 - Цепочка создания ценности в черной металлургии

Цепочка создания ценности в черной металлургии начинается со снабжения, где необходимо отметить поставщиков сырья (железорудное сырье, коксующиеся угли, лом и т.д.), поставщиков энергии (черная металлургия является энергозатратной отраслью, особенно это относится к электросталеплавильным производствам), поставщиков оборудования и запасных частей к нему – машиностроительные предприятия (см. Рисунок 2). Как правило, они же являются и главными покупатели продукции черной металлургии.   

Основным типом предприятий чёрной металлургии являются предприятия полного металлургического цикла (в западной терминологии Integrated Steel Mills), которые выпускают чугун, углеродистую сталь и прокат. В России основным типом предприятий полного металлургического цикла являются комбинаты. Среди основных предприятий данного типа в России необходимо отметить: ЧерМК Северстали в Череповце, одноименный комбинат НЛМК в Липецке, одноименный комбинат ММК в Магнитогорске, НТМК и ЗСМК ЕВРАЗА в Нижнем Тагиле и Новокузнецке соответственно. В дополнении к металлургическому циклу комбинаты обычно интегрируют в себе производственные мощности по выпуску агломерата и кокса, а также мощности высоких переделов. В размещении комбинатов значительную роль играет сырьё и топливо, особенно важным фактором является  сочетание железных руд и коксующихся углей.

Предприятия без выплавки чугуна относят к так называемой передельной металлургии. Передельная металлургия может быть представлена как, например, заводами с интегрированными участками  выплавка стали – разливка – прокат (в западной терминологии Mini Mills, не путать с российским термином «Малая металлургия» - выпуск стали и проката на машиностроительных заводах, которая в настоящей статье не рассматривается), так и отдельными специализированными заводами, к примеру, по производству труб.   

Сервисные металлургические центы производят специализированную продукцию из металлопроката для строительной, автомобильной, топливно-энергетической, машиностроительной, электротехнической и других отраслей.   

Отделочные предприятия обычно располагаются рядом с основными производствами и занимаются конечной отделкой продукции комбинатов и предприятий передельной металлургии.

К специальным производствам можно отнести заводы, находящиеся на стыке черной металлургии и машиностроения, например, предприятия по выпуску шарикоподшипников, пружин и т.д.

Центры дистрибуции в основном исполняют роль накопителей металлопродукции и посредников в торговле металлопродукцией.

Обобщенная схема цепи поставок предприятий черной металлургии, включающая горнорудный комплекс и металлургический комплекс, приведена на Рисунке 3. В качестве нотации использована модернизированная потоковая диаграмма SCOR (Supply Chain Council, 2010; Сергеев, 2015; Сергеев и Левина, 2013; Сергеев и Дыбская, 2014).

Рисунок 3 – Схема цепи поставок типового комбината черной металлургии (потоковая диаграмма SCOR)

В черной металлургии принято разделять производственно-логистические цепочки плоского проката, сортового проката, продукцию из нержавейки и специальных марок сталей.

В основном производство осуществляется под заказ, в случае необходимости с разработкой соответствующей технологии. Т.е. производитель принимает заказ на производство стальной продукции на основании уникальной спецификации покупателя по согласованной цене с согласованными сроками отгрузки. При этом вполне распространена ситуация, когда в рамках одного полуфабриката, например, плавки стали, объединяется заказанный объем и объем, на который еще нет заказа, и который относится к материалу, произведенному в запас.

Типовой сортамент, который, как правило, составляет меньшую долю выпуска, производится в запас. Достаточно распространённой практикой, особенно для автомобилестроительной отрасли, в черной металлургии является применение технологии Управления запасами поставщиком (Vendor Managed Inventory, VMI). В этом случае поставщик контролирует уровень запасов своей готовой продукции на складах покупателя. 

Как было отмечено выше, одной из особенностей цепей поставок предприятий черной металлургии является широкая география распределения их активов (при этом основное производство, как правило, консолидируется в одном месте). Отдельные элементы производственно-логистической инфраструктуры рассматриваемых предприятий могут находиться не только за тысячи километров друг от друга, но и находиться в разных странах, и даже на разных континентах. Физический масштаб металлургических производств определяет необходимость в эффективном планировании и координации логистических потоков не только между отдельными предприятиями цепи поставок, но и внутри производства. Задача планирования логистических потоков в цепи поставок рассматриваемых предприятий усложняется наличием альтернативных маршрутов транспортировки, альтернативных видов транспорта (железнодорожный, автомобильный, речной, морской, авиационный).

Специфика металлургических производств

Отдельного описания стоит особая специфика металлургических производств. Для ее лучшего понимания проведем более подробный сравнительный анализ характеристик металлургических производств с характеристиками типовых дискретных и процессных производств.  

В таблице 2 представлена матрица, построенная на основе работ Хайеса и Вилрайта. Этапы производства расположены в определенном порядке по двум координатным осям, соответственно связанным со структурой продукции и с ее жизненным циклом, и со структурой процесса и его жизненным циклом. По мере усложнения продукции и процесса, промышленные предприятия движутся вдоль этих осей.

Рисунок 4 - Анализ этапов производства предприятий черной металлургии и их потребителей

Традиционно процессные этапы производства сконцентрированы в правой части Таблицы 2, ассоциирующейся с товарами общего назначения и цехами с непрерывным производственным процессом.

Как видно из представленной Таблицы 2 предприятия черной металлургии имеют характеристики свойственные как процессным, так и дискретным производствам.

Для эффективного управления производственно-логистическим циклом металлургических компаний очень важно учитывать следующие особенности цепей поставок предприятий рассматриваемого класса.

1. Основное узкое место производства. Весь цикл металлургического производства определяется его основным этапом – преобразование исходного сырья в жидкий металл. Снабженческая часть производственной цепочки до этого этапа состоит из множества потоков сырья от различных поставщиков. Сырье, как правило,  правило требует предварительной обработки или смешения для превращения его в готовую шихту. Жидкий металл, получаемый на первых этапах производства, до добавления к нему примесей и последующей физической обработки еще не соотносится с конкретными заказами потребителей. Производственная цепочка с момента получения жидкого металла распределяется на сотни и тысячи производственных маршрутов.   

Такие особенности производства влекут за собой следующие два момента.

Во-первых, благодаря тому, что первичный жидкий металл не привязывается к конкретным заказам, закупки сырья традиционно планируются на основании предполагаемого объема основного производства без детального представления о конечном сортаменте производимой продукции.

Для металлургических компаний со значительным объемом  электросталеплавильной продукции, для производителей специальных сталей и нержавейки и, особенно, для  производителей углеродистых сталей с высоким содержанием лома в шихте, целесообразно осуществлять планирование закупок на основании детального понимания портфеля заказов. Для этих производителей важно, чтобы планирование потребностей в снабжении осуществлялось в рамках интегрированного процесса производственного планирования.

Во-вторых, из-за того, что производственная цепочка значительно разветвляется после этапа выплавки и разливки, весь последующий план и график производства продукции определяется именно этим этапом. Таким образом, планы и графики основного этапа производства является основополагающими для составления планов и графиков последующих этапов производства. Как только металл получен и отправлен на следующие этапы переработки, он уже находится внутри производственной цепочки. Если материал произведен слишком рано, он может пролеживать в виде сверхнормативных запасов. Если материал произведен позднее требуемой даты это будет значить ухудшение качества сервиса, срыв сроков поставки потребителям. Возможен третий вариант, когда произведенный продукт не подходит по качественным характеристикам потребителю. Такой продукт будет ожидать своего заказа либо после определенного времени будет пущен на переплавку.

Указанная специфика позволяет сделать следующий вывод. Для металлургических производств, обладающих характеристиками как процессных, так и дискретных производств необходимо слияние тянущего и толкающего подходов планирования, при котором минимизируется объем незавершенного производства, а уровень загрузки узких мест максимален. Целью планирования оборудования, стоящего перед узким местом, является обеспечение беспрерывного потока полуфабрикатов для максимальной загрузки узкого места. То есть используется толкающая стратегия от участка обеспечения сырьем до узкого места, что оптимизирует использование критических ресурсов. Остальной участок производства, от узкого места до выпуска готовой продукции, подчинен тянущей философии.

2. Длительность производственного цикла. Длительность нахождения материала в производстве подразумевает под собой запасы незавершенной продукции для компании. В то время, когда общее полезное время нахождения материала в производстве может составлять менее 4-х дней, включая три дня на участке отжига, совокупное время производственного цикла может составлять более 8 недель.

Существует много причин такой длительности производственного цикла и некоторые из них действительно существенные. Последствия такой особенности металлургического производства следующие: чем длительнее производственный цикл, тем больше финансовых средств компании заморожены в запасах, тем более удалено во времени узкое место производства от реального спроса и тем менее вероятно, что производство сбалансировано со спросом.

Покупатели, при планировании своих закупок на достаточно длительном временном горизонте, зачастую сами не могут предвидеть детальную спецификацию на требуемую продукцию. Поэтому, часто, они размещают предварительный заказ, а затем меняют его спецификацию по мере того, как их собственные потребности им видятся более четко. Другой вариант страхования потребителя перед неопределенностью в своих будущих потребностях это делегирование ответственности за  поддержанием необходимого уровня запасов широкого сортамента продукции производителю. Таким образом, металлургические компании выступают в роли бесплатного склада, с которого потребители по мере необходимости и по мере прояснения своих потребностей осуществляют закупки.    

3. Волатильность металлургических процессов производства. Производство металлургической продукции базируются на требованиях к характеристикам конечной продукции и, обычно, осуществляется под заказ. Когда по какой-то причине не удается достигнуть желаемых характеристик продукции, возможна ее доработка. Однако, чаще, продукция помечается как несоответствующая, и становиться доступна для назначения другим заказам, которым она подходит по качеству. Для удовлетворения изначального заказа, в этом случае, производственный цикл начинается сначала. В результате - низкая дисциплина поставок, избыточные запасы, ухудшение показателя выхода годного. Таким образом, следует отметить, что сама волатильность физического процесса металлургического производства определяет необходимость в непрерывном процессе поиска и переназначения свободных материалов заказам.

В дополнение, волатильность физического процесса требует постоянного пересчета графиков работы оборудования для поддержания их в актуальном состоянии. В каком-то смысле в металлургии нет проблем с составлением графиком работы оборудования, основные проблемы связаны с необходимостью их постоянного пересчета.

4. Производственные кампании (Монтажности). Простой производственный цикл металлургического предприятия может включать в себя четыре или пять этапов. Более сложный цикл производства, к примеру, производство листа, может включать в себя до 9, 10 этапов в зависимости от требований к конечному продукту. Количество этапов у  производителей специальных сталей может варьироваться от 30 до 40. Почти каждый этап в производственном цикле имеет свои кампании (монтажности). Кампании (монтажности) определяют последовательность обработки материалов со схожими характеристиками. Правила для составления производственных кампаний зачастую достаточно сложны и имеют значительные отличия друг от друга на каждом из этапов. Наличием производственных кампаний частично объясняется запасы незавершенной продукции на различных этапах производства. К примеру, если кампания повторяется лишь 1 раз в неделю, то в среднем заказ вынужден будет проводить неделю в ожидании дальнейшей обработки.      

Для производственного планирования целесообразность в синхронизации последовательности и продолжительности кампаний (монтажности) на планируемом горизонте очевидна. Результатом такой синхронизации является максимально свободный и непрерывный поток заказов и связанных с ними материалов в цепи, что в конечном итоге приводит к повышению эффективности загрузки ресурсов, снижению запасов незавершенного производства.

Указанная      специфика производственно-логистических цепей предприятий черной металлургии требует особого подхода к планированию, который учитывает как процессные, так и дискретные характеристики рассматриваемых предприятий.

Ключевые вызовы отрасли и области улучшений

Металлургическая отрасль находится на спаде. Ключевыми проблемами являются: превышение предложение над спросом, большое количество избыточных мощностей. По данным WSA[14] уровень загрузки мощностей в мировом производстве стали снизился, составив в 2015 году в среднем 69,7% по сравнению с 73,4% годом ранее (а в декабре 2015 года уровень загрузки мощностей рекордно снизился до 64,6%). Тенденция к сокращению уровня загрузки мощностей продолжается уже не первый год и отражает общемировой тренд переизбытка производственных мощностей в металлургии. Для нивелирования перекосов в отрасли металлургия остро нуждается в росте мирового рынка. До этого момента компании будут максимально фокусировать внимание на повышении конкурентоспособности.

В рамках новой реальности можно сформулировать следующие основные возможные области повышения конкурентоспособности металлургических компаний: обеспечение прозрачности и синхронизация спроса и предложения, стандартизация процессов и операций в рамках глобальных цепей поставок, предоставление потребителям дифференцированного сервиса/разработка новых технологичных продуктов, оптимизация затрат/ценовой политики, снижение выбросов.

Специалисты PwC (2015) в своем прогнозе по рынку стали до 2025 среди пяти компетенций, обеспечения конкурентоспособности предприятий черной металлургии отмечают необходимость использования методологии Управления Цепями Поставок (Сергеев, 2015)  и применения специализированных систем класса Расширенного планирования и диспетчирования - Advanced Planning and Scheduling (Конвичка и Солодовников, 2015) для поддержки процессов планирования.

Анализ открытых источников i2 Technologies известного в прошлом производителя программного обеспечения - одного из мировых лидеров по количеству внедрений систем класса Расширенного планирования и диспетчирования в металлургии, а также открытых источников компании LOGIS, производителя решений по планированию нового поколения (Конвичка и Солодовников, 2015), позволяет оценить влияние применения рассматриваемых технологий на ключевые показатели эффективности.

Таблица 2 – Влияние организации процессов планирования в соответствии с лучшими практиками на ключевые показатели эффективности

Выводы

Глобализация цепей поставок предприятий черной металлургии значительно усложнило материальные, финансовые и информационные потоки внутри них, а значительное превышение предложение над спросом вывело конкурентную борьбу между ними на новый уровень. В связи с этим в ближайшие годы компаниям черной металлургии будет жизненно необходимо сконцентрироваться на минимизации затрат, предоставлении потребителям дифференцированного сервиса, стандартизации и повышении прозрачности процессов и операций в их цепях поставок, разработке новых технологичных продуктов, снижении выбросов. Значительную роль в достижении этих целей будет играть методология изменений на основе принципов и процессов Управления Цепями Поставок, а также инструменты информационной поддержки планирования цепей поставок на базе специализированных систем Расширенного Планирования и Диспетчирования для металлургической отрасли.   

ЛИТЕРАТУРА