TEP Termelési és üzleti folyamatok munkacsoport
Holonikus gyártás, fraktális vállalat
Kádár Botond, Monostori László MTA SZTAKI
1999
1
Bevezetés A holonikus valamint a fraktál gyártás koncepciója igen hasonló egymáshoz, mindkét esetben intelligens, elosztott, autonóm, rugalmas, egymással együttműködő egységek rendszeréről van szó. Mindkét elképzelés abból indul ki, hogy a mai környezeti körülmények rendkívül változékonyak ezért új, az eddigieknél jóval rugalmasabb, gyors reagálási képességekkel rendelkező vállalatokra van szükség a versenyképesség fenntartásához. A két elgondolásban szereplő elemek és azok tulajdonságai, holott különböző névvel rendelkeznek, rendkívül hasonlítanak egymáshoz. A holonikus gyártás koncepcióját a japánok vezették be (a név azonban A. Koestlertől származik) és ők voltak a kezdeményezői annak a világméretű, 1992-ben indult együttműködésnek, amely az Intelligens Gyártórendszerek (Intelligent Manufacturing System, IMS) nevet viseli. A projekt célja az ezen a területen dolgozó szakemberek munkájának összehangolása és a XXI. század gyártórendszereinek körvonalazása. A fraktál gyártás ezzel szemben európai, pontosabban német elképzelés (H.J. Warnecke, 1992) [8]. A koncepció a termeléssel foglalkozó vállalatok szervezeti felépítésére és annak működésére koncentrál.
Holonikus gyártás Napjaink gyártási környezete egyre összetettebb, a gyártórendszereket érő hatások miatt a bizonytalansági faktor megnőtt. Ennek okai a következők: - új feladatok gyors egymásutánisága, - a közvetlen környezetben bekövetkező események hatása, - a gyártási rendszerekben működő és a hozzájuk kapcsolódó kommunikációs csatornák számának növekedése, - fogyasztói igények sokrétűsége, - az egyedi gyártás előtérbe kerülésese, - az információs technológia gyors fejlődése, A fent említett jelenségek már napjainkban is érzékelhető hatással vannak a gyártórendszerek struktúrájára, illetve működésére. A következő évtizedekben forradalmi változások várhatóak a gyártórendszerek fejlődésében, melynek során előtérbe kerülnek a kisebb méretű, de jóval nagyobb rugalmasságú, autonóm, egymással együttműködő gyártóegységek. A jelenlegi,
2
erősen hierarchikus felépítésű rendszerek helyébe innovatívabb, rugalmasabb működést biztosító elosztott struktúrájú szervezetek kerülnek. Mindeddig a Számítógéppel Integrált Gyártás (CIM) koncepciója révén várták a megoldást a dinamikusan változó környezet kihívásaira. A hagyományos CIM rendszerek felépítése általában erősen hierarchikus szerkezetű. Napjainkra kiderült, hogy az ilyen struktúra nem minden esetben alkalmas a felsorolt problémák kezelésére [1]. A CIM-et telepítő cégek nagy befektetés mellett, hosszú kifutási idejű és az erős centralizáció miatt általában rendkívül merev gyártási struktúra mellett kötelezik el magukat. A magas szintű automatizáltság mellett a rendszereket jellemző merevség lehetetlenné teszi számukra az alkalmazkodást a folyamatosan változó környezethez, ami gátat szab az eredményes működésnek és fejlődésnek. A probléma megoldásának érdekében intenzív kutatások folynak új gyártási struktúrák kialakítására. Az egyik ilyen új kutatási koncepció a holonikus gyártórendszerek, amelyek autonóm, intelligens, rugalmas, elosztott, egymással kooperáló egységekből, ún. holonokból állnak. [2],[3],[4]. Az IMS projekten belül hat különböző Test Case-t fogadtak el, ezek közül az 5.-nek (TC5) a címe Holonikus Gyártórendszerek, amelyben jelenleg 31 partner működik közre, ebből 11 európai. Holonikus rendszerek A holonikus koncepció központi fogalma az ún. holon szó, amelyet Arthur Koestler, magyar származású író használt először The Ghost in the machine,(1967) című könyvében. Jelentése egyidejűleg egész, - amely részeket tartalmaz - és rész, amely alkotóeleme egy másik egységnek. A szó a görög eredetű holosz (egész) és az on toldalék (rész, mint neutron, proton, stb.) összetételéből alakult ki. Két megfigyelés ösztönözte Koestlert, az új fogalom bevezetésére. Az első Herbert Simon, Nobel díjas közgazdásztól származik, amelyben két svájci órakészítő esetét hasonlítja össze: az egyik, Tempus minden esetben alapelemekből állította össze óráit míg a másik, Horus egybetartozó részegységeket alakított ki, majd ebből rakott össze egy-egy órát. Holott mindkét mester megbízható, jó minőségű órákat készített, Horus, aki részegységekkel dolgozott többre vitte mint társa, mert jóval több órát tudott összeállítani, hisz egy-egy véletlen rontás után csak az adott részegységet kellett újra összeszerelni. Az említett összehasonlításból Simon arra a következtetésre jutott, hogy a stabil közbenső részrendszerekből gyorsabban és könnyebben 3
alakulhatnak ki nagy, komplex struktúrák, mint az alap építőelemekből. Az így felépített összetett, bonyolult szerkezetek a részelemek egymásba ágyazott architektúrája. A másik megfigyelésre az élő és társadalmi szervezetek hierarchiájának, illetve építőelemeinek vizsgálatakor került sor. Az ilyen típusú rendszerekben a rész és az egész fogalma viszonylag jól elhatárolható egymástól, de mindig igaz, hogy abszolút értelemben sehol sem létezik a rész és az egész: ami egész, az egy nagyobb egység része, és fordítva. Holon Holon(egész/rész)
Holon(egész/rész)
1 ábra Holonikus rendszer felépítése
A holonikus rendszerek felépítését mutatja be a 1 ábra. Mint az az ábrán is látható egy holon tartalmazhat más holont vagy holonokat, de önmagában egy zárt egészként is értelmezhető. Az egymásba ágyazott holonok különböző tulajdonságokkal rendelkeznek, de ezek közül is ki kell emelnünk kettőt, amelyik rendkívül fontos és alapjaiban határozza meg a viselkedési mechanizmusukat. Az egyik az önállóságra törekvés, a másik az együttműködés útján történő feladatmegoldás. Az önállóságra törekvés az előzőekben említett egész, míg az együttes feladatmegoldásra való törekvés a rész dinamikus megjelenése. Ez a két merőben ellentétes magatartásforma határozza meg holonok két alapvető sajátosságát az autonómiát, illetve a kooperációt. A holonokat az általuk végzett funkciók, feladatok alapján különítjük el. Autonómiájuknál fogva a holonok az önálló feladatmegoldásra törekednek, de ha nem képesek a feladatot önállóan megoldani, akkor kapcsolatba lépnek más egységekkel és közös csoportba tömörülve oldják meg a problémát. Az ilyen csoportokban, ha feladat megoldása megkívánja, akár időleges hierarchikus szerveződés is lehet. Példa lehet erre, ha adott holon egy bizonyos feladatra csoportot szervez maga köré és a feladat teljesítéséig maga irányítja a csoportot. A kialakult szervezet nem statikus, különböző feladatokra más-más csoportosulások jönnek létre, a feladat teljesítése után a csoport felbomlik. A holonikus rendszerek struktúrájának 4
lényeges tulajdonsága, hogy egy adott holon akár több csoport részeleme is lehet. A rendszerben található holonok viselkedését kötött szabályok és rugalmas stratégiák vezérlik. A kötött szabályok a rendszer konfigurációjára, az elemek közötti kapcsolatteremtésre, kommunikációra vonatkoznak, míg a különböző stratégiák az autonóm holonok működésének lehetséges változatait határozzák meg. Ezen stratégiák figyelembevételével dönthetnek az egyes elemek arról, hogy részt vesznek-e bizonyos feladatok elvégzésében, bekapcsolódnak-e valamely csoport munkájába vagy sem. A fent bemutatott működési mechanizmus fontos követelménye a fejlett kommunikációs rendszer. A holonokon belüli elemek között a kapcsolat sokkal intenzívebb mint a holon határain kívül, illetve belül elhelyezkedő részek között (2. ábra). A holonikus rendszerek felépítése a részegységek egymásba ágyazott hierarchiája. Ez a szerkezet nem jelent alá- vagy fölérendeltségi viszonyt, csupán strukturális hierarchiáról van szó. A közös feladatmegoldás során elképzelhető olyan szituáció, amikor kialakulnak alá és fölérendeltségi viszonyok, de ez csak időleges lehet. Ezt a hierarchiát Koestler holarchiának nevezte el. A holarchiában az egyes összetevők autonóm, egész részei az alsóbb szinteknek, ugyanakkor szerves alkotóelemei egy közös feladatot ellátó csoportosulásnak, egy fölsőbb szinten elhelyezkedő egésznek. A különböző részegységek az azonos szinteken kooperálnak egy-egy komplex feladat elvégzésének az érdekében. Ez látható a 2 ábrán. Holon
Holarchia Holon
Holon
Holarchia Együtműködés Autonóm Együtműködés Autonóm holon holon
2 ábra Holarchia és kooperáció
Holonikus gyártórendszerek Koestler munkája hasznos háttérnek bizonyult a gyártórendszerek területén. A holonikus rendszerekről felépített koncepcióját az IMS (Intelligent Manufacturing System Program) keretén belül a HMS (Holonic Manufacturing System) konzorcium átvette és holonikus
5
gyártórendszerek (HMSs, Holonic Manufacturing Systems) kifejlesztését tűzte ki célul. Az alkalmazhatóság érdekében azonban precízebb és határozottabb terminológiai definíciókat vezettek be a holon, holarchia, holonikus rendszer, stb. kifejezésekre. Néhány fontosabb definíció az alábbiakban [5]: •
Holon: Autonóm és kooperatív egység a gyártórendszerben, amely átalakít, szállít, raktároz fizikai objektumokat és/vagy információt dolgoz fel. A holonok általában egy információ feldolgozó és egy fizikai feldolgozó egységgel rendelkeznek. Adott holon másiknak a része lehet.
•
Autonómia: Adott egységnek azon tulajdonsága, amelynek a segítségével önmaga által létrehozott terveket és stratégiákat alkalmaz, illetve végrehajt.
•
Együttműködés: Az a folyamat, amelynek során a holonok egy halmaza kölcsönösen elfogadható tervet dolgoz ki, és végrehajtja azt.
Autonómia: – Önütemezés – Önszabályozás
HOLON
– Önjavítás – Önbeállítás
Kooperáció:
Belső Algoritmusok
– Tárgyalás – Kommunikáció
3 ábra A holonok két legfontosabb tulajdonsága
•
Holarchia: Együttműködésre képes holonok rendszere, amely adott cél elérésének érdekében működik. A holarchia meghatározza a kooperáció (együttműködés) alapvető szabályait, így korlátozza a résztvevő holonok autonómiáját.
•
Holonikus gyártórendszer: Olyan holarchia, amely összefogja a termelési folyamat minden fázisát a megrendeléstől, a tervezésen, a konkrét gyártáson, az összeszerelésen keresztül a marketingig.
•
Holonikus tulajdonságok: Azon tulajdonságok együttese, amely egy egységet holonná tesz. Minimális követelmény az autonómia és az együttműködési képesség 3 ábra.
6
Holarchia
Vezérlés
Ember
Belépő Objektum
Feldolgozó egység
Feldolgozott Objektum
4 ábra Embertől függő holon
A holonikus gyártórendszerekbe könnyen beilleszthető az ember, hisz autonóm és együttműködésre képes, egyszerűen integrálható a gépi és az emberi döntéshozás. A holonoknak, más holonok mellett gyakran része lehet az ember is, pl. szállító holon vagy előkészítő holon. Az ilyen típusú egységekben az ember is önálló holon, szerves összetevője egy komplex feladatot ellátó csoportosulásnak. Ezeket az egységeket embertől függő holonoknak nevezzük. Ilyen struktúrát ábrázol a 4 ábra. Holonikus gyártási környezet vázlata látható a 5 ábrán. Az ilyen holonikus gyártórendszerekben elkülöníthető egy információfolyam, valamint egy anyagfolyam. A rendszer működésének kiindulópontja a fogyasztó C objektum szükséglete. Ezt dolgozza fel az információs holon, majd kapcsolatba lép egy gyártó holonnal, amely képes az adott termék alkatrészeinek legyártására. Az alkatrészek mozgatását szállító holonok segítségével végzik és több összetevő esetén az összeszereléssel külön részegység foglalkozik. Az ábrán vázolt rendszerben a végső kiszállítást is, a gyártóegységhez tartozó, erre a feladatra alkalmas holon végzi. Az információs és a szállító holonok segítségével a fogyasztó szerves részévé válik a holonikus gyáregységnek, ami rendkívül rugalmassá teszi annak működését. Feltétlenül meg kell említeni, hogy a holonikus gyártással foglakozó vizsgálatok jelenleg még kezdeti stádiumban vannak, de az elosztott struktúrájú gyártórendszerek kutatásának területén egyik legígéretesebb próbálkozásnak számítanak. A holonikus struktúra megválaszolásra váró kérdések sokaságát veti fel. Figyelembe véve, hogy a holonoknak valós körülmények között kell működniük, ahol a szenzorjelek feldolgozása, a bizonytalanság kezelése és a tanulás elengedhetetlen feltételek, a neurális hálókon, a fuzzy technikákon és a hibrid mesterséges
7
intelligencia megközelítéseken alapuló módszerek várhatóan nagy szerepet játszhatnak a felmerülő problémák megoldásában. Központi probléma, hogy miként biztosítható az autonóm egységek csoportba tömörülése és a csoporton belül olyan feladatok elvégzése, amelyhez több résztvevő szükségeltetik. Hogyan vehetők rá a holonok a kooperációra? Vannak-e garanciák arra, hogy a holonok elvégzik ezeket a feladatokat? Kiszámítható-e egy ilyen rendszer működése? A kérdések megválaszolására a világ több pontján indultak kutatások. Egy lehetséges megoldásnak ígérkezik a feladatok elvégzéséhez bevezetett büntetés/jutalom rendszer, ahol a résztvevők minél több jutalom
Holonikus alrendszer
Anyag folyam Információfolyam
Információs holon
B Objektum
Gyártó holon
Összeszerelő holon
Szállító holon
A’ Objektum ”C Objektum szükséglet!”
A Objektum
Fogyasztó
C Objektum
Szállító holon
5 ábra Holonikus gyártórendszer struktúrája
megszerzésére törekednek [6]. Megoldás lehet a piaci törvényszerűségek alkalmazása a holonikus rendszerekben [7]. Megvalósított, komplett holonikus gyártóegységekről még nem tudunk, de részrendszerek működéséről már jelentek meg publikációk [3],[4].
8
A fraktális vállalat A fraktál gyártás kapcsán sokszor előfordul a fraktális vállalat elnevezés. A fraktális vállalat fogalmát H.J. Warnecke vezette be a “Revolution der Unternehmenskultur-Das Fraktale Unternehmen” című könyvében 1992-ben, amelyet a nagy érdeklődésre való tekintettel 1993ban angol nyelven is kiadtak (“The Fractal Company, a revolution in corporate culture”) [8]. A magyar kifejezés a német cím fordítása. Ha a fraktál gyártás címszóval találkozik az olvasó azonnal gyártórendszerekre gondol. A fraktális vállalat fordítás jobban tükrözi a német szerző elképzeléseit, mert koncepciójának központi eleme a vállalati szervezet, annak felépítése és működése. A vállalat szó jelen esetben sokkal inkább az iparban tevékenykedő, termeléssel foglalkozó vállalatot jelenti, de a rá vonatkozó megállapítások értelmezhetők bármely szervezetre. A koncepció bevezetésének célja, egy olyan szervezeti struktúra bemutatása, amely alkalmas a nyugat-európai nagyvállalatok szerkezetének átalakítására, annak érdekében, hogy működésük sikeres legyen a rendkívül változékony környezetben. A fraktális vállalat kisebb részegységekből, az ún. fraktálokból áll. Az elnevezés a fraktál geometriából származik és a szerző azért választotta ezt a nevet, mert a fraktálok éppen olyan tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyek alkalmassá tehetnek egy mai ipari vállalatot a sikeres jövőbeni működésre. Ezek a tulajdonságok a következők: hasonlóság, önszerveződés és dinamizmus.
A fraktális vállalat elemeinek és azok tulajdonságainak definíciói: Fraktál: önállóan cselekvő szervezeti egység, amelynek céljai és teljesítménye pontosan
meghatározható. Hasonlóság: a fraktálok egymáshoz hasonlóak, mindegyik valamilyen szolgáltatást végez. Önszerveződés: A fraktálok önszerveződőek; az önszerveződés két szintű:
- operatív szint: konkrét feladatok esetében a fraktálok önmaguk határozzák meg belső struktúrájukat és működésüket; - stratégiai, taktikai szint: a fraktálok hosszútávú céljaikat egy iteratív, kooperációs folyamat során határozzák meg, melynek során folyamatosan egyeztetnek az őket tartalmazó egységekkel. Dönthetnek belső, illetve külső kapcsolatok teremtéséről. Saját
9
maguk határozzák meg a szükséges információk jellegét és terjedelmét. A fraktálok képesek önmagukat újrastrukturálni, regenerálni, valamint feloszlatni. Célrendszer: a célrendszer, amely a komponens fraktálok egyéni céljaiból alakul ki nem lehet
ellentmondásos. A fenti tulajdonságokkal rendelkező fraktálok hatékony információs rendszer támogatásával rendkívül rugalmas, dinamikusan változó rendszert alkotnak. A fraktális vállalat alapelemei a fent meghatározott tulajdonságokkal rendelkező fraktálok. A fraktálok újabb fraktálokat tartalmazhatnak, tehát az egymásba ágyazott felépítés, akárcsak a holonikus rendszereknél itt is létezik. A fraktálok tulajdonságai a szervezet belső működését jellemzik, éppen ezért külső szemlélő számára nehéz beazonosítani egy fraktális vállalat elvei alapján működő rendszert. Ha a vállalat keretein belül működik egy karbantartó műhely, amely önálló döntési jogkörrel rendelkezik, szolgáltatást nyújt és rendelkezik a felsorolt tulajdonságokkal (célorientált, önszerveződő, stb.), akkor nyugodtan tekinthető fraktálnak. Ha ilyen egységeket különítünk el szervezetünkön belül, egymáshoz hasonló elemekre (fraktálokra) bontottuk rendszerünket. Az elkülönített elemek egymáshoz hasonlóak, de belső felépítésük nem szükségszerűen azonos, 6 ábra. A fraktális vállalatot alkotó egységek lényeges tulajdonsága a célorientáció. Az egyes célok a fraktálok részvételével egy iteratív, dinamikus folyamat során alakulnak ki. Ha valamilyen ellentmondás van bizonyos egységek között, akkor azt kompromisszumos megoldással meg kell szüntetni. A globális célrendszer hierarchikus felépítésű, a vállalat célrendszere tartalmazza a benne tevékenykedő fraktálok célrendszerét, azok az őket tartalmazókét és így tovább. Ezen a hierarchián lefelé haladva a célok egyre specifikusabbak. A célkialakítási folyamatban a fraktál a fölötte elhelyezkedő szinttel folyamatosan egyeztet és ha ellentmondás van, akkor azt kompromisszummal feloldják. Ahhoz, hogy az említett folyamatok együttműködés révén lejátszódhassanak (végbemehessenek) rendkívül fejlett információs technológiára van szükség. A saját szabályozó rendszerrel és fejlett információs képességekkel rendelkező, önszerveződésre képes fraktálok ezért rendkívül rugalmasak és maximálisan alkalmazkodnak a folyamatos változásokhoz.
10
A fraktál A fraktál
B fraktál B fraktál Hasonló elemek
Belső, struktúrális különbségek
6 ábra Hasonlóság és különbség a fraktálok között
Hasonlóság
A szervezeten belül elkülönített fraktálok között a hasonlóság nem csak működésükre (szolgáltatás) vonatkozik. Minden fraktál célokkal rendelkezik és a célkialakítási folyamataik is hasonlóak. Lényeges követelmény a fraktálokkal szemben, hogy “vállalkozó szemmel gondolkozzanak”. A fraktális vállalatot alkotó egységek kisvállalkozásokként működnek a szervezeten belül. (Jó példa erre a javítóműhely, amely szolgáltatásával támogatja a gyártóegységeket.) Mint azt már korábban említettük a szervezetet alkotó fraktálok egymásba ágyazottak, de a hasonlósági kritériumnak továbbra is fenn kell maradni. A gyáron belüli “kis gyárak” is szolgáltatnak és céljaik vannak. A fraktálok egymáshoz való hasonlósága, akárcsak a geometriában, nem jelent azonosságot. Mivel az egyes problémák megoldására (szolgáltatás) több módszer kínálkozik, a fraktálok hasonló célok, illetve bemenő és kimenő változók mellett különböző belső felépítésűek lehetnek 7 ábra.
11
Belső felépítés Bemenet
Kimenet
Bemenet
Kimenet
7 ábra Hasonló feladatot ellátó fraktálok belső felépítése különbözik
A fraktális vállalat szerkezete dinamikusan változik. Új feladatok kapcsán új fraktálok alakulhatnak, a régiek feloszlathatják önmagukat, nagyobb csoportba tömörülhetnek, de minden esetben lényeges követelmény a hasonlóság fennmaradása. Az újrastrukturálódás során egy-egy fraktál nem szükségszerűen marad a vállalat része, abból kiválhat és teljesen önállóan működhet. Szolgáltatásait ezután a vállalaton kívül más külső szervezet is igénybe veheti. Ily módon önállóan működő, kisebb fraktális vállalatok hálózatba kötött rendszere alakul ki. Hasonló folyamat figyelhető meg a mai, nagy és nem megfelelő hatékonyságú, sokszor veszteséges konglomerátumok kisebb önálló egységekre bomlásakor. Minden vállalatnál léteznek stratégiai fontosságú egységek. A fraktális vállalat formájában működő szervezeteknél az ezeket az egységeket érintő folyamatos változások nem minden esetben szolgálják a vállalat hosszútávú céljait, ezért bizonyos funkciók központi irányítás alatt maradhatnak. Jó példa erre egy, a gyáron belüli tervezéssel foglalkozó osztály. Ez olyan szervezeti egység, ahol nagy mennyiségű tudás koncentrálódik. A gyár szervezeti felépítésének
dinamikus
változása
“tudáselszívó”
hatással
lehet
erre
egységre
(kulcsfontosságú szakemberek távozhatnak), ami nem szolgálja a vállalat globális céljait. Stratégiai fontosságú szervezeti egységek ezért maradnak központi irányítás alatt, de hasonlóan
működnek
mint
a
decentralizált
fraktálok.
Ezek
az
egységek
nem
monopolizálhatják az információt a vállalaton belül és nem törekedhetnek központi funkciók kisajátítására. Az információ egyetlen részleg kiváltsága sem lehet és elérése minden fraktál számára azonos feltételekhez kötött. A feladatok elvégzésekor a fraktálok minden esetben a teljességre törekednek. Ha a feladatot nem képesek önállóan elvégezni más fraktálok által nyújtott vagy központi szolgáltatást is igénybe vehetnek. Ha élnek ezzel a lehetőséggel, akkor a szolgáltatást csak korlátozott ideig 12
használják. A korábban már példaként említett javítóműhely is ilyen szolgáltatást végez, hisz egy, a gyártással foglalkozó fraktál bizonyos termék elkészítésekor korlátozott időre a javítóműhely szolgáltatásait is igénybe veszi. Önszerveződés
A fraktális vállalaton belül az önszerveződés két szintjét különíthetjük el: operatív, és taktikai-stratégiai. Az első a rövidtávra vonatkozik, míg a taktikai és stratégiai a közép és hosszútávra. Az operatív önszerveződés azt jelenti, hogy a fraktál, adott szituációban saját keretein belül dönt belső struktúrájáról és működéséről. Ez nagymértékű decentralizációt jelent, hisz senki sem szólhat a fraktál saját belső struktúrájának kialakításába. A javítóműhely példájában ez azt jelenti, hogy a csoporton belül önmaguk döntenek arról, ki mikor és milyen feladatot lát el. Ezen felül a csoportot tagjai is sok esetben dönthetnek önállóan bizonyos feladatokat illetően. Ennek az önszerveződésnek egy sikeres példája a 3M termékfejlesztő csoportjában bevezetett eljárás. Az osztályon belül a fejlesztők munkaidejük 15%-át saját ötleteik megvalósítására fordíthatják. Munkájukba senki sem szól bele, sőt ha bizonyos kísérletek miatt esetleg pénzre van szükségük, akkor erre a célra egy központilag elkülönített pénzösszeg, éves szinten 1millió dollár, áll rendelkezésre. (A pénz elosztásáról egy bizottság dönt.) A 3M-nek évi 300millió dollárt hozó öntapadó ”post it” üzenő-cédula éppen egy ilyen fejlesztésnek az eredménye. Az önszerveződés következő szintje, amely közép és hosszú távon értelmezhető a taktikai, illetve a stratégiai önszerveződés. A szerkezeti felépítés kialakítása vagy átalakítása a gyártórendszerekben és a szervezetekben egyaránt valamilyen külső hatás eredménye. Ezek a hatások általában olyan esetekben kerülnek felszínre, amikor valami oknál fogva a rendszer nem megfelelően látja el feladatát. Ez azt jelenti, hogy a szerkezet átalakítása reakció ezekre a visszajelzésekre. A fraktális vállalat esetében viszont folyamatos tanulás segítségével éppen ezen folyamatok kialakulását kell megakadályozni. Ez azt jelenti, hogy a rendszer pro-aktív módon, állandó tanulással, folyamatos és dinamikus önszerveződéssel előre reagál és elkerüli ezeket a helyzeteket.
Hosszútávú
céljaikat,
szerkezetüket
a
fraktálok
a
visszajelzések
figyelembevételével határozzák meg. Ezt dinamikus strukturálódásnak nevezzük. A szervezeti felépítés kialakításakor, megváltoztatásakor fontos az egységekben, illetve azok között végbemenő folyamatok figyelembe vétele, nem elégséges a részelemek statikus vizsgálata. 13
Csak ilyen szemléletmód mellett lehet biztosítani azt, hogy a vállalat a környezetében bekövetkező változásokra időben és megfelelő módon reagáljon. A folyamatok figyelése, a hibás döntések későbbi figyelembe vétele, a folyamatos “helyzet-meghatározás” a szervezeten belül, stb. igen nehéz feladatnak számítanak. A fraktálok hosszútávú célmeghatározásnak, a dinamikus újrastrukturálódásnak nincsenek kifejlesztett módszerei, a fraktális vállalat alapján működő szervezet esetén ez az egyik legnehezebben megoldható feladat. Ezeknél a folyamatoknál nagymértékű a bizonytalanság, szóba kerül az előző folyamatok tapasztalatainak felhasználhatósága, a tanulás kérdése, ami a mesterséges intelligencia eszközök használatának lehetőségét biztosítja. Dinamizmus és vitalitás
A fraktális vállalat nem az első olyan szervezet-felépítési elképzelés, amely kis önálló egységek összefüggő rendszere. A gyártás területén már korábbról ismert a szegmentáció fogalma, aminek azonban hátránya a statikus szerkezet. A fraktálokkal szemben jóval nagyobb az elvárás. Minden fraktálnak rendelkeznie kell egy nagyon fontos tulajdonsággal a vitalitással. A vitalitás szó a biológia területéről származik és életerőt, életben maradást jelent. Általában élő szervezetekre jellemző tulajdonság, de használható a hasonló képességekkel rendelkező intelligens rendszerek leírására is. Az utóbbi időben a dinamikus környezeti változásokhoz alkalmazkodni képes egységek jellemzésére használják egyre gyakrabban. A fraktális vállalatok esetében a vitalitás, az a képesség, amelynek segítségével a fraktálok a változó környezeti hatások ellenére is képesek feladataik elvégzésére. A vitalitás nem más, mint a sikertényezők állandó figyelése és kutatása. Mik lehetnek ezek a tényezők: K+F, hatékonyság, logisztika, munkaerő, termékskála, termelési folyamatok, piaci helyzet, versenytársak pozíciója, pénzügyi lehetőségek, stb. A fraktálok ilyen szempontból való megfigyelése szakít az egydimenziós lineáris vizsgálattal és az egységeket komplex, többdimenziós térben tevékenykedő struktúraként kezeli. A fraktálok vitalitásának meghatározásakor két tényezőt szokás figyelembe venni. Az egyik a fraktál erőssége (képesség, szakértelem), ami belső tulajdonság, a másik az éppen aktuális környezeti követelmények összesége, mint külső jellemző. E két jellemző segítségével állítható össze a vitalitás portfolió térképe 8 ábra.
14
lehetőségek környezet vonzó ereje
korlátozott vitalitás belső fejlesztés szükséges
jó vitalitás kedvező felépítés a komponens erőssége
a komponens gyengesége
kedvezőtlen nincs továbbfejlődési lehetőség
korlátozott vitalitás külső fejlesztés szükséges
veszély környezet taszító ereje
8 ábra Vitalitás portfolió
A fraktáloknak másik lényeges jellemzője, amely nem vizsgálható külön a vitalitástól, a dinamizmus. A dinamizmus leglényegesebb tényezője a fraktálok belső, illetve egymás közötti
kapcsolatrendszere. A fraktális vállalat részleteinek meghatározásakor a fraktálokat úgy kell kialakítani, hogy a kapcsolatok (pl. anyagáram, információ, munkaerő) erőssége egy-egy fraktálon belül jóval intenzívebb, mint kifelé. (Ez a tulajdonság a holonikus rendszerekre is jellemző.) Ha a kapcsolatrendszerben változás történik, például egy új feladat elvégzésekor,
A kapcsolatrendszer megváltozása
következmény
gyártást támogató fraktál (pl. karbantartás) gyártó fraktál
9 ábra Gyártási környezet dinamikus újrastrukturálása
15
akkor a szervezeti egységek felépítését át kell alakítani. Ilyen átalakítást ábrázol a 9 ábra. Az ábrán kezdetben két gyártóegység és három, ezt a tevékenységet támogató modul alkot egy-egy fraktált. Az új szituációban, ami lehet egy új feladat, a gyártó és a támogató fraktálok között megváltozik a kapcsolatrendszer. Ebben a helyzetben szerencsésebb ha új fraktálok jönnek létre a régiek helyett. Példa lehet erre az előzőekben már említett javítással foglalkozó egység, mint gyártást támogató fraktál és egy konkrét alkatrész gyártásával foglalkozó részleg. Kapcsolatrendszerük az újonnan beérkezett megrendelések nagy száma miatt megváltozik, mert a gyártással foglalkozó fraktál jóval többször igényli a javítóműhely szolgáltatásait. Célszerű tehát erre az időszakra a javítóműhelyt és az adott gyártó egységet egy fraktálként kezelni. Önálló döntési jogkörrel rendelkező egységek létrehozása a vállalaton belül, jó reakció lehet a gyorsan változó piaci körülményekre. Nagy, centralizált, hierarchikusan strukturált vállalatok kerültek ilyen helyzetbe, és nem térhettek ki a változtatás elől. Ez a folyamat azonban rendkívüli körültekintést igényel és mint azt már említettük a végeredmény nem lehet egy elemeire bontott statikus rendszer. Fraktális vállalatok kialakításánál az elsődleges feladat a menedzsmenté. A vállalatvezetésnek kell elkülöníteni a különböző részegységeket, azok nem önmaguktól alakulnak ki. Különböző módszerek ismertek a részrendszerek kialakítására. Fontosabbak ezek közül a következők: termék, gyártási eljárások, kommunikációs és információs követelmények, anyagfolyam, munkaerő
középpontba
helyezése.
Utasításos
rendszerben
az
említett
módszerek
valamelyikének alkalmazása során az eredmény nem lehet más, mint passzív szegmentumok létrejötte a vállalaton belül. Ezzel szemben, ha fraktálokból álló vállalat kialakítása a célunk, Múlt
management
utasítás
passzív egységek létrehozása és felbontása
Jövő
management
célok korlátok
aktív fraktálok létrehozása és felbontása
10 ábra Statikus szegmensek és fraktálok kialakítása közötti különbség
16
akkor a felbontás nem lehet egyszerű tárgyias feldarabolás. Figyelembe kell venni a vállalatokon belüli folyamatokat, a különböző részegységek közötti kapcsolatrendszert, az elsődleges felosztási szempontként nem minden esetben a terméket kell figyelembe venni. A szegmensek és a fraktálok közötti alapvető különbségeket tartalmazza a 1 táblázat, kialakításuk közötti különbség látható a 10 ábrán. szegmensek vállalaton belül
fraktálok
-
gyártás
-
szolgáltatás (tágabb értelmezésben)
-
egyszeri szerkezet kialakítás, külső hatás
-
folyamatos újrastrukturálás
következtében -
stabil környezetben alkalmazható
-
változó környezetben alkalmazható
-
előre meghatározott célok irányába
-
iteratív folyamat útján kialakított célok
-
megszervezik és irányítják önmagukat
1 Táblázat Célkialakítási folyamat
A célkialakítási folyamat a teljes vállalat működésének alapvető mozgatórugója. Az egyes fraktálok céljai nem felülről érkező kényszerítés hatására, hanem egy állandóan működő koordinációs folyamat során alakulnak ki, amelyben minden fraktál részt vesz. A globális célrendszer, az egyes fraktálok céljainak összessége, hierarchikus felépítésű. A teljes célrendszer ellentmondás mentességét ez a hierarchikus felépítés biztosítja. A fraktális vállalat különböző fraktálok egymásba ágyazott rendszere. Az egymásba ágyazottság nem csak a fraktálok szerkezetére vonatkozik, hanem célrendszerükre is. Ha a teljes célrendszert lebontjuk, akkor a különböző szinteken elhelyezkedő fraktálok célrendszere tartalmazza az őket alkotó fraktálok céljait. Ezen a hierarchián lefele haladva egészen a gyártási folyamatig a célok egyre specifikusabbak. A célok meghatározása az egy szinttel feljebb elhelyezkedő fraktállal történő folyamatos egyeztetés útján valósul meg egy, olyan “cél-keretrendszerben”, amelyet a magasabb szinten elhelyezkedő fraktál biztosít a benne találhatók számára. A koordinációs folyamat állandó ezért az ellentmondások azonnal feloldhatók. A szervezés és vezetés területéről ismert a Megegyezéses Eredménycélokkal való Vezetés, MEV (Management by Objectives). Ez a módszer fontos mérföldkő a szervezet fejlesztés
17
területén, mert az egyén számára megadatik az önálló célok megfogalmazásának lehetősége és az azokhoz vezető út kijelölése. A módszer jól alkalmazható fraktális vállalat területén is. A célkialakítási folyamat nyomon követéséhez vegyük példának egy kutatóintézet működését. A kutatóintézetben általában a munkatársak nagyon specifikus területeken dolgoznak. Ezeken a területeken az adott kutatók nagyobb szakértelemmel rendelkeznek, ezért logikusnak tűnik a szakterülethez kapcsolódó döntések és az ezzel járó felelősség delegálása. Új kutatási területekre való belépés, bizonyos kísérletek felfüggesztése az adott területen dolgozó csoport döntésének következménye. Új kutatási problémákon dolgozó csoportok kialakítása, közelálló szakterületeken dolgozó team-ek összeolvadása, “halálra ítélt” kutatások megszüntetése a kutatóintézet szervezeti felépítését állandóan változtatják. Ezt a változást az intézet kutatómunkájába rövidebb ideig résztvevő fiatalok fluktuációja is befolyásolja. Nézzük meg közelebbről az ilyen fiatal kutatók céljait. Az intézetbe érkező fiatalok célja további tudás, és az ezzel járó tudományos fokozat megszerzése. Ez egyéni cél. A cél elérésének érdekében megfelelő környezetre van szükség, biztonságos anyagi háttér, közvetlen kapcsolatrendszer a kutatóhelyen, szakterülettel kapcsolatos információk könnyű elérhetősége, stb. Az intézet anyagi hátterének viszonylag nagy része ipari projektekből származik, ezért célja az ilyen projektekben való részvétel és ezen keresztül technológiai transzfer az iparba. A kutatóknak viszont érdekük a projektekben való részvétel, hisz a már említett célok mellett fő szempontjuk lehet az is, hogy megszerzett tudásuk piacképes legyen. Ennek érdekében a fiatal kutató elmélyed egy adott szakterületen és doktori dolgozatának elkészítéséig eredményeit publikálja, hírnevet szerez magának amely akár későbbi projektekben való részvételt is lehetővé tesz. Munkája folyamán a kutató saját céljaival befolyásolja csoport tevékenységi körének irányát. A munka során a kutatók folyamatosan konzultálnak a csoport vezetőjével, akinek a feladata a tanácsadás, támogatás biztosítása egyszerűen csak a dolgok gördülékenységének biztosítása. Az intézmény vezetésének feladata az intézet működtetése, szervezetének kialakítása vagy átalakítása. A tapasztalatok azt mutatják, hogy ezek a átalakítások nem “fent eldöntött” kérdések, hanem alsó szinten végbement folyamatok következményei. Ha az intézet általános célját
(iparban
tevékenykedő
vállalatok
számára
végzett
kutatások)
lebontjuk
a
laboratóriumok szintjére, majd az itt tevékenykedő kutatók céljainak szintjére, akkor egy hierarchikus felépítésű célrendszert kapunk, melyben lefelé haladva a célok egyre specifikusabbak. Operatív szinten minden a csoporton belül dől el, hosszútávon a csoport
18
tagjainak céljai, amelyek a csoportvezetővel történt folyamatos egyeztetés útján alakultak ki, befolyásolják az intézet célrendszerét. Mint azt már korábban említettük szükség lehet olyan szolgáltatásokra, amelyek csak központi irányítás alatt működhetnek. A kutatóintézet esetében ilyen a könyvtár vagy a számítógépes hálózat. Ezek szolgáltatásait bármely kutató ugyanolyan feltételekkel veheti igénybe. Összegezve megállapítható, hogy a fraktális vállalat jellemzői jól megfigyelhetők a kutatóintézetek szervezeti felépítésében és azok működésében. A célrendszer kialakításának ezt a módját igen kevés szervezet alkalmazza. Csoportok, divíziók által kialakított célokat a vezetéssel való egyeztetés és megfelelő módosítás után még Szervezeti célok
célrendszer meghatározása visszacsastolás segítségével célok keretrendszere
A fraktál céljai B fraktál céljai
11 ábra A célrendszer kialakítása (Warnecke 1993)
kevés helyen valósítottak meg, de ott ahol ezek a módszerek alkalmazásra kerültek pozitív eredményeket értek el. A 11 ábrán a már bemutatott célkialakítási folyamat látható. Az operatív célok közötti ellentmondást egy keretrendszerben, a felsőbb szinten található fraktállal egyeztetve kell feloldani. Mint az a kutatóintézet példájában is felszínre került, az alsó szinten elhelyezkedő egységek egyéni céljai hosszú távon befolyásolják a szervezet struktúráját, működését és a globális célrendszert. A fraktális vállalat működéséhez a szervezeten belül összhangra van szükség. Azok a szervezetek, amelyek képesek az összhang megteremtésére és annak fenntartására tevékenységükön kívül ebből a belső összetartó erőből is profitálnak.
19
A fraktálok és holonok közötti különbség
A holonikus gyártás és a fraktális vállalat koncepciója elosztott, autonóm elemekből álló, adaptív rendszereket mutat be és mindkét elképzelés a kevésbé merev, dinamikus újrakonfigurálható, a mai követelményeknek megfelelő gyártóüzemek szükségességét hangsúlyozza. Míg a korábban bemutatott holonikus gyártórendszerek elgondolás, mint az névből is kitűnik, a gyártórendszerekre koncentrál, addig a fraktális vállalat koncepciója a teljes szervezetet helyezi a középpontba. A holonikus gyártórendszerek kapcsán bemutatott részletek jobban definiáltak. A ma alkalmazható módszerek közül néhány (pl. objektum orientált programozás) kisebb-nagyobb korlátozással viszonylag jól használhatóak a holonikus rendszerek kialakításánál, működtetésénél. A fraktális vállalat esetében a definíciók kevésbé pontosak, ezért ez a megközelítés jóval tágabb és ezzel együtt kevésbé precíz technikákat ajánl az ilyen típusú szervezetek létrehozására. Mindkét esetben megfigyelhető az egymásba ágyazott felépítés, de míg a holonok elkülönítésére viszonylag jó támpontok adottak (funkciók szerinti kialakítás), addig a fraktáloknál a szolgáltatás szerinti felosztás jóval átfogóbb azért nehezebben dönthető el hol is húzható meg egy-egy fraktál határvonala. Természetesen a holonikus rendszerek kialakításánál is vannak kérdőjelek. Mint azt már korábban említettük fő kérdés, hogy miként bírhatók rá az egyes holonok a közös feladatmegoldásra. A holonikus rendszereknél máig vitatott és precízen nem definiált, hogy milyen mértékű alá-, illetve fölérendeltségi viszony szükséges az egyes elemek között a zökkenőmentes működés érdekében. Elképzelhető hogy magasabb szinten elhelyezkedő holonok tág, elnagyolt irányterveket küldenek az alsó szintekre és itt az érintettek egymással intenzíven kommunikálva alakítanak ki részleteket. A fraktálok együttműködésének kulcsa a globális célrendszer és azon belüli célkialakítási folyamat. Ezek a fogalmak szintén tág mozgási teret tesznek lehetővé fraktális vállalatok kialakításánál. Nem tisztázott a fraktális gyártóüzemekben, hogy a dinamikus újrastrukturálás folyamata mennyire automatizált. Fraktálokat alkotó gépek képesek önmaguktól más csoporthoz csatlakozni? Igen lényeges szempont mindkét rendszer esetében az ember integrálhatósága. Fraktális vállalat esetén az ember szükségszerű. Amikor célkialakítási folyamatról beszélünk ez szinte automatikusan maga után vonja az ember jelenlétét. A szervezet középpontba helyezése szintén ezt az állítást erősíti. Holonikus gyártórendszereknél ez nem annyira egyértelmű. Azt láttuk, hogy az emberi döntéshozás könnyedén alkalmazható ezekben a rendszerekben is, de a 20
definíciók nem szükségszerűsítik az ember jelenlétét. Napjainkban már jelentek meg publikációk a holonikus gyártórendszerekhez hasonló módon működő ún. holonikus szervezetekről, amelyek rendkívül hasonlítanak a fraktális vállalatokra. Irodalomjegyzék
[1] Hatvany, J.; “Intelligence and cooperation in heterarchic manufacturing systems”, Robotics & Computer-Integrated Manufacturing, Vol. 2. No. 2 pp. 101-104, 1985. [2] Van Brussel, H.: “Developments in intelligent manufacturing, Visions into the Future”, European IMS Information Event, Patras, Greece, April 7-8, 1994. [3] Valckkenaers, P.; Bonneville, F.; Van Brussel, H.; Bongaerts, L.; Wyns, J.: “Results of the Holonic Control System Benchmark at KULeuven”, Proc. Of the 4th Int. Conf. On Computer Integrated Manufacturing, New York, Oct 10-12, 1994,pp 128-133. [4] Tönshoff, H.K.; Winkler, M.; Aurich, J.C.: “Product Modelling for Holonic Manufacturing Systems”, Proc. Of the 4th Int. Conf. On Computer Integrated Manufacturing, New York, Oct 10-12, 1994, pp 121-127. [5] Seidel D.; and Mey, M.: “IMS - Holonic Manufacturing systems: glossary of terms, IMSHolonic Manufacturing Systems: Strategies”, Vol. 1, March, IFW, University of Hannover, Germany, 1994. [6] Iwata, K.; Onosato, M.: “Random Manufacturing System: a new concept of manufacturing systems for production to order”, Annals of CIRP Vol. 43/1 pp 379-383, 1994. [7] Márkus, A.; Kiss, T.; Váncza, J.; Monostori, L.: “A market approach to holonic manufacturing”, Annals of CIRP Vol.45/1 pp 433-437, 1996. [8] Warnecke, H.J.: ”The Fractal Company, a revolution in corporate culture”, Springer-Verlag, 1993.
21
