POLCA ve výrobě: řízení toku mezi buňkami

Domov » Zdroje » POLCA ve výrobě: řízení toku mezi buňkami

Odhadovaný čas čtení: 11 minut

Výrobní buňka dokončí další zakázku, ale navazující buňka ji nemůže dál zpracovat. První tým měl stále co dělat. Zakázka však získala jen místo ve frontě, nikoli větší šanci na včasné odeslání.

Ve výrobě s vysokou variabilitou a nízkými objemy se tento problém řeší obtížněji, protože zakázky neprocházejí stejnými buňkami. Jedna potřebuje obrábění a montáž, jiná svařování a povrchovou úpravu. Doplňovat standardní zásobník pro každý možný díl není při takové rozmanitosti praktické řešení.

POLCA řídí tok mezi těmito buňkami pomocí kapacitních signálů. Pomáhá týmům nezahajovat práci, která by jen zvýšila přetížení navazujících pracovišť. Stejně důležitá ale zůstává další otázka plánování: jak zakázky s povoleným zahájením sladit s ostatními zakázkami a sdílenými stroji? SkyPlanner APS je propojuje v jednom výrobním rozvrhu a omezuje tak ruční slaďování samostatných seznamů jednotlivých buněk a front u výrobních zdrojů.

Co je POLCA ve výrobě?

POLCA je zkratka názvu Paired-cell Overlapping Loops of Cards with Authorization. Tato metoda řízení výroby určuje, kdy lze zahájit práci, pomocí omezeného počtu karet přiřazených dvojicím buněk a termínů povoleného zahájení zakázek. Vyvinul ji Rajan Suri v rámci koncepce Quick Response Manufacturing. Je určena pro prostředí s vysokou rozmanitostí výrobků, nízkými objemy a zakázkovou výrobou.

Podstatné je rozlišovat, co karta znamená. Karta POLCA představuje kapacitní signál pro konkrétní dvojici buněk, nikoli pokyn k doplnění konkrétního dílu. Omezený počet karet reguluje objem nedokončené výroby (WIP) v daném okruhu. Stejný okruh mohou využívat různé výrobky, pokud jejich výrobní postup vede přes tuto dvojici buněk.

Současně musí platit dvě podmínky:

• Zakázka má povolené zahájení. V dané buňce již nastal termín jejího povoleného zahájení, takže se nezačíná dříve, než plán dovoluje.
• Ve správném okruhu je k dispozici volná karta. Do tohoto propojení buněk tedy smí vstoupit další práce.

Zakázka musí být také připravena ke zpracování, včetně potřebného materiálu. Volná karta nevytváří zákaznický požadavek, nevyřeší chybějící součást ani neudělá ze zakázky bez povoleného zahájení urgentní zakázku. Stejně tak plánovaný termín zahájení neopravňuje k obcházení limitu zaplněného okruhu.

Jak fungují překrývající se okruhy

Představme si zakázku, která prochází výrobní buňkou A, obráběcí buňkou B a montážní buňkou C. Její postup využívá okruh A/B a okruh B/C. Každý okruh má vlastní karty; kartu A/B nelze použít místo karty B/C.

Zahájení v A s kartou A/B

Jakmile má zakázka v buňce A povolené zahájení, tým ověří dostupnost volné karty A/B a materiálu potřebného k práci. Jsou-li podmínky splněny, připojí kartu k zakázce a zahájí zpracování.

Karta A/B zůstává u zakázky i poté, co buňka A dokončí svou práci a předá zakázku do B. Do A se nevrací jen proto, že tam výroba skončila. Karta je nadále vázána na zakázku po dobu čekání v B i během jejího zpracování v B.

Před zahájením práce v B přidejte kartu B/C

Než buňka B zahájí obrábění, musí v ní mít zakázka povolené zahájení a musí být k dispozici karta B/C. Během zpracování v B tedy zakázku doprovází jak příchozí karta A/B, tak odchozí karta B/C. V tom spočívá překrytí: buňka B patří do obou okruhů.

Pokud není volná karta B/C k dispozici, zahájení obrábění by přidalo práci do okruhu, jehož povolený objem je již vyčerpán. Buňka B by měla místo toho zvážit jinou připravenou zakázku s povoleným zahájením, pro kterou je potřebná karta volná. Pokud žádná zakázka podmínky nesplňuje, může mistr přesměrovat pracovníky na odstranění omezení nebo jinou užitečnou činnost, místo aby zahajoval práci jen kvůli vytížení buňky B.

Každou kartu vraťte po dokončení práce v druhé buňce jejího okruhu

Jakmile buňka B zakázku dokončí a zakázka pokračuje do C, karta A/B se vrací do A. Tam ji lze použít pro další zakázku směřující do B, která splňuje podmínky zahájení.

Karta B/C doprovází zakázku i při průchodu buňkou C. Po dokončení práce v C se vrací do B. Pokud je C poslední buňkou v řízeném toku, nepotřebuje k zahájení práce další kartu odchozího okruhu.

Právě toto pravidlo vracení dává signálu smysl. Předčasné vrácení karty A/B by umožnilo vpustit do okruhu další práci ještě před dokončením stávající zakázky v B. Zbytečné zadržování karty dokončené zakázky by naopak blokovalo povolení, které už lze znovu využít.

Karta ovšem nepředstavuje rezervaci okamžitě volného stroje. Reguluje objem práce v okruhu, ale neurčuje přesný čas zpracování jednotlivých operací uvnitř buněk.

POLCA, kanban a CONWIP řídí každý něco jiného

Všechny tyto metody používají signály povolující práci, každá však odpovídá na jinou otázku.

Metoda	Co signál obvykle povoluje	Kde se hodí
Výrobní kanban pro konkrétní díl	Doplnění stanoveného množství konkrétního dílu po jeho spotřebě	Opakovaně vyráběné díly s fungujícím doplňovacím okruhem
CONWIP	Vstup další zakázky do vymezeného toku po návratu povolení v rámci celkového limitu WIP	Regulace objemu práce uvnitř vymezené části výroby
POLCA	Vstup práce do okruhu konkrétní dvojice buněk za podmínky povoleného zahájení zakázky	Různé výrobky procházející mezi buňkami podle různých postupů

Kanban ve výrobě je užitečný tam, kde se opakují jak doplňované položky, tak způsob jejich doplňování. Zakázkový díl, který ještě nebyl navržen ani objednán, nelze řídit jako standardní skladovou součást.

CONWIP dokáže pracovat s různými výrobky bez samostatné doplňovací karty pro každý díl. Jeho určujícím řídicím prvkem je limit WIP v celém vymezeném toku. POLCA přidává místní signály pro propojení dvojic buněk, kterými zakázka prochází, místo aby se opírala pouze o jeden limit pro celý tok.

V praxi nejde o to, která zkratka zní pokročileji. Ptejte se, co potřebujete regulovat: doplňování známých položek, celkový objem práce ve vymezeném systému, nebo práci mezi buňkami při proměnlivých výrobních postupech. V různých částech závodu může být odpověď jiná.

Hodí se POLCA pro váš závod?

POLCA stojí za zvážení tam, kde rozmanitost výrobků komplikuje doplňování jednotlivých dílů, ale výrobní postupy stále vedou přes jasně vymezené buňky. U každé zakázky musíte vědět, která buňka následuje, a být schopni spravovat odpovídající okruhy.

Zvlášť užitečná může být tam, kde místní rozhodnutí opakovaně způsobují hromadění práce v navazujících buňkách: předcházející tým zahajuje práci, aby si udržel vytížení, zatímco přebírající buňka už nestíhá. Metoda dává tomuto týmu důvod vybrat jinou zakázku s povoleným zahájením, místo aby frontu dále prodlužoval.

Někdy je však nejprve potřeba udělat přípravné kroky. Nespolehlivé výrobní postupy ztěžují výběr správné karty. Chybějící materiál může blokovat zakázky i karty, aniž by práce postupovala. Pokud buňce dlouhodobě chybí kapacita na přijaté zakázky, je nutné rozhodnout o kapacitě, nikoli jen změnit počet karet.

Počet okruhů a jejich účel jsou stejně důležité jako rozmanitost výrobků. Velké množství zřídka využívaných propojení dvojic buněk může být obtížné spravovat. Začněte u ucelené skupiny výrobků, jejíž postupy a předávání mezi buňkami dokážete srozumitelně popsat, místo abyste zaváděli kartu mezi každou myslitelnou dvojicí oddělení.

Vedení musí především podporovat chování, které požaduje. Pokud jsou operátoři odměňováni jen za vytížení vlastních strojů, mají silnou motivaci obcházet pravidlo, které jim někdy zahájení práce zakazuje. Pilotní provoz hodnoťte podle toku zakázek a plnění dodacích termínů, nikoli jen podle vytížení.

Připravte pilotní provoz, který prověří tok zakázek, nejen oběh karet

Vyberte zvládnutelnou skupinu skutečných zakázek a zmapujte buňky, kterými opravdu procházejí. Zapojte pracovníky, kteří práci rozvrhují, provádějí a přesouvají mezi pracovišti. Před spuštěním musí společně vyřešit čtyři praktické otázky.

Jaké množství práce představuje jedna karta? Je třeba se dohodnout, co přesně znamená zakázka, přepravní dávka nebo zvolená jednotka zatížení. Krátká a dlouhá operace nemají stejné kapacitní nároky jen proto, že každá nese jedno číslo zakázky. Pokud se skladba výroby výrazně mění, posuzujte zatížení, které karty představují. Samotný počet zakázek nemusí vypovídat o všem.

Kolik práce má každý okruh povolit? Výchozí počet karet stanovte podle očekávaného toku zakázek, doby jejich průchodu oběma buňkami a zvolené jednotky zatížení. Příliš mnoho karet oslabuje kontrolu nad zahlcením výroby; příliš málo jich může blokovat práci, která by jinak mohla pokračovat. Neexistuje jeden počet karet vhodný pro všechny okruhy nebo závody.

Kdo karty kontroluje, přesouvá a vrací? Jednoznačně určete, jak se kontroluje povolení k zahájení práce a kde se karty vracejí. Při zaškolení projděte celou cestu zakázky včetně situací, kdy chybí karta navazujícího okruhu, není k dispozici materiál nebo je zakázka zablokovaná. Každá řízená výjimka musí mít odpovědnou osobu a zaznamenaný důvod. Pokud se bez potřebného povolení začíná běžně, řízení ztrácí smysl.

Jak poznáte, že systém funguje? Zaznamenejte výchozí stav rozpracovanosti (WIP), dobu průchodu řízeným úsekem výroby, průchodnost a včasnost dodávek. Během pilotního provozu sledujte, kde karty a zakázky čekají. Než změníte limity, prověřte, zda je příčinou skutečné zatížení, nevrácená karta, nespolehlivá data nebo opakující se problém ve výrobě.

Pilotní provoz vám tak přinese užitečné poznatky. Ověřujete, zda zakázky procházejí vybranými buňkami předvídatelněji, nikoli zda tým dokáže zaplnit tabuli barevnými kartami.

Volná karta v okruhu ještě neurčuje plán dodávek

Vraťme se k postupu A–B–C. Představte si, že jiná zakázka směřuje z A do svařovací buňky D. Pro první zakázku je k dispozici karta A/B, pro druhou karta A/D. Obě mají povolení k zahájení práce a jsou připravené.

Později obě zakázky potřebují stejný výrobní zdroj pro dokončovací operace, který slouží i dalším skupinám výrobků. Povolení v jednotlivých okruzích plánovači neřeknou, kterou zakázku lze dokončit dříve, zda se fronta dokončovacích operací stihne zpracovat před expedicí ani co se stane, když do ní přibude urgentní zákaznická zakázka.

Právě proto musí rozvrhování výroby zahrnovat celý výrobní postup. Signály mezi dvojicemi buněk pomáhají řídit, co smí začít. Provázaný rozvrh ukazuje, jak operace soupeří o skutečně dostupný čas na sdílených výrobních zdrojích a co to znamená pro jejich dokončení.

Snaha odpovědět pomocí seznamu karet každé buňky na obě otázky přidává ruční práci. Plánovač pak porovnává seznamy, přesouvá operace mezi frontami jednotlivých výrobních zdrojů a při každé změně priority znovu prověřuje stejné kolize v navazujících operacích.

Rozvrhujte práci v celém závodě pomocí SkyPlanner

SkyPlanner APS vytváří pro přijaté výrobní zakázky společný rozvrh využití výrobních zdrojů. Definujte kroky výrobního postupu, způsobilá pracoviště, doby trvání, směny a návaznosti. Arcturus, umělá inteligence pro rozvrhování ve SkyPlanner, vypočítá, kam lze operace zařadit s ohledem na nastavené kapacity a priority. Ganttův diagram přehledně zobrazuje jejich pořadí i termíny dokončení.

U dvou zakázek, které sdílejí kapacitu pro dokončovací operace, tak uvidíte soupeření o tuto navazující kapacitu ve stejném plánu jako výrobu dílů, obrábění a svařování. Strávíte méně času ručním slaďováním samostatných front a získáte jasnější podklad pro rozhodnutí, kterému přislíbenému termínu je třeba věnovat pozornost.

Dohodnuté nejdřívější termíny zahájení lze zadat pomocí dat, od kterých je zahájení přípustné, pokud je zapnuté příslušné pravidlo. Takové datum je omezením pro rozvrhování, nikoli potvrzením, že je karta POLCA volná. Vlastní rozhodování o povolení v okruhu ponechte v procesu řízení výroby. Rozvrhovanou práci slaďte s dohodnutými povoleními a omezeními zahájení.

O prioritách nadále rozhodujete vy. Dynamické priority ve SkyPlanner umožňují nasměrovat výpočet podle termínů dodání, důležitosti zákazníků a operací i dalších cílů rozvrhování. Nově uvolněná karta neznamená automaticky nejvyšší prioritu v závodě. Pokud je zapnuté rozvrhování se zohledněním materiálu, bere se při zařazování operace do rozvrhu v úvahu také dostupnost materiálu, který tato operace spotřebovává.

Když se změní evidované kapacity nebo priority, Arcturus může provázaný rozvrh přepočítat. Místo ručního přepisování všech dotčených front můžete posoudit dopad na důležité zakázky. SkyPlanner lze prostřednictvím otevřeného REST API integrovat s libovolným systémem ERP nebo MES, takže lepší rozvrhování může fungovat vedle vašich stávajících systémů pro správu zakázek a řízení výroby.

Problémy s ručním plánováním zná i společnost Mamec, výrobce míchací techniky a smluvní výrobce technologicky náročných produktů. V popisu svých zkušeností uvádí tisíce vzájemně provázaných pracovních příkazů, jejichž priority se dříve určovaly podle termínů na papírových příkazech, bez spolehlivého celkového přehledu. Po integraci SkyPlanner se systémem Oscar ERP využívá Mamec rozvrhování s omezenými kapacitami podporované umělou inteligencí a sdílený přehled o výrobě. Uvádí přitom výrazně menší pracnost plánování. Jeho zkušenost ilustruje přínos provázaného rozvrhování, nikoli zavedení metody POLCA. Celý příběh najdete v recenzi SkyPlanner od společnosti Mamec.

Prověřte společně signály mezi buňkami i sdílenou kapacitu

Pokud je POLCA pro vaši výrobu vhodná, využijte pilotní provoz k nastavení jasných pravidel povolování práce v okruzích a spolehlivého vracení karet. Pomocí SkyPlanner získejte přehled o tom, kterými výrobními zdroji v celém závodě a v jakém pořadí budou přijaté zakázky procházet a jaké to bude mít dopady na dodávky. Tato rozhodnutí společně řeší skutečný problém: zahajovat správnou práci a přitom neztrácet ze zřetele, co bude potřeba k jejímu dokončení.

Objednejte si ukázku SkyPlanner a připravte si reprezentativní skupinu buněk, dvě zakázky s různými výrobními postupy a jeden výrobní zdroj, který sdílejí. Přineste také dohodnutá omezení zahájení a priority. Prakticky si tak ověříte, jak může SkyPlanner omezit ruční práci při rozvrhování a objasnit dopady na dodávky.

Pokud si chcete nejprve vše sami prohlédnout, vyzkoušejte SkyPlanner s ukázkovými daty nebo využijte úvodního průvodce s podporou umělé inteligence v asistentovi SkyPlanner.