Řízení zatížení výroby: Kdy uvolňovat zakázky do výroby

Domov » Zdroje » Řízení zatížení výroby: Kdy uvolňovat zakázky do výroby

Odhadovaný čas čtení: 11 minut

Stroj na dělení materiálu má volnou kapacitu, a tak do výroby vstupuje další zakázka. Dělení skončí včas. Díly se ale pak zařadí do rostoucí fronty na obrábění vedle zakázek, které už měly postupovat na montáž.

Dřívější zahájení jen zvýšilo rozpracovanost v provozu, aniž by přiblížilo dodání zákazníkovi.

Řízení zatížení výroby řeší tento problém ještě předtím, než do provozu vstoupí další zakázka. Místo abyste uvolnili každou připravenou zakázku, posoudíte, jakou práci přidá na jednotlivých pracovištích svého technologického postupu. To je zvlášť užitečné při výrobě na zakázku, kde mohou dvě zdánlivě podobné zakázky klást na sdílené výrobní zdroje zcela odlišné nároky.

Rozhodnutím o uvolnění ale práce zdaleka nekončí. Pro uvolněné zakázky je ještě třeba sladit pořadí operací na jednotlivých výrobních zdrojích. SkyPlanner APS z nich sestaví jeden provázaný výrobní rozvrh. Ušetří tak práci s přiřazováním uvolněných zakázek do samostatných front u strojů a zpřehlední dopady na termíny dodání.

Co je řízení zatížení výroby?

Řízení zatížení výroby (WLC) je přístup k plánování a řízení výroby, který reguluje vstup zakázek do výroby podle zatížení výrobních zdrojů. Při uvolňování podle zatížení čekají zakázky v zásobníku před výrobou, dokud jim pravidlo pro uvolňování nepovolí vstup do provozu. O tom, které zakázky lze uvolnit, pomáhají rozhodovat stanovené limity zatížení jednotlivých pracovišť.

Cílem je řídit nedokončenou výrobu (WIP), tedy práci, která již byla uvolněna, ale ještě není dokončena. Pracovištěm může být jeden stroj nebo skupina výrobních zdrojů, které se mohou pro danou práci vzájemně zastupovat. Jeho zatížení představuje přidělenou práci, často vyjádřenou v odhadovaných hodinách zpracování. Kapacita vyjadřuje jeho schopnost tuto práci vykonat. Limit zatížení je mez používaná v pravidlech pro uvolňování, nikoli jiný název pro dostupnou kapacitu.

WLC má zvláštní význam tam, kde se výrobky liší technologickými postupy a dobami zpracování: při zakázkovém obrábění, kovovýrobě a v dalších provozech s pestrým sortimentem zakázek. Samotný počet zakázek o této skladbě mnoho neřekne. Jedna zakázka může vyžadovat krátké dělení materiálu a rozsáhlé obrábění, zatímco jiná obrábění vůbec nepotřebuje.

V širším pojetí může WLC podpořit i zpracování poptávek a rozhodování o dodacích termínech. Zde se zaměříme na každodenní otázku uvolňování: které čekající zakázky mají nyní vstoupit do výroby?

Nesledujte jen frontu u prvního stroje

Viditelná fronta u stroje neukazuje všechnu práci, která k němu míří. Uvolněné zakázky mohou stále čekat na předchozí operace nebo jimi právě procházet. Později budou potřebovat stejnou navazující kapacitu.

Při řízení uvolňování rozlišujte:

• Přímé zatížení: práce, která už je na pracovišti a čeká na zpracování nebo se právě zpracovává.
• Nepřímé zatížení: práce z uvolněných zakázek, které jsou zatím v předchozích fázích výroby, ale na dané pracoviště teprve dorazí.
• Zatížení v zásobníku neuvolněných zakázek: práce ze zakázek, které dosud nebyly uvolněny. Při posuzování konkrétní zakázky k uvolnění se její práce zohledňuje jako možný přírůstek zatížení.

Představte si, že pracoviště obrábění dnes ráno vypadá nevytíženě, ale zítra na ně dorazí několik již uvolněných zakázek z kovovýroby. Pokud kovovýrobu zaplníte dalšími zakázkami, které budou také potřebovat obrábění, přehlížíte tím blížící se zatížení. Naopak čekající zakázku, která obrábění nevyžaduje, může být rozumné uvolnit.

V tom spočívá přínos řízení podle technologických postupů: odlišuje zakázky, které prodlouží vznikající frontu, od těch, které procházejí jinými pracovišti. Místo „máme prostor začít“ se ptáte, zda „na řízených pracovištích, kterými tato zakázka projde, zbývá prostor pro její zatížení“.

Než stanovíte limit, určete způsob výpočtu zatížení

WLC zahrnuje celou skupinu přístupů, nikoli jeden univerzální vzorec. Metody uvolňování se liší tím, jak započítávají práci na navazujících pracovištích, kdy posuzují čekající zakázky a jak reagují, když některému pracovišti dochází práce.

Jedna z popsaných metod používá korigované souhrnné zatížení. Každá operace do něj přispívá odhadovanou dobou zpracování vydělenou svým pořadovým číslem v původním technologickém postupu zakázky. První operace přispívá celou dobou, druhá polovinou a třetí třetinou. Takto stanovený příspěvek zůstává v zatížení příslušného pracoviště až do dokončení dané operace.

Korekce odlišuje práci, která už je přímo na daném výrobním zdroji, od práce, která po uvolnění stráví část času v předchozích fázích výroby. Jde o způsob evidence zatížení, nikoli o zkrácení času, který bude stroj nakonec potřebovat ke zpracování.

Jednotlivé způsoby výpočtu nezaměňujte. Druhá operace s dobou zpracování šest hodin v této metodě přispívá třemi korigovanými hodinami zatížení, ve výrobním rozvrhu ale stále potřebuje šest hodin zpracování. Limit nastavený pro korigované zatížení nelze jednoduše převzít do evidence, která každou navazující operaci započítává celou její dobou.

Než začnete limit pro uvolňování používat, písemně určete jednotku zatížení, které operace se započítávají, jak se jejich příspěvky počítají a při dokončení které operace se každý příspěvek odečte. Díky těmto definicím budou plánovači i jednotlivé směny rozhodovat podle stejných zásad.

Rozhodování o uvolnění podle zatížení krok za krokem

Představte si zakázku čekající na uvolnění s tímto technologickým postupem: dvě hodiny dělení materiálu, šest hodin obrábění a tři hodiny montáže. Podle výše popsané metody korigovaného souhrnného zatížení přispívá na tato pracoviště dvěma, třemi a jednou hodinou zatížení.

Předpokládejme, že aktuální evidence zatížení a limity zvolené pro daný provoz vypadají následovně. Čísla slouží k ilustraci rozhodnutí, nejde o doporučené hodnoty limitů.

Řízené pracoviště	Aktuální korigované zatížení	Příspěvek posuzované zakázky	Zatížení po uvolnění	Limit zatížení
Dělení materiálu	5	2	7	8
Obrábění	8	3	11	10
Montáž	4	1	5	6

Dělení materiálu i montáž zůstávají v mezích svých limitů. Obrábění nikoli. Pokud pravidlo vyžaduje dodržení limitu na každém řízeném pracovišti v technologickém postupu, zakázka zůstane v zásobníku neuvolněných zakázek. Volný stroj na dělení materiálu není důvodem k překročení limitu obrábění.

Předpokládejme, že do dalšího posouzení se díky dokončeným operacím obrábění odečetly z evidence dvě korigované hodiny zatížení. Pokud se zatížení jinak nezměnilo, aktuální zatížení obrábění je nyní šest hodin. Po přičtení tří hodin posuzované zakázky dosáhne devíti. Zakázka tak nyní splňuje podmínky na všech třech pracovištích.

Praktický postup pravidelného uvolňování zakázek vychází z této logiky:

1. Aktualizujte stávající zatížení. Odečtěte přiřazené příspěvky dokončených operací a promítněte změny u již uvolněných zakázek.

2. Seřaďte čekající zakázky způsobilé k uvolnění. Po ověření jejich připravenosti použijte dohodnuté pravidlo, například termín dodání nebo plánované datum uvolnění.

3. Prověřte technologický postup další zakázky. K aktuálně evidovanému zatížení zkušebně přičtěte její příspěvky a výsledné zatížení porovnejte s příslušnými limity.

4. Do evidence promítněte jen schválené uvolnění. Přičtěte příspěvky schválené zakázky. Pokud zakázka neprojde, ponechte ji mezi neuvolněnými zakázkami a její zkušebně přičtené zatížení v evidenci nenechávejte.

5. Pokračujte dalšími kandidáty na uvolnění. Při každé další kontrole vycházejte z evidence aktualizované o předchozí schválená uvolnění.

Na tomto posledním detailu záleží. Dvě zakázky mohou při samostatném posouzení vůči rannímu výchozímu zatížení vyhovět, ale při společném uvolnění limit překročit. Zamítnutí jedné zakázky také nemusí zastavit veškeré uvolňování: podle zvoleného pravidla výběru může vyhovět jiná zakázka s odlišným technologickým postupem.

Po dokončení operace odečtěte její přiřazený příspěvek ze zatížení daného pracoviště. Neodečítejte zatížení celé zakázky ze všech následujících pracovišť jen proto, že byla dokončena její první operace.

Zvolte rytmus uvolňování, který udrží plynulý tok výroby

Při periodickém uvolňování se kandidáti posuzují v pevně stanovených intervalech. Průběžné uvolňování reaguje na definované podmínky zatížení, jakmile nastanou. Některé metody WLC oba přístupy kombinují: periodické rozhodování vyvažuje zatížení a doplňkové pravidlo řeší nedostatek práce na konkrétním pracovišti.

Prázdná fronta by proto měla být podnětem k postupu podle dohodnutých pravidel, nikoli k neformálnímu pokynu uvolnit cokoli, co je zrovna k dispozici. Pravidlo pro předcházení nedostatku práce musí určovat, kterou zakázku lze pustit do výroby a jak se její zatížení zaeviduje. Jinak mohou výjimky postupně narušit celé řízení.

Stejná disciplína platí i pro urgentní zakázky. Sledujte, jak dlouho zakázky čekají na uvolnění a zda je ohrožen jejich termín dodání. Pokud zakázka s blížícím se termínem opakovaně neprojde kontrolou limitu, rozhodněte, zda upravit kapacitu, technologický postup, prioritu, nebo slíbený termín dodání. Samotné označení zakázky za urgentní čas na její zpracování nevytvoří.

Ani limit zatížení nevyřeší trvalé přetížení. Pokud přijatá poptávka soustavně převyšuje dosažitelný výkon klíčového výrobního zdroje, zadržování dalších zakázek před vstupem do výroby pouze mění místo, kde čekají. Kapacitu a závazky vůči zákazníkům je stále nutné řešit.

Laďte limity podle celkové průběžné doby, ne podle prázdnějšího provozu

Příliš vysoký limit usnadňuje uvolňování zakázek, ale dovoluje růst front. Příliš nízký limit může zkrátit pobyt zakázek ve výrobním provozu, zatímco před uvolněním čekají příliš dlouho. Obzvlášť obtížné pak může být uvolnění velkých zakázek.

Od zařazení zakázky do zásobníku před uvolněním posuzujte dobu do jejího dokončení jako dvě propojené části:

Doba čekání na uvolnění + doba od uvolnění do dokončení.

Přesunutí týdne čekání z výrobního provozu do fronty před uvolněním neznamená automaticky týden ušetřený pro zákazníka.

Nejprve zajistěte spolehlivou evidenci zatížení a hlášení o dokončení operací. Limity zavádějte nebo zpřísňujte postupně a poté vyhodnocujte, zda se současně zlepšují průchodnost výroby, včasnost dodávek i celková průběžná doba zakázek. Vedle průměrů sledujte také zakázky, které na uvolnění čekají nejdéle. Zkoumejte příčiny nedostatku práce na pracovištích, místo abyste za úspěch považovali pouze nižší rozpracovanost ve výrobě.

Univerzální „správný“ počet hodin zatížení neexistuje. Vhodnou úroveň ovlivňuje skladba technologických postupů, kapacita, kvalita odhadů i zvolený způsob evidence zatížení. Když se tyto podmínky změní, nastavení znovu posuďte.

WLC, BOA, CONWIP a POLCA: každá metoda řídí něco jiného

Všechny tyto metody řeší tok výroby, ale jejich řídicí signály nejsou zaměnitelné.

Přístup	Na co se řízení zaměřuje
Uvolňování podle zatížení v rámci WLC	Zda se po přičtení příspěvků posuzované zakázky dodrží limity zatížení řízených pracovišť v jejím technologickém postupu.
BOA	Německý přístup k uvolňování zakázek podle zatížení: výrobní příkazy se uvolňují podle vytížení kapacit a stanoveného limitu zatížení.
CONWIP	Povolení ke vstupu do výroby se řídí limitem celkové rozpracovanosti ve vymezené části výroby.
POLCA	Kapacitní povolení prostřednictvím překrývajících se kartových okruhů přiřazených dvojicím buněk, souběžně s povolením ke zpracování zakázky.

Klasický přístup BOA a různé metody uvolňování WLC nelze považovat za jeden totožný algoritmus. Zejména nepřenášejte procento zatížení z BOA do příkladu s korigovaným zatížením, aniž byste definovali, jak daná metoda zatížení měří a stanovuje jeho limit.

Vybírejte podle toho, jaké rozhodnutí potřebujete řídit. Strop celkové rozpracovanosti omezuje množství práce ve vymezené části výroby, zatímco limity jednotlivých pracovišť rozlišují, kam různé technologické postupy přinesou zatížení. Ani jeden přístup sám o sobě neurčuje stroj a čas zahájení každé operace.

Sestavte z uvolněných zakázek provázaný výrobní plán se SkyPlanner

Úspěšná kontrola zatížení znamená, že zakázka může vstoupit do výroby podle zvolených pravidel uvolňování. Neznamená to, že její další operace může začít okamžitě nebo že je zaručen termín dodání. Stroje pracují ve směnách, materiál má své termíny dostupnosti a operace závisejí na dokončení předchozí práce.

SkyPlanner APS tato omezení propojuje napříč schválenými zakázkami. Jeho umělá inteligence pro rozvrhování, Arcturus, přiřazuje operace vhodným pracovištím podle nastavených kapacit, směn, návazností a priorit. Pokud je zapnuto plánování se zohledněním materiálu, vstupuje do výpočtu také jeho dostupnost. Ganttův diagram zobrazuje výsledný plán napříč výrobními zdroji.

Vraťme se k příkladu: limit zatížení obrábění už uvolnění zakázky dovoluje, ale její šestihodinová operace stále potřebuje místo mezi ostatními operacemi. SkyPlanner toto zařazení vypočítá společně s řezáním, montáží a ostatními zakázkami. Uvidíte očekávané dokončení i dopad změny priorit, aniž byste museli ručně přestavovat frontu u každého stroje.

Plán usměrňujete pomocí priorit, pravidel a zámků; samotný výpočet rozvrhu provádí Arcturus. Právě v tom spočívá praktický přínos používání SkyPlanner spolu s uvolňováním podle zatížení: méně ručního slaďování a jasnější přehled o tom, co schválené zakázky znamenají pro dodávky.

Je-li zapnuté příslušné pravidlo, lze pomocí data nejdřívějšího povoleného zahájení zakázky přenést do rozvrhování dohodnutou hranici, před kterou zakázka nesmí začít. Toto datum je omezením pro rozvrhování, nikoli dokladem, že zakázka vyhověla aktuálním limitům WLC. Při návrhu pracovního postupu proto výslovně vymezte rozhodování o uvolnění i evidenci zatížení.

Přehled operací a přehled položek zakázek ve SkyPlanner také pomáhají vyhodnocovat evidovanou práci a rozdíly v délce trvání. Poskytují podklady pro zpřesňování časových odhadů používaných při plánování. Pravidla uvolňování však nadále potřebují jasně definované hlášení o dokončení a způsob evidence zatížení.

Co lepší načasování změnilo ve společnosti Mamec

Mamec, výrobce průmyslových míchacích zařízení a technologicky vyspělých výrobků na zakázku, uvádí, že po zavedení SkyPlanner je plánování výroby výrazně méně pracné. Zákaznický příběh společnosti popisuje také přiměřenější průběžné doby výroby a méně provozního kapitálu zbytečně vázaného v nedokončené výrobě, protože zakázky začínají ve správný čas.

Právě o takový výsledek rozvrhování má smysl usilovat vedle řízeného uvolňování: práce začíná ve chvíli, kdy může pokračovat, místo aby se jen zařadila do další fronty. Pro plánovače, který pracuje s limity pro uvolňování, je tento rozdíl stejně důležitý. Po řízeném vstupu do výroby má práce pokračovat podle koordinovaného plánu, nikoli vyžadovat další kolo úprav front.

Začněte jedním rozhodnutím o uvolnění a sledujte zakázku až k dodání

Pro první zavedení zvolte vhodnou skupinu pracovišť, jejichž zatížení budete řídit, a reprezentativní technologické postupy zakázek. Ověřte, že stroje sdružené do skupiny skutečně mohou sdílet práci, zajistěte hlášení o dokončení operací a dohodněte se, jak postupovat u zakázky, kterou kvůli limitům zatížení nelze včas uvolnit. Poté ověřte, zda jsou vaše rozhodnutí o uvolňování zakázek v souladu s výrobním rozvrhem.

SkyPlanner lze prostřednictvím otevřeného rozhraní REST API propojit s jakýmkoli systémem ERP nebo MES. Kvůli zlepšení výrobního rozvrhu tedy nemusíte nahrazovat systém, ve kterém vedete zakázky.

Chcete-li tuto souvislost vidět na příkladu vlastní výroby, objednejte si ukázku SkyPlanner. Připravte si technologický postup čekající zakázky, aktuální zatížení pracovišť a pravidlo, podle kterého chcete zakázky uvolňovat. Sledujte uvolněnou zakázku ve výrobním rozvrhu a posuďte její vliv na termíny dokončení i na ostatní zakázky, které potřebují stejné kapacity.

Chcete si nejprve vše sami prozkoumat? Vyzkoušejte SkyPlanner s ukázkovými daty nebo využijte úvodního průvodce v asistentovi SkyPlanner, který vám s pomocí umělé inteligence usnadní první kroky. Přesvědčte se, o kolik snazší je plánování, když se celý technologický postup propočítává na jednom místě a priority přitom zůstávají ve vašich rukou.