Χρονοπρογραμματισμός job shop: ορισμός, παράδειγμα και μέθοδοι

Αρχική » Πόροι » Χρονοπρογραμματισμός job shop: ορισμός, παράδειγμα και μέθοδοι

Εκτιμώμενος χρόνος ανάγνωσης: 14 λεπτά

Ο χρονοπρογραμματισμός job shop καθορίζει πότε εκτελείται κάθε φάση σε μια κοινόχρηστη μηχανή, διατηρώντας τη σωστή σειρά των βημάτων κάθε εργασίας. Οι εργασίες μπορούν να ακολουθούν διαφορετικές διαδρομές μέσα στο εργοστάσιο, οπότε το πρόγραμμα πρέπει να συντονίζει τις ουρές σε κάθε μηχανή. Ένα χρήσιμο πλάνο δείχνει τι μπορεί να ξεκινήσει στη συνέχεια, τι πρέπει να περιμένει και πότε μπορεί να ολοκληρωθεί κάθε παραγγελία.

Το πρακτικό σημείο εκκίνησης είναι ένα εφικτό πρόγραμμα, δηλαδή ένα πρόγραμμα που οι μηχανές και οι άνθρωποι μπορούν πραγματικά να εκτελέσουν. Στη συνέχεια ο υπεύθυνος προγραμματισμού συγκρίνει τις εφικτές επιλογές με τις δεσμεύσεις παράδοσης. Το να δουλεύουν συνεχώς όλες οι μηχανές είναι κακό μέτρο επιτυχίας, αν η επείγουσα παραγγελία φεύγει παρ’ όλα αυτά με καθυστέρηση.

Στον οδηγό θα βρείτε:

• Πώς διαφέρουν οι διαδρομές σε ένα job shop
• Ένα παράδειγμα με διασταυρούμενες διαδρομές
• Τα δεδομένα εισόδου και η ροή του χρονοπρογραμματισμού
• Μέθοδοι για την επιλογή της επόμενης φάσης
• Πώς να συγκρίνετε αποτελέσματα και να χειρίζεστε τις αλλαγές

Τι κάνει ένα job shop διαφορετικό;

Σε ένα job shop ο εξοπλισμός ομαδοποιείται ανάλογα με το έργο που επιτελεί. Οι εργασίες μετακινούνται ανάμεσα σε αυτά τα κέντρα εργασίας σύμφωνα με τα δικά τους βήματα κατασκευής. Ένα εξάρτημα μπορεί να χρειάζεται φρεζάρισμα πριν από το τρύπημα· ένα άλλο, τρύπημα πριν από το φρεζάρισμα. Οι διαδρομές τους διαφέρουν, αλλά ανταγωνίζονται για τον ίδιο εξοπλισμό.

Το φασεολόγιο μιας συγκεκριμένης εργασίας είναι καθορισμένο. Ο υπεύθυνος προγραμματισμού παραγωγής δεν μπορεί να αντιστρέψει τη σειρά των φάσεών της απλώς για να καλύψει ένα κενό στο πρόγραμμα μιας μηχανής. Μια επόμενη φάση μπορεί να ξεκινήσει μόνο όταν ολοκληρωθούν οι απαραίτητες προηγούμενες εργασίες.

Ο χρονοπρογραμματισμός job shop αποτελεί μέρος του χρονοπρογραμματισμού παραγωγής. Το διακριτικό του χαρακτηριστικό είναι ότι μπορεί να μην υπάρχει μία ενιαία σειρά παραγγελιών που να έχει νόημα για όλες τις μηχανές.

Έννοια παραγωγής	Τι περιγράφει	Απόφαση χρονοπρογραμματισμού
Job shop	Διαφορετικές διαδρομές φάσεων	Χρονισμός σε κοινόχρηστες μηχανές
Flow shop	Κοινή σειρά μηχανών	Χρονοπρογραμματισμός πάνω σε αυτήν τη σειρά
Ευέλικτο job shop	Εναλλακτικές κατάλληλες μηχανές	Επιλογή μηχανής και χρονισμός
Παραγωγή κατά παραγγελία	Παραγωγή που ξεκινά από μια παραγγελία	Έναρξη παραγωγής και προγραμματισμός παράδοσης

Στο κλασικό πρόβλημα job shop, κάθε φάση έχει καθορισμένη μηχανή. Ένα ευέλικτο job shop επιτρέπει σε ορισμένες φάσεις να εκτελούνται σε μία από περισσότερες κατάλληλες μηχανές. Η καταλληλότητα περιλαμβάνει την ικανότητα της μηχανής να εκτελέσει την εργασία, όχι απλώς ένα κενό διάστημα στο ημερολόγιό της.

Η παραγωγή κατά παραγγελία περιγράφει μια άλλη διάσταση: γιατί ξεκινά η παραγωγή. Ένα εργοστάσιο μπορεί να κατασκευάζει παραγγελίες ειδικά για τον πελάτη με διαδρομές τύπου job shop, αλλά και μια μονάδα παραγωγής κατά παραγγελία μπορεί να χρησιμοποιεί κοινή διαδρομή ροής. Το ότι η παραγωγή πυροδοτείται από παραγγελία δεν καθορίζει από μόνο του πώς πρέπει να προγραμματιστούν οι μηχανές.

Γιατί είναι δύσκολος ο χρονοπρογραμματισμός job shop;

Δύο προϋποθέσεις διέπουν κάθε φάση: πρέπει να έχει ολοκληρωθεί η προηγούμενη εργασία και να είναι διαθέσιμη η μηχανή που χρειάζεται. Η επεξήγηση του Google OR-Tools για το πρόβλημα job shop ονομάζει αυτούς τους περιορισμούς περιορισμούς προτεραιότητας (precedence) και μη επικάλυψης (no-overlap). Στο βασικό μοντέλο της, μια φάση, μόλις ξεκινήσει, εκτελείται επίσης μέχρι το τέλος.

Αυτές οι προϋποθέσεις συνδέουν τις αποφάσεις σε όλο το εργοστάσιο. Αν μια φάση μετακινηθεί νωρίτερα, μπορεί να καταλάβει μια μηχανή που χρειάζεται στη συνέχεια μια άλλη παραγγελία. Αν μετακινηθεί αργότερα, μπορεί να αφήσει σε αναμονή μια μηχανή που ακολουθεί. Η ουρά μιας μηχανής εξαρτάται λοιπόν εν μέρει από ό,τι συμβαίνει στις άλλες μηχανές.

Μια λίστα παραγγελιών ταξινομημένη κατά ημερομηνία παράδοσης δεν λύνει όλες αυτές τις συγκρούσεις. Η πρώτη παραγγελία μπορεί να περιμένει μια προηγούμενη φάση, ενώ η επόμενη είναι έτοιμη να τρέξει. Το πρόγραμμα πρέπει να ξεχωρίζει μια επείγουσα εργασία από μια φάση που είναι έτοιμη τώρα.

Το πρόβλημα των εγχειριδίων συνήθως δουλεύει με γνωστούς χρόνους επεξεργασίας και απλοποιημένη διαθεσιμότητα. Στην πράξη οι υπεύθυνοι προγραμματισμού αντιμετωπίζουν επίσης χρόνους προετοιμασίας, διαθεσιμότητα χειριστών, ελλείψεις υλικού, ελέγχους και μεταβαλλόμενη πρόοδο. Αυτές οι συνθήκες κρίνουν αν μια μαθηματικά έγκυρη σειρά είναι χρήσιμη στο shop floor.

Ένα παράδειγμα χρονοπρογραμματισμού job shop με διασταυρούμενες διαδρομές

Πρόκειται για ένα επινοημένο παράδειγμα από ένα εργαστήριο κατασκευής εργαλείων. Η Iris, που κάνει τον προγραμματισμό, έχει έτοιμα τα στηρίγματα και τις πλάκες εργαλείων στις 08:00. Ο Dev χειρίζεται τη Mill 4 και η Rosa το Drill 2. Και οι δύο μηχανές και οι χειριστές είναι διαθέσιμοι σε όλη τη διάρκεια του παραδείγματος· δεν υπάρχουν διαλείμματα ούτε αλλαγές προετοιμασίας και οι φάσεις εκτελούνται αδιάλειπτα.

Εργασία	Πρώτη φάση	Δεύτερη φάση
Στηρίγματα	Mill 4: 2 ώρες	Drill 2: 1 ώρα
Πλάκες εργαλείων	Drill 2: 1 ώρα	Mill 4: 1 ώρα

Αν η Iris ολοκληρώσει τα στηρίγματα πριν ξεκινήσει τις πλάκες, τα στηρίγματα περνούν από τη φρέζα από τις 08:00 έως τις 10:00 και από το δράπανο ως τις 11:00. Στη συνέχεια η Rosa τρυπά τις πλάκες ως το μεσημέρι και ο Dev τις φρεζάρει ως τις 13:00. Και οι δύο παραγγελίες ολοκληρώνονται στις 13:00.

Οι μηχανές μπορούν να δουλεύουν ταυτόχρονα σε διαφορετικές παραγγελίες. Ο Dev μπορεί να φρεζάρει τα στηρίγματα από τις 08:00 έως τις 10:00, ενώ η Rosa τρυπά τις πλάκες από τις 08:00 έως τις 09:00. Έπειτα οι πλάκες περιμένουν τη φρέζα. Στις 10:00 ο Dev φρεζάρει τις πλάκες και η Rosa τρυπά τα στηρίγματα. Και οι δύο παραγγελίες τελειώνουν στις 11:00.

Η αναμονή από τις 09:00 έως τις 10:00 περνά εύκολα απαρατήρητη σε ένα πλάνο σε επίπεδο παραγγελίας. Οι πλάκες έχουν ολοκληρώσει το πρώτο τους βήμα, αλλά η επόμενη μηχανή τους είναι κατειλημμένη. Το δράπανο είναι ελεύθερο σε αυτό το διάστημα, επειδή καμία από τις δύο παραγγελίες δεν έχει έτοιμο άλλο τρύπημα.

Ας υποθέσουμε τώρα ότι οι πλάκες πρέπει να τελειώσουν ως τις 10:00. Η Iris μπορεί να δεσμεύσει τη φρέζα για αυτές από τις 09:00 έως τις 10:00, μετά το τρύπημα. Τα στηρίγματα χρησιμοποιούν έπειτα τη φρέζα από τις 10:00 ως το μεσημέρι και το δράπανο ως τις 13:00. Οι πλάκες τηρούν την προθεσμία τους, αλλά τα στηρίγματα τελειώνουν αργότερα.

Η ίδια δουλειά επιδέχεται διαφορετικά λογικά προγράμματα. Το ένα ολοκληρώνει και τις δύο παραγγελίες νωρίτερα· το άλλο διασφαλίζει την προθεσμία των πλακών. Η προτεραιότητα του υπεύθυνου προγραμματισμού καθορίζει ποιο αποτέλεσμα μετράει. Το παράδειγμα είναι μια απεικόνιση χρονοπρογραμματισμού, όχι μετρημένο αποτέλεσμα λογισμικού ούτε υπόσχεση βελτίωσης.

Ποιες πληροφορίες χρειάζεται το πρόγραμμα;

Η βασική μονάδα είναι η φάση. Κάθε φάση χρειάζεται θέση στη διαδρομή της εργασίας της, αξιόπιστη διάρκεια και μια μηχανή ικανή να την εκτελέσει. Οι συνολικές εκτιμώμενες ώρες μιας παραγγελίας δεν αρκούν, όταν οι ώρες αυτές πρέπει να κατανεμηθούν σε διαφορετικές ουρές.

Ένα αξιοποιήσιμο μοντέλο παραγωγής περιλαμβάνει:

• Τη σειρά των φάσεων και κάθε απαιτούμενη αναμονή ή μεταφορά ανάμεσα στα βήματα.
• Χρόνους επεξεργασίας και χρόνους προετοιμασίας, με την ποσότητα να αντανακλάται στην εκτίμηση.
• Κατάλληλες μηχανές, διατάξεις στερέωσης και εργαλεία, εφόσον περιορίζουν την εργασία.
• Ημερολόγια εργασίας, συντήρηση και διαθεσιμότητα χειριστών.
• Τη διαθεσιμότητα υλικών στη φάση που τα χρειάζεται.
• Ημερομηνίες παράδοσης και τις προτεραιότητες του υπεύθυνου προγραμματισμού.
• Ολοκληρωμένη εργασία, εργασία που απομένει και φάσεις που ήδη εκτελούνται.

Το ρολόι μιας υπόσχεσης παράδοσης περιλαμβάνει την αναμονή εκτός από την επεξεργασία. Αν παραβλέψετε μια ουρά που ακολουθεί, μια παραγγελία μπορεί να φαίνεται εφικτή, ακόμη κι όταν η εκτίμηση της κατεργασίας είναι ακριβής.

Η προετοιμασία χρειάζεται ιδιαίτερη προσοχή. Η ομαδοποίηση παρόμοιων εργασιών μπορεί να μειώσει τις αλλαγές, αλλά η σειρά που προκύπτει πρέπει να σέβεται τις δεσμεύσεις παράδοσης. Ο χρόνος προετοιμασίας καταλαμβάνει πραγματικό χρόνο μηχανής ή εργατοώρες· αν τον αφήσετε εκτός πλάνου, υπερεκτιμάτε ό,τι μπορεί να ολοκληρώσει το εργοστάσιο.

Το πλάνο χρειάζεται επίσης σαφή υπεύθυνο δεδομένων. Οι παραγγελίες και οι ημερομηνίες παράδοσης μπορεί να προέρχονται από ένα ERP, ενώ η πρόοδος της παραγωγής από την καταγραφή στο shop floor ή από ένα MES. Η αξιολόγηση του χρονοπρογραμματισμού είναι πιο αξιόπιστη όταν όλοι γνωρίζουν ποιο σύστημα τηρεί κάθε τιμή και πώς φτάνουν οι αλλαγές στο μοντέλο προγραμματισμού. Η επισκόπηση των ενσωματώσεων του site αναπτύσσει αυτή τη σύνδεση.

Πώς να φτιάξετε ένα εφικτό πρόγραμμα job shop

Ένας πρακτικός κύκλος χρονοπρογραμματισμού συνδέει τα δεδομένα διαδρομής με τον διαθέσιμο χρόνο των μηχανών και έπειτα ελέγχει τις ολοκληρωμένες παραγγελίες. Τα παρακάτω βήματα μπορούν να αποτελέσουν βάση για πίνακα, υπολογιστικό φύλλο ή πλάνο με υποστήριξη λογισμικού.

1. Ορίστε τον στόχο και τις δεσμεύσεις. Προσδιορίστε τις ημερομηνίες παράδοσης και ποια εργασία έχει προτεραιότητα όταν δεν χωρούν όλα. Ξεχωρίστε την ημερομηνία που ζήτησε ο πελάτης από μια ημερομηνία που υποστηρίζεται από το πλάνο.
2. Καταγράψτε την τρέχουσα κατάσταση. Σημειώστε τις ολοκληρωμένες φάσεις, τις εργασίες που τρέχουν ήδη και τον αναμενόμενο υπολειπόμενο χρόνο τους. Κρατήστε ορατά τα υλικά που λείπουν και τις μηχανές που δεν είναι διαθέσιμες.
3. Εντοπίστε τις έτοιμες φάσεις. Ελέγξτε τις προηγούμενες φάσεις, τα υλικά, τα εργαλεία και το προσωπικό. Τοποθετήστε κάθε έτοιμη φάση στο ημερολόγιο εργασίας μιας κατάλληλης μηχανής.
4. Επιλύστε τις ανταγωνιστικές ουρές. Επιλέξτε ποια έτοιμη φάση εκτελείται πρώτη, με μια συμφωνημένη μέθοδο προτεραιότητας. Συμπεριλάβετε τον χρόνο προετοιμασίας και ελέγξτε τι επίδραση έχει η επιλογή στις φάσεις που ακολουθούν.
5. Παρακολουθήστε κάθε παραγγελία ως την ολοκλήρωση. Ακολουθήστε ολόκληρη τη διαδρομή, μαζί με τις αναμονές. Συγκρίνετε το πέρας με τη δέσμευση παράδοσης και με τυχόν τελικό έλεγχο, συσκευασία ή εργασίες αποστολής.
6. Εκδώστε ένα συνεκτικό πλάνο. Δώστε στους χειριστές μια σαφή ουρά επόμενων εργασιών, ανακοινώστε τις αλλαγμένες δεσμεύσεις και αξιοποιήστε την πραγματική πρόοδο για να ενημερώσετε τον επόμενο κύκλο χρονοπρογραμματισμού.

Ο χρονοπρογραμματισμός finite capacity παίζει εδώ καθοριστικό ρόλο: ο χρόνος μιας μηχανής δεν μπορεί να δεσμευτεί δύο φορές. Το πρόγραμμα πρέπει επίσης να λαμβάνει υπόψη πότε είναι διαθέσιμος ο χειριστής που απαιτείται. Δύο ελεύθερες μηχανές δεν δίνουν παράλληλη δυναμικότητα, αν το ίδιο άτομο πρέπει να χειρίζεται και τις δύο συνεχώς.

Αν η εργασία δεν χωράει πριν από την προθεσμία της, ο προσδιορισμός της σειράς μόνος του μπορεί να μην αρκεί. Ίσως χρειάζεται άλλη κατάλληλη μηχανή, επιπλέον ώρες με χειριστή, υπεργολαβία ή αλλαγή της δέσμευσης. Ο προγραμματισμός δυναμικότητας στη μεταποίηση απαντά σε αυτό το ευρύτερο ερώτημα: πόσο φόρτο μπορεί να αναλάβει το εργαστήριο.

Ποιες μέθοδοι χρονοπρογραμματισμού λειτουργούν σε ένα job shop;

Μια μέθοδος διάθεσης εργασιών (dispatching) επιλέγει από την ουρά την επόμενη έτοιμη φάση. Είναι χρήσιμη, επειδή η επιλογή είναι κατανοητή και επαναλήψιμη. Το όριό της είναι ότι μια καλή τοπική επιλογή μπορεί να οδηγήσει σε κακό αποτέλεσμα αργότερα στη διαδρομή μιας παραγγελίας.

Μέθοδος	Επόμενη φάση που επιλέγεται	Κύριο σημείο προσοχής
Πρώτος που έρχεται, πρώτος που εξυπηρετείται	Η παλαιότερη άφιξη	Οι επείγουσες εργασίες μπορεί να περιμένουν
Νωρίτερη ημερομηνία παράδοσης	Η πλησιέστερη προθεσμία	Ο υπολειπόμενος φόρτος διαφέρει
Συντομότερος χρόνος επεξεργασίας	Η συντομότερη έτοιμη φάση	Οι μακρές εργασίες μπορεί να αναβάλλονται
Ελάχιστο περιθώριο (slack)	Ο ελάχιστος χρόνος πέρα από την εναπομένουσα εργασία	Οι εκτιμήσεις πρέπει να παραμένουν επίκαιρες
Κρίσιμος λόγος (critical ratio)	Ο ελάχιστος χρόνος σε σχέση με την εναπομένουσα εργασία	Οι ουρές χρειάζονται και πάλι έλεγχο

Η μέθοδος «πρώτος που έρχεται, πρώτος που εξυπηρετείται» δίνει μια απλή ουρά με βάση τη σειρά άφιξης. Αντιμετωπίζει με συνέπεια τη σειρά άφιξης, αλλά μια μακρά φάση που έφτασε νωρίς μπορεί να καθυστερήσει μεταγενέστερες εργασίες με πιο στενές δεσμεύσεις.

Η νωρίτερη ημερομηνία παράδοσης εστιάζει την προσοχή στις υποσχέσεις παράδοσης. Δεν δείχνει πόση εργασία απομένει σε κάθε παραγγελία ούτε αν η επόμενη φάση είναι έτοιμη. Μια παραγγελία με μεταγενέστερη ημερομηνία μπορεί να χρειάζεται προσοχή νωρίτερα, αν της απομένει μακρά διαδρομή.

Ο συντομότερος χρόνος επεξεργασίας προωθεί πρώτα τις γρήγορες φάσεις. Οι σημειώσεις χρονοπρογραμματισμού του University of Washington εξηγούν τον ρόλο του στη μείωση του μέσου χρόνου ροής στην απλή περίπτωση μίας μηχανής. Το αποτέλεσμα αυτό δεν αποτελεί εγγύηση για ένα job shop με διασταυρούμενες διαδρομές, ανταγωνιστικές προθεσμίες και αλλαγές που απαιτούν χρόνο προετοιμασίας.

Το slack είναι ο χρόνος μέχρι την ημερομηνία παράδοσης μείον τον εναπομένοντα χρόνο επεξεργασίας. Ο critical ratio είναι ο χρόνος μέχρι την ημερομηνία παράδοσης διαιρεμένος με τον εναπομένοντα χρόνο επεξεργασίας. Λόγος κάτω από 1 σημαίνει ότι η επεξεργασία και μόνο ξεπερνά τον χρόνο που απομένει, ακόμη και πριν υπολογιστεί η αναμονή. Και τα δύο μέτρα εξαρτώνται από επίκαιρες εκτιμήσεις και από ένα συνεπές ημερολόγιο εργασίας. Ο υπεύθυνος προγραμματισμού πρέπει και πάλι να ελέγξει τις ουρές κατά μήκος της διαδρομής.

Μαθηματική βελτιστοποίηση και μέθοδοι αναζήτησης

Ένα μοντέλο βελτιστοποίησης περιγράφει τις φάσεις, τους χρονικούς περιορισμούς και έναν στόχο, και στη συνέχεια αναζητά ένα πρόγραμμα που τους ικανοποιεί. Το παράδειγμα του OR-Tools χρησιμοποιεί προγραμματισμό περιορισμών (constraint programming) για να ελαχιστοποιήσει το συνολικό χρόνο ολοκλήρωσης (makespan). Αποτελεί χρήσιμη τεχνική αναφορά για όσους θέλουν να μοντελοποιήσουν οι ίδιοι το πρόβλημα.

Οι ευρετικές και οι μετα-ευρετικές μέθοδοι αναζητούν καλά προγράμματα, χωρίς απαραίτητα να αποδεικνύουν ότι το αποτέλεσμα είναι καθολικά βέλτιστο. Η έρευνα εξετάζει επίσης προσεγγίσεις που βασίζονται στη μάθηση. Για έναν υπεύθυνο προγραμματισμού παραγωγής, το όνομα της μεθόδου μετράει λιγότερο από το αν τα δεδομένα εισόδου, ο στόχος και οι περιορισμοί περιγράφουν πραγματικά το εργαστήριο.

Το κλασικό πρόβλημα job shop είναι υπολογιστικά δύσκολο, επειδή οι επιλογές αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Γι’ αυτό, η αξιολόγηση ενός εργαλείου στην πράξη εξετάζει τόσο την ποιότητα του προγράμματος όσο και το αν τα αναθεωρημένα προγράμματα έρχονται αρκετά γρήγορα ώστε να αξιοποιηθούν. Ένα αποτέλεσμα από εγχειρίδιο δεν καθορίζει τον χρόνο υπολογισμού ή τον αλγόριθμο ενός εμπορικού προϊόντος.

Πώς καταλαβαίνετε αν ένα πρόγραμμα είναι καλύτερο;

Το makespan μετρά το διάστημα από την έναρξη ενός συνόλου εργασιών μέχρι να τελειώσει η τελευταία. Στο παράδειγμα του εργαστηρίου, η επικάλυψη των δύο διαδρομών ολοκληρώνει το σύνολο νωρίτερα. Αν δοθεί προτεραιότητα στην προθεσμία των πλακών, το αποτέλεσμα είναι διαφορετικό.

Τα μέτρα προθεσμιών απαντούν σε ένα άλλο ερώτημα: ποιες παραγγελίες τελειώνουν αργά και κατά πόσο; Ο μέσος όρος μπορεί να κρύψει μια σημαντική παραγγελία που καθυστερεί, γι’ αυτό οι υπεύθυνοι προγραμματισμού εξετάζουν και τις συγκεκριμένες δεσμεύσεις που η επιχείρηση πρέπει να προστατεύσει.

Ο χρόνος ροής μετρά πόσο μένει μια εργασία στο σύστημα, από την έναρξη μέχρι την ολοκλήρωση, συμπεριλαμβανομένης της αναμονής. Τα ημιτελή προϊόντα (work in progress) δείχνουν πόση εργασία που έχει ξεκινήσει παραμένει ανολοκλήρωτη. Μια μικρή ουρά σε μία μηχανή δεν βοηθά πολύ, αν η ίδια εργασία περιμένει τώρα στην επόμενη.

Η αξιοποίηση βοηθά να εξηγηθεί ο φόρτος των μηχανών, αλλά είναι ελλιπής στόχος. Το να αφήνεται σκόπιμα ένα κενό μπορεί να προστατεύσει μια επείγουσα παραγγελία, όπως κάνει η Iris στο παράδειγμα. Αν γεμίσει κάθε κενό με λιγότερο σημαντική εργασία, μπορεί να καθυστερήσει η επόμενη φάση που μετράει.

Μια δίκαιη σύγκριση χρησιμοποιεί τον ίδιο φόρτο, τα ίδια ημερολόγια, τις ίδιες παραδοχές για τα υλικά και τις ίδιες προτεραιότητες. Διαφορετικά, μια καλύτερη ημερομηνία ολοκλήρωσης μπορεί να προκύπτει απλώς επειδή υποθέσαμε περισσότερη δυναμικότητα ή παραλείψαμε έναν περιορισμό.

Τι αλλάζει μετά από μια επείγουσα παραγγελία ή μια στάση μηχανής;

Μια επείγουσα παραγγελία ανταγωνίζεται εργασίες που έχουν ήδη υποσχεθεί. Μια στάση μηχανής αφαιρεί χρόνο από μια υπάρχουσα ουρά. Και οι δύο αλλαγές μπορούν να επηρεάσουν παραγγελίες πέρα από την πρώτη μηχανή που εμπλέκεται, επειδή οι φάσεις που καθυστερούν τροφοδοτούν τις επόμενες ουρές.

Το αναθεωρημένο πρόγραμμα ξεκινά από την πραγματική κατάσταση: τι έχει τελειώσει, τι εκτελείται και τι μπορεί ακόμη να μετακινηθεί. Μια φάση που βρίσκεται ήδη σε εξέλιξη δεν πρέπει να χάνεται από το πρόγραμμα μόνο και μόνο επειδή ένας νέος υπολογισμός ξεκινά από κενό χρονοδιάγραμμα.

Στη συνέχεια ο υπεύθυνος προγραμματισμού ελέγχει τις επηρεαζόμενες διαδρομές μέχρι τις ημερομηνίες ολοκλήρωσής τους. Η μεταφορά μιας φάσης σε άλλη μηχανή βοηθά μόνο αν η μηχανή αυτή είναι κατάλληλη και μπορεί να ακολουθήσει η υπόλοιπη διαδρομή. Μια νωρίτερη πρώτη φάση δεν αποδεικνύει νωρίτερη παράδοση.

Οι συχνές αλλαγές μπορούν επίσης να μετακινήσουν το σημείο συμφόρησης. Ένα μείγμα παραγγελιών με μεγάλο φόρτο διάτρησης μπορεί να δημιουργήσει διαφορετική ουρά από ένα μείγμα με μεγάλο φόρτο φρεζαρίσματος. Η πιο φορτωμένη μηχανή της περασμένης εβδομάδας είναι χρήσιμη ένδειξη, όχι μόνιμη απάντηση.

Οι χειριστές χρειάζονται την αναθεωρημένη ουρά και οι πωλήσεις πρέπει να ξέρουν πότε άλλαξε μια δέσμευση. Ένα επανυπολογισμένο χρονοδιάγραμμα είναι χρήσιμο μόνο όταν η ομάδα εργάζεται με την ίδια έκδοση.

Πότε δεν αρκεί πια ένα υπολογιστικό φύλλο;

Ένας πίνακας ή ένα υπολογιστικό φύλλο μπορεί να αρκεί για ένα μικρό, σταθερό εργαστήριο, όπου ο υπεύθυνος προγραμματισμού μπορεί να ελέγξει κάθε διαδρομή και κάθε σύγκρουση. Δεν υπάρχει καθολικός αριθμός εργασιών από τον οποίο και πάνω αυτό αποτυγχάνει. Η πιο χρήσιμη ένδειξη είναι πόση εξαρτημένη εργασία πρέπει να ελεγχθεί μετά από κάθε αλλαγή.

Ο χειροκίνητος προγραμματισμός γίνεται εύθραυστος όταν η ενημέρωση μιας παραγγελίας απαιτεί συμφωνία μεταξύ πολλών ουρών μηχανών, ημερολογίων χειριστών και υποσχέσεων παράδοσης. Αν διαφορετικά τμήματα κρατούν χωριστά αντίγραφα, ένα φαινομενικά σωστό πρόγραμμα μπορεί να είναι ήδη ξεπερασμένο στο shop floor.

Η αξιολόγηση ενός εργαλείου χρειάζεται αντιπροσωπευτικές διαδρομές και αξιόπιστα δεδομένα εισόδου. Τα χρήσιμα ερωτήματα είναι αν το εργαλείο αναπαριστά τη σειρά των φάσεων, τις κατάλληλες μηχανές, τη διαθεσιμότητα και τις προτεραιότητες, και αν οι υπεύθυνοι προγραμματισμού και οι χειριστές μπορούν να κατανοήσουν τις ουρές που προκύπτουν.

Ένα εντυπωσιακό διάγραμμα Gantt δείχνει τους χρονισμούς· δεν αποδεικνύει ότι το πρόγραμμα είναι εκτελέσιμο. Το κριτήριο είναι αν οι εργασίες μπορούν να ακολουθήσουν τις διαδρομές τους χωρίς μη διαθέσιμες μηχανές, ελλείποντα άτομα ή μη έτοιμα υλικά, και αν οι συνέπειες για τις παραδόσεις παραμένουν σαφείς μετά από μια αλλαγή.

Ένα επόμενο βήμα για τον αυτόματο χρονοπρογραμματισμό

Το λογισμικό χρονοπρογραμματισμού παραγωγής του SkyPlanner υπολογίζει προγράμματα με βάση τα κέντρα εργασίας, τις βάρδιες, τους χειριστές, τα υλικά και τις προτεραιότητες που ορίζει ο υπεύθυνος προγραμματισμού. Το Arcturus επανυπολογίζει το πρόγραμμα και η προβολή Gantt δείχνει το αποτέλεσμα. Ενσωματώνεται με οποιοδήποτε ERP ή MES μέσω ανοιχτού REST API. Τις προτεραιότητες τις ορίζει ο υπεύθυνος προγραμματισμού· ο υπολογισμός τις ακολουθεί. Μια δοκιμή με δεδομένα επίδειξης προσφέρει τρόπο να εξερευνήσετε αυτή τη ροή εργασίας, ενώ μια επίδειξη από τις πωλήσεις είναι ο δρόμος για να συζητήσετε τις δικές σας απαιτήσεις παραγωγής.

Για μια δημοσιευμένη οπτική από χώρο μηχανουργικών κατεργασιών με ανάθεση από τρίτους (contract machining), η ιστορία πελάτη της Eskomatic προσφέρει επιπλέον ανάγνωσμα δίπλα στον οδηγό.

Συχνές ερωτήσεις

Ποια είναι η διαφορά ανάμεσα στον χρονοπρογραμματισμό και το dispatching;

Ο χρονοπρογραμματισμός αναθέτει φάσεις σε χρόνους και μηχανές για μια περίοδο προγραμματισμού. Το dispatching επιλέγει ή εκδίδει την επόμενη έτοιμη φάση σε ένα κέντρο εργασίας. Οι επιλογές του dispatching πρέπει να παραμένουν συνεπείς με το ευρύτερο πρόγραμμα και τις προτεραιότητες παράδοσης.

Τι είναι ο χρονοπρογραμματισμός flexible job shop;

Προσθέτει την επιλογή μηχανής στον χρονισμό των φάσεων. Μια φάση μπορεί να εκτελεστεί σε περισσότερες από μία κατάλληλες μηχανές, οπότε ο υπεύθυνος προγραμματισμού ή η μέθοδος χρονοπρογραμματισμού πρέπει να αποφασίσει και πού και πότε θα εκτελεστεί.

Ταυτίζεται ο χρονοπρογραμματισμός job shop με τον προγραμματισμό της παραγωγής κατά παραγγελία;

Όχι. Το job shop περιγράφει διαφορετικές διαδρομές φάσεων μέσα από κοινόχρηστες μηχανές. Η παραγωγή κατά παραγγελία περιγράφει παραγωγή που πυροδοτείται από παραγγελία πελάτη. Τα δύο μπορεί να συνυπάρχουν, αλλά κανένα δεν ορίζει το άλλο.

Το συντομότερο πρόγραμμα τηρεί πάντα τις ημερομηνίες παράδοσης;

Όχι. Η ελαχιστοποίηση του makespan ολοκληρώνει νωρίτερα ολόκληρο το σύνολο των εργασιών. Μπορεί ωστόσο να αφήσει μια συγκεκριμένη παραγγελία καθυστερημένη. Οι ημερομηνίες παράδοσης χρειάζονται δική τους προσοχή κατά την επιλογή προτεραιοτήτων και τη σύγκριση προγραμμάτων.

Μπορεί ένα διάγραμμα Gantt να λύσει το πρόβλημα του job shop;

Ένα διάγραμμα Gantt δείχνει αναθέσεις και χρονισμούς, διευκολύνοντας τον έλεγχο των επικαλύψεων και των αναμονών. Το πρόγραμμα χρειάζεται ωστόσο μια μέθοδο για να επιλέγει τις αναθέσεις και να επιβάλλει τους περιορισμούς. Ένα οπτικό διάγραμμα από μόνο του δεν αποδεικνύει ότι το πρόγραμμα είναι εφικτό.