Tuotannon kapasiteettitarvelaskenta: ratkaise työpisteiden ylikuormitus

Etusivu » Resurssit » Tuotannon kapasiteettitarvelaskenta: ratkaise työpisteiden ylikuormitus

Arvioitu lukuaika: 11 minuuttia

Materiaalitarvelaskenta ehdottaa seuraavia valmistustilauksia. Nykyiset työt kilpailevat jo koneajasta. Ennen kuin vapautat lisää töitä tuotantoon, sinun on tiedettävä, mitkä työpisteet pystyvät hoitamaan ne ja mihin alkaa kertyä myöhästyvien tilausten jono.

Kapasiteettitarvelaskenta (CRP) muuntaa suunnitellut ja avoimet valmistustilaukset ajanjaksoittaisiksi resurssitarpeiksi ja vertaa kuormaa käytettävissä olevaan kapasiteettiin. Se kertoo, miltä osin yksityiskohtaista tuotantosuunnitelmaa on muutettava: mikä resurssi ei riitä, millä ajanjaksolla ja mitkä tilaukset aiheuttavat kapasiteettivajeen.

Hyödyllinen lopputulos ei ole pelkkä punaisella näkyvä kuormitusprosentti, vaan päätös siitä, mitä töitä siirretään, mitä kapasiteettia lisätään tai mitä sovittua lupausta muutetaan. SkyPlanner APS auttaa viemään päätöksen tuotantoaikatauluun. Arcturus laskee työvaiheiden ajoituksen resurssiesi ja prioriteettiesi perusteella, ja Gantt-näkymä näyttää, miten muutos vaikuttaa muihin töihin.

Mitä kapasiteettitarvelaskennalla tarkistetaan?

CRP tarkistaa, riittääkö kone- ja henkilöstökapasiteetti materiaalisuunnitelman edellyttämään valmistukseen. Yksityiskohtaiset tiedot saadaan tilauksista ja niiden työvaiheista: määristä, reitityksistä, asetus- ja ajoajoista, jäljellä olevasta työstä sekä ajankohdista, jolloin kutakin resurssia tarvitaan.

Työpiste voi olla kone, ryhmä keskenään vastaavia koneita tai tuotantotiimi. Tee vertailu riittävän tarkalla tasolla, jotta kapasiteettia rajoittava tekijä tulee esiin. Tarkastuksessa vapaina olevilla tunneilla ei voida kattaa koneistuskeskuksen kapasiteettivajetta.

CRP täydentää muita suunnittelutehtäviä, ei korvaa niitä:

Suunnittelutehtävä	Mitä tarkistetaan tai päätetään
Materiaalitarvelaskenta (MRP)	Mitä materiaaleja ja komponentteja tarvitaan, kuinka paljon ja milloin, kun varastosaldot ja saapuvat toimitukset on huomioitu
Karkeakuormitus (RCCP)	Riittävätkö kriittiset resurssit päätuotantosuunnitelman toteuttamiseen
Kapasiteettitarvelaskenta (CRP)	Suunniteltujen ja avoimien valmistustilausten aiheuttama yksityiskohtainen resurssikuorma
Äärellinen kuormitus	Missä ja milloin yksittäiset työvaiheet suoritetaan käytettävissä olevan resurssiajan puitteissa

Perinteinen CRP voi tuoda ylikuormituksen esiin poistamatta automaattisesti sen aiheuttaneita, samoihin resursseihin kohdistuvia tarpeita. Raportti, joka näyttää 44 tunnin tarpeen ja 36 tunnin käytettävissä olevan kapasiteetin, on arvokas juuri siksi, että kapasiteettivaje jää näkyviin. Sen ratkaiseminen edellyttää tuotantoa koskevaa päätöstä ja suunnitelman päivittämistä.

Laske kuorma jäljellä olevasta työstä

Varmista ensin, että laskentaan otettava tilausjoukko on johdonmukainen. Ota mukaan arvioitavat valmistusehdotukset ja avoimien tilausten jäljellä olevat työvaiheet. Kun ehdotuksesta tulee tuotantoon vapautettu tilaus, se ei saa jäädä laskentaan saman työn toisena kappaleena.

Käytä materiaalisuunnitelman nettovalmistustarpeita äläkä lisää niiden päälle myynnin bruttotarvetta. Jos varasto kattaa tarpeen jo nyt, tuotteita ei tarvitse valmistaa uudelleen. Avoimen valmistustilauksen keskeneräinen työ sen sijaan kuluttaa edelleen kapasiteettia.

Tarvitset kustakin työvaiheesta seuraavat tiedot:

• Jäljellä oleva määrä ja työvaiheen tila, mukaan lukien tiedossa oleva uudelleentyöstö.
• Reititys, työvaiheeseen soveltuva työpiste ja työvaiheiden järjestys.
• Jäljellä oleva asetusaika ja käsittelyaika samassa aikayksikössä.
• Suunnitellut työvaiheiden päivämäärät tai läpimenoaikaan perustuvat aikasiirtymät, joiden avulla tarve kohdistetaan oikeaan ajankohtaan.
• Resurssikalenteri, henkilöstövahvuus ja tiedossa olevat käyttökatkot.

Materiaaliluettelo kertoo, mistä tuote koostuu. Reititys kertoo, missä valmistustyö tehdään ja kuinka paljon resurssiaikaa se vaatii. CRP tarvitsee materiaalitarvelaskennan määrätietojen lisäksi myös nämä reititystiedot.

Laske työvaiheiden jäljellä olevat tunnit

Yksinkertaisessa työvaiheessa, jossa ajoaika on määritetty kappaletta kohti, laskenta tehdään näin:

Työvaiheen jäljellä oleva kuorma = jäljellä oleva asetusaika + jäljellä oleva määrä × kappalekohtainen ajoaika.

Laske työvaiheiden kuormat yhteen työpisteittäin ja ajanjaksoittain. Jo tehty asetus ei enää kuormita tulevaa kapasiteettia. Jos jäljellä oleva tilaus on jaettava eriin, joista jokainen vaatii oman asetuksensa, huomioi lisäasetusaika. Älä oleta, ettei jakaminen lisää kuormaa.

Kaikkien prosessien kesto ei määräydy kappalemäärän mukaan. Uunin käsittelyjakso voi varata kapasiteettia kiinteän eräkohtaisen ajan. Käytä työvaiheen todellista aikaperustetta sen sijaan, että kertoisit jokaisen keston kappalemäärällä.

Pidä konetunnit ja henkilötyötunnit erillään. Kone voi käydä osan työvaiheesta ilman valvontaa, kun taas kokoonpanotehtävä voi vaatia useita henkilöitä. Kumpikaan oletus ei saa hukkua koko tehtaan yhteiseen tuntisummaan.

Kohdista tarve ajanjaksolle, jolloin työvaihe tarvitsee kapasiteettia

Älä sijoita kaikkia työvaiheita tilauksen toimitusviikolle. Koneistus voi olla tarpeen tehdä aiemmin, jotta viimeistely ja kokoonpano ehtivät sen jälkeen. Kohdista kuorma ajallisesti työvaiheiden päivämäärien tai reitityksen aikasiirtymien avulla. Jos työvaihe ulottuu usealle ajanjaksolle, noudata suunnittelumallisi kohdistussääntöjä.

Päiväkohtainen tarkastelu paljastaa ristiriitoja, jotka voivat jäädä viikkosummien alle piiloon. Viikkotaso taas voi olla hyödyllinen pidemmän aikavälin kuormitusprofiilin tarkastelussa. Valitse päätöksen edellyttämä tarkkuus ja tarkista sitten työvaiheiden todellinen järjestys, ennen kuin pidät ajanjakson tasapainoista kuormaa perusteena toimituslupaukselle.

Vertaa kuormaa käytettävissä olevaan kapasiteettiin

Laske käytettävissä oleva kapasiteetti päivämääräkohtaisen työkalenterin perusteella. Pelkkä koneen olemassaolo ei riitä. Ota lähtökohdaksi resurssin suunnitellut työtunnit ja huomioi huollot, pyhäpäivät, henkilöstövahvuus ja muut tiedossa olevat rajoitteet.

Yksinkertainen tuntivertailu tehdään näin:

Kapasiteettiero = käytettävissä olevat tunnit − tarvittavat tunnit.

Kuormitusaste = tarvittavat tunnit ÷ käytettävissä olevat tunnit × 100%.

Negatiivinen kapasiteettiero tai yli 100%:n kuormitusaste kertoo ylikuormituksesta. Jos käytettävissä oleva kapasiteetti on nolla, merkitse, ettei tarvetta voida ajoittaa kyseiselle ajanjaksolle. Älä yritä jakaa nollalla.

Käytä yhtenäistä aikaperustetta. Jos ajoajat ovat standarditunteja ja käytettävissä olevaa kapasiteettia korjataan suorituskyvyn perusteella, dokumentoi korjaus. Jos ajoajat sisältävät jo samat odotetut häviöt, älä vähennä niitä toistamiseen. Toteutuneet tuotantomäärät auttavat arvioimaan, ovatko kapasiteettioletukset liian optimistisia.

CRP-esimerkki: tunnista koneistuksen kahdeksan tunnin ylikuormitus

Kuvitellaan valmistaja, joka tarkastelee yhden koneistuskeskuksen seuraavan viikon töitä. Koneella tehdään yksi kahdeksan tunnin vuoro kunakin viidestä työpäivästä, eli kapasiteettia on 40 konetuntia. Suunniteltu neljän tunnin huolto jättää käyttöön 36 konetuntia. Tässä yksinkertaistetussa esimerkissä ei tehdä muita tehokkuuteen perustuvia vähennyksiä.

Kolme tilausta tarvitsee koneistusta kyseisellä viikolla:

Tilaus	Tila ja jäljellä oleva työ	Jäljellä oleva asetusaika	Kappalekohtainen ajoaika	Tarvittavat koneistustunnit
J101	Avoin tilaus: jäljellä 60 kappaletta	0 h	0,25 h	15 h
J202	Suunniteltu tilaus: 80 kappaletta	2 h	0,20 h	18 h
J203	Suunniteltu tilaus: 40 kappaletta	1 h	0,25 h	11 h
Yhteensä				44 h

Tilauksessa J101 oli alun perin 100 kappaletta. Niistä neljäkymmentä on jo koneistettu, ja asetus on tehty. Koneistuskuormaan lasketaan vain jäljellä olevat 60 kappaletta: 60 × 0,25 = 15 tuntia.

Tilauksen J202 laskelma on 2 + (80 × 0,20) = 18 tuntia. J203 lisää kuormaa 1 + (40 × 0,25) = 11 tuntia.

Koneistuskeskuksella tarvitaan siis 44 tuntia, kun käytettävissä on 36 tuntia. Tämä tarkoittaa kahdeksan tunnin ylikuormitusta ja yhden desimaalin tarkkuuteen pyöristettynä 122,2%:n kuormitusastetta.

Samat tilaukset vaativat erillisellä purseenpoistopisteellä vastaavasti 6, 8 ja 4 henkilötyötuntia. Sen 18 tunnin kuorma mahtuu käytettävissä oleviin 28 henkilötyötuntiin. Kymmenen vapaata henkilötyötuntia ovat hyödyksi, mutta niillä ei voida tehdä puuttuvaa koneistustyötä.

Vertaa todellisia ratkaisuja, älä vain punaisen palkin pituutta

Oletetaan, että J203 voidaan ajaa myös toisella, työhön soveltuvalla koneella, jolla on tarvittavalla jaksolla 16 tuntia vapaata kapasiteettia. Työ on sillä hitaampaa: asetusaika on 1,5 tuntia ja kappaleaika 0,30 tuntia.

Jos työvaihe siirretään vaihtoehtoiselle koneelle, se vaatii 1,5 + (40 × 0,30) = 13,5 tuntia alkuperäisen 11 tunnin sijaan.

Resurssi	Kuormitus J203:n siirron jälkeen	Käytettävissä oleva kapasiteetti	Jäljelle jäävä kapasiteetti
Alkuperäinen työstökeskus	33 h	36 h	3 h
Vaihtoehtoinen kone	13,5 h	16 h	2,5 h
Purseenpoistopiste	18 henkilötyötuntia	28 henkilötyötuntia	10 henkilötyötuntia

Nyt kummankin koneen kuormitus mahtuu käytettävissä olevaan kapasiteettiin. Siirto kuitenkin kasvattaa koneistuksen kokonaisajan 44 tunnista 46,5 tuntiin. Tämä voi olla perusteltua toimitusajan turvaamiseksi, mutta se ei paranna tuottavuutta. Vertaa lisääntyvän koneajan, työkalujen ja muiden siirtokustannusten hintaa ylityön tai tilauksen myöhästymisen kustannuksiin.

Tarkista sitten siirtyminen seuraavaan työvaiheeseen. J203:n on valmistuttava vaihtoehtoisella koneella niin ajoissa, että neljän tunnin purseenpoisto ehditään tehdä ennen lähetystä. Tämän siirtoajankohdan jälkeen vapautuva aika ei auta. Tasapainoinen CRP-laskelma antaa mahdollisen ratkaisun; yksityiskohtainen aikataulu osoittaa, toimiiko sen ajoitus.

Päätä, miten ratkaiset kunkin ylikuormituksen

Ennen kuin ostat lisää kapasiteettia, avaa kuormitushuipun taustalla olevat tilaukset. Tarkista, onko mukana päällekkäisiä ehdotuksia, jo valmistuneita mutta yhä avoimina näkyviä työvaiheita, vanhentuneita määriä tai virheellisiä reitityksen aikoja. Tietovirheen korjaaminen säästää ylityökustannuksilta, joita todellinen työmäärä ei olisi edellyttänyt.

Jos kapasiteettivaje on todellinen, vertaa ratkaisuvaihtoehtoja niiden tilausten kannalta, joihin vaje vaikuttaa:

• Siirrä työvaihe toiselle, työhön soveltuvalle resurssille. Käytä sen todellisia asetus- ja käsittelyaikoja, kuten J203:n esimerkissä. Varmista vapaiden tuntien lisäksi työkalujen ja henkilöstön saatavuus.
• Siirrä työ toiselle ajanjaksolle. Tuotannon aikaistaminen edellyttää myös materiaalien ja kapasiteetin saatavuutta aiemmin. Myöhempi tuotanto voi puolestaan muuttaa luvattua toimitusaikaa. Tarkista uudelleen edeltävät ja seuraavat työvaiheet.
• Lisää työaikaa ja varmista sille henkilöstö. Kohdista lisäys resurssiin ja ajankohtaan, jossa kapasiteettia puuttuu. Lisävuoro muualla tehtaassa ei ratkaise tätä ylikuormitusta.
• Teetä sopivat työt alihankintana. Huomioi toimittajan läpimenoaika, kuljetus ja mahdolliset tarkastukset ennen seuraavaa omaa työvaihetta.
• Muuta toimituslupausta. Jos työ ei edelleenkään mahdu kapasiteettiin, sovi toisesta toimitusajasta, määrästä tai osatoimituksesta sen sijaan, että vahvistaisit mahdottoman lupauksen.

Prioriteetin muuttaminen vaatii erityistä harkintaa. Sillä voi turvata tärkeän tilauksen siirtämällä toisen odottamaan, mutta kapasiteettia se ei lisää. Tarkista, mitkä muut toimituslupaukset muuttuvat, ennen kuin pidät kiiretilauksen tilannetta ratkaistuna.

Kirjaa valittu toimenpide kyseiselle työlle, päivitä tarvittavat tilaus- tai kapasiteettitiedot ja laske kuormitus uudelleen. Jos muuttuneet päivämäärät tai määrät vaikuttavat materiaalitarpeisiin, vie päätös myös materiaalisuunnitteluun. CRP on jatkuva palautekierto, ei kokouksen jälkeen arkistoitava raportti.

Vie kapasiteettipäätös SkyPlannerin aikatauluun

Ota SkyPlanner käyttöön, kun suunnittelijasi tunnistavat ylikuormituksen mutta käyttävät liian suuren osan päivästään sen jälkeiseen työjonojen uudelleenjärjestelyyn. Hyötynä on vähemmän käsin tehtävää koordinointia, nykyisen kapasiteetin parempi hyödyntäminen ja selkeämpi pohja sen arvioimiseen, kannattaako lisätunneista maksaa.

ERP voi jatkossakin toimia liiketoiminta- ja tuotantotietojesi lähteenä. SkyPlanner integroituu mihin tahansa ERP- tai MES-järjestelmään avoimen REST API -rajapintansa kautta ja yhdistää tilaus- ja työvaihetiedot yksityiskohtaiseen aikataulutukseen.

SkyPlannerissa aikataulutuksen perustana ovat työpisteet, vuorot, työntekijät, työvaiheet ja prioriteetit. Tiedossa olevat huollot estävät resurssin käytön huollon aikana. Arcturus laskee aikataulun määritetyn kapasiteetin, työvaiheiden välisten riippuvuuksien ja prioriteettien perusteella. Kun materiaalit huomioiva aikataulutus on käytössä, myös kirjattu materiaalien saatavuus vaikuttaa ajoitukseen.

Koneistusesimerkissä toimiva etenemistapa on kirjata hyväksytty resurssivalinta ja käytettävissä olevat vuorot, laskea aikataulu uudelleen ja tarkastella sitten koneistusta ja purseenpoistoa yhdessä Gantt-aikajanalla. Näet, milloin työvaiheet valmistuvat ja mihin muihin tilauksiin muutos vaikuttaa. Jos vaihtoehtoinen kone on käytettävissä vasta loppuviikosta, vaikutus toimitukseen ei jää kokonaistuntien taakse piiloutuvaksi oletukseksi. Voit arvioida sen aikataulusta.

Sinä päätät, hyväksytkö vaikutuksen, muutatko prioriteetteja vai lisäätkö kapasiteettia. Arcturus huolehtii aikataulun laskennasta. Siksi tuotannon ohjauksessa kannattaa siirtyä SkyPlanneriin sen sijaan, että ylläpidät erillistä kuormitusraporttia ja muokkaat jokaista työjonoa käsin aina muutoksen jälkeen.

Mikä muuttui Mamecilla

Suomalainen Mamec valmistaa sekoitusteknologiaa ja korkean teknologian tuotteita sopimusvalmistuksena. Yrityksellä oli tuhansia toisistaan riippuvia työmääräimiä. ERP-järjestelmän jäykät suunnittelutoiminnot eivät antaneet tiimille sen tarvitsemaa kokonaiskuvaa. Tuotantolattialla työnjohto priorisoi töitä paperisten työmääräinten toimituspäivien perusteella, kun taas johdon käsitys kuormituksesta perustui subjektiivisiin arvioihin.

Mamec yhdisti SkyPlannerin Oscar ERP -järjestelmäänsä ja otti käyttöön tekoälypohjaisen, rajallisen kapasiteetin huomioivan hienokuormituksen. Mamecin toteutuksessa työjonot lukitaan viikoksi kerrallaan, henkilöstö voi tarkistaa tilauksen etenemisen ja aikataulun, ja johto näkee tuotannon kuormituksen samoista yhteisistä tiedoista.

Mamec kertoo suunnittelun työmäärän keventyneen selvästi, työpisteiden seisokkien vähentyneen paremman työjärjestyksen ansiosta ja toimitusvarmuuden parantuneen. Kokemus osoittaa, miksi kuormituskuva kannattaa yhdistää sen taustalla oleviin töihin: suunnittelijoille jää vähemmän käsin tehtävää koordinointia, ja muutokset on helpompi perustella ihmisille, joiden työ riippuu suunnitelmasta.

Tee seuraavasta CRP-tarkastelusta toteutuskelpoinen suunnitelma

Valitse nykyisestä materiaalisuunnitelmastasi yksi ylikuormittunut työpiste. Selvitä kuormituksen taustalla olevat avoimet tilaukset ja tilausehdotukset, tarkista niiden jäljellä olevien työvaiheiden tunnit ja vertaa käytännön ratkaisuvaihtoehtoja. Tarkastele sitten muutettua suunnitelmaa yhtenäisenä aikatauluna, jossa ovat mukana myös ylikuormittunutta resurssia seuraavat työvaiheet.

SkyPlanner auttaa tässä aikataulutustyössä ilman, että joudut rakentamaan aikataulun toistuvasti uudelleen käsin. Aloita kokeilu demoaineistolla ja tutki, miten Arcturus ja Gantt-aikajana toimivat, tai varaa esittely, jossa keskitytään omaan ylikuormittuneeseen työpisteeseesi. Ota mukaan tiedot sen työvuoroista, tyypillinen reititys ja ratkaistavana oleva toimituspäätös. Niistä on hyvä lähteä selvittämään, miten SkyPlanner voi muuttaa kapasiteettipäätöksesi tuotantosuunnitelmaksi, jota tiimisi voi käyttää.