Kuormitusohjattu tilausten vapautus: milloin työ tuotantoon?

Etusivu » Resurssit » Kuormitusohjattu tilausten vapautus: milloin työ tuotantoon?

Arvioitu lukuaika: 11 minuuttia

Leikkauskoneella on tilaa, joten tuotantoon otetaan uusi tilaus. Leikkaus valmistuu ajallaan. Sen jälkeen osat päätyvät kasvavaan koneistusjonoon töiden rinnalle, joiden pitäisi jo olla matkalla kokoonpanoon.

Aikaisempi aloitus on lisännyt tuotannon kiirettä, mutta asiakkaan toimitus ei ole yhtään lähempänä.

Kuormitusohjattu tilausten vapautus puuttuu tähän ongelmaan ennen kuin seuraava työ pääsee tuotantoon. Kaikkia aloitusvalmiita tilauksia ei vapauteta suoraan, vaan ensin tarkastellaan, kuinka paljon työtä tilaus tuo reitityksensä eri vaiheisiin. Tämä on erityisen hyödyllistä tilausohjautuvassa tuotannossa, jossa kaksi päällisin puolin samanlaista tilausta voi kuormittaa yhteisiä resursseja hyvin eri tavoin.

Vapautuspäätös on vasta puolet työstä. Hyväksytyt työt on vielä ajoitettava niin, että ne etenevät resurssilta toiselle yhteensovitetussa järjestyksessä. SkyPlanner APS muodostaa töistä yhden yhtenäisen tuotantoaikataulun. Näin vapautettujen tilausten listan sovittaminen erillisiin konejonoihin vaatii vähemmän työtä ja vaikutukset toimituksiin näkyvät selkeämmin.

Mitä kuormitusohjattu tilausten vapautus tarkoittaa tuotannossa?

WLC (workload control) on tuotannonsuunnittelun ja -ohjauksen lähestymistapa, jossa tuotantoon otettavan työn määrää säädellään resurssien kuormituksen perusteella. Kuormitusohjatussa tilausten vapautuksessa tilaukset odottavat vapautusjonossa, kunnes vapautussääntö sallii niiden pääsyn tuotantoon. Kuormitusryhmäkohtaiset kuormitusrajat auttavat ratkaisemaan, mitkä tilaukset voidaan vapauttaa.

Tavoitteena on hallita keskeneräistä tuotantoa (WIP) eli töitä, jotka on jo vapautettu mutta jotka eivät vielä ole valmistuneet. Kuormitusryhmä voi olla yksi kone tai joukko resursseja, jotka voivat riittävässä määrin korvata toisensa. Sen kuormitus tarkoittaa sille osoitettua työtä, joka ilmaistaan usein arvioituina käsittelytunteina. Kapasiteetti puolestaan tarkoittaa kykyä tehdä tämä työ. Kuormitusraja on vapautusperiaatteen mukainen raja-arvo, ei käytettävissä olevan kapasiteetin toinen nimitys.

WLC soveltuu erityisesti tuotantoon, jossa tuotteiden reititykset ja käsittelyajat vaihtelevat, kuten asiakaskohtaiseen koneistukseen, metallituotteiden valmistukseen ja muuhun monipuoliseen konepajatuotantoon. Pelkkä tilausten lukumäärä kertoo tästä vaihtelusta vähän. Yksi tilaus voi vaatia lyhyen leikkausvaiheen ja paljon koneistusta, kun taas toinen ei tarvitse koneistusta lainkaan.

Laajemmin sovellettuna WLC voi tukea myös tarjouspyyntöjen hallintaa ja toimitusaikoja koskevia päätöksiä. Tässä keskitytään päivittäiseen vapautuspäätökseen: mitkä odottavat tilaukset pitäisi ottaa tuotantoon nyt?

Katso ensimmäisen koneen jonoa pidemmälle

Koneen näkyvä jono ei kerro kaikkea sille tulossa olevasta työstä. Vapautetut työt voivat vielä odottaa aiemmissa vaiheissa tai olla niissä käsiteltävinä. Myöhemmin ne kilpailevat samasta jatkovaiheiden kapasiteetista.

Vapautusta ohjattaessa on erotettava toisistaan:

• Suora kuormitus: työ, joka on jo kuormitusryhmässä odottamassa tai käsiteltävänä.
• Epäsuora kuormitus: vapautettujen tilausten työ, joka on vielä aiemmissa vaiheissa mutta tulee myöhemmin kyseiseen kuormitusryhmään.
• Vapautusjonon kuormitus: työ tilauksissa, joita ei ole vielä vapautettu. Sen mahdollista lisäystä kuormitukseen arvioidaan, kun tilausta harkitaan vapautettavaksi.

Koneistuksessa voi näyttää tänä aamuna hiljaiselta, vaikka useita jo vapautettuja valmistustilauksia on saapumassa sinne huomenna. Jos aiemmat valmistusvaiheet täytetään uusilla koneistukseen menevillä töillä, tämä lähestyvä kuormitus jää huomiotta. Sen sijaan odottava tilaus, joka ei tarvitse koneistusta, voi olla järkevää vapauttaa.

Juuri tässä on reititykseen perustuvan ohjauksen hyöty: se erottaa kasvavaa jonoa kuormittavat työt niistä, jotka kulkevat eri vaiheiden kautta. Ajatus ”aloittamiseen on tilaa” vaihtuu kysymykseen siitä, mahtuuko tilauksen kuormitus niihin ohjattaviin kuormitusryhmiin, joiden kautta se kulkee.

Määrittele kuormituksen laskentatapa ennen rajan asettamista

WLC kattaa useita lähestymistapoja, eikä se ole yksi yleispätevä kaava. Vapautusmenetelmät eroavat siinä, miten ne huomioivat myöhempien vaiheiden työt, milloin vapautusjonoa tarkastellaan ja miten ne reagoivat työn loppumiseen kuormitusryhmästä.

Yksi dokumentoitu menetelmä perustuu korjattuun kokonaiskuormitukseen. Kunkin työvaiheen kuormitusosuus saadaan jakamalla sen arvioitu käsittelyaika vaiheen järjestysnumerolla tilauksen alkuperäisessä reitityksessä. Ensimmäinen työvaihe tuo kuormitukseen koko aikansa, toinen puolet ja kolmas kolmasosan. Näin määritetty osuus pysyy kyseisen kuormitusryhmän kuormituksessa työvaiheen valmistumiseen asti.

Korjaus erottaa toisistaan työn, joka on jo resurssilla, ja työn, joka viettää osan vapautuksen jälkeisestä ajastaan aiemmissa vaiheissa. Kyse on kuormituksen kirjaustavasta, ei siitä, että koneelta lopulta tarvittava käsittelyaika lyhenisi.

Älä sekoita laskentatapoja keskenään. Tässä menetelmässä kuuden tunnin mittainen toinen työvaihe tuo kuormitukseen kolme korjattua kuormitustuntia, mutta tuotantoaikatauluun se tarvitsee edelleen kuusi käsittelytuntia. Korjatulle kuormitukselle mitoitettua kuormitusrajaa ei voi sellaisenaan käyttää laskennassa, jossa jokainen myöhempi työvaihe kirjataan täydellä ajallaan.

Ennen kuin otat vapautusrajan käyttöön, kirjaa kuormituksen yksikkö, laskentaan sisältyvät työvaiheet, niiden kuormitusosuuksien laskentatapa sekä valmistumistapahtuma, joka poistaa kunkin osuuden kuormituksesta. Näiden määritelmien avulla eri suunnittelijat ja vuorot voivat tehdä päätökset samoin perustein.

Kuormitusperusteinen vapautuspäätös vaihe vaiheelta

Ajatellaan vapautusta odottavaa tilausta, jonka reititykseen kuuluu kaksi tuntia leikkausta, kuusi tuntia koneistusta ja kolme tuntia kokoonpanoa. Edellä kuvatulla korjatun kokonaiskuormituksen laskentatavalla sen kuormitusosuudet ovat vastaavasti kaksi kuormitustuntia, kolme kuormitustuntia ja yksi kuormitustunti.

Oletetaan, että kirjattu nykyinen kuormitus ja paikallisesti valitut kuormitusrajat ovat seuraavat. Luvut havainnollistavat päätöstä, eivätkä ne ole suosituksia kuormitusrajoiksi.

Ohjattava kuormitusryhmä	Nykyinen korjattu kuormitus	Harkittavan tilauksen kuormitusosuus	Kuormitus vapautuksen jälkeen	Kuormitusraja
Leikkaus	5	2	7	8
Koneistus	8	3	11	10
Kokoonpano	4	1	5	6

Leikkauksen ja kokoonpanon kuormitus pysyy kuormitusrajojen sisällä. Koneistuksen kuormitus ei pysy. Jos vapautussääntö edellyttää, että reitityksen jokaisen valvottavan kuormitusryhmän kuormitus pysyy rajansa sisällä, tilaus jää odottamaan vapautusta. Vapaa leikkauskone ei oikeuta ylittämään koneistuksen kuormitusrajaa.

Oletetaan, että seuraavaan tarkasteluun mennessä valmistuneet koneistustyöt ovat poistaneet kuormituskirjanpidosta kaksi korjattua kuormitustuntia. Jos muita kuormitusmuutoksia ei ole, koneistuksen nykyinen kuormitus on nyt kuusi. Kun siihen lisätään vapautettavaksi ehdotetun tilauksen kolme tuntia, tulokseksi saadaan yhdeksän. Tilaus läpäisee nyt kaikki kolme tarkistusta.

Käytännössä määräajoin tehtävä vapautus etenee näin:

1. Päivitä nykyinen kuormitus. Poista valmistuneille työvaiheille kirjatut kuormitusosuudet ja huomioi vapautettuihin töihin tehdyt muutokset.

2. Aseta vapautuskelpoiset odottavat tilaukset järjestykseen. Tarkista ensin tilausten valmius ja käytä sitten sovittua järjestyssääntöä, kuten toimituspäivää tai suunniteltua vapautuspäivää.

3. Tarkista seuraavan tilauksen reititys. Lisää sen kuormitusosuudet laskennallisesti nykyiseen kuormituskirjanpitoon ja vertaa tuloksia vastaaviin kuormitusrajoihin.

4. Kirjaa vain hyväksytyn vapautuksen kuormitus. Lisää hyväksytyn tilauksen kuormitusosuudet kirjanpitoon. Jos tilausta ei voida vapauttaa, jätä se odottamaan äläkä jätä sen laskennallista kuormitusta kirjanpitoon.

5. Jatka muiden vapautettavaksi ehdotettujen tilausten tarkistamista. Käytä jokaisessa tarkistuksessa kuormituskirjanpitoa, joka on päivitetty aiemmin hyväksytyillä vapautuksilla.

Viimeinen kohta on tärkeä. Kumpikin kahdesta tilauksesta voi erikseen mahtua aamun lähtökuormituksen päälle, mutta yhdessä vapautettuina ne voivat ylittää kuormitusrajan. Yhden tilauksen hylkäämisen ei myöskään tarvitse pysäyttää kaikkia vapautuksia: toisenlainen reititys voi mahtua kuormitusrajoihin, jos odottavien tilausten valintasääntö sallii sen.

Kun työvaihe valmistuu, poista sille kirjattu kuormitusosuus kyseiseltä kuormitusryhmältä. Älä poista koko tilauksen kuormitusta kaikilta myöhemmiltä kuormitusryhmiltä vain siksi, että sen ensimmäinen työvaihe on valmistunut.

Valitse tuotannon virtausta tukeva vapautusrytmi

Määräajoin tehtävässä vapautuksessa ehdolla olevat tilaukset tarkistetaan sovituin väliajoin. Jatkuva vapautus reagoi määriteltyihin kuormitustilanteisiin niiden syntyessä. Osa WLC-menetelmistä yhdistää nämä tavat: määräajoin tehtävä päätös tasapainottaa kuormitusta, ja täydentävä sääntö ehkäisee töiden loppumista kuormitusryhmältä.

Tyhjän työjonon pitäisi siis käynnistää sovitun toimintamallin mukaiset toimet, ei epävirallista käskyä vapauttaa mitä tahansa saatavilla olevaa työtä. Töiden loppumista ehkäisevän säännön on määriteltävä, mikä työ voidaan vapauttaa ja miten sen kuormitus kirjataan. Muuten poikkeukset voivat vähitellen murentaa koko ohjauksen.

Samaa kurinalaisuutta tarvitaan kiiretilauksissa. Pidä näkyvillä, kuinka kauan tilaukset ovat odottaneet vapautusta ja onko niiden toimitus vaarassa myöhästyä. Jos toimitettavaksi erääntyvä tilaus ylittää toistuvasti kuormitusrajan, päätä, muutetaanko kapasiteettia, reititystä, prioriteettia vai luvattua toimitusaikaa. Pelkkä kiireelliseksi merkitseminen ei luo lisää käsittelyaikaa.

Kuormitusraja ei myöskään ratkaise jatkuvaa ylikuormitusta. Jos vastaanotetut tilaukset ylittävät jatkuvasti keskeisen resurssin saavutettavissa olevan tuotoksen, tilausten pitäminen tuotannon ulkopuolella muuttaa vain niiden odotuspaikkaa. Kapasiteettiin ja asiakkaille annettuihin lupauksiin on silti puututtava.

Säädä kuormitusrajoja kokonaisläpimenoajan, älä pelkkien lyhyiden tuotantojonojen perusteella

Hyvin väljä kuormitusraja päästää työt helposti tuotantoon mutta antaa jonojen kasvaa. Hyvin tiukka raja voi lyhentää töiden tuotannossa viettämää aikaa, mutta samalla ne voivat joutua odottamaan vapautusta liian pitkään. Erityisesti suurten töiden vapauttaminen voi vaikeutua.

Kun tilaus siirtyy odottamaan vapautusta, arvioi sen valmistumiseen kuluvaa aikaa kahden toisiinsa liittyvän osan summana:

Vapautusta edeltävä odotusaika + aika vapautuksesta valmistumiseen.

Viikon odotuksen siirtäminen tuotannosta vapautusta edeltävään jonoon ei automaattisesti säästä asiakkaalta viikkoa.

Varmista ensin, että kuormituskirjanpito ja työvaiheiden valmistumisilmoitukset ovat luotettavia. Ota kuormitusrajat käyttöön tai tiukenna niitä asteittain ja tarkista sitten, kasvaako aikayksikössä valmistuva tuotantomäärä samalla kun toimitusvarmuus paranee ja tilausten kokonaisläpimenoaika lyhenee. Seuraa keskiarvojen lisäksi pisimpään vapautusta odottaneita tilauksia. Selvitä myös, miksi kuormitusryhmiltä loppuvat työt, äläkä pidä pelkkää keskeneräisen tuotannon vähenemistä onnistumisena.

Yleispätevää ”oikeaa” kuormitustuntien määrää ei ole. Toimivaan tasoon vaikuttavat reititysten jakauma, kapasiteetti, aika-arvioiden laatu ja valittu laskentamenetelmä. Arvioi taso uudelleen, kun nämä olosuhteet muuttuvat.

WLC, BOA, CONWIP ja POLCA: eri ohjauskysymyksiä

Kaikki nämä menetelmät ohjaavat tuotannon virtausta, mutta niiden ohjaussignaalit eivät ole keskenään vaihdettavissa.

Menetelmä	Mihin ohjaus kohdistuu
Kuormitusohjattu tilausten vapautus (WLC)	Mahtuvatko vapautettavaksi ehdotetun tilauksen kuormitusosuudet sen reitityksen valvottavien kuormitusryhmien kuormitusrajoihin.
BOA	Saksalainen kuormitusperusteisen tilausten vapautuksen perinne: tuotantotilaukset vapautetaan kapasiteetin kuormituksen ja määritellyn kuormitusrajan perusteella.
CONWIP	Vapautuslupaa ohjaa keskeneräisen tuotannon kokonaismäärän yläraja määritellyn tuotantoalueen sisällä.
POLCA	Kapasiteetin käyttölupa annetaan solupareille määritellyillä, toistensa kanssa limittyvillä korttikierroilla erillisen työluvan rinnalla.

Klassista BOA-menetelmää ja eri WLC-vapautusmenetelmiä ei pidä käsitellä yhtenä ja samana algoritmina. Älä etenkään siirrä BOA:n kuormitusprosenttia korjatun kuormituksen esimerkkiin määrittelemättä ensin, miten kyseinen menetelmä mittaa kuormitusta ja asettaa sille rajan.

Valitse menetelmä sen perusteella, mitä päätöstä haluat ohjata. Keskeneräisen tuotannon kokonaismäärän yläraja rajoittaa määrää rajatun alueen sisällä. Kuormitusryhmäkohtaiset rajat puolestaan erottelevat, mihin eri reititykset kohdistavat kuormituksensa. Kumpikaan ei yksin määritä jokaisen työvaiheen konetta ja aloitusaikaa.

Muodosta vapautetuista töistä yhteensovitettu aikataulu SkyPlannerilla

Kuormitustarkistuksen läpäisy tarkoittaa, että tilaus voidaan vapauttaa tuotantoon valitun vapautussäännön mukaan. Se ei tarkoita, että seuraava työvaihe voisi alkaa heti tai että toimituspäivä olisi varmistettu. Koneilla on työvuoronsa, materiaaleilla saatavuuspäivänsä, ja työvaiheet riippuvat aiempien vaiheiden valmistumisesta.

SkyPlanner APS sovittaa nämä rajoitteet yhteen hyväksyttyjen töiden kesken. Sen hienokuormituksesta vastaava tekoäly Arcturus kohdistaa työvaiheet soveltuville työpisteille määritellyn kapasiteetin, työvuorojen, riippuvuuksien ja prioriteettien perusteella. Kun materiaalien saatavuuden huomioiva hienokuormitus on käytössä, myös materiaalien saatavuus sisältyy laskentaan. Gantt-näkymä näyttää näin syntyvän suunnitelman eri resursseilla.

Palataan esimerkkiin: koneistuksen kuormitusraja sallii nyt tilauksen vapauttamisen, mutta sen kuuden tunnin työvaiheelle on silti löydettävä paikka nykyisten töiden joukosta. SkyPlanner laskee sen ajoituksen yhdessä leikkauksen, kokoonpanon ja muiden tilausten kanssa. Näet ennakoidun valmistumisajan ja prioriteettimuutosten vaikutukset ilman, että jokaisen koneen työjonoa tarvitsee rakentaa käsin uudelleen.

Sinä ohjaat aikataulua prioriteeteilla, säännöillä ja lukituksilla; Arcturus hoitaa hienokuormituksen laskennan. Tässä on käytännön syy käyttää SkyPlanneria kuormitusohjatun tilausten vapautuksen rinnalla: vähemmän käsin tehtävää yhteensovittamista ja selkeämpi kuva siitä, mitä hyväksytyt työt merkitsevät toimituksille.

Tilauksen aikaisin sallittu aloituspäivä voi välittää sovitun aloitusrajan hienokuormitukseen, kun kyseistä päivämäärää koskeva sääntö on käytössä. Päivämäärä on hienokuormituksen rajoite, ei osoitus siitä, että tilaus voitaisiin vapauttaa nykyisten WLC-kuormitusrajojen perusteella. Määrittele siksi vapautuspäätös ja kuormituskirjanpito selkeästi erikseen, kun suunnittelet toimintamallia.

SkyPlannerin työraportti ja tilausriviraportti auttavat myös tarkastelemaan kirjattuja töitä ja kestojen eroja. Niiden avulla voit tarkentaa suunnittelun pohjana olevia aika-arvioita. Tilausten vapautus edellyttää silti erikseen määriteltyjä valmistumiskuittauksia ja kuormituksen laskentasääntöjä.

Mitä parempi ajoitus muutti Mamecilla

Mamec valmistaa teollisuuden sekoituslaitteita ja toimii korkean teknologian tuotteiden sopimusvalmistajana. Yritys kertoo tuotannonsuunnittelun työmäärän keventyneen selvästi SkyPlannerin käyttöönoton jälkeen. Asiakastarinassa kuvataan myös järkevämpiä läpimenoaikoja ja sitä, miten töiden oikea-aikainen aloitus vähentää keskeneräiseen tuotantoon tarpeettomasti sitoutuvaa käyttöpääomaa.

Tähän hienokuormituksella kannattaa pyrkiä tilausten vapautuksen ohjauksen rinnalla: työ alkaa silloin, kun se voi edetä, eikä vain siirry seuraavaan jonoon. Sama ero on tärkeä suunnittelijalle, joka käyttää vapautuksessa kuormitusrajoja. Hallitun aloituksen pitäisi johtaa yhteensovitettuun tuotantosuunnitelmaan, ei uuteen jonojen järjestelykierrokseen.

Aloita yhdestä vapautuspäätöksestä ja seuraa tilausta toimitukseen asti

Valitse ensimmäiseen käyttöönottoon tarkoituksenmukainen joukko kuormitusohjauksen piiriin tulevia työpisteitä ja tyypillisiä tilausten reitityksiä. Varmista, että samaan ryhmään kuuluvat koneet todella pystyvät jakamaan työt keskenään. Määritä valmistumiskuittaukset ja sovi, miten toimitaan, jos työtä ei voida vapauttaa kuormitusrajojen puitteissa ajoissa. Testaa sitten, ovatko vapautuspäätökset ja tuotantoaikataulu keskenään johdonmukaisia.

SkyPlanner voidaan integroida mihin tahansa ERP- tai MES-järjestelmään avoimen REST API -rajapinnan kautta. Tuotantoaikataulun parantaminen ei siis edellytä tilaustietoja ylläpitävän järjestelmän vaihtamista.

Haluatko nähdä, miten tilausten vapautus ja ajoitus liittyvät toisiinsa omassa tuotannossasi? Varaa SkyPlanner-esittely. Ota mukaan vapautusta odottavan tilauksen reititys, työpisteiden nykyiset kuormitukset ja suunnittelemasi vapautussääntö. Seuraa vapautetun työn etenemistä aikataulussa ja tarkastele sen vaikutusta valmistumispäiviin sekä muiden, samoista resursseista kilpailevien tilausten ajoitukseen.

Haluatko tutustua ensin itse? Kokeile SkyPlanneria esimerkkiaineistolla tai käytä SkyPlanner Assistantin tekoälyavusteista käyttöönotto-opastusta. Katso, kuinka paljon helpompaa suunnittelu on, kun koko reitityksen työvaiheet ajoitetaan yhdessä paikassa ja sinä päätät edelleen prioriteeteista.