POLCA a gyártásban: a cellák közötti áramlás szabályozása

Kezdőlap » Erőforrások » POLCA a gyártásban: a cellák közötti áramlás szabályozása

Becsült olvasási idő: 11 perc

Egy gyártócella újabb feladattal végez, de a következő cella nem tudja folytatni a munkát. Az első csapat folyamatosan dolgozott. A rendelés azonban csak a várakozási sorban kapott helyet, a határidőre történő szállítás esélye nem javult.

Sokféle termék kis sorozatú gyártásánál ezt nehezebb kézben tartani, mert a gyártási feladatok nem mind ugyanazt az útvonalat követik. Az egyikhez forgácsolás és összeszerelés kell, a másikhoz hegesztés és felületkezelés. Ilyen változatosság mellett nem életszerű megoldás minden lehetséges alkatrészből egy-egy szabványos tárolónyi készletet tartani és utánpótolni.

A POLCA kapacitásjelzésekkel szabályozza a gyártócellák közötti áramlást. Segít elkerülni olyan feladatok elindítását, amelyek csak tovább növelnék a torlódást a későbbi műveleteknél. A következő tervezési kérdés ugyanilyen fontos: hogyan illeszthetők be az engedélyezett feladatok a többi rendelés és a közösen használt gépek munkarendjébe? A SkyPlanner APS egyetlen gyártási ütemtervben fogja össze ezeket a munkákat, így kevesebb kézi egyeztetésre van szükség a cellák külön feladatlistái és az erőforrások várakozási sorai között.

Mi a POLCA szerepe a gyártásban?

A POLCA a Paired-cell Overlapping Loops of Cards with Authorization rövidítése. Ez a termelésirányítási módszer cellapárokhoz rendelt, korlátozott számú kártyával és a gyártási feladatok engedélyezési dátumával szabályozza, hogy mikor indulhat el a munka. Rajan Suri dolgozta ki a Quick Response Manufacturing részeként, sokféle termék kis sorozatú és egyedi gyártásához.

A lényegi különbség abban rejlik, hogy mit jelent a kártya. A POLCA-kártya egy adott cellapárra vonatkozó kapacitásjelzés, nem pedig utasítás egy meghatározott cikkszámú alkatrész utánpótlására. A kártyák számának korlátozása szab határt az adott kártyakörben lekötött befejezetlen termelésnek (WIP). Különböző termékek is használhatják ugyanazt a kártyakört, ha gyártási útvonaluk áthalad az adott cellapáron.

Két feltételnek kell együttesen teljesülnie:

• A gyártási feladat engedélyezett. Elérkezett az adott cellára érvényes engedélyezési dátuma, így nem indul el a tervben megengedettnél korábban.
• A megfelelő kártyakörben van szabad kártya. Ez engedélyt ad arra, hogy további munka kerüljön a két cella közötti áramlásba.

A feladatnak emellett végrehajtásra késznek kell lennie, és a szükséges anyagnak is rendelkezésre kell állnia. Egy szabad kártya nem teremt vevői igényt, nem pótolja a hiányzó alkatrészt, és nem tesz sürgőssé egy még nem engedélyezett feladatot. Ugyanígy a tervezett kezdési dátum sem jogosít fel a megtelt kártyakör korlátjának figyelmen kívül hagyására.

Hogyan működnek az átfedő kártyakörök?

Képzeljünk el egy rendelést, amely az A gyártócellán, a B forgácsolócellán és a C összeszerelő cellán halad át. Az útvonala egy A/B és egy B/C kártyakört használ. Mindkét körnek saját kártyái vannak: egy A/B kártya nem helyettesíthet B/C kártyát.

Indítás az A cellában, A/B kártyával

Amikor a gyártási feladat engedélyezetté válik az A cellában, a csapat ellenőrzi, hogy van-e szabad A/B kártya, és rendelkezésre áll-e a munkához szükséges anyag. Ha a feltételek teljesülnek, a kártyát a feladathoz csatolják, és megkezdődik a megmunkálás.

Az A/B kártya a feladattal marad, amikor az A cella végez, és átadja a munkát a B cellának. Attól még nem kerül vissza az A cellába, hogy az ottani gyártás befejeződött. A kártya mindaddig foglalt marad, amíg a feladat a B cellánál várakozik, illetve amíg ott dolgoznak rajta.

B/C kártya csatolása a B cellában végzett munka kezdete előtt

Mielőtt a B cellában megkezdődne a forgácsolás, a feladatnak ott is engedélyezettnek kell lennie, és szabad B/C kártyára is szükség van. A B cellában végzett megmunkálás alatt ezért a feladathoz a bejövő A/B és a kimenő B/C kártya egyaránt hozzá van rendelve. Ezt jelenti az átfedés: a B cella mindkét kártyakörhöz tartozik.

Ha nincs szabad B/C kártya, a forgácsolás elindítása olyan útvonalra terhelne további munkát, amelyen az engedélyezett munkamennyiség már le van kötve. A B cellában ehelyett egy másik, végrehajtásra kész és engedélyezett feladatot érdemes választani, amelyhez rendelkezésre áll a szükséges kártya. Ha nincs ilyen feladat, a műszakvezető az akadály elhárítására vagy más hasznos munkára irányíthatja át a csapatot, ahelyett, hogy pusztán a B cella foglalkoztatása érdekében indítana el újabb munkát.

A kártya visszaküldése a második cella munkájának befejezése után

Amint a B cella végez a feladattal, és az továbbhalad a C cellába, az A/B kártya visszakerül az A cellába. Ott egy újabb, a feltételeknek megfelelő, B felé tartó feladathoz használható fel.

A B/C kártya a rendeléssel marad a C cellában is. Amikor a C cella befejezi a munkát, ez a kártya visszakerül a B cellába. Ha a C a szabályozott gyártási folyamat utolsó cellája, az ottani munkakezdéshez már nincs szükség további, kimenő kártyakörhöz tartozó kártyára.

Ez a visszaküldési szabály teszi hasznossá a jelzést. Az A/B kártya idő előtti visszaküldése újabb munkát engedne a körbe, mielőtt a már benne lévő feladat befejeződne a B cellában. Egy befejezett feladat kártyájának indokolatlan visszatartása viszont olyan engedélyt kötne le, amelyet már újra fel lehetne használni.

A kártya ugyanakkor nem jelent foglalást egy azonnal rendelkezésre álló gépre. A kártyakörben lekötött munkamennyiséget szabályozza, nem pedig a cellákon belüli összes művelet pontos végrehajtási időpontját határozza meg.

A POLCA, a kanban és a CONWIP mást-mást szabályoz

Mindhárom módszer engedélyező jelzéseket használ, de más-más kérdésre ad választ.

Módszer	Mit engedélyez jellemzően a jelzés?	Mikor alkalmazható?
Alkatrészhez kötött termelési kanban	Meghatározott alkatrész adott mennyiségének utánpótlását a felhasználás után	Ismétlődően gyártott alkatrészeknél, ha kialakítható működőképes utánpótlási kör
CONWIP	Újabb feladat belépését egy meghatározott folyamatba, amikor felszabadul az összes befejezetlen termelést korlátozó engedély	Egy kijelölt rendszerhatáron belüli munkamennyiség szabályozására
POLCA	Munka belépését egy adott cellapár kártyakörébe, ha a feladat engedélyezett	Ha a különböző termékek eltérő útvonalakon haladnak a cellák között

A kanban a gyártásban akkor hasznos, ha az utánpótolandó cikk és az utánpótlás menete ismétlődő. Egy még meg sem tervezett vagy meg sem rendelt egyedi alkatrészt nem lehet úgy kezelni, mintha szabványos, raktáron tartott alkatrész lenne.

A CONWIP különböző termékeket is képes kezelni anélkül, hogy minden alkatrészhez külön utánpótlási kártyára lenne szükség. Meghatározó szabályozási eszköze a kijelölt folyamat egészére érvényes WIP-korlát. A POLCA ezzel szemben helyi jelzéseket ad a feladat útvonalán szereplő cellapárok közötti kapcsolatokhoz, nem csupán egyetlen, a teljes folyamatra vonatkozó korlátra támaszkodik.

A gyakorlatban nem az alapján érdemes választani, hogy melyik rövidítés hangzik korszerűbbnek. Azt kell tisztázni, mit szeretnénk szabályozni: ismert cikkek utánpótlását, egy körülhatárolt rendszer teljes munkamennyiségét, vagy a változó útvonalakon, cellák között lekötött munkát. Az üzem különböző területein eltérő válaszok születhetnek.

Megfelelő választás a POLCA az Ön üzemében?

A POLCA alkalmazását akkor érdemes megvizsgálni, ha a termékek sokfélesége nehézkessé teszi az alkatrészenkénti utánpótlást, de a gyártási útvonalak továbbra is jól azonosítható cellákon haladnak át. Minden feladatnál tudni kell, melyik cella következik, és biztosítani kell a hozzá tartozó kártyakörök működtetését.

Különösen akkor lehet hasznos, ha a helyi döntések rendre torlódást okoznak a folyamat későbbi pontjain: egy megelőző műveletet végző csapat a saját kihasználtsága érdekében új munkát indít, miközben a fogadó cella már így is nehezen birkózik meg a feladataival. A módszer támpontot ad a csapatnak ahhoz, hogy a torlódás növelése helyett másik engedélyezett feladatot válasszon.

Előfordulhat azonban, hogy előbb az alapokat kell rendbe tenni. A megbízhatatlan gyártási útvonalak megnehezítik a megfelelő kártya kiválasztását. Az anyaghiány úgy kötheti le a feladatokat és a kártyákat, hogy közben nem halad a munka. Ha egy cella kapacitása tartósan nem elegendő a vállalt igények teljesítéséhez, kapacitásról szóló döntésre van szükség, nem pusztán a kártyák számának módosítására.

A kártyakörök száma és szerepe éppolyan fontos, mint a termékek változatossága. Ha nagyon sok, ritkán használt kapcsolat van a cellapárok között, nehézkessé válhat a nyilvántartásuk. Érdemes egy összetartozó termékcsaláddal kezdeni, amelynek útvonalai és a cellák közötti átadásai világosan leírhatók, ahelyett, hogy minden elképzelhető részlegpár közé kártyát rendelnénk.

Mindenekelőtt a vezetésnek is támogatnia kell az elvárt működést. Ha a gépkezelőket kizárólag azért jutalmazzák, hogy saját gépüket folyamatosan foglalkoztassák, erős ösztönzést kapnak egy olyan szabály megkerülésére, amely időnként éppen a munkakezdést tiltja meg. A kísérleti bevezetést a rendelések áramlása és a szállítási teljesítmény alapján értékelje, ne csupán a kihasználtság szerint.

A próbaüzem a termelés áramlását tesztelje, ne csak a kártyák kezelését

Válasszon ki a tényleges rendelésekből egy jól kezelhető csoportot, és térképezze fel, mely cellákon haladnak keresztül. Vonja be azokat is, akik a munkát ütemezik, végzik, illetve a munkadarabokat mozgatják. Az indulás előtt közösen kell tisztázniuk négy gyakorlati kérdést.

Mennyi munkát képvisel egy kártya? Egyértelműen meg kell állapodni abban, mit jelent a gyártási feladat, a továbbítási tétel vagy a meghatározott terhelési egység. Egy rövid és egy hosszú művelet kapacitásigénye nem lesz azonos attól, hogy mindkettőhöz egy-egy feladatazonosító tartozik. Ha az összetétel erősen változik, vizsgálják meg a kártyák által képviselt terhelést, ne feltételezzék, hogy a rendelések száma önmagában teljes képet ad.

Mennyi munkát engedjenek meg az egyes kártyakörök? A kezdeti kártyaszámot a várható termelési áramlás, a munka két cellán való áthaladásának ideje és a választott terhelési egység alapján határozzák meg. Túl sok kártyával kevésbé lehet korlátozni a torlódást; túl kevés kártya viszont olyan munkát is feltarthat, amely egyébként haladhatna. Nincs olyan kártyaszám, amely minden kártyakörhöz vagy üzemhez megfelelő.

Ki ellenőrzi, továbbítja és juttatja vissza a kártyákat? Legyen egyértelmű, hol történik az engedélyezés ellenőrzése és hol kell visszaadni a kártyákat. Az oktatáson kövessék végig egy gyártási feladat teljes útját, beleértve azt is, ha hiányzik a következő cellába vezető kör kártyája, nincs meg az anyag, vagy elakad a feladat. A szabályozott kivételhez felelős és rögzített indok szükséges; ha rendszeresen a szükséges engedély nélkül kezdik el a munkát, a szabályozás értelmét veszti.

Miből derül ki, hogy működik a rendszer? Rögzítsék a kiinduló értékeket: a befejezetlen termelés (WIP) mennyiségét, a szabályozott szakasz átfutási idejét, a termelési rátát és a szállítási teljesítményt. A próbaüzem során ellenőrizzék, hol várakoznak a kártyák és a gyártási feladatok. A korlátok módosítása előtt vizsgálják meg, hogy a tényleges terhelés, egy elmaradt kártyavisszaadás, megbízhatatlan adatok vagy visszatérő termelési probléma okozza-e a várakozást.

Így a próbaüzem hasznos tanulási folyamattá válik. Azt vizsgálják, hogy kiszámíthatóbban halad-e a munka a kiválasztott cellákon keresztül, nem azt bizonyítják, hogy a csapat meg tud tölteni egy táblát színes kártyákkal.

A kártyakörben felszabaduló hely még nem oldja meg a szállítások tervezését

Térjünk vissza az A–B–C útvonalhoz. Tegyük fel, hogy egy másik rendelés az A cellából a D hegesztőcellába halad. Az első rendeléshez rendelkezésre áll egy szabad A/B kártya, a másodikhoz pedig egy szabad A/D kártya. Mindkettő engedélyezett és indításra kész.

Később mindkét rendeléshez ugyanarra a befejező megmunkálást végző erőforrásra van szükség, amely más termékcsaládokat is kiszolgál. A helyi engedélyekből a tervező nem tudja meg, melyik rendelés készülhet el előbb, belefér-e a várakozó befejező munkák elvégzése a kiszállításig hátralévő időbe, vagy mi történik, ha egy sürgős vevői rendelés is bekerül a sorba.

Ilyenkor a gyártásütemezéshez a teljes útvonalat figyelembe kell venni. A cellapárok jelzései segítenek szabályozni, mely munkák indulhatnak el. Az összefüggő ütemterv pedig megmutatja, hogyan versengenek a műveletek a közös erőforrásokon rendelkezésre álló tényleges időért, és ez hogyan befolyásolja a befejezést.

Többlet kézi munkát okoz, ha mindkét kérdésre az egyes cellák kártyalistáiból próbálnak választ kapni. A tervezőnek végül listákat kell összevetnie, feladatokat kell áthelyeznie az erőforrások várakozási sorai között, és minden prioritásváltozáskor újra ellenőriznie kell ugyanazokat a későbbi ütközéseket.

Ütemezze a teljes üzem munkáját a SkyPlanner segítségével

A SkyPlanner APS közös erőforrás-ütemtervbe rendezi a vállalt gyártási feladatokat. Adja meg a folyamat lépéseit, az azok elvégzésére alkalmas munkaállomásokat, az időtartamokat, a műszakokat és a függőségeket. Az Arcturus, a SkyPlanner mesterséges intelligenciára épülő ütemezőmotorja kiszámítja, hová illeszthetők be a műveletek a beállított kapacitás és prioritások figyelembevételével. A Gantt-nézetben láthatóvá válik a sorrend és a befejezés időpontja.

A befejező megmunkálás kapacitásán osztozó két rendelés esetében ez azt jelenti, hogy a későbbi kapacitásütközések ugyanabban a tervben láthatók, mint a gyártás, a forgácsolás és a hegesztés. Kevesebb időt kell az elkülönült várakozási sorok kézi összehangolására fordítania, és világosabb alapokon döntheti el, melyik vállalt teljesítés igényel figyelmet.

A megállapodás szerinti legkorábbi kezdések kezdési jogosultsági dátumokkal adhatók meg, ha az erre vonatkozó szabály be van kapcsolva. Ez a dátum ütemezési korlát, nem pedig annak visszaigazolása, hogy rendelkezésre áll egy szabad POLCA-kártya. A kártyakör tényleges indítási engedélyéről továbbra is a termelésirányítási folyamatban döntsenek, és az ütemezett munkát igazítsák a megállapodás szerinti engedélyekhez és kezdési korlátozásokhoz.

A prioritásokról továbbra is Ön dönt. A SkyPlanner dinamikus prioritásaival úgy irányíthatja a számítást, hogy az a határidőket, a vevők és gyártási feladatok fontosságát, valamint az egyéb ütemezési célokat helyezze előtérbe. Egy frissen felszabadult kártya nem jelent automatikusan üzemi szinten legmagasabb prioritást. Ha az anyagok rendelkezésre állását figyelembe vevő ütemezés be van kapcsolva, a rendszer az anyagot felhasználó művelet ütemezésekor az anyagellátottsággal is számol.

Ha változik a rögzített kapacitás vagy a prioritás, az Arcturus újraszámíthatja az összefüggő ütemtervet. Ahelyett, hogy minden érintett várakozási sort kézzel írna át, áttekintheti a fontos rendelésekre gyakorolt hatást. A SkyPlanner nyílt REST API-ján keresztül bármely ERP- vagy MES-rendszerrel integrálható, így a hatékonyabb ütemezés a meglévő rendeléskezelési és termelési rendszerek mellett is használható.

A keveréstechnológiával és csúcstechnológiás bérgyártással foglalkozó Mamec számára is ismerős a kézi tervezés problémája. Beszámolójuk szerint korábban több ezer, egymástól függő munkalap sorrendjét határozták meg a papíralapú munkalapokon szereplő határidők alapján, megbízható összkép nélkül. Miután integrálták a SkyPlanner rendszert az Oscar ERP rendszerrel, mesterséges intelligencián alapuló, véges kapacitású ütemezést és közös termelési nézetet használnak, és arról számolnak be, hogy a tervezési munkaterhelés érezhetően csökkent. Tapasztalatuk az összefüggő ütemezés értékét szemlélteti, nem pedig egy POLCA-bevezetést. A teljes történetért olvassa el a Mamec SkyPlanner-tapasztalatait.

Vizsgálja együtt a cellák jelzéseit és a közös kapacitást

Ha a POLCA illik az Ön termeléséhez, a próbaüzem során alakítsanak ki egyértelmű engedélyezési szabályokat a kártyakörökhöz és megbízható kártyavisszaadási folyamatot. A SkyPlanner segítségével tegye láthatóvá az egész üzemben, milyen sorrendben használják a vállalt gyártási feladatok az erőforrásokat, és ez hogyan hat a szállításokra. Ezek a döntések együtt a valódi problémát kezelik: a megfelelő munka induljon el, miközben az sem vész szem elől, mire lesz szükség a befejezéséhez.

Foglaljon SkyPlanner-bemutatót, amelyhez hozzon példaként egy jellemző cellacsoportot, két eltérő útvonalú rendelést és egy közösen használt erőforrást. Készüljön a megállapodás szerinti kezdési korlátozásokkal és prioritásokkal is. Így a gyakorlatban vizsgálhatja meg, hogyan csökkentheti a SkyPlanner a kézi ütemezési munkát, és hogyan teheti világosabbá a szállításokra gyakorolt hatást.

Ha előbb önállóan ismerkedne a rendszerrel, próbálja ki a SkyPlannert demóadatokkal, vagy használja a SkyPlanner Assistant mesterséges intelligenciával támogatott bevezető folyamatát.