A termelési terhelés szabályozása: mikor adjuk gyártásba a rendeléseket?

Kezdőlap » Erőforrások » A termelési terhelés szabályozása: mikor adjuk gyártásba a rendeléseket?

Becsült olvasási idő: 11 perc

A darabológépen van szabad kapacitás, ezért újabb rendelést adnak gyártásba. A darabolás időben elkészül. Az alkatrészek ezután beállnak a forgácsolásra várók egyre hosszabb sorába, olyan munkák mellé, amelyeknek már az összeszerelés felé kellene haladniuk.

A korábbi indítástól több lett a munka az üzemben, de a vevő nem jut hamarabb a rendeléséhez.

A termelési terhelés szabályozása még azelőtt kezeli ezt a problémát, hogy újabb feladat kerülne az üzembe. Ahelyett, hogy minden előkészített rendelést gyártásba adnánk, megvizsgáljuk, mekkora többletterhelést jelentene a technológiai útvonala mentén. Ez különösen hasznos a rendelésre gyártásban, ahol két látszólag hasonló rendelés egészen eltérő mértékben veheti igénybe a közös erőforrásokat.

A gyártásba adásról szóló döntés csak a feladat egyik fele. Az engedélyezett munkák műveleti sorrendjét az érintett erőforrásokon össze is kell hangolni. A SkyPlanner APS ezeket a munkákat egyetlen, összefüggő gyártási ütemtervbe rendezi. Így kevesebb munkát igényel a gyártásba adott rendelések listájának összehangolása az egyes gépeknél várakozó feladatokkal, és könnyebb átlátni a szállításokra gyakorolt hatásokat.

Mit jelent a termelési terhelés szabályozása?

A termelési terhelés szabályozása (WLC) olyan gyártástervezési és termelésirányítási megközelítés, amely az erőforrások terhelése alapján szabályozza a gyártásba kerülő munkák mennyiségét. Terhelésalapú gyártásba adás esetén a rendelések egy indításra váró állományban maradnak, amíg a gyártásba adási szabály nem engedélyezi, hogy bekerüljenek az üzembe. A munkahelyek terhelési határértékei segítenek eldönteni, mely rendelések adhatók gyártásba.

A cél a befejezetlen termelés (WIP), vagyis a már gyártásba adott, de még el nem készült munkák mennyiségének szabályozása. Egy munkahely lehet egyetlen gép vagy egymással megfelelően helyettesíthető erőforrások csoportja. Terhelése a hozzá rendelt elvégzendő munka, amelyet gyakran a becsült megmunkálási órák számával fejezünk ki. Kapacitása azt mutatja meg, hogy mennyi munkát képes elvégezni. A terhelési határérték a gyártásba adási szabályban alkalmazott korlát, nem pedig a rendelkezésre álló kapacitás másik elnevezése.

A WLC különösen ott hasznos, ahol a termékek technológiai útvonala és megmunkálási ideje eltérő: például egyedi forgácsolásnál, szerkezetgyártásnál és más, sokféle terméket gyártó műhelyekben. A rendelések száma önmagában keveset árul el erről az összetételről. Az egyik rendelés rövid darabolást, majd hosszú forgácsolást igényelhet, míg egy másik egyáltalán nem érinti a forgácsolást.

Tágabb értelemben a WLC az ajánlatkérések kezelését és a határidőkről szóló döntéseket is támogathatja. Itt azonban a gyártásba adás napi kérdésére összpontosítunk: mely várakozó rendelések kerüljenek most gyártásba?

Ne csak az első gépnél várakozó munkákat nézzük

A gépnél látható várakozási sor nem mutatja meg az összes oda tartó munkát. A már gyártásba adott feladatok még a technológiai útvonal korábbi szakaszain is járhatnak: előző műveletekre várnak, vagy éppen azokat végzik rajtuk. Később ugyanezt a kapacitást fogják igénybe venni.

A gyártásba adás szabályozásához különítsük el a következőket:

• Közvetlen terhelés: a már az adott munkahelyen lévő, várakozó vagy feldolgozás alatt álló munka.
• Közvetett terhelés: a már gyártásba adott rendelésekhez tartozó munka, amely még korábbi műveleteknél tart, de később érinti az adott munkahelyet.
• A várakozó állomány terhelése: a még gyártásba nem adott rendelésekben lévő munka. Amikor egy rendelés gyártásba adását mérlegeljük, ennek lehetséges többletterhelésével számolunk.

Tegyük fel, hogy ma reggel kevés munka vár forgácsolásra, holnap azonban több, már gyártásba adott szerkezetgyártási rendelés érkezik ide. Ha a szerkezetgyártó részleget további, később forgácsolást igénylő munkákkal töltjük fel, figyelmen kívül hagyjuk ezt a közeledő terhelést. Egy olyan várakozó rendelést viszont ésszerű lehet gyártásba adni, amelynek nincs szüksége forgácsolásra.

Ez a technológiai útvonalon alapuló szabályozás előnye: különbséget tesz a kialakuló várakozási sort növelő feladatok és a más útvonalon haladó munkák között. A „van hely az indításhoz” helyett azt vizsgáljuk, hogy „elfér-e ennek a rendelésnek a terhelése az útvonalán érintett, szabályozott munkahelyeken”.

Előbb a terhelés számítási módját határozzuk meg, majd a határértéket

A WLC többféle megközelítést fog össze, nem egyetlen általános képletet jelent. A gyártásba adási módszerek eltérnek abban, hogyan számolnak a későbbi műveletek terhelésével, mikor vizsgálják felül a várakozó állományt, és hogyan reagálnak arra, ha egy munkahelyen elfogy a munka.

Az egyik dokumentált módszer a korrigált összesített terhelést használja. Minden művelet a becsült megmunkálási idejének és a rendelés eredeti technológiai útvonalán elfoglalt sorszámának hányadosával járul hozzá a terheléshez. Az első művelet teljes idejével, a második az ideje felével, a harmadik pedig az ideje egyharmadával számít bele. Az így meghatározott hozzájárulás a művelet befejezéséig változatlanul az érintett munkahely terhelésében marad.

A korrekció megkülönbözteti a már az adott erőforrásnál lévő munkát attól, amely a gyártásba adás utáni idő egy részét még korábbi műveleteknél tölti. Ez terheléselszámolási szabály, nem csökkenti a gépen ténylegesen szükséges megmunkálási időt.

Ne keverjük az elszámolási módokat. Egy hatórás második művelet ebben a módszerben három korrigált terhelési órával számít bele a terhelésbe, de a gyártási ütemtervben továbbra is hat megmunkálási órára van szüksége. A korrigált terheléshez beállított határérték nem vihető át egyszerűen olyan nyilvántartásba, amely minden későbbi műveletet a teljes idejével vesz figyelembe.

A gyártásba adási határérték alkalmazása előtt rögzítsük a terhelés mértékegységét, a figyelembe vett műveletek körét, hozzájárulásuk számítási módját, valamint azt, hogy melyik befejezési eseménykor vezetjük ki az egyes hozzájárulásokat. Ezekkel a meghatározásokkal a tervezők és a műszakok azonos alapokon hozhatják meg a döntést.

Terhelésalapú döntés a gyártásba adásról, lépésről lépésre

Képzeljünk el egy gyártásba adásra váró rendelést, amelynek technológiai útvonala a következő: két óra darabolás, hat óra forgácsolás és három óra összeszerelés. A fent bemutatott korrigált összesített terhelési módszerrel ezek rendre két, három és egy terhelési órával járulnak hozzá az érintett munkahely terheléséhez.

Tegyük fel, hogy az aktuális terhelési nyilvántartás és a helyben meghatározott határértékek az alábbiak. A számok a döntést szemléltetik, nem ajánlott határértékek.

Szabályozott munkahely	Aktuális korrigált terhelés	A vizsgált rendelés hozzájárulása	Terhelés gyártásba adás esetén	Terhelési határérték
Darabolás	5	2	7	8
Forgácsolás	8	3	11	10
Összeszerelés	4	1	5	6

A darabolás és az összeszerelés terhelése a határértéken belül marad, a forgácsolásé viszont nem. Ha a szabály előírja, hogy az útvonal minden szabályozott munkahelyének a saját határértékén belül kell maradnia, a rendelés a várakozó állományban marad. A szabad darabológép nem írja felül a forgácsolás korlátját.

Tegyük fel, hogy a következő felülvizsgálatig befejezett forgácsolási munkák révén két korrigált terhelési órát kivezettünk a nyilvántartásból. Ha más terhelésváltozás nem történt, a forgácsolás aktuális terhelése így hat; ehhez hozzáadva a vizsgált rendelés három óráját, kilencet kapunk. A rendelés most már mindhárom ellenőrzésen megfelel.

A rendszeres időközönként végzett gyártásba adás gyakorlati menete ezt a logikát követi:

1. Frissítsük az aktuális terhelést. Vezessük ki a befejezett műveletekhez rendelt hozzájárulásokat, és egyeztessük a már gyártásba adott munkák változásait.

2. Rangsorolja a várakozó állományból indítható rendeléseket. Az indítási feltételek ellenőrzése után alkalmazzon közösen elfogadott szabályt, például a szállítási határidő vagy a tervezett gyártásba adási dátum szerinti sorrendet.

3. Ellenőrizze a következő rendelés technológiai útvonalát. Adja hozzá próbaképpen az egyes műveletek terhelési hozzájárulását az aktuális nyilvántartáshoz, és vesse össze az így kapott terheléseket a vonatkozó határértékekkel.

4. Csak a jóváhagyott gyártásba adást véglegesítse. Rögzítse a hozzá tartozó terhelési hozzájárulásokat a nyilvántartásban. Ha a rendelés nem felel meg a feltételeknek, maradjon a várakozó állományban, és a próbaképpen hozzáadott terhelése se maradjon a nyilvántartásban.

5. Folytassa a többi jelölt ellenőrzésével. Minden további ellenőrzéshez a korábban jóváhagyott gyártásba adásokkal frissített nyilvántartást használja.

Ez az utolsó részlet lényeges. Két rendelés külön-külön még beleférhet a reggeli kiinduló terhelés mellett, de együttes gyártásba adásuk már túlléphet egy határértéket. Egy elutasított rendelés miatt sem kell feltétlenül leállítani minden gyártásba adást: a várakozó állományra választott kiválasztási szabálytól függően egy másik technológiai útvonal még beleférhet.

Amikor egy művelet befejeződik, vonja le a hozzá rendelt terhelési hozzájárulást az adott munkahely terheléséből. Ne törölje a teljes rendelés terhelését az összes későbbi munkahelyről pusztán azért, mert az első művelete elkészült.

Válasszon a folyamatos anyagáramlást támogató gyártásba adási ritmust

Időszakos gyártásba adásnál meghatározott időközönként vizsgálják meg a jelölt rendeléseket. Folyamatos gyártásba adásnál a meghatározott terhelési feltételek teljesülése váltja ki a döntést. A termelési terhelés szabályozásának (WLC) egyes módszerei ötvözik a kettőt: az időszakos döntés kiegyenlíti a terheléseket, egy kiegészítő szabály pedig kezeli, ha valamelyik munkahely munka nélkül marad.

Ha tehát kiürül egy munkahely várakozási sora, az elfogadott szabályok szerint kell eljárni, nem pedig alkalmi utasítással gyártásba adni bármit, ami éppen rendelkezésre áll. A munkaellátás hiányát megelőző szabálynak meg kell határoznia, melyik gyártási feladat léphet be, és hogyan kell nyilvántartani a terhelését. Ellenkező esetben a kivételek fokozatosan alááshatják a szabályozást.

A sürgős rendelésekre ugyanez a fegyelem vonatkozik. Legyen jól látható, mióta várakoznak a rendelések a gyártásba adásra, és mekkora a szállítási határidő csúszásának kockázata. Ha egy esedékes rendelés újra és újra fennakad valamelyik terhelési határértéken, dönteni kell a kapacitás, a technológiai útvonal, a prioritás vagy a vállalt szállítási határidő módosításáról. Attól, hogy sürgősnek minősítik, még nem lesz több idő az elvégzésére.

A terhelési határérték a tartós túlterhelést sem oldja meg. Ha az elvállalt igények folyamatosan meghaladják egy kulcsfontosságú erőforrás elérhető kibocsátását, több rendelés gyártáson kívül tartásával csak a várakozás helye változik. A kapacitással és a vevőknek tett vállalásokkal ettől még foglalkozni kell.

A határértékeket a teljes átfutási időhöz igazítsa, ne a rendezett üzemképhez

A túl megengedő határérték könnyen beengedi a munkát, de hagyja megnőni a várakozási sorokat. A túl szigorú határérték lerövidítheti a gyártási feladatok üzemben töltött idejét, miközben túl sokáig várakoztatja őket a gyártásba adás előtt. A nagy terhelést jelentő feladatokat különösen nehéz lehet gyártásba adni.

Amikor egy rendelés bekerül a várakozó állományba, a befejezéséig hátralévő időt két összefüggő rész együtteseként értékelje:

Várakozási idő a gyártásba adás előtt + a gyártásba adástól a befejezésig eltelt idő.

Ha egy hétnyi várakozás az üzemből a gyártásba adás előtti várakozó állományba kerül át, azzal a vevő még nem feltétlenül nyer egy hetet.

Először tegye megbízhatóvá a terhelési nyilvántartást és a műveletek befejezéséről érkező visszajelzéseket. A határértékeket fokozatosan vezesse be vagy szigorítsa, majd vizsgálja meg, hogy együtt javul-e a kibocsátás, a szállítási határidők betartása és a rendelések teljes átfutási ideje. Az átlagok mellett kövesse a legrégebb óta gyártásba adásra váró rendeléseket is. Ne csak az üzemi befejezetlen termelés csökkenésének örüljön: vizsgálja ki azt is, ha egy munkahely munka nélkül marad.

Nincs általánosan érvényes, „helyes” óraszám a terhelésre. A megfelelő szintet a technológiai útvonalak összetétele, a kapacitás, a becslések minősége és a választott elszámolási módszer egyaránt befolyásolja. Ha ezek a körülmények változnak, vizsgálja felül a beállított értéket.

WLC, BOA, CONWIP és POLCA: eltérő szabályozási kérdések

Ezek a módszerek mind a termelés áramlásával foglalkoznak, de a szabályozásukhoz használt jelzések nem cserélhetők fel egymással.

Módszer	Mire összpontosít a szabályozás?
Terhelésalapú gyártásba adás WLC szerint	Arra, hogy a jelölt rendelés terhelési hozzájárulásaival együtt is betarthatók-e a technológiai útvonalán szereplő, szabályozásba bevont munkahelyek terhelési határértékei.
BOA	A német belastungsorientierte Auftragsfreigabe, azaz a terhelésorientált gyártásba adás módszertani hagyománya: a gyártási rendelések gyártásba adását a kapacitások terhelése és egy meghatározott terhelési határérték alapján engedélyezik.
CONWIP	Az indítás engedélyezését a termelés egy meghatározott részén belüli összes befejezetlen termelés (WIP) felső korlátja szabályozza.
POLCA	A gyártási feladat engedélyezése mellett a kapacitás igénybevételét a cellapárokhoz rendelt, egymást átfedő kártyakörök engedélyezik.

A klasszikus BOA és a különböző WLC-alapú gyártásba adási módszerek nem tekinthetők egyetlen, azonos algoritmusnak. Különösen fontos, hogy ne vegyen át BOA szerinti terhelési százalékot egy korrigált terheléssel számoló példába anélkül, hogy meghatározná, az adott módszer hogyan méri a terhelést és hogyan állapítja meg a határértékét.

Aszerint válasszon, hogy melyik döntést szeretné szabályozni. A teljes befejezetlen termelés felső korlátja egy meghatározott határon belüli mennyiséget korlátoz; a munkahelyenkénti terhelési határértékek azt is figyelembe veszik, hogy az eltérő technológiai útvonalak hol okoznak terhelést. Önmagában egyik megközelítés sem határozza meg minden művelet gépét és kezdési időpontját.

Készítsen összehangolt ütemtervet a gyártásba adott munkákhoz a SkyPlanner segítségével

Ha egy rendelés a terhelésellenőrzés alapján megfelel a követelményeknek, az azt jelenti, hogy a választott gyártásba adási szabályok szerint beléphet a termelésbe. Ez nem jelenti azt, hogy a következő művelete azonnal elkezdhető, vagy hogy a szállítási határideje biztosított. A gépek műszakrendben dolgoznak, az anyagok meghatározott időpontokban válnak elérhetővé, a műveletek pedig a korábbi munkák befejezésétől függenek.

A SkyPlanner APS az elfogadott munkák ütemezésekor együttesen veszi figyelembe ezeket a korlátokat. Az ütemezést végző mesterséges intelligenciája, az Arcturus a beállított kapacitások, műszakok, függőségek és prioritások alapján rendeli a műveleteket a megfelelő munkaállomásokhoz. Ha az anyagok rendelkezésre állását figyelembe vevő ütemezés engedélyezve van, a számítás erre is kiterjed. A Gantt-nézet erőforrásonként mutatja az így kapott tervet.

Visszatérve a példára: a megmunkálás terhelési határértéke most már megengedi a rendelés gyártásba adását, de a hatórás műveletnek még helyet kell találni a meglévő feladatok között. A SkyPlanner a darabolással, az összeszereléssel és a többi rendeléssel együtt ütemezi be ezt a műveletet. Láthatja a várható befejezést és a prioritások módosításának hatását anélkül, hogy minden gépnél kézzel kellene újraterveznie a feladatok sorrendjét.

Ön prioritásokkal, szabályokkal és rögzítésekkel irányítja az ütemtervet; az ütemezési számításokat az Arcturus végzi. Ezért érdemes a SkyPlanner használatát terhelésalapú gyártásba adással párosítani: kevesebb kézi egyeztetésre van szükség, és világosabban látszik, mit jelentenek az elfogadott munkák a szállítások szempontjából.

A rendelés indíthatósági dátuma az ütemezésben is érvényesítheti a megállapodás szerinti legkorábbi kezdési időpontot, ha az erre vonatkozó szabály engedélyezve van. Ez a dátum ütemezési korlát, nem pedig annak bizonyítéka, hogy a rendelés megfelelt az aktuális WLC-határértékeknek. A munkafolyamat kialakításakor külön, egyértelműen határozza meg a gyártásba adási döntés és a terhelési nyilvántartás kezelését.

A SkyPlanner gyártási feladatokról és rendelési tételekről készülő jelentései a rögzített munkák és az időtartam-eltérések áttekintését is segítik. Alapot adnak a tervezéshez használt időbecslések javításához; a gyártásba adás szabályozásához ettől még szükség van a meghatározott befejezési visszajelzésekre és elszámolási szabályokra.

Mit változtatott a jobb időzítés a Mamec működésében?

Az ipari keverőberendezéseket gyártó és csúcstechnológiás termékek bérgyártását végző Mamec beszámolója szerint a SkyPlanner bevezetése után egyértelműen csökkent a gyártástervezéssel járó munkateher. Ügyfélbeszámolójuk észszerűbb átfutási időkről és a befejezetlen termelésben feleslegesen lekötött forgótőke csökkenéséről is ír, mivel a gyártási feladatok a megfelelő időpontban indulnak el.

A gyártásba adás szabályozása mellett ezt az ütemezési eredményt érdemes megcélozni: a munka akkor kezdődjön el, amikor haladni is tud, ne csak egy újabb várakozási sorba kerüljön. A gyártásba adási határértékekkel dolgozó tervező számára ugyanez a különbség fontos: a szabályozott indítást összehangolt terv kövesse, ne a várakozási sorok újabb kézi rendezgetése.

Induljon ki egyetlen gyártásba adási döntésből, és kövesse végig a szállításig

Az első bevezetéshez válassza ki a szabályozásba bevont munkahelyek érdemi körét és a rendelésekre jellemző technológiai útvonalakat. Ellenőrizze, hogy az egy csoportba sorolt gépek valóban képesek-e megosztani egymás között a munkát, alakítsa ki a befejezések visszajelzését, és állapodjanak meg arról, hogyan kezelik azokat a gyártási feladatokat, amelyek nem férnek bele időben a terhelési határértékekbe. Ezután vizsgálja meg, hogy a gyártásba adási döntések és a gyártási ütemterv összhangban vannak-e egymással.

A SkyPlanner a nyílt REST API-ján keresztül bármely ERP- vagy MES-rendszerrel integrálható, így a gyártási ütemterv javításához nem kell lecserélnie a rendeléseket nyilvántartó rendszerét.

Ha saját gyártásában is szeretné látni ezt az összefüggést, foglaljon időpontot egy SkyPlanner-bemutatóra. Hozza el egy indításra váró rendelés technológiai útvonalát, a munkahelyek aktuális terhelését és az alkalmazni kívánt gyártásba adási szabályt. Kövesse végig az ütemtervben a gyártásba engedett feladatot, és vizsgálja meg, hogyan hat a befejezési időpontokra és az ugyanazokért az erőforrásokért versengő rendelésekre.

Előbb inkább önállóan ismerkedne a rendszerrel? Próbálja ki a SkyPlanner-t demóadatokkal, vagy használja a SkyPlanner asszisztens mesterséges intelligenciával támogatott kezdeti beállítási folyamatát. Tapasztalja meg, mennyivel egyszerűbb a tervezés, ha a rendszer egy helyen számol a teljes technológiai útvonallal, miközben a prioritásokról továbbra is Ön dönt.