Styring av produksjonsbelastning: Når skal jobber frigis?

Hjem » Ressurser » Styring av produksjonsbelastning: Når skal jobber frigis?

Estimert lesetid: 11 minutter

Kuttemaskinen har ledig kapasitet, så enda en ordre settes i produksjon. Kuttingen blir ferdig i tide. Deretter havner delene i en voksende kø til maskinering, sammen med jobber som allerede burde vært på vei til montering.

Den tidligere oppstarten har gitt mer aktivitet i produksjonen, men kunden er ikke nærmere å få leveransen.

Styring av produksjonsbelastning tar tak i dette problemet før enda en jobb når produksjonsgulvet. I stedet for å frigi alle ordrer som er klare, vurderer du hvilken belastning hver ordre vil tilføre langs produksjonsruten. Dette er særlig nyttig ved produksjon mot ordre, der to tilsynelatende like ordrer kan stille svært ulike krav til felles ressurser.

Beslutningen om frigivelse er bare halve jobben. Arbeidet som er godkjent, må fortsatt utføres i en samordnet rekkefølge gjennom disse ressursene. SkyPlanner APS samler arbeidet i én sammenhengende produksjonsplan. Det gir mindre arbeid med å samordne listen over frigitte ordrer med køene ved hver maskin og gjør det enklere å se konsekvensene for leveringene.

Hva er styring av produksjonsbelastning?

Styring av produksjonsbelastning (WLC) er en tilnærming til produksjonsplanlegging og produksjonsstyring som regulerer hvilket arbeid som slippes inn i produksjonen, ut fra belastningen på ressursene. Ved belastningsbasert ordrefrigivelse venter ordrene i en ordrepulje før produksjon til en frigivelsesregel tillater at de slippes inn på produksjonsgulvet. Belastningsgrenser for arbeidssentrene bidrar til å avgjøre hvilke ordrer som kan frigis.

Formålet er å styre varer i arbeid (WIP): arbeid som er frigitt, men ennå ikke fullført. Et arbeidssenter kan være én maskin eller en gruppe ressurser som egner seg til å erstatte hverandre. Belastningen er arbeidet som er tildelt arbeidssenteret, ofte uttrykt i estimerte bearbeidingstimer. Kapasiteten er evnen til å utføre dette arbeidet. En belastningsgrense er en terskel som brukes i reglene for frigivelse, ikke et annet navn på tilgjengelig kapasitet.

WLC er særlig relevant når produktene har ulike produksjonsruter og bearbeidingstider, for eksempel ved kundetilpasset maskinering, fabrikasjon og annen verkstedproduksjon med stor produktvariasjon. Antall ordrer alene sier lite om denne variasjonen. Én ordre kan trenge kort tid til kutting og mye maskinering, mens en annen ikke skal innom maskinering i det hele tatt.

WLC kan i en bredere sammenheng også støtte håndtering av forespørsler og beslutninger om leveringsfrister. Her ser vi på det daglige spørsmålet om frigivelse: Hvilke ventende ordrer bør settes i produksjon nå?

Se lenger enn køen ved den første maskinen

Den synlige køen ved en maskin viser ikke alt arbeidet som er på vei dit. Frigitte jobber kan fortsatt befinne seg tidligere i produksjonsruten, der de venter på eller gjennomgår foregående operasjoner. Senere vil de konkurrere om den samme kapasiteten lenger ute i ruten.

Ved styring av frigivelse må du skille mellom:

• Direkte belastning: arbeid som allerede er ved arbeidssenteret, enten i kø eller under bearbeiding.
• Indirekte belastning: arbeid fra frigitte ordrer som fortsatt befinner seg tidligere i produksjonsruten, men som skal innom arbeidssenteret.
• Belastning i ordrepuljen: arbeid i ordrer som ennå ikke er frigitt. Når du vurderer å frigi en ordre, vurderer du også om denne belastningen kan legges til.

Anta at det er lite å gjøre ved maskineringen i morges, men at flere frigitte fabrikasjonsordrer vil komme dit i morgen. Fyller du fabrikasjonsområdet med mer arbeid som skal videre til maskinering, ser du bort fra belastningen som er på vei. En ventende ordre som ikke skal innom maskinering, kan derimot være en fornuftig kandidat for frigivelse.

Det er dette som er verdien av å styre etter produksjonsruten: Du skiller mellom jobber som øker en voksende kø, og jobber som følger en annen vei. «Det er plass til å starte» blir til «det er rom for belastningen fra denne ordren ved arbeidssentrene som omfattes av styringen, og som ordren skal innom».

Definer hvordan belastningen beregnes før du setter grensen

WLC omfatter flere tilnærminger, ikke én universell formel. Metodene for frigivelse varierer i hvordan de regner inn arbeid lenger ute i produksjonsruten, når de gjennomgår ordrepuljen, og hvordan de reagerer når et arbeidssenter går tomt for arbeid.

Én dokumentert metode bruker korrigert samlet belastning. Hver operasjon bidrar med sin estimerte bearbeidingstid delt på plasseringen i ordrens opprinnelige produksjonsrute. Den første operasjonen bidrar med hele tiden, den andre med halvparten og den tredje med en tredjedel. Dette fastsatte bidraget blir stående i belastningen til det aktuelle arbeidssenteret til operasjonen er fullført.

Korrigeringen skiller mellom arbeid som allerede er ved en ressurs, og arbeid som vil tilbringe deler av tiden etter frigivelse tidligere i produksjonsruten. Dette er en beregningsregel for belastning, ikke en reduksjon i tiden maskinen til slutt må bruke på bearbeidingen.

Ikke bland beregningsreglene. En operasjon på seks timer som er nummer to i ruten, bidrar med tre korrigerte belastningstimer i denne metoden, men trenger fortsatt seks bearbeidingstimer i produksjonsplanen. En grense som er kalibrert for korrigert belastning, kan ikke uten videre brukes i en belastningsoversikt som teller hele tiden for alle operasjoner lenger ute i ruten.

Før du tar i bruk en frigivelsesgrense, må du dokumentere hvilken enhet belastningen måles i, hvilke operasjoner som bidrar, hvordan bidragene beregnes, og hvilken fullføringshendelse som fjerner hvert bidrag. Med disse definisjonene kan ulike planleggere og skift ta beslutningen på samme grunnlag.

Belastningsbasert frigivelse, trinn for trinn

Tenk deg en ordre som venter på frigivelse, med denne produksjonsruten: to timer kutting, seks timer maskinering og tre timer montering. Med beregningsregelen for korrigert samlet belastning ovenfor blir bidragene henholdsvis to, tre og én belastningstime.

Anta at den gjeldende belastningsoversikten og de lokalt valgte grensene er som vist nedenfor. Tallene illustrerer beslutningen og er ikke anbefalte grenseverdier.

Arbeidssenter som omfattes av styringen	Gjeldende korrigert belastning	Bidrag fra aktuell ordre	Belastning ved frigivelse	Belastningsgrense
Kutting	5	2	7	8
Maskinering	8	3	11	10
Montering	4	1	5	6

Kutting og montering holder seg innenfor grensene. Det gjør ikke maskinering. Hvis regelen krever at alle arbeidssentre langs ruten som omfattes av styringen, skal holde seg innenfor sine grenser, blir ordren værende i ordrepuljen. En ledig kuttemaskin overstyrer ikke grensen for maskinering.

Anta at fullført maskineringsarbeid har fjernet to korrigerte belastningstimer fra oversikten ved neste gjennomgang. Uten andre endringer i belastningen er gjeldende belastning for maskinering nå seks. Legger vi til de tre timene fra den aktuelle ordren, blir summen ni. Ordren består nå alle tre kontrollene.

En praktisk fremgangsmåte for periodisk frigivelse følger denne logikken:

1. Oppdater gjeldende belastning. Fjern de fastsatte bidragene fra fullførte operasjoner, og avstem oversikten mot endringer i frigitt arbeid.

2. Prioriter ordrene i ordrepoolen som er aktuelle for frigivelse. Kontroller først at de er klare, og bruk deretter en avtalt regel, for eksempel leveringsdato eller planlagt frigivelsesdato.

3. Kontroller produksjonsruten til neste ordre. Legg de foreslåtte belastningsbidragene til i den gjeldende belastningsoversikten, og sammenlign med de aktuelle belastningsgrensene.

4. Registrer bare godkjente frigivelser. Legg belastningsbidragene til i oversikten. Hvis ordren ikke godkjennes, skal den bli i ordrepoolen uten at den foreslåtte belastningen blir stående i oversikten.

5. Fortsett med de øvrige kandidatene. Hver ny kontroll skal bruke belastningsoversikten slik den er oppdatert etter tidligere godkjente frigivelser.

Det siste punktet er viktig. To ordrer kan hver for seg være innenfor grensene når de vurderes mot belastningen ved dagens start, men overskride en grense hvis begge frigis. En avvist ordre trenger heller ikke å stanse alle frigivelser: En annen produksjonsrute kan passe innenfor grensene, avhengig av regelen for utvelgelse fra ordrepoolen.

Når en operasjon er ferdig, fjerner du det tildelte belastningsbidraget fra det aktuelle arbeidssenteret. Ikke fjern hele ordrens belastning fra alle etterfølgende arbeidssentre bare fordi den første operasjonen er fullført.

Velg en frigivelsesrytme som ivaretar flyten

Ved periodisk frigivelse vurderes kandidatene med faste mellomrom. Ved kontinuerlig frigivelse reagerer man på definerte belastningsforhold når de oppstår. Noen WLC-metoder kombinerer disse: Periodiske beslutninger balanserer belastningen, mens en tilleggsregel håndterer mangel på arbeid ved et arbeidssenter.

En tom kø bør derfor utløse den avtalte prosedyren, ikke en uformell beskjed om å frigi det som måtte være tilgjengelig. En regel som skal hindre at et arbeidssenter går tomt for arbeid, må angi hvilken jobb som kan slippes inn, og hvordan belastningen skal registreres. Ellers kan unntakene gradvis undergrave styringen.

Den samme disiplinen gjelder for hasteordrer. Sørg for å ha oversikt over ventetiden i ordrepoolen og risikoen for forsinket levering. Hvis en ordre som nærmer seg leveringsdatoen, gjentatte ganger overskrider en belastningsgrense, må dere avgjøre om kapasiteten, produksjonsruten, prioriteten eller leveringsløftet skal endres. Å merke ordren som en hasteordre skaper ikke mer bearbeidingstid.

En belastningsgrense kan heller ikke løse vedvarende overbelastning. Hvis ordrene dere tar imot, fortsetter å kreve mer enn en sentral ressurs kan produsere, vil det å holde flere ordrer utenfor produksjonen bare endre hvor de venter. Kapasiteten og leveringsløftene til kundene må fortsatt følges opp.

Tilpass belastningsgrensene etter samlet ledetid, ikke etter et ryddig produksjonsgulv

En svært romslig belastningsgrense gjør det lett å slippe inn arbeid, men lar køene vokse. En svært stram grense kan redusere tiden jobbene tilbringer i produksjonen, samtidig som de blir liggende for lenge i ordrepoolen. Store jobber kan bli særlig vanskelige å frigi.

For en ordre som legges i ordrepoolen, bør tiden frem til ferdigstillelse vurderes som to sammenhengende deler:

Ventetid i ordrepoolen + tid fra frigivelse til ferdigstillelse.

Å flytte en ukes ventetid fra produksjonsgulvet til ordrepoolen betyr ikke automatisk at kunden sparer en uke.

Begynn med å sikre at belastningsoversikten og tilbakemeldingene om fullførte operasjoner er pålitelige. Innfør eller stram inn belastningsgrensene gradvis, og vurder deretter om produksjonsraten, leveringspresisjonen og ordrenes samlede ledetid forbedres samtidig. Følg med på de eldste ordrene i poolen, ikke bare gjennomsnittene. Undersøk også hvorfor arbeidssentre går tomme for arbeid, fremfor å feire et lavere nivå av varer i arbeid på produksjonsgulvet alene.

Det finnes ikke ett «riktig» antall belastningstimer som passer overalt. Sammensetningen av produksjonsruter, kapasiteten, kvaliteten på estimatene og den valgte beregningsmetoden påvirker alle hvilket nivå som fungerer. Vurder nivået på nytt når disse forholdene endrer seg.

WLC, BOA, CONWIP og POLCA: ulike styringsspørsmål

Alle disse metodene handler om produksjonsflyt, men styringssignalene deres kan ikke brukes om hverandre.

Metode	Hva styringen retter seg mot
Belastningsbasert frigivelse med WLC	Om belastningsbidragene fra en aktuell ordre holder seg innenfor belastningsgrensene ved de styrte arbeidssentrene langs produksjonsruten.
BOA	Den tyske tradisjonen for belastningsorientert ordrefrigivelse: Produksjonsordrer frigis ut fra kapasitetsbelastningen og en definert belastningsgrense.
CONWIP	Tillatelse styres av en øvre grense for samlet mengde varer i arbeid innenfor en definert del av produksjonen.
POLCA	Tillatelse til å bruke kapasitet gjennom overlappende kortsløyfer knyttet til par av produksjonsceller, i tillegg til tillatelse til å utføre jobben.

Klassisk BOA og de ulike metodene for frigivelse med WLC bør ikke behandles som én og samme algoritme. Ikke overfør en belastningsprosent fra BOA til et eksempel med korrigert belastning uten å definere hvordan metoden måler belastningen og fastsetter grensen.

Velg metode ut fra beslutningen dere trenger å styre. Et tak på samlet mengde varer i arbeid begrenser mengden innenfor et avgrenset område. Belastningsgrenser for de enkelte arbeidssentrene tar derimot hensyn til hvor belastningen fra ulike produksjonsruter vil oppstå. Ingen av delene fastsetter i seg selv maskin og starttid for hver operasjon.

Lag en sammenhengende plan for frigitte ordrer med SkyPlanner

Når en ordre består belastningskontrollen, betyr det at den kan slippes inn i produksjonen etter de valgte frigivelsesreglene. Det betyr ikke at neste operasjon kan starte umiddelbart, eller at leveringsdatoen er sikret. Maskiner har skiftordninger, materialer har tilgjengelighetsdatoer, og operasjoner avhenger av tidligere arbeid.

SkyPlanner APS ser disse begrensningene i sammenheng for de godkjente ordrene. Arcturus, systemets KI for finplanlegging, fordeler prosesstrinn til aktuelle arbeidsstasjoner ut fra konfigurert kapasitet, skift, avhengigheter og prioriteringer. Når planlegging med hensyn til materialtilgjengelighet er aktivert, inngår også materialtilgjengeligheten i beregningen. Gantt-visningen viser den beregnede planen på tvers av ressursene.

Tilbake til eksemplet: Belastningsgrensen for maskinering tillater nå ordren, men operasjonen på seks timer må fortsatt få plass blant eksisterende jobber. SkyPlanner beregner denne plasseringen i sammenheng med kapping, montering og de andre ordrene. Du kan se forventet ferdigstillelse og effekten av endrede prioriteringer uten å bygge opp hver maskinkø på nytt manuelt.

Du styrer planen gjennom prioriteringer, regler og låsinger; Arcturus gjør selve planberegningen. Det er den praktiske grunnen til å bruke SkyPlanner sammen med belastningsbaserte frigivelsesregler: mindre manuell avstemming og bedre oversikt over hva de godkjente ordrene betyr for leveringene.

En ordres tidligste tillatte startdato kan brukes som en avtalt nedre grense i planleggingen når regelen for denne datoen er aktivert. Datoen er en planleggingsbegrensning, ikke et bevis på at ordren er innenfor de gjeldende WLC-grensene. Sørg for at både frigivelsesbeslutningen og belastningsoversikten er tydelig definert når dere utformer arbeidsflyten.

Jobbrapporten og ordrelinjerapporten i SkyPlanner hjelper deg også med å gjennomgå registrert arbeid og avvik i varighet. De gir et grunnlag for å forbedre tidsestimatene som planleggingen bygger på. Frigivelsesreglene krever likevel definerte tilbakemeldinger om ferdigstillelse og regler for hvordan belastningen føres.

Hva oppstart til riktig tid betydde for Mamec

Mamec, som produserer industrielt blandeutstyr og høyteknologiske produkter på kontrakt, forteller at arbeidsmengden knyttet til produksjonsplanlegging ble klart mindre etter at de tok i bruk SkyPlanner. Kundehistorien deres beskriver også mer hensiktsmessige ledetider og mindre arbeidskapital unødvendig bundet i varer i arbeid, fordi jobbene starter til riktig tid.

Det er dette resultatet av finplanleggingen det er verdt å sikte mot sammen med frigivelsesstyringen: at arbeid starter når det kan gå videre, i stedet for bare å havne i enda en kø. For en planlegger som bruker belastningsgrenser ved frigivelse, er det samme skillet viktig. En kontrollert oppstart bør lede inn i en samordnet plan, ikke en ny runde med manuell retting av køene.

Start med én frigivelsesbeslutning og følg ordren frem til levering

Ved første innføring bør dere velge et relevant utvalg av arbeidssentre som skal styres, og representative produksjonsruter for ordrene. Bekreft at maskiner som er gruppert sammen, faktisk kan dele på arbeidet. Etabler tilbakemeldinger om ferdigstillelse, og avtal hvordan dere skal håndtere en jobb som ikke kommer innenfor belastningsgrensene i tide. Test deretter om frigivelsesbeslutningene og produksjonsplanen stemmer overens.

SkyPlanner kan integreres med ethvert ERP- eller MES-system via sitt åpne REST API. Du kan dermed forbedre produksjonsplanen uten å bytte ut systemet der ordrene dine ligger.

Vil du se denne sammenhengen i din egen produksjon? Bestill en demo av SkyPlanner. Ta med produksjonsruten til en ordre som venter på frigivelse, dagens belastning på arbeidssentrene og regelen du vil bruke for frigivelse. Følg arbeidet som blir godkjent for frigivelse gjennom produksjonsplanen, og undersøk hvordan det påvirker ferdigdatoene og andre ordrer som konkurrerer om kapasiteten.

Vil du heller utforske på egen hånd først? Prøv SkyPlanner med demodata, eller bruk den KI-støttede «Kom i gang»-veiledningen i SkyPlanner Assistant. Se hvor mye enklere planleggingen blir når hele produksjonsruten beregnes på ett sted, samtidig som du beholder kontrollen over prioriteringene.