EPEI: jak obliczyć realny odstęp między seriami produkcyjnymi

Strona główna » Zasoby » EPEI: jak obliczyć realny odstęp między seriami produkcyjnymi

Szacowany czas czytania: 11 minut

Chcesz produkować każdy detal z danej rodziny wyrobów częściej i w mniejszych partiach. Schemat powtarzalnej sekwencji wygląda przejrzyście: A, potem B, następnie C i powrót do A. Maszyna musi jednak realizować także zamówienia klientów, a każde powtórzenie sekwencji wymaga kolejnych przezbrojeń.

EPEI (Every Part Every Interval) pomaga ocenić, jak często można powtarzać produkcję wszystkich detali z danej rodziny. Nie wystarczy ustalić, jak krótki odstęp byłby pożądany. Trzeba sprawdzić, czy zmieszczą się w nim obróbka, przezbrojenia i pozostałe prace.

Zacznij od sprawdzenia dostępnych zdolności produkcyjnych. Następnie uwzględnij powtarzalne zlecenia we wspólnym harmonogramie z pozostałą produkcją. SkyPlanner APS pomaga to zrobić bez ciągłego przebudowywania osobnych kolejek zleceń dla maszyn, aby dopasować je do wybranego rytmu.

Czym jest EPEI?

EPEI to czas między kolejnymi seriami produkcyjnymi każdego detalu z określonej rodziny w danym procesie. Docelowe EPEI wynoszące dwa dni robocze oznacza powrót do produkcji każdego detalu z tej rodziny co dwa dni robocze, w ilości potrzebnej przy takim rytmie uzupełniania zapasów.

Można też spotkać angielską nazwę „every product every interval” lub oznaczenie EPEx, w którym x oznacza wybrany przedział czasu. Ważna jest częstotliwość powtarzania produkcji, a nie skrót używany w zakładzie.

Zanim podasz wartość, określ zakres, którego dotyczy. „Dwa dni” to użyteczna informacja tylko wtedy, gdy wszyscy wiedzą, o jakie detale, jaki zasób produkcyjny i jaki kalendarz pracy chodzi. Rodzina detali powracająca do obróbki co dwa dni może nadal czekać na kolejny proces uruchamiany raz w tygodniu.

Rozróżnij też trzy kwestie:

• Obliczona dolna granica: najkrótszy odstęp, przy którym zgodnie z przyjętym obliczeniem wystarcza dostępnych zdolności produkcyjnych.
• Cel planistyczny: rytm wybrany z uwzględnieniem wykonalności, popytu i warunków pracy.
• Rzeczywisty odstęp: czas, który faktycznie upłynął między kolejnymi seriami produkcyjnymi każdego detalu.

Docelowy rytm zapisany w schemacie powtarzalnej produkcji nie jest dowodem, że zakład go osiągnął. EPEI nie jest też czasem cyklu wykonania jednej sztuki, taktem produkcji wynikającym z popytu ani całkowitym lead time zlecenia produkcyjnego.

Jak obliczyć dolną granicę EPEI wynikającą ze zdolności produkcyjnych

Dla prostej rodziny detali produkowanych kolejno na jednym zasobie produkcyjnym zacznij od trzech danych:

1. Czas dostępny dla tej rodziny w ciągu dnia roboczego. Odejmij planowany czas bez produkcji oraz czas zasobu produkcyjnego przeznaczony na inne prace.

2. Dzienny czas obróbki potrzebny do zaspokojenia popytu. Dla każdego detalu pomnóż średnie dzienne zapotrzebowanie przez czas obróbki jednej sztuki, a następnie zsumuj wyniki.

3. Łączny czas przezbrojeń w jednej pełnej, powtarzalnej sekwencji. Uwzględnij każde przejście, w tym przezbrojenie z ostatniego detalu z powrotem na pierwszy.

Różnica między czasem dostępnym a dziennym czasem obróbki to czas pozostający na przezbrojenia. Podstawowy wzór wygląda następująco:

Minimalny odstęp w dniach roboczych = łączny czas przezbrojeń w powtarzalnym cyklu ÷ dzienny czas pozostający na przezbrojenia

Przyjmijmy oznaczenia: A to dostępny czas w minutach dziennie, R to wymagany czas obróbki w minutach dziennie, a S to czas przezbrojeń w minutach na pełny cykl:

T ≥ S ÷ (A − R)

Uzasadnienie jest proste. W ciągu T dni roboczych potrzeba R × T minut na obróbkę i S minut na przezbrojenia. Muszą się one zmieścić w dostępnych A × T minutach. Po przekształceniu tego warunku otrzymujemy podaną wyżej nierówność.

Stosuj spójne jednostki. Jeśli zapotrzebowanie podajesz w sztukach dziennie, a czas obróbki w sekundach na sztukę, przelicz otrzymany wynik z sekund na minuty, zanim odejmiesz go od dostępnego dziennego czasu w minutach.

Świadomie pozostaw rezerwę na zmienność

Przy podstawowej dolnej granicy cały pozostały czas zostaje wykorzystany na przezbrojenia. Taki cel operacyjny trudno utrzymać, jeśli nie pozostaje żadna rezerwa na zwykłe odchylenia w codziennej pracy.

Przed obliczeniem odstępu możesz zarezerwować określoną liczbę minut dziennie na nadrabianie opóźnień lub wahania popytu. Odejmij tę rezerwę od A. Nie odejmuj tego samego czasu dwukrotnie: przerwy, znane przestoje, inne prace i czas na nadrabianie opóźnień trzeba ujmować jasno i osobno.

Jeśli A − R wynosi zero lub jest ujemne, nie pozostaje żaden czas na przezbrojenia. Wydłużenie odstępu nie rozwiąże problemu stałego obciążenia obróbką, które już wykorzystuje cały dostępny czas. Trzeba zmienić obciążenie, wymagany czas obróbki lub dostępne zdolności produkcyjne.

To granica wynikająca ze zdolności produkcyjnych, a nie optimum ekonomiczne. Obliczenie zakłada stabilną, reprezentatywną strukturę popytu, jedną serię każdego detalu na cykl oraz ustaloną kolejność. Minimalne wielkości partii, procesy o stałym czasie trwania, dostępność materiałów i inne operacje mogą wymagać dłuższego odstępu.

Przykład obliczenia EPEI: trzy detale na jednej maszynie

Wyobraź sobie gniazdo obróbcze, w którym regularnie produkuje się trzy detale. Po odjęciu planowanego czasu bez produkcji i czasu przeznaczonego na inne prace dla tej rodziny pozostaje 420 minut na dzień roboczy.

Detal	Zapotrzebowanie na dzień roboczy	Czas obróbki jednej sztuki	Wymagany czas obróbki na dzień roboczy
A	100 sztuk	2 minuty	200 minut
B	60 sztuk	1,5 minuty	90 minut
C	40 sztuk	1 minuta	40 minut
Razem	200 sztuk	—	330 minut

Pełna sekwencja A–B–C–A wymaga 90 minut przezbrojeń. Suma obejmuje także powrót z C do A. W przeciwnym razie kolejny cykl zaczynałby się od przezbrojenia pominiętego w obliczeniu.

Bez rezerwy na przezbrojenia pozostaje dziennie 420 − 330 = 90 minut. Obliczony minimalny odstęp wynosi zatem 90 ÷ 90 = jeden dzień roboczy. Codzienna produkcja zmieściłaby się dokładnie w dostępnym czasie, ale bez zapasu na nadrabianie opóźnień.

Teraz zarezerwuj 45 minut dziennie. Na przezbrojenia pozostanie 420 − 45 − 330 = 45 minut dziennie, co daje:

Dolna granica EPEI wynikająca ze zdolności produkcyjnych = 90 ÷ 45 = dwa dni robocze

W takim rytmie w jednym cyklu powstaje 200 sztuk A, 120 sztuk B i 80 sztuk C. Obróbka zajmuje 660 minut, a przezbrojenia kolejne 90. Łącznie to 750 minut w ciągu dwóch dni, przy 840 dostępnych minutach. Pozostaje więc zaplanowana rezerwa 90 minut.

Dwa dni robocze są więc realną propozycją, ale jeszcze nie sprawdzonym harmonogramem. Sprawdź, czy sekwencja mieści się w rzeczywistych godzinach pracy zmian, czy detale i narzędzia są gotowe oraz czy kolejne operacje mogą przyjąć tę produkcję. Jeśli po drodze wypada weekend, dwa dni robocze mogą obejmować więcej niż dwa dni kalendarzowe.

Co może skrócić lub wydłużyć odstęp między kolejnymi seriami?

Jeśli łączny czas przezbrojeń w pełnym cyklu spadnie z 90 do 45 minut, a pozostałe warunki się nie zmienią, dolna granica uwzględniająca rezerwę wyniesie 45 ÷ 45 = jeden dzień roboczy. Skrócenie przezbrojeń pozwoliło więc częściej wracać do produkcji każdej części, a nie tylko szybciej przezbrajać maszynę.

Łatwo przeoczyć sytuację odwrotną. Jeśli dzienne zapotrzebowanie na czas obróbki wzrośnie z 330 do 360 minut, przy tej samej rezerwie na przezbrojenia zostanie tylko 420 − 45 − 360 = 15 minut dziennie. Przy pierwotnych 90 minutach przezbrojeń na pełny cykl dolna granica wyniesie sześć dni roboczych.

Niewielki wzrost obciążenia obróbką może znacznie wydłużyć odstęp między seriami, gdy na przezbrojenia pozostaje mało czasu. Przeliczaj EPEI po zmianach asortymentu lub obciążenia wspólnych zasobów, a nie tylko po projektach skracania przezbrojeń.

Dobierz rytm do popytu, nie tylko do cyklicznej sekwencji

Krótszy odstęp między kolejnymi seriami pozwala wcześniej uzupełnić zapas danej części i pokrywać zapasem krótszy okres między seriami. Sprzyja to mniejszym partiom uzupełniającym i ogranicza ilość zapasu utrzymywanego do następnego uruchomienia. Oznacza jednak także częstsze przezbrojenia.

Przy stałym poziomie popytu wstępną wielkość partii można obliczyć, mnożąc zapotrzebowanie na dzień roboczy przez wybrany odstęp między seriami. W naszym przykładzie dla części A potrzeba 100 × 2 = 200 sztuk na każde uruchomienie. Jest to ilość pokrywająca zapotrzebowanie w cyklu, a nie pełna polityka zapasu bezpieczeństwa czy uzupełniania zapasów. Nadal trzeba uwzględnić obecny zapas, niedobory, minimalne wielkości partii i zmiany popytu.

Wybierając rytm produkcji, unikaj trzech częstych pułapek.

Nie myl pokrycia zapasów ze zdolnością produkcyjną. Dzielenie stanu zapasu przez dzienne zapotrzebowanie pokazuje, na jak długo ten zapas może wystarczyć. Nie mówi jednak, czy dany zasób produkcyjny jest w stanie obrabiać całą rodzinę części i wykonywać niezbędne przezbrojenia na tyle często, by uzupełniać jej zapasy.

Nie produkuj wszystkich wolno rotujących pozycji w każdym cyklu. Powtarzalna grupa regularnie produkowanych części może uzasadniać krótki odstęp między seriami, podczas gdy pozycje potrzebne sporadycznie można wytwarzać rzadziej, zgodnie z rzeczywistym zapotrzebowaniem. Wyraźnie określ, które pozycje należą do której grupy. Jeśli daną pozycję produkujesz tylko co trzeci cykl, nie ma ona takiego samego EPEI jak części wytwarzane w każdym cyklu.

Nie optymalizuj przezbrojeń w oderwaniu od reszty planu. Gdy znaczenie ma kierunek przezbrojenia, uwzględniaj rzeczywiste przejścia między produktami w wybranej sekwencji. Macierz przezbrojeń może pomóc znaleźć efektywniejszą kolejność. Jednak jedna bardzo długa kampania produkcyjna, mająca ograniczyć liczbę przezbrojeń, może sprawić, że inna część będzie zbyt długo czekać na kolejną serię.

Poziomowanie produkcji to szersze zadanie rozłożenia w czasie wielkości produkcji i asortymentu. EPEI stawia w jego ramach konkretne pytanie: jak często możemy wracać do produkcji tych części? Odpowiedz na nie, nie wtłaczając całego asortymentu w sztywny schemat.

Uwzględnij powtarzalną produkcję w rzeczywistym harmonogramie

To obliczenie zdolności produkcyjnych jest celowo proste. Harmonogram Twojej fabryki już taki nie jest. Z tych samych maszyn korzystają inne zlecenia, operatorzy pracują na określonych zmianach, a brak materiału może zakłócić kolejną zaplanowaną serię.

Właśnie tu przydaje się system APS SkyPlanner. Zamiast utrzymywać odrębną cykliczną sekwencję i ręcznie dopasowywać do niej całą resztę, planuj wybrane zlecenia uzupełniające razem z pozostałymi zleceniami. Dzięki temu lepiej ocenisz, czy powtarzalną produkcję da się pogodzić ze zobowiązaniami wobec klientów, a codzienne uzgadnianie kolejek na maszynach zajmie mniej czasu.

Uwzględnij czas rzeczywiście potrzebny na produkcję części z tej rodziny

SkyPlanner pozwala określać dla poszczególnych operacji czas obróbki jednej sztuki, wydajność lub stały czas trwania, a także czasy przezbrojeń i stanowiska robocze, na których można wykonać daną operację. Dobieraj odpowiednią metodę do każdej operacji, zamiast dla każdej partii po prostu mnożyć liczbę sztuk przez czas cyklu.

Wprowadź do harmonogramu wybrane ilości, marszruty i terminy realizacji, uwzględniając odpowiednie zmiany oraz zdolności zasobów produkcyjnych. Arcturus, silnik harmonogramowania SkyPlanner, wyznacza miejsce operacji w harmonogramie na podstawie skonfigurowanych priorytetów i zależności między operacjami. Po włączeniu harmonogramowania uwzględniającego materiały na obliczenia wpływa również ich dostępność. Wynikową kolejność prac widać na wykresie Gantta.

Decyzje planistyczne pozostają po Twojej stronie: która rodzina części ma być produkowana cyklicznie, jaki docelowy odstęp ma sens i jakie priorytety nadawać wyjątkom. Jeśli zlecenie nie powinno zostać wykonane przedwcześnie, data najwcześniejszego rozpoczęcia może zapobiec zaplanowaniu go przed tym terminem. To ograniczenie najwcześniejszego startu, a nie gwarancja kolejnego powrotu do produkcji danej części.

Skracaj przezbrojenia, nie tracąc z oczu kolejnej potrzebnej serii

SkyPlanner może grupować zadania według wspólnych cech, takich jak oprzyrządowanie, materiał czy kolor. Reguły podobieństwa dla stanowisk roboczych uwzględniają wybraną cechę oraz czas przezbrojenia między różniącymi się zadaniami. Znaczenie grupowania ustala się za pomocą priorytetów dynamicznych.

Pomaga to odzyskać czas tracony na zbędne przezbrojenia. Oszczędzanie czasu przezbrojeń i utrzymywanie krótkiego odstępu między seriami to jednak nie zawsze ten sam cel. Zbyt długie utrzymywanie podobnych zadań w jednej grupie może opóźnić kolejną serię innej części. Ustal wagę grupowania w powiązaniu z priorytetami dostaw, a następnie sprawdź, czy uzyskana sekwencja odpowiada wybranemu odstępowi między seriami.

W KJH-Comp planowanie tygodniowego obciążenia w ERP i arkuszach kalkulacyjnych pozostawiało kiedyś kierownikom przydzielanie prac do maszyn na poszczególne dni. Dzięki SkyPlanner harmonogramowanie przy ograniczonych zdolnościach i przydzielanie prac do maszyn stały się automatyczne. W obszarze gięcia firma opisuje grupowanie zadań wymagających tego samego oprzyrządowania i tej samej grubości materiału, co skraca przezbrojenia i ogranicza czas bezczynności.

Te same korzyści mają znaczenie dla rodziny części produkowanej cyklicznie: mniej zbędnych przezbrojeń i mniej czasu poświęcanego na przebudowę planu dziennego. Kolejnym krokiem jest sprawdzenie wybranego odstępu między seriami na tle całego obciążenia.

Sprawdzaj odstępy między seriami wraz ze zmianami w produkcji

Po przyjęciu wartości docelowej konsekwentnie rejestruj terminy kolejnych serii każdej części na ustalonym etapie procesu. Zawsze odnoś się do tego samego zdarzenia, na przykład rozpoczęcia serii, i korzystaj z tego samego kalendarza pracy. Analizuj odstępy, zwłaszcza przypadki przekroczenia planowanego terminu kolejnej serii. Sama średnia może ukryć fakt, że konkretna część regularnie czeka zbyt długo.

Gdy kolejna seria się opóźnia, ustal przyczynę, zanim zmienisz wartość docelową. Czy pierwotnie założony czas na przezbrojenia był zbyt optymistyczny? Czy inne zlecenie zajęło dostępne moce? Czy zabrakło materiału, czy też ograniczenie na dalszym etapie uniemożliwiło zaplanowany przepływ?

Zaktualizuj odpowiednie informacje o zdolnościach produkcyjnych, materiałach lub priorytetach i przelicz harmonogram w SkyPlanner. Następnie przeanalizuj łącznie kolejne serie uzupełniające i zlecenia klientów, na które wpłynęły zmiany. Chodzi o usunięcie rzeczywistego konfliktu, a nie zachowanie pozorów niezmienionej sekwencji, gdy kolejki coraz bardziej od niej odbiegają.

Przetestuj w SkyPlanner jedną rodzinę części produkowaną cyklicznie

Praktyczne zastosowanie EPEI łączy trzy decyzje: jaki odstęp między seriami jest możliwy przy dostępnych zdolnościach, jakiego rytmu uzupełniania wymaga popyt oraz jak ułożyć harmonogram, który pogodzi oba te wymagania z pozostałymi zleceniami.

SkyPlanner zapewnia narzędzia do harmonogramowania potrzebne przy trzeciej z tych decyzji. Dzięki otwartemu REST API integruje się z dowolnym systemem ERP lub MES. Możesz więc zachować obecny system biznesowy i uwzględnić cykliczną produkcję wraz z pozostałymi pracami w zakładzie w jednym harmonogramie, który uwzględnia ograniczone zdolności produkcyjne.

Umów prezentację SkyPlanner i przygotuj dane jednej rodziny produktów: czasy obróbki i przezbrojeń, kalendarz zmian oraz inne zlecenia korzystające z tego samego zasobu produkcyjnego. Podczas rozmowy sprawdzisz, jak proponowany rytm wpisze się w rzeczywiste obciążenie. Jeśli wolisz najpierw poznać środowisko, wypróbuj SkyPlanner na danych demonstracyjnych lub skorzystaj z procedury pierwszych kroków w Asystencie, wspomaganej sztuczną inteligencją.