Planowanie zagregowane produkcji: stała produkcja, dostosowanie do popytu czy strategia mieszana?

Strona główna » Zasoby » Planowanie zagregowane produkcji: stała produkcja, dostosowanie do popytu czy strategia mieszana?

Szacowany czas czytania: 11 minut

Planowanie zagregowane produkcji określa wielkość produkcji, zdolności produkcyjne, które trzeba zapewnić, oraz przewidywane zapasy lub portfel niezrealizowanych zamówień dla rodzin produktów w średnim terminie — zwykle około 3–18 miesięcy. Odpowiada na praktyczne pytanie: gdy popyt rośnie i spada, czy utrzymywać stałą wielkość produkcji, dostosowywać ją do popytu, czy łączyć oba podejścia?

Wahania popytu trzeba w jakiś sposób zrównoważyć. Stałe tempo produkcji pozwala zbudować zapas przed szczytem. Dostosowywanie produkcji do popytu pozwala uniknąć gromadzenia zapasów, ale wymaga zdolności produkcyjnych, które rzeczywiście można zwiększać i zmniejszać. Strategia mieszana rozkłada to obciążenie między zapasy a elastyczną produkcję.

Właściwy wybór chroni terminowość dostaw bez ponoszenia kosztów zapasów, których nie da się wykorzystać, ani zdolności produkcyjnych, których nie da się zapewnić. SkyPlanner pomaga wdrożyć ten wybór w produkcji: Arcturus, jego silnik harmonogramowania oparty na sztucznej inteligencji, koordynuje zlecenia stojące za planem z uwzględnieniem stanowisk, zmian, operatorów i priorytetów. Dzięki temu mniej czasu poświęcasz na uzgadnianie miesięcznego celu produkcyjnego z oddzielnymi kolejkami zleceń na maszynach.

Co określa plan zagregowany

Plan zagregowany dotyczy poziomu wyższego niż pojedyncza operacja. Zamiast przypisywać wtorkowe operacje do maszyn, określa zasady produkcji i wykorzystania zasobów produkcyjnych dla rodziny produktów: ile wytwarzać w każdym okresie, jakie zapasy utrzymywać i kiedy będą potrzebne dodatkowe zdolności produkcyjne.

Grupuj produkty, których wymagania produkcyjne pozwalają na miarodajne porównanie. W rodzinie podobnych produktów jednostką miary mogą być sztuki. Gdy rozmiary lub marszruty znacznie się różnią, stosuj sensowną wspólną miarę, na przykład godziny normatywne na danym zasobie produkcyjnym. Liczenie małego komponentu i złożonego zespołu jako dwóch równoważnych sztuk może ukryć problem z dostępnymi mocami.

Okresy miesięczne ułatwiają dostrzeżenie zmian sezonowych, ale horyzont planowania powinien obejmować decyzje, które trzeba podjąć. Szkolenie pracowników, zapewnienie mocy u dostawców i przygotowanie materiałów na szczyt popytu wymagają większego wyprzedzenia niż zmiana kolejności jutrzejszych operacji.

Planowanie zagregowane produkcji łączy też kilka obszarów planowania:

• S&OP łączy decyzje dotyczące popytu, podaży i finansów w uzgodniony plan biznesowy. W ramach tego procesu można opracować i zatwierdzić zasady produkcji na poziomie zagregowanym.
• Główny harmonogram produkcji (MPS) przekłada ogólne założenia na ilości wybranych produktów i terminy ich dostępności.
• Zgrubne planowanie zdolności produkcyjnych (RCCP) sprawdza, czy kluczowe zasoby produkcyjne pozwalają zrealizować proponowany główny harmonogram.
• Harmonogramowanie szczegółowe przypisuje wynikające z planu operacje do dostępnego czasu zasobów produkcyjnych.

Informacje przepływają między tymi poziomami w obie strony. Jeśli harmonogram zleceń regularnie wymaga większej liczby nadgodzin, niż przewidziano w planie zagregowanym, wróć do przyjętych zasad, zamiast oczekiwać, że hala produkcyjna będzie bez końca nadrabiać tę różnicę.

Strategie planowania zagregowanego: stała produkcja, dostosowanie do popytu i strategia mieszana

Główna różnica polega na tym, co może się zmieniać wraz z popytem.

Strategia	Co pozostaje względnie stałe	Co równoważy wahania popytu	Główny kompromis
Stała produkcja	Tempo produkcji	Zapasy lub świadomie zaakceptowany portfel niezrealizowanych zamówień	Stabilna praca kosztem utrzymywania zapasów i ryzyka zmian popytu
Dostosowanie do popytu	Produkcja ściśle odpowiada popytowi w każdym okresie	Czas pracy, obsada lub inne dostępne moce produkcyjne	Mniejsze zapasy kosztem wydatków i trudności związanych ze zmianą mocy produkcyjnych
Mieszana	Ustalona bazowa wielkość produkcji, z kontrolowanymi zmianami	Połączenie zapasów i elastycznych mocy produkcyjnych	Lepsze dopasowanie do potrzeb, ale konieczność skoordynowania kilku ograniczeń

Strategia stałej produkcji: wytwarzaj z wyprzedzeniem przed szczytem popytu

Strategia stałej produkcji utrzymuje niezmienne tempo wytwarzania mimo wahań popytu. W spokojniejszych okresach nadwyżka produkcji nad popytem tworzy zapas, który w szczycie uzupełnia bieżącą produkcję.

To podejście może sprawdzić się przy powtarzalnych produktach, przewidywalnym popycie, akceptowalnych kosztach magazynowania i zespole, którego umiejętności warto zachować. Zapewnia bardziej równomierne obciążenie zakupów i produkcji oraz ogranicza potrzebę gwałtownego zwiększania mocy na krótki sezon.

Ceną są wcześniejsze wydatki i ryzyko związane z zapasami. Materiały, pracę i magazynowanie trzeba sfinansować przed sprzedażą. Jeśli popyt spadnie lub zmieni się specyfikacja, zapas może okazać się nieprzydatny. Produkty o krótkiej trwałości i zamówienia mocno dostosowane do potrzeb klienta znacznie ograniczają możliwości stosowania tego podejścia.

Gdy produkcja z wyprzedzeniem nie jest możliwa, stałe tempo może zamiast tego prowadzić do narastania niezrealizowanych zamówień w szczycie popytu. To decyzja dotycząca poziomu obsługi, wymagająca akceptowalnego lead time, a nie bezkosztowy zamiennik zapasów. Trzeba też odróżnić stałą obsadę od stałego tempa produkcji: zmiana liczby nadgodzin zmienia wielkość produkcji, nawet jeśli liczba pracowników pozostaje taka sama.

Strategia dostosowania do popytu: zmieniaj wielkość produkcji

Strategia dostosowania do popytu zakłada zwiększanie i zmniejszanie produkcji tak, aby zaspokoić popyt w każdym okresie. Moce można dostosowywać przez nadgodziny, dodatkowe zmiany, pracowników tymczasowych lub podwykonawstwo. Zatrudnianie i zwalnianie pracowników również wchodzi w grę, ale nie jest jedynym sposobem dopasowania produkcji do popytu.

Zaletą jest mniejsze ryzyko związane z zapasami. Unikasz wytwarzania dużych ilości tylko dlatego, że prognoza przewiduje ich sprzedaż w późniejszym terminie. Ma to znaczenie, gdy magazynowanie produktów jest nieopłacalne lub specyfikacje klienta nie są znane z dużym wyprzedzeniem.

Trudność polega na zapewnieniu dodatkowej produkcji wtedy, gdy jest potrzebna. Rekrutacja lub wyszkolenie wykwalifikowanych operatorów może trwać miesiące. Dodatkowa zmiana wymaga ludzi, maszyn, materiałów i wsparcia innych działów, a nie tylko większej liczby w planie zdolności produkcyjnych. Dostawcy mogą mierzyć się z tym samym sezonowym szczytem co Ty.

Traktuj elastyczność jak zasób, który ma swoje ograniczenia i lead time. Plan dostosowania do popytu wymagający niemożliwych do zapewnienia nadgodzin nie jest rozwiązaniem ograniczającym zapasy — to plan, który pozostawia popyt niezaspokojony.

Strategia mieszana: ustal, jaką część wahań przejmie każdy bufor

Strategia mieszana łączy stabilną bazową wielkość produkcji z wybranymi zmianami jej poziomu. Możesz zbudować część zapasu przed szczytem, a pozostały wzrost popytu pokryć zatwierdzonymi nadgodzinami lub podwykonawstwem.

Sprawdza się, gdy żadne ze skrajnych podejść nie pasuje do sytuacji. Miejsce magazynowe może być ograniczone, a zespołu nie da się powiększyć na tyle, by obsłużyć cały szczyt popytu. Decyzja staje się wtedy bardziej konkretna: jaki zapas warto utrzymywać i ile dodatkowej produkcji można niezawodnie zapewnić?

Strategia mieszana nie oznacza automatycznie najniższych kosztów. Pozwala natomiast porównać lepiej dopasowane połączenie rozwiązań z alternatywami przy tym samym popycie, oczekiwanym poziomie obsługi i docelowym zapasie końcowym.

Przykład planowania zagregowanego produkcji: jak pokryć szczyt popytu?

Wyobraźmy sobie producenta, który planuje produkcję rodziny standardowych obudów. Popyt wynosi 800 sztuk w okresie 1, 1 200 w okresie 2 i 1 600 w okresie 3. Każdy okres obejmuje tyle samo czasu pracy, a podstawowe zdolności produkcyjne wynoszą 1 200 sztuk na okres.

Załóżmy zerowy zapas początkowy, brak braków produkcyjnych i niezrealizowanych zamówień oraz docelowy zapas równy zero po okresie 3. Produkty można magazynować. Przyjmujemy, że produkcja z każdego okresu jest dostępna na czas, by pokryć przypisany jej popyt; to uproszczone porównanie nie wyznacza terminów dostaw na poszczególne dni.

Każda z trzech strategii daje tę samą łączną produkcję wynoszącą 3 600 sztuk:

Strategia	Produkcja w okresach 1 / 2 / 3	Zapas na koniec okresów 1 / 2 / 3	Co trzeba zapewnić
Stała produkcja	1 200 / 1 200 / 1 200	400 / 400 / 0	Miejsce magazynowe i finansowanie zapasu wytworzonego z wyprzedzeniem
Dostosowanie do popytu	800 / 1 200 / 1 600	0 / 0 / 0	Moce pozwalające wyprodukować 400 sztuk ponad podstawową wielkość produkcji w okresie 3
Mieszana	1 000 / 1 200 / 1 400	200 / 200 / 0	Pewien zapas oraz moce na 200 dodatkowych sztuk w okresie 3

Zapas obliczamy następująco:

Zapas końcowy = zapas początkowy + produkcja − popyt.

Przy strategii stałej produkcji zapas na koniec okresu 1 wynosi 0 + 1 200 − 800 = 400 sztuk. W okresie 2 pozostaje bez zmian. W okresie 3 zgromadzone 400 sztuk uzupełnia 1 200 nowo wyprodukowanych sztuk, co pozwala zaspokoić popyt na 1 600 sztuk.

Strategia mieszana zakłada natomiast utworzenie bufora 200 sztuk. W okresie 3 ten zapas wraz z produkcją 1 400 sztuk zaspokaja ten sam popyt. W porównaniu z odpowiednimi strategiami stosowanymi osobno zmniejsza o połowę zarówno maksymalny zapas na koniec okresu, jak i największą wymaganą wielkość dodatkowej produkcji.

Załóżmy teraz, że kierownictwo dopuszcza zapas na koniec okresu nie większy niż 200 sztuk, a w okresie 3 można wyprodukować tylko 200 dodatkowych sztuk. Strategia stałej produkcji przekracza limit zapasu, a strategia dostosowywania produkcji do popytu — limit dodatkowych zdolności produkcyjnych. Strategia mieszana mieści się w obu limitach tego modelu.

To oznacza, że jest wariantem możliwym do realizacji, ale nie dowodzi, że zapewnia najniższy koszt. Nadal trzeba wycenić poszczególne warianty oraz sprawdzić rzeczywisty asortyment i terminy. Jeśli szczyt popytu nie wystąpi, nawet strategia mieszana wiąże się z ryzykiem pozostania z zapasem. Jeśli popyt pojawi się na początku okresu 3, dodatkowa produkcja musi być gotowa odpowiednio wcześnie.

Jak wybrać strategię możliwą do realizacji

Zacznij od spójnych danych wyjściowych dotyczących popytu i zapasów. Uzgodnij potwierdzone zamówienia z pozostałą częścią prognozy, aby nie uwzględnić dwukrotnie tego samego zapotrzebowania. Zapisz dostępny do wykorzystania zapas początkowy, dotychczasowe zobowiązania produkcyjne oraz dopuszczalny zapas końcowy lub poziom przyjętych, lecz niezrealizowanych zamówień.

Następnie porównaj warianty możliwe do realizacji, zamiast ograniczać się do trzech atrakcyjnych wartości łącznych:

1. Najpierw określ ograniczenia. Sprawdź okres przydatności produktów, możliwości magazynowania, kapitał obrotowy, zatwierdzone nadgodziny, dostępne kompetencje, lead time dostawców i akceptowalny dla klientów czas oczekiwania. Wyklucz warianty oparte na zasobach produkcyjnych, których nie możesz zapewnić.

2. Porównaj wszystkie istotne koszty. Uwzględnij produkcję w zwykłym czasie pracy, płatne przestoje, nadgodziny, utrzymanie zapasów, rekrutację lub szkolenia, podwykonawstwo oraz wszelkie zaakceptowane konsekwencje opóźnień dostaw. Stosuj te same zasady kalkulacji we wszystkich wariantach. Nie licz wynagrodzenia podstawowego dwukrotnie, jeśli stawka za nadgodziny już je obejmuje.

3. Sprawdź inny scenariusz popytu. Zastanów się, co się stanie, jeśli szczyt będzie niższy, wyższy lub wystąpi wcześniej. Plan nieco tańszy przy jednej prognozie może po zmianie popytu pozostawić znacznie większy zapas niesprzedanych wyrobów albo spowodować niedobór zdolności produkcyjnych, któremu nie da się zaradzić.

4. Zatwierdzaj działania, nie tylko ilości. Wskaż, kto i do kiedy ma zapewnić dodatkową zmianę, kupić materiał lub zarezerwować zdolności produkcyjne u dostawcy. Weryfikuj plan na podstawie rzeczywistego popytu i wielkości produkcji, jasno określając przesłanki do jego zmiany.

W przypadku produkcji na zamówienie użyteczną miarą zagregowaną może być obciążenie pracą i portfel przyjętych, niezrealizowanych zamówień, a nie zapas wyrobów gotowych. Zdolności produkcyjne można planować, zanim znane będą wszystkie wyroby końcowe. Nie można jednak z wyprzedzeniem wytwarzać produktów dostosowanych do klienta, jeśli ich wymagania nie są jeszcze znane.

Wybierz najtańszy wykonalny wariant, zgodny ze zobowiązaniami wobec klientów i akceptowanym poziomem ryzyka. Następnie sprawdź, czy operacje można wykonać w kolejności wymaganej do dotrzymania tych zobowiązań.

Przełóż wybraną strategię na harmonogram produkcji ze SkyPlanner

W przykładzie strategii mieszanej potrzeba 200 dodatkowych sztuk w okresie 3. Ta liczba staje się użyteczna dopiero wtedy, gdy wiadomo, jak dodatkowa produkcja przejdzie przez zakład. Więcej godzin obróbki nie pomoże, jeśli wykańczanie jest już w pełni obciążone lub materiał dotrze po terminie, w którym trzeba go wykorzystać w produkcji.

Wykorzystaj SkyPlanner APS, aby powiązać zatwierdzoną strategię produkcji z jej realizacją. Prognozowanie popytu oraz decyzje dotyczące zapasów i zdolności produkcyjnych na poziomie rodzin produktów pozostaw w swoim procesie planowania. Do SkyPlanner przekaż zlecenia produkcyjne, które realizują te decyzje. Jest to przekazanie danych do harmonogramowania, a nie automatyczne przekształcenie prognozy dla rodziny produktów w zlecenia.

Etapy procesu produkcyjnego, czasy ich trwania, dopuszczone stanowiska, materiały i zestawienia materiałowe konfiguruje się dla produktu tylko raz. Każda pozycja zamówienia dziedziczy marszrutę swojego produktu, a jej ilość i termin dostawy określają nowe zapotrzebowanie. Arcturus harmonogramuje zlecenia wspólnie, dzięki czemu szczyt obciążenia jednej rodziny produktów jest rozpatrywany wraz z innymi pracami konkurującymi o te same zasoby produkcyjne.

W przypadku strategii mieszanej odzwierciedl zatwierdzony dodatkowy czas pracy w planie odpowiednich zmian oraz w dostępności operatorów, uwzględniając przy tym istniejące zlecenia. Po włączeniu harmonogramowania uwzględniającego materiały zarejestrowana dostępność materiałów również wpływa na termin rozpoczęcia prac. Przelicz harmonogram i prześledź wynikające z niego operacje na osi czasu Gantt.

Możesz wtedy odpowiedzieć na pytanie, którego nie rozstrzyga tabela zagregowana: czy obudowy będą gotowe na czas i jaki będzie to miało wpływ na pozostałe zlecenia? Jeśli ograniczenie uniemożliwia osiągnięcie celu, zdecyduj, czy zmienić priorytety, zapewnić inne zdolności produkcyjne, czy skorygować zadeklarowaną wielkość produkcji. Arcturus wykonuje obliczenia harmonogramu, a te decyzje pozostają pod Twoją kontrolą.

SkyPlanner integruje się z dowolnym systemem ERP lub MES przez otwarte REST API. Możesz zachować obecny system biznesowy, a SkyPlanner ograniczy ręczną pracę potrzebną do ujęcia zatwierdzonych ilości w harmonogramie produkcji i aktualizowania go, gdy zmieniają się warunki.

Co zmieniła widoczność zdolności produkcyjnych na poszczególnych zmianach w Fredman Operations

Fredman Operations, fiński producent artykułów kuchennych i opakowaniowych, wraz ze wzrostem liczby zamówień potrzebował lepszego wglądu w zdolności produkcyjne na poszczególnych zmianach. Wcześniej karty pracy przenoszono ręcznie między systemami, a planista ustalał priorytety operacji bez dokładnej wiedzy o dostępności maszyn.

Wdrożenie SkyPlanner połączyło systemy L7 i LTR, a maszyny, wolne i zarezerwowane zdolności produkcyjne oraz postęp operacji znalazły się we wspólnym widoku Gantt. Fredman informuje o mniejszym zapotrzebowaniu na nadgodziny i szybszym reagowaniu na zmiany harmonogramu.

Taki wgląd daje produkcji solidniejszą podstawę do reagowania na szczyt popytu: pozwala przeanalizować prace wraz z dostępnymi zdolnościami produkcyjnymi, zanim kolejne nadgodziny zostaną uznane za jedyne rozwiązanie.

Uwzględnij kolejny szczyt popytu w planie

Zanim zatwierdzisz kolejny cel sezonowy, zastanów się, jak zrównoważysz wahania popytu. Jeśli za pomocą zapasów, sprawdź, czy warto wytwarzać te produkty z wyprzedzeniem. Jeśli przez dodatkowe zdolności produkcyjne, zapewnij ludzi i zasoby produkcyjne. Jeśli przez połączenie obu rozwiązań, jasno określ ograniczenia.

Następnie wykorzystaj SkyPlanner, aby powiązać te decyzje ze zleceniami, które Twój zespół musi zrealizować. Umów prezentację i przygotuj profil popytu dla jednej rodziny produktów, zatwierdzone ilości do wyprodukowania oraz zmiany zaplanowane do ich realizacji. To konkretna podstawa, by zobaczyć, jak Arcturus i harmonogram Gantt mogą ograniczyć pracę potrzebną do przełożenia planu miesięcznego na działania na hali produkcyjnej. Jeśli chcesz najpierw poznać proces harmonogramowania, rozpocznij okres próbny z danymi demonstracyjnymi.