Planowanie zapotrzebowania na zdolności produkcyjne: jak odciążyć gniazda produkcyjne

Strona główna » Zasoby » Planowanie zapotrzebowania na zdolności produkcyjne: jak odciążyć gniazda produkcyjne

Szacowany czas czytania: 11 minut

Plan materiałowy wskazuje kolejne zlecenia do produkcji. Tymczasem już przyjęte zlecenia konkurują o czas maszyn. Zanim uruchomisz następne, musisz wiedzieć, które gniazda produkcyjne poradzą sobie z dodatkową pracą, a przed którymi powstanie kolejka opóźnionych zleceń.

Planowanie zapotrzebowania na zdolności produkcyjne (CRP) przelicza planowane i otwarte zlecenia produkcyjne na zapotrzebowanie na zasoby produkcyjne w poszczególnych okresach, a następnie porównuje to obciążenie z dostępnymi zdolnościami. Wskazuje, gdzie szczegółowy plan produkcji wymaga zmian: jakiego zasobu i okresu dotyczy niedobór zdolności oraz które zlecenia go powodują.

Praktyczny wynik tej analizy to nie tylko procent obciążenia wyświetlony na czerwono. To decyzja, co przesunąć, gdzie zwiększyć zdolności produkcyjne lub które zobowiązanie wobec klienta zmienić. SkyPlanner APS pomaga uwzględnić tę decyzję w harmonogramie produkcji. Arcturus wyznacza terminy operacji z uwzględnieniem dostępnych zasobów i priorytetów, a wykres Gantta pokazuje wpływ zmiany na pozostałe prace.

Co sprawdza planowanie zapotrzebowania na zdolności produkcyjne?

CRP sprawdza, czy dostępne maszyny i pracownicy zapewniają zdolności wystarczające do wykonania prac wynikających z planu materiałowego. Szczegółowych danych dostarczają zlecenia i ich operacje: ilości, marszruty technologiczne, czasy przezbrojeń i obróbki, praca pozostała do wykonania oraz terminy, w których potrzebny jest każdy zasób produkcyjny.

Gniazdo produkcyjne może oznaczać maszynę, grupę porównywalnych maszyn lub zespół produkcyjny. Porównuj obciążenie z dostępnością na tyle szczegółowo, by ujawnić ograniczenie. Wolne godziny kontroli jakości nie zrekompensują przeciążenia centrum obróbczego.

CRP uzupełnia inne działania planistyczne, ale ich nie zastępuje:

Działanie	Co sprawdza lub rozstrzyga
Planowanie zapotrzebowania materiałowego (MRP)	Jakie materiały i komponenty są potrzebne, w jakich ilościach i kiedy, po uwzględnieniu zapasów i dostaw
Zgrubne planowanie zdolności produkcyjnych (RCCP)	Czy kluczowe zasoby produkcyjne pozwalają zrealizować główny harmonogram produkcji
Planowanie zapotrzebowania na zdolności produkcyjne (CRP)	Szczegółowe obciążenie zasobów produkcyjnych wynikające z planowanych i otwartych zleceń produkcyjnych
Harmonogramowanie przy ograniczonych zdolnościach produkcyjnych	Gdzie i kiedy wykonywać poszczególne operacje w ramach dostępnego czasu zasobów produkcyjnych

Tradycyjne CRP może ujawnić przeciążenia, nie usuwając automatycznie konkurujących ze sobą potrzeb, które je spowodowały. Raport pokazujący 44 wymagane godziny przy 36 dostępnych jest cenny właśnie dlatego, że niedobór pozostaje w nim widoczny. Jego usunięcie wymaga decyzji dotyczącej produkcji i zmiany planu.

Oblicz obciążenie na podstawie pracy pozostałej do wykonania

Zacznij od spójnego zestawu zleceń. Uwzględnij oceniane propozycje zleceń produkcyjnych oraz niewykonane operacje w otwartych zleceniach. Gdy propozycja staje się zleceniem zwolnionym do produkcji, nie może pozostać w obliczeniach jako druga kopia tej samej pracy.

Korzystaj z zapotrzebowania netto na produkcję wynikającego z planu materiałowego, zamiast dodatkowo doliczać zapotrzebowanie brutto ze sprzedaży. Tego, co już znajduje się w magazynie i pokrywa zapotrzebowanie, nie trzeba produkować ponownie. Otwarte zlecenie produkcyjne nadal jednak obciąża zasoby pracą, która pozostała do wykonania.

Dla każdej operacji potrzebujesz następujących danych:

• Ilość pozostała do wykonania i status operacji, z uwzględnieniem znanych poprawek.
• Marszruta technologiczna, gniazdo produkcyjne zdolne wykonać operację oraz kolejność operacji.
• Pozostałe czasy przezbrojenia i obróbki, wyrażone w tej samej jednostce.
• Planowane terminy operacji lub przesunięcia terminów wynikające z lead time, pozwalające przypisać zapotrzebowanie do odpowiednich okresów.
• Kalendarz zasobu produkcyjnego, obsada i znane okresy niedostępności.

Zestawienie materiałowe określa, co wchodzi w skład wyrobu. Marszruta technologiczna wskazuje, gdzie odbywa się produkcja i jak długo zajmuje poszczególne zasoby. CRP potrzebuje zarówno tych informacji z marszruty, jak i ilości wynikających z planowania materiałowego.

Oblicz czas pozostały do wykonania operacji

Dla prostej operacji z czasem obróbki określonym na sztukę:

Pozostałe obciążenie operacją = pozostały czas przezbrojenia + pozostała ilość × czas obróbki jednej sztuki.

Zsumuj obciążenia operacjami dla każdego gniazda produkcyjnego i okresu. Wykonane już przezbrojenie nie stanowi kolejnego przyszłego zapotrzebowania. Jeśli pozostałą część zlecenia trzeba podzielić na partie wymagające osobnych przezbrojeń, uwzględnij dodatkowy czas przezbrojenia, zamiast zakładać, że podział nie wymaga czasu.

Nie każdy proces można rozliczać według czasu na sztukę. Cykl pieca może zajmować zasób przez stały czas obróbki partii. Stosuj rzeczywisty sposób naliczania czasu danej operacji, zamiast mnożyć każdy czas przez liczbę sztuk.

Rozliczaj oddzielnie maszynogodziny i roboczogodziny. Przez część operacji maszyna może pracować bez nadzoru, natomiast zadanie montażowe może wymagać kilku osób. Żadnej z tych okoliczności nie powinna przesłaniać jedna łączna liczba godzin dla całego zakładu.

Przypisz zapotrzebowanie do okresu, w którym zasób jest potrzebny do wykonania operacji

Nie przypisuj wszystkich operacji do tygodnia dostawy gotowego wyrobu. Obróbka może być potrzebna wcześniej, aby po niej można było wykonać wykańczanie i montaż. Rozłóż obciążenie w czasie na podstawie terminów operacji lub przesunięć wynikających z marszruty technologicznej. Jeśli operacja obejmuje kilka okresów, stosuj zasady podziału obciążenia przyjęte w modelu planowania.

Podział na dni ujawnia kolizje, które mogą pozostać niewidoczne w sumach tygodniowych. Okresy tygodniowe przydają się natomiast do przeglądu obciążenia w dłuższym horyzoncie. Dobierz szczegółowość do podejmowanej decyzji, a następnie sprawdź rzeczywistą kolejność operacji, zanim uznasz zbilansowany okres za podstawę do potwierdzenia terminu dostawy.

Porównaj obciążenie z rzeczywiście dostępnymi zdolnościami

Obliczaj dostępność na podstawie kalendarza pracy dla konkretnych dat — samo posiadanie maszyny nie wystarczy. Zacznij od zaplanowanych godzin pracy zasobu, uwzględniając konserwację, dni wolne, obsadę i inne znane ograniczenia.

W prostym porównaniu godzin stosuj następujące wzory:

Bilans zdolności produkcyjnych = dostępne godziny − wymagane godziny.

Stopień obciążenia zdolności produkcyjnych = wymagane godziny ÷ dostępne godziny × 100%.

Ujemny bilans lub stopień obciążenia powyżej 100% oznacza przeciążenie. Jeśli dostępne zdolności wynoszą zero, oznacz zapotrzebowanie jako niemożliwe do zaplanowania w danym okresie, zamiast próbować dzielić przez zero.

Zachowaj spójną podstawę obliczeń czasu. Jeśli czasy obróbki są podane w godzinach normatywnych, a dostępne zdolności skorygowano o wydajność, udokumentuj tę korektę. Jeżeli czasy obróbki uwzględniają już te same oczekiwane straty, nie odejmuj ich ponownie. Historyczne wyniki produkcji pomagają zweryfikować zbyt optymistyczne założenia dotyczące zdolności produkcyjnych.

Przykład CRP: wykrycie ośmiogodzinnego przeciążenia centrum obróbczego

Wyobraźmy sobie producenta, który analizuje pracę jednego centrum obróbczego na następny tydzień. Maszyna pracuje na jednej ośmiogodzinnej zmianie przez pięć dni roboczych, co daje 40 maszynogodzin. Po odjęciu czterech godzin planowanej konserwacji pozostaje 36 dostępnych maszynogodzin. W tym uproszczonym przykładzie nie stosujemy dodatkowej korekty z tytułu wydajności.

W tym tygodniu obróbki wymagają trzy zlecenia:

Zlecenie	Status i praca pozostała do wykonania	Pozostały czas przezbrojenia	Czas obróbki jednej sztuki	Wymagane godziny obróbki
J101	Zlecenie otwarte: pozostało 60 sztuk	0 h	0,25 h	15 h
J202	Zlecenie planowane: 80 sztuk	2 h	0,20 h	18 h
J203	Zlecenie planowane: 40 sztuk	1 h	0,25 h	11 h
Razem				44 h

Zlecenie J101 obejmowało pierwotnie 100 sztuk. Czterdzieści zostało już obrobionych, a przezbrojenie jest zakończone. Do obciążenia centrum obróbczego wliczamy tylko pozostałe 60 sztuk: 60 × 0,25 = 15 godzin.

Dla J202 obliczenie wygląda następująco: 2 + (80 × 0,20) = 18 godzin. Zlecenie J203 zwiększa obciążenie o kolejne 1 + (40 × 0,25) = 11 godzin.

Centrum obróbcze ma zatem do wykonania 44 godziny pracy przy 36 dostępnych godzinach. Oznacza to przeciążenie o osiem godzin i stopień obciążenia 122,2%, po zaokrągleniu do jednego miejsca po przecinku.

Te same zlecenia wymagają odpowiednio 6, 8 i 4 roboczogodzin na osobnym stanowisku gratowania. Jego obciążenie wynoszące 18 roboczogodzin mieści się w dostępnych 28 roboczogodzinach. Dziesięć wolnych roboczogodzin to przydatna rezerwa, ale nie zastąpi brakujących godzin obróbki.

Oceń rzeczywiste rozwiązanie, nie tylko krótszy czerwony słupek

Załóżmy, że J203 można wykonać na innej maszynie, która spełnia wymagania technologiczne i ma 16 wolnych godzin w wymaganym okresie. Obróbka trwa na niej dłużej: przezbrojenie zajmuje 1,5 godziny, a wykonanie każdej sztuki — 0,30 godziny.

Po przeniesieniu operacji obciążenie maszyny alternatywnej wyniesie 1,5 + (40 × 0,30) = 13,5 godziny, a nie pierwotne 11 godzin.

Zasób produkcyjny	Obciążenie po przeniesieniu J203	Dostępne zdolności produkcyjne	Pozostałe wolne zdolności
Pierwotne centrum obróbcze	33 h	36 h	3 h
Maszyna alternatywna	13,5 h	16 h	2,5 h
Stanowisko gratowania	18 roboczogodzin	28 roboczogodzin	10 roboczogodzin

Obciążenie obu maszyn mieści się teraz w dostępnych zdolnościach. Przeniesienie operacji zwiększa jednak łączny czas obróbki z 44 do 46,5 godziny. Może to być opłacalne, jeśli pozwala dotrzymać terminu dostawy, ale nie oznacza wzrostu wydajności. Porównaj koszty dodatkowego czasu pracy maszyny, oprzyrządowania i pozostałe koszty przeniesienia z kosztami nadgodzin lub opóźnienia zlecenia.

Następnie sprawdź termin przekazania do kolejnej operacji. Maszyna alternatywna musi zakończyć J203 na tyle wcześnie, aby przed wysyłką zostały cztery godziny na gratowanie. Wolny czas przypadający po wymaganym terminie przekazania już nie pomoże. Zbilansowany wynik CRP wskazuje możliwe rozwiązanie; szczegółowy harmonogram pozwala sprawdzić, czy uda się je zrealizować w czasie.

Zdecyduj, jak usunąć każde przeciążenie

Zanim zapłacisz za dodatkowe zdolności produkcyjne, przejrzyj zlecenia powodujące szczyt obciążenia. Sprawdź, czy propozycje zleceń się nie dublują, czy zakończone operacje nie są nadal traktowane jako otwarte oraz czy ilości i czasy w marszrutach są poprawne. Usunięcie błędu w danych pozwala uniknąć płacenia za nadgodziny, które w rzeczywistości nie były potrzebne.

Jeśli niedobór zdolności jest rzeczywisty, porównaj możliwe działania dla zleceń, których dotyczy:

• Przenieś operację na inny zasób spełniający wymagania. Uwzględnij jego rzeczywisty czas przezbrojenia i wykonania, tak jak w przypadku J203. Oprócz wolnych godzin potwierdź dostępność oprzyrządowania i obsady.
• Przesuń prace na inny okres. Wcześniejsza produkcja wymaga wcześniejszej dostępności materiałów i zdolności produkcyjnych; późniejsza może oznaczać zmianę uzgodnionego terminu dostawy. Ponownie sprawdź operacje poprzedzające i następujące.
• Dodaj godziny pracy z zapewnioną obsadą. Zrób to dla zasobu i przedziału czasu, w których występuje niedobór. Dodatkowa zmiana w innej części fabryki nie usunie tego przeciążenia.
• Zleć odpowiednie prace podwykonawcy. Uwzględnij lead time dostawcy, transport i ewentualną kontrolę przed kolejną operacją wewnętrzną.
• Zmień uzgodnione warunki realizacji. Jeśli nadal brakuje zdolności do wykonania prac, uzgodnij inny termin, ilość lub dostawę w częściach, zamiast zatwierdzać zobowiązanie niemożliwe do spełnienia.

Zmiana priorytetu wymaga szczególnej ostrożności. Może zabezpieczyć ważne zlecenie kosztem oczekiwania innego, ale nie tworzy dodatkowych zdolności produkcyjnych. Zanim uznasz problem pilnego zlecenia za rozwiązany, sprawdź, które inne zobowiązania zostaną przesunięte.

Zapisz wybrane działanie przy pracach, których dotyczy, zaktualizuj odpowiednie dane zlecenia lub zdolności produkcyjnych i przelicz plan ponownie. Jeśli zmiana terminów lub ilości wpływa na zapotrzebowanie materiałowe, uwzględnij tę decyzję również w planowaniu materiałowym. CRP to proces ze sprzężeniem zwrotnym, a nie raport odkładany do archiwum po spotkaniu.

Przełóż decyzję o zdolnościach produkcyjnych na harmonogram w SkyPlanner

Sięgnij po SkyPlanner, gdy planiści potrafią wskazać przeciążenie, ale zbyt dużą część dnia poświęcają na przebudowę wynikających z niego kolejek operacji. Korzyści to mniej ręcznej koordynacji, lepsze wykorzystanie dostępnych zdolności produkcyjnych i jaśniejsza podstawa do oceny, czy dodatkowe godziny są warte swojej ceny.

Twój ERP może pozostać źródłem danych biznesowych i produkcyjnych. SkyPlanner integruje się z dowolnym systemem ERP lub MES przez otwarte REST API, łącząc dane zleceń i operacji technologicznych ze szczegółowym harmonogramowaniem.

W SkyPlanner podstawę harmonogramowania stanowią stanowiska robocze, zmiany, operatorzy, operacje technologiczne i priorytety. Zaplanowane prace utrzymania ruchu blokują dostępność zasobu. Arcturus oblicza harmonogram na podstawie skonfigurowanych zdolności produkcyjnych, zależności między operacjami i priorytetów. Po włączeniu harmonogramowania uwzględniającego materiały na terminy wpływa również ich zarejestrowana dostępność.

W omawianym przykładzie obróbki warto wprowadzić zatwierdzony wybór zasobu i dostępne zmiany, przeliczyć harmonogram, a następnie przeanalizować łącznie obróbkę i gratowanie w widoku Gantt. Widać wtedy, kiedy kończą się operacje i na które inne zlecenia wpływa zmiana. Jeśli maszyna alternatywna będzie dostępna dopiero pod koniec tygodnia, wpływ na dostawę można ocenić w harmonogramie, zamiast opierać się na założeniu ukrytym w sumach godzin.

To Ty decydujesz, czy zaakceptować te skutki, zmienić priorytety, czy zapewnić dodatkowe zdolności produkcyjne. Arcturus zajmuje się obliczeniem harmonogramu. Dlatego SkyPlanner jest skuteczniejszym kolejnym krokiem w codziennej pracy niż prowadzenie osobnego raportu obciążenia i ręczne korygowanie każdej kolejki po każdej zmianie.

Co zmieniło się w Mamec

Mamec, fiński producent urządzeń do mieszania i zaawansowanych technologicznie wyrobów na zlecenie, musiał zarządzać tysiącami powiązanych ze sobą zleceń produkcyjnych. Sztywne funkcje planowania w systemie ERP nie zapewniały zespołowi potrzebnego obrazu całości. Na hali produkcyjnej przełożeni ustalali kolejność prac według terminów dostaw na papierowych zleceniach, a kierownictwo oceniało obciążenie na podstawie subiektywnych szacunków.

Mamec połączył SkyPlanner ze swoim systemem Oscar ERP i wdrożył harmonogramowanie przy ograniczonych zdolnościach, wspomagane sztuczną inteligencją. W przyjętym rozwiązaniu kolejki prac są ustalane i blokowane na tydzień. Pracownicy mogą sprawdzić postęp i harmonogram zlecenia, a kierownictwo ma wgląd w obciążenie produkcji na podstawie tych samych, wspólnych danych.

Mamec wskazuje na wyraźnie mniejszy nakład pracy przy planowaniu, krótsze przestoje stanowisk roboczych dzięki lepszej kolejności prac oraz poprawę terminowości dostaw. Doświadczenie firmy pokazuje wartość powiązania obrazu obciążenia z konkretnymi pracami: planiści mają mniej ręcznej koordynacji, a zmiany łatwiej wyjaśnić osobom, których praca zależy od planu.

Przełóż kolejny przegląd CRP na plan możliwy do wykonania

Wybierz jedno przeciążone gniazdo produkcyjne z bieżącego planu materiałowego. Ustal, które otwarte i proponowane zlecenia powodują to obciążenie, sprawdź, ile godzin pozostało do wykonania ich operacji, i porównaj praktyczne możliwości działania. Następnie sprawdź zmieniony plan w postaci harmonogramu powiązanych operacji, uwzględniając również te, które następują po pracy na przeciążonym zasobie.

SkyPlanner pomaga wykonać to zadanie bez wielokrotnego ręcznego przebudowywania harmonogramu. Rozpocznij okres próbny z danymi demonstracyjnymi, aby poznać Arcturus i widok Gantt, lub umów prezentację poświęconą Twojemu przeciążonemu gniazdu produkcyjnemu. Przygotuj informacje o zmianach roboczych w tym gnieździe i typową marszrutę technologiczną oraz określ, jaką decyzję dotyczącą dostawy musisz podjąć. To właściwy punkt wyjścia, by sprawdzić, jak SkyPlanner może przełożyć decyzję o zdolnościach produkcyjnych na plan produkcji, z którego Twój zespół będzie mógł korzystać.