POLCA w produkcji: sterowanie przepływem między gniazdami

Strona główna » Zasoby » POLCA w produkcji: sterowanie przepływem między gniazdami

Szacowany czas czytania: 11 minut

Gniazdo wytwórcze kończy kolejne zlecenie, ale następne gniazdo nie może kontynuować jego realizacji. Pierwszy zespół miał zajęcie. Zlecenie zyskało miejsce w kolejce, ale nie większą szansę na terminową wysyłkę.

Przy produkcji zróżnicowanego asortymentu w małych seriach trudniej nad tym zapanować, ponieważ nie wszystkie zlecenia mają tę samą marszrutę. Jedno wymaga obróbki skrawaniem i montażu, inne — spawania i wykańczania. Uzupełnianie standardowego pojemnika na każdą możliwą część nie jest praktycznym rozwiązaniem przy takiej różnorodności.

POLCA steruje przepływem między tymi gniazdami za pomocą sygnałów o dostępności zdolności produkcyjnych. Pomaga zespołom unikać rozpoczynania prac, które tylko powiększą zatory na dalszych etapach. Równie ważne pozostaje kolejne pytanie planistyczne: jak wkomponować zlecenia dopuszczone do realizacji w plan obejmujący inne zamówienia i współdzielone maszyny? SkyPlanner APS ujmuje te prace w jednym harmonogramie produkcji, ograniczając ręczne uzgadnianie osobnych list dla gniazd i kolejek do zasobów produkcyjnych.

Czym jest POLCA w produkcji?

POLCA to skrót od Paired-cell Overlapping Loops of Cards with Authorization. Jest to metoda sterowania produkcją, w której o możliwości rozpoczęcia pracy decydują ograniczona liczba kart przypisanych do par gniazd oraz daty dopuszczenia zleceń do realizacji. Opracował ją Rajan Suri w ramach koncepcji Quick Response Manufacturing. Jest przeznaczona dla zakładów wytwarzających zróżnicowany asortyment w małych seriach oraz wyroby na indywidualne zamówienie.

Kluczowe jest znaczenie karty. Karta POLCA jest sygnałem dostępności zdolności produkcyjnych w konkretnej parze gniazd, a nie poleceniem uzupełnienia zapasu części o określonym indeksie. Ograniczenie liczby kart pozwala kontrolować ilość produkcji w toku (WIP) przypisanej do danej pętli. Z tej samej pętli mogą korzystać różne wyroby, jeśli ich marszruty przebiegają przez tę parę gniazd.

Dwa warunki muszą być spełnione jednocześnie:

• Zlecenie jest dopuszczone do realizacji. Nadeszła data dopuszczenia go do pracy w danym gnieździe, więc nie jest rozpoczynane wcześniej, niż pozwala plan.
• We właściwej pętli jest dostępna wolna karta. Oznacza to zgodę na wprowadzenie kolejnej pracy do obiegu między daną parą gniazd.

Zlecenie musi być też gotowe do realizacji, w tym mieć zapewniony wymagany materiał. Wolna karta nie tworzy zapotrzebowania klienta, nie rozwiązuje problemu brakującego komponentu ani nie nadaje pilności zleceniu, które nie zostało dopuszczone do realizacji. Podobnie planowana data rozpoczęcia nie uprawnia do pominięcia limitu zapełnionej pętli.

Jak działają nakładające się pętle

Wyobraźmy sobie zlecenie przechodzące przez gniazdo wytwórcze A, gniazdo obróbki skrawaniem B i gniazdo montażowe C. Jego marszruta korzysta z pętli A/B i B/C. Każda pętla ma własne karty — karty A/B nie można użyć zamiast karty B/C.

Rozpoczęcie pracy w A z kartą A/B

Gdy nadejdzie data dopuszczenia zlecenia do realizacji w A, zespół sprawdza dostępność wolnej karty A/B oraz materiału potrzebnego do pracy. Jeśli warunki są spełnione, karta zostaje dołączona do zlecenia i rozpoczyna się jego realizacja.

Karta A/B pozostaje przy zleceniu, gdy gniazdo A kończy pracę i przekazuje je do B. Samo zakończenie prac w A nie oznacza powrotu karty do A. Karta jest nadal zajęta zarówno podczas oczekiwania zlecenia w B, jak i podczas jego obróbki w tym gnieździe.

Dołączenie karty B/C przed rozpoczęciem pracy w B

Zanim B rozpocznie obróbkę skrawaniem, zlecenie musi być dopuszczone do realizacji w tym gnieździe i musi być dostępna wolna karta B/C. Podczas obróbki w B zleceniu towarzyszą więc obie karty: wejściowa A/B i wyjściowa B/C. Na tym polega nakładanie się pętli — B należy do obu.

Jeśli nie ma wolnej karty B/C, rozpoczęcie obróbki oznaczałoby skierowanie kolejnej pracy na trasę, której dopuszczalny limit jest już wykorzystany. Zamiast tego w B należy rozważyć inne zlecenie: gotowe do pracy, dopuszczone do realizacji i z dostępną wymaganą kartą. Jeśli żadne nie spełnia tych warunków, przełożony może skierować zespół do usunięcia ograniczenia lub innego pożytecznego zadania, zamiast uruchamiać pracę wyłącznie po to, by zapewnić zajęcie gniazdu B.

Zwrot każdej karty po zakończeniu pracy w drugim gnieździe jej pętli

Gdy B zakończy pracę nad zleceniem i zlecenie przejdzie dalej do C, karta A/B wraca do A. Można ją tam wykorzystać do kolejnego zlecenia kierowanego do B, które spełnia warunki rozpoczęcia.

Karta B/C nadal towarzyszy zleceniu podczas realizacji w C. Po zakończeniu pracy w C wraca do B. Jeśli C jest ostatnim gniazdem w kontrolowanym przepływie, do rozpoczęcia pracy nie potrzebuje kolejnej karty pętli wyjściowej.

To właśnie zasada zwrotu sprawia, że sygnał jest użyteczny. Przedwczesny zwrot karty A/B pozwoliłby wprowadzić do pętli kolejne prace, zanim dotychczasowe zlecenie zostałoby ukończone w B. Z kolei niepotrzebne przetrzymywanie karty ukończonego zlecenia uniemożliwiałoby ponowne wykorzystanie zezwolenia, które ta karta reprezentuje.

Karta nadal nie jest jednak rezerwacją maszyny dostępnej od zaraz. Reguluje ilość pracy przypisanej do pętli, ale nie określa dokładnego czasu wykonania każdej operacji wewnątrz gniazd.

POLCA, Kanban i CONWIP sterują różnymi aspektami produkcji

Wszystkie te metody wykorzystują sygnały zezwalające na podjęcie pracy, ale odpowiadają na różne pytania.

Metoda	Na co zwykle zezwala sygnał	Zastosowanie
Kanban produkcyjny przypisany do konkretnej części	Uzupełnienie określonej części w określonej ilości po jej zużyciu	Powtarzalne części, dla których można zapewnić sprawny obieg uzupełniania
CONWIP	Wprowadzenie kolejnego zlecenia do wyznaczonego przepływu po powrocie zezwolenia kontrolującego łączny poziom WIP	Kontrolowanie ilości pracy w wyznaczonych granicach
POLCA	Wprowadzenie pracy do pętli konkretnej pary gniazd, pod warunkiem dopuszczenia zlecenia do realizacji	Różne wyroby przechodzące różnymi marszrutami między gniazdami

Kanban w produkcji sprawdza się wtedy, gdy uzupełniana pozycja i sposób realizacji jej dostaw są powtarzalne. Częścią wykonywaną na indywidualne zamówienie, której jeszcze nie zaprojektowano ani nie zamówiono, nie można zarządzać tak, jak standardowym komponentem utrzymywanym w magazynie.

CONWIP może obsługiwać różne wyroby bez osobnej karty uzupełniania dla każdej części. Wyróżnia go kontrola limitu WIP w całym wyznaczonym przepływie. POLCA wprowadza lokalne sygnały dla połączeń między parami gniazd, przez które przebiega marszruta zlecenia, zamiast opierać się wyłącznie na jednym limicie dla całego przepływu.

W praktyce nie chodzi o wybór skrótu, który brzmi bardziej zaawansowanie. Trzeba ustalić, co wymaga regulacji: uzupełnianie znanych pozycji, łączna ilość pracy w wyznaczonym systemie czy praca przypisana do połączeń między gniazdami przy zmiennych marszrutach. W różnych obszarach zakładu odpowiedzi mogą być inne.

Czy POLCA sprawdzi się w Twoim zakładzie?

Warto rozważyć POLCA, gdy różnorodność wyrobów utrudnia uzupełnianie zapasów osobno dla każdej części, ale marszruty nadal przebiegają przez jasno określone gniazda. Trzeba wiedzieć, do którego gniazda trafi następnie każde zlecenie, i być w stanie utrzymywać odpowiadające tym połączeniom pętle.

Metoda jest szczególnie przydatna, gdy lokalne decyzje regularnie powodują spiętrzenie prac na dalszych etapach: zespół na wcześniejszym etapie uruchamia kolejne zlecenia, by utrzymać wykorzystanie swoich zasobów, choć gniazdo odbierające już nie nadąża. POLCA daje temu zespołowi podstawę do wybrania innego zlecenia dopuszczonego do realizacji, zamiast powiększania kolejki.

Czasem trzeba jednak najpierw wykonać prace przygotowawcze. Niewiarygodne marszruty utrudniają wybór właściwej karty. Braki materiałowe mogą blokować zlecenia i zajmować karty, mimo że praca nie posuwa się naprzód. Jeśli zdolności produkcyjne gniazda stale nie wystarczają do realizacji przyjętych zamówień, potrzebna jest decyzja dotycząca tych zdolności, a nie tylko zmiana liczby kart.

Liczba pętli i ich rola są równie ważne jak różnorodność wyrobów. Bardzo dużą liczbą rzadko używanych połączeń między parami gniazd może być trudno zarządzać. Zacznij od spójnej rodziny wyrobów, dla której można jasno opisać marszruty i przekazywanie prac, zamiast wprowadzać kartę między każdą możliwą parą działów.

Przede wszystkim kierownictwo musi wspierać zachowania, których oczekuje od pracowników. Jeśli operatorzy są nagradzani wyłącznie za utrzymywanie własnych maszyn w ruchu, mają silną motywację do omijania reguły, która czasem nakazuje im nie rozpoczynać pracy. Oceniaj pilotaż na podstawie przepływu zleceń i terminowości dostaw, a nie samego wykorzystania maszyn.

Przygotuj pilotaż, który sprawdzi przepływ, a nie tylko obieg kart

Wybierz grupę podobnych, rzeczywistych zleceń o skali możliwej do opanowania i zmapuj gniazda, przez które faktycznie przechodzą. Włącz do prac osoby odpowiedzialne za harmonogramowanie, realizację i transport międzyoperacyjny. Przed uruchomieniem pilotażu muszą wspólnie rozstrzygnąć cztery praktyczne kwestie.

Jaką ilość pracy reprezentuje jedna karta? Trzeba uzgodnić, co oznacza zlecenie, partia transportowa lub przyjęta jednostka obciążenia. Krótka i długa operacja nie wymagają takich samych zdolności produkcyjnych tylko dlatego, że każda jest objęta jednym numerem zlecenia. Jeśli asortyment jest bardzo zróżnicowany, analizuj obciążenie reprezentowane przez karty, zamiast zakładać, że sama liczba zleceń daje pełny obraz.

Ile pracy powinna dopuszczać każda pętla? Ustal początkową liczbę kart na podstawie przewidywanego przepływu, czasu przejścia pracy przez oba gniazda oraz wybranej jednostki obciążenia. Zbyt wiele kart osłabia kontrolę nad zatorami, a zbyt mało może wstrzymywać pracę, która mogłaby być realizowana. Nie ma jednej liczby kart odpowiedniej dla każdej pętli czy każdego zakładu.

Kto sprawdza, przekazuje i zwraca karty? Jednoznacznie określ sposób sprawdzania zezwolenia oraz miejsca zwrotu kart. Podczas szkolenia prześledź całą drogę zlecenia, uwzględniając brak karty pętli wyjściowej, brak materiału i zablokowane zlecenie. Każdy kontrolowany wyjątek wymaga wskazania osoby odpowiedzialnej i zapisania przyczyny. Rutynowe rozpoczynanie pracy bez wymaganego zezwolenia pozbawia ten mechanizm kontroli skuteczności.

Po czym poznasz, że to działa? Ustal wartości wyjściowe dla produkcji w toku (WIP), czasu przejścia przez obszar objęty kontrolą, przepustowości i terminowości dostaw. Podczas pilotażu sprawdzaj, gdzie czekają karty i zlecenia. Zanim zmienisz limity, ustal, czy przyczyną jest rzeczywiste obciążenie, pominięty zwrot karty, niewiarygodne dane czy powtarzający się problem produkcyjny.

Dzięki temu pilotaż staje się okazją do zdobycia użytecznej wiedzy. Sprawdzasz, czy przepływ pracy przez wybrane gniazda jest bardziej przewidywalny, a nie to, czy zespół potrafi zapełnić tablicę kolorowymi kartami.

Wolna karta w pętli nie rozstrzyga o planie dostaw

Wróćmy do marszruty A–B–C. Wyobraź sobie, że inne zlecenie przechodzi z A do gniazda spawalniczego D. Dla pierwszego zlecenia dostępna jest karta A/B, a dla drugiego — karta A/D. Oba mają zezwolenie na rozpoczęcie i są gotowe do realizacji.

Na dalszym etapie oba zlecenia wymagają tego samego zasobu do obróbki wykańczającej, który obsługuje również inne rodziny wyrobów. Lokalne zezwolenia nie mówią planiście, które zlecenie można ukończyć jako pierwsze, czy kolejkę do obróbki wykańczającej da się zrealizować przed wysyłką ani co się stanie, gdy dołączy do niej pilne zamówienie klienta.

Właśnie dlatego harmonogramowanie produkcji musi uwzględniać całą marszrutę. Sygnały między parami gniazd pomagają kontrolować, które prace wolno rozpocząć. Wspólny harmonogram pokazuje, jak operacje konkurują o rzeczywisty czas dostępny na współdzielonych zasobach produkcyjnych i co to oznacza dla terminów zakończenia.

Próba znalezienia odpowiedzi na oba pytania w wykazie kart każdego gniazda oznacza dodatkową pracę ręczną. Planista musi wtedy porównywać wykazy, przenosić operacje między kolejkami zasobów produkcyjnych i przy każdej zmianie priorytetu ponownie sprawdzać te same konflikty na dalszych etapach.

Harmonogramuj pracę w całym zakładzie za pomocą SkyPlanner

System APS SkyPlanner tworzy wspólny harmonogram wykorzystania zasobów produkcyjnych dla prac przyjętych do realizacji. Określ etapy procesu, stanowiska dopuszczone do ich wykonania, czasy trwania, zmiany robocze i zależności. Arcturus, sztuczna inteligencja SkyPlanner do harmonogramowania, obliczy, gdzie i kiedy można zaplanować operacje przy skonfigurowanych zdolnościach produkcyjnych i priorytetach. Widok wykresu Gantta pokazuje kolejność operacji oraz terminy ich zakończenia.

W przypadku dwóch zleceń korzystających ze wspólnych zdolności produkcyjnych na etapie obróbki wykańczającej w jednym planie widać zarówno ich zapotrzebowanie na te zdolności, jak i wcześniejsze etapy wytwarzania, obróbki skrawaniem i spawania. Poświęcasz mniej czasu na ręczne uzgadnianie oddzielnych kolejek i masz jaśniejsze podstawy do ustalenia, które zobowiązanie wobec klienta wymaga uwagi.

Uzgodnione najwcześniejsze terminy rozpoczęcia można odwzorować za pomocą dat dopuszczenia do rozpoczęcia, po włączeniu reguły ich uwzględniania. Taka data jest ograniczeniem dla harmonogramu, a nie potwierdzeniem dostępności karty POLCA. Decyzję o faktycznym zezwoleniu w danej pętli pozostaw w procesie sterowania produkcją, a harmonogramowane prace dostosuj do uzgodnionych zezwoleń i ograniczeń rozpoczęcia.

To Ty nadal decydujesz o priorytetach. Dynamiczne priorytety w SkyPlanner pozwalają ukierunkować obliczenia na terminy realizacji, znaczenie klientów i operacji oraz inne cele harmonogramowania. Karta, która właśnie stała się dostępna, nie oznacza automatycznie najwyższego priorytetu w zakładzie. Po włączeniu harmonogramowania uwzględniającego materiały ich dostępność jest również brana pod uwagę przy planowaniu operacji, która je zużywa.

Gdy zmienią się zapisane w systemie zdolności produkcyjne lub priorytety, Arcturus może ponownie przeliczyć wspólny harmonogram. Zamiast ręcznie przebudowywać każdą kolejkę objętą zmianą, możesz przeanalizować jej wpływ na istotne zlecenia. SkyPlanner integruje się z dowolnym systemem ERP lub MES przez otwarte REST API, dzięki czemu lepsze harmonogramowanie może uzupełniać dotychczasowe systemy obsługi zleceń i produkcji.

Problem ręcznego planowania jest dobrze znany firmie Mamec, która produkuje urządzenia do mieszania i realizuje zaawansowaną technologicznie produkcję kontraktową. W relacji firmy opisano tysiące wzajemnie zależnych zleceń produkcyjnych, którym wcześniej nadawano priorytety według terminów zapisanych na papierowych dokumentach, bez wiarygodnego obrazu całości. Po zintegrowaniu SkyPlanner z Oscar ERP firma Mamec korzysta z harmonogramowania przy ograniczonych zasobach wspomaganego sztuczną inteligencją oraz wspólnego widoku produkcji i informuje o wyraźnie mniejszym nakładzie pracy na planowanie. Jej doświadczenie pokazuje wartość wspólnego harmonogramowania, a nie wdrożenia POLCA. Pełną historię znajdziesz w opinii Mamec o SkyPlanner.

Sprawdź sygnały między gniazdami i współdzielone zdolności produkcyjne w jednym teście

Jeśli POLCA pasuje do Twojej produkcji, wykorzystaj pilotaż do ustalenia jasnych zasad udzielania zezwoleń w pętlach i niezawodnego procesu zwrotu kart. Za pomocą SkyPlanner pokaż w skali całego zakładu kolejność wykorzystania zasobów produkcyjnych przez przyjęte prace oraz jej wpływ na dostawy. Łącznie te decyzje pozwalają zmierzyć się z rzeczywistym problemem: rozpoczynać właściwe prace, nie tracąc z oczu tego, co będzie potrzebne do ich ukończenia.

Umów prezentację SkyPlanner i przygotuj przykład reprezentatywnej grupy gniazd, dwóch zleceń o różnych marszrutach oraz jednego wspólnego zasobu produkcyjnego. Uwzględnij uzgodnione ograniczenia rozpoczęcia i priorytety. To praktyczny sposób, by sprawdzić, jak SkyPlanner może ograniczyć ręczną pracę przy harmonogramowaniu i lepiej pokazać wpływ decyzji na dostawy.

Jeśli wolisz najpierw samodzielnie poznać system, wypróbuj SkyPlanner na danych demonstracyjnych lub skorzystaj ze wspomaganego sztuczną inteligencją wprowadzenia „Pierwsze kroki” w Asystencie SkyPlanner.