Plánovanie kapacitných požiadaviek: riešenie preťaženia pracovísk

Domov » Zdroje » Plánovanie kapacitných požiadaviek: riešenie preťaženia pracovísk

Odhadovaný čas čítania: 11 minút

Materiálový plán navrhuje ďalšie výrobné príkazy. Existujúce zákazky už pritom súperia o strojový čas. Skôr než uvoľníte do výroby ďalšiu prácu, potrebujete vedieť, ktoré pracoviská ju zvládnu a na ktorých sa začnú hromadiť zákazky po termíne.

Plánovanie kapacitných požiadaviek (CRP) prepočítava plánované a otvorené výrobné príkazy na požiadavky na zdroje rozložené v čase. Toto zaťaženie potom porovnáva s dostupnou kapacitou. Ukáže vám, kde treba podrobný plán výroby upraviť: o ktorý zdroj a obdobie ide a ktoré príkazy spôsobujú nedostatok kapacity.

Užitočným výsledkom nie je len údaj o percentuálnom zaťažení zobrazený červenou farbou. Je ním rozhodnutie, čo presunúť, kde pridať kapacitu alebo ktorý záväzok upraviť. SkyPlanner APS vám pomôže premietnuť toto rozhodnutie do rozvrhu výroby. Arcturus vypočíta termíny operácií s ohľadom na vaše zdroje a priority. Ganttov diagram ukáže, ako zmena ovplyvní ostatnú prácu.

Čo sa overuje pri plánovaní kapacitných požiadaviek?

CRP overuje, či kapacita strojov a pracovníkov postačuje na výrobu vyplývajúcu z materiálového plánu. Podrobnosti čerpá z príkazov a ich operácií: z množstiev, technologických postupov, časov nastavenia a spracovania, zostávajúcej práce a termínov, v ktorých je každý zdroj potrebný.

Pracoviskom môže byť stroj, skupina porovnateľných strojov alebo výrobný tím. Zaťaženie a kapacitu porovnávajte dostatočne podrobne, aby sa ukázalo konkrétne obmedzenie. Voľné hodiny na kontrole nevykompenzujú preťažené obrábacie centrum.

CRP dopĺňa ostatné plánovacie činnosti, nenahrádza ich:

Činnosť	Čo overuje alebo určuje
Plánovanie materiálových potrieb (MRP)	Ktoré materiály a komponenty sú potrebné, v akom množstve a kedy, po zohľadnení zásob a dodávok
Hrubé kapacitné plánovanie (RCCP)	Či kapacita kritických zdrojov postačuje na splnenie hlavného plánu výroby
Plánovanie kapacitných požiadaviek (CRP)	Podrobné zaťaženie zdrojov vyplývajúce z plánovaných a otvorených výrobných príkazov
Rozvrhovanie s obmedzenou kapacitou	Kde a kedy sa vykonajú jednotlivé operácie v rámci dostupného času zdrojov

Tradičné CRP dokáže odhaliť preťaženie bez toho, aby automaticky odstránilo súbežné požiadavky, ktoré ho spôsobili. Prehľad so 44 požadovanými hodinami oproti 36 dostupným je cenný práve tým, že nedostatok kapacity zostáva viditeľný. Jeho vyriešenie si vyžaduje rozhodnutie o výrobe a úpravu plánu.

Zaťaženie počítajte z práce, ktorú ešte treba vykonať

Začnite s jednotne vymedzeným súborom príkazov. Zahrňte doň návrhy výrobných príkazov, ktoré posudzujete, aj zostávajúce operácie otvorených príkazov. Keď sa návrh zmení na uvoľnený príkaz, nesmie vo výpočte zostať ako druhá kópia tej istej práce.

Vychádzajte z čistých výrobných potrieb materiálového plánu a nepripočítavajte k nim hrubý dopyt z predaja. Výrobky, ktoré už potrebu pokrývajú zo zásob, netreba vyrábať znova. Otvorený výrobný príkaz však na svoju nedokončenú prácu naďalej potrebuje kapacitu.

Pre každú operáciu potrebujete:

• Zostávajúce množstvo a stav operácie vrátane známych požiadaviek na prepracovanie.
• Technologický postup, vhodné pracovisko a poradie operácií.
• Zostávajúci čas nastavenia a spracovania v rovnakej jednotke.
• Plánované termíny operácií alebo časové posuny odvodené z priebežnej doby výroby na zaradenie požiadavky do príslušného obdobia.
• Kalendár zdroja, personálne obsadenie a známe obdobia nedostupnosti.

Kusovník určuje, z čoho sa výrobok skladá. Technologický postup určuje, kde sa výroba vykonáva a koľko času si vyžaduje na jednotlivých zdrojoch. CRP potrebuje tieto údaje aj množstvá z materiálového plánovania.

Vypočítajte zostávajúci čas operácií

Pre jednoduchú operáciu s časom spracovania na kus platí:

Zostávajúce zaťaženie operácie = zostávajúci čas nastavenia + zostávajúce množstvo × čas spracovania na kus.

Sčítajte zaťaženie operácií pre každé pracovisko a obdobie. Už dokončené nastavenie nie je ďalšou budúcou požiadavkou. Ak sa musí zostávajúca časť príkazu rozdeliť na dávky, z ktorých každá vyžaduje samostatné nastavenie, započítajte aj tento dodatočný čas. Nepredpokladajte, že rozdelenie nemá žiadne nároky na kapacitu.

Nie každý proces sa riadi časom na kus. Cyklus pece môže zaberať kapacitu na pevne stanovený čas pre celú dávku. Vychádzajte zo skutočného spôsobu určovania času danej operácie, nie z automatického násobenia každého času počtom kusov.

Strojové hodiny a osobohodiny počítajte oddelene. Stroj môže počas časti operácie pracovať bez obsluhy, zatiaľ čo montáž môže vyžadovať niekoľko ľudí. Tieto rozdiely sa nesmú stratiť v jednom súhrnnom počte hodín za celý závod.

Požiadavku zaraďte do obdobia, v ktorom sa má operácia vykonať

Nezaraďujte všetky operácie do týždňa, v ktorom sa má hotová zákazka dodať. Obrábanie môže byť potrebné skôr, aby po ňom mohli nasledovať dokončovacie operácie a montáž. Zaťaženie rozložte v čase podľa termínov operácií alebo časových posunov v technologickom postupe. Ak operácia zasahuje do viacerých období, postupujte podľa pravidiel rozdelenia vo vašom plánovacom modeli.

Denné obdobia odhalia kolízie, ktoré môžu týždenné súčty skryť. Týždenné obdobia sa zas môžu hodiť na posúdenie vývoja zaťaženia v dlhšom horizonte. Zvoľte podrobnosť potrebnú na rozhodnutie. Skôr než na základe kapacitne vyváženého obdobia prisľúbite termín dodania, overte aj skutočnú nadväznosť operácií.

Porovnajte zaťaženie s využiteľnou kapacitou

Dostupnosť vypočítajte z pracovného kalendára pre konkrétne dátumy, nie iba z toho, že stroj existuje. Vychádzajte z plánovaných pracovných hodín zdroja a zohľadnite údržbu, sviatky, personálne obsadenie a ďalšie známe obmedzenia.

Na jednoduché porovnanie hodín použite:

Kapacitný rozdiel = dostupné hodiny − požadované hodiny.

Miera zaťaženia kapacity = požadované hodiny ÷ dostupné hodiny × 100%.

Záporný rozdiel alebo miera zaťaženia nad 100% znamená preťaženie. Ak je dostupná kapacita nulová, označte požiadavku ako nezaraditeľnú do rozvrhu v danom období namiesto pokusu o delenie nulou.

Pri porovnávaní časov používajte rovnaký základ. Ak sú časy spracovania uvedené v normohodinách a dostupnú kapacitu upravujete podľa výkonnosti, túto úpravu zdokumentujte. Ak už časy spracovania zahŕňajú tie isté očakávané straty, neodpočítavajte ich druhýkrát. Historické údaje o objeme výroby pomôžu overiť, či predpoklady o kapacite nie sú príliš optimistické.

Príklad CRP: odhaľte osemhodinové preťaženie obrábania

Predstavte si výrobcu, ktorý posudzuje prácu na jednom obrábacom centre na budúci týždeň. Každý z piatich pracovných dní má jednu osemhodinovú zmenu, teda spolu 40 strojových hodín. Po odpočítaní štyroch hodín plánovanej údržby zostáva 36 dostupných strojových hodín. V tomto zjednodušenom príklade sa kapacita ďalej neznižuje o straty efektívnosti.

V danom týždni potrebujú obrábanie tri príkazy:

Príkaz	Stav a zostávajúca práca	Zostávajúci čas nastavenia	Čas spracovania na kus	Požadované hodiny obrábania
J101	Otvorený príkaz: zostáva 60 kusov	0 h	0,25 h	15 h
J202	Plánovaný príkaz: 80 kusov	2 h	0,20 h	18 h
J203	Plánovaný príkaz: 40 kusov	1 h	0,25 h	11 h
Spolu				44 h

Príkaz J101 pôvodne obsahoval 100 kusov. Štyridsať je už obrobených a nastavenie je dokončené. Do zaťaženia obrábania preto vstupuje iba zostávajúcich 60 kusov: 60 × 0,25 = 15 hodín.

Pre J202 platí výpočet 2 + (80 × 0,20) = 18 hodín. J203 pridáva 1 + (40 × 0,25) = 11 hodín.

Obrábacie centrum má teda 44 požadovaných hodín oproti 36 dostupným. To znamená osemhodinové preťaženie a mieru zaťaženia 122,2% po zaokrúhlení na jedno desatinné miesto.

Tie isté príkazy vyžadujú na samostatnom pracovisku odhrotovania postupne 6, 8 a 4 osobohodiny. Celkové zaťaženie 18 hodín sa zmestí do 28 dostupných osobohodín. Desať voľných osobohodín sa síce môže hodiť, ale chýbajúcu kapacitu obrábania nenahradí.

Posudzujte skutočné riešenie, nielen kratší červený stĺpec

Predpokladajme, že J203 možno spracovať na vhodnom náhradnom stroji, ktorý má v požadovanom období k dispozícii 16 hodín. Výroba je na ňom pomalšia: nastavenie trvá 1,5 hodiny a každý kus 0,30 hodiny.

Po presune si operácia na náhradnom stroji vyžiada 1,5 + (40 × 0,30) = 13,5 hodiny, nie pôvodných 11 hodín.

Zdroj	Zaťaženie po presune J203	Dostupná kapacita	Zostávajúca kapacita
Pôvodné obrábacie centrum	33 h	36 h	3 h
Náhradný stroj	13,5 h	16 h	2,5 h
Pracovisko odhrotovania	18 osobohodín	28 osobohodín	10 osobohodín

Zaťaženie oboch strojov sa už zmestí do dostupnej kapacity. Presun však zvyšuje celkový čas obrábania zo 44 na 46,5 hodiny. Na dodržanie termínu dodania sa to môže oplatiť, nejde však o zvýšenie produktivity. Porovnajte náklady na dodatočný strojový čas, nástroje a ďalšie náklady spojené s presunom s nákladmi na nadčasy alebo oneskorenie zákazky.

Potom skontrolujte nadväznosť operácií. Náhradný stroj musí dokončiť J203 dostatočne skoro, aby pred expedíciou zostali štyri hodiny na odhrotovanie. Voľný čas až po potrebnom termíne odovzdania na odhrotovanie nepomôže. Vyrovnaný výsledok CRP ponúka možné riešenie; podrobný rozvrh overí, či vyhovuje aj časovo.

Rozhodnite, ako vyriešiť každé preťaženie

Skôr než zaplatíte za ďalšiu kapacitu, otvorte príkazy, ktoré spôsobujú špičku v zaťažení. Skontrolujte, či medzi nimi nie sú duplicitné návrhy, dokončené operácie stále vedené ako otvorené, neaktuálne množstvá alebo nesprávne časy v technologických postupoch. Opravou chybných údajov sa vyhnete plateniu za nadčasy, ktoré v skutočnosti neboli potrebné.

Ak je nedostatok kapacity skutočný, porovnajte možné opatrenia podľa ich vplyvu na dotknuté príkazy:

• Presuňte operáciu na vhodný náhradný zdroj. Použite jeho skutočný čas nastavenia a spracovania, tak ako pri J203. Okrem voľných hodín overte aj dostupnosť nástrojov a obsluhy.
• Presuňte prácu do iného obdobia. Skoršia výroba vyžaduje skoršiu dostupnosť materiálov aj kapacity; neskoršia výroba môže zmeniť prisľúbený termín dodania. Znova overte predchádzajúce aj nadväzujúce operácie.
• Pridajte pracovný čas a zabezpečte obsluhu. Zamerajte sa na zdroj a obdobie, v ktorom kapacita chýba. Ďalšia zmena v inej časti závodu toto preťaženie nevyrieši.
• Zadajte vhodnú prácu subdodávateľovi. Zohľadnite jeho dodaciu lehotu, dopravu aj prípadnú kontrolu pred nasledujúcou internou operáciou.
• Upravte dohodnuté podmienky dodania. Ak sa práca stále nezmestí do dostupnej kapacity, dohodnite iný termín, množstvo alebo rozdelenie dodávky namiesto toho, aby ste potvrdili nesplniteľný záväzok.

Pri zmene priority postupujte obzvlášť opatrne. Môže pomôcť dodržať termín dôležitej zákazky tým, že iná počká; novú kapacitu však nevytvorí. Skôr než označíte urgentnú zákazku za vyriešenú, skontrolujte, ktoré ďalšie prisľúbené termíny sa tým posunú.

Zaznamenajte zvolené opatrenie pri príslušnej práci, aktualizujte údaje o príkazoch alebo kapacite a spustite nový výpočet. Ak zmeny termínov či množstiev ovplyvňujú materiálové potreby, premietnite rozhodnutie aj do plánovania materiálu. CRP je proces so spätnou väzbou, nie výkaz, ktorý po porade odložíte do archívu.

Premietnite rozhodnutie o kapacite do rozvrhu v systéme SkyPlanner

SkyPlanner využijete vtedy, keď vaši plánovači dokážu odhaliť preťaženie, ale príliš veľkú časť dňa trávia následným preusporadúvaním poradia operácií. Prínosom je menej ručnej koordinácie, lepšie využitie dostupnej kapacity a jasnejšie podklady na rozhodnutie, či sa dodatočné hodiny oplatia.

Váš ERP môže naďalej zostať zdrojom obchodných a výrobných údajov. SkyPlanner sa prostredníctvom svojho otvoreného REST API integruje s ľubovoľným ERP alebo MES a prepája údaje o príkazoch a operáciách s podrobným rozvrhovaním.

Základom rozvrhovania v SkyPlanner sú pracoviská, zmeny, operátori, operácie a priority. Počas plánovanej údržby je dostupnosť príslušného zdroja zablokovaná. Arcturus vypočíta rozvrh podľa nastavenej kapacity, závislostí medzi operáciami a priorít. Ak je zapnuté rozvrhovanie so zohľadnením materiálu, termíny ovplyvňuje aj evidovaná dostupnosť materiálu.

V príklade s obrábaním je vhodné zadať schválený výber zdroja a dostupné zmeny, prepočítať rozvrh a potom spoločne skontrolovať obrábanie aj odhrotovanie na časovej osi Ganttovho diagramu. Uvidíte, kedy sa operácie skončia a ktoré ďalšie príkazy zmena ovplyvní. Ak je náhradný stroj dostupný až ku koncu týždňa, vplyv na dodanie môžete posúdiť v rozvrhu namiesto toho, aby zostal skrytým predpokladom v súhrnných číslach.

Vy rozhodujete, či tento dôsledok prijmete, zmeníte priority alebo zabezpečíte ďalšiu kapacitu. Arcturus sa postará o výpočet rozvrhu. SkyPlanner je preto účinnejším ďalším krokom pri riadení výroby než vedenie samostatného výkazu zaťaženia a ručné upravovanie poradia operácií na každom pracovisku po každej zmene.

Čo sa zmenilo v spoločnosti Mamec

Mamec, fínsky výrobca miešacej techniky a technologicky náročných výrobkov na zákazku, riešil tisíce vzájomne závislých výrobných príkazov. Nepružné plánovacie funkcie jeho ERP neposkytovali tímu potrebný celkový prehľad. Majstri v dielni určovali priority podľa termínov dodania na papierových príkazoch, zatiaľ čo predstava vedenia o zaťažení vychádzala zo subjektívnych odhadov.

Mamec prepojil SkyPlanner so svojím systémom Oscar ERP a zaviedol rozvrhovanie do obmedzených kapacít s podporou umelej inteligencie. V tomto riešení sa poradie práce uzamyká vždy na týždeň, zamestnanci si môžu vyhľadať stav a rozvrh príkazu a vedenie vidí zaťaženie výroby na základe tých istých zdieľaných údajov.

Mamec uvádza výrazné zníženie náročnosti plánovania, menej prestojov na pracoviskách vďaka lepšiemu poradiu práce a vyššiu spoľahlivosť dodávok. Jeho skúsenosť ukazuje hodnotu prepojenia prehľadu zaťaženia s konkrétnou prácou: plánovači majú menej ručnej koordinácie a zmeny sa ľahšie vysvetľujú ľuďom, ktorí sa podľa plánu riadia.

Premeňte ďalšie vyhodnotenie CRP na realizovateľný plán

Vyberte si z aktuálneho materiálového plánu jedno preťažené pracovisko. Zistite, ktoré otvorené a navrhované príkazy ho zaťažujú, overte, koľko hodín zostáva na dokončenie ich operácií, a porovnajte praktické možnosti riešenia. Potom skontrolujte, ako sú operácie po úpravách zaradené do uceleného rozvrhu, vrátane tých, ktoré nasledujú po operáciách na preťaženom pracovisku.

SkyPlanner vám pomôže s týmto rozvrhovaním bez opakovaného ručného prepracúvania. Vyskúšajte ho s ukážkovými údajmi a preskúmajte Arcturus aj časovú os Ganttovho diagramu alebo si rezervujte prezentáciu zameranú na vaše preťažené pracovisko. Pripravte si údaje o jeho zmenách, typický technologický postup a ujasnite si, aké rozhodnutie o dodaní potrebujete prijať. To je správny východiskový bod na overenie, ako môže SkyPlanner premeniť vaše rozhodnutie o kapacite na výrobný plán, podľa ktorého môže váš tím pracovať.