Riadenie zaťaženia výroby: Kedy uvoľniť zákazky do výroby

Domov » Zdroje » Riadenie zaťaženia výroby: Kedy uvoľniť zákazky do výroby

Odhadovaný čas čítania: 11 minút

Rezací stroj má voľnú kapacitu, a tak sa do výroby pustí ďalšia zákazka. Rezanie sa dokončí načas. Diely sa však potom zaradia do rastúceho radu pred obrábaním, kde už čakajú aj zákazky, ktoré mali byť na ceste na montáž.

Skorší začiatok zvýšil ruch v dielni, no dodanie zákazníkovi nepriblížil.

Riadenie zaťaženia výroby rieši tento problém skôr, než do dielne vstúpi ďalšia zákazka. Namiesto uvoľnenia každej pripravenej zákazky posudzujete, aké zaťaženie pridá na pracoviskách svojho technologického postupu. To je užitočné najmä pri výrobe na zákazku, kde dve zdanlivo podobné zákazky môžu mať úplne odlišné nároky na spoločné zdroje.

Rozhodnutie o uvoľnení je len polovica práce. Pre prijaté zákazky ešte treba zosúladiť poradie operácií na jednotlivých zdrojoch. SkyPlanner APS ich zostaví do jedného prepojeného výrobného harmonogramu. Znižuje tak náročnosť zosúlaďovania zoznamu uvoľnených zákaziek so samostatnými radmi pred strojmi a uľahčuje posúdenie dôsledkov pre dodacie termíny.

Čo je riadenie zaťaženia výroby?

Riadenie zaťaženia výroby (WLC) je prístup k plánovaniu a riadeniu výroby, ktorý reguluje vstup zákaziek do výroby podľa zaťaženia zdrojov. Pri uvoľňovaní podľa zaťaženia zostávajú zákazky v zásobníku neuvoľnených zákaziek, kým im pravidlo uvoľňovania nepovolí vstup do dielne. Limity zaťaženia pracovísk pomáhajú určiť, ktoré zákazky možno uvoľniť.

Cieľom je riadiť nedokončenú výrobu (WIP), teda prácu na zákazkách, ktoré už boli uvoľnené, ale ešte nie sú dokončené. Pracovisko môže tvoriť jeden stroj alebo skupina vhodne zameniteľných zdrojov. Jeho zaťaženie predstavuje pridelenú prácu, často vyjadrenú v odhadovaných hodinách spracovania. Kapacita vyjadruje schopnosť túto prácu vykonať. Limit zaťaženia je hranica používaná v pravidlách uvoľňovania, nie iný názov pre dostupnú kapacitu.

WLC má osobitný význam tam, kde majú výrobky rôzne technologické postupy a časy spracovania: pri zákazkovom obrábaní, kovovýrobe a v ďalších dielňach s pestrým sortimentom. Samotný počet zákaziek o ich skladbe veľa nepovie. Jedna zákazka môže vyžadovať krátke rezanie a rozsiahle obrábanie, zatiaľ čo iná obrábanie úplne obíde.

Širší prístup WLC môže podporiť aj spracovanie dopytov a rozhodovanie o dodacích termínoch. Tu sa však sústredíme na každodennú otázku uvoľňovania: ktoré čakajúce zákazky majú teraz vstúpiť do výroby?

Nesledujte len rad pred prvým strojom

Viditeľný rad pred strojom neukazuje všetku prácu, ktorá k nemu smeruje. Uvoľnené zákazky môžu byť ešte na predchádzajúcich pracoviskách, kde čakajú na skoršie operácie alebo sa práve spracúvajú. Neskôr budú potrebovať tú istú kapacitu na nadväzujúcich pracoviskách.

Pri riadení uvoľňovania rozlišujte:

• Priame zaťaženie: práca, ktorá už je na pracovisku a čaká na spracovanie alebo sa práve vykonáva.
• Nepriame zaťaženie: práca z uvoľnených zákaziek, ktorá je ešte na predchádzajúcich pracoviskách, no neskôr prejde daným pracoviskom.
• Zaťaženie v zásobníku: práca v zatiaľ neuvoľnených zákazkách. Pri posudzovaní zákazky na uvoľnenie predstavuje potenciálny prírastok zaťaženia.

Predstavte si, že obrábanie dnes ráno vyzerá málo vyťažené, ale zajtra naň dorazí niekoľko už uvoľnených zákaziek z kovovýroby. Ak do kovovýroby pustíte ďalšie zákazky, ktoré budú potrebovať obrábanie, toto prichádzajúce zaťaženie prehliadnete. Naopak, čakajúca zákazka, ktorá obrábanie obíde, môže byť vhodným kandidátom na uvoľnenie.

V tom spočíva prínos riadenia podľa technologického postupu: odlíši zákazky, ktoré predĺžia vznikajúci rad, od tých, ktoré idú inou cestou. Úvahu „máme priestor začať“ nahrádza otázka, či majú sledované pracoviská v technologickom postupe priestor na zaťaženie, ktoré táto zákazka prinesie.

Pred nastavením limitu určite spôsob výpočtu zaťaženia

WLC je skupina prístupov, nie jeden univerzálny vzorec. Metódy uvoľňovania sa líšia v tom, ako započítavajú prácu na nadväzujúcich pracoviskách, kedy posudzujú zásobník neuvoľnených zákaziek a ako reagujú, keď pracovisku dochádza práca.

Jedna zo zdokumentovaných metód používa korigované súhrnné zaťaženie. Príspevok každej operácie sa vypočíta ako jej odhadovaný čas spracovania vydelený poradovým číslom v pôvodnom technologickom postupe zákazky. Prvá operácia prispieva celým časom, druhá polovicou a tretia tretinou. Takto pridelený príspevok zostáva v zaťažení príslušného pracoviska až do dokončenia danej operácie.

Korekcia odlišuje prácu, ktorá už je na danom zdroji, od práce, ktorá po uvoľnení strávi časť času na predchádzajúcich pracoviskách. Ide o spôsob evidencie zaťaženia, nie o skrátenie času, ktorý bude stroj napokon potrebovať na spracovanie.

Tieto spôsoby výpočtu nemiešajte. Druhá operácia s trvaním šesť hodín prispieva pri tejto metóde tromi korigovanými hodinami zaťaženia, no vo výrobnom harmonograme stále potrebuje šesť hodín spracovania. Limit nastavený pre korigované zaťaženie nemožno jednoducho použiť v evidencii, ktorá každú nadväzujúcu operáciu započítava jej plným časom.

Pred použitím limitu na uvoľňovanie písomne určite jednotku zaťaženia, ktoré operácie sa započítavajú, ako sa ich príspevky počítajú a dokončením ktorej operácie sa každý príspevok z evidencie odpočíta. Vďaka týmto definíciám budú rôzni plánovači aj zmeny rozhodovať rovnakým spôsobom.

Rozhodovanie o uvoľnení podľa zaťaženia krok za krokom

Predstavte si zákazku čakajúcu na uvoľnenie s týmto technologickým postupom: dve hodiny rezania, šesť hodín obrábania a tri hodiny montáže. Pri uvedenom spôsobe výpočtu korigovaného súhrnného zaťaženia prispieva na tieto pracoviská dvomi, tromi a jednou hodinou zaťaženia.

Predpokladajme, že aktuálna evidencia zaťaženia a limity zvolené v danom podniku vyzerajú takto. Čísla slúžia na ilustráciu rozhodovania, nejde o odporúčané hodnoty limitov.

Sledované pracovisko	Aktuálne korigované zaťaženie	Príspevok posudzovanej zákazky	Zaťaženie po uvoľnení	Limit zaťaženia
Rezanie	5	2	7	8
Obrábanie	8	3	11	10
Montáž	4	1	5	6

Rezanie a montáž zostávajú v rámci svojich limitov. Obrábanie nie. Ak pravidlo vyžaduje, aby každé sledované pracovisko v technologickom postupe zostalo v rámci svojho limitu, zákazka zostáva v zásobníku neuvoľnených zákaziek. Voľný rezací stroj nie je dôvodom na prekročenie limitu obrábania.

Predpokladajme, že pri ďalšom posúdení sa už z evidencie odpočítali dve korigované hodiny za dokončené obrábacie operácie. Ak sa ostatné zaťaženie nezmenilo, aktuálne zaťaženie obrábania je teraz šesť hodín; po pripočítaní troch hodín posudzovanej zákazky dosiahne deväť. Zákazka teraz vyhovuje všetkým trom kontrolám.

Praktický postup pravidelného uvoľňovania vychádza z tejto logiky:

1. Aktualizujte aktuálne zaťaženie. Odpočítajte pridelené príspevky dokončených operácií a zosúlaďte evidenciu so zmenami v už uvoľnených zákazkách.

2. Zoraďte čakajúce zákazky, ktoré spĺňajú podmienky na uvoľnenie. Po overení pripravenosti použite dohodnuté pravidlo, napríklad termín dodania alebo plánovaný dátum uvoľnenia.

3. Preverte technologický postup ďalšej zákazky. Do aktuálnej evidencie zaťaženia pripočítajte jej navrhované príspevky a výsledné zaťaženie porovnajte s príslušnými normami.

4. Do evidencie zapíšte len schválené uvoľnenie. Pripočítajte príspevky danej zákazky k zaťaženiu. Ak zákazka kontrolou neprejde, ponechajte ju medzi neuvoľnenými zákazkami bez toho, aby jej navrhované zaťaženie zostalo v evidencii.

5. Pokračujte ďalšími kandidátmi na uvoľnenie. Pri každej ďalšej kontrole vychádzajte z evidencie aktualizovanej po predchádzajúcich schválených uvoľneniach.

Tento posledný detail je dôležitý. Pri rannom východiskovom zaťažení môžu dve zákazky každá samostatne vyhovieť, no pri spoločnom uvoľnení prekročia limit. Zamietnutie jednej zákazky navyše nemusí zastaviť všetky ďalšie uvoľnenia: zákazka s iným technologickým postupom môže vyhovieť, ak to zvolené pravidlo výberu z čakajúcich zákaziek umožňuje.

Po dokončení operácie odpočítajte jej pridelený príspevok zo zaťaženia príslušného pracoviska. Neodpočítavajte zaťaženie celej zákazky zo všetkých nadväzujúcich pracovísk len preto, že sa dokončila jej prvá operácia.

Zvoľte rytmus uvoľňovania, ktorý udrží plynulý tok výroby

Pri periodickom uvoľňovaní sa zákazky posudzujú v stanovených intervaloch. Priebežné uvoľňovanie reaguje na definované podmienky zaťaženia hneď, ako nastanú. Niektoré metódy riadenia zaťaženia výroby (WLC) tieto dva prístupy kombinujú: periodické rozhodovanie vyvažuje zaťaženie a doplnkové pravidlo rieši nedostatok práce na pracovisku.

Ak pred pracoviskom nečaká žiadna práca, treba preto postupovať podľa dohodnutých pravidiel, nie vydať neformálny pokyn na uvoľnenie čohokoľvek, čo je k dispozícii. Pravidlo na predchádzanie nedostatku práce musí určovať, ktorá zákazka môže vstúpiť do výroby a ako sa zaeviduje jej zaťaženie. Inak môžu výnimky postupne narušiť celý systém riadenia.

Rovnaká disciplína platí aj pri urgentných zákazkách. Majte prehľad o tom, ako dlho zákazky čakajú na uvoľnenie a aké je riziko nedodržania termínu dodania. Ak zákazka s blížiacim sa termínom opakovane nevyhovie norme, rozhodnite, či upravíte kapacitu, technologický postup, prioritu alebo záväzný termín dodania. Samotné označenie zákazky za urgentnú nevytvorí čas na jej spracovanie.

Norma nevyrieši ani trvalé preťaženie. Ak prijatý dopyt sústavne prevyšuje dosiahnuteľný výkon kľúčového zdroja, zadržiavanie ďalších zákaziek pred vstupom do výroby iba zmení miesto, kde čakajú. Kapacitu a záväzky voči zákazníkom treba riešiť aj naďalej.

Normy nastavujte podľa celkovej priebežnej doby výroby, nie podľa poriadku v dielni

Príliš voľná norma umožní ľahké uvoľňovanie zákaziek, no zároveň nechá rásť rady čakajúcej práce. Príliš prísna norma môže skrátiť čas, ktorý zákazky strávia v dielni, no ponechať ich príliš dlho čakať na uvoľnenie. Najmä veľké zákazky potom môže byť ťažké uvoľniť.

Čas od zaradenia zákazky do zásobníka neuvoľnených zákaziek až po jej dokončenie posudzujte ako dve súvisiace časti:

Čas čakania na uvoľnenie + čas od uvoľnenia po dokončenie.

Presunúť týždeň čakania z dielne pred uvoľnenie do výroby neznamená automaticky ušetriť zákazníkovi týždeň.

Najprv zabezpečte spoľahlivú evidenciu zaťaženia a hlásenie dokončených operácií. Normy zavádzajte alebo sprísňujte postupne a potom vyhodnocujte, či sa súčasne zlepšuje priepustnosť výroby, dodržiavanie termínov dodania aj celková priebežná doba zákaziek. Okrem priemerov sledujte aj zákazky, ktoré čakajú na uvoľnenie najdlhšie. Ak pracoviskám chýba práca, zisťujte príčiny namiesto toho, aby ste za úspech považovali už samotný pokles nedokončenej výroby v dielni.

Neexistuje univerzálny „správny“ počet hodín zaťaženia. Vhodnú úroveň ovplyvňuje skladba technologických postupov, kapacita, kvalita odhadov aj zvolená metóda evidencie zaťaženia. Keď sa tieto podmienky zmenia, úroveň znovu prehodnoťte.

WLC, BOA, CONWIP a POLCA: každá metóda riadi niečo iné

Všetky tieto metódy riešia tok výroby, no ich riadiace signály nie sú zameniteľné.

Prístup	Na čo sa riadenie zameriava
Uvoľňovanie podľa zaťaženia v rámci WLC	Či sa po pripočítaní príspevkov posudzovanej zákazky dodržia normy zaťaženia sledovaných pracovísk v jej technologickom postupe.
BOA	Nemecký prístup belastungsorientierte Auftragsfreigabe (BOA): uvoľňovanie výrobných príkazov podľa zaťaženia kapacít a stanoveného limitu zaťaženia.
CONWIP	Povolenie vstupu riadené limitom celkovej nedokončenej výroby (WIP) vo vymedzenej časti výroby.
POLCA	Povolenie na využitie kapacity prostredníctvom prekrývajúcich sa kartových okruhov priradených dvojiciam výrobných buniek, popri povolení na vykonanie zákazky.

Klasický prístup BOA a rôzne metódy uvoľňovania v rámci WLC nemožno považovať za jeden a ten istý algoritmus. Najmä neprenášajte percento zaťaženia z BOA do príkladu s korigovaným zaťažením bez toho, aby ste definovali, ako daná metóda meria zaťaženie a stanovuje jeho limit.

Prístup vyberajte podľa toho, aké rozhodnutie potrebujete riadiť. Celkový limit WIP obmedzuje množstvo nedokončenej výroby vo vymedzenej časti výroby, kým normy pracovísk rozlišujú, kam jednotlivé technologické postupy prinesú zaťaženie. Ani jeden z týchto prístupov sám osebe neurčuje stroj a čas začatia každej operácie.

Vytvorte z uvoľnených zákaziek previazaný plán so SkyPlanner

Ak zákazka prejde kontrolou zaťaženia, znamená to, že podľa zvolených pravidiel môže vstúpiť do výroby. Neznamená to, že jej ďalšia operácia môže začať okamžite alebo že termín dodania je istý. Stroje pracujú v zmenách, materiály majú svoje termíny dostupnosti a operácie závisia od dokončenia predchádzajúcej práce.

SkyPlanner APS zohľadňuje tieto obmedzenia vo vzájomných súvislostiach pri všetkej prijatej práci. Arcturus, jeho umelá inteligencia na rozvrhovanie výroby, priraďuje operácie vhodným pracoviskám podľa nastavených kapacít, zmien, závislostí a priorít. Ak je zapnuté rozvrhovanie so zohľadnením materiálu, do výpočtu vstupuje aj jeho dostupnosť. Ganttov diagram zobrazuje výsledný plán naprieč zdrojmi.

Vráťme sa k príkladu: norma zaťaženia obrábania už umožňuje uvoľnenie zákazky, no jej šesťhodinovú operáciu stále treba zaradiť medzi existujúce operácie. SkyPlanner vypočíta jej zaradenie spolu s rezaním, montážou a ostatnými zákazkami. Vidíte tak predpokladané dokončenie aj vplyv zmeny priorít bez toho, aby ste museli ručne upravovať poradie operácií na každom stroji.

Plán usmerňujete pomocou priorít, pravidiel a uzamknutí; samotný výpočet rozvrhu vykonáva Arcturus. Práve v tom je praktický prínos používania SkyPlanner spolu s uvoľňovaním podľa zaťaženia: menej ručného zosúlaďovania a jasnejší prehľad o tom, čo prijatá práca znamená pre termíny dodania.

Ak je zapnuté pravidlo najskoršieho povoleného začiatku, príslušný dátum zákazky môže preniesť do rozvrhovania dohodnutú hranicu, pred ktorou sa práca nesmie začať. Tento dátum je obmedzením pri rozvrhovaní, nie dôkazom, že zákazka vyhovela aktuálnym normám WLC. Pri navrhovaní pracovného postupu preto jasne definujte rozhodovanie o uvoľnení aj evidenciu zaťaženia.

Prehľad operácií a prehľad položiek objednávok v SkyPlanner vám tiež pomáhajú vyhodnocovať zaznamenanú prácu a rozdiely v trvaní. Poskytujú podklad na spresňovanie časových odhadov používaných pri plánovaní. Pravidlá uvoľňovania však naďalej potrebujú jasne definované hlásenie dokončenia a spôsob evidencie zaťaženia.

Čo v Mamec zmenilo lepšie načasovanie

Mamec, výrobca priemyselných miešacích zariadení a technologicky vyspelých výrobkov na zákazku, uvádza, že po zavedení SkyPlanner sa výrazne znížila prácnosť plánovania výroby. V zákazníckom príbehu opisuje aj primeranejšie priebežné doby výroby a menej prevádzkového kapitálu zbytočne viazaného v nedokončenej výrobe, pretože práce sa začínajú v správnom čase.

Práve o takýto výsledok rozvrhovania sa oplatí usilovať popri riadení uvoľňovania: práca sa má začať vtedy, keď môže pokračovať, nie iba čakať v ďalšom rade. Rovnaké rozlíšenie je dôležité aj pre plánovača, ktorý pracuje s normami na uvoľňovanie: po riadenom začatí má práca pokračovať podľa zosúladeného plánu bez toho, aby bolo potrebné znova upravovať poradie čakajúcich prác.

Začnite jedným rozhodnutím o uvoľnení a sledujte zákazku až po dodanie

Pri prvom zavádzaní vyberte zmysluplnú skupinu pracovísk, ktorých zaťaženie budete riadiť, a reprezentatívne technologické postupy zákaziek. Overte, či stroje zaradené do spoločnej skupiny skutočne môžu preberať prácu jeden za druhý, zaveďte hlásenie dokončenia a dohodnite postup pre zákazku, ktorú nemožno včas uvoľniť v rámci stanovených noriem. Potom overte, či sú vaše rozhodnutia o uvoľnení v súlade s rozvrhom výroby.

SkyPlanner sa prostredníctvom svojho otvoreného REST API integruje s akýmkoľvek systémom ERP alebo MES. Rozvrh výroby tak môžete zlepšiť bez toho, aby ste museli nahradiť systém, v ktorom evidujete objednávky.

Ak chcete vidieť túto súvislosť na príklade vlastnej výroby, dohodnite si ukážku SkyPlanner. Pripravte si technologický postup čakajúcej zákazky, aktuálne zaťaženie pracovísk a pravidlo, podľa ktorého chcete zákazky uvoľňovať do výroby. Sledujte uvoľnenú zákazku v rozvrhu a preskúmajte jej vplyv na termíny dokončenia aj na ostatné zákazky, ktoré potrebujú rovnaké kapacity.

Chcete si systém najprv preskúmať sami? Vyskúšajte SkyPlanner s ukážkovými údajmi alebo využite úvodného sprievodcu s podporou umelej inteligencie v SkyPlanner Assistant. Presvedčte sa, o koľko je plánovanie jednoduchšie, keď sa celý technologický postup prepočíta na jednom mieste a priority máte stále pod kontrolou.