Планування потреб у виробничих потужностях: як усунути перевантаження робочих центрів

Головна » Ресурси » Планування потреб у виробничих потужностях: як усунути перевантаження робочих центрів

Орієнтовний час читання: 11 хвилин

План потреб у матеріалах пропонує чергові виробничі замовлення. А вже наявні завдання конкурують за час роботи верстатів. Перш ніж запускати нові замовлення у виробництво, потрібно з’ясувати, які робочі центри впораються з ними, а де утвориться черга замовлень із простроченими термінами.

Планування потреб у виробничих потужностях (CRP) перетворює заплановані та відкриті виробничі замовлення на потреби у виробничих ресурсах за періодами, а потім порівнює це навантаження з доступними потужностями. Так ви бачите, де потрібно змінити детальний виробничий план: якого саме ресурсу бракує, у який період і які замовлення спричиняють дефіцит.

Корисний результат — це не лише відсоток завантаження, виділений червоним. Це рішення про те, що перенести, які потужності додати або які зобов’язання переглянути. SkyPlanner APS допомагає втілити це рішення у виробничому графіку. Arcturus розраховує час виконання технологічних операцій з урахуванням ваших виробничих ресурсів і пріоритетів, а діаграма Gantt показує, як зміна впливає на решту робіт.

Що перевіряють під час планування потреб у виробничих потужностях?

CRP перевіряє, чи достатньо потужностей обладнання та трудових ресурсів для виробничих робіт, передбачених планом потреб у матеріалах. Детальні дані беруть із замовлень та їхніх технологічних операцій: кількості, технологічні маршрути, час налагодження й обробки, обсяг невиконаних робіт і дати, коли потрібен кожен виробничий ресурс.

Робочим центром може бути верстат, група однотипних верстатів або виробнича бригада. Порівнюйте потребу й доступну потужність на рівні, який дає змогу виявити обмеження. Вільні години контролю якості не компенсують перевантаження обробного центру.

CRP доповнює інші види планування, а не замінює їх:

Вид планування	Що перевіряє або визначає
Планування потреб у матеріалах (MRP)	Які матеріали й комплектувальні потрібні, у якій кількості та коли, з урахуванням запасів і постачання
Укрупнене планування потужностей (RCCP)	Чи вистачить критичних виробничих ресурсів для виконання головного виробничого плану
Планування потреб у виробничих потужностях (CRP)	Детальне завантаження виробничих ресурсів, яке створюють заплановані та відкриті виробничі замовлення
Календарне планування з урахуванням обмежених потужностей	Де й коли виконуватимуться окремі технологічні операції в межах доступного часу виробничих ресурсів

Традиційне CRP може виявити перевантаження, але не усуває автоматично конкуренцію за потужності, яка його спричинила. Звіт, у якому потреба становить 44 години, а доступно лише 36 годин, цінний саме тим, що чітко показує цей дефіцит. Щоб його усунути, потрібно ухвалити виробниче рішення та переглянути план.

Розраховуйте навантаження за роботами, які ще належить виконати

Спочатку сформуйте узгоджений перелік замовлень. Включіть до нього пропозиції виробничих замовлень, які ви оцінюєте, та невиконані технологічні операції за відкритими замовленнями. Коли запропоноване замовлення передають у виробництво, вилучіть його пропозицію з розрахунку, щоб не враховувати ту саму роботу двічі.

Використовуйте чисту потребу у виготовленні з плану потреб у матеріалах, не додаючи до неї ще й валовий попит за замовленнями клієнтів. Якщо потребу вже покривають складські запаси, виготовляти цю продукцію повторно не потрібно. Водночас невиконана частина відкритого виробничого замовлення й далі потребує потужностей.

Для кожної технологічної операції потрібні:

• Кількість, що залишилася до виконання, і стан операції, зокрема інформація про всі відомі на цей момент доопрацювання.
• Технологічний маршрут, придатний робочий центр і послідовність операцій.
• Залишковий час налагодження та обробки в однакових одиницях вимірювання.
• Планові дати операцій або часові зсуви, визначені тривалістю виконання, щоб віднести потребу до відповідного періоду.
• Робочий календар виробничого ресурсу, забезпеченість персоналом і відомі періоди недоступності.

Специфікація матеріалів показує, з чого складається виріб. Технологічний маршрут визначає, де виконуються виробничі роботи та скільки часу виробничих ресурсів вони потребують. Для CRP потрібні і ці відомості, і кількості з плану потреб у матеріалах.

Розрахуйте час, потрібний для завершення операцій

Для простої операції з нормою часу на одну деталь:

Навантаження від невиконаної частини операції = залишковий час налагодження + кількість деталей, що залишилася × час обробки однієї деталі.

Підсумуйте навантаження від операцій для кожного робочого центру й періоду. Уже виконане налагодження не створює майбутньої потреби в потужностях. Якщо решту замовлення потрібно розділити на партії з окремим налагодженням для кожної, врахуйте додатковий час налагодження, а не вважайте, що поділ не потребує витрат часу.

Не для кожного процесу час розраховують на одну деталь. Наприклад, цикл роботи печі може займати потужність протягом фіксованого часу обробки партії. Застосовуйте фактичну базу розрахунку часу для конкретної операції, а не множте будь-яку тривалість на кількість деталей.

Обліковуйте машино-години та людино-години окремо. Протягом частини операції верстат може працювати без нагляду, тоді як для складальної операції може знадобитися кілька працівників. Ці особливості не мають губитися в єдиній сумі годин для всього підприємства.

Відносьте потребу до періоду, коли ресурс потрібен для операції

Не відносьте всі операції до тижня відвантаження готового замовлення. Механічну обробку може бути потрібно виконати раніше, щоб після неї провести фінішну обробку та складання. Розподіляйте навантаження в часі за датами операцій або часовими зсувами технологічного маршруту. Якщо операція охоплює кілька періодів, дотримуйтеся правил розподілу вашої моделі планування.

Поденне планування виявляє конфлікти, які можуть бути непомітними в тижневих підсумках. Тижневі періоди корисні для аналізу завантаження на довшому горизонті. Оберіть рівень деталізації, потрібний для рішення, а потім перевірте фактичну послідовність операцій. Самого балансу навантаження й потужностей за період ще недостатньо, щоб обіцяти строк поставки.

Порівняйте навантаження з потужностями, які реально можна використати

Розраховуйте доступну потужність за робочим календарем із конкретними датами, а не лише на підставі того, що верстат є в наявності. Візьміть заплановані години роботи виробничого ресурсу та врахуйте технічне обслуговування, свята, забезпеченість персоналом й інші відомі обмеження.

Для простого порівняння в годинах:

Баланс потужностей = доступні години − потрібні години.

Рівень завантаження потужностей = потрібні години ÷ доступні години × 100%.

Від’ємний баланс або рівень завантаження понад 100% вказує на перевантаження. Якщо доступна потужність дорівнює нулю, позначте, що цю потребу неможливо включити до графіка в цьому періоді, замість того щоб намагатися ділити на нуль.

Використовуйте узгоджену базу розрахунку часу. Якщо час обробки задано в нормо-годинах, а доступну потужність скориговано з урахуванням продуктивності, задокументуйте це коригування. Якщо час обробки вже враховує ті самі очікувані втрати, не віднімайте їх удруге. Дані про фактичний випуск за минулі періоди допоможуть перевірити, наскільки реалістичні оптимістичні припущення щодо потужностей.

Приклад CRP: виявляємо восьмигодинне перевантаження обробного центру

Уявімо, що виробник перевіряє завантаження одного обробного центру на наступний тиждень. Центр працює в одну восьмигодинну зміну протягом кожного з п’яти робочих днів — разом 40 машино-годин. Після віднімання чотирьох годин планового технічного обслуговування залишається 36 доступних машино-годин. У цьому спрощеному прикладі додаткове зменшення потужності через втрати ефективності не застосовується.

Протягом того тижня механічної обробки потребують три замовлення:

Замовлення	Стан і невиконана частина	Залишковий час налагодження	Час обробки однієї деталі	Потрібний час механічної обробки
J101	Відкрите замовлення: залишилося 60 деталей	0 год	0,25 год	15 год
J202	Заплановане замовлення: 80 деталей	2 год	0,20 год	18 год
J203	Заплановане замовлення: 40 деталей	1 год	0,25 год	11 год
Разом				44 год

Спочатку замовлення J101 містило 100 деталей. Сорок уже оброблено, а налагодження завершено. Тому в розрахунок навантаження на механічну обробку входять лише решта 60 деталей: 60 × 0,25 = 15 годин.

Для J202 розрахунок такий: 2 + (80 × 0,20) = 18 годин. J203 додає ще 1 + (40 × 0,25) = 11 годин.

Отже, обробному центру потрібно 44 години за наявності 36 доступних годин. Це перевантаження на вісім годин і рівень завантаження 122,2% з округленням до одного десяткового знака.

Для тих самих замовлень на окремій дільниці видалення задирок потрібно відповідно 6, 8 і 4 людино-години. Її навантаження у 18 людино-годин не перевищує доступних 28 людино-годин. Ці десять вільних людино-годин корисні, але ними не можна покрити дефіцит часу механічної обробки.

Оцінюйте реальне рішення, а не лише зменшення червоної смуги

Припустімо, J203 можна виконати на іншому придатному верстаті, який має 16 вільних годин у потрібному періоді. Обробка на ньому повільніша: налагодження займає 1,5 години, а виготовлення кожної деталі — 0,30 години.

Після перенесення операції на альтернативний верстат знадобиться 1,5 + (40 × 0,30) = 13,5 години, а не початкові 11 годин.

Виробничий ресурс	Завантаження після перенесення J203	Доступна потужність	Залишок вільної потужності
Початковий обробний центр	33 год	36 год	3 год
Альтернативний верстат	13,5 год	16 год	2,5 год
Робоче місце видалення задирок	18 людино-годин	28 людино-годин	10 людино-годин

Тепер сумарне завантаження кожного з двох верстатів не перевищує доступної потужності. Проте перенесення збільшує загальний час механічної обробки з 44 до 46,5 години. Це може бути виправдано заради дотримання строку поставки, але не є виграшем у продуктивності. Порівняйте витрати на додатковий верстатний час, оснащення та інші витрати на перенесення з вартістю понаднормової роботи або прострочення замовлення.

Далі перевірте передачу на наступну операцію. Альтернативний верстат має завершити J203 достатньо рано, щоб до відвантаження залишилося чотири години на видалення задирок. Вільний час після потрібного моменту передачі вже не допоможе. Збалансований результат CRP дає можливий варіант рішення, а детальний графік показує, чи вдасться виконати його вчасно.

Визначте, як усунути кожне перевантаження

Перш ніж оплачувати додаткові потужності, відкрийте замовлення, які створюють пікове завантаження. Перевірте, чи немає дубльованих пропозицій замовлень, завершених операцій, які досі обліковуються як відкриті, неактуальних кількостей і неправильних норм часу в технологічних маршрутах. Виправлення помилки в даних дає змогу не платити за понаднормову роботу, яка насправді не була потрібна.

Якщо дефіцит потужностей реальний, порівняйте можливі дії з огляду на замовлення, яких він стосується:

• Перенесіть операцію на інший придатний ресурс. Використовуйте фактичний час налагодження й обробки для цього ресурсу, як у прикладі з J203. Перевірте не лише вільні години, а й наявність оснащення та персоналу.
• Перенесіть роботи на інший період. Щоб почати виробництво раніше, потрібно раніше забезпечити матеріали й потужності; пізніший початок може змінити погоджений строк поставки. Повторно перевірте попередні та наступні операції.
• Додайте робочі години та забезпечте їх персоналом. Додавайте час саме для того ресурсу й періоду, де його бракує. Додаткова зміна на іншій дільниці підприємства не усуне це перевантаження.
• Передайте придатні для цього роботи субпідряднику. Врахуйте час виконання замовлення постачальником, транспортування та всі необхідні перевірки перед наступною операцією на вашому підприємстві.
• Перегляньте зобов’язання перед замовником. Якщо роботи все одно не вдається вмістити в графік, погодьте іншу дату, кількість або поставку частинами, замість того щоб обіцяти нездійсненне.

Змінювати пріоритети слід особливо обережно. Це може допомогти виконати важливе замовлення вчасно, змусивши інше чекати, але не створює додаткових потужностей. Перш ніж вважати проблему термінового замовлення розв’язаною, перевірте, які інші зобов’язання доведеться перенести.

Зафіксуйте обрану дію для відповідних робіт, оновіть дані замовлень або потужностей і повторіть розрахунок. Якщо зміна дат чи кількостей впливає на потребу в матеріалах, врахуйте це рішення й у плануванні матеріальних потреб. CRP — це цикл зі зворотним зв’язком, а не звіт, який після наради відкладають в архів.

Перетворіть рішення щодо потужностей на графік у SkyPlanner

Скористайтеся SkyPlanner, якщо ваші планувальники вміють виявляти перевантаження, але витрачають надто багато часу на подальшу перебудову черг операцій. Це дає змогу скоротити ручне узгодження, краще використовувати наявні потужності й обґрунтованіше вирішувати, чи виправдані витрати на додаткові години роботи.

Ваша ERP може й надалі залишатися джерелом даних про бізнес і виробництво. SkyPlanner інтегрується з будь-якою ERP або MES через відкритий REST API, поєднуючи дані замовлень і технологічних операцій із детальним календарним плануванням.

У SkyPlanner основою календарного планування є робочі центри, зміни, оператори, технологічні операції та пріоритети. Заплановане технічне обслуговування блокує доступність ресурсу на відповідний час. Arcturus розраховує графік з урахуванням заданих потужностей, залежностей між операціями та пріоритетів. Якщо ввімкнено планування з урахуванням матеріалів, зареєстровані дані про їхню доступність також впливають на строки.

У прикладі з механічною обробкою доцільно спочатку внести погоджений вибір ресурсу й доступні зміни, перерахувати графік, а потім разом переглянути механічну обробку та видалення задирок на діаграмі Gantt. Ви побачите, коли завершаться операції та яких інших замовлень торкнуться зміни. Якщо альтернативний верстат стане доступним лише наприкінці тижня, за графіком можна оцінити, як це вплине на поставку, а не покладатися на припущення, приховане за сумарними показниками.

Ви вирішуєте, чи прийняти ці наслідки, змінити пріоритети або додати потужності. Arcturus виконує розрахунок графіка. Саме тому перехід до SkyPlanner ефективніший для оперативної роботи, ніж ведення окремого звіту про завантаження та ручне коригування кожної черги після кожної зміни.

Що змінилося для Mamec

Фінська компанія Mamec, яка виробляє змішувальне обладнання та високотехнологічну продукцію за контрактом, працювала з тисячами взаємозалежних нарядів-завдань. Негнучкі функції планування в її ERP не давали команді потрібної загальної картини. У виробничому цеху майстри визначали пріоритетність робіт за датами поставки в паперових нарядах, а уявлення керівництва про завантаження ґрунтувалося на суб’єктивних оцінках.

Mamec інтегрувала SkyPlanner зі своєю Oscar ERP та перейшла на календарне планування з урахуванням обмежених потужностей на основі ШІ. У впровадженій системі черги робіт фіксуються на тиждень, працівники можуть переглядати стан виконання й графік замовлення, а керівництво бачить завантаження виробництва на основі тих самих спільних даних.

Mamec повідомляє про відчутне зменшення обсягу роботи з планування, скорочення простоїв робочих центрів завдяки кращій послідовності робіт і підвищення надійності поставок. Цей досвід показує цінність зв’язку між загальною картиною завантаження та конкретними роботами: планувальникам потрібно менше узгоджувати вручну, а зміни легше пояснювати тим, чия робота залежить від плану.

Перетворіть наступний аналіз CRP на здійсненний план

Виберіть один перевантажений робочий центр у поточному плані матеріальних потреб. Визначте відкриті та запропоновані замовлення, які створюють це завантаження, перевірте, скільки годин ще потрібно для виконання їхніх операцій, і порівняйте практичні варіанти дій. Потім перевірте скоригований графік усіх пов’язаних робіт, включно з операціями, що виконуються після обробки на перевантаженому ресурсі.

SkyPlanner допомагає виконувати цю роботу з календарного планування без постійної ручної перебудови графіка. Почніть пробне використання з демонстраційними даними, щоб ознайомитися з Arcturus і діаграмою Gantt, або замовте демонстрацію на прикладі вашого перевантаженого робочого центру. Підготуйте дані про його зміни, типовий технологічний маршрут і рішення щодо поставки, яке вам потрібно ухвалити. Це вдалий початок, щоб побачити, як SkyPlanner може перетворити ваше рішення щодо потужностей на виробничий план, придатний для роботи вашої команди.