Керування завантаженням виробництва: коли запускати замовлення

Головна » Ресурси » Керування завантаженням виробництва: коли запускати замовлення

Орієнтовний час читання: 11 хвилин

На різальному верстаті є вільна потужність, тож у виробництво запускають ще одне замовлення. Різання завершують вчасно. Але потім деталі потрапляють у дедалі довшу чергу на механічну обробку — поруч із замовленнями, які вже мали б переходити на складання.

Раніший запуск додав цеху роботи, але не наблизив поставку замовнику.

Керування завантаженням виробництва дає змогу розв’язувати цю проблему ще до того, як наступне завдання потрапить у цех. Замість запускати кожне готове замовлення, ви оцінюєте, яке навантаження воно додасть на всьому технологічному маршруті. Це особливо корисно у виробництві на замовлення, де два на перший погляд схожі замовлення можуть потребувати зовсім різних обсягів роботи на спільних виробничих ресурсах.

Рішення про запуск — лише половина справи. Для дозволених до запуску завдань ще потрібно узгодити послідовність виконання на цих ресурсах. SkyPlanner APS формує з них єдиний узгоджений виробничий графік. Завдяки цьому потрібно менше зусиль, щоб зіставляти перелік дозволених до запуску замовлень з окремими чергами до верстатів, а вплив на строки поставок стає зрозумілішим.

Що таке керування завантаженням виробництва?

Керування завантаженням виробництва (WLC) — це підхід до планування та оперативного управління виробництвом, за якого запуск робіт регулюють відповідно до завантаження виробничих ресурсів. За такого підходу замовлення залишаються в переліку очікування, доки правило запуску не дозволить передати їх у цех. Визначити, які замовлення можна запустити, допомагають установлені межі завантаження робочих центрів.

Мета — контролювати незавершене виробництво (WIP): роботи, які вже запущені, але ще не завершені. Робочий центр може бути одним верстатом або групою виробничих ресурсів, взаємозамінних для відповідних робіт. Його завантаження — це призначений йому обсяг роботи, який часто виражають в оцінних годинах обробки. Потужність — це спроможність виконати цю роботу. Норма завантаження — це граничне значення, яке застосовують у правилах запуску, а не інша назва доступної потужності.

WLC особливо доречне там, де вироби мають різні технологічні маршрути й тривалість обробки: у механічній обробці на замовлення, виготовленні металоконструкцій та інших виробництвах із широкою номенклатурою. Сама кількість замовлень мало що говорить про склад робіт. Одному замовленню може знадобитися нетривале різання й тривала механічна обробка, а іншому механічна обробка взагалі не потрібна.

У ширшому застосуванні WLC також може допомагати опрацьовувати запити клієнтів і визначати строки виконання замовлень. Тут ми зосередимося на щоденному питанні запуску: які з замовлень, що очікують, варто передати у виробництво зараз?

Не обмежуйтеся чергою до першого верстата

Видима черга до верстата не показує всього обсягу роботи, який до нього надійде. Уже запущені замовлення можуть іще перебувати на попередніх етапах — очікувати на операції або проходити їх. Згодом вони претендуватимуть на ту саму потужність наступних робочих центрів.

Щоб керувати запуском, розрізняйте:

• Пряме навантаження: роботи, які вже перебувають у робочому центрі — очікують або виконуються.
• Непряме навантаження: роботи за вже запущеними замовленнями, які ще перебувають на попередніх етапах, але згодом надійдуть до цього робочого центру.
• Навантаження замовлень, що очікують запуску: роботи за ще не запущеними замовленнями. Коли ви розглядаєте замовлення для запуску, цей обсяг оцінюють як можливе додаткове навантаження.

Припустімо, сьогодні вранці дільниця механічної обробки майже не завантажена, але завтра до неї надійде кілька вже запущених замовлень із заготівельної дільниці. Якщо завантажити заготівельну дільницю новими роботами, яким теж потрібна механічна обробка, це майбутнє навантаження залишиться поза увагою. Натомість замовлення, яке очікує запуску й не потребує механічної обробки, може бути доцільно запустити.

У цьому й цінність керування з урахуванням технологічних маршрутів: воно дає змогу відрізнити завдання, які збільшать чергу, що вже формується, від тих, які підуть іншим шляхом. Замість «є вільне місце, щоб почати» ви оцінюєте, чи «є резерв для навантаження цього замовлення на тих робочих центрах його маршруту, де контролюють завантаження».

Перш ніж установлювати межу, визначте спосіб розрахунку навантаження

WLC — це сукупність підходів, а не одна універсальна формула. Методи запуску відрізняються тим, як ураховують роботи на наступних етапах, коли переглядають перелік замовлень, що очікують, і як реагують, коли робочому центру бракує роботи.

Один із задокументованих методів використовує скориговане сукупне навантаження. Внесок кожної операції дорівнює її оцінній тривалості обробки, поділеній на порядковий номер цієї операції в початковому технологічному маршруті замовлення. Перша операція враховується з повною тривалістю, друга — з половиною, третя — з третиною. Визначений таким чином внесок залишається в навантаженні відповідного робочого центру до завершення цієї операції.

Таке коригування дає змогу розрізняти роботи, які вже надійшли на виробничий ресурс, і ті, які після запуску ще певний час перебуватимуть на попередніх етапах. Це спосіб обліку навантаження, а не скорочення часу обробки, який зрештою має забезпечити верстат.

Не змішуйте способи обліку. Якщо друга операція триває шість годин, за цим методом вона додає три скориговані години навантаження, але у виробничому графіку їй усе одно потрібні шість годин обробки. Норму, встановлену для скоригованого навантаження, не можна просто перенести на облік, у якому кожну операцію наступних етапів враховують за її повною тривалістю.

Перш ніж застосовувати граничне значення для запуску, письмово визначте, у яких одиницях вимірюють навантаження, які операції враховують, як розраховують їхні внески та після якого завершення вилучають кожен внесок з обліку. Завдяки цим визначенням різні планувальники й зміни зможуть ухвалювати рішення за однаковими правилами.

Рішення про запуск з урахуванням завантаження: крок за кроком

Уявімо замовлення, яке очікує запуску й має такий технологічний маршрут: різання — дві години, механічна обробка — шість годин, складання — три години. За описаним вище методом скоригованого сукупного навантаження внески цих операцій становлять відповідно дві, три та одну годину навантаження.

Припустімо, поточні облікові дані про навантаження та норми, встановлені на підприємстві, мають такий вигляд. Ці числа лише ілюструють ухвалення рішення, а не є рекомендованими значеннями норм.

Робочий центр із контролем завантаження	Поточне скориговане навантаження	Внесок замовлення, що розглядається	Навантаження після запуску	Норма завантаження
Різання	5	2	7	8
Механічна обробка	8	3	11	10
Складання	4	1	5	6

На різанні та складанні навантаження залишається в межах норм. На механічній обробці — перевищує норму. Якщо правило вимагає дотримання норми на кожному контрольованому робочому центрі маршруту, замовлення залишається в переліку очікування. Вільний різальний верстат не скасовує обмеження для механічної обробки.

Припустімо, до наступного перегляду завершені операції механічної обробки зменшили облікове навантаження на дві скориговані години. Якщо інших змін не було, поточне навантаження механічної обробки тепер становить шість годин; додавання трьох годин від розглядуваного замовлення дає дев’ять. Тепер замовлення проходить усі три перевірки.

Практична процедура періодичного запуску замовлень ґрунтується на такій послідовності:

1. Оновіть поточне завантаження. Вилучіть облікові внески завершених операцій і врахуйте зміни в роботах, уже дозволених до запуску у виробництво.

2. Упорядкуйте за пріоритетом замовлення, які можна розглядати для запуску. Перевіривши їхню готовність, застосуйте погоджене правило — наприклад, за строком виконання або плановою датою запуску.

3. Перевірте технологічний маршрут наступного замовлення. Додайте його передбачувані внески до поточного реєстру завантаження та порівняйте отримані значення з відповідними граничними нормами.

4. Фіксуйте лише схвалений запуск. Додайте внески замовлення до реєстру. Якщо воно не пройшло перевірку, залиште його серед замовлень, що очікують запуску, а його передбачуване завантаження до реєстру не вносьте.

5. Продовжуйте перевіряти наступні замовлення. Для кожної подальшої перевірки використовуйте реєстр, оновлений з урахуванням раніше схвалених запусків.

Ця остання деталь важлива. Кожне з двох замовлень окремо може вкладатися в межі за початкового ранкового завантаження, але їхній одночасний запуск може призвести до перевищення ліміту. Відмова в запуску одного замовлення також не обов’язково має зупиняти всі запуски: інший маршрут може вкладатися в межі — залежно від обраного правила відбору замовлень із черги очікування.

Після завершення операції вилучіть її обліковий внесок із завантаження відповідного робочого центру. Не знімайте завантаження всього замовлення з усіх наступних центрів лише тому, що завершено його першу операцію.

Оберіть ритм запуску, що підтримує виробничий потік

За періодичного запуску замовлення розглядають через установлені проміжки часу. За безперервного — рішення ухвалюють у міру виникнення визначених умов завантаження. Деякі методи керування завантаженням виробництва (WLC) поєднують обидва підходи: періодичні рішення збалансовують завантаження, а додаткове правило запобігає простою робочого центру через брак роботи.

Тому, коли черга порожніє, слід діяти за погодженою політикою, а не за неформальною вказівкою запускати все, що є. Правило запобігання простою через брак роботи має визначати, яке виробниче завдання можна запустити та як обліковувати його завантаження. Інакше винятки можуть поступово звести контроль нанівець.

Тієї самої дисципліни слід дотримуватися й щодо термінових замовлень. Постійно відстежуйте тривалість очікування запуску та ризик порушення строків постачання. Якщо замовлення, строк виконання якого наближається, раз за разом не проходить перевірку за граничною нормою, вирішіть, що змінити: потужності, технологічний маршрут, пріоритет чи зобов’язання щодо строку постачання. Сама позначка «терміново» не додає часу на обробку.

Гранична норма також не усуває стійкого перевантаження. Якщо обсяг прийнятих замовлень постійно перевищує можливий випуск на ключовому виробничому ресурсі, утримання більшої кількості замовлень поза виробництвом лише змінює місце їхнього очікування. Питання потужностей і зобов’язань перед клієнтами все одно потребують уваги.

Налаштовуйте граничні норми за повним часом виконання замовлення, а не за порядком у цеху

Занадто висока гранична норма дає змогу легко запускати замовлення, але допускає зростання черг. Занадто низька може скоротити час перебування виробничих завдань у цеху, водночас надовго затримуючи їх у черзі очікування запуску. Особливо складно може бути запустити великі виробничі завдання.

Для замовлення, яке потрапляє до черги очікування запуску, оцінюйте час до завершення як суму двох пов’язаних складових:

Час очікування запуску + час від запуску до завершення.

Перенесення тижня очікування з виробничого цеху до черги перед запуском не означає автоматично, що клієнт отримає замовлення на тиждень раніше.

Насамперед забезпечте надійний облік завантаження та надходження даних про завершення операцій. Запроваджуйте або посилюйте граничні норми поступово, а потім перевіряйте, чи одночасно поліпшуються пропускна здатність, дотримання строків постачання та повний час виконання замовлення. Стежте не лише за середніми показниками, а й за замовленнями, що найдовше очікують запуску. З’ясовуйте причини простою робочих центрів через брак роботи, а не радійте лише зменшенню незавершеного виробництва в цеху.

Універсальної «правильної» кількості годин завантаження немає. Придатний рівень залежить від поєднання технологічних маршрутів, потужностей, якості оцінок і обраного методу обліку. Переглядайте його, коли ці умови змінюються.

WLC, BOA, CONWIP і POLCA: різні завдання керування

Усі ці методи спрямовані на керування виробничим потоком, але їхні сигнали не є взаємозамінними.

Підхід	Що контролюється
Запуск за завантаженням у межах WLC	Чи вкладаються внески замовлення, яке розглядають для запуску, у граничні норми завантаження контрольованих робочих центрів на його маршруті.
BOA	Німецький підхід до запуску замовлень з урахуванням завантаження: дозвіл на запуск виробничих замовлень залежить від завантаження потужностей і встановленого ліміту.
CONWIP	Дозвіл на запуск залежить від ліміту загального обсягу незавершеного виробництва в межах визначеної виробничої ділянки.
POLCA	Дозвіл на використання потужностей через контури обігу карток, які перекриваються та закріплені за парами виробничих комірок, поряд з окремим дозволом на виконання виробничого завдання.

Класичний BOA та різні методи запуску WLC не слід вважати одним і тим самим алгоритмом. Зокрема, не переносіть відсоток завантаження з BOA до прикладу зі скоригованим завантаженням, не визначивши, як цей метод вимірює завантаження та встановлює його ліміт.

Обирайте підхід залежно від того, яке рішення потрібно контролювати. Загальний ліміт незавершеного виробництва обмежує його обсяг у визначених межах, а граничні норми робочих центрів дають змогу розрізняти, де саме різні маршрути створюватимуть завантаження. Жоден із цих підходів сам по собі не визначає верстат і час початку для кожної операції.

Побудуйте узгоджений графік для дозволених до запуску робіт у SkyPlanner

Успішна перевірка завантаження означає, що замовлення можна запустити за обраною політикою запуску. Це не означає, що його наступна операція може розпочатися негайно або що строк постачання гарантовано буде дотримано. Верстати працюють за змінами, матеріали мають свої дати доступності, а операції залежать від завершення попередніх робіт.

SkyPlanner APS узгоджує ці обмеження для всіх схвалених робіт. Arcturus — штучний інтелект системи для календарного планування — призначає технологічні операції на придатні робочі місця з урахуванням заданих потужностей, змін, залежностей і пріоритетів. Якщо ввімкнено планування з урахуванням матеріалів, їхня доступність також входить до розрахунку. Діаграма Gantt показує отриманий план за виробничими ресурсами.

Повернімося до прикладу: гранична норма для механічної обробки тепер дозволяє запустити замовлення, але для його шестигодинної операції все ще потрібно знайти місце серед наявних виробничих завдань. SkyPlanner визначає місце цієї операції в графіку, узгоджуючи її з різанням, складанням і виконанням інших замовлень. Ви бачите очікуваний час завершення та наслідки зміни пріоритетів, не перебудовуючи вручну чергу кожного верстата.

Ви керуєте графіком за допомогою пріоритетів, правил і блокувань, а Arcturus виконує розрахунок. Саме в цьому практична користь застосування SkyPlanner разом із політикою запуску за завантаженням: менше ручних узгоджень і чіткіше розуміння того, як схвалені роботи впливають на строки постачання.

Якщо ввімкнено відповідне правило, дата дозволеного початку замовлення дає змогу врахувати в календарному плануванні погоджену найранішу дату початку. Ця дата є обмеженням для планування, а не підтвердженням того, що замовлення пройшло перевірку за поточними граничними нормами WLC. Проєктуючи робочий процес, чітко визначте, як ухвалюється рішення про запуск і як ведеться реєстр завантаження.

Звіт про виробничі завдання та звіт про позиції замовлень у SkyPlanner також допомагають аналізувати зареєстровані роботи й відхилення їхньої тривалості. Це дає основу для уточнення оцінок часу, на яких ґрунтується планування. Водночас для політики запуску все одно потрібні визначені правила обліку та отримання даних про завершення операцій.

Що змінилося в Mamec завдяки кращому плануванню строків

Mamec, виробник промислового змішувального обладнання та високотехнологічної продукції за контрактами, повідомляє про помітне зменшення обсягу роботи з планування виробництва після впровадження SkyPlanner. В історії цього клієнта також ідеться про раціональніші строки виконання замовлень і про те, що завдяки своєчасному початку виробничих завдань менше оборотного капіталу без потреби залишається в незавершеному виробництві.

Саме такого результату календарного планування варто прагнути поряд із контролем запуску: робота починається тоді, коли може просуватися далі, а не просто потрапляє до ще однієї черги. Для фахівця з планування, який працює з граничними нормами запуску, ця різниця так само важлива: контрольований запуск має вести до узгодженого плану, а не до чергового виправлення черг.

Почніть з одного рішення про запуск і простежте його наслідки до постачання

Для першого впровадження виберіть доцільний набір робочих центрів, завантаження яких контролюватимете, і типові технологічні маршрути замовлень. Переконайтеся, що верстати, об’єднані в групу, справді можуть розподіляти між собою роботу, налагодьте отримання даних про завершення операцій і погодьте порядок дій для завдання, яке не вдається вчасно допустити до виробництва через перевищення граничного завантаження. Потім перевірте, чи узгоджуються рішення про допуск завдань до виробництва з виробничим графіком.

SkyPlanner інтегрується з будь-якою ERP- або MES-системою через відкритий REST API, тож для вдосконалення виробничого графіка не потрібно замінювати систему, у якій зберігаються ваші замовлення.

Щоб побачити цей зв’язок на прикладі власного виробництва, замовте демонстрацію SkyPlanner. Підготуйте технологічний маршрут замовлення, що очікує допуску до виробництва, дані про поточне завантаження робочих центрів і правило допуску, яке плануєте застосовувати. Простежте в графіку виконання допущеного завдання й оцініть його вплив на дати завершення та інші замовлення, що потребують тих самих ресурсів.

Хочете спочатку ознайомитися самостійно? Спробуйте SkyPlanner із демонстраційними даними або скористайтеся покроковим налаштуванням «Початок роботи» з підтримкою ШІ в помічнику SkyPlanner. Переконайтеся, наскільки простішим стає планування, коли весь технологічний маршрут розраховується в одному місці, а пріоритети й надалі визначаєте ви.