Sterowanie wykonaniem produkcji

Transkrypt

1 STEROWANIE WYKONANIEM PRODUKCJI (Production Activity Control - PAC) Sterowanie wykonaniem produkcji (SWP) stanowi najniŝszy, wykonawczy poziom systemu zarządzania produkcją, łączący wyŝsze poziomy operatywnego planowania produkcji z procesami produkcyjnymi. Sterowanie wykonaniem produkcji polega na transformacji danych zadanych przez wyŝsze poziomy planowania produkcji (Główne planowanie produkcji, planowanie potrzeb materiałowych, planowanie zdolności produkcyjnych) w instrukcje sterujące maszynami, urządzeniami i procesami produkcyjnymi, a takŝe na przetworzeniu danych z poziomu realizacji produkcji w informacje dla wyŝszych poziomów planowania. Główne planowanie produkcji Planowanie potrzeb materiałowych Planowanie zdolności produkcyjnych STEROWANIE WYKONANIEM PRODUKCJI Procesy produkcyjne Sterowanie wykonaniem produkcji (SWP) obejmuje: harmonogramowanie (terminowanie połączone z obciąŝaniem stanowisk roboczych i ustalaniem kolejności zadań) uruchamianie kontrolę i ocenę przebiegu realizacji produkcji Cele sterowania wykonaniem produkcji dotrzymanie zaplanowanych terminów realizacji zamówień klientów minimalizacja czasów realizacji zleceń minimalizacja poziomu zapasów (materiałów i produkcji w toku) maksymalizacja wykorzystania zasobów pracowniczych oraz maszyn i urządzeń minimalizacja nadgodzin Jacek Rudnicki 1

2 STEROWANIE REALIZACJĄ ZLECEŃ (ORDER CONTROL) Podstawowe problemy planowania - harmonogramowania realizacji zleceń 1. Jak rozdzielić zlecenia - zadania i obciąŝenia na poszczególne stanowiska robocze lub grupy technologicznie podobnych maszyn?. 2. Jaka ma być kolejność zleceń - zadań na poszczególnych stanowiskach?. Kryteria przydziału zadań do maszyn: minimalizacja kosztów wykonania operacji, minimalizacja kosztów przezbrojeń, minimalizacja czasu oczekiwania między stanowiskami, minimalizacja czasu ukończenia zlecenia. Metody i techniki przydziału zadań do maszyn (metody obciąŝania): metoda indeksowa, wykres Gantt a, programowanie liniowe dla rozwiązania zadania przydziału. Wykres Gantt a jednocześnie przydziela zadania do stanowisk i ustala kolejność tych zadań. Metody ustalania kolejności (nieograniczone obciąŝanie): reguły priorytetu Proces sterowania wykonaniem produkcji Start Przydział zadań do stanowisk roboczych (ObciąŜanie) Ustalanie priorytu zadań (Kolejność zadań) Uruchamianie zadań na stanowiskach Śledzenie postępu robót Ukończone zadania Nieukończone zadania Jacek Rudnicki 2

3 HARMONOGRAMOWANIE - TERMINOWANIE ZADAŃ 1. Harmonogramowanie przy nieograniczonych zdolnościach produkcyjnych - obciąŝanie nieograniczone. ObciąŜanie nieograniczone (bez uwzględniania ograniczeń zdol. prod.) Zdolność prod Okres planistyczny 2. Harmonogramowanie przy ograniczonych zdolnościach produkcyjnych - obciąŝanie ograniczone ObciąŜanie ograniczone (nigdy nie przekracza zdol. prod) Zdolność prod Okres planistyczny Techniki harmonogramowania harmonogramowanie w przód KaŜde zadanie rozpoczyna się w najwcześniejszym moŝliwym terminie harmonogramowanie wstecz Harmonogramuje się rozpoczynając od wymaganej daty ukończenia zleceń kombinowane Jacek Rudnicki 3

4 Przykład: NaleŜy opracować harmonogram przebiegu produkcji czterech zadań - zleceń na trzech maszynach (tokarka, frezarka i wiertarka) wykorzystując zasadę harmonogramowania w przód. Kolejność przebiegu zadań - zleceń przez stanowiska robocze i czasy operacji technologicznych (czas przygotowawczo - zakończeniowy plus czas technologiczny w godz.) są następujące: Zlecenie Operacja 1 [godz] Operacja 2 [godz] Operacja 3 [godz] A Tokarka 3 Wiertarka 2 Frezarka 4 B Frezarka 4 Wiertarka 3 C Tokarka 2 Frezarka 3 Wiertarka 4 D Wiertarka 5 Tokarka 4 Czas oczekiwania i transportu między maszynami: 6 godz. Harmonogramowanie w przód przy ograniczonym obciąŝaniu Harmonogram 4 zleceń (A,B,C,D) przy ograniczonych zdolnościach produkcyjnych - zlecenie B czeka na zwolnienie wiertarki, zlecenie C czeka na zwolnienie tokarki. Toczyć A Oczekiwanie i transport Wiercić A Oczekiwanie i transport Frezować A Frezować B Oczekiwanie i transport Wiercić B Oczekiwanie Toczyć Oczekiwanie i transport Frezować C Oczekiwanie i transport Wiercić C na tokarkę C Wiercić D Oczekiwanie i transport Toczyć D Harmonogramowanie wstecz przy nieograniczonym obciąŝaniu Wymagane daty zakończenia zleceń: A - 24, B - 16, C - 24, D - 16 Toczyć A Oczekiwanie i transport Wiercić A Oczekiwanie i transport Frezować A Frezować B Oczekiwanie i transport Wiercić B Toczyć Oczekiwanie i transport Frezować C Oczekiwanie i transport Wiercić C C Wiercić D Oczekiwanie i transport Toczyć D Kolejność zadań: Wykres Gantt a zbudowany według zasady harmonogramowania w przód. Stanowisko Tokarka Zlec A Oper1 ZlecC Oper1 Problem kolejności Przerwa Zlec D Oper 2 Przerwa Jacek Rudnicki 4

5 Frezarka Zlec B Oper 1 Przerwa Zlec C Oper 2 Przerwa Zlec A Oper 3 Przerwa Wiertarka Zlec D Oper 1 Przerwa ZlecA Oper2 Reguły priorytetu Zlec B Oper 2 KOLEJNOŚĆ ZADAŃ Przerwa Zlec C Oper 3 Reguły priorytetu: proste zasady heurystyczne stosowane do wyboru zadania do realizacji ze zbioru zadań oczekujących na danym stanowisku na wykonanie w danym okresie. Najczęściej stosowane reguły priorytetu: 1. Pierwszy przybył pierwszy obrabiany (FCFS). Zlecenia są realizowane w porządku w jakim zjawiają się na stanowisku roboczym. 2. Według najkrótszego czasu obróbki (SPT). Pierwsze wykonywane jest najkrótsze zadanie. 3. Według najdłuŝszego czasu obróbki (LPT). Pierwsze wykonywane zadanie o najdłuŝym czasie. 4. Według wymaganej daty zakończenia zlecenia (EDD). Pierwszy obrabiany jest wyrób z najwcześniejszą datą ukończenia zlecenia. 5. Według zapasu czasu (S). Pierwsze jest wykonywane zadanie z najmniejszym zapasem czasu (czas pozostały do planowanego ukończenia zlecenia pomniejszony o czas operacji pozostałych do wykonania) 6. Według losowego wyboru (RS). Pierwsze jest wykonywane losowo wybrane zadanie. 7. Według zamówienia preferowanego klienta (PCO). Pierwsze wykonywane zadanie z zamówienia preferowanego klienta. 8. Według wskaźnika krytycznego - WK. Pierwszy jest obrabiany wyrób o najmniejszej wartości ilorazu czasu pozostałego do planowanego ukończenia zlecenia i sumy czasów operacji pozostałych do wykonania tego zlecenia. Wskaźnik krytyczny (WK) dynamiczna reguła umoŝliwiająca ciągłe uaktualnianie priorytetów. WiąŜe wymaganą datę dostawy wyrobu finalnego do klienta z aktualną datą. WK stosowany w systemach MRP. WK = wymagany termin zakończ. zlec. - aktualna data suma czasu prac pozostałych do wykonania Priorytet mają zlecenia o najmniejszym wskaźniku krytycznym. Jacek Rudnicki 5

6 WK = 1 zlecenie dysponuje wystarczającym czasem na dotrzymanie terminu dostawy. WK < 1 zlecenie jest opóźnione i termin dostawy moŝe nie zostać dotrzymany WK > 1 zlecenie dysponuje zapasem czasowym. OPTYMALIZACJA KOLEJNOŚCI WYKONANIA ZADAŃ Zadanie optymalizacji kolejności: NaleŜy ustalić dla kaŝdego stanowiska w komórce taką kolejność wykonania n wyrobów - zleceń, przy której łączny cykl produkcyjny kompletu n - wyrobów jest minimalny. Oznaczenia: i = 1,2,3,...n - numer zlecenia -wyrobu. j = 1,2,3,...m - numer stanowiska roboczego. T= [Tij] - macierz czasów operacji na partii wyrobów, gdzie Tij =tpzij + ni tij Przykład obróbki dwóch wyrobów o tej samej liczbie i kolejności operacji na dwóch stanowiskach rob. W i F: Zlecenie-wyrób Stanowisko 1 T1j [godz] 2 T2j [godz] 1 - W F 1 5 Kolejność wyrobów 1-2 Stanowisko W Stanowisko F Cykl produkcyjny - 13 godz Czas Kolejność wyrobów 2-1 Stanowisko W Stanowisko F Cykl produkcyjny - 9 godz 12 Czas Jacek Rudnicki 6

7 ALGORYTM JOHNSONA Ustalanie optymalnej kolejności obróbki n zleceń na dwóch maszynach A, B. Kroki algorytmu: 1. Wybierz zlecenie o najkrótszym czasie jednej z dwóch operacji. JeŜeli najkrótszy czas jest na pierwszej maszynie wykonuj to zlecenie jako pierwsze, jeŝeli najkrótszy czas jest na drugiej maszynie wykonuj to zlecenie jako ostatnie. 2. Wykreśl to zlecenie z dalszych rozwaŝań. 3. Powtórz kroki 1 i 2 dla wszystkich pozostałych zleceń, plasując je odpowiednio wewnątrz sekwencji numerów zleceń. Przykład: Zlecenie Czas operacji [godz.] i tia tib Optymalna kolejność zleceń ze względu na łączny czas wykonania: Wykres Gantt a przebiegu zleceń i operacji dla kolejności zlececeń 1,2,3,4,5 oraz dla optymalnej kolejności 5,4,1,3,2. Maszyna A Maszyna B Kolejność 1,2,3,4,5 Cykl produkcyjny 34 godz Maszyna A Maszyna B Kolejność 5,4,1,3,2 Jacek Rudnicki 7

8 Cykl produkcyjny 25 godz Czas SYSTEM STEROWANIA REALIZACJĄ ZLECEŃ Funkcje sterowania realizacją zleceń 1. Harmonogramowanie - planowanie realizacji zleceń. Opracowanie, w oparciu o aktualną wiedzę i dane, planów - harmonogramów produkcji, które spełnią wymogi zawarte w zleceniach produkcyjnych. 2. Dysponowanie - uruchamianie. Doprowadzenie planów do realizacji na stanowiskach roboczych poprzez określenie priorytetów zadań do wykonania i uruchamianie produkcji po sprawdzeniu dyspozycyjności zasobów (czynników produkcji - maszyn, pracowników, narzędzi i materiałów). 3. Monitorowanie - kontrola. Pozyskiwanie danych, analiza danych, wspomaganie decyzji. Zbieranie i porównanie informacji odnośnie faktycznej i planowej realizacji zadań, o zakłóceniach w ich realizacji i o stanie systemu. Główne planowanie produkcji Planowanie potrzeb materiałowych Planowanie zdolności produkcyjnych Zlecenia do uruchomienia HARMONOGRAMOWANIE Planowanie realizacji zleceń - terminowanie - obciąŝanie i bilansowanie - ustalanie kolejności Harmonogramy DYSPONOWANIE Uruchamianie - ustalanie priorytetów zadań - kontrola dyspozycyjności zasobów - uruchamianie zadań planowych - regulowanie przebiegu planu MONITOROWANIE Kontrola - kontrola postępu produkcji - ocena odchyleń od planu - analiza danych o systemie Instrukcje Procesy produkcyjne Zbieranie danych Jacek Rudnicki 8

9 System sterowania realizacją zleceń Jacek Rudnicki 9