Planowanie i sterowanie produkcją cz. 2

Transkrypt

1 Planowanie i sterowanie produkcją cz. Dr inż. Marek Dudek Ul. Gramatyka 0 p Podstawowe techniki planowania harmonogramowanie, metody sieciowe, metody symulacyjne. Harmonogramowanie Graficzną prezentacją planu jest harmonogram. Harmonogram to umiejscowienie w skali czasu kalendarzowego określonych zadań (operacji). Harmonogram wykonania zadania stanowi plan terminów realizacji konkretnego zadania produkcyjnego i prezentuje upływ czasu pomiędzy kolejnymi operacjami. Do sporządzania harmonogramów stosować można wykres Gantta

2 Wykres Gantta. Piłowanie. Wiercenie. Toczenie. Frezowanie. Gwintowanie 6. Rozwiercanie 7. Kontrolowanie Poniedziałek Wtorek Środa Czwartek Piątek Harmonogramowanie produkcji Linia Planowanie kampanii Zlecenie Planowanie zleceń Zlecenie Harmonogramy Harmonogramy produkcji można sporządzać: wstecz do nieprzekraczającego terminu, wprzód produkować tak szybko jak to możliwe. Harmonogram wyrobu złożonego przedstawić można na wykresie zwanym cyklogramem

3 Dane wyjściowe cyklogramu Czas A B C D E G H J K L 0 M N 8 P 7 A B J K P C D E L M N G H A B C D E G H J K L 0 M N 8 P c dni C D G H E B J L 0 M N 8 K P 7 A dni

4 Wykres Gantta dla czasów najwcześniejszych Produkcję wszystkich detali rozpoczynamy w tym samym czasie. Takie planowanie charakteryzuje się zbyt wczesnym uruchamianiem procesów produkcyjnych wszystkich elementów wyrobu, co powoduje tworzenie zapasów, a w czasie rozpoczęcia prac przyczynia się do zwiększonej pracochłonności. Planowanie takie powoduje nierównomierność rozłożenia pracochłonności, co może spowodować chwilowy brak zdolności produkcyjnej. C D E G H L M N K B J P A dni Wykres Gantta dla czasów najpóźniejszych Produkcję wszystkich detali rozpoczynamy w najpóźniejszym możliwym czasie. Prowadzi do niemagazynowania elementów wyrobu. Pracochłonność jest bardziej równomiernie rozłożona.

5 Metody sieciowe Podstawą technik sieciowych jest teoria grafów. 6 6 X X X X X 6 X Planowanie sieciowe Technikę planowania sieciowego stosuje się do planowania i kontroli realizacji złożonych przedsięwzięć gospodarczych, technicznych i organizacyjnych przy założeniu racjonalnego wykorzystania zasobów. Do planowania realizacji dużych przedsięwzięć wykorzystuje się głównie dwie odmiany technik sieciowych: CPM (Critical Path Method) metoda ścieżki krytycznej PERT (Program Evaluation and Review Technique) technika oceny i kontroli działania Przykłady wykorzystania technik sieciowych planowanie realizacji i organizacji procesów inwestycyjnych, wykonawstwo planowych remontów kapitalnych i modernizacji, uruchomienie produkcji nowego wyrobu, planowanie produkcji, planowanie i kontrola produkcji urządzeń, planowanie dostaw materiałowych i kooperacji, zarządzanie projektami, wprowadzanie nowej techniki i realizacja postępu technicznego, organizacja dużego przedsięwzięcia.

6 Symulacja To odwzorowanie oraz sztuczne odtwarzanie i naśladowanie procesów realnych z zastosowaniem różnorodnych modeli fizycznych, analogowych i matematycznych. Symulację stosuje się, gdy uzyskanie rozwiązania nie jest możliwe w drodze bezpośredniego eksperymentowania na żywym organizmie lub zastosowania metod analitycznych albo też zastosowanie tych ostatnich jest zbyt kosztowne. Bilansowanie Uzyskanie równomiernego obciążenia maszyn i urządzeń uzyskuje się drogą bilansowania zdolności produkcyjnej z zapotrzebowaniem. Bilansowanie ma na celu ustalenie, czy zakładane wielkości produkcji w poszczególnych okresach mogą być wykonane przy danej zdolności produkcyjnej. Porównuje się pracochłonność zadań produkcyjnych z dysponowanym funduszem czasu pracy stanowisk (zdolnością produkcyjną) Bilansowanie τ = p j tij ZP = n t d w td ZP zdolność produkcyjna, n liczba stanowisk, td czas dysponowany wtd współczynnik wykorzystania czasu dysponowanego pj wielkość realizowanej produkcji dla każdego wyrobu tij czas na wykonanie operacji dla każdego wyrobu 6

7 Wielopoziomowe bilansowanie zdolności Planowanie zgrubne Plan produkcji i sprzedaży, MPS Zagregowane Ogólnozak lnozakładoweadowe Planowanie okresowe Planowanie MPS i MRP Symulacje Jednostki planistyczne, grupy Planowanie szczegółowe Planowanie MPS/MRP i warsztatowe Indyw.. zasoby Graficzna tablica planistyczna Bilansowanie Bilansowanie polega na takim rozłożeniu zadań w czasie, aby rozłożyć równomiernie pracochłonność zadań. Wykorzystywać do tego można modele symulacyjne. Globalna pracochłonność zadań jest zgodna z posiadanym funduszem czasu pracy (zdolnością) ale złe rozłożenie zadań w czasie może powodować przeciążenie lub niedociążenie. Bilansowanie obciążeń produkcyjnych Popyt niezależny ny Symulacja Zlecenia planowane tworzone ręcznie i automatycznie Zdolności Bieżący plan produkcji ręczne zmiany terminów i wielkości produkcji na zlecenia Zaktualizowany plan produkcji Wyrównywanie Harmnonogram produkcji 7

8 Zasoby produkcyjne Maszyny i urządzenia Utylizacja odpadów Siła robocza Media Transport Likwidacja przeciążenia. Zmiany pracochłonności (obciążenia) poprzez: zmiany technologii, zastosowanie maszyn o większej produktywności, przesunięcie zadań na inne stanowiska, przesunięcie zadań na inny termin, zmniejszenie wielkości partii (zmiana wielkości partii transportowych). Likwidacja przeciążenia. Zmiany funduszy czasu pracy poprzez: powiększenie liczby pracowników, zmniejszenie czasu postojów, wprowadzenie godzin nadliczbowych i dodatkowych zmian, przesunięcie pracowników na inne stanowiska, przesunięcie urlopów i remontów. 8

9 Technika bilansowania sekwencyjnego wyznaczyć kolejność realizacji zadań może to być stopień pilności (reguły priorytetu), porównywać krokowo pracochłonności kolejnego zlecenia z dysponowanym funduszem czasu. Przydzielenie zleceń kończy się w momencie wyczerpania dysponowanego funduszu. Technika bilansowania sekwencyjnego Zadanie A B C D E F Pilność (priorytet) 6 0 Pracochłonność zadania Kolejność realizacji wg ustalonego priorytetu 6 Fundusz czasu pracy komórki wynosi 80. Technika bilansowania sekwencyjnego Procedura bilansowania jest następująca: Uruchamia się zadanie D: 80 = 7 Uruchamia się zadanie A: 7 0 = Uruchamia się zadanie B: 0 = Uruchamia się zadanie F: = 0 Istnieje konieczność zdecydowania, co z realizacją zadań C oraz E. 9

10 Sterowanie produkcją To zespół działań związanych z uruchamianiem procesu produkcji, śledzeniem jego realizacji i regulacją jego przepływu. Głównym celem sterowania jest wyprodukowanie wyrobów w ilościach i terminach określonych w planie przy zapewnieniu ciągłego przepływu. Sterowanie przepływem produkcji polega więc na takim zarządzaniu przepływem aby uzyskać określoną ilość w określonym terminie Cykl życia zlecenia produkcyjnego Rozliczenie Otwarcie zlecenia Śledzenie realizacji Zatwierdzenie Cykl życia Cykl życia zlecenia produkcyjnego Przypisanie specyfikacji materiałowej i marszruty technologicznej Harmonogramowanie / tworzenie zapotrzebowań na zdolności produkcyjne Rezerwacje materiałowe Kontrola dostępno pności (komponenty materiałowe, ŚPP, zdolności produkcyjne) Określenie planowanych kosztów Otwarcie zlecenia Cykl życia 0

11 Cykl życia zlecenia produkcyjnego Zatwierdzenie zlecenia / operacji Kontrole dostępności Druk dokumentów produkcyjnych Tworzenie partii kontrolnych Zasilanie systemu gromadzenia danych zakładowych Zatwierdzenie Cykl życia Cykl życia zlecenia produkcyjnego Pobrania materiału (ręczne / wsteczne) Potwierdzenia wykonania Rejestracja wyników Sterowanie z wykorzystaniem punktów wyzwalania Przyjęcie wyrobu do magazynu Śledzenie realizacji Cykl życia Cykl życia zlecenia produkcyjnego Rozliczenie na magazyn na zlecenie klienta inne Cykl życia

12 Sterowanie produkcją (efekty) zmniejszenie zapasów międzyoperacyjnych, dostępność w toku realizacji procesu stanowisk i środków transportowych, zmniejszenie ilości wyrobów wykonanych przedterminowo. Elementy procesu sterowania produkcją Planowanie Zarządzanie realizacją Sterowanie Realizacja Instrukcje produkcyjne Zlecenia Komunikaty Instrukcje sterujące Instrukcje technologiczne inni odbiorcy komunikatów Organizacja sterowania przepływem produkcji system pchania push wykorzystywany w większości konwencjonalnych systemów zarządzania produkcją oraz system MRP II. W systemach typu push przedmioty wytwarzane są zgodnie z planem i przekazywane do dalszych komórek, bez względu na ich rzeczywiste bieżące potrzeby, system ssania pull wykorzystywany w JIT. Przy stosowaniu systemu pull komórka produkcyjna, która realizuje dany etap procesu (zwana odbiorcą) sama określa wielkość i terminy dostaw od komórki poprzedzającej (zwanej dostawcą) zgodnie z aktualnymi potrzebami, system wyciskania squeeze wykorzystywany w koncepcji OPT. W systemach opartych o tą zasadę wychodzi się z założenia, że wielkość przepływu produkcji jest determinowana przez przepustowość tak zwanych wąskich przekrojów produkcyjnych, dlatego wszystkie działania powinny być skierowane na racjonalne ich wykorzystanie.

13 Systemy zasysające i pchające Montaż System zasysający - Kanban - JIT Dostawca Wstępny montaż Magazyn Planowanie średnio- i długookresowe: - dla produkcję komponentów i części - jako potrzeby prognozy dostawy części od dostawców System pchający cy Metody sterowania produkcją Sterowanie terminem zamówienia. Sterowanie poziomem zapasów. Sterowanie terminem zamówienia Stosuje się wtedy, gdy dysponuje się konkretnymi zamówieniami określającymi ilość wyrobów i termin ich wykonania. Sterowanie przepływem produkcji w celu uzyskania założonych terminów realizacji zadań polega na śledzeniu i regulacji parametrów procesu, aby był dotrzymany warunek CN,j - termin realizacji zadania j Tj - termin zamówienia C N, j T j

14 Szeregowanie zadań wg terminów zamówień Tworzenie macierzy terminów C ij wg ustalonej kolejności Sprawdzamy czy terminy C ij spływu wyrobów odpowiadają terminowi zamówienia C Nj <=T j A A Gdy warunek nie jest spełniony należy przystąpić do formowania procesu Formowanie poprzez wprowadzenie wielostrumieniowego przepływu i równoległości przepływu w granicach elastyczności istniejącej już struktury komórki Kontrola czy spełniony jest warunek A T Koniec projektowania harmonogramu N Sterowanie terminem zamówienia C, C, C, T T T C T j = T j C, j Sterowanie poziomem zapasów Polega na śledzeniu poziomu zapasów a w momencie osiągnięcia określonego stanu, złożenia zamówienia, które będzie podstawą uruchomienia zlecenia produkcyjnego. We wszystkich technikach występujących w metodzie sterowania poziomem zapasów bazuje się na znajomości prognozy rynkowej ( znamy przewidywany lub oczekiwany popyt) oraz na aktualnym stanie zapasów.

15 Techniki sterowania zapasami Wg czasu wyczerpania Wg stanu maksimum-minimum Wg poziomu zapasu alarmowego W warunkach niepewności (niepewność związana z przewidywanym popytem i czasem dostawy) stosować można jeszcze dwa modele sterowania Wg stałego punktu i wielkości zamówienia Wg stałego odstępu zamówienia Sterowanie czasem wyczerpania Ze względu na sezonowe wahania popytu trudnością jest ustalenie harmonogramu produkcji, odpowiadającemu zasadzie równoważenia podaży do faktycznego popytu. Dla niektórych wyrobów zachodzi potrzeba wcześniejszego uzupełniania stanu ich poziomu w magazynie przedsiębiorstwa. Komórka sterowania uruchamia produkcję tych wyrobów dla których różnica między czasem wyczerpania a cyklem wytworzenia wyrobu jest najmniejsza. tw czas wyczerpania, Zm aktualny stan magazynu, P potrzeby odbiorców w ustalonym okresie czasu τ = Z m w P Wyroby A B C D E Zapas maga zyno wy wyro bu Potrzeby odbio rców [szt/tydz] ,7,,, Czas wycze rpani a E, D, A, B, C,8,0,,0, Cykl [tydz] Różnica [-] 6,,7,0,,0

16 Wg stanu max-min Stosowana jest gdy zapotrzebowanie na elementy jest regularne w kolejnych odstępach czasu. Decyzja o uruchomieniu produkcji zależy od stanu elementów w magazynie przed końcem przyjętego okresu planowania. Technika ta jest przydatna w sytuacji regularnego zużycia, czyli przy stałych przedziałach dostaw. Wg stanu max-min zapas Stałe terminy uruchamiania zlecenia produkcyjnego zapas maksymalny Zmienne terminy uruchamiania zlecenia produkcyjnego Cykl realizacji produkcji zapas minimalny czas Wg stanu max-min Sterowanie sprowadza się do: ustalenia normatywu stanu minimum i maksimum zapasu, bieżącej ewidencji stanów magazynowych celem uruchomienia cyklu realizacji zamówienia. Wielkość zamówienia określa się wzorem: z zapotrzebowanie na element w jednostce czasu, C cykl realizacji danej wielkości dostawy. Q z = Z Z z * C max min + 6

17 Wg poziomu zapasu alarmowego Stosowana jest w przypadku nieregularnych potrzeb. Niepewność związana z popytem i czasem dostawy powoduje konieczność utrzymywania zapasu alarmowego (bezpieczeństwa lub krytycznego). W tej technice wyznacza się następujące normy, które są podstawą sterowania: poziom zapasu alarmowego (ZA) informuje o konieczności uruchomienia zlecenia produkcyjnego. wielkość partii dostawy (Q) Wg poziomu zapasu alarmowego zapas Cykl realizacji zlecenia Terminy uruchamiania zlecenia zapas alarmowy czas Wg poziomu zapasu alarmowego Z A = y * L + k * s * y prognoza popytu w okresie jednostkowym, L średni okres realizacji zlecenia w przyjętych okresach jednostkowych, k współczynnik bezpieczeństwa wynikający z przyjętego procentowego ryzyka braku zapasów, s błąd prognozy popytu. P przewidywany popyt (prognoza roczna), Kz koszt tworzenia zapasu tj. zakupu jednej partii, niezależny od jej wielkości, Ku roczny koszt utrzymania w zapasie jednej jednostki danego towaru. L Q = * P * K K u z 7

18 Wg stałego punktu składania zamówienia i stałej wielkości zamówienia Zamówienie jest składane, gdy wielkość zapasu osiąga z góry ustalony minimalny poziom niezbędny do zaspokojenia popytu w okresie trwania dostawy. Wg stałego punktu składania zamówienia i stałej wielkości zamówienia zapas Terminy uruchamiania zlecenia stała wielkość zamówienia Ustalony minimalny poziom cykl realizacji zlecenia czas Wg stałego odstępu między składanymi zamówieniami Zamówienie jest składane w regularnych stałych odstępach czasowych w niezbędnej ilości. W modelu tym wyznacza się poziom zapasu maksymalnego, który zaspokoi przewidywany popyt w okresie cyklu zamówienia (średni cykl realizacji zlecenia). 8

19 Wg stałego odstępu między składanymi zamówieniami zapas Poziom zapasu maksymalnego Terminy uruchamiania zlecenia cykl realizacji zlecenia czas 9