STEROWANIE PRODUKCJĄ STRATEGIE STEROWANIA PRODUKCJĄ STRUKTURY SYSTEMÓW STEROWANIA

Transkrypt

1 STEROWANIE PRODUKCJĄ STRATEGIE STEROWANIA PRODUKCJĄ STRUKTURY SYSTEMÓW STEROWANIA

2 Podstawowe cele sterowania produkcją, to m.in.: skrócenie czasu realizacji zlecenia klienta, zmniejszenie zaangażowania kapitału, zwiększenie szybkości obrotu kapitałem. Realizacja: zmniejszenie zapasów, zmniejszenie kosztów wytwarzania i magazynowania, skrócenie cykli produkcyjnych, optymalne wykorzystanie zdolności produkcyjnych, najkorzystniejsze ukształtowanie dostaw do odbiorców. Spełnienie powyższych wymagań staje się możliwe poprzez ścisłe powiązanie przepływu materiałów i informacji, którą należy uznać za czynnik produkcyjny.

3 Strategie sterowania produkcją

4 Zadanie realizacja zlecenia produkcyjnego, określone jest głównie przez następujące parametry: czas (termin realizacji), koszt, będące do dyspozycji zdolności produkcyjne. Decyzje podejmowane są na etapie: PLANOWANIA -zachowanie zgodności z oczekiwaniami klientów STEROWANIA -pogodzenie parametrów określających zadania, aby rozwiązać problem konkurencyjnego dostępu do ograniczonych zasobów produkcyjnych.

5 Systemy Planowania i Sterowania Production Planning and Control (PPC) Działają w obszarach związanych z przepływem materiałów i informacji w systemach wytwarzania. Realizują: 1. Proces planowania dobór środków do realizacji wyznaczonych zadań produkcyjnych w zadanym horyzoncie czasowym i osiągnięcia podstawowych celów. 2. Proces sterowania uruchamianie, nadzorowanie i zapewnianie realizacji zadań produkcyjnych.

6 Współdziałają z innymi systemami informatycznymi przedsiębiorstwa, takimi jak: Computer Aided Design (CAD) komputerowo wspomagane projektowanie Computer Aided Planning (CAP) komputerowo wspomagane planowanie Computer Aided Manufacturing (CAM) komputerowo wspomagane wytwarzanie Computer Aided Quality Control (CAQ) komputerowo wspomagana kontrola jakości Są podstawą systemów CIM CIM (Computer Integrated Manufacturing) Komputerowo zintegrowane wytwarzanie

7 Model Y (Scheer a) struktury funkcjonalnej systemu CIM

8 Można wyróżnić następujące strategie sterowania produkcją: 1. Istniejące zdolności produkcyjne i termin dostawy są nieprzekraczalne. Krótkoterminowe wykorzystanie obcych zdolności produkcyjnych lub zwiększenie własnej wydajności prowadzi do zwiększenia kosztów. 2. Koszty i zdolności produkcyjne traktowane są jako stałe. Jedynym możliwym krokiem są przesunięcia terminów, które mogą dotyczyć wielu zleceń. 3. Termin i koszt traktowane są jako stałe. Istnieje możliwość krótkoterminowego uruchomienia będących do dyspozycji rezerw zdolności produkcyjnych, które nie mogą zwiększać kosztów produkcji.

9 Strategia 1 Termin Będące do dyspozycji zdolności produkcyjne Produkcja poprzez zlecanie (zadanie wyprodukowania określonej ilości w określonym czasie) Koszty System typu push - tłoczący Strategia 2 Koszt Będące do dyspozycji zdolności produkcyjne Zlecanie zorientowane na optymalne wykorzystanie zdolności produkcyjnych Wymuszony przepływ produkcji Termin System typu pull - ssący Strategia 3 Koszt Termin Produkcja realizowana na żądanie (indywidualne zlecenie klienta) Będące do dyspozycji zdolności produkcyjne System nadążnego sterowania produkcją

10 Strategia 1 - typ produkcji jednostkowej lub krótko-seryjnej realizowanej na zlecenie, przy wykorzystaniu pojedynczych maszyn w konwencjonalnych systemach wytwarzania oraz w pełni zautomatyzowanych, elastycznych systemach wytwarzania FMS (Flexible Manufacturing System). Maksymalizacja obciążenia zdolności produkcyjnych może ograniczać swobodę decyzji w zakresie obciążenia zdolności produkcyjnych dla innych zleceń. Krótkoterminowe wykorzystanie obcych zdolności produkcyjnych może zwiększać koszty stałe (konieczność zawarcia umowy gwarantującej udostępnienie ich w pożądanym przez nas terminie).

11 Strategia 2 -produkcja masowa Zbyt dostosowuje się do zasad określonych przez spływ produkcji zakończonej. Ewentualne wahania zapotrzebowania wyrównywane są przez zapasy magazynowe.

12 Strategia 3 - produkcja realizowana na żądanie - produkcja powtarzalna Zwiększenie potencjału dostępnych zdolności produkcyjnych odpowiednio do aktualnych potrzeb bez zwiększania kosztów stałych. Źródła rezerw: zapasy niegospodarności w organizacji przepływu produkcji oraz w strukturze produkcyjnej.

13 Zaopatrzenie przedsiębiorstwa w materiały do produkcji kształtowane jest w ścisłej synchronizacji i integracji współpracy w układzie Odbiorca Dostawca. Dzięki temu możliwe jest zminimalizowanie ewentualnych strat (zapasów) i właściwie reagowanie na dynamiczne potrzeby rynku. Każde uruchomienie produkcji u dostawcy dokonywane z odpowiednim wyprzedzeniem następuje po otrzymaniu przez niego polecenia od bezpośredniego odbiorcy jego wyrobów (system typu pull ssący). Tak, więc każdy produkt, bez względu na miejsce jego powstawania, wykonywany jest w odpowiedzi na konkretną, występującą w danej chwili potrzebę (w odróżnieniu do systemu typu push tłoczący, w których producent najpierw wytwarza swój wyrób, a następnie poszukuje dla niego potencjalnych nabywców).

14 SYSTEMY STEROWANIA PRODUKCJĄ STRUKTURY SYSTEMÓW STEROWANIA

15 STRUKTURY SYSTEMÓW STEROWANIA Strategia PUSH. Systemy MRP i ERP Strategia PULL. Systemy JIT Strategia SQUEZEE. Systemy OPT Inne strategie: CAW, CRS 15

16 Ogólne zasady funkcjonowania systemów ssących i tłoczących

17 Porównanie systemów PUSH i PULL Porównanie systemów PUSH i PULL Wtłaczanie pracy bez względu na możliwości przerobowe systemu Zagrożenie jakości Zagrożenie bezpieczeństwa Praca w stresie (konflikty) Ogólny wynik pogarsza się Zasysanie pracy zależnie od możliwości przerobowych zasobu mniej wydajnego Poprawa jakości Poprawa bezpieczeństwa Praca bez stresów Ogólny wynik poprawia się 17

18 System PUSH Cechy systemu : 1. praca ma być wykonana tak wcześnie, jak to możliwe, 2. konflikty przydziału zasobów nie są rozwiązywane na wczesnym etapie opracowania harmonogramu, nadawanie priorytetów zadaniom realizowanym przez poszczególne zasoby jest wyjątkowo trudne, 3. harmonogram wymaga szybkich zmian, jeśli sytuacja się zmieniła. 4. ważne są terminy zakończenia poszczególnych zadań Organizacje w systemach PUSH działają następująco: czasy realizacji zadań, przyjmowane w planie są wydłużane, wszystkie zadania rozpoczynają się ASAP As Soon As Possible (ang.), czyli "Tak szybko jak to możliwe", mając więcej planowanego czasu, pracownicy muszą akceptować wykonywanie większej liczby zadań jednocześnie (multitasking). 1. Utrudnione rozwiązywanie konfliktu przydziału zasobów, 2. Śledzenie (przeglądy) projektu dokonywane jest często, aby rejestrować nieprzewidziane zdarzenia, 3. Niektóre elementy wstępnego planu są zaniedbywane, bo z góry wiadomo, że plan będzie się zmieniał, 4. Konflikty przydziału zasobów są niekiedy rozwiązywane przez wprowadzanie sztucznych zależności między zadaniami lub nakładanie sztucznych ograniczeń, 5. Kierownicy projektów muszą walczyć o konieczne zasoby. PROJEKTY REALIZOWANE W SYSTEMIE PUSH SĄ CZĘSTO SPÓŹNIONE, PRZEKRACZAJĄ BUDŻET I NIE OSIĄGAJĄ CELÓW 18

19 System PULL Praca wprowadzana jest do systemu tak późno, jak to jest praktycznie możliwe (ALAP As Low As Possible) przy uwzględnieniu możliwości całego systemu. W danej chwili wykonywana jest tylko niezbędna praca W zarządzaniu projektami system PULL ujawnia następujące cechy: estymaty czasu równe są wartościom przeciętnym (dokładnie medianom), ochronie podlega cały projekt i jego ścieżki, a nie poszczególne zadania, ochrona polega na wprowadzeniu odpowiednich buforów, harmonogramy nie wymagają zmian, gdyż są chronione przez bufory, pracownicy są zachęcani do wykonywania zadań możliwie szybko. 19

20 czas wykonania planowany termin wykonania planowany termin wykonania planowany termin wykonania planowany termin wykonania Systemy typu PUSH - tłoczące materiał Stanowisko robocze 1 przedmiot produkcji czas wykonania Stanowisko robocze 2 przedmiot produkcji czas wykonania Stanowisko robocze M-1 Według harmonogramu działań (schedule) opracowywanym kolejno, w kierunku od pierwszej do ostatniej operacji! przedmiot produkcji czas wykonania Stanowisko robocze M MRP (Material Requirements Planning)-s. planowania potrzeb materiałowych wada-sterowanie przepływem produkcji na zasadzie wtłaczania zleceń produkcyjnych: duże zapasy produkcji w toku, wydłużenie czasów przepływu-za długie cykle produkcyjne MRPII (Material Resources Planning)-s. planowania zasobów produkcyjnych

21 Strategia PUSH. Systemy MRP i ERP Strategia PUSH zakłada, że żądania wytwórcze (zamówienia na produkt końcowy) zostały przetłumaczone na żądania materiałów i półproduktów w określonych punktach wewnętrznych i na wejściach systemu, dając szczegółowy bilans żądań materiałowych (MRP). Materiały dostarczone na wejście systemu są przepychane (PUSH) za pomocą sterowań stopniowo w kierunku wyjścia systemu, według ustalonego harmonogramu działań określającego dla każdej zaplanowanej operacji, termin rozpoczęcia i zakończenia oraz zbiór zasobów przydzielonych do jej realizacji. Monitorowaniu podlegają wszystkie stanowiska wytwarzania.

22 Strategia PUSH. Systemy MRP i ERP MRP nie rozdziela ograniczonych zasobów do realizacji zadań lecz określa jedynie ich dostępności i zapotrzebowania a ostateczne decyzje o końcowym harmonogramie produkcji podejmuje człowiek. MRP II system zarządzania zasobami produkcyjnymi, rozdziela zasoby do realizacji zadań tworząc nadrzędny harmonogram pracy systemu (master schedule) bilansujący możliwości wykonawcze i zamówienia. ERP (Enterprise Resource Planning) - system zarządzania wszystkimi zasobami produkcyjnymi przedsiębiorstwa, rozdziela zasoby do realizacji zadań. Można zastosować klasyczną teorię szeregowania zadań i rozdziału zasobów.

23 Systemy typu PULL - ssące czas wykonania planowany termin wykonania materiał Stanowisko robocze 1 czas wykonania przedmiot produkcji Stanowisko robocze 2 przedmiot produkcji czas wykonania Proces jest określany z perspektywy jego ostatniej operacji. Wyznaczane są czasy wykonania kolejnych, poprzednich operacji. planowany termin wykonania Stanowisko robocze M-1 planowany planowany termin wykonania termin wykonania czas wykonania przedmiot produkcji Stanowisko robocze M System Produkcji Toyota (SPT) z systemem Kanban. Jeżeli części nie są dostępne na stan. montażu finalnego to są ściągane ze stan. poprzedzającego itd. Ssanie jest realizowane również w zakresie dostaw do produkcji.

24 Przykład systemu ssącego:

25 Strategia PULL. Systemy JIT Strategia przyjmuje za podstawę produkcji zgłoszoną wielkość zapotrzebowania na określony produkt finalny, który powoduje powstanie ssania (PULL) na wyjściu systemu wytwarzania. Ssanie to jest następnie tłumaczone na ssanie materiałów i półproduktów, skierowane do stanowisk poprzednich i rozprzestrzenia się od wyjścia systemu w kierunku jego wejścia. Brak ssania oznacza bezczynność systemu i stanowisk wytwarzania, zapobiegając zbędnemu wytwarzaniu produktu na zapas. Informacyjne sprzężenie zwrotne pozwala na samosterowanie systemu i jego adaptację do żądań zgłoszonych na wyjściu. Celem systemu jest możliwie szybka adaptacja aktualnego wyjścia do wyjścia zadanego, przy czym wszystkie wyjścia maja charakter dynamiczny.

26 Just In Time (JIT) Metoda planowania i kontroli produkcji oparta na określonej filozofii działania, której celem jest wyeliminowanie z procesu produkcyjnego wszelkich strat przez produkowanie właściwych wyrobów, w żądanej ilości i terminie oraz dostarczenia ich do miejsc, gdzie sa potrzebne dokładnie wtedy gdy potrzeby występują. Nie akumuluje (ZI, zero inventory) lub minimalizuje zapasy produkcji w toku poprzez dostarczanie produktów na żądanie i dokładnie na czas. 26

27 Just In Time (JIT) Niezależnie od rozmiarów przedsiębiorstwa, unikalności i złożoności produkcji, filozofia JIT jest taka sama. W systemach JIT podstawowym celem funkcjonowania firmy jest: perfekcyjne dostosowanie wyjść systemu produkcyjnego do potrzeb rynku, przy eliminacji wszelkich przestojów i marnotrawstwa 1) 1) Marnotrawstwo określa się jako zbiór wszelkiego rodzaju zdarzeń produkcyjnych, podnoszących koszt wyrobu, ale nie podnoszących jego wartości (mogą to być np. przestoje produkcyjne czy zbędne pomiary jakości) 27

28 Elementy charakterystyczne dla rzeczywistego funkcjonowania systemu JIT

29 Just In Time (JIT) Podstawy : 1. Produkt powinien być zaprojektowany pod kątem modularności, łatwości wytwarzania i eliminowania wszelkiej zbędnej złożoności. 2. Zastosowanie produkcji potokowej (odejście od produkcji dużymi partiami). 3. Synchronizacja procesów produkcyjnych w warunkach równomiernego obciążenia, przy pewnym poziomie niedociążenia, umożliwiającego natychmiastową reakcję na wszelkie nieprawidłowości przez zatrzymanie całej linii produkcyjnej. 29

30 4. Eliminowanie wszelkich strat powstających w procesie produkcyjnym. Do strat zalicza się: -produkcję nadmiernej liczby wyrobów w stosunku do zapotrzebowania, -produkcję części na zapas (nie wiadomo czy i kiedy zostaną wykorzystane w dalszym procesie produkcyjnym, a na razie stanowią zamrożony kapitał), -zbędny transport, - oczekiwanie (na materiał, na narzędzia, na zakończenie wykonywania poprzedniej operacji), a także bezczynność pracownika w okresie, gdy wyrób jest obrabiany na stanowisku bez jego bezpośredniego udziału, - braki (strata nie tylko materiału, energii, pracy człowieka i maszyny, ale także straty wynikłe z kosztów napraw, z obsługi serwisowej, itp.) - zapasy zabezpieczające (jako zamrożony kapitał) -zbędne procesy oraz bezużyteczne działanie robotnika.

31 5. Zastosowanie w procesie produkcyjnym robotów i manipulatorów, umożliwiających automatyzację operacji produkcyjnych. 6. Precyzyjna kontrola jakości na każdym stanowisku pracy - przeniesienie odpowiedzialności za jakość na bezpośrednich wykonawców. Kompleksowe sterowanie jakością (TQC Total Quality Control). 7. Sprawny i niezawodny system transportowy. 8. Stabilność dostaw - dostawcy materiałów i kooperanci muszą gwarantować wysoką jakość i terminowość dostaw. 9. Redukowanie wielkości partii produkcyjnej. Zredukowana partia produkcyjna umożliwia osiągnięcie potokowej formy organizacji produkcji, co prowadzi do minimalizacji zapasów produkcji w toku. Jednocześnie należy dążyć do redukcji zapasów zabezpieczających przez przewidywanie przyczyn powstawania przestojów, które są kompensowane tymi zapasami.

32 Cechy JIT: jakość 0% braków (produkcja bezbrakowa); ilość nie mniej, nie więcej (nie produkować ani zbyt małej, ani zbyt dużej ilości); terminowość nie za wcześnie, nie za późno (dotrzymywać dokładnego terminu dostarczania gotowych wyrobów do odbiorców). Osiągane w wyniku realizacji celów cząstkowych : minimalizacji cykli produkcyjnych; minimalizacji wielkości partii produkcyjnych; minimalizacji czasów przygotowawczo-zakończeniowych; redukcji lub eliminacji czynności transportowych i manipulacyjnych; minimalizacji liczby braków; redukcji lub eliminacji przestojów pracowników i maszyn.

33 Just In Time (JIT) JIT - dokładnie na czas : w szerszym sensie: Zespół przedsięwzięć technologicznoorganizacyjnych, umożliwiających produkcję i zaopatrzenie w małych partiach, a w konsekwencji likwidację magazynów w przedsiębiorstwie, skrócenie cykli produkcyjnych i szybszą reakcję na zmiany popytu. 33

34 Just In Time (JIT) JIT - dokładnie na czas : w węższym sensie: system sterowania produkcją powtarzalną generującym zlecenia produkcyjne i zaopatrzeniowe w chwilach powstania potrzeb, nie pojedynczo lecz małymi partiami metoda Kanban, a nie z wyprzedzeniem jak w systemie MRP (planowania potrzeb materiałowych). 34

35 Produkcja powtarzalna skończona liczba wariantów uzbrojenia maszyn, skończona liczba wariantów wykonawczych, warianty powtarzają się w na ogół nieregularnych odstępach czasu, przezbrojenia dotyczą całych komórek produkcyjnych, od przezbrojenia do przezbrojenia pracujemy w określonym wariancie produkcji. 35

36 Just In Time (JIT). Kanban W wielu systemach JIT przyjmuje się, że przepływ zadań produkcyjnych odbywa się na zamówienie, nie pojedynczo lecz małymi porcjami. Żądanie (ssanie) na materiały lub półprodukty wewnątrz systemu ma postać karty zamówienia o określonej wielkości partii (Kanban), przesyłanej cyklicznie pomiędzy stanowiskami. Liczba krążących kart oraz wielkość partii zamówienia ustalana jest przez nadrzędny system sterowania. 36

37 Just In Time (JIT). Kanban Dzięki wprowadzeniu kart Kanban, pomiędzy poszczególnymi stadiami procesu technologicznego pojawiają się niewielkie, ściśle kontrolowane niewielkie zapasy produkcji w toku (WIP), które pozwalają m.in. na: wygładzanie naturalnej fluktuacji procesu, zapewnienie ciągłości realizacji zamówień, szybkie reagowanie na zgłoszone zamówienia. 37

38 Porównanie JIT i MRP MRP mówi: CZY CHCESZ CZY NIE, MASZ JIT mówi: NIE DAJ MI, ZAWOŁAM NA CIEBIE, KIEDY BĘDĘ POTRZEBOWAŁ 38

39 Porównanie JIT i MRP 1. Planowanie produkcji MRP okres planistyczny jest dłuższy i jest podzielony na fazy ze względu na stałe cykle realizacji zleceń. JIT rozmiary serii są generalnie mniejsze, a produkcja zaczyna się niemal natychmiast po pojawieniu się zapotrzebowania 39

40 Porównanie JIT i MRP 2. Planowanie zdolności produkcyjnych MRP ze względu na szacunkowe planowanie zdolności produkcyjnych, nie jest możliwe ustalenie dokładnego czasu trwania operacji technologicznych dla danej maszyny, ani kolejności realizacji poszczególnych zadań produkcyjnych. JIT krótsze czasy realizacji zadań produkcyjnych, dzięki czemu szacunkowe planowanie zdolności produkcyjnych jest dokładniejsze oraz możliwe jest również bardziej równomierne obciążenie stanowisk produkcyjnych w czasie (min. przeciążeń). 40

41 Porównanie JIT i MRP 3. Zarządzanie zapasami MRP ustala dokładne potrzeby materiałowe, które są systematycznie porównywane ze stanem rzeczywistym. Mogą pojawić się nadmiary lub niedobory zapasów w pewnych okresach. JIT nie jest konieczne administracyjne obsługiwanie systemu zapasów. Przepływ materiałów jest automatycznie zsynchronizowany z zapotrzebowaniem klienta. 41

42 Strategia SQUEZEE. Systemy OPT Wydajność systemu jest ograniczona przepustowością wąskiego przekroju (wąskiego gardła) systemu wytwarzania TOC (Theory of Constraints Teoria Ograniczeń zsynchronizowane wytwarzanie). Przekrój zestaw stanowisk wytwórczych, przez które produkcja się przeciska (SQUEZEE) powodując spiętrzenia i kolejki zadań. OPT (Optimised Production Technology) ustala optymalnie harmonogram pracy stanowisk wąskiego przekroju, a następnie dostosowuje harmonogram pracy pozostałych stanowisk w celu uzyskania rozwiązania dopuszczalnego. 42

43 Strategia CAW (Constant Average Workload) steruje zleceniami produkcyjnymi w celu zapewnienia stałego średniego obciążenia stanowisk, wspomaga MRP II w produkcji seryjnej. Polecana gdy: terminy dostaw są stałe, zdolności produkcyjne są niezmienne, realizacja zadań na stanowiskach jest monitorowana, dostawy materiałów są stabilne. 43

44 Strategia CRS (Continuous Replenishment of Stocks) Dąży do uzupełniania zbilansowanych stanów potrzeb materiałowych. Polecana dla produkcji : w przeważającej części seryjnej lub powtarzalnej, płynnej, monitorowanej, ze stałym, niezależnym od długości serii, zapotrzebowaniem materiałów. 44