30/12 ARCHIWUM ODLEWNICTWA Rok 2004, Rocznik 4, Nr 12 Archives of Foundry Year 2004, Volume 4, Book 12 PAN Katowice PL ISSN 1642-5308 WYBRANE SPOSOBY OPTYMALIZACJI PRODUKCJI W ODLEWNI ZA POMOCĄ KOMPUTEROWEGO SYSTEMU MRPII/ERP R. WŁADYSIAK 1 Politechnika Łódzka, Katedra Systemów Produkcji, ul. Stefanowskiego 1/15, 90-924 Łódź STRESZCZENIE W pracy przedstawiono efektywność stosowania funkcji: optymalizacja sekwencji systemu komputerowego planowania i sterowania produkcją infor:nt do optymalizacji ilości i czasu wytwarzania form odlewniczych. Pozwala ona zwiększyć ilość realizowanych zleceń produkcyjnych poprzez zmianę kolejności ich wykonywania, optymalizując odpowiednio według czasu jednostkowego lub czasu zbrojenia. Funkcja jest szczegó l- nie przydatna w produkcji małoseryjnej na stanowiskach wymagających narzędzi sp e- cjalnych i oprzyrządowania technologicznego. Key words: production planning, MRPII/ERP, moulding, optymization 1. WSTĘP Współczesne systemy komputerowe wspomagające planowanie produkcji wykorzystują szereg metod ekonomicznych, organizacyjnych i rachunkowych zmierzając do osiągnięcia rozwiązań optymalnych. Ich głównym celem jest wzrost konkurencyjn o- ści przedsiębiorstwa wynikającej z elastyczności w reagowaniu na zapotrzebowanie rynku: krótkie terminy uruchomienia produkcji nowego wyrobu, produkowanie krótkich serii i wielowariantowość produkcji. Realizację tego celu w największym stopniu umo ż- liwia funkcja ciągłego monitorowania ( on line ) zasobów produkcyjnych przedsiębio r- stwa tak aby planowanie nowych zadań produkcyjnych oraz wydawanie ich do realizacji uwzględniało aktualny w danej chwili stan zdolności produkcyjnych, ilości zasobów 1 Dr inż., e-mail: rwlady@mail.p.lodz.pl
materiałowych i półwyrobów w magazynach i w produkcji, pozwalając na zminimalizowanie tych stanów i skrócenie czasów przebiegu. Z tego powodu nowoczesne systemy wspomagające zarządzanie produkcją powinny umożliwiać działania optymalizujące w sytuacjach nietypowych, będąc dedykowanymi określonym zleceniom czy wybranym stanowiskom produkcyjnym [1-3]. Zadanie to, jak wynika z analizy systemu infor:nt powinna realizować jego funkcja optymalizacja sekwencji. Celem tej pracy było zbadanie możliwości optymalizowania procesu wytwarzania form odlewniczych za pomocą funkcji optymalizacja sekwencji, komputerowego systemu planowania i sterowania produkcją Infor:NT. Aby zrealizować cel pracy konieczne było: odzwierciedlenie w systemie komputerowym, procesu wytwarzania piaskowych form odlewniczych, opracowanie danych podstawowych niezbędnych dla realizacji procesów w systemie Infor:NT, wprowadzenie danych podstawowych do systemu komputerowego Infor:NT, wykonanie optymalizacji planowania zleceń produkcyjnych form odlewn i- czych. 2. OPIS FUNKCJI: OPTYMALIZACJA SEKWENCJI Jeżeli na tym samym stanowisku pracy ma być realizowana większa liczba operacji technologicznych, kolejność tych operacji można zaplanować w taki sposób, aby zachować np. nakład czasu wymagany w związku ze zbrojeniem lub przebudową stan o- wiska. Planowanie takie wymaga wykonania następujących czynności: ustalenie kryteriów planowania dla każdego planowanego stanowiska pracy, zdefiniowanie kryteriów w postaci oznaczeń typów maszyn oraz przyporządkowanie w danych podstawowych odpowiedniego typu maszyny do każdego planowanego stanowiska pracy. Przeprowadzone wówczas właściwe planowanie produkcji spowoduje, że wszystkie operacje technologiczne realizowane na tym samym stanowisku pracy, zostaną wprowadzone do planu w kolejności zgodnej z kryteriami zdefiniowanymi dla typów maszyn. Aby zaplanować poszczególne operacje technologiczne zgodnie z ich ustaloną kolejnością, konieczne jest ponowne ustalenie terminów dla planowanego stanowiska pracy. W celu uzupełnienia zmian terminów w odnośnych zleceniach produkcyjnych koniec z- ne jest powtórne ustalenie terminów dla zleceń, w których dokonano tego typu zmian. Operacje technologiczne planowane są w zależności od czasu zbrojenia (typ maszyny B) lub czasu trwania operacji technologicznej (typ maszyny A), bądź też w zależności od obu tych kryteriów (typ maszyny C). Powyższe oznaczenia typów maszyn umieszczone są również w danych podstawowych odnośnych stanowisk pracy. Do stanowiska pracy, dla którego wymagane jest planowanie operacji technologicznych według kryterium czasu zbrojenia, przyporządkowany zostaje zatem typ maszyny B jak to pokazano na rysunku 1. 262
ARCHIWUM ODLEWNICTWA Rys. 1. Okno wyboru typu maszyny (stanowiska) ze względu na sposób planowania Fig. 1. Window of work station (machine) type selection for planning way reasons Następnie w oknie konta stanowiska pracy możliwe jest sortowanie oraz planowanie stanowisk pracy w zależności od czasu zbrojenia. Wszystkie operacje technologiczne zaplanowane na określonym stanowisku pracy mogą być sortowane oraz planowane zgodnie z przyjętymi uprzednio kryteriami. W ten sposób możliwe jest zachowanie optymalnej kolejności przeprowadzonych procesów technologicznych. 3. WYNIKI BADAŃ W systemie komputerowym odzwierciedlono wytwarzanie form odlewniczych p o- przez wprowadzenie danych artykułów produkcji własnej i ich list zasobów: forma piaskowa1 lista zasobów nr 00132; czas pozyskania 5 dni roboczych; wielkość partii: ilość min=200szt. max=200szt., liczba dni 1do7, forma piaskowa2 lista zasobów nr 001236; czas pozyskania 5dni roboczych; wielkość partii: ilość min=200szt. max=200szt., liczba dni 1do7. Formy te różnią się krotnością odlewów. W formie piaskowej 1 można odlać 2 odlewy a w formie piaskowej 2 można wykonać jeden odlew. Wykonywane odlewy są jedn o- rdzeniowe. Wprowadzono również stanowiska pracy: formierek FKT, rdzeniarki, wagi, mieszarki i składania form. Główne okno zlecenia produkcyjnego formy piaskowej pokazane jest na rys. 2. Pozycje listy zasobów są wyświetlane na ekranie wraz z odpowiadającymi ilościami, czasem trwania obróbki na każdym stanowisku pracy oraz najwcześn iejszym terminem realizacji. System infor:nt generuje zadania produkcyjne w wyniku planowania zlecenia klienta utworzonego w module zbyt. Przedstawiony na rysunku 3 przegląd zleceń obciążających badane stanowisko pracy zawiera 32 zlecenia produkcyjne jakie zostały stworzone przez system w wyniku procedury planowania szczegółowego zlecenia klienta. Dla artykułu forma piaskowa 1 zostały utworzone dwa zlecenia produkcyjne, gdyż ilość w zamówieniu klienta była równa 400 sztuk, a wielkość partii tego artykułu to min=200szt. max=200szt. 263
Rys. 2 Widok zlecenia produkcyjnego formy piaskowej Fig.2. View of production order of sand mould Wielkość partii formy piaskowej 2 jest taka sama jak formy piaskowej 1 jednak zamówienie klienta to tylko 200szt. co spowodowało, że system utworzył tylko jedno zlecenie dla tego artykułu. Na rdzeń 1 system utworzył pięć zleceń gdyż w formie 1 przypadają dwa rdzenie na formę, natomiast w formie 2 jeden rdzeń na formę, wielkość partii artykułu rdzeń 1 to 200szt. System obliczył, że do wykonania formy 1 i 2 potrzebne jest 1000 szt. rdzenia 1. Analogicznie zaplanowana została ilość rdzeni 11. Masa bent. 11, na ten artykuł zostało utworzone 11 zleceń produkcyjnych. Do listy zasobów formy piaskowej 1 masa bent. 11 została wprowadzona w ilości 3,74kg na formę dlatego do wykonania 400 sztuk formy 1 jest potrzebne 1496kg masy bent. 11, natomiast do wykonania 200 sztuk formy 2 jest potrzebne 200*2,60kg=520kg. Aby pokryć to zapotrzebowanie system musiał utworzyć 2200 kg masy, gdyż wielkość partii tej masy to 200kg. Jeśli chodzi o masę bent. to wielkość partii jest od 10-200kg dlatego system mógł utworzyć dokładnie taką ilość jaką potrzebuje (forma 1: 400 szt.*0,5kg masy=200kg, forma 2: 200szt.*0,4kg masy=80kg). Na masy rdzeniowe system utworzył tyle zleceń i w takich ilościach jakie są potrzebne do wyprodukowania potrzebnej ilości rdzeni. 264
ARCHIWUM ODLEWNICTWA Rys. 3. Ilość zleceń produkcyjnych Fig. 3. Number of production orders W ramach konta stanowisk pracy, które znajduje się w module Produkcja, dostępny jest przegląd wszystkich zaplanowanych na danym stanowisku pracy zleceń produkcy j- nych. Dzięki temu możliwa jest bezpośrednia kontrola aktualnego obłożenia stan owiska pracy, a w razie potrzeby również dokonanie niezbędnych poprawek oraz uzupełnień. 265
Wszelkie zmiany wprowadzone w oknie konta stanowisk pracy wprowadzone są również automatycznie w odpowiednich danych korygowanego zlecenia. Rys. 4: Obciążenie danego stanowiska pracy z widokiem uruchomienia funkcji optymalizacji sekwencji Fig. 4. Load of the work station with view of running of sequence optimization function Rysunek 5 przedstawia wszystkie zlecenia produkcyjne, które obciążają dane stanowisko pracy, są to zlecenia produkcyjne uruchomione przez system po zaplanowaniu zlecenia klienta. Zostały one zaplanowane i przedstawione w kolejności od na j- wcześniejszego terminu do najpóźniejszego. Na tym rysunku są także przedstawione czasy jednostkowe i czasy zbrojenia dla poszczególnych operacji wykonywanych na tym stanowisku pracy. Typ maszyny został ustawiony jako B umożliwiając optymalizację wg czasu zbrojenia. 266
ARCHIWUM ODLEWNICTWA Rys. 5. Czasy i ilości obciążenia stanowiska pracy Fig. 5. Times and loads of the work station Po uruchomieniu optymalizacji sekwencji wszystkie zlecenia obciążające to (AP0004) stanowisko pracy zmieniają swoją kolejność jak to pokazano na rysunku 6. System ustawia je wg czasu zbrojenia czyli zlecenia, które mają najmniejszą wartość czasu zbrojenia są wykonywane na początku, natomiast te które mają największą wartość czasu zbrojenia są wykonywane na końcu. 267
Rys. 6 Optymalizacja sekwencji wg czasu zbrojenia Fig. 6. Sequence optimization according to setuptime Dzięki takiemu zachowaniu system umożliwia lepsze rozplanowanie zleceń produkcyjnych obciążających dane stanowisko pracy, pozwala uwzględnić czas potrzebny na zbrojenie czy przebudowę stanowiska pracy (płyty modelowe, narzędzia, materiały, ustawienie). System zmieniając kolejność wykonywanych zleceń obciążających dane stanowisko pracy (wg czasu zbrojenia) nie zmienia ustalonych terminów. Przed optymalizacją wszystkie zlecenia były ułożone wg terminów wykonania, od najwcześniejszego do najpóźniejszego. 268
ARCHIWUM ODLEWNICTWA Teraz kolejność operacji została zmieniona i zlecenia, które powinny być wykonane wcześniej mają późniejszy termin realizacji. Jest to sytuacja niemożliwa do wykonania, dlatego po wykonaniu optymalizacji sekwencji konieczne jest wykonanie ponownego ustalenia terminów. Na rysunkach 7 i 8 pokazano ekrany z wyborem funkcji i opcji ustalenia terminu. Rys. 7. Ustalenie terminu Fig. 7. Fixing of the date Rys. 8. Parametry ustalenia terminu Fig. 8. Parameters of fixing of the date 269
Ustalenie terminu wiąże się z przyporządkowaniem sposobu w jaki chcemy aby termin był ustalony. Istniejące opcje to: termin początkowy, aktualna pozycja, termin końcowy. Dla tych terminów można realizować ustalenie terminu metodą wprzód, jako punkt środkowy lub wstecz. Jak widać po wynikach, przeprowadzonego pełnego cyklu optymalizacji sekwencji, funkcja ta ma duży wpływ na planowanie większej liczby operacji technologicznych wykonywanych na danym stanowisku pracy. Kolejność wykonywania tych operacji została tak zaplanowana aby zachować wymagany nakład czasu w związku z przeb u- dową lub zbrojeniem stanowis ka pracy. Można zauważyć, że czas wykonania wszys t- kich operacji po optymalizacji wydłużył się w stosunku do czasu wykonania wszystkich operacji technologicznych przed optymalizacją. Stało się tak dlatego, że system uwzględnił czas zbrojenia. Rysunki 9 i 10 przedstawiają odpowiednio ułożenie zleceń produkcyjnych obciążających dane stanowisko po optymalizacji sekwencji wg czasu jednostkowego oraz wg czasu jednostkowego i zbrojenia. Po zmianie typu maszyny na A (planowanie wg czasu jednostkowego), i po ponown ym uruchomieniu optymalizacji sekwencji wszystkie zlecenia obciążające to stanowisko (AP0004) zmieniają swoją kolejność i system ustawia je rosnąco wg czasu jednostkowego. Jak widać z rysunku 9 planowanie zostało przeprowadzone przez system bardzo szczegółowo, tak aby w tym samym czasie została wykonana jak największa liczba zleceń produkcyjnych. Umożliwia to lepsze wykorzystanie zdolności produkcy jnych danego stanowiska pracy. Czas wykonania całego cyklu produkcyjnego zwiększył się w stosunku do czasu trwania wszystkich zleceń produkcyjnych przed optymalizacją, jednak optymalizacja sekwencji umożliwiła nam wykonanie większej liczby zleceń w danym przedziale czasowym tzn. na początku wykonywane są zlecenia o krótszym czasie jednostkowym, a na końcu te, które mają większą wartość czasu jednostkowego. Po zmianie typu maszyny na C po ponownym uruchomieniu funkcji optymalizacji s e- kwencji wszystkie zlecenia obciążające to stanowisko (AP0004) zmieniają swoją kolejność i system ustawia je w kolejności rosnącej wg czasu jednostkowego i czasu zbrojenia. Kolejność ta jest zachowana tylko w miarę możliwości. System nie ustawia zleceń, wykonywanych na danym stanowisku, według sumy czasów jednostkowego i zbrojenia, tylko w miarę możliwości jeden i drugi czas rosnąco. W przypadkach gdy to jest nie możliwe system wybiera czas jednostkowy ustawiając dane zlecenie w kolejności jaka miałaby miejsce przy optymalizacji według czasu jednostkowego. Czas wykonania całego cyklu produkcyjnego wydłuża się, w stosunku do czasu przed optymalizacją dokładnie tak samo jak w przypadku optymalizacji wg czasu jednostkowego. 270
ARCHIWUM ODLEWNICTWA Rys. 9 Optymalizacja sekwencji wg czasu jednostkowego Fig. 9. Sequence optimization according to time per unit 271
Rys. Rysunek 10. Zlecenia 1: Widok produkcyjne zleceń po produkcyjnych optymalizacji ze względu po optymalizacji na czas jednostkowy wg czasu i zbrojenia jednostkowego i czasu zbrojenia. Fig. 10. View of production orders after optimizing for time per unit and setuptime reasons Podsumowując przeprowadzone badania należy zauważyć, że optymalizacja s ekwencji ma duży wpływ na planowanie większej liczby operacji technologicznych wykonywanych na danym stanowisku pracy. Kolejność wykonywania tych operacji jest tak planowana aby zachować wymagany nakład czasu w związku z przebudową lub zbrojeniem stanowiska pracy. Funkcja ta ze względu na czas zbrojenia, działa w ten sposób, że zamienia kolejność wykonywanych operacji technologicznych i ustawia na początku te, które mają najkró t- szy czas zbrojenia, a na końcu operacje o najdłuższym czasie zbrojenia. Po wykonaniu tej funkcji konieczne jest przeprowadzenie operacji ponownego ustalenia terminów. Funkcja działa analogicznie, gdy przeprowadzimy planowanie ze względu na czas jednostkowy. 272
ARCHIWUM ODLEWNICTWA Wykonanie optymalizacji sekwencji ze względu na czas jednostkowy i czas zbrojenia powoduje, że system ustawia operacje technologiczne rosnąco wg wartości obydwu czasów. Przeprowadzone badania wykazały, że efektywność działania funkcji optymalizacja sekwencji jest zmniejszana przez konieczność ponownego ustalania terminów. Jest to niezbędne wówczas, gdy na jednym stanowisku pracy jest realizowanych kilka operacji (zabiegów) o technologicznie wymaganej kolejności wykonania. Z powyższego wynika, że efektywność optymalizacji produkcji za pomocą tej funkcji jest najwyższa, gdy wprowadzana do s ystemu infor:nt lista zasobów dla jednego stanowiska (maszyny) zawiera tylko jedną operację technologiczną. Wówczas optymalizacja sekwencji zmienia kolejność partii form odlewniczych wykonywanych po sobie na tym samym stanowisku formierskim prowadząc do indywidualnego przebiegu oraz intensyfikacji realizacji produkcji na tym stanowisku. 4. WNIOSKI Przedstawione wyniki badań pozwalają na sformułowanie następujących wniosków: system infor:nt umożliwia zleceniowe planowanie ilościowe i terminów produkcji form odlewniczych, system infor:nt za pomocą funkcji: optymalizacja sekwencji pozwala na tworzenie nietypowych planów produkcyjnych dedykowanych określonym wyrobom wytwarzanych na wybranych stanowiskach pracy, funkcja optymalizacja sekwencji pozwala sterować produkcją form na poziomie operatywnym za pomocą czasu jednostkowego lub czasu zbrojenia stanowiska formowania, dając możliwość zwiększenia ilości wykonanych zleceń produkcy j- nych w czasie, największa efektywność optymalizacji produkcji funkcją optymalizacja sekwencji występuje w przypadku przyporządkowania określonemu stanowisku pracy tylko jednej operacji technologicznej. LITERATURA [1] Władysiak R.: System planowania i sterowania produkcją dla przedsiębiorstwa odlewniczego. Archiwum odlewnictwa, PAN Katowice, 2001, nr 1, (1/2), s. 303 314. [2] Władysiak R.: Wspomaganie komputerowe planowania produkcji żeliwa. Archiwum odlewnictwa, PAN Katowice, 2002, nr 6, s. 285 294. [3] Durlik I.: Inżynieria zarządzania. Agencja Wydawnicza PLACET, t. 1 i 2 (1998). 273
SOME METHODS OF FOUNDRY PRODUCTION OPTIMIZATION WITH USE OF MRPII/ERP COMPUTER SYSTEM SUMMARY This paper presents the efficiency of use of sequence optimization function of production planning computer system infor:nt in casting moulds manufacturing optimization. It makes possible increase of orders number of production plan with the aid of the realization sequence change. The optimization can make adequately according to time per unit or setuptime of operation. The function is especially useful for planning of small lot production at the work stations, which require of technological instrumentation and special tools. Recenzował prof. dr hab. inż. Roman Wrona 274